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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS

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TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES URBANAS Powered By Docstoc
					     

                     

   RBAN ACIÓ
  UR NIZA ÓN
                                       
       STEL ANA
  LA CAS LLA
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           Mercedes A. Villa A.


        Loja, Ju
        L           2009
               unio 2
                                   
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                          URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”




INTRODUCCIÓN                                                                  1

Generalidades                                                                 1

Objetivos                                                                     3

Información Preliminar                                                        3

Vías de Acceso                                                                3

Clima                                                                         4

Sistema existente                                                             4

Documentos técnicos analizados                                                4

Análisis de la Población                                                      5

Determinación de la población de diseño                                       5

Estudio demográfico                                                           6

Composición del ARD                                                           6

CARACTERIZACIÓN DEL EFLUENTE                                                  9

Toma de muestras y aforo del ARD                                              9

Técnicas de muestreo                                                         11

Toma de muestras                                                             12

Recipientes                                                                  13

Identificación de muestras                                                   13

Preservantes de muestras                                                     13

Métodos de preservación                                                      13    i


                             Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                            URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”



Transporte de muestras                                                        14

Programa de muestreo                                                          14

Características de las ARD                                                    16

Análisis de resultados de laboratorio                                         17

Factores que influyen en la caracterización de                                17

de ARD

CRITERIOS-SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS                                           20

Selección del tratamiento depurador                                           21

Comparación entre las soluciones                                              27

depuradoras

Superficie necesaria                                                          27

Simplicidad de construcción                                                   27

Explotación y mantenimiento                                                   27

Rendimientos                                                                  28

Estabilidad                                                                   28

Impacto ambiental                                                             29

Producción de fangos                                                          29

Conclusiones                                                                  29

CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA EDAR                                                 31

Caudal de diseño                                                              31

Coeficiente Punta                                                             32

Carga unitaria                                                                32    ii


                              Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                           URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”
                                            C

Carga orgánica                                                                 34

Área de la Planta de Tratamiento                                               34

Dimensiones de la planta                                                       34

Unidades de Pretratamiento                                                     35

Cajón de entrada                                                               35

Transición al canal de entrada                                                 35

Canal de entrada                                                               36

Diseño de cribas y rejilla de Desbaste                                         38

Diseño del Desarenador                                                         45

Longitud de transición al desarenador                                          46

Compuertas de entrada y salida del                                             48
Desarenador.

Unidad de Tratamiento Primario
                                                                               49
Diseño del Decantador Primario
                                                                               49
Unidades de Tratamiento Secundario
                                                                               53
Diseño de los Lechos Bacterianos
                                                                               54
Parámetros constructivos y funcionales
                                                                               54
Calculo del Lecho Bacteriano
                                                                               56
Diseño del Decantador Secundario
                                                                               58
Unidad de Tratamiento Terciario
                                                                               62
Diseño de Eras de Secado
                                                                               64
DISEÑO DE LA ESTACIÓN DE
                                                                               65    iii
BOMBEO


                               Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                          URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”
DESCRIPCION DEL PROCESO DE                                                    68
DEPURACIÓN

Recepción
                                                                              69
Pretratamiento
                                                                              69
Tratamiento primario
                                                                              70
Tratamiento secundario
                                                                              71
Línea de fangos
                                                                              72
Evaluación de la eficiencia del
                                                                              73
tratamiento

PLAN DE PUESTA EN MARCHA Y
OPERACIÓN                                                                     74

Puesta en marcha de la planta de
tratamiento
                                                                              74
Inspección preliminar del sistema
                                                                              75
Operaciones iníciales
                                                                              75
Chequeo del sistema
                                                                              76
Llenado de la planta
                                                                              77
Operación normal
                                                                              77
Operación especial
                                                                              78
Suspensión de la operación de la planta
                                                                              78
Programación de actividades de
                                                                              79
mantenimiento
                                                                              79
Parada de la planta
                                                                              80
Limpieza de tanques y Lechos
Bacterianos                                                                         iv


                              Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                             URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”



Limpieza o Reparación de Rejas,                                               81
Desarenador, Canales y Eras de Secado.

Seguridad del personal durante estos
                                                                              81
trabajos

Operación de emergencia
                                                                              82
Falla de energía de larga duración
                                                                              82
Fallas en estructuras y equipos esenciales
                                                                              82
Eventos de fuerza mayor
                                                                              83
Control de calidad
                                                                              83
Toma de muestras en planta
                                                                              83
Manual de operación y mantenimiento
                                                                              84
Generalidades
                                                                              84
Características del manual
                                                                              84
Calibración de equipos
                                                                              84
Redacción del manual
                                                                              84
Operación, mantenimiento y control de
calidad                                                                       85

Contenido                                                                     85

Bibliografía                                                                 104




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                              Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                           URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”




TABLA Nº 1: Contaminante del Agua Residual Doméstica                       7

TABLA Nº 2: Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce                  9

TABLA Nº 3: Aforo de la Descarga                                           15

TABLA Nº 4: Resultados de la Caracterización del Efluente                  16

TABLA Nº 5: Campo Poblacional de alternativas de Depuración propuesta      21

TABLA Nº 6: Superficie necesaria para cada alternativa                     21

TABLA Nº 7: Superficie necesaria                                           22

TABLA Nº 8: Simplicidad de Construcción                                    22

TABLA Nº 9: Explotación y Mantenimiento                                    23

TABLA Nº10: Costos de Construcción                                         23

TABLA Nº11: Costos de Explotación y Mantenimiento                          24

TABLA Nº12: Rendimientos                                                   24

TABLA Nº13: Estabilidad                                                    25

TABLA Nº14: Impacto Ambiental                                              25

TABLA Nº15: Producción de Fangos                                           26

TABLA Nº16: Matriz final de Selección                                      26

TABLA Nº17: Pérdidas de energía en una rejilla                             43

TABLA Nº18: Material cribado retenido según aberturas de cribas            44

TABLA Nº19: Velocidad Ascencional a Caudal Medio                           50

TABLA Nº20. Velocidad Ascencional a Caudal Máximo                          50

                                                                                   vi


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TABLA Nº21: Tiempo de retención                                            51

TABLA Nº22: Relaciones adimensionales para el diseño de un decantador      51

TABLA Nº23: Carga a la salida del vertedero                                52

TABLA Nº24: Concentración de Fangos                                        52

TABLA Nº25: Procesos de tratamiento y Grados de Remoción                   52

TABLA Nº26: Aporte per cápita para el agua residual doméstica              53

TABLA Nº27: Tipos de fangos producidos en una EDAR                         63




                                                                                   vii


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Anexo Nº 1: Cálculo Hidráulico de la red de Alcantarillado Sanitario        86

             de la Urbanización La Castellana

Anexo Nº 2: Análisis de laboratorio de las muestras de agua                 90

Anexo Nº 3: Cálculo Hidráulico de la Planta de Tratamiento de Agua          92

             Residual de la Urbanización La Castellana

Anexo Nº 4: Cálculo hidráulico de la estación de Bombeo                     101

Anexo Nº 5: Pérdidas localizadas en longitudes equivalentes                 103

Anexo Nº 6: PLANOS




                                                                                    viii


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           PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA
                  LA URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

*Introducción.-

En nuestro país, las aguas negras procedentes de los sistemas de recolección y
alcantarillado, descargan en la mayoría de los casos, en los cursos de agua
naturales para su disposición final. Se exceptúan algunas formas de irrigación. La
descarga está limitada por la capacidad de autopurificación de las aguas
receptoras.

Dado que la ciudad de Loja, es conocida en nuestro país como la ciudad más
ecológica, día a día son más las personas interesadas en conservar está importante
mención. Es por esta razón que en la planificación de lo que será la Urbanización
“La Castellana”, se ha considerado muy conveniente diseñar también una estación
depuradora de las aguas residuales provenientes de cada una de las viviendas, con
la finalidad de contribuir a la conservación del medio ambiente, para reducir la
toxicidad de estas aguas antes de entrar en contacto con el cuerpo de agua al que
serán descargadas.

Buscando de esta manera cumplir con cada uno de los parámetros exigidos por la
Normativa Ecuatoriana de Descarga de Aguas Residuales vigente, contribuyendo a
mejorar su calidad aguas debajo de la descarga.

En la orilla de la zona donde se ubicará la urbanización, circula el cauce del Río
Zamora, por lo que es común encontrar varias especies de insectos, con la
construcción de la planta de tratamiento, también se obtienen otros beneficios ya
que se eliminan malos olores, plagas de insectos y roedores en las cercanías a la
urbanización.

*Generalidades.-

Las aguas residuales domésticas se originan por el consumo de aguas de
abastecimiento de tipo: Agua potable utilizada para consumo humano y
preparación de alimentos, entre otros usos.

Las redes de desagüe sanitario conducen las aguas residuales al exterior de las
edificaciones.                                                                       1


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A pesar de que las aguas residuales, están constituidas, aproximadamente por
99% de agua y 0,1% de materia extraña, su descarga en una corriente cambia las
características del agua que la recibe.

En esta forma los materiales que se depositan en el lecho de un río impiden el
crecimiento de plantas acuáticas; los de naturaleza orgánica se pudren robando
oxígeno al agua con producción de malos olores y sabores; las materias tóxicas,
compuestos metálicos, ácidos y álcalis afectan directa o indirectamente la vida
acuática; las pequeñas partículas como fibras o cenizas pueden asfixiar a los peces
por la obstrucción de sus bronquios (agallas); los aceites y grasas pueden flotar en
la superficie y adherirse a las plantas impidiendo su desarrollo.

De todo ello se desprende la importancia de reducir la descarga de aguas
residuales en las corrientes de agua, a los límites de autopurificación de las aguas
receptoras.

Se puede mejorar la capacidad de autopurificación de un río disminuyendo la
velocidad del agua en la zona de descarga o en los ensanchamientos del cauce;
regulando la formación de depósitos de lodo por canalización del cauce del río;
aumentando los procesos de aireación provocando artificialmente, disturbios en la
superficie del agua por cascadas, remolinos, etc. y finalmente impidiendo que se
disminuya la cantidad de agua en dilución como sucede en época de estiaje,
mediante obras de regulación.

De   lo   descrito   anteriormente,   debemos     tomar   en   cuenta   que   dichos
procedimientos requieren obras muy costosas por lo que resultan antieconómicos.

Por lo que se debe buscar en lo posible que la materia acarreada en el agua
residual, llegue al cuerpo de agua por los sistemas de alcantarillado, sometiendo
estas aguas a procesos de tratamiento.

Esta operación se dificulta por encontrarse parte de la materia orgánica en
solución y otra en suspensión, en forma que los sólidos pueden ser sedimentables
o no sedimentables.

Para depurarla, existen diversos procesos que al aplicarse aislados o en conjunto
permiten obtener diferentes grados de purificación de las aguas tratadas.              2


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El tratamiento de las aguas residuales, debe en lo posible equilibrarse con la
capacidad de depuración natural de las aguas receptoras, de modo que el proceso
resulte económico y útil.

La capacidad de tratamiento varía en cada caso en función de la población servida
en condiciones de alta ocupación de las instalaciones, lo que ocurre en ciertas
épocas del año o de la fase de desarrollo de cada zona.

El principio básico de la depuración consiste en separar los contaminantes
disueltos o en suspensión para obtener agua limpia.

*Objetivos del Tratamiento:
   1. Reducir las concentraciones de contaminantes presentes en las aguas
      residuales domésticas provenientes de la urbanización “La Castellana”.
   2. Cumplir con las normas y requisitos mínimos definidos por las autoridades
      sanitarias de nuestro país, Normativa Ecuatoriana de Descarga de Aguas
      Residuales vigente.
   3. Implementar un sistema de tratamiento de agua residual de tecnología
      apropiada, accesible, de simple control, operación y mantenimiento, de
      acuerdo con las características geográficas, ambientales y socioeconómicas
      de la urbanización.
   4. Prevenir el origen de enfermedades hídricas.

La planta de tratamiento de las aguas residuales provenientes de la urbanización
“La Castellana”,   se diseñará para reducir las cantidades suficientes de sólidos
orgánicos e inorgánicos que permiten su disposición, sin infringir los objetivos
propuestos.

*INFORMACIÓN PRELIMINAR.-

      Vías de acceso:

La principal vía de acceso al terreno la constituye la Avenida Salvador Bustamante
Celi. Para acceder al lugar de la urbanización se aclara que existe el servicio de
transporte urbano con dirección al barrio Amable María.

                                                                                     3


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       Clima:

El clima en ésta zona se caracteriza por ser cálido, propio de la región. La
temperatura media es de 18 °C. el período de invierno se registra en los meses de
enero a mayo.


       Sistema existente:

Dentro del área de la urbanización La Castellana, no existe un tratamiento de las
aguas servidas previo a su descarga al cuerpo de agua, por lo que es de gran
importancia el diseño, construcción e implementación de una planta que trate las
aguas servidas provenientes de la urbanización.

       Documentos Técnicos Analizados:

Para la elaboración del presente estudio ha sido necesario contar con los planos
correspondientes al sistema de alcantarillado sanitario de la urbanización.
Los documentos técnicos, que se han utilizado como sustento del presente estudio,
son los que se detallan a continuación:
-   Cálculo Hidráulico de la Red de Alcantarillado Sanitario (Anexo 1).
-   Planos del proyecto (Sistema de Alcantarillado Sanitario).
-   Localización de receptor final de aguas servidas (Según planos, pozo Nº 19).
-   Normas INEN: Código ecuatoriano de la construcción. C.e.c.: Normas para
    estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas residuales
    para poblaciones mayores a 1000 habitantes, 1992.
-   Normas del Instituto ecuatoriano de Obras Sanitarias (EX – IEOS): Normas para
    estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas residuales
    para poblaciones mayores a 1000 habitantes, Agosto de 1993.
-   Manual General Uralita, 3 Manuales Técnicos. Editorial DOSSAT S.A. (Madrid).
    Capítulo XIV: Saneamiento, Alcantarillado e Instalaciones Complementarias,
    Depuración de Aguas Negras. (Pag: 503 – 519).
-   Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua
    Sección:4.2.3 Normas de descarga de efluentes a un cuerpo de agua o receptor:
    agua dulce y agua marina.


                                                                                     4


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       Análisis Poblacional:

-   Se establecen las poblaciones actual y futura de la urbanización en estudio, con
    el propósito de calcular el caudal de aguas residuales a evacuar.
-   Para determinar la población futura se utilizará tres métodos, los mismos que se
    enmarcan en las normas de diseño establecidas por el ex IEOS del año 1993, y
    las normas actuales de la SSA (Subsecretaría de Saneamiento Ambiental) para el
    sector urbano.
       Determinación de la Población de Diseño

-   El cálculo de la población futura está sujeto a diversos factores, cuya
    determinación e invariabilidad son difíciles de predecir, razón por la cual la
    población a servirse con el presente proyecto en un inicio del período de
    diseño.
-   El índice de crecimiento es el que indica la proporción de crecimiento de una
    población adoptado para nuestro cálculo es el dado por la Norma.
-   Para el cálculo de la población futura se proyectará el crecimiento poblacional
    utilizando tres métodos conocidos, luego se escogerá la población futura
    considerando aspectos económicos, y sociales.

       Cálculo de la Población de Diseño

       Datos:

    Población actual: 480 habitantes.          Índice de crecimiento: 1.7 (Ciudad de Loja)
    Periodo de Diseño: 25 años.                Población flotante: 3%.


    Población Actual Total:
                         PAT = Pa (Pf ) + Pa
                         PAT = 480(0.03) + 480
                         PAT = 494 Hab.




                                                                                             5


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  1º Método Geométrico:

                       Pf = Pa ∗ [1 + r ]
                                             n


                       Pf = 494 * [1 + 0.017 ]
                                                   25


                       Pf = 753 Hab.

  2º Método de Wappaus:

                               ⎛ 200 + i(t) ⎞
                               ⎜ 200 − i(t) ⎟
                       Pf = Pa ⎜            ⎟
                               ⎝            ⎠
                                  ⎛ 200 + 0.017(25) ⎞
                                  ⎜ 200 − 0.017(25) ⎟
                       Pf = 494 * ⎜                 ⎟
                                  ⎝                 ⎠
                       Pf = 496 Hab.

  3º Método Exponencial:
                                    ⎛ 100 ⎞
                                      i(t)
                                    ⎜e ⎟
                            Pf = Pa ⎜      ⎟
                                    ⎝      ⎠
                            Pf = 494 * ⎛ e 100 ⎞
                                           0.017(25)

                                       ⎜             ⎟
                                       ⎝             ⎠
                            Pf = 496 Hab.
  El sistema se diseñara considerando una población futura de 753 habitantes.

      Estudios Demográficos:

  El terreno disponible para la construcción de la planta de tratamiento de aguas
  residuales dentro de la urbanización “La Castellana”, se estima en 0.252 Ha, las
  aguas provendrán de 78 viviendas unifamiliares y de un edificio de
  apartamentos.

*Composición de las Aguas Residuales Domésticas:

En las aguas residuales conocidas también como aguas urbanas existen una gran
cantidad de compuestos, físicos, químicos y biológicos, sin embargo los sólidos
suspendidos, los compuestos orgánicos biodegradables y los organismos
patógenos, son los más importantes y para ello las plantas de tratamiento deben
ser diseñadas para su remoción.


                                                                                     6


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Los diversos tipos de aguas residuales reciben nombres descriptivos según su
procedencia, siendo una de sus características típicas la presencia de sustancias
consumidoras de oxígeno en comparación con el agua, por ejemplo, de un río.

En la siguiente tabla se pueden observar los contaminantes presentes en el agua
residual.

           Tabla 1.− Contaminantes en el Agua Residual Doméstica

                                                                                    Efectos    causados por la descarga
            Contaminante                               Fuente                             del agua residual en aguas
                                                                                                superficiales
       Sustancias              que ARD* y ARI* (proteínas, carbohidratos, Agotamiento                    del    oxígeno,
       consumen oxígeno(MO* grasas, aceites).                                      condiciones sépticas.
       biodegradable).
       Sólidos suspendidos          ARD y ARI; erosión del suelo.                  Depósito de lodo; desarrollo
                                                                                   de condiciones anaeróbicas.
       Nutrientes:
       •    Nitrógeno               ARD, ARI y ARA*                                Crecimiento          indeseable     de
       •    Fósforo                 ARD y ARI; descarga natural.                   algas y plantas acuáticas.
       Microorganismos              ARD                                            Comunicación                        de
       Materia tóxica                                                              Deterioro       del     ecosistema;
       •    Metales pesados         ARI                                            envenenamiento               de     los
       •    Compuestos              ARA y ARI                                      alimentos         en        caso    de
            orgánicos tóxicos                                                      acumulación.
       MO refractaria (Difícil de ARI      (fenoles,       surfactantes),    ARD Resisten          el      tratamiento
       degradar                     (surfactantes)     y     ARA     (pesticidas, convencional, pero pueden
       biológicamente)              nutrientes);     materia    resultante     del afectar el ecosistema.
                                    decaimiento de la MO.
       Sólidos          inorgánicos Abastecimiento de agua, uso de agua            Incremento del contenido de
       disueltos                    Abastecimiento         agua,    uso      agua, sal.
       •    Cloruros                infiltración
       •    Sulfuros                ARD y ARI
       •    Ph                      ARI
       Olores: H2S                  Descomposición de ARD                          Molestia pública


*MO; Materia orgánica *ARD: Aguas residuales domésticas *ARI: Aguas residuales industriales; *ARA: Aguas
residuales agrícolas.
Fuente: Alaerts, G.. Wastewater Treatment. Tratamiento de Aguas Residuales. Colombia (1995).

Para determinar la concentración de cada contaminante se tomaron muestras del
agua residual en el último pozo del sistema de alcantarillado sanitario que en la
nomenclatura de los planos de la evaluación del alcantarillado existente se
denomina como pozo №19.                                                                                                      7


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Se eligió el pozo № 19 por cuanto en este convergen todas las aguas recolectadas
por los colectores principales y secundarios, que representa a todas las aguas
residuales del sistema existente.

De este pozo se tomaron tres muestras para ser analizadas, esto es con el fin
conocer la composición de estas aguas residuales para el posterior diseño de los
tratamientos necesarios para su depuración.




                                                                                   8


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                          CARACTERIZACIÓN DEL EFLUENTE

La caracterización de los efluentes, es necesaria para poder diseñar la planta de
tratamiento incluirá varias fases. Inicialmente se medirá el caudal y se determinará
la concentración de las aguas residuales mediante una serie de ensayos de
laboratorio de muestras del agua a tratarse en la planta.

Los ensayos de laboratorio se realizarán en los laboratorios del CETTIA, en la
Universidad    Técnica     Particular   de   Loja,    de   acuerdo   con   la   normativa
correspondiente (o de acuerdo con el Standard Methods for the Examination of
Water and Wastewater de la AWWA).

Para la determinación del caudal de las descargas se efectuarán tres jornadas de
medición en el emisario final (Pozo Nº 19). Con estos datos se determinarán los
caudales medio y máximo horario representativos de cada descarga.

El diseño de las unidades de tratamiento se basará en el caudal máximo para el
período de diseño. La planta de tratamiento y el sistema de alcantarillado debe
estudiarse de forma conjunta de tal forma que su funcionamiento garantice la
calidad del agua en los cuerpos receptores. Los parámetros de calidad del agua a
cumplir serán los fijados por la entidad reguladora de acuerdo a los distintos usos
que se le dé al cuerpo de agua, y que están contemplados en el TULAS (Ver Anexo
Digital) o aquel que lo sustituya o modifique.

Tabla Nº 2: Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce del Texto Unificado de
Legislación Ambiental Secundaria (TULAS) se presentan a continuación:

                     Límites de Descarga a un Cuerpo de Agua Dulce

                                                                     Límite Máximo 
          Parámetros              Expresado Como           Unidad 
                                                                       Permisible 
                                Sustancias Solubles
   Aceites y Grasas                                        mg/L            0.3 
                                    en Hexano 
   Alkil Mercurio                        ‐                 mg/L       No Detectable 
   Aldehidos                             ‐                 mg/L            2.0 
   Aluminio                             Al                 mg/L            5.0 
   Arsénico                             Ar                 mg/L            0.1 
   Bario                                Ba                 mg/L            2.0 
   Boro                                  B                 mg/L            2.0              9


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  Cadmio                              Cd             mg/L              0.02 
  Cianuro                            CN‐             mg/L               0.1 
  Cloro Activo                        Cl             mg/L               0.5 
                               Extracto Carbón 
  Cloroformo                                         mg/L              0.1 
                               Cloroformo ECC 
  Cloruros                            Cl‐            mg/L               1000 
  Cobre                               Cu             mg/L                1.0 
  Cobalto                             Co             mg/L                0.5 
                                                                   8
                                                                    Remoción >al 
  Coliformes Fecales            Nmp/100 ml              
                                                                        99% 
                                                                 *
                                                  Unidades de     Inapreciable en 
  Color Real                      Color real 
                                                     Color         dilución: 1/20 
  Compuestos Fenólicos              Fenol            mg/L                0.2 
  Cromo Hexavalente                  Cr+6            mg/L                0.5 
  Demanda Bioquímica de 
                                    DBO5             mg/L              100 
  Oxígeno 
  Demanda Química de 
                                    DQO              mg/L              250 
  Oxígeno 
  Dicloroetileno                Dicloroetileno       mg/L               1.0 
  Estaño                              Sn             mg/L               5.0 
  Fluoruros                           F‐             mg/L               5.0 
  Fósforo Total                        P             mg/L              10.0 
  Hierro Total                        Fe             mg/L              10.0 
  Hidrocarburos Totales 
                                     TPH             mg/L              20.0 
  de Petróleo 
  Manganeso                          Mn              mg/L               2 
  Material Flotante                Visible           mg/L           Ausencia 
  Mercurio                           Hg              mg/L            0.005 
  Niquel                             Ni              mg/L              2.0 
  Nitratos+Nitritos           Expresado como N       mg/L             10.0 
  Nitrógeno Total Kjedahl             N              mg/L             15.0 
                              Concentración de 
  Organoclorados                                     mg/L              0.05 
                               Organoclorados 
                              Concentración de 
  Organofosforados                                   mg/L              0.1 
                              Organofosforados 
  Plata                              Ag              mg/L              0.1 
  Plomo                              Pb              mg/L              0.2 
  Potencial de Hidrógeno             pH                                5‐9 
  Selenio                            Se              mg/L              0.1 
  Sólidos Sedimentables                              ml/L              1.0 
  Sólidos Suspendidos                                mg/L             100 
  Sólidos Totales                                    mg/L             1600           10


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    Sulfatos                            SO4‐‐         mg/L              1000 
    Sulfitos                            SO3           mg/L               2.0 
    Sulfuros                              S           mg/L               0.5 
    Temperatura                          ° C           ° C               <35 
                               Sustancias Activas 
    Tensoactivos                                      mg/L              0.5 
                               al azul de metileno 
                                 Tetracloruro de 
    Tetracloruro de Carbono                           mg/L              1.0 
                                     Carbono 
    Tricloroetileno               Tricloroetileno     mg/L              1.0 
    Vanadio                               V           mg/L              5.0 
    Zinc                                 Zn           mg/L              5.0 

*
La apreciación de color se estima sobre 10 cm de muestra diluida
*
Aquellos regulados con descargas de coliformes fecales menores o iguales a 3000,
quedan exentos de tratamiento

              TOMA DE MUESTRAS Y AFORO DE AGUAS RESIDUALES
                  EN LA URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

La toma de Muestra debe asegurar que la muestra obtenida refleje adecuadamente
las propiedades que interesan del lugar del que proviene, es decir la muestra final
debe ser:
    -   Tan similar como sea posible a la población global a analizar
    -   Poseer sus características esenciales

En el transcurso del transporte de la muestra desde el lugar de la toma hasta el
centro donde se practicaran los análisis puede ocurrir que las características físico-
químicas y microbiológicas de la muestra varíen. Esto debe evitarse en lo posible
reduciendo al mínimo el tiempo transcurrido entre la toma de muestra y su análisis,
empleando algún medio efectivo de preservación que no altere de forma
perceptible su calidad.

De lo dicho hasta ahora, se deducen algunas condiciones rutinarias para cumplir
una correcta toma de muestras:

    -   Representatividad del total de la masa de agua investigada.
    -   Mínima variación de las características del agua desde su origen hasta su
        efectiva determinación analítica.
    -   Adecuación de la toma de muestras a la situación concreta.
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   -   Además, que el examen de un agua incluye determinaciones físicas,
       químicas, microbiológicas, cada una de las cuales puede requerir unos
       criterios de toma de muestras y manipulación diferentes.

*Técnicas de Muestreo.-

Las muestras de agua pueden ser simples, compuestas o bien en continuo.

La muestra simple proporciona información sobre la calidad en un punto y
momento dado: puede ser importante a la hora de establecer características de
agua en un punto de la red de abastecimiento de una población.

La muestra compuesta se compone de varias alícuotas espaciadas temporalmente
(Con frecuencias, variables, minutos, horas, días) que se adicionan al mismo
recipiente. Este tipo de muestras se aplica, por ejemplo, en el seguimiento de
vertidos industriales cuya calidad puede variar mucho a lo largo de una jornada de
trabajo.

Las muestras en continuo son imprescindibles en procesos a escala industrial, por
ejemplo, la determinación de cloro residual libre en el agua potable a la salida de
una potabilizadora. Las muestras integradas en el tiempo se obtienen con bombeo
a un flujo continuo de muestra que se adiciona al mismo recipiente.


*Toma de muestras.-

Para nuestro muestreo, se tomaran muestras compuestas durante tres días, los días
seleccionados para la toma de muestras son:

   -   1 Muestra: Martes 28 de mayo del 2009 (06H00 – 18H00)
   -   2 Muestra: Jueves 30 de mayo del 2009 (06H00 – 18H00)
   -   3 Muestra: Sábado 01 de junio del 2009 (06H00 – 18H00)

Estas muestras proveen una mayor representatividad de las características de la
descarga.

La ventaja de tomar muestras compuestas incide en la reducción de costo del
análisis de muchas muestras simples.
                                                                                      12


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Las muestras compuestas, proporcionan un estimado de la calidad media del agua
durante el período de muestreo.

*Recipientes.-

Los recipientes utilizados para la toma y almacenamiento temporal de las muestras
pueden ser de diferentes capacidades, desde los 110ml utilizados en muestras
simples para análisis bacteriológico, hasta los muestreadores de 5L de volumen útil.

Las muestras destinadas para análisis bacteriológico, suelen tomarse en envases de
borosilicatado o polipropileno como los envases en que se toman muestras de
orina, los mismos que están previamente esterilizados de 110ml.

Para los análisis físicos – químicos, pueden utilizarse envases de plástico
enjuagándolos varias veces y manteniéndolos más de 12 horas en una solución
clorhídrica. Posteriormente se enjuagara con agua destilada, quedando así
esterilizado el recipiente, con una capacidad de 5 litros.

*Identificación de Muestras.-

Para identificar cada una de las muestras, en ellas se indico, el periodo de
muestreo, la fecha del muestreo, lugar de procedencia, tipo de muestreo y
preservativo usado, a manera de una etiqueta en el recipiente de la muestra.

*Preservantes de Muestras.-

La preservación de la muestra debe realizarse desde el momento en que se toma la
muestra. Para muestras compuestas, cada alícuota debe preservarse desde el
momento de su recolección, las muestras deben mantenerse a 4° C hasta que se
complete el volumen de muestra necesaria para los análisis de laboratorio.

Métodos de Preservación.-

1. Control de pH

2. Adición de reactivos. Dependiendo de la naturaleza de los cambios que se den
en la muestra colectada, los reactivos que se pueden agregar son: ácido nítrico.
Algunos cationes pueden perderse por absorción o intercambio iónico con las
paredes de los recipientes de vidrio. Entre estos se encuentran el aluminio, cadmio,   13


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cromo, cobre, hierro, plomo, manganeso, plata y zinc. En este caso, el ácido nítrico
debe acidificar la muestra hasta un pH inferior a 2 para minimizar la precipitación y
adsorción sobre las paredes del recipiente. Ácido clorhídrico: para llevar hasta un
pH inferior a 2. Ácido sulfúrico: para llevar hasta un pH menor de 2. Hidróxido de
sodio para llevar a un pH mayor de 12.

3. Al emplear reactivos es importante tener en cuenta que estos no deben interferir
los análisis deseados.

4. Uso de envases opacos o de color ámbar

5. Refrigeración

*Transporte de Muestras.-

El traslado de las muestras hasta el laboratorio era de 10 minutos en vehículo,
garantizando así que el traslado se realizo en el menor tiempo posible con una
mínima alteración de la muestra desde su origen hasta el laboratorio de análisis.

Para garantizar el traslado de las muestras se colocaron las muestras en una nevera
de hielo, manteniéndola a 4ºC, para conservar sus propiedades características.

   *Programa de Muestreo.-

Un programa de muestreo y análisis debe permitir que con los medios de que se
disponga sea viable la caracterización del fenómeno a estudiar de una manera lo
más aproximada posible a la realidad.
En un programa de muestreo se pueden establecer, en general los siguientes
puntos:

            Lugar: Urbanización La Castellana. 
            Punto de Interés: último pozo de descarga. 
            Tipo de Muestra: Compuesta. 
            Fecha: 28 – mayo‐2009. 
            Hora: 06H00 – 18H00. 
            Intervalo de tiempo: Cada hora. 
            Volumen: 5 lit. 
            Análisis: Físico – Químico. 

                                                                                        14


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   *Aforo de la descarga.-

Tabla Nº 3: Caudales obtenidos durante los días de muestreo.

                      1º M (martes)         2º M (jueves)        3º M (sábado)
MUESTRA HORA
                    Vol (L)    Q (l/s)    Vol (L)    Q (l/s)   Vol (L)   Q (l/s)
     1     06H00     0.361      8.50       0.241      6.28      0.223     6.30
     2     07H00     0.346      6.57       0.419      5.80      0.376     6.56
     3     08H00     0.431      6.01       0.383      5.95      0.352     5.91
     4     09H00     0.219      6.38       0.260      5.37      0.240     6.35
     5     10H00     0.229      6.67       0.372      5.21      0.308     6.14
     6     11H00     0.282      6.48       0.254      5.46      0.333     6.17
     7     12H00     0.233      4.90       0.285      6.15      0.305     5.60
     8     13H00     0.222      4.75       0.315      5.46      0.317     5.43
     9     14H00     0.219      6.64       0.226      5.59      0.241     5.79
    10     15H00     0.244      5.61       0.392      5.96      0.316     5.69
    11     16H00     0.350      6.43       0.272      5.48      0.225     5.67
    12     17H00     0.420      5.52       0.366      5.54      0.443     5.87
    13     18H00     0.350      6.11       0.268      5.65      0.310     5.58




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   *Características de las aguas residuales.-

En la tabla que se muestra a continuación, se resumen los resultados obtenidos en
los análisis de las muestras tomadas, el documento de laboratorio se anexa al
informe.

Tabla Nº 4: Resultados de la Caracterización del Efluente

Parámetro                   Muestra 1 Muestra 2  Muestra 3                Máx.        Unidad 
pH                                <LDD          8.020        6.310        8.020            
Sólidos Disueltos                2640.000      273.000       89.200      2640.000      mg/l 
Sólidos Totales                   7.000         0.100        2.500        7.000        mg/l 
Sólidos en Suspensión             3.200         0.910        0.370        3.200        mg/l 
DBO                               375.00        380.00       378.00       380.00       mg/l 
DQO                              3280.000      1866.000     1300.000     3280.000      mg/l 
Manganeso                         0.100         0.200        0.100        0.200        mg/L 
Hierro                            0.740         0.330        0.270        0.740        mg/L 
Sulfatos                          4.000         92.000       4.000        92.000           
Cloro Libre Residual              0.000         0.000        0.000        0.000            
Cianuros                          0.023         <LDD         <LDD         0.023            
Fósforo                           0.040         0.000        0.000        0.040        mg/l 
Nitrógeno  del Nitrato            90.000        4.900        1.200        90.000       mg/l 
Nitrógeno  del Nitrito            0.000         0.000        0.000        0.000        mg/l 
Coliformes Totales                <LDD         4400.000     420.000      4400.000    ufc/100 ml 
Coliformes Fecales                16.000       165.000      143.000      165.000     ufc/100 ml 
E.coli                                        79000.000     8300.000     8300.000    ufc/100 ml 
                     <LDD :  Menor al límite de detección del equipo. 


La planta de tratamiento para la urbanización La Castellana, se diseñara para las
máximas concentraciones obtenidas en los análisis de laboratorio.




                                                                                               16


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        *Análisis de resultados.-

El entendimiento de la naturaleza de las características físicas, químicas, y
biológicas de las aguas residuales es esencial para el proyecto, para garantizar el
eficiente funcionamiento de las instalaciones.

        *Factores que influyen en el carácter de las aguas residuales.-

Los factores que influyen directamente en el carácter del agua residual para su
tratamiento son:

   a.   Partículas en suspensión,
   b.   Contenido orgánico,
   c.   Contenido de microorganismos y
   d.   Contenido de nutrientes.

                      CARACTERÍSTICAS FÍSICO - QUÍMICAS

Las características físicas más importantes del agua residual son el contenido total
de sólidos, término que engloba la materia en suspensión, sedimentable, coloidal
y la disuelta. Otras características físicas importantes son: el olor, la temperatura la
densidad, el color y la turbiedad.

*Sólidos totales.-      La presencia de sólidos en estas aguas se atribuye
posiblemente a la gran variedad de materiales inorgánicos y orgánicos que en
ellas se encuentran y que quedaron en las muestras después de ser evaporadas,
entre ellos se pueden considerar principalmente el polvo, arcillas, y grasa.

*Olor.- Normalmente los olores son debido a los gases liberados durante el
proceso de descomposición de la materia orgánica, el olor más característico del
agua residual séptica es el debido a la presencia de sulfuro de hidrógeno que se
produce al reducirse los sulfatos a sulfitos por acción de microorganismos
anaerobios.

*Temperatura.- La temperatura del agua residual suele ser siempre más elevada
que la del agua de suministro, hecho principalmente debido a la incorporación de
agua caliente procedente de las casas y los diferentes usos industriales. La
temperatura del agua muestreada fue de 22ºC.                                               17


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*Densidad.- Se define la densidad de un agua residual como su masa por unidad
de volumen, expresada en Kg/m³, es una característica física importante dado que
de ella depende la potencial formación de corrientes de densidad en fangos de
sedimentación y otras instalaciones de tratamiento. La densidad y el peso
específico, dependen de la temperatura y varían en función de la concentración
total de sólidos en el agua residual.

*Color.- El agua residual reciente suele tener un color grisáceo, luego de circular
por las redes de alcantarillado y al desarrollarse condiciones más próximas a las
anaerobias el color cambia gradualmente de gris a gris oscuro llegando finalmente
a adquirir un color negro catalogándose como agua residual séptica, donde el
oxígeno disuelto se reduce a cero y el color cambia a negro. Algunas aguas
residuales de tipo industrial añaden color al agua residual doméstica.

*La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO5.- Es la cantidad de oxígeno en
mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción
de los microorganismos aerobios presentes en el agua.

Normalmente se emplea la DBO5, que mide el oxígeno consumido por los
microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica
más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la
medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso
de oxidación bioquímica de la materia orgánica. (Acevedo J,…, 2001)

La DBO se debe a materiales como: hierro ferroso, oxido de azufre, sulfuro, etc.,
que se oxidan por el oxígeno disuelto.

*La Demanda Química de Oxígeno, DQO.-La medida de la DQO es una
estimación de las materias oxidables presentes en el agua, cualquiera que tiene
sea su origen orgánico o mineral como: hierro ferroso, nitritos, amoniaco, sulfuros
y cloruros. (Seoánez Mariano, 2005)

*Nitritos.- Los nitritos son formados biológicamente por la acción de bacterias
nitrificantes, en un estado intermedio en formación de nitratos. La concentración
del mismo en agua y vegetales es baja. Sin embargo, la conversión microbiológica
de nitrato a nitrito puede ocurrir durante el almacenamiento de vegetales frescos a
temperatura ambiente, en la cual puede alcanzar niveles elevados. (Dome E, 2007)      18


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Los nitritos están presentes en un agua residual debido al consumo de vegetales
ricos en nitritos como: acelgas, espinacas, zanahorias, brócoli, coliflor, papa,
lechuga y otros; así también estos se originan en los desechos orgánicos, por la
oxidación del amoníaco o por la reducción de los nitratos.

*Nitratos.- Es una sal química derivada del nitrógeno que, en concentraciones
bajas, se encuentra de forma natural en el agua y en el suelo. (Generalitat de
Catalunya, 2008)

En las aguas los nitratos pueden encontrarse por oxidación bacteriana de las
materias orgánicas principalmente de las eliminadas por los animales.

*Fósforo.- El fósforo en el agua proviene de diversas fuentes. De algunos procesos
de lavados con detergentes tanto, a nivel industrial como a nivel doméstico; de las
aguas residuales de los procesos agrícolas.

*Hierro.- El hierro es un producto de extrema dureza y bajo precio al mismo
tiempo, se convierte en un producto ideal para ser usado en la industria
automotriz y de la construcción. Los seres humanos podemos ingerir hierro a
través del consumo de carnes y vegetales, siendo las primeras las de mayor
cantidad de hierro. Entre las fuentes naturales de hierro tenemos a las legumbres
secas (abas, soya, arvejas), frutas deshidratadas (ciruelas, pasas), verduras (brócoli,
espinaca, col, espárragos, etc) huevos, carnes rojas, atún, entre otras.

*Manganeso.- Es un metal que ocurre naturalmente mientras y que se encuentra
en muchos tipos de rocas. El manganeso puro es de color plateado, pero no
ocurre naturalmente en esta forma. Se combina con otras sustancias tales como
oxígeno, azufre o cloro. (ASTDR, 2007). Su presencia se debe a actividades donde
se manipulen materiales como cerámica, cemento y gasolina.


   Con esta caracterización de las aguas residuales de la urbanización La
   Castellana, ya se tiene un concepto claro de los parámetros a depurar,
   por tanto en base a esto se realizara la preselección y selección final del
   tratamiento a diseñar.

                                                                                          19


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CRITERIOS DE SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS DE DEPURACIÓN DE LAS AGUAS
           RESIDUALES DE LA URBANIZACIÓN LA CASTELLANA

Partiremos de la premisa fundamental de que el nivel de depuración debe ser el
adecuado a las exigencias de calidad del cuerpo hídrico receptor y del medio
natural. Por otro lado, se debe tomar muy en cuenta el poder de autodepuración
del cauce, en nuestro caso el río Zamora y realizar solo la depuración artificial que
se precise, buscando así la máxima economía del proceso compatible con el nivel
de calidad deseado.

Para esto, se ha realizado el siguiente análisis de alternativas marcando criterios de
selección que servirán para justificar la solución más idónea a aplicarse en la
urbanización, partiendo de los siguientes aspectos:

      Superficie Necesaria                        •   SS
      Simplicidad de construcción                 •   Nt
      •   Movimiento de tierras                   •   Pt
      •   Obra civil                              •   Coliformes
      •   Equipos                                 Estabilidad
      Mantenimiento y Explotación                 •   Efecto de la temperatura
      •   Simplicidad de funcionamiento           •   Turbidez del efluente
      •   Necesidad de personal                   •   Variación de caudal y carga
      •   Duración del control                    Impacto Ambiental
      •   Frecuencia en el control                •   Molestia de olores
      Costos de Construcción                      •   Molestia de ruidos
      Costos de Explotación y          ,          •   Molestia de insectos
        Mantenimiento                             •   Integración con el entorno
      Rendimientos                                •   Riesgos para la salud
      •   DQO                                     •   Efectos en el suelo
      •   DBO                                     Producción de Fangos.

*PRESELECCIÓN.-

Para la elección entre los posibles sistemas de depuración hemos hecho una
primera etapa de preselección, en donde de acuerdo a las circunstancias
específicas de la urbanización se han considerado los siguientes aspectos:

Población de cálculo (campo poblacional de aplicación), superficie disponible
(necesidades de superficie), grado de depuración exigido (legislación sobre
vertidos TULAS), limitaciones económicas tanto en construcción como en
                                                                                         20


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explotación, tipo de agua residual a tratar y, otras características propias de nuestra
ciudad que han hecho viables o desechables algunas de las alternativas propuestas.

En las tablas que se exponen a continuación presentamos el campo poblacional de
aplicación y a continuación la superficie necesaria por habitante para cada una de
las alternativas posibles

Tabla Nº 5
*Campo Poblacional de algunas alternativas de Depuración propuestas:

            ALTERNATIVA             POBLACIÓN EQUIVALENTE > 50.000 hab.
       Escorrentía Superficial                           +
       Lechos Bacterianos                              +++
       Biodiscos                                        ++
       Lagunas Facultativas                              +
       Lagunas Anaerobias                                +
                       (+) Poco     (++) Medio   (+++) Mucho
Tabla Nº 6
*Superficie Necesaria para cada alternativa:

               ALTERNATIVA              SUPERFICIE NECESARIA (m2/hab.)
          Escorrentía Superficial                     5 a 15
          Lechos Bacterianos                         0.5 a 0.7
          Biodiscos                                  0.5 a 0.8
          Lagunas Facultativas                       2 a 20
          Lagunas Anaerobias                          1 a 3

Como hemos podido observar en esta primera selección de alternativas existe una
leve inclinación por los lechos bacterianos. Una segunda etapa de selección nos
permitirá conocer de forma razonada y justificada las soluciones más válidas a ser
tomadas en cuenta para las conclusiones finales.

*SELECCIÓN.-

En esta fase elegirá de entre las cinco alternativas preseleccionadas aquella que con
los justificativos técnicos y razonamientos lógicos nos conduzca a definir la mejor
opción para la urbanización, para ello se realizaran matrices de selección. Los
efectos los valoraremos para cada alternativa ya sea con: cifras (m2/hab, $/hab,
$/hab/año, lit fango/m3 AR, etc) ó también con apreciaciones adimensionales
(como: S: simple, MS: muy simple, C = complejo; P = poco, etc).
                                                                                          21


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Estas valoraciones se traducirán en cifras numéricas entre 0 y 10, que contemplan
las situaciones extremas más desfavorables y favorables respectivamente, para
cada uno de los efectos.
Como resumen, se expone para cada solución objeto de estudio una matriz final de
selección, donde se dan diferentes pesos parciales a cada uno de los nueve efectos
analizados según las características propias de nuestra urbanización, lo que nos ha
llevado a un ordenamiento razonado entre las alternativas preseleccionadas, para
finalmente de acuerdo a los pesos asignados a cada efecto debidamente
razonados y justificados elegir como solución más idónea a aquella que tenga la
máxima puntuación.

*MATRICES DE SELECCIÓN:

                      SUPERFICIE NECESARIA.
 a).Tabla Nº7

              Escorrentía   Lechos                      Laguna      Lagunas
Demanda de                                 Biodiscos                                  Peso
              Superficial bacterianos                  Facultativa Anaerobias
área (m²/hab)
                 5 -15.    0.5 - 0.7       0-5 - 0.8     2 -20.       1 - 3.
                                                                                      10
 Calificación      7          10              9            7            7
    Total          7          10              9            7            7
                                                                                      10
     Nota           7,00       10,00         9,00         7,00        7,00


                       SIMPLICIDAD DE CONSTRUCCIÓN.
b). Tabla Nº 8

                 Escorrentía   Lechos                   Laguna      Lagunas
                                           Biodiscos                                  Peso
                 Superficial bacterianos               Facultativa Anaerobias
 Movimiento
                    MS          MS           MS            C            C
  de tierra
  Calificación      10           10           10           5            5             10
   Obra civil       MS            S           C            S            S
  Calificación      10            8            5           8            8             10
   Equipos          MS            S           C           MS           MS
  Calificación      10            8            5          10           10             10
     Total          30           26           20          23           23
                                                                                      30
     Nota           10           9            7            8            8
  ms = muy simple = 10           s = simple = 8         c = complicado = 5
                                                                                             22


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                       EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO.
 c). Tabla Nº 9

                  Escorrentía   Lechos               Laguna              Lagunas
                                          Biodiscos                                     Peso
                  Superficial bacterianos           Facultativa         Anaerobias
     Simp.
                       N             S            C            S                S
funcionamiento
  Calificación         6             8            5            8                8        10
  Necesidad.
                       P             P           M             P                P
   personal
  Calificación        10            10            4           10             10          10
  Duración del
                       P            RF           M             P                P
    control
  Calificación        10             8            4           10             10          10
   Frecuencia
                       PF           RF            F           PF             PF
     control
  Calificación        10             8            5           10             10          10
     Total            36            34           18           38             38
                                                                                         40
     Nota              9             9            5           10             10
   MS = muy simple = 10 S = simple = 8 C = complicado = 5 P = poco = 10 M = mucho = 4
   PF = poco frecuente = 10 F = frecuente = 5 RF = razonablemente frecuente =8 N = Normal = 6




                            COSTOS DE CONSTRUCCIÓN.
d). Tabla Nº 10

                  Escorrentía   Lechos               Laguna      Lagunas
                                          Biodiscos                                    Peso
                  Superficial bacterianos           Facultativa Anaerobias
   > 100000
  Calificación         0             8            6           7             7           10
     Total             0             8            6           7             7
                                                                                        10
     Nota              0             8            6           8             8
Costo = $/hab.



                                                                                                23


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                             COSTOS DE EXPLOTACIÓN Y MANTENIMIENTO.
e). Tabla Nº 11

                  Escorrentía   Lechos               Laguna      Lagunas
                                          Biodiscos                            Peso
                  Superficial bacterianos           Facultativa Anaerobias
   > 100000
  Calificación        0           8           7          4           4         10
     Total            0           8           7          4           4
                                                                               10
     Nota             0           8           7          4           4
Costo = $/hab.


                    RENDIMIENTOS.
f). Tabla Nº 12

                  Escorrentía   Lechos               Laguna        Lagunas
                                          Biodiscos                            Peso
                  Superficial bacterianos           Facultativa   Anaerobias
     DQO                        68 - 81    70 - 85   50 - 85         20
  Calificación        0            7          8         7             2         10
     DBO           92 - 96      60 - 95    70 - 97   60 - 95       50 - 85
  Calificación        9            7          7         7             6         10
       SS            95         52 - 90    75 - 97   49 - 90       60 - 80
  Calificación        9            8          8         7             6         10
       Nt            45         15 - 70    30 - 80      60           30
  Calificación        4            6          6         6             3          5
       Pt            30         5 - 30.    8 - 30.    oct-35         10
  Calificación        3            2          2         2             1          5
  Coliformes
                     99,5       80 - 90      85      99 - 99.9 99.99 - 99.99
    fecales
  Calificación        10          9          9          10           10          5
     Total            35          15         23         39           28
                                                                                45
    Nota              8           8           8          9            6
Rendimiento = %




                                                                                      24


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                       ESTABILIDAD.
g). Tabla Nº 13

                   Escorrentía   Lechos               Laguna      Lagunas
                                           Biodiscos                                Peso
                   Superficial bacterianos           Facultativa Anaerobias
    Efectos
                       10          7            5            3            3          10
 temperatura
   Turbidez
                       3           7            5            3            3          10
   efluente
 Variación de
                       10          8            8           10           10          10
caudal - carga
     Total             23          22           18          16           16
                                                                                     30
     Nota              8           7            7            5            5

                            IMPACTO AMBIENTAL.
h). Tabla Nº 14

                   Escorrentía   Lechos               Laguna      Lagunas
                                           Biodiscos                                Peso
                   Superficial bacterianos           Facultativa Anaerobias
  Molestia de 
                       PF          PA           PN          PN            PF
    olores 
 Calificación          2            8            5           5            2           10
  Molestia de 
    ruidos 
                       PI          PI           PA           PI           PI
 Calificación          10          10            8          10           10           10
    Molestia 
                       PN          PA           PA          PN           PN
    insectos 
 Calificación          5            8            8           5            5           10
  Integración 
                       N           N            M            N            N
    entorno 
 Calificación          7            7            4           7            7           10
  Riesgos para 
                       A           BA           BA          ME            A
      salud 
 Calificación          4           10           10           7            4           10
  Efectos en el 
                       PF          PI           PI          PN           PN
     suelo 
 Calificación          2           10           10          5            5            10
    Total              30          53           45          39           33
                                                                                      60
     Nota              5            9            8           7            6
                      B = buena = 10     N = normal = 7     M = mala = 4
     PI = problema inexistente = 10  PA = problema atípico = 8 PN = problema normal = 5
         PF = problema frecuente = 2  A = alto = 4  ME = medio = 7     BA = bajo = 10      25


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                             PRODUCCIÓN DE FANGOS
i). Tabla Nº 15

                     Escorrentía   Lechos               Laguna      Lagunas
                                             Biodiscos                                                        Peso
                     Superficial bacterianos           Facultativa Anaerobias
 Producción
                         0                  1 - 3.          3 - 4.       1.2 - 1.6            0.4 - 0.7
   fangos
 Calificación            0                    9                8                5                  6          10
    Total                0                    9                8                5                  6
                                                                                                              10
    Nota                 0                    9                8                5                  6
 1lit/m3 AR

   j). Tabla Nº 16
                                        MATRIZ FINAL DE SELECCIÓN.
                                              bacterianos




                                                                                      Anaerobias
                              Escorrentía




                                                                        Facultativa
                              Superficial




                                                            Biodiscos




                                                                                       Lagunas
                                                                          Laguna
           Efectos




                                                Lechos




                                                                                                       Peso
Superficie necesaria              7               10          9             7             7            10
Simplicidad de
                                 10               9           7             8             8            30
construcción
Explotación y
                                  9               9           5            10            10            40
mantenimiento
Costo de
                                  0               8           6             8             8            10
construcción
Costo explotación y
                                  0               8           7             4             4            10
mantenimiento.
Rendimiento                       8               8           8             9             6            45

Estabilidad.                      8               7           6             5             5            30

Impacto ambiental                 5               9           8             7             6            60

Fangos.                          10               9           8             9            10            10

          Total                1710            2037         1655         1850          1700
                                                                                                       245
          Nota                 6.98            8.32         6.76         7.55          6.94


                                                                                                                     26


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*COMPARACIÓN ENTRE LAS SOLUCIONES DE DEPURACIÓN.-
De los resultados señalados en la Matriz de Selección Nº 9, hemos establecido las
siguientes conclusiones comparativas entre los sistemas de depuración
previamente seleccionados, en función de su aplicación en otros países y en otras
ciudades del Ecuador:

*Superficie Necesaria:
Del análisis poblacional de la urbanización proyectada a 25 años, esto nos da un
año de horizonte del proyecto en el 2034, de acuerdo a las exigencias de la
UMAPAL y, luego de los cálculos pertinentes encontramos que tenemos una
población de: 753 habitantes.
Para la población indicada y, de acuerdo a los análisis de las matrices de selección
de la planta de tratamiento de aguas residuales podemos concluir que el
tratamiento indicado para la urbanización es el de Lechos Bacterianos, los mismos
que de acuerdo a los autores Metcalf y Eddy de investigaciones experimentales se
concluye que son los que ocupan menor área de terreno, en tal virtud para la
población antes señalada del año 2039 y un rango de 0,5 a 0,7 m2/habitante (lecho
bacteriano), si tomamos el valor medio necesitaríamos el área siguiente para
implantar en la urbanización el tratamiento biológico de 451.8 m2 igual a 0.045 Ha.
*Simplicidad de construcción:
El movimiento de tierras que se realiza en la fase constructiva de un sistema de
tratamiento de aguas residuales, resulta habitualmente simple en su ejecución en la
mayoría de los casos, salvo circunstancias especiales debidas a la naturaleza del
terreno, el peso que se ha dado a los sistemas de lagunaje hacen referencia a la
magnitud del movimiento de tierras en función del área que ocupan.

*Explotación y Mantenimiento:
El lagunaje es el sistema que ofrece mayor flexibilidad y simplicidad de
funcionamiento, y los sistemas más complejos de instalación y funcionamiento
vienen a ser los de aireación prolongada y tratamientos físicos y químicos; no
tomados en cuenta en esta preselección por estas condicionantes.

*Costos de Construcción:
Según lo que nos demuestra el análisis de la matriz correspondiente podemos
señalar que el costo por habitante en lagunaje y Lechos Bacterianos está en iguales
condiciones, lo que no sucede con los Biodiscos que tienen un costo mayor por
habitante. El costo medio por habitante es de $10 dólares americanos
                                                                                       27


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*Costos de Explotación y Mantenimiento:

Según Ramón Collado Lara (colección SEINOR Nº 12) expone que los procesos más
costosos de explotación son los de aplicación Subsuperficial y los de menor costo
las lagunas, sin embargo en cuanto al lagunaje se le asignó un menor peso, dado
que consideramos que físicamente no va con lo que se busca diseñar en nuestra
urbanización. Se estima un costo de 6.4 $/hab.año

*Rendimientos:

De manera general podemos decir que en los Sistemas de Aplicación al Terreno, se
alcanzan niveles más altos de rendimientos en la depuración de aguas residuales
en tanto que los niveles más bajos están dados por los tratamientos mediante
sistemas de lagunaje.

Para la urbanización, siendo los lechos bacterianos los que han alcanzado el mayor
peso en las matrices de selección y de la bibliografía y experiencia en otras
ciudades y países encontramos que el rendimiento de depuración de las aguas
residuales es del 80 %.

*Estabilidad:

De manera general los más estables son los procesos de aplicación al terreno
mientras que los más inestables son los tratamientos primarios y los sistemas de
lagunaje.

La estabilidad respecto de la temperatura se analiza en función de su incidencia
sobre el grado de depuración, siendo el lagunaje el proceso más sensible a sus
efectos en el rendimiento, debido a las características propias del sistema.
Los sistemas que mejor calidad del efluente mantienen en forma permanente, son
los procesos de aplicación al terreno. Los de peor calidad son los tratamientos
mediante lagunaje y fisicoquímicos.
Los más estables frente a las variaciones de caudal y carga son una vez más los
sistemas de aplicación al terreno, también resulta muy estables los procesos de
lagunaje.

La estabilidad con respecto a los procesos de lechos bacterianos mantienen una
estabilidad de degradabilidad todo el tiempo ya que los cambios de temperatura
extremos (temperaturas superiores a la temperatura de congelamiento del agua y
menores a 40° C), así como la carga bacteriana no alteran el proceso biológico
manteniendo el mismo rendimiento del 80%.
                                                                                     28


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*Impacto Ambiental:

Los sistemas que presentan mejor integración ambiental son los procesos de
Lechos Bacterianos y Biodiscos. Los sistemas que tienen mayor dificultad para
integrarse al medio natural son los de Lagunaje en especial los anaerobios.

*Producción de Fangos:

La producción y tratamiento de los lodos en un proceso de depuración de aguas
residuales, muchas veces absorbe una gran parte de los costos de explotación, por
lo que deben considerarse prioritarios aquellos sistemas donde la producción de
fangos sea menor.

Los sistemas de aplicación al terreno tienen una producción de fangos nula o casi
nula. Los sistemas en donde se producen la mayor cantidad de fangos son los de
aireación prolongada y sobre todo el tratamiento físico-químico (6 a 25 lit./m3 AR).
En los procesos de Lechos Bacterianos y Biodiscos, la producción es inferior a la
que se obtiene en los procesos convencionales y algo mayor que en los
tratamientos previos y lagunaje.

CONCLUSIONES.-

Como resumen del estudio comparativo entre las diferentes soluciones de
depuración de aguas residuales, se concluye que:

1. Los posibles sistemas de tratamiento están dados por:

      a.   Tratamientos primarios
      b.   Aplicación Subsuperficial
      c.   Aplicación Superficial
      d.   Lagunaje
      e.   Procesos Biopelícula y
      f.   Tratamientos convencionales

2. Los tratamientos primarios (fosa séptica, tanque Imhoff y decantación primaria),
   no resuelven más que de un modo parcial la depuración de las aguas residuales
   y, por tanto deben formar parte de un sistema de depuración más completo.

3. En núcleos poblacionales pequeños (< a 10.000 hab) y, si se dispone de terreno
   suficiente y adecuado, las soluciones de aplicación Subsuperficial pueden
   resultar más económicas y viables, obteniéndose unos efluentes de alta calidad.
                                                                                       29


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4. En poblaciones superiores, los costos y necesidades de terreno hacen no válido
   el uso de sistemas de aplicación Subsuperficial.

5. Como hemos visto y se desprende de cada una de las matrices que se han
   desarrollado para cada uno de los sistemas de tratamiento de las aguas
   residuales preseleccionados, llegamos a la conclusión final que el sistema a
   aplicarse en la urbanización, por todas las condicionantes es el de tratamiento
   mediante LECHOS BACTERIANOS, cuyos componentes básicos serían:

          a.   Canal de llegada
          b.   Canal de cribado
          c.   Rejas de Desbaste
          d.   Desarenadores
          e.   Decantación Primaria
          f.   Reactores Biológicos (Lechos Bacterianos) y
          g.   Decantación Secundaria.
          h.   Descarga del efluente.

Cabe señalar nuevamente que estas alternativas se las determinó mediante un
estudio comparativo tomando en cuenta varios aspectos como son: número de
habitantes, superficie, simplicidad de construcción, explotación y mantenimiento,
costos, estabilidad, etc.




                                                                                     30


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      CÁLCULO HIDRÁULICO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

      Caudales de Diseño:

En el diseño de la planta de tratamiento de las aguas residuales de la urbanización
“La Castellana”, el caudal del proyecto está conformado por los siguientes
componentes:
       -   Caudal de aguas residuales domésticas.
       -   Caudal de aguas residuales industriales.
       -   Caudal de aguas de infiltración.
       -   Caudal de aguas ilícitas.


      *Caudal de aguas residuales domésticas:

De acuerdo a las normas vigentes, el caudal de las aguas residuales domésticas
está constituido por un porcentaje que varía entre 70% y 80% de la dotación de
agua potable.

              QAASS = 4.0 x Pf x Df x 0.80 / 86400
              QAASS = 4.0 x 753hab x 170lt/hab/día x 0.80 / 86400
              QAASS = 6.97 lt/seg.

      *Caudal de Aguas Industriales:

Dentro de la urbanización no existe la presencia de ninguna industria en la zona,
por tal razón no se ha considerado este valor.

              QIND = 0.00 lt/seg.


      *Caudal de Aguas de Infiltración:

Las aguas de infiltración son aquellas que, debido a la presencia de aguas
subterráneas y a imperfecciones en las juntas de tuberías y colectores, penetran
por ellos aportando al caudal normal de circulación.
El caudal de infiltración que se indica a continuación fue tomado del diseño del
sistema de alcantarillado sanitario (Ver Anexo 1).

              QINF = 0.484 lt/seg.                                                    31

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      *Caudal de Aguas Ilícitas:

Este caudal se debe generalmente a conexiones domiciliarias que llevan aguas
lluvias, interconectadas al sistema sanitario, consideramos adecuado estimar una
cantidad mínima de 80 lt/hab/día, con el objeto de tomar en cuenta posibles
conexiones pluviales que se realicen sin el debido conocimiento de las autoridades
respectivas.

Por consiguiente:

               QILI = 80 lt/hab/día x 753 hab
               QILI = 0.70 lt/seg


      *Caudal Medio:

El caudal de medio es la suma de los caudales propuestos.

               QMEDIO = QAASS + QIND + QINF + QILI)
               QMEDIO = 6.96 + 0.00+ 0.484 + 0.70
               QMEDIO = 8.15 lt/seg


      *Coeficiente Punta:

“Teóricamente, los factores punta (la relación entre caudal punta y caudal medio)
podrían derivarse o ser estimados para cada uno de los grandes usuarios o para
categoría de caudal recogida en la red. Con este procedimiento, los caudales
medios individuales se multiplicarían por estos factores y los caudales punta
resultantes se combinarían para obtener los caudales máximos previsibles.
Desgraciadamente, este grado de refinamiento es raramente posible por
consiguiente, los factores punta utilizados deben estimarse mediante la utilización
de métodos más generales”.




                                                                                      32

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Grafico 1.- CURVA TIPICA PARA DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE PUNTA A PARTIR DEL CAUDAL
MEDIO DE AGUAS RESIDUALES.

                 4.0                                                                    4.0

                 3.0                                                                    3.0
  Factor punta




                 2.0                                                                    2.0

                 1.5                                                                    1.5


                   0.1    0.2          0.5    1.0   2.0           5.0   10   20   50   100
                                         Caudal medio de agua residual, lit/s


*Por lo tanto, el coeficiente punta obtenido de la Gráfica Nº 1, es de 2.5.


                 *Caudal de Diseño:

El caudal de diseño esta dado por el producto entre el caudal medio y el
coeficiente punta, por lo tanto el caudal de diseño esta dado por:

                         QDISEÑO = 2.5 (QAASS) + QIND + QINF + QILI)
                         QDISEÑO = 2.5 (6.96) + 0.00+ 0.484 + 0.70
                         QDISEÑO = 18.61 lt/seg


                 *Carga Unitaria (Cq):

Es el valor de la concentración máxima que va a tener la planta de tratamiento sea
cual fuere el sistema adoptado. En muchos casos se recomienda cargas de DBO en
base a la contribución percápita de 54 gr/hab.día, que es un valor promedio para
nuestro país.

Otros valores recomendados son de 200 a 250 mg/lt de concentración del efluente
que serán utilizados de acuerdo a la cantidad de materia orgánica presente en las
aguas.

                                                                                              33

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La carga orgánica unitaria para el presente proyecto es de 380 mg/lt, valor máximo
de DBO determinado en los análisis microbiológicos (Ver Anexo 2).


                             DBO 5 (Q DISEÑO ) 380(20.38)
            Carga Unitaria =                   =              = 9.39 mg/hab.s
                                   Pf               753
                                            ⎛ 86400 ⎞
            Carga Unitaria = 9.39mg/hab.s⎜          ⎟ = 811.14 gr/hab.día
                                            ⎝ 1000 ⎠


Según normas del ex IEOS recomienda tomar el valor mínimo de 50gr/hab.día; por
lo tanto el valor adoptado para nuestro diseño es de 811.14 gr/hab.día.


      CARGA ORGÁNICA

La carga orgánica total se obtiene multiplicando la carga unitaria por el número de
habitantes, y viene expresada en Kg/día. Nosotros la denominamos:

                                  Cq(Pf) 811.14 (753)
                          Cot =         =             = 611 Kg/día.
                                   1000     1000

      ÁREA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO

El sistema de tratamiento adoptado para la urbanización, no requiere de grandes
extensiones de terreno.

El área de la planta de tratamiento dentro de la cual se incluyen todas sus unidades
comprende una extensión aproximada de 0.25 ha.

      DIMENSIONES DE LA PLANTA

Las dimensiones de la planta de tratamiento, están diseñadas por unidades. El área
requerida para toda la planta la desglosamos para cada una de sus unidades:




                                                                                       34

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                         UNIDADES DE PRETRATAMIENTO.


   a. CAJÓN DE ENTRADA:


Es indispensable construir a la entrada de la EDAR un cajón que además puede
servirnos para inspecciones.

Debido al diámetro de llegada del emisario hacia la planta, se cree conveniente
colocar un pozo o cajón de 0.50 m de ancho por 0.50 m de largo, que tendrá una
pantalla para romper la presión de llegada y uniformizar velocidades.

El fondo de este pozo está 15 cm más bajo que el nivel de llegada del emisario
(10– 15 cm según recomendación del ex – IEOS).

*Tiempo de caída:
                                    2y      2(0.15)
                               t=      =            = 0.175 s.
                                    g        9.81

*Distancia a la que debe ir la pantalla:

              V = 1.34m/s [velocidad del cálculo hidráulico de la red (Ver anexo 1)]

                          X = V.t = 1.34(0.175 ) = 0.23m ≈ 0.25m

   ∗ Distancia de la pantalla rompe presión adaptada de 0.25m.
   ∗ Altura de la pantalla de 0.40m.

       Transición al Canal de Entrada:

   ∗ Ancho del canal de llegada adoptado de 0.30m. (Según Manual de
     depuración Uralita: 0.30m<b<0.70m)

   ∗ Angulo de transición adoptado de 12.5º, ya que con este ángulo se obtienen
     perdidas mínimas en la transición. (Manual de depuración Uralita)

                                         bcajón - bcanal    0.5 − 0.3
             Longitud de Transición =                    =            = 0.5m
                                           2(tan12.5)      2(tan12.5)
                                                                                       35

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   b. CANAL DE ENTRADA

Para el dimensionamiento del canal de entrada al pretratamiento se elige
transportar el agua mediante un canal rectangular.

La pendiente del canal de entrada adoptada es del 1.3% (S ≥ 0.5% (5%o) Manual
de Depuración URALITA)

Según la normativa del EX - IEOS, recomienda las siguientes velocidades:

   -   V > 0.6 m/s. (A Caudal Medio Qmed.)
   -   V < 2.5 m/s. (A Caudal Máximo Qmáx.)

El canal será de hormigón ciclópeo por lo que n de Manning es de 0.013

Las fórmulas usadas son:


       *Verificación de Velocidad para Caudal Máximo:


                             Q*n        0.01861(0.013)
                       K=    8/3 1/2
                                     =                      = 0.0526
                            b *S       0.30 8/3 (0.013) 1/2

Canal rectangular, entonces:

                           d
                             = 1.66240 * K 0.74232
                           b
                           d = 1.66240(0.0526) 0.74232 (0.30)
                           d = 0.056m ≈ 0.06m

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.7 – 2.0 m/s). Según
Sviatoslav Krochin.

                                                           2           1

                1                    1 ⎛ (0.3)(0.06) ⎞ 3 ⎛ 1.3 ⎞ 2
             V = * R 2/3 * S 1/2 =       ⎜               ⎟ ⎜     ⎟ = 1.04 m
                n                  0.013 ⎝ 0.3 + 2(0.06) ⎠ ⎝ 100 ⎠        s


                                                                                   36

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*La velocidad se encuentra dentro de los límites.


      *Verificación de Velocidad para Caudal Medio:


                             Q*n       0.00815(0.013)
                       K=        1/2
                               8/3
                                     =                      = 0.023
                            b *S       0.30 8/3 (0.013) 1/2

Canal rectangular, entonces:

                          d
                            = 1.66240 * K 0.74232
                          b
                          d = 1.66240(0. 023) 0.74232 (0.30)
                          d = 0.0304m ≈ 0.03m

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.7 – 2.0 m/s). Según
Sviatoslav Krochin.

                                                           2           1

                1                    1 ⎛ (0.3)(0.03) ⎞ 3 ⎛ 1.3 ⎞ 2
             V = * R 2/3 * S 1/2 =       ⎜               ⎟ ⎜     ⎟ = 0.75 m
                n                  0.013 ⎝ 0.3 + 2(0.03) ⎠ ⎝ 100 ⎠        s




*La velocidad se encuentra dentro de los límites.



      *Verificación de Velocidad para Caudal Mínimo:


                             Q*n       0.00697(0.013)
                       K=    8/3 1/2
                                     =                      = 0.0197
                            b *S       0.30 8/3 (0.013) 1/2

Canal rectangular, entonces:

                          d
                            = 1.66240 * K 0.74232
                          b
                          d = 1.66240(0. 0197) 0.74232 (0.30)
                          d = 0.027m ≈ 0.03m
                                                                                   37

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La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.7 – 2.0 m/s). Según
Sviatoslav Krochin.
                                                           2   1

              1                    1 ⎛ (0.3)(0.027) ⎞ 3 ⎛ 1.3 ⎞ 2
           V = * R 2/3 * S 1/2 =       ⎜                ⎟ ⎜     ⎟ = 0.707 m
              n                  0.013 ⎝ 0.3 + 2(0.027) ⎠ ⎝ 100 ⎠         s




*La velocidad se encuentra dentro de los límites.


Se recomienda tomar una altura de seguridad ≥ 0.40 m, pero, dadas las
características hidráulicas de diseño se adopta:

                                  h T = d + h + BL
                                  h T = 0.4 + 0.05 + 0.1
                                  h T = 0.55m
*Resumen de Cálculos:

                   -   Ancho del canal= 0.30m
                   -   Tirante del canal= 6 cm
                   -   Altura del canal= 0.55 m
                   -   Longitud del canal= 1m


   c. DISEÑO CRIBAS Y REJILLAS DE DESBASTE

El desbaste se realiza por medio de rejillas (rejas, mallas o cribas), y tiene como
objeto retener y separar los cuerpos voluminosos flotantes y en suspensión, que
arrastra consigo el agua residual, la instalación de estas rejillas es indispensable en
cualquier depuradora.
Se consigue así:

      1. Eludir posteriores depósitos.
      2. Evitar obstrucciones en canales, tuberías y conducciones en general.
      3. Interceptar las materias que por sus excesivas dimensiones podrían
         dificultar el funcionamiento de las unidades posteriores.
      4. Aumentar la eficiencia de los tratamientos posteriores.
                                                                                          38

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              CIONES S.A.
TECNI-CONSTRUCC         .
                                        URBANIZ
                                        U            “LA CAST
                                              ZACIÓN “            A”
                                                            TELLANA

     ección del tipo de reja a colocar es una de las princip
La ele          t          as        r         e                       ones a tom
                                                           pales decisio        mar
              e         ación depuradora. La rejillas p
en el diseño de toda esta                  as                               on
                                                      pueden clasificarse, co
     lo         os
arregl a distinto criterios en:

1.              es,       es,       as
      Horizontale verticale inclinada y curvas.
2.              ianas y grue
      Finas, medi          esas.
3.              viles.
      Fijas o móv
4.              a         ca,      omática o m
      De limpieza automátic semiauto         manual.




              te                                                     e            nas
Aunque no exist un criterio único para la delimitación de los tipos de rejillas fin
    as                          derar como rejillas fin aquella en que la
media o gruesas, se pueden consid        o            nas     as
                          ras                  m.        ncia entre b
separación libre de abertur es inferior a 1.5 cm La distan                     las
                                                                    barras, en l
     das                ación medi oscila e
llamad rejillas de separa        ia,      entre 1.5 y 5.0 cm.                   más
                                                                        Son las m
    eadas en la actualidad puesto q retienen la mayor parte de las sustanci
emple         a          d,       que      n                              ias
     tradas que no pueden eliminarse por sedime
arrast          n                             entación.

                   no        esiduos ret
          *El destin de los re                                         r:
                                       tenidos en las rejillas puede ser

      .
     1.           ración al sistema p
           Incorpor                 público de recogida de basu         en
                                                              ura; solo e
                    ones peque
           instalacio        eñas.

      .
     2.           miento; solo en pequ
           Enterram          o                 alaciones, en zanjas de 1 m d
                                     ueñas insta                           de
                  idad, con c
           profundi                   esiduos de 20 cm de espesor. M
                            capas de re                                        ón
                                                                   Mineralizació
                  os.
           en 5 año

                                                                                        39

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*El ancho del canal en la zona de rejillas se calcula con la fórmula siguiente:


                                              ⎛c ⎞
                                          b = ⎜ − 1 ⎟(s + a) + s
                                              ⎝s ⎠


Donde:         a:          Ancho de los barrotes de la rejilla (mm).
               b:          Ancho del canal en la zona de rejilla (mm).
               c:          Ancho del canal de entrada (mm).
               s:          Separación útil entre barrotes (mm).

La finalidad es evitar un aumento de la velocidad de paso como consecuencia de la
colocación de la rejilla, debido a la reducción de la sección de paso.

De acuerdo con el método de limpieza las rejillas pueden ser mecánicas y
manuales. Las de limpieza manual se usan con bastante frecuencia en plantas de
tratamiento pequeñas; los sólidos removidos por las rejillas se colocan sobre una
bandeja perforada para su deshidratación. (Ver figura 1).


Figura 1: Rejas de desbaste de limpieza manual. (www.itp-depuracion.com)

                    (a)                                                     (b)
                    Rejilla                                 Rastrillo de
                                                             limpieza               Caja recogedora
                                                                                      de residuos


         CANAL DE CRIBADO
                     Regla limnimétrica
          Rejilla

                                                                       ELEVACIÓN




               CORTE



               REJILLA                                                     PLANTA

         (a) CANALETA PARSHAL                            (b) CANAL RECTANGULAR
                                                                                                      40

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Con la finalidad de que las sustancias impermeables no lleguen a                 provocar
alteraciones en el funcionamiento de las unidades de tratamiento, especialmente a
la entrada y salida de los depósitos de decantación, se han diseñado cribas con
rejillas de 15mm. y espaciamiento de 25mm. De tal manera que en esta unidad se
trate de evitar en lo posible la entrada de papeles, ramas pequeñas, etc.

Con el fin de proteger las operaciones posteriores de pretratamiento, se propone la
operación de cribado para la cual se utilizará una rejilla de limpieza manual, con
una inclinación de 45º.

Considerando que el tipo de basura acarreada por el afluente es de tamaño medio,
se seleccionó una separación entre barras de 25 mm (2.5 cm), y un espesor de las
barras (circulares) de 10 mm.

El parámetro fundamental en la comprobación de rejillas es la velocidad de paso
del agua entre los barrotes, la cual debe mantenerse entre 0.40 m/s y 0.75 m/s
(basado en el caudal medio).


*Diseño:

              S = 2.5cm                   A = 1.0cm

El ancho en la zona de rejillas vendrá dado por:

               ⎛c ⎞                 ⎛ 0.30     ⎞
           b = ⎜ − 1 ⎟(s + a) + s = ⎜      − 1 ⎟(0.025 + 0.01) + 0.025 = 0.40m
               ⎝s ⎠                 ⎝ 0.025 ⎠

El número de barras vendrá dado por:

                                  b − s 0.40 − 0.025
                             n=        =             = 11
                                  a + s 0.01 + 0.025


Según la normativa del EX – IEOS, en la rejilla la velocidad a caudal medio debe
estar entre 0.4m/s y 0.75m/s.


                                                                                            41

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Las fórmulas usadas son:

                             Q*n       0.00815(0.013)
                      K=     8/3 1/2
                                     =                      = 0.0107
                            b *S       0.40 8/3 (0.013) 1/2

Canal rectangular, entonces:

                           d
                             = 1.66240 * K 0.74232
                           b
                           d = 1.66240(0. 0107) 0.74232 (0.40)
                           d = 0.023m

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.4 – 0.75 m/s).

                                                               2           1

               1                    1 ⎛ (0.4)(0.023) ⎞ 3 ⎛ 1.3 ⎞ 2
            V = * R 2/3 * S 1/2 =       ⎜                ⎟ ⎜     ⎟ = 0.55 m
               n                  0.013 ⎝ 0.4 + 2(0.023) ⎠ ⎝ 100 ⎠        s




      *Para Caudal Mínimo: (Para evitar velocidades que faciliten la sedimentación)

                             Q*n       0.00697(0.013)
                      K=     8/3 1/2
                                     =                      = 0.0091
                            b *S       0.40 8/3 (0.013) 1/2

Canal rectangular, entonces:

                           d
                             = 1.66240 * K 0.74232
                           b
                           d = 1.66240(0.0091) 0.74232 (0.40)
                           d = 0.02m

La velocidad debe mantenerse entre los siguientes límites (0.4 – 0.75 m/s).

                                                           2           1

               1                    1 ⎛ (0.4)(0.02 ) ⎞ 3 ⎛ 1.3 ⎞ 2
            V = * R 2/3 * S 1/2 =       ⎜               ⎟ ⎜     ⎟ = 0.52 m
               n                  0.013 ⎝ 0.4 + 2(0.02) ⎠ ⎝ 100 ⎠        s



      *Para Caudal Máximo:

                             Q*n        0.01861(0.013)
                      K=     8/3 1/2
                                     =                      = 0.0244
                            b *S       0.40 8/3 (0.013) 1/2
                                                                                      42

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Canal rectangular, entonces:

                                d
                                  = 1.66240 * K 0.74232
                                b
                                d = 1.66240(0.0244) 0.74232 (0.40)
                                d = 0.03m
                                                               2      1

                1                    1 ⎛ (0.4)(0.03 ) ⎞ 3 ⎛ 1.3 ⎞ 2
             V = * R 2/3 * S 1/2 =       ⎜               ⎟ ⎜     ⎟ = 0.79 m
                n                  0.013 ⎝ 0.4 + 2(0.03) ⎠ ⎝ 100 ⎠        s




Tabla Nº 17: Pérdidas de Energía en la Rejilla (Según Kirshmer):

                            β                  Tipo de Barra
                           2.42 Rectangular con cara recta
                           1.67 Rectangular con cara recta y semicircular
                           1.79 Circulas


* Pérdida de energía:
                                           v2   0.79 2
                                   hv =       =        = 0.0323m
                                           2g 2(9.81)
                       4                             4

               ⎛ a ⎞3              ⎛ 0.01 ⎞ 3
         H = β ⎜ ⎟ hv.sen θ = 1.79 ⎜       ⎟ (0.0323 )(sen(45)) = 0.012m
               ⎝s⎠                 ⎝ 0.025 ⎠

*Pérdidas en la rejilla (Según EX – IEOS: Hmín=0.15m), por lo que adopto H=0.20m.

*Área de la Rejilla:
                                          Q 0.01861
                                   A=       =       = 0.0102m 2
                                          V   0.79
*Tirante de agua en la rejilla:
                                           A 0.0102
                                     y=      =      = 0.026m
                                           b   0.40

                                                                                    43

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*Altura de la rejilla:

                           H rej = y + BL = 0.026 + 0.10 = 0.13m
                           Altura muy baja, por lo que adopto 0.30m
*Longitud de la Rejilla:


                                                 H    0.30
               θ                          L=        =        = 0.42m ≈ 0.50m
                                                senθ sen(45)


*Volumen de agua diaria:
                             Vol = Qt = 0.01861(86400) = 1607.9m3

Tabla Nº 18: tomada de la normativa de EX - IEOS (Tabla X.4)
                    Material cribado retenido según aberturas de cribas
                         Abertura (mm)                Cantidad (α) (l/m3)
                               20                           0.038
                               25                           0.023
                               30                           0.023
                               40                           0.009

*Volumen del material retenido:
                                           (           )
               VMT = α (Vol ) = 0.023 m3 1607.9 m 3 = 36.98Lit = 0.037m 3
                                      Lit



*Resumen de Cálculos:
           -       b = 400 mm.
           -       n = 11 unidades.
           -       ∅ = 10 mm.
           -       s = 25 mm.
           -       L = 1.00 m.




                                                                                 44

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   d. DISEÑO DEL DESARENADOR:

Consiste en la separación de gravas, arenas, partículas minerales y cualquier otro
material pesado de tamaño superior a los 0.15 mm. Existen dos tipos básicos de
desarenadores, según su sedimentación sea por gravedad o con aireación: los de
flujo horizontal y los aireados. Los más frecuentes en pequeños núcleos son los de
flujo horizontal, y consisten en un canal por el que circula el agua a velocidad
comprendida entre 20 y 40 cm/s. A esta velocidad se produce la sedimentación de
las arenas, que se recogen en el fondo del canal, bien de forma manual o mecánica,
según el tamaño de la población servida.
Los elementos pesados en suspensión perjudican el tratamiento posterior,
generando sobrecargas en fangos, depósitos en las conducciones hidráulicas,
tuberías y canales, abrasión en rodetes de bombas y equipos, disminuyendo la
capacidad hidráulica.
La retirada de estos sólidos se realiza en depósitos donde se remansa el agua,
reduciendo su velocidad y aumentando la sección de paso.        Las partículas en
suspensión, debido al mayor peso, se depositan en el fondo del depósito
denominado Desarenador.

La cantidad de arena recogida en los desarenadores varía de forma muy
importante en función del sistema de alcantarillado (unitario o separado), tipo de
sumideros, grado de pavimentación de la zona, características de los terrenos y de
la urbanización.

      En la figura 2: Desarenador de Flujo Horizontal




                                                                                     45

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Se ubican después de las unidades que remueven sólidos gruesos (tamizado) y
antes de tanques de sedimentación primaria. Generalmente, las instalaciones de
unidades de tamizado fino antes del desarenador facilitan la operación y
mantenimiento de las instalaciones destinadas a la remoción de arena.

*Diseño:

En toda planta de tratamiento es indispensable proteger las unidades aguas abajo
contra la acumulación de arena. Además, según la normativa del ex - IEOS esta
unidad es obligatoria para plantas que tienen sedimentadores y digestores.

Se eligió un desarenador de flujo horizontal, para el cual se debe controlar y
mantener la velocidad de flujo alrededor de              0.3 m/s (+/- 20%) según
recomendaciones del ex - IEOS.

*La velocidad adoptada para el presente diseño es: V = 0.24 m/s.
*El diámetro de las partículas a sedimentar es de 0.15mm.

*Área del Desarenador:

                                  Q 0.01861
                             A=     =       = 0.0775m 2
                                  V   0.24

*El desarenador a diseñar es de forma rectangular, el ancho adoptado es de 0.40m.

*Tirante de Agua:
                                     A 0.0775
                              ha =     =      = 0.194m
                                     b   0.40

      * Longitud de transición al desarenador:

   ∗ Angulo de transición adoptado de 12.5º, ya que con este ángulo se obtienen
     perdidas mínimas en la transición. (Manual de depuración Uralita)

                 b desarenado r − b canal de cribado   0.40 − 0.40
            L=                                       =             = 0.0m
                            2(tan12.5)                  2(tan12.5)

        *Dado que el ancho del canal de cribado es igual al ancho adoptado para
        el desarenador, no existe una longitud de transición entre estos.
                                                                                    46

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*Según el Manual de Depuración Uralita:
                                              b
                                         1<     <5
                                              h
                                    b 0.40
                                     =     = 2.00 ⇒ OK
                                    h 0.20

*Según el Ex – IEOS: Se debe considerar una altura de sedimentación de 0.20m.
*Altura Total del Desarenador:
                         HT = ha + hs = 0.194 + 0.20 = 0.40m

Se considera un tiempo de retención =90s y se realizará una limpieza cada 15días.

*Volumen que pasa por el Desarenador a los 15 días.

                                         ⎛ 86400 ⎞
                        Vol = Q.T = 18.61⎜       ⎟(15) = 24119m
                                                                3

                                         ⎝  1000 ⎠

* La cantidad de arena recogida por el desarenador, según el Texto de la Dra. Petia
Mijaylova Nacheva varía de 7,5 a 90 lts por cada 1000 m³ de AR.

      *Se adopto que el desarenador recoge 45 lts por cada 1000 m³ de AR.

*Volumen de Arena Recogida por el Desarenador:

                             Vol(Cant. rec ) 24119(45)
                    Vol arena =             =          = 1.09m 3
                               1000000        1000000
*Según Ex – IEOS: Se debe considerar una tasa de aplicación del desarenador entre
25m/h y 50m/h.

      *Se adopto una tasa de aplicación (Ts) de: 30m/h.

*Área superficial del Desarenador:
                                               ⎛ 3600 ⎞
                              A = Q(Ts) = 18.61⎜      ⎟(30) = 2.23m2
                                               ⎝ 1000 ⎠
*Longitud del Desarenador:
                                     Vsr     1.09
                             Ld =        =           = 6.81m
                                    Ht(b) 0.40(0.40)

                                                                                      47

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*Según la normativa del        Ex – IEOS: Se debe incrementar la longitud del
desarenador entre el 30% y 50%.

     *El incremento adoptado (∇) es del 40%.


*Longitud última del desarenador:

                                               ⎛     40 ⎞
                          Lu = L(1 − ∇ ) = 6.81⎜ 1 −    ⎟ = 9.5m
                                               ⎝ 100 ⎠

*Según la normativa del Ex IEOS, la relación entre el largo y la altura de un
desarenador debe ser mínimo de 25.

                             L
                                ≥ 25
                            Ht
                             9.5
                                  ≥ 25
                            0.40
                            23.75 ≥ 25 ⇒ No Cumple


                             L = 25Ht = 25(0.4) = 10m

*Por lo tanto la longitud del desarenador será de 10m.

*Chequeo de la Eficiencia Hidráulica del Desarenador:

      *Volumen útil del desarenador:

                       Vútil = L(Ht)(b)= 10(0.40)(0.40) = 1.6m3

      *Periodo de retención:

                                    Vútil     1.6
                             Tr =         =         = 85.96s
                                     Q      0.01861

*El periodo de retención debe ser menor o igual al periodo de retención adoptado
para el diseño.
                   Tr ≤ Tradoptado
                  86 ≤ 90 ⇒ Desarenador Trabaja Eficientemente
                                                                                   48

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*Resumen de Cálculos:
          -   b = 400 mm.
          -   BL=100 mm.
          -   HT=500 mm.
          -   L = 10.00 m.


Compuertas de Entrada y Salida del Desarenador:


Para poder realizar la limpieza de sedimentos, se construirán dos
canales desarenadores de iguales dimensiones, asumiendo que una de
las unidades está fuera de operación, y se colocarán compuertas a la
entrada y a la salida para evitar la corriente de retorno; las
características geométricas de las compuertas son:


©    Ancho de la compuerta = 0.40 m + 2 * 0.05 m = 0.50 m.
©    Altura de la compuerta = 0.50 m + 0.05 = 0.55 m.



                      UNIDADES DE TRATAMIENTO PRIMARIO.

Uno de los pasos más importantes en los procesos convencionales de depuración
de aguas residuales es la eliminación de sólidos en suspensión y partículas
coloidales que se mantienen de forma estable en el agua. Esto se consigue en los
tratamientos primarios. Si este proceso lo potenciamos con reactivos hablamos de
tratamiento físico-químico.


    e. DISEÑO DEL DECANTADOR PRIMARIO

El Objetivo de la decantación Primaria es la reducción de las partículas disueltas o
en suspensión en las aguas residuales que no han podido retenerse por razón de
su finura o densidad en el pretratamiento, bajo la exclusiva acción de la gravedad.
Por tanto solo se puede pretender la eliminación de los sólidos sedimentables y las
materias flotantes.

                                                                                       49

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                                       U            “LA CAST
                                             ZACIÓN “            A”
                                                           TELLANA

    a        ción prima
En la decantac                   artículas ti
                      aria, las pa                    tas caracte
                                            ienen ciert         erísticas que
    ucen la floc
produ                                         ón.                             on
               culación durante la sedimentació Así, al chocar una partícula co
      ambas se unen forman una nu
otra, a        u         ndo               ula     or                do
                                ueva partícu de mayo tamaño, aumentand
                         ción.
su velocidad de sedimentac

    s         tadores.
Tipos de Decant

     en        s        ntadores re
Existe múltiples de decan                               nos               gía
                                  eales, pero refiriéndon solo a su tipolog
física destacan:
                           r
       - Decantador circular
                                               drada.
       - Decantador Rectangular o de planta cuad




    parámetros principales a tener e cuenta para el dis
Los p                    s         en                          n        dor
                                                      seño de un decantad
    ario
prima son:

- Velocidad As   scensional: Se define como el ca          gua      r          por
                                                 audal de ag a tratar dividido p
     perficie del tanque de s
la sup            t         sedimentacción. Tabla 19:

                   V        ES       ONALES A CA
                   VELOCIDADE ASCENCIO                 DIO
                                               AUDAL MED (m/h)
           Decan
               ntación Primaaria     V. Mínimo           V. Típico      V. Máximmo
                D
                D. Circular              1                  1.5              2
              D. Rectángular            0.8                 1.3             1.5

                d        a:
       *Velocidad Adoptada 1.3 m/h
                                                            ⎛ 3600 ⎞
                                                        8 ⎜
                                                        8.15       ⎟
                                            Q medio         ⎝ 1000 ⎠ = 22.56m 2
              Sup           Decantación =
                perficie de D                         =
                                            Vadop            1.3                      0
                                                                                     50

                           eño de Plan de Tra
                        Dise         nta            o        s        les
                                            atamiento de Aguas Residual
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                                               URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

      Tabla 20:
                   VELOCIDADES ASCENCIONALES A CAUDAL MÁXIMO (m/h)
           Decantación Primaria               V. Mínimo        V. Típico     V. Máximo
                D. Circular                        2              2.5             3
              D. Rectángular                      1.8             2.2            2.6

      *Velocidad Adoptada: 2.2 m/h
                                                                 ⎛ 3600 ⎞
                                                            18.61⎜      ⎟
                                                  Q máx          ⎝ 1000 ⎠ = 30.45m 2
                  Superficie de Decantación =             =
                                                  Vadop          2.2


- Tiempo de retención: Se define como el volumen del tanque de decantación
dividido por el caudal. Tabla 21.

                                  TIEMPOS DE RETENCIÓN (h)
           Decantación Primaria          V. Mínimo             V. Típico     V. Máximo
                Q. Medio                     1.5                   2             3
               Q. Máximo                      1                   1.5            2

*Volumen de Decantación para Caudal Medio:
                                                  ⎛ 3600 ⎞
                           Vol = Q Medio Tr = 8.15⎜      ⎟(2 ) = 58.68m3
                                                  ⎝ 1000 ⎠

*Volumen de Decantación para Caudal Máximo:
                                                 ⎛ 3600 ⎞
                           Vol = Q Máx Tr = 18.61⎜      ⎟(2 ) = 100.5m 3
                                                 ⎝ 1000 ⎠

Para determinar las dimensiones de estos decantadores, se debe realizar algunos
tanteos, de manera que al imponernos valores de L y H, las relaciones
adimensionales de L/ h        y    L/b     presenten valores dentro de los rangos
permitidos, los cuales se presentan en la siguiente tabla 22.

        RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES
            Decantación
                                  Valor mínimo.           Valor típico     Valor máximo
             Primaria
                L                        5                    --               90
               L/h                       5                    15               40
               L/b                      1.5                   4.5              7.5
                H                       1.5                    3                3

                                                                                          51

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*Valores adoptados:

              L=10m                h=1.5m                       b=1.5m


*Verificación de las Relaciones Adimensionales:

             L                                        L
         5≤     ≤ 40                           1.5 ≤     ≤ 7. 5
             h                                        b
             10                                       10
         5≤      ≤ 40                          1. 5 ≤     ≤ 7.5
             1.5                                      1.5
         5 ≤ 6.67 ≤ 40 ⇒ Sí Cumple             1.5 ≤ 6.67 ≤ 7.5 ⇒ Sí Cumple


        Tabla 23:
                CARGA DE SALIDA DEL VERTEDERO(m3/h/m )
         Decantación Primaria V. Mínimo  V. Típico V. Máximo
               D. Circular        5         10         26
             D. Rectángular       5         9.5        18


*Carga Adoptada: 9.5 m3/h/m

*Longitud del Vertedero:
                                             ⎛ 3600 ⎞
                                        18.61⎜      ⎟
                           Lv =
                                Qmáx
                                      =      ⎝ 1000 ⎠ = 7.05m
                                Cadop        9.5

*Para el dimensionamiento de las pocetas de fangos, el volumen (m3) necesario
vendrá dado por el cociente entre el caudal medio de fangos producidos (m3/h) y
el tiempo de retención en pocetas (h). Los valores usuales del tiempo de retención
en pocetas pueden tomarse de la tabla 24:

                        CONCENTRACIÓN DE FANGOS
         Decantación Primaria V. Mínimo  V. Típico               V. Máximo
              SUCCIÓN             1         1.5                      2
              POCETAS             3          5                       6

            *Valor Adoptado: C1=6


                                                                                     52

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       Tabla 25:
       EX - IEOS: Tabla X.3: Procesos de Tratamiento y Grados de Remoción.

         Proceso de Tratamiento                 Remoción, %              Rem., ciclos log10
                                               DBO       SS            Bacteria Helminto
         Sedimentación Primaria               25 - 40 40 - 70           0-1           0-1
             Lodos Activados                  55 - 95 55 - 95           0-2           0-1
           Filtros Percoladores               20 - 95 50 - 92           0-2           0-1
            Lagunas Aireadas                  80 - 90     ©              1-2          0-1
           Zanjas de Oxidación                90 - 98 80 - 95            1-2          0-1
        Lagunas de Estabilización             70 - 85     ©              1-6          1-4

               *Valor Adoptado: K1=40 (Sedimentación Primaria para la remoción de SS)

   Tabla 26:
     EX - IEOS: Tabla X.1: Aportes per cápita para aguas residuales domésticas.
                   PARÁMETRO                          INTERVALO           VALOR SUGERIDO
    DBO5 días, 20ºC, gr/hab.día                          36 - 78                50
    Sólidos en suspención, gr/hab.día                   60 - 115                90
    NH3-N como N, gr/hab.día                             7.4 - 11               8.4
    Nkjeldal total como N, gr/hab.día                   9.3 - 13.7              12
    Coliformes totales, NMP/hab.día                   2x108 - 2x1011             2x1011
    Salmonella Sp., #/hab.día                                                     108
    Nematodos intestinales, #/hab.día                                            4x1011

               *Valor Adoptado: C=90

*Periodo de limpieza adoptado = 7 días.

*Caudal medio de fangos producidos (m³/h):

                                           ⎛      ⎛ 86400 ⎞ ⎞
                                     40(6 )⎜ 18.61⎜
                                           ⎜              ⎟⎟⎟
                     K C 1 Q Medio         ⎝      ⎝ 1000 ⎠ ⎠
                Qf =               =                          = 0.4225 m = 0.01176 m
                                                                         3           3


                      10000 C              10000(90 )                  día         H




*Volumen de fangos a remover el día de limpieza:

                                Vf = Q f Tr = 0.4226(7 ) = 2.95m3


                                                                                              53

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Compuertas de Entrada y Salida del Decantador:


Para poder realizar la limpieza de sedimentos, se construirán dos
cámaras de Decantación de iguales dimensiones, asumiendo que una
de las unidades está fuera de operación, y se colocarán compuertas a
la entrada y a la salida para evitar la corriente de retorno; las
características geométricas de las compuertas son:


©    Ancho de la compuerta = 1.5 m + 2 * 0.05 m = 1.60 m.
©    Altura de la compuerta = 1.5 m + 0.05 = 1.55 m.


                  UNIDADES DE TRATAMIENTO SECUNDARIO.


El objeto de este tratamiento es la eliminación de las materias orgánicas, por medio
de la presencia de microorganismos así como por la acción metabólica y físico
químico, es conocido por todos nosotros que los hongos, bacterias, causan efectos
negativos en la salud, pero en realidad en la mayor parte de los casos producen
efectos beneficiosos estos son los encargados de la descomposición de la materia
orgánica y son los elementos esenciales que garantizan la permanencia de la vida
manteniendo los ciclos del nitrógeno y carbono.

El proceso biológico es la eliminación, estabilización o transformación de la materia
orgánica, presente en las aguas como sólidos no sedimentables, esta acción se
logra por microorganismos, mediante la acción metabólica y física química.
Los factores que afectan a la depuración biológica son la temperatura del agua que
según norma EX – IEOS debe estar entre (12°C – 38°C), el Ph, este es un factor clave
en el crecimiento de los microorganismos, ya que la mayoría de estos no pueden
tolerar niveles de Ph por encima de 9.5 o por debajo de 4.


La condición adecuada para que una agua residual pueda depurase es que la
cantidad de nutrientes sea suficiente. Luego del análisis de los ensayos de
laboratorio se obtuvo que el agua residual proveniente de las actividades diarias de
la urbanización sea muy biodegradable, por lo que se recomienda la utilización de
lechos bacterianos. (Nota: Ver análisis de selección de alternativas).                  54

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   f. DISEÑO DE LOS LECHOS BACTERIANOS

Es un sistema de depuración biológica de aguas residuales cuyo procedimiento
consiste en hacer escurrir las aguas de desecho decantadas a través de una masa
de piedras cuyo diámetro oscila entre 4 a 8 cm, o de materiales plásticos que
presenten una gran superficie y sobre las que se desarrolla una película bacteriana
formada por microorganismos, la misma que no debe tener más de 3 mm de
espesor para asegurar la acción del oxigeno.

La película biológica está constituida principalmente por bacterias autótrofas
(fondo) y heterótrofas (superficie), también se puede encontrar en el interior del
lecho animales evolucionados como gusanos, larvas de insectos, caracoles y
limacos. El agua purificada se decanta y una parte de los lodos se recircula como el
caso de los lodos activados.

Parámetros constructivos y funcionales.- Entre los principales parámetros tenemos:

La forma y estructura de los lechos bacterianos está en función del sistema de
distribución que se emplee, si se utilizan distribuidores fijos su forma suele ser
rectangular al igual que los que tienen distribuidores móviles de traslación; cuando
se utiliza distribuidores giratorios su forma es circular. Los lechos de aireación
forzada en la actualidad son casi todos circulares.


Hay que evitar atascos y paradas en la distribución del agua residual, la misma que
debe ser lo más uniforme y continua en lo posible, los aspersores fijos requieren un
dispositivo más complicado de distribución mientras que los móviles tienen brazos
giratorios dispuestos radialmente con boquillas incorporadas y movidos por carga
hidráulica.

Para que se pueda formar la mayor cantidad de película biológica es conveniente
que la masa filtrante tenga mayor superficie específica en lo posible, tomando en
cuenta los orificios que permitan el paso del agua y del aire. Los materiales más
usados son la piedra silícea, el pórfido o las puzolanas, pudiendo también utilizarse
materiales artificiales como escorias o elementos plásticos en los que se reduce el
peso aproximadamente en un 95 %, duplicándose el índice de huecos y
aumentando la superficie específica, la misma que debe mantener su uniformidad.
                                                                                        55

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Cuando se produzca una diferencia térmica entre el agua y el aire superior a 2 ºC
en el interior del lecho, se ocasionará una variación en la densidad que provoca el
movimiento de la masa permitiendo una ventilación natural; cuando haya que
cerrar el lecho por frío y presente escasez de oxigenación se hará una ventilación
forzada.

En el canal de recolección del fondo, el agua no debe presentar sedimentaciones
ya que los flóculos que lleva se sedimentarán en el decantador secundario; su
sección nunca funcionará llena para permitir su aireación, y su pendiente será de
1% al 2%.

La recirculación de una parte del efluente ya sea al decantador primario o al lecho
bacteriano directamente es lo que más se utiliza como medio de mejora del
rendimiento del proceso.

Cerca de un 25 a 35% del lodo del tanque de sedimentación final se regresa para la
recirculación con las aguas negras de entrada. No debe retenerse el lodo en el
tanque. Es necesaria la remoción parcial (a intervalos de menos de 1 hora).

*Cálculo del Lecho bacteriano.

                     - Temperatura mes más frío ....................... 18 ºC
                     - Temperatura mes más cálido .................. 23ºC
                     - DBO5................................................................. 380 mg/l
                     - % de depuración ......................................... 80%
                     - coeficiente de recirculación ..................... 0
                     - tipo de carga ............................................... intermedia.

      *Parámetros de diseño en lechos bacterianos
                                   PARÁMETROS DE DISEÑO
                                                                              Alta carga - Material
                                               Carga media                         Constituyente
            Características
                                              material Piedra
                                                                             Piedra           Plástico
 Carga Hidráulica (m3/m2*día)                      3.4 - 9.4                  8 - 30          10 - 50
 Carga Orgánica (Kg*DBO5/día)                     0.25 - 0.5                 0.4 - 1.8        0.5 - 3
   Coeficiente de recirculación                        0                       1-4              1-4
     Aplicación del líquido                     intermitente               en contínuo      en contínuo
  Superficie Específica (m2/m3)                    40 - 70                   40 - 70         80 - 100
     Profundidad útil (m)                            1-3                       1-3             3 - 12
Fuente: Metcalf & Eddy, Ingeniería de Aguas Residuales.
                                                                                                          56

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*Constante de Tratabilidad por Temperatura:
   Metcalf y Eddy, en un experimento se determinaron los valores de θ y K25/D10

              θ = 0.23                        K25/D18=0.28 L/s/m2


                                                      (      )
                       K 20 = K 25 θT − 25 = 0.28 O.23 18 − 25 = 0.22L/s/m2
                           D19      D19




*Constante de Tratabilidad por Altura:
 Metcalf y Eddy, la altura de correlación de acuerdo a planta piloto, D25=6m

                                                 1            1
                                         ⎛ D ⎞2      ⎛ 6 ⎞2
                       K    10   = K 29 ⎜ 25 ⎟ = 0.22⎜
                                         ⎜D ⎟              ⎟ = 0.61L/s/m
                                                                         2
                           D30       D19
                                         ⎝ 19 ⎠      ⎝ 0.8 ⎠


*DBO en el Afluente:
                               ⎡      ⎛ %D epuración ⎞⎤ ⎡ ⎛ 80 ⎞⎤
                                      ⎜ 100 ⎟⎥ = 380 ⎢380⎜ 100 ⎟⎥ = 76 Lit
          DBO AFLUENTE = DBO 5 ⎢DBO 5 ⎜              ⎟
                                                                       mg

                               ⎣      ⎝              ⎠⎦ ⎣ ⎝    ⎠⎦


*Área necesaria:
                                                                  2
                                         ⎡     ⎛ 76 ⎞ ⎤
                                         ⎢ − Ln⎜ 380 ⎟ ⎥
                                          1
                  ⎡ − Ln(Se/Si)⎤          n
                                               ⎝     ⎠ ⎥ = 201m 2
             A = Q⎢            ⎥ = 18.61 ⎢
                  ⎣ K T/30 * D ⎦         ⎢ 0.61(0.8 ) ⎥
                                         ⎢             ⎥
                                         ⎣             ⎦

*Comprobación de Carga Hidráulica:

 Según Norma EX – IEOS: 3.5 ≤ (HLR)s ≤ 9.4 m³/m²/dia

                             ⎛ 86400 ⎞
                        18.61⎜       ⎟
                     Q       ⎝ 1000 ⎠ = 8 ⇒ Cumple Carga Hidráulica
            (HLR )S = =
                     A        201


*Comprobación de Carga Orgánica:

 Según Norma EX – IEOS: 2 ≤ (ORL)s ≤ 5 Kg/m³                                        57

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            Q PUNTA * DBO 5     18.61( 86400 )(380)
                                        1000

                                    0.8(201)
  (ORL)S = Altura util * Area =                     = 3.80 ⇒ Cumple Carga Orgánica
                 1000                 1000

*Diámetro adoptado para el lecho:

                                           4A   4(201)
                                     φ=       =        = 16m
                                            π   3.1416
*Altura total del Lecho:

                                     Ht = 1.33D = 1.33(0.8) = 1m




   g. DISEÑO DEL DECANTADOR SECUNDARIO


*El procedimiento de cálculo sigue el mismo principio del diseño para el
decantador primario expuesto en páginas anteriores.


                      - Sólidos en suspensión ……………………60 mg/l = 60 ppm


*Concentración de sólidos en suspensión en la entrada del decantador

                                    100 − K
                           SS i =           (C ) = 100 − 40 (90 ) = 54 mg
                                                                       Lit
                                      100            100

*Concentración de sólidos en suspensión admitidos en el vertido

                                 ⎡ ⎛ K ⎞⎤          ⎡ ⎛ 40 ⎞⎤
                      SS = SSi − ⎢SSi⎜   ⎟⎥ = 54 − ⎢ 54⎜   ⎟⎥ = 32.40 mg
                                                                      Lit
                                 ⎣ ⎝ 100 ⎠⎦        ⎣ ⎝ 100 ⎠⎦

*Velocidad Ascencional en el Decantador:

                              (SS)                32.40
           V = Vi =                        =                     = 1.06 m
                      (SS) − 0.034 * (SS) i 32.40 − [0.034(54 )]        H




                                                                                     58

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*Superficie de Decantación:

                           ⎛ 3600 ⎞
                      18.61⎜      ⎟
                   Q       ⎝ 1000 ⎠ = 63.20m 2
                 S= =
                   V       1.06

*Tiempo de retención: (Tabla 21)

                                TIEMPOS DE RETENCIÓN (h)
          Decantación Primaria          V. Mínimo        V. Típico       V. Máximo
               Q. Medio                     1.5              2               3
              Q. Máximo                      1              1.5              2

*Volumen de Decantación:
                                              ⎛ 3600 ⎞
                         Vol = Q Máx Tr = 8.15⎜      ⎟(1.5) = 100.49m
                                                                     3

                                              ⎝ 1000 ⎠

Las relaciones largo ancho son las mismas que para el caso de decantador primario
por tanto tenemos:
        TABLA Nº 22:
        RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES
           Decantación
                                Valor mínimo.       Valor típico     Valor máximo
            Primaria
               L                       5                --                 90
              L/h                      5                15                 40
              L/b                     1.5               4.5                7.5
               H                      1.5                3                  3


*Valores adoptados:

              L=10m                   h=1.5m                         b=1.5m

*Verificación de las Relaciones Adimensionales:

             L                                             L
         5≤     ≤ 40                                1.5 ≤     ≤ 7.5
             h                                             b
             10                                            10
         5≤      ≤ 40                               1. 5 ≤     ≤ 7.5
             1.5                                           1.5
         5 ≤ 6.67 ≤ 40 ⇒ Sí Cumple                  1.5 ≤ 6.67 ≤ 7.5 ⇒ Sí Cumple

                                                                                     59

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*Cantidad de Lodos producidos:
                                             ⎛ 86400 ⎞
                                        18.61⎜       ⎟(54 )
             Q * (SS) i ⎛ 0.034V ⎞           ⎝ 1000 ⎠       ⎛ 0.034(1.06 ) ⎞
        Pi =            ⎜1 −         ⎟=                     ⎜1 −
                                                            ⎜                  ⎟ = 84.101 día
                                                                                          Kg

              1000 ⎝         1.9 − V ⎠         1000         ⎝    1.9 − (1.06 ) ⎟
                                                                               ⎠

*Volumen de Lodos por día:
                                     Pi   84.101
                           Vol =        =        = 0.0831 m = 2.49 mes
                                                            3
                                                                   m3
                                                          día
                                   1000 1000


*Periodo de limpieza adoptado (Tr): Cada 12 mese.
*Coeficiente de digestión de lodos (Cd): 0.50


*Cantidad de fangos a remover cumplido el periodo de limpieza.

                          Cf = Vol Tr Cd = 2.49(12)(0.50) = 14.96m3


                      UNIDADES DE TRATAMIENTO TERCIARIO.

Los diversos sistemas de tratamiento de aguas residuales, llevan aparejada la
producción de lodos o fangos que en una etapa final deben ser eliminados.
Los fangos constituyen un subproducto molesto que debe ser eliminado mediante
una gestión de residuos adecuada.
La complejidad de la formulación de los lodos en las plantas depuradoras de aguas
residuales, es tan amplia como lo son los propios procesos de donde proceden, por
ello resulta difícil sino inútil, el intentar definir sus características especificas.
La gestión del fango en cada caso debe establecerse en función del volumen y de
la composición de los mismos, así como de la viabilidad del vertido o de una
posible recuperación o aprovechamiento del subproducto.
Debe tenerse en cuenta antes de definir el destino final de los lodos o fangos dos
consideraciones fundamentales: de una parte, la posibilidad de reutilización de los
fangos como abonos de aporte al terreno, aun cuando puedan tener que ser
enriquecidos con la adición de humus, o su tratamiento para otro tipo de
aprovechamiento y, de otra, utilización.

                                                                                                60

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              CIONES S.A.
TECNI-CONSTRUCC         .
                                       URBANIZ
                                       U            “LA CAST
                                             ZACIÓN “            A”
                                                           TELLANA

             D        E        DE
   h. DISEÑO DE ERAS DE SECADO D LODOS.

               ado es bás
El lecho de seca                  una estruct
                        sicamente u                     te
                                            tura filtrant que permite que los
lodos que se generan en los tanqu
             g                                     robios sean evacuado
                                ues anaerobios y aer         n        os,
                            in       lver el lixiviado al trata
secados y filtrados con el fi de devol                                  evitar así que
                                                              amiento y e
estos   líquidos           e
                   altamente   contaminantes    pasen    directamente    sin       ún
                                                                               ningú
     miento. Este proceso de deshidr
tratam          e                            s         os      tiguos y m
                                   ratación es uno de lo más ant        más
sencillos debido a su eficiencia y econ                             gulares, poco
                                      nomía. Generalmente son rectang
              n         orosos que utilizan un red de d
profundos y con fondos po                    na       drenaje hasta un tanque
                           quido filtrad altament contamin
acumulador de lixiviado (líq           do       te       nado).




    eras de sec
Las e                   tan económicas solamente en poblaciones pequeñ
              cado result                                            ñas
    do                               erreno nece
debid al costo y disponibilidad del te         esario.
     ras      do
Las er de secad están eq
                       quipadas po tubos po
                                 or                 drenaje sepa
                                          orosos de d                    2.5
                                                               arados de 2
                c                   achacada y adecuadam
a 6 m cubiertos con grava o piedra ma                            ribuidos.
                                                       mente distr
                        escargar en estas era de secad puede calcularse e
La cantidad de fango a de         n         as       do                 en
     ón        o                  a         or       mo                 por
funció de cierto volumen per cápita o bien po kilogram de sólidos secos p
metro cuadrado.
    o         .                                                                          61

                         eño de Plan de Tra
                      Dise         nta            o        s        les
                                          atamiento de Aguas Residual
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                                      URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”

La capa de arena deberá tener un espesor de 0.22 0.30 m con una pequeña
tolerancia por perdidas motivadas por las operaciones de limpieza. Las capas de
arena profundas retardaran el proceso de drenaje, la arena deberá tener un
coeficiente de uniformidad no superior a 4 y un tamaño efectivo de 0.3 0.75 mm.
Las tuberías de conducción del fango a las eras deberán estar diseñadas para una
velocidad de por lo menos 0.75 m/s.

El sistema más corriente de preparar el lodo digerido para su eliminación es la
desecación en eras al aire libre o con cubiertas en zonas lluviosas, éste
procedimiento consiste en incorporar sobre una era de secado lodos que están
bien estabilizados, efectuándose una pérdida de agua por drenaje a la vez que los
lodos se van decantando simultáneamente y se reduce el agua por evaporación.

En lo referente a su construcción las paredes y fondo deben ser impermeables, la
tubería del dren de fondo no debe tener una pendiente inferior al 1 % y colecta el
líquido drenado para incorporarlo a la línea de agua de la depuradora; consta de
una capa de grava de 20 a 40 cm de espesor con diámetros de 0.3 a 2.3 cm y una
capa de arena de 10 a 20 cm de espesor con diámetro de 0.3 a 1.2 mm.

Características constructivas.- las paredes y su fondo serán impermeables
recubiertas con geomembrana, su fondo contará inicialmente con un replantillo
previo a su impermeabilización y tendrá una inclinación del 1.5 % hacia el dren,
éste dren recolector de aguas será una tubería porosa con una inclinación del 1 %,
la que se conectará al terminar la era con una tubería de PVC de 300 mm para
llevar los líquidos al pozo de bombeo de los lechos, permitiendo así una
recirculación de estas aguas.

Su fondo estará en contacto con una capa de grava de 20 a 40 cm y granulometría
de 0.3 a 2.3 cm y sobre ésta irá una capa de arena cuyo espesor será de 10 a 20 cm
con granulometría uniforme entre 0.3 y 1.2 mm; a partir de la superficie de arena se
elevan las paredes en 30 cm para almacenar la capa de lodos.

Cálculo de la superficie de la era.- la superficie de la era de desecación estará en
función del número de habitantes y almacenará el volumen de lodos que se
obtengan de las diferentes instalaciones de la planta depuradora de aguas
residuales que se han retenido en un tiempo determinado.
                                                                                       62

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Para el cálculo de la superficie y extracciones por año o rotaciones pueden
adoptarse los valores de la siguiente tabla.
        Tabla Nº 27:
        TIPOS DE FANGOS PRODUCIDOS EN UNA EDAR:
                   Tipo de Fango          Valor típico               Valor máximo
                  Primario Digerido        0.09 - 0.14                 0.07 - 0.1
             Primario y Humus Digerido      0.11 - 0.16               0.09 - 0.11
            Primario y Activado Digerido    0.16 - 0.23                0.11 - 0.14
                 Primario y Quimicamente
                                            0.18 - 0.23                0.11 - 0.14
       Precipitado y Digerido
      FUENTE: Manual de depuración URALITA.

En   el presente proyecto trataremos un lodo primario digerido, por lo que
tomaremos el valor de 0.1 m² / hab, para eras cubiertas dado el clima tan variable
de la zona en la que se situara la urbanización.

                        S = Va(hab ) = 0.1 hab (753hab ) = 75.3m 2
                                             2
                                           m




Se construirán dos eras para dar flexibilidad a la operación.

                                       S 75.3
                                Sc =     =    = 37.65m 2
                                       n   2

De acuerdo a las normas, los lodos extendidos sobre un lecho poroso pueden
tener una altura entre los 30 a 40 cm, con lo cual, bajo condiciones climáticas
favorables (de sequedad y una buena temperatura), se pueden secar en una a dos
semanas y no hay problema de olores. Por el clima se adopto una altura de 0.50m.

                                   h=0.50m

*Volumen máximo a almacenar en cada Era:
                        Vol = S(h) = 36.74m2 (0.50m) = 18.82m3


*Volumen Total de las dos Eras:
                                                 (     )
                            VTOTAL = nVol = 2 18.82m 3 = 37.64m 3


*Según EX – IEOS: Período de secado de lodos: entre 3 y 4 semanas para climas
cálidos y entre 4 y 6 semanas para climas más fríos.                                 63

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*Se adopta un periodo de secado de 2 meses, permitiendo así la mineralización y
estabilización de la materia orgánica.

*Volumen total de lodos generados durante las etapas de tratamiento:
                                 VTT = VDec1 + VDec2
                                 VTT = 0.4225 + 0.0831
                                 VTT = 0.51 m
                                              3

                                            día


*Volumen de lodos a retener en las eras de secado durante el periodo de secado:

                      VTTL = VTT (Tr) = 0.51 m (60días) = 30.34m 3
                                             3

                                             día



*Se ve que el volumen total de las dos eras (37,64 m³) almacenará perfectamente el
volumen total de lodos (30,34m³) que producirá la planta a los 2 meses.

*Según EX – IEOS: El ancho de los lechos es generalmente entre 3 m y 6 m pero
para instalaciones grandes puede sobrepasar

*Por ser una planta pequeña, adoptamos como ancho 3m.

*Longitud de la Era de Secado:
                                      Sc   37.65
                                 L=      =       = 4m
                                      b      3

La placa distribuidora se construirá de hormigón armado con una superficie de 1x1
m² y un espesor de 8 cm, superpuesta sobre la superficie de arena ubicada en la
parte donde se descargarán los lodos.

El lixiviado (liquido percolado de los lodos) es captado en un pequeño cárcamo
(Ver figura), de 0.6 x 0.6 m2, para ser llevados de nuevo al desarenador y ser
pasados por el proceso de tratamiento. Para la recirculación de los lodos hacia el
desarenador, se tiene una bomba sumergible de 2.0 HP, que succiona el lixiviado
del cárcamo del Lecho de Secado y lo bombea al desarenador.

Los lechos de secado consisten en arena con drenes inferiores formados por
tuberías perforadas rodeadas de grava. Los drenes deben estar constituidos por
tubos de 100 mm colocados debajo de la grava, en pequeñas zanjas.
Debajo de la arena se debe colocar un estrato de grava graduada entre 1,6 mm y
51 mm (1/16" y 2"), de 0,2 m de espesor.
                                                                                     64

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                                      U            “LA CAST
                                            ZACIÓN “            A”
                                                          TELLANA



                         O       ESTACIÓN DE BOMB
                    DISEÑO DE LA E              BEO


            S.-
      *BOMBAS

    bomba es una máquin hidráulic capaz de transformar energía, absorbiend
Una b        u        na        ca       e                               do
     po     ergía y rest
un tip de ene                              forma de e
                       tituyéndola en otra f        energía. En general, se
                                                              n
     dera el fluido que int
consid                              energía com el peso específico constante y
                          tercambia e         mo      o          o         e
     o          omprensible
por lo tanto inco         e.

              d         nes    mbeo.-
      *Diseño de estacion de bom

    do                              bombeo en un sistema de acuedu
Cuand haya necesidad de utilizar el b                  a         ucto, se debe
    r        ta      ta                           ostosa en términos d
tomar en cuent que est alternativa resultará más co                  de
    ación y ma
opera                  to
             antenimient en com
                              mparación c
                                        con las alt
                                                  ternativas p
                                                             posibles              d
                                                                                   de
    ucción por gravedad.
condu

              os       estación de bombeo co succión negativa.
      *Elemento de una e                   on




     seño hidráu
El dis                    ombeo deb tener si
               ulico del bo       be                                   de
                                           iempre en cuenta el esquema d
   beo                              a                            á,        ros
bomb utilizado. En otras palabras, la ecuación planteada dependerá entre otr
     res,     e                      a          a          escarga al aire libre o n
factor de si se tiene succión positiva o negativa o si se de                       no.
     o          e                    enta los siguientes términos.
Por lo general se deberán tener en cue
                                                                                         65


                         eño de Plan de Tra
                      Dise         nta            o        s        les
                                          atamiento de Aguas Residual
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*Altura estática de succión (hs).-
Es la distancia existente entre el nivel de agua en el pozo húmedo y el eje de la
bomba. La Succión es negativa si el nivel del agua se encuentra por debajo del eje
de la bomba o positiva si el nivel del agua se encuentra por encima del eje.
*Altura estática de impulsión (hi).-
Es la diferencia entre el nivel de descarga de la bomba y el eje rotor.
*Altura estática total (Hest.).-
Es la diferencia entre los niveles del agua entre el pozo y la descarga. (hs+hi).
*Altura de fricción (hfs, hfi).-
Es la altura adicional que debe ser suministrada para vencer las pérdidas por
fricción en las tuberías de impulsión (hfi) y de succión (hfs). Pueden ser calculadas
mediante la ecuación de Darcy – Weisbach o Hazen Williams.
*Altura de velocidad (V2/2g).-
Representa la altura cinética del fluido en cualquier punto del sistema.
*Altura de pérdidas menores (hms, hmi).-
Es la altura de agua adicional para vencer las pérdidas debidas a los accesorios
tales como codos, válvulas y otros. Pueden ser calculados como un factor de la
altura de velocidad o como una longitud equivalente de tubería
*Altura dinámica total (Ht).-
Es la altura total contra la cual debe trabajar la bomba teniendo en cuenta todos
los factores anteriores.
Para obtener la altura dinámica total, es necesario establecer la ecuación de
Bernoulli entre los niveles del agua entre la succión y la impulsión.




                                                                                        66


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                                    U            “LA CAST
                                          ZACIÓN “            A”
                                                        TELLANA

    el                 a           pico de bom
*En e esquema se muestra un caso típ                  succión neg
                                             mbeo con s         gativa.




    cálculos de la estacio
Los c         e                  ombeo par el últim pozo de la red d
                         one de bo       ra       mo               de
     tarillado de la urban
alcant          e                             na”, que según su n
                         nización “La Castellan                          ura
                                                                nomenclatu
     sponde al pozo Nº 19, se especifi en el An
corres         p         ,           ica      nexo Nº 4.




                                                                               67


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                 DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE DEPURACIÓN

El objetivo final del tratamiento de las aguas residuales de la urbanización es
asegurar que el cuerpo de agua receptor tenga una calidad de agua tal que pueda
sustentar los usos propuestos a dicho cuerpo de agua, aguas abajo de la descarga.
Estos usos existen de hecho por las comunidades asentadas aguas abajo de la
descarga o, alternativamente, son establecidos por la entidad responsable de
manejar el recurso.

Las características de calidad del agua que garantizan el uso propuesto o actual
están definidas en el país por el Texto Unificado de Legislación Ambiental
Secundaria (TULAS). Por esta razón se debe hacer un tratamiento tal, al agua
residual antes de su descarga, que se logren los criterios estipulados en el TULAS
para situaciones hidrológicas críticas durante caudales mínimos y descargas
máximas de diseño del vertimiento en los tramos aguas abajo de la descarga.
Debe tenerse en cuenta igualmente las interacciones entre la planta de
tratamiento, el sistema de alcantarillado y el cuerpo de agua receptor,
reconociendo que estos forman una unidad íntimamente relacionada. Los análisis
de calidad de agua del cuerpo receptor deben considerar los vertimientos que se
realizan por reboses del alcantarillado, o alcantarillados en caso de que existan
sistemas independientes, junto con los vertimientos directos antes y después del
tratamiento.

Los parámetros a modelar en el cuerpo de agua receptor serán aquellos que
afecten las calidades de agua estipuladas en los usos definidos en el TULAS. Como
mínimo, se deben realizar los siguientes estudios de calidad de la fuente receptora:

   1) Oxígeno Disuelto (OD).
   2) Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5).
   3) Demanda Química de Oxígeno (DQO)
   4) Coliformes Totales y Fecales.
   5) Nutrientes ( Nitrógeno y Fósforo)
   6) Sólidos Suspendidos (SS)
   7) Sólidos Totales Disueltos (SDT)Sólidos Totales (ST)
   8) Metales Pesados.
                                                                                       68

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         En base a estos requerimientos, se han definido sistemas de tratamiento
para este proyecto que permitan obtener el cumplimiento de las normas
reguladoras y, al mismo tiempo se obtenga un proyecto económicamente eficiente.


En el sistema de tratamiento propuesto, luego de la llegada de las aguas residuales
a una caja reguladora de caudal, se comenzaría con: (1) un tratamiento previo de
desbaste, desarenado; seguido por (2) el tratamiento primario de decantación; a
continuación (3) el tratamiento secundario, de tipo biológico, por lechos
bacterianos; este proceso sería seguido por (4) una posterior decantación
secundaria; y finalmente (5) recirculación de una parte del fango generado hacia el
reactor biológico con la que termina la regeneración del agua residual.


En la línea de fangos se trataría el material obtenido de los desarenadores y los
decantadores primarios y secundarios.         Este residuo sería espesado y, a
continuación, pasaría por un proceso de acondicionamiento químico con reactivos.
Luego se procedería a su secado al aire ambiente en eras de secado. Estos lodos,
ya acondicionados y secos, quedarían preparados para su remoción y posterior
compostaje, que permitiría su utilización como abono agrícola.        Parte de los
residuos obtenidos de los desarenadotes y decantadores tendría que ser llevado a
disposición final en relleno sanitario.


A continuación se hace una descripción de cada una de las etapas de tratamiento
por las que el efluente pasara para luego ser descargado hacia el cuerpo de agua
dulce.

a. Recepción: Las aguas residuales generadas en la urbanización serán conducidas
   a través del colector existente hasta una estructura de llegada que funcionará
   como una unidad reguladora de caudal.

b. Pretratamiento: En la planta de tratamiento resulta necesario un pretratamiento,
   que permita la remoción de sólidos que puedan obstruir sistemas de
   transporte, o interferir en el desarrollo de los procesos posteriores. Con el
   pretratamiento se elimina la parte de polución más visible: cuerpos
   voluminosos, trapos, palos, hojas, arenas, grasas y materiales similares, que
   llegan flotando o en suspensión desde el colector de entrada.
                                                                                      69

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   La línea de pretratamiento será convencional e incluirá las etapas de desbaste, y
   desarenado. No se considero una etapa de desengrasado, dado que la
   población es de 753, y según las Normas de EX – IEOS, está etapa de opcional
   cuando se trata de poblaciones inferiores a 5000 hab.

   El desbaste se llevará a cabo mediante rejas formadas por barras inclinadas, que
   interceptarán el flujo de la corriente de agua residual en el canal de entrada a la
   estación depuradora.       Su misión es retener y separar los sólidos más
   voluminosos, a fin de evitar las obstrucciones en los equipos mecánicos de la
   planta y facilitar la eficacia de los tratamientos posteriores.
   Estas rejas tendrán dimensiones entre 50 y 100 mm de separación de los
   barrotes (desbaste grueso) y dispondrán de un sistema de limpieza manual que
   deberá recoger lateralmente la materia retenida.
   Las instalaciones de desarenado se sitúan después del desbaste y tienen como
   objetivo el extraer del agua bruta las partículas minerales de tamaño superior a
   200 micras. El funcionamiento técnico del desarenado reside en hacer circular
   el agua en una cámara de tal forma que la velocidad sea reducida al punto de
   permitir la deposición de arena al fondo.               Normalmente, esta arena
   sedimentada queda desprovista casi en su totalidad de materia orgánica y es
   evacuada a las eras de secado.

c. Tratamiento Primario: Se entiende por tratamiento primario aquel proceso o
   conjunto de procesos que tienen como misión la separación por medios físicos
   de las partículas en suspensión no retenidas en el pretratamiento.

   El objeto de este tratamiento es básicamente la remoción de los sólidos
   suspendidos y una reducción del DBO en las aguas residuales, mediante el
   proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación.

   El proceso principal del tratamiento primario es la decantación, utilizando la
   fuerza de gravedad que hace que las partículas suspendidas más pesadas que el
   agua se separen sedimentándose.

   El tratamiento primario permite eliminar aproximadamente el 90% del material
   decantable y el 65% de la materia en suspensión; se consigue también una
   disminución de la DBO de alrededor del 35%.
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d. Tratamiento Secundario o Biológico: El objetivo del tratamiento biológico es
   convertir la materia orgánica fina coloidal y disuelta en el agua residual en
   flóculos biológicos sedimentables y sólidos inorgánicos que puedan ser
   removidos por el decantador secundario. El tratamiento secundario que se va a
   emplear consiste de un proceso biológico aeróbico seguido por decantación
   secundaria. El proceso biológico se llevara a cabo por el proceso denominado
   de lechos bacterianos o filtros percoladores.

   Los lechos bacterianos o filtros percoladores son tanques rellenos de piedra o
   materiales sintéticos de alta relación área/volumen que forman un filtro con un
   gran volumen de huecos sobre el cual son aplicadas las aguas residuales por
   medio de brazos distribuidores. Alrededor de este lecho de piedra se encuentra
   adherida una población bacterial que descompone las aguas residuales a
   medida que estas percolan hacia el fondo del tanque.            Después de algún
   tiempo, la capa bacterial adquiere exceso de espesor y se desprende del lecho
   de piedras y pasa al decantador secundario donde se efectúa la separación de
   los lodos formados.

   El agua residual se rociará sobre el lecho filtrante mediante un brazo giratorio
   provisto de surtidores dando lugar a la formación de la película bacteriana que
   recubre los materiales filtrantes.    Esta película está formada por bacterias,
   protozoos y hongos alimentados por la materia orgánica del agua residual. Al
   fluir sobre la película, la materia orgánica y el oxígeno disuelto son extraídos; el
   oxígeno disuelto en el líquido se aporta por la absorción del aire que se
   encuentra entre los huecos del lecho. El material del lecho debe tener una gran
   superficie específica y una elevada porosidad, y suelen emplearse piedra calizas,
   grava, escoria o bien materiales plásticos artificiales de diversas formas.

   Este tipo de tratamiento garantizará la remoción de sustancias orgánicas que
   presenten tamaño coloidal inferior a aproximadamente 85 a 95% de los DBOs y
   sólidos suspendidos. Para la planta de tratamiento se propone el diseño de
   lechos bacterianos de carga alta, en los cuáles se empleará recirculación para
   crear una carga hidráulica homogénea, diluyendo por otra parte los DBOs
   influentes. Este sistema, a más de presentar un alto rendimiento en la remoción
   del DBO evita en gran medida el problema de generación de olores y la
   presencia de moscas.      Para el caso de la planta de tratamiento de aguas            71

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   residuales de la urbanización se ha seleccionado de manera preliminar la
   utilización de tres tanques circulares de 30 metros de diámetro cada uno.

e. Línea de Fangos: En un tratamiento biológico de aguas residuales se obtienen
   volúmenes considerables de lodos. A estos fangos hay que someterlos a
   procesos que reduzcan su facultad de fermentación y volumen. Las
   características de los fangos son consecuencia del uso que se haya dado a las
   aguas. Los fangos de depuración se producen por sedimentación en el proceso
   de pretratamiento de manera parcial, y principalmente en los decantadores
   primarios y secundarios del proceso de tratamiento. Por un lado, las partículas
   sólidas más gruesas se depositan en el fondo del decantador primario y forman
   los fangos primarios. Las partículas más finas y disueltas se fijan y metabolizan
   por las bacterias que se multiplican en presencia de oxígeno durante la
   operación de aireación. Esta biomasa bacteriana se separa en el decantador
   secundario para producir los lodos secundarios. Una parte de esta biomasa se
   recircularía a un reactor biológico, la otra se extraería constituyendo los fangos
   biológicos en exceso. El tratamiento de los fangos depende de su composición
   y de las características del agua residual del que proviene. Para esta planta de
   tratamiento las fases del proceso de tratamiento y evacuación de fangos serán:
   concentración o espesamiento, acondicionamiento, secado, disposición final. El
   tratamiento de los fangos se realizará en función de las disponibilidades
   económicas, destino final previsto, existencia de espacio.

   La misión del espesamiento de los fangos es concentrarlos para hacerlos más
   densos, reduciendo el volumen global para facilitar el manejo de los mismos y
   abaratar los costes de las instalaciones posteriores.        Un espesador es un
   depósito cilíndrico terminado en forma cónica. Normalmente, el fango que
   llega a estos espesadores es de tipo mixto. Estos suelen tener un cono de
   descarga de gran pendiente para una concentración de hasta 5 a 10 %. Los
   fangos urbanos y muchos industriales tienen una estructura coloidal que los
   hace poco filtrables a la hora del secado posterior a la digestión, por lo que el
   sistema de filtración consigue un bajo rendimiento. Para evitar este
   inconveniente se añade a los fangos reactivos floculantes que rompen la
   estructura coloidal y le confiere otra de carácter granular de mayor filtrabilidad.
   El reactivo que se utilizará será con cal viva (CaO) ó cal apagada (CaOH2).
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  El objetivo del secado es eliminar agua del fango para convertirlo en una pasta
  sólida fácilmente manejable y transportable. El sistema depende de la cantidad
  de fango y del terreno disponible. El sistema que se propone para la planta de
  tratamiento es el de Eras de Secado por su simplicidad y bajo costo. Este
  procedimiento consiste en la disposición de los fangos a secar sobre una
  superficie al aire libre dotada de un buen drenaje. La altura de la capa extendida
  varía según las características del fango. Para fangos urbanos digeridos se
  disponen capas de 20 a 30 cm. La superficie de las Eras varía en función del
  clima de la zona. La torta de fangos se suele secar cuando la humedad de la
  misma desciende por debajo del 40%. Un puente rascador que se mueve sobre
  unos carriles pueden emplearse en la extracción de la torta de fango. Esta, una
  vez seca, se transportará a un vertedero para ser luego utilizados como
  corrector de suelos (aguas exclusivamente urbanas).


  Evaluación de la eficiencia del tratamiento:


  Al descargar el agua tratada al cuerpo de agua del Río Zamora, se garantiza que
  cumple con los requisitos de acuerdo a la normativa del TULAS, de ahí que esto
  se corrobora en la eficiencia de depuración del DBO.
  Con este tratamiento obtenemos rendimientos del 80%, de ahí que la carga del
  efluente de acuerdo a los análisis de laboratorio es de 380 mg/lit, obteniendo
  una concentración en el afluente de 74 mg/lit, según la normativa del TULAS, la
  concentración de DBO en las aguas que van a ser descargadas en un cuerpo de
  agua dulce debe ser de hasta 100 mg/lit, de aquí se concluye que el tratamiento
  seleccionado es el adecuado para la depuración de las aguas residuales
  provenientes de la Urbanización La Castellana.




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                      PLAN DE PUESTA EN MARCHA Y OPERACIÓN


Con la finalidad de describir las actividades necesarias para la puesta en marcha de
la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales para la Urbanización La Castellana
una vez se haya concluido con las actividades de construcción, se expone lo
siguiente:

          *Puesta en Marcha de la Planta de Tratamiento.-
 




La puesta en marcha de la planta de tratamiento incluirá la asignación de personal,
dotación de insumos, químicos, costos de energía y ejecución de todas las
actividades necesarias para que, una vez concluidas las obras del proyecto, efectuar
las pruebas de funcionamiento de todos sus componentes y la puesta en marcha
del sistema en general, se estima un periodo de puesta en marcha de 1 mes.
Como parte del personal, el contratista deberá asignar a tiempo completo, y
durante el período requerido para este efecto (el cual se estima en dos meses), al
menos el siguiente personal:

       ∗ Jefe   de operación y mantenimiento
       ∗ Un   fontanero y un ayudante
       ∗ Un   mecánico industrial y un ayudante
       ∗ Un   guardián

Si el periodo de puesta en marcha, superase el razonablemente previsto, debido a
causas solo imputables al Contratista, éste deberá de mantener las instalaciones en
funcionamiento a su costo, incluido consumos eléctricos, químicos y el personal
mínimo detallado, sin derecho a ningún tipo de pago adicional.
Las     pruebas      consistirán    en   la   comprobación   minuciosa   del   adecuado
funcionamiento de todos los equipos, materiales empleados en las obras, y la
ejecución de los ajustes, calibraciones y reparaciones necesarios para el correcto
funcionamiento de cada una de las obras construidas. De ser necesario, el
Constructor, deberá sustituir los equipos o accesorios defectuosos sin tener
derecho a reclamar pagos por este concepto.

A más de estas tareas, el Contratista está obligado a realizar las tareas de
mantenimiento rutinario y vigilancia de las obras, desde su terminación y hasta la
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recepción definitiva. La prueba de aceptación del Sistema, se realizará de acuerdo a
dos periodos.

El primero tendrá lugar con la fase de prueba de equipos en la aceptación del
sistema. Y la segunda será la prueba a la entrega definitiva de la instalación
(comprobación). Se realizará la prueba de todos los equipos sin interrupciones ni
fallos de parte alguna del Sistema global, estando la planta a pleno rendimiento. La
prueba será supervisada por un Fiscalizador.
Es necesario realizar una serie de operaciones antes de la puesta en marcha de la
planta. Para que ello se pueda concretar rápida y exitosamente, es muy importante
reunir todos los recursos necesarios y seguir un estricto orden en las actividades
que se proponen a continuación.

         *Inspección Preliminar del Sistema.-

Una vez concluidas las obras de construcción del proyecto se procederá a evaluar
el estado de las obras. Para lo cual se debe poner énfasis en los siguientes
aspectos:
∗ Presencia    visual de daños.
∗ Funcionamiento     de válvulas y equipos.
∗ Existencia   de reactivos, materiales y personal requerido para iniciar la operación
 del sistema.
∗ Se   realizará una reunión con el personal que va a intervenir en la operación, se
 revisarán las construcciones previamente distribuidas y durante la reunión se
 asignarán responsabilidades.
Se recomienda que durante la puesta en marcha de la planta estén presentes el
ingeniero fiscalizador, el Consultor, el químico o el auxiliar de laboratorio que
controlará la planta y los operadores.

         *Operaciones Iníciales.-

Antes del llenado de la planta, deben efectuarse las siguientes tareas:
∗ Limpieza     general de las estructuras. La planta debe quedar libre de polvo,
 residuos de construcción y cualquier otra impureza que signifique peligro de
 contaminación u obstrucción.
∗ Medición     de los parámetros básicos para el control de los procesos: pH,
 turbiedad, color, alcalinidad y caudal de operación.
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∗ Determinación   de parámetros de concentración de lodos y características del
 influente.
∗ Colocar   válvulas en posición de llenado: ingresos y salidas abiertas, desagües
 cerrados, etc.

       *Chequeo del Sistema Electromecánico y de Control.-

La planta de tratamiento incluye una serie de equipos sofisticados para control de
caudales, la puesta en marcha de la planta de tratamiento debe contemplar la
energización y chequeo del funcionamiento de estos equipos previo el llenado de
las piscinas e inicio de la operación de la planta.

Todas las válvulas, motores y controles de los diferentes sistemas de la planta de
tratamiento incluyen control digital, actuadores eléctricos, son motorizadas o
tienen controles mecánicos de operación manual. Todos los sistemas de control
eléctricos, motorizados y mecánicos de todo el sistema electromecánico deberán
ser chequeados y comprobados en cuanto a conexión y operación al inicio del
período de puesta en marcha de la planta de tratamiento.

Todas las pruebas se atendrán al Plan de Calidad del Contratista que será
entregado y aprobado por la Fiscalización al inicio de los trabajos de
implementación del sistema de control. El Contratista las pruebas indicadas en este
documento y cualquier otra requerida por los Códigos y Normas de referencia las
cuales podrán ser efectuadas antes del inicio del período de puesta en marcha.
El Proveedor de los equipos facilitará al Fiscalizador, el Protocolo de Pruebas con
antelación suficiente para verificar las pruebas necesarias y corroborar el
funcionamiento del sistema de control. Este documento deberá ser aprobado por
la UMAPAL y su Fiscalizador como condición previa al comienzo del período de
puesta en marcha.

Puesto que al inicio de la implementación del sistema de control, el Contratista
envió un procedimiento de pruebas para verificar la funcionalidad de la totalidad
del sistema, este será utilizado nuevamente al inicio del período de puesta en
marcha. En particular se chequeará la funcionalidad de la lógica, las secuencias, los
lazos de control e interfaces de comunicaciones.

El Contratista deberá desplazar al sitio del proyecto el personal técnico necesario
para la supervisión del montaje, inspección, puesta en marcha de los equipos y
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carga de los programas en los equipos, hasta dejarlo preparado para las pruebas
de alineamiento de señales hasta el puesto de control. Se realizará la calibración de
los equipos necesarios para la prueba y será responsable del correcto
funcionamiento de las secuencias programadas.

      *Llenado de la Planta.-

Al iniciar el llenado de la planta y para evitar empujes indeseables contra las
paredes de las piscinas cuando estas se encuentran vacías, es recomendable
llenarla con un caudal inferior al caudal de diseño, digamos hasta un 50%.
El procedimiento de llenado de la planta será el siguiente:

a. Abrir lentamente la válvula de ingreso de agua a la planta, energizar e iniciar la
   de las rejas de desbaste y la operación parcial de las bombas (iniciar la
   operación con dos bombas).
b. Llenar una de las piscinas de decantación primaria, una vez que el agua llegue
   al nivel máximo abrir las válvulas de paso hacia los lechos bacterianos.
c. Iniciar el llenado de la segunda piscina de decantación primaria.
d. Esperar a que se complete el llenado de la segunda piscina de decantación y
   abrir el segundo grupo de válvulas de paso hacia los lechos bacterianos.
e. Iniciar la operación de producción de lodos en el desagüe de las dos piscinas de
   decantación primaria y su transferencia hacia las eras de secado.
f. Controlar los parámetros del efluente y afluente. Se debe comprobar que la
   calidad del efluente es aceptable.

      *Operación Normal.-

Una vez concluidas las operaciones de puesta en marcha, la planta entra en la
etapa denominada de operación normal. Se considera que el sistema de
tratamiento se encuentra en operación normal cuando está procesando el caudal
para el cual fue proyectado con la calidad de efluente requerido.

La operación normal incluye una serie de actividades de tipo rutinario. A
continuación se indican las actividades de operación normal:

a. Control de los Procesos: medición de caudal, medición de parámetros básicos
   DBO, TSS, coliformes, pH, temperatura, metales pesados, etc. Este control debe
   efectuarse inicialmente cada doce horas durante una semana, luego pasar a
   control diario, y luego semanal al final del período de puesta en macha.
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b. Control de los Procesos de Tratamiento: ajuste de los tiempos de tratamiento,
   limpieza de las diferentes facilidades de control de la planta y sistemas de
   tratamiento, y mantenimiento de las áreas verdes adyacentes.

En general, la operación normal comprende todas las actividades destinadas a que
la planta trate el caudal para el cual fue diseñada con un efluente que tenga la
calidad estipulada por las normas correspondientes del TULA.

       *Operación Especial.-

Este tipo de operación se produce como consecuencia de actividades de
mantenimiento, daños menores, fallas de energía de corta duración y otras causas
que impliquen una salida de operación total o parcial de la planta, sin que se
presenten daños graves. Es importante efectuar una adecuada programación de las
labores de operación especial.

*Parada o suspensión de la operación de la planta
Las principales actividades que se clasifican dentro del concepto de operación
especial son las siguientes:

a. Limpieza de estructuras mayores: Desarenador, decantadores, reactor.
b. Operaciones de mantenimiento correctivo en obras civiles o equipos:
   ∗ Sustitución de válvulas;
   ∗ Reparación de fugas;
   ∗ Reparación o sustitución de equipos;
   ∗ Daños anormales como terremotos o huracanes (situación de desastre).
c. Cambios bruscos en la calidad del efluente sanitario que obliguen a detener o
   modificar el funcionamiento de la planta de tratamiento o el sistema de
   tratamiento propuesto.
d. Otros aspectos relevantes como períodos de lluvia prolongados, inundaciones,
   derrumbes que causen excesivo arrastre de material a la planta, etc.

Puede desprenderse de lo anterior que las operaciones especiales por lo general
son indeseables, por lo que es necesario reducirlas al mínimo. Con este fin se
recomienda lo siguiente:

a. Implantar programas de mantenimiento preventivo.
b. Ejecutar una adecuada vigilancia del sistema, tanto física como sanitaria.
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Normalmente una parada de la planta se programa para vaciar las unidades y
ejecutar reparaciones que deben hacerse en seco. La secuencia de acciones para
efectuar la parada es la siguiente:

*Programación de la Actividad de Mantenimiento o Suspensión.-

 ∗ El ingeniero jefe o supervisor de la planta prepara el programa de actividades
  que se van a desarrollar durante la parada, indicando el tiempo para cada tarea.
 ∗ Se prepara una lista del personal que intervendrá y de los materiales,
  herramientas y equipos, señalando la hora de inicio de las labores. El personal
  deberá ser distinto de aquel que continuará con la operación normal de la
  planta.
 ∗ Si hay varios frentes de trabajo, se asignará un supervisor a cada uno.
 ∗ El jefe de la planta estará a cargo de todo el personal y será quien dará las
  órdenes.
*Parada de la Planta
Entre las estructuras a construirse se ha incluido un desfogue (bypass) al ingreso
del emisario a la planta, antes de las rejas de desbaste. Este canal permite efectuar
la descarga de todo el efluente sanitario que llega a la planta de tratamiento
directamente al río Zamora.
El proceso de parada de la planta se debe iniciarse con la apertura de la compuerta
al canal de desfogue. Para casos donde se deba efectuar una parada de la planta se
deben seguir las siguientes actividades:

 ∗ Cerrar la entrada de aguas residuales y suspender el bombeo.
 ∗ Suspender la filtración en los lechos bacterianos.
 ∗ Suspender la generación de lodos
 ∗ Cerrar la compuerta o válvula de salida
 ∗ Parar los motores de las bombas de los decantadores
 ∗ Parar los otros equipos del sistema.
 ∗ Drenar la zona de trabajo por gravedad o por bombeo.
 ∗ Ejecución de los trabajos prescritos que causaron la necesidad de parar las
  operaciones.




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*Limpieza de Tanques y Lechos Bacterianos.-

La limpieza de las piscinas y filtros se realizara mediante un cronograma
previamente establecido, la planta de tratamiento cuenta con tubería de
conducción en configuración bypass y su respectivo juego de válvulas apostados en
una caja de válvulas en cada una de las piscinas.

De igual manera se cuenta con tuberías conectadas entre las piscinas para el
desalojo de los lodos que se generaran en los procesos de decantación que estas
están conectadas entre sí y serán conducidas hacia el digestor aeróbico para su
tratamiento y disposición final, los lodos serán removidos de las piscinas para
decantación primaria en un período entre 3 y 7 días y aproximadamente una
semana para los decantadores secundarios.

Para la programación de los lavados y mantenimiento de las piscinas se seguirá la
siguiente secuencia de acciones:

 ∗ El supervisor de la planta debe programar las actividades que se van a realizar, el
  tiempo y personal necesario; este último dependerá del área superficial interior
  de la unidad que comprende paredes y piso. El personal que se emplee en esta
  actividad debe ser diferente de aquel que ejecuta la operación normal. Definirá
  la hora en la que deberá disminuirse el caudal que entra a la planta o
  suspenderse el tratamiento. Pasar copia del programa a los operadores de turno.
 ∗ Suministrar y revisar el estado de los materiales necesarios para ejecutar esta
  operación: rastrillos, escobas, cepillos, mangueras y llaves para conectarlas, si el
  lavado se hace a presión.
 ∗ Aislar la unidad que se va a lavar cerrando las válvulas de entrada. Apagar las
  bombas de esta unidad, abrir las válvulas que están instaladas en la tubería del
  bypass y desviar el fluido a través de esta hacia la piscina que está en
  funcionamiento.
 ∗ Abrir el drenaje, el operador de turno deberá tener la unidad vacía a la hora en
  que el personal debe efectuar la tarea.
 ∗ Efectuar la limpieza. Normalmente el piso se limpia con chorros de agua a
  presión, empujando el material con rastrillos hacia el dren o desagüe. Las
  paredes se limpian con chorros de agua y cepillos metálicos.
 ∗ En el caso de decantadores, estos se limpian con chorros de agua a presión y
  cepillos para remover el lodo y algas adheridas. Deberá instruirse al personal de
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  operación que ejecuta esta tarea para que no se pare sobre las pantallas
  mientras realiza la limpieza.
 ∗ Si se identifican fugas en la uniones entre paredes o con accesorios, estas deben
  repararse utilizando productos bituminosos.
 ∗ Se debe aprovechar la paralización de la unidad para efectuar el reemplazo de
  piezas rotas.
 ∗ Llenado de la unidad. Debe seguirse el mismo procedimiento indicado en la
  puesta en marcha.

*Limpieza o Reparación de Rejas, Desarenador, Canales y Eras de Secado.-

Esta operación requiere la parada de la planta. La frecuencia depende del resultado
de las inspecciones efectuadas por el ingeniero encargado de la supervisión. No
parece necesario lavar los canales que conducen el efluente al ingreso de la planta,
pero podría ser necesario efectuar limpieza si se reciben escombros muy grandes o
se producen desperfectos en el sistema automático de remoción de basuras de las
rejas de desbaste o el sistema de recolección de sólidos del desarenador. En cuanto
a las eras de secado, paradas para limpieza probablemente no serán necesarias
pero es posible que se necesite efectuar paradas para mantenimiento de los
equipos para mezcla de lodos o dosificación de cal.

*Seguridad del Personal durante estos Trabajos.-

El personal utilizado será el máximo posible, de manera que la suspensión del
servicio sea muy corta y se afecte lo menos posible a los usuarios. Si es necesario
hacer actividades de limpieza, el material será recogido a mano y deberá sacarse
con baldes o carretillas. Todo personal que participe en estas operaciones deberá
contar con equipos de protección como botas de caucho con punta de acero,
guantes, etc. El personal estará dotado de abrigo de caucho, botas y casco. Si fuera
necesario, dentro de los tanques portará también una mascarilla para protegerlo de
los vapores. Las botas de caucho y otro equipo del personal deberán desinfectarse
con una solución de hipoclorito de calcio o de sodio luego de los trabajos.

La secuencia de operación es la siguiente:

 ∗ Suspender el funcionamiento de la planta de tratamiento de acuerdo a lo
  especificado en la descripción del proceso para parada de la planta;
 ∗ Aislar decantadores, canales o tanques de distribución;
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 ∗ Drenar canales, tanques o eras de secado;
 ∗ Efectuar los trabajos previstos;
 ∗ Poner en marcha la planta. Ver instrucciones en el ítem relativo a cómo poner la
  planta en operación.

      *Operación de Emergencia.-

La operación de emergencia ocurre por fuerza mayor y se presenta en forma
imprevista a causa de fallas graves o desastres. A continuación se indican los casos
más comunes.

*Falla de Energía de Larga Duración.-

El funcionamiento de la planta depende totalmente de la energía eléctrica pero
está provista de un generador a diesel capaz de operar toda la planta durante
períodos de corta duración.

Si fuera necesario suspender la planta de tratamiento debido a cortes o apagones
de larga duración la secuencia de acciones deberá ser la siguiente:

 ∗ Suspender la entrada de efluente sanitario abriendo la compuerta al canal de
  desfogue.
 ∗ Abrir los interruptores de los equipos eléctricos.
 ∗ Una vez restablecido el suministro eléctrico, se reinicia la operación de la planta.

Las actividades de mantenimiento deberán chequear periódicamente el estado del
generador de emergencia y asegurar que existe combustible para su operación
normal.

*Fallas en estructuras y Equipos Esenciales.-

El operador debe dar aviso al supervisor apenas se produzca la falla y las medidas
correctivas de emergencia deberán implementarse de acuerdo con la falla ocurrida
y el tramo del tren de tratamiento donde ocurrió. Si se produce una falla en la
tubería de impulsión, por ejemplo, se suspende el servicio desde la estación de
bombeo antes de iniciar los trabajos de reparación.

En la mayoría de estos casos la planta debe salir de operación obligatoriamente,
pero es posible que fallas estructurales ocurran en elementos del sistema que
puedan ser cerrados y mantener la planta en operación. Si la falla se ubica en uno
de los tramos de conducción, se aislará este tramo y la planta continuará operando,
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mientras la capacidad lo permita. Si el daño se presenta en una estructura
independiente, se aislará para proceder a drenarla y repararla. Una vez
solucionados los daños, la planta o la estructura independiente, se pondrá en
marcha de acuerdo con el procedimiento indicado.

*Eventos de fuerza Mayor.-

 ∗ En el caso de terremotos y de acuerdo con la intensidad de un sismo, pueden
  producirse fallas de energía o daños en tuberías. Pasado el movimiento sísmico,
  se evaluarán los daños y se programarán las reparaciones.
 ∗ En el caso de incendios, estos se presentan con frecuencia en los motores y
  arrancadores. Es necesario tener disponibles extinguidores de CO2 debidamente
  cargados y personal capacitado para usarlos.
 ∗ Inundaciones se presentan con frecuencia por rotura de tuberías, ó rebose de un
  tanque. Se debe aislar la tubería, disminuir el caudal de tratamiento o definir
  soluciones apropiadas.

       *Control de Calidad.-

El control de la calidad del efluente tratado se efectúa mediante análisis químicos y
bacteriológicos que se realizan a partir de muestreos periódicos, tanto a la salida
de la planta como en diversos puntos del tren de tratamiento.

*Toma de Muestras en Planta.-
Se recomienda tomar muestras para análisis químicos en los siguientes puntos de
la planta: salida del decantador primario, salida de los lechos bacterianos, lodos a la
salida de los decantadores y digestor y efluente tratado. Para efectuar el control de
calidad, es necesario:

a. Utilizar las normas oficiales para control de la descarga del efluente ya tratado
   (Normas del TULA); y
b. Realizar los análisis en un laboratorio debidamente equipado con equipos y
   personal adecuados para efectuarlos.

El control de calidad comprende las siguientes operaciones:
 ∗ Tomar al menos una muestra con una frecuencia semanal, para realizar los
  análisis químicos generales.
 ∗ Efectuar, al menos una vez al mes, muestreos para determinar la presencia de
  sustancias tóxicas (metales pesados, pesticidas, etcétera).                             83

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 ∗ Realizar la interpretación de los resultados, de manera que, en el caso de que se
  sobrepasen las normas, las autoridades competentes sean informadas con el fin
  de que se tomen las acciones correctivas necesarias.

                 MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO

*Generalidades.-
Este documento es de gran importancia tanto para el jefe de planta como para el
operador.
El manual debe contener información específica sobre la planta y sobre los
procedimientos para la operación del sistema. No es parte del contrato de diseño
de la planta de tratamiento
la preparación de un manual de operación por lo que las secciones presentadas a
continuación solamente reflejan de manera resumida la información que se debe
tomar en cuenta para la preparación del manual de operación de la planta de
tratamiento de aguas servidas para la urbanización La Castellana.
Características del Manual.-

Para la elaboración del manual de operación de la planta, deben tomarse en cuenta
los siguientes aspectos:

      Calibración de Equipos:
El manual debe contener datos reales del funcionamiento de la planta y de los
equipos, como los siguientes:
 ∗ Curva de descarga real de bombas y de equipos dosificadores en general.
 ∗ Calibración de los equipos de medición
 ∗ Medición de tiempos de retención de las unidades mediante pruebas de
  trazadores.
 ∗ Calibración de válvulas
      Redacción del Manual:
Debe tomarse en cuenta que el manual de operación es un documento dirigido
fundamentalmente a los operadores de la planta, a los trabajadores de nivel
técnico que ejecutan las tareas de operación. Por lo tanto, debe encontrarse
redactado tomando en cuenta los siguientes criterios:

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 ∗ Las instrucciones deben ser directas y simples, evitando muchos conceptos
  teóricos.
 ∗ Hacer uso de la terminología usual de los operadores.
 ∗ Emplear diagramas, esquemas y tablas para facilitar la comprensión de los
  procedimientos de operación.

      Operación, Mantenimiento y Control de Calidad:

 ∗ Incluir formularios modelo para que el operador registre los datos que recopile
  de la operación de la planta de tratamiento.
 ∗ Efectuar un inventario de los equipos y válvulas que el operador deberá
  manipular.

Contenido:
Se recomienda el siguiente contenido mínimo:
 ∗ Descripción general de la planta            ∗ operación de emergencia
 ∗ Actividades de operación                    ∗ Dosificación
 ∗ Puesta en marcha                            ∗ Medición de caudales y mezcla
 ∗ Operación normal                              rápida
 ∗ Operación especial o eventual

Otros procesos
 ∗ Control de calidad

Además, deben incluirse los siguientes documentos como anexos:
 ∗ Planos constructivos y planos as-build
 ∗ Memoria de cálculo y diseño
 ∗ Catálogos de los equipos instalados, proporcionados por el fabricante.




                                                                                     85

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    ANEXOS
 


 

 

 

 

 

        




     URBANIZACIÓN
     “LA CASTELLANA”
    Planta de Tratamiento
      de Agua Residual

     GRUPO Nº 3
      TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                                                   86

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                                                                  URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
Autor: Ing. Eduardo Carrión
                                                             DISEÑO DEL SISTEMA DE ALCANTARILLADO SANITARIO

                                                                             GRUPO          Nº     3

Area del proyecto Sanitario=   2.99 ha.                                      Dotación=   250 L/hab/día                                  Diámetro mínimo=            200      mm
Población Futura=              753     hab.                                  Densidad Po 252 hab/ha.                                    Coef. De Manning(n)=       0.009

                                                                                         Q dis                          Diám. Comerc.
            POZO      Long.
                      Long     Area trib.(ha)
                               Area trib (ha)           Doméstico             QMD         (L/s)   S%o     Dt      Dc    Nom.
                                                                                                                        Nom     Int.
                                                                                                                                Int       Qo       Qo       Vo
 CALLE                                                                               k                                                                              Q/Qo      Q/Qo
            De - A    (m)      Par.     Tot.    Dens.       Pob.    L/s/ha    L/s        Calc.    diseño (mm) (mm)       (")   (mm)      (L/s)    (L/s)    (m/s)

 AS    T    1    8   97.078    0.208   0.2077   252          52     0.583    0.121   4    0.6      13    36.99    200   200    181.7     54.02    41.82    1.61    0.01111   0.01435
 AS    T    8   15   84.06     0.017    0.017   252          4      0.583     0.01   4   0.05      3     19.18    200   200    181.7     25.95    20.09    0.77    0.00193   0.00249
  B         8    9   60.48     0.094   0.3013   252          75     0.583    0.176   4   0.87      114   28.3     200   200    181.7     159.96   123.84   4.78    0.00544   0.00703
  A    T    1    2   63.89     0.092   0.0921   252          23     0.583    0.054   4   0.28      111   18.59    200   200    181.7     157.84   122.20   4.71    0.00177   0.00229
  D    T    9   16   85.98     0.172   0.1719   252          43     0.583     0.1    4    0.5      13    34.54    200   200    181.7     54.02    41.82    1.61    0.00926   0.01196
  C        15   16   61.04     0.094   0.1108   252          27     0.583    0.065   4   0.32      124   19.14    200   200    181.7     166.83   129.16   4.98    0.00192   0.00248
  C        16   17   110.16    0.244   0.5268   252         132     0.583    0.307   4    1.5      31    44.31    200   200    181.7     83.41    64.58    2.49    0.01798   0.02323
  A    T    2    3   68.26     0.117   0.1168   252          29     0.583    0.068   4   0.35      54    23.14    200   200    181.7     110.09   85.23    3.29    0.00318   0.00411
  F         3    7   61.66     0.159   0.2759   252          69     0.583    0.161   4    0.8      11    42.51    200   200    181.7     49.69    38.47    1.48    0.01610   0.02080
  E         7   10     33      0.045   0.3205   252          80     0.583    0.187   4   0.93      19    40.6     200   200    181.7     65.30    50.56    1.95    0.01424   0.01839
  D         2    9   98.94
                     98 94     0 161
                               0.161    0.253
                                        0 253   252          63     0.583
                                                                    0 583    0.148
                                                                             0 148   4   0.74
                                                                                         0 74      11    41.29
                                                                                                         41 29    200   200    181.7
                                                                                                                               181 7     49.69
                                                                                                                                         49 69    38 47
                                                                                                                                                  38.47    1.48
                                                                                                                                                           1 48    0.01489
                                                                                                                                                                   0 01489   0.01924
                                                                                                                                                                             0 01924
  B         9   10   72.92     0.128   0.6818   252         171     0.583    0.398   4   1.93      49    44.7     200   200    181.7     104.87   81.19    3.13    0.01840   0.02377
  A    T    6    5   51.696    0.085   0.0847   252          21     0.583    0.049   4   0.24      24    23.38    200   200    181.7     73.39    56.82    2.19    0.00327   0.00422


                                                                                                                DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
    TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                                            88

                                                                                                                          URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"

          POZO      Long.   Area trib.(ha)           Doméstico            QMD          (L/s)   S%o    Dt     Dc    Nom.   Int.     Qo      Qo      Vo
CALLE                                                                             k                                                                        Q/Qo      Q/Qo
         De - A     (m)     Par.     Tot.    Dens.       Pob.    L/s/ha    L/s        Calc.    diseño (mm) (mm)    (")    (mm)    (L/s)   (L/s)   (m/s)

A    T    5     4   51.92   0.085   0.0846   252          21     0.583    0.049   4   0.24      38   21.45   200   200    181.7   92.35   71.50   2.76    0.00260   0.00336
I    T    6    13    94     0.165   0.1647   252          41     0.583    0.096   4   0.49      15   33.37   200   200    181.7   58.02   44.92   1.73    0.00844   0.01091
B        13    12    52     0.079   0.2434   252          61     0.583    0.142   4   0.71      10   41.38   200   200    181.7   47.38   36.68   1.41    0.01499   0.01936
H         5    12    94     0.167   0.2512   252          63     0.583    0.146   4   0.73      11   41.08   200   200    181.7   49.69   38.47   1.48    0.01469   0.01898
B        12    11    52     0.079   0.5733   252         144     0.583    0.334   4   1.63      10   56.52   200   200    181.7   47.38   36.68   1.41    0.03441   0.04444
G         4    11    94     0.154   0.2385   252          60     0.583    0.139   4    0.7      11   40.44   200   200    181.7   49.69   38.47   1.48    0.01409   0.01820
D         11   14   33.22   0.049   0.8613   252         217     0.583    0.502   4   2.42      11   64.38   200   200    181.7   49.69   38.47   1.48    0.04870   0.06291
E        10    14   37.87   0.09    1.0925   252         275     0.583    0.638   4   3.04      9    72.82   200   200    181.7   44.94   34.80   1.34    0.06764   0.08736
E        14    17   66.45   0.133   2.0864   252         525     0.583    1.217   4   5.64      6    99.07   200   200    181.7   36.70   28.41    1.1    0.15369   0.19852
C        17    18   15 8
                    15.8    0 036
                            0.036   2.6491
                                    2 6491   252         667     0.583
                                                                 0 583    1.545
                                                                          1 545   4   7.09
                                                                                      7 09      7    104.9
                                                                                                     104 9   200   200    181.7
                                                                                                                          181 7   39.64
                                                                                                                                  39 64   30 69
                                                                                                                                          30.69   1.18
                                                                                                                                                  1 18    0.17887
                                                                                                                                                          0 17887   0.23102
                                                                                                                                                                    0 23102
H    T   12    18   86.94   0.103   0.1032   252          26     0.583    0.06    4    0.3      20   26.31   200   200    181.7   67.00   51.87    2      0.00448   0.00578
C        18    19    52     0.081   2.8329   252         713     0.583    1.65    4   7.55      7    107.4   200   200    181.7   39.64   30.69   1.18    0.19048   0.24601
I    T   13    19   88.48   0.155   0.1547   252          39     0.583    0.09    4   0.45      9    35.58   200   200    181.7   44.94   34.80   1.34    0.01001   0.01293




                                                                                                           DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
    TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                                                            87

                                                                                                                           URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"




                                                                                                                                                    Ancho de zanja=                       0.6


                                                                                                                                                    Diametro interno de pozo=
                                                                                                                                                         COTAS CONSTRUCTIVAS A LA 
           V      V²/2g     R/D       R        Cota Rasante          Cota Clave           Cota Batea       Prof  a clave
                                                                                                           Prof. a clave        POZO        Tramo de
                                                                                                                                                  d
                                                                                                                                            T            ENTRADA Y SALIDA DEL POZO
                                                                                                                                                         ENTRADA Y SALIDA DEL POZO
 V/Vo                                                                                                                                        Cabecera   Prof. a clave         Corte
          (m/s)    (m)      (m)      (m)       De        A         De          A        De        A        De        A     De          A
                                                                                                                                                        De         A    De            A
0.35820   0.58    0.0171   0.05360 0.00974   2033.24   2031.99   2032.04    2030.793 2031.85 2030.6022     1.2      1.2    1           8       T        1.2      1.2    1.4           1.4
0.21036   0.49    0.0122   0.02412 0.00438 2031.993    2031.73   2030.793   2030.53   2030.6   2030.3392   1.2      1.2    8           15      T        1.2      1.2    1.4           1.4
0.28855   1.38    0.0971   0.03875 0.00704 2031.993    2025.1    2030.793    2023.9   2030.6   2023.7092   1.2      1.2    8           9                1.3      1.2    1.5           1.4
0.20491   0.97    0.048    0.02319 0.00421   2033.24   2026.18   2032.04    2024.98   2031.85 2024.7892    1.2      1.2    1           2       T        1.3      1.2    1.5           1.4
0.33897   0.55    0.0154   0.04934 0.00896   2025.1    2024.17    2023.9    2022.77   2023.71 2022.5792    1.2      1.4    9           16      T        1.2      1.4    1.4           1.6
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                                             2026.18   2025.1
                                                       2025 1    2024.98
                                                                 2024 98     2023.9
                                                                             2023 9   2024 79 2023 7092
                                                                                      2024.79 2023.7092    1.2
                                                                                                           12       1.2
                                                                                                                    12     2           9                12
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                                                                                                                                                                 12     1.4
                                                                                                                                                                        14            1.4
                                                                                                                                                                                      14
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                                                                                                           DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
    TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                                                           89

                                                                                                                          URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"

           V      V²/2g     R/D       R        Cota Rasante          Cota Clave           Cota Batea      Prof. a clave        POZO        Tramo de     ENTRADA Y SALIDA DEL POZO
 V/Vo                                                                                                                                       Cabecera   Prof. a clave         Corte
          (m/s)    (m)      (m)      (m)       De        A         De         A         De        A       De        A     De          A
                                                                                                                                                       De         A    De            A
0.23041   0.64    0.0209   0.02765 0.00502   2022.88   2022.51   2021.68    2019.71   2021.49 2019.5192   1.2      2.8    5           4       T        1.2      2.8    1.4           3.0
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                                                                 2019 54    2019.43
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                                                                                      2019.35 2019.2392   1.2
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0.82753   0.98    0.049    0.18820 0.03420   2020.93   2021.28   2018.93    2019.28   2018.74 2019.0892   2         2     18          19               2.0      2.0    2.2           2.2
0.34713   0.47    0.0113   0.05113 0.00929   2022.27   2021.28   2020.87    2020.08   2020.68 2019.8892   1.4      1.2    13          19      T        1.4      1.2    1.6           1.4




                                                                                                          DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
        TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                                                                                        90

                                                                                                                                                                        URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"




                                                       UNIVERSIDAD TECNICA PARTICULAR DE LOJA
        FECHA DEL INFORME:                        2009-06-01
        INFORME No.                               28
        SOLICITUD DE ANALISIS:                    8663


        DATOS DEL CLIENTE:
F       NOMBRE:                                   Urbanización La Castellan                    (TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.)
        UBICACIÓN:                                Barrio Amable María
        TELÉFONO:                                   084234724


        DATOS GENERALES DE LAS MUESTRAS:
F       DESCRIPCION
                        Muestra 1: Aguas Residuales del Pozo N 19              Fecha de Recolección: 28/05/2009                                             Hora de Recolección:       06H00 ‐ 18H00
                        Muestra 2: Aguas Residuales del Pozo N 19              Fecha de Recolección: 30/05/2009                                             Hora de Recolección:       06H00 ‐ 18H00
    1                   Muestra 3: Aguas Residuales del Pozo N 19              Fecha de Recolección: 01/06/2009                                             Hora de Recolección:       06H00 ‐ 18H00
    1 CONDICION:                   Las muestras son compuestas y llegan en envases plásticos de 3 litros y refrigeradas.
    1 FECHA DE RECEPCION:          2009-05-24
    1
 1      INFORMACIÓN GENERAL:
 1      El informe de ensayo no se puede reproducir parcialmente, excepto en su totalidad con la aprobación escrita del laboratorio.
 1      Los resultados representan exclusivamente la muestra (s) analizada (s).
 1      Los ensayos marcados con ( ) no están incluidos en el alcance de la acreditación del OAE.
 1              y
        Los ensayos marcados con ( ) no están incluidos en el alcance de la acreditación de A2LA.
##      Las opiniones, interpretaciones, etc., que se indican a continuación, están fuera del alcance de acreditación del OAE y A2LA.
 1      U: Incertidumbre expandida con un 95% de confianza.
        *Norma de calidad ambiental y descarga de afluentes:Recurso Agua/Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce
    1   n/a: No aplica.

        n/d: No disponible.
    1
        n/e: No especifica.
    1
    1   < LDD: Resultado menor que el límite de detección del método
    1
    1   RESULTADOS:
    1                                                  FECHA DE ANÁLISIS                                                                                                           REQUISITOS DEL PRODUCTO    FUENTE DE
                                 Ó
                      DETERMINACIÓN                                                            MÉTODO                    UNIDAD         RESULTADOS    U               LDD                                        LOS
    1                                                  INICIO           FIN                                                                                                           Mín.         Máx.
                                                                                                                                                                                                             REQUISITOS O
        Muestra 1
        pH                                           2009-05-25      2009-05-25              AOAC 973.41                                   <LDD      0.01             5 033            5            9             *
        Solidos Disueltos                            2009-05-25      2009-05-25            LIA-TDS-C0150                   mg/l          2640.000    n/d               n/d             -            -             *
        Solidos Totales                              2009-05-25      2009-05-25              LIA-ST-001                    mg/l            7.000     n/d               n/d             -           1600           *
        Sólidos en Suspensión                        2009-05-26      2009-05-26              LIA-SS-001                    mg/l            3.200     n/d               n/d             -           100            *
        DBO                                          2009-05-25      2009-05-30            LIA- DBO5- 001                  mg/l          1314.000    n/d               n/d             -           100            *
        DQO                                          2009-05-25      2009-05-25             LIA- DQO- 001                  mg/l          3280.000    n/d               n/d             -           250            *
        Manganeso                                    2009-05-26      2009-05-26        Absorción atómica. Llama            mg/L            0.100     n/d               n/d             -            2             *
        Hierro                                       2009-05-26      2009-05-26        Absorción atómica. Llama            mg/L            0.740     n/d               0.5             -            10            *
        Sulfatos                                     2009-05-26      2009-05-26            LIA-HACH-8038                                   4 000
                                                                                                                                           4.000
        Cloro Libre Residual                         2009-05-26      2009-05-26         Estándar Methodos 9222 G                           0.000
        Cianuros                                     2009-05-25      2009-05-25               Equipo NOVA                                  0.023
        Fósforo                                      2009-05-27      2009-05-27              LIA-PO-001                    mg/l            0.040     n/d               n/d             -            -             *
        Nitrogeno del Nitrato                        2009-05-25      2009-05-25            LIA-HACH-8171                   mg/l           90.000     n/d               n/d             -            -             *
        Nitrogeno del Nitrito                        2009-05-25      2009-05-25            LIA-HACH-8507                   mg/l            0.000     n/d               n/d             -            -             *
        Coliformes Totales                           2009-05-25      2009-05-25         Estándar Methodos 9222 G         ufc/100 ml        <LDD      7%                <1
        Coliformes Fecales                           2009-05-25      2009-05-25         Estándar Methodos 9222 G         ufc/100 ml       16.000     7%                <1
        E.coli                                       2009-05-25      2009-05-25         Estándar Methodos 9222 G         ufc/100 ml                  6%                <1
        Muestra 2
        pH                                           2009-05-25      2009-05-25              AOAC 973.41                                   8.020     0.01             5 033            5            9             *
        Solidos Disueltos
        Solidos Disueltos                            2009-05-25      2009-05-25            LIA-TDS-C0150                   mg/l           273 000
                                                                                                                                          273.000    n/d               n/d             -            -             *
        Solidos Totales                              2009-05-25      2009-05-25              LIA-ST-001                    mg/l            0.100     n/d               n/d             -           1600           *
        Sólidos en Suspensión                        2009-05-26      2009-05-26              LIA-SS-001                    mg/l            0.910     n/d               n/d             -           100            *
        DBO                                          2009-05-25      2009-05-30            LIA- DBO5- 001                  mg/l          1274.000    n/d               n/d             -           100            *
        DQO                                          2009-05-25      2009-05-25             LIA- DQO- 001                  mg/l          1866.000    n/d               n/d             -           250            *
        Manganeso                                    2009-05-26      2009-05-26        Absorción atómica. Llama            mg/L            0.200     n/d               n/d             -            2             *
        Hierro                                       2009-05-26      2009-05-26        Absorción atómica. Llama            mg/L            0.330     n/d               0.5             -            10            *
        Sulfatos                                     2009-05-26      2009-05-26            LIA-HACH-8038                                  92.000
        Cloro Libre Residual                         2009-05-26      2009-05-26         Estándar Methodos 9222 G                           0.000
        Cianuros                                     2009-05-25      2009-05-25               Equipo NOVA                                  <LDD
        Fósforo                                      2009-05-27      2009-05-27              LIA-PO-001                    mg/l            0.000     n/d               n/d             -            -             *
        Nitrogeno del Nitrato                        2009-05-25
                                                     2009 05 25      2009-05-25
                                                                     2009 05 25            LIA HACH 8171
                                                                                           LIA-HACH-8171                   mg/l            4.900
                                                                                                                                           4 900     n/d               n/d             -            -             *
        Nitrogeno del Nitrito                        2009-05-25      2009-05-25            LIA-HACH-8507                   mg/l            0.000     n/d               n/d             -            -             *
        Coliformes Totales                           2009-05-25      2009-05-25         Estándar Methodos 9222 G         ufc/100 ml      4400.000    7%                <1
        Coliformes Fecales                           2009-05-25      2009-05-25         Estándar Methodos 9222 G         ufc/100 ml       165.000    7%                <1
        E.coli                                       2009-05-25      2009-05-25         Estándar Methodos 9222 G         ufc/100 ml      79000.000   6%                <1




                                                                                                                                         DISEÑO DE PLANTA DE TRETAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                                     91

                                                                                                                              URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"


Muestra 3
pH                           2009-05-25   2009-05-25         AOAC 973.41                         6.310     0.01             5 033           5    9     *
Solidos Disueltos            2009-05-25   2009-05-25       LIA-TDS-C0150             mg/l        89.200    n/d               n/d            -    -     *
Solidos Totales              2009-05-25   2009-05-25         LIA-ST-001              mg/l        2.500     n/d               n/d            -   1600   *
Sólidos en Suspensión        2009-05-26   2009-05-26         LIA-SS-001              mg/l        0.370     n/d               n/d            -   100    *
DBO                          2009-05-25   2009-05-30       LIA- DBO5- 001            mg/l       1054.000   n/d               n/d            -   100    *
DQO                          2009-05-25   2009-05-25        LIA- DQO- 001            mg/l       1300.000   n/d               n/d            -   250    *
Manganeso                    2009-05-26   2009-05-26   Absorción atómica. Llama      mg/L        0.100     n/d               n/d            -    2     *
Hierro                       2009-05-26   2009-05-26   Absorción atómica. Llama      mg/L        0.270     n/d               0.5            -   10     *
Sulfatos                     2009-05-26   2009-05-26       LIA-HACH-8038                         4.000
Cloro Libre Residual         2009-05-26   2009-05-26    Estándar Methodos 9222 G                 0.000
Cianuros                     2009-05-25   2009-05-25          Equipo NOVA                        <LDD
Fósforo                      2009-05-27   2009-05-27         LIA-PO-001              mg/l        0.000     n/d               n/d            -    -     *
Nitrogeno del Nitrato        2009-05-25   2009-05-25       LIA-HACH-8171             mg/l        1.200     n/d               n/d            -    -     *
Nitrogeno del Nitrito        2009-05-25   2009-05-25       LIA-HACH-8507             mg/l        0.000     n/d               n/d            -    -     *
Coliformes Totales           2009-05-25   2009-05-25    Estándar Methodos 9222 G   ufc/100 ml   420.000    7%                <1
Coliformes Fecales           2009-05-25   2009-05-25    Estándar Methodos 9222 G   ufc/100 ml   143.000    7%                <1
E.coli                       2009-05-25   2009-05-25    Estándar Methodos 9222 G   ufc/100 ml   8300.000   6%                <1




                            Ing. Celso Romero                                                                         Ing. Silvio Aguilar
                         DOCENTE-INVESTIGADOR                                                                     DOCENTE-INVESTIGADOR



                                                                       FIN DEL INFORME




                                                                                                DISEÑO DE PLANTA DE TRETAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                  92
                                                                        URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
                  Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
                                URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"

Parámetros d Diseño:
P á t de Di ñ
         Población:            753 hab                                    DBO=            380    mg/L
  Area de la Planta:          0.25 Ha                                    Qmín=           6.97    L/s
     n de Manning:           0.013                                      Qmedio=           8.15   L/s
                                                                         Qmáx=           18.61   L/s

Carga Unitaria:                                       Carga Orgánica:
                  CU=
                  CU                  /h b
                          9.391501 mg/hab.s                                CO
                                                                           CO=                K /dí
                                                                                    611.00352 Kg/día
                  CU=     811.4257 gr/hab.día

                        DISEÑO DE LAS UNIDADES DE PRETRATAMIENTO

CAJÓN DE ENTRADA:
             Ancho=
             Ancho             0.5 m                                         y
                                                                             y=           0.15 m
             Largo=            0.5 m                                         V=           1.34 m/s

Tiempo de Caída:                                      Distancia a la que debe ir la pantalla:
                   t=     0.174874 s                                           x=     0.2343316 m
                                                                       Xadoptado=          0.25 m

CANAL DE LLEGADA:
             Ancho=            0.3 m                                         a=            12.5 º
                 J=             1.3 %                                         (0.70 < V < 2.0)m/s

Longitud de Transición:
                 Lt=           0.5 m

*V ifi ió de la l id d             l C d l Má i
*Verificación d l velocidad para el Caudal Máximo:
                  K= 0.052609                                                A=      0.0168111 m2
                  d= 0.056037 m                                              P=      0.412074 m
                  d=            6 cm                                         R=    0.0407963 m
                  V=     1.039383 m/s              Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Medio:
                    K
                    K= 0.023039                                              A
                                                                             A=    0.0091077 m2
                    d= 0.030359 m                                            P=      0.360718 m
                    d=            3 cm                                       R=    0.0252488 m
                    V=     0.754841 m/s               Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Mínimo:
                    K= 0.019704                                              A=    0.0081094 m2
                    d
                    d=     0.027031 m                                        P
                                                                             P=    0.3540624 m
                    d=            3 cm                                       R=    0.0229038 m
                    V=     0.707348 m/s              Cumple

                                DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                  93
                                                                           URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
Altura del Canal=
                      h=         0.4 m                                          BL=           0.1 m
                      H=        0.56 m

*Resumen del Diseño del Canal de Llegada:
                     Ancho=                0.3 m                           Tirante=            6 cm
                     Altura=              0.56 m                          Longitud=            1m

CRIBAS Y REJILLAS DE DESBASTE:                                  (0.40 < V < 0.75)m/s del Caudal MEDIO

                       s=
                       s         2.5 cm                                         ∅=
                                                                                ∅               1 cm

Ancho de la zona de desbaste:                             Número de rejillas:
                  b=          0.4 m                                              n=            11

*Verificación de la velocidad para el Caudal Medio:
                    K= 0.010698                                                 A=     0.0068711 m2
                    d
                    d=     0.017178 m                                           P=
                                                                                P      0.4343557 m
                    d=            2 cm                                          R=     0.0158192 m
                    V= 0.552693 m/s                       Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Mínimo:
                    K= 0.009149                                                 A=       0.006118 m2
                    d=     0.015295 m                                           P=     0.4305898 m
                    d=            2 cm                                          R=     0.0142083 m
                    V=     0.514506 m/s              Cumple

*Verificación de la velocidad para el Caudal Máximo:
                    K= 0.024428                                                 A=     0.0126828 m2
                    d=     0.031707 m                                           P=     0.4634142 m
                    d=            3 cm                                          R=     0.0273682 m
                    V=     0.796513 m/s              Cumple

*Pérdidas de Energía en la Rejilla (Según Kirshmer):
                  β=          1.79                                               q=           45 º

 Qmedio=              hv=   0.032336                                            H=        1.2E-02

 Pérdidas
*Pérdidas en la rejilla (Según EX – IEOS: Hmín=0.15m), por lo que adopto:
                                               H      =         0.2        m

Área de la rejilla:                                       Tirante de Agua en la Rejilla:
                      A=    0.010232                                             y=      0.0255802 m

Altura de la Rejilla:
                 Hrej=       0.12558
                             0 12558 m                               baja,
                                                          Altura muy baja por lo que adopto:
                                                                       Hrej-adop=            0.35 m


                                  DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                  94
                                                                      URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
Longitud de la Rejilla:                                Volumen de agua diaria:
                   L=            0.5 m                                       V= 1607.904 m3

*Según EX - IEOS:         Material cribado retenido según aberturas de cribas
                          Abertura (mm)                Cantidad (a) (l/m3)
                                20                           0.038
                                25                           0.023
                                30                           0.023
                                40                           0.009


Volumen de Material Retenido:
            Vmat= 0.036982 m3

*Resumen del Diseño del Canal de Cribado:
                     ancho=                0.4 m                   Sep entre rej=         2.5 cm
                     Altura=              0.35 m                    Diam de rej=             1 cm
                     Longitud=               1m                     Núm de rej=             11

DESARENADOR

*Según EX - IEOS: La velocidad de Flujo a la entrada del desarenador se encuentra en un rango de 0.24
m/s - 0.36 m/s

                                                       Diámetro de particulas a sedimentar:
              Vadop=            0.24 m/s                                ∅ part=           0.15 mm

Área:                                                  Ancho adoptado del desarenador:
                    A=      0.077542 m2                                     b=            0.4 m

Tirante de agua:                                       Longitud de Transición al desarenador:
                    ha=      0.193854 m                                       Lt=             0m
                                                                                              b
Para desarenadores de flujo horizontal(Según: el Manual de Depuración URALITA)           1<     < 5
                                                                                              h
                                b/h=          2.06     si cumple

Según ex – IEOS, altura de sedimentación (hs) de 0.20 m                 Ht=ha+hs
Altura Total:
                 Ht=         0.4 m

Se considera un tiempo de retención ≥90 s y se realizará una limpieza cada 15 días.
                                                                              Tr=         90 s
Volumen que pasa por el desarenador a los 15 días:                             T=          15 días
                 Vol=    24118.56 m3



                                   DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                           95
                                                                       URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
La cantidad de arena recogida por el desarenador, según el Texto de la Dra. Petia Mijaylova Nacheva
pag. 81, varía de 7,5 a 90 lts por cada 1000 m³ de AR.

 Varena adoptado=                    45 por cada 1000 m³ de AR
  Varena recogida=                 1.09 m3

Longitud del desarenador (según Ex IEOS): Tasa de Aplicación entre (25 - 50) m/h

 Tasa de Aplic adop=                30 m/h                                                          V sr
                                                                                            Ld =
                                                                                                   hs * b
Area Superficial                                             Longitud:
                    As=      2.2332 m2                                                L=            6.8125 m

Según ex IEOS, a la longitud se debe incrementar entre el 30% y 50%.

Increment adoptado=                 40 %                                             Lu=              9.5 m


Según ex IEOS, la relación entre el largo y la altura es mínimo 25
        Lu
           ≥ 25
        hq                                 Si Cumple                →                Lu=               10 m

                                       Lu diseño       =                   10           m

*Chequeo de la eficiencia hidraulica del desarenador:

Volumen útil:                                                Periodo de retención:
                  Vútil=            1.6 m3                                           Tr=            86 s
                                                                                      Diseño Satisfactorio

*Resumen del Diseño del Desarenador:
                     Ancho=                        04 m
                                                   0.4                     Borde Libre=               0.1
                                                                                                      01 m
                     Longitud=                      10 m                   Altura Total=              0.5 m

                                   DISEÑO DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

DECANTADOR PRIMARIO:

            P      l Di ñ d l D      t d Pi        i       id        i t bl
            Para el Diseño del Decantador Primario, se consideran varias tablas.
            El decantador a diseñar es de sección RECTÁNGULAR.

                           VELOCIDADES ASCENCIONALES A CAUDAL MEDIO (m/h)
                   Decantación             V. Mínimo           V. Típico             V. Máximo
                    D. Circular                1                  1.5                     2
                  D. Rectángular              0.8                 1.3                    1.5

        Vadoptada=           1.3       m/h                 Superficie de Decantación=        22.569231      m2

                                    DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                        96
                                                                          URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
                       VELOCIDADES ASCENCIONALES A CAUDAL MÁXIMO (m/h)
                Decantación          V. Mínimo            V. Típico             V. Máximo
                 D. Circular              2                  2.5                     3
               D. Rectángular            1.8                 2.2                    2.6

          Vadoptada=      2.2       m/h               Superficie de Decantación=     30.452727   m2

                                          TIEMPOS DE RETENCIÓN (h)
                Decantación          V. Mínimo            V. Típico             V. Máximo
                  Q. Medio               1.5                  2                     3
                 Q.
                 Q Máximo                 1                  1.5                    2

Qmedio:        Volumen de Decantación=                     58.68          m3
Qmáx:          Volumen de Decantación=                    100.494         m3


Para determinar las dimensiones de estos decantadores, se debe realizar algunos tanteos, de manera que
al imponernos valores de L y H, las relaciones adimensionales de L/ h y L/b presenten valores dentro
              permitidos,
de los rangos permitidos los cuales se presentan en la siguiente tabla



            RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES
                Decantación           Valor minimo.        Valor típico        Valor máximo
                    L                        5                 --                    90
                   L/h                       5                 15                    40
                   L/b                      1.5                4.5                   7.5
                    H                       1.5                 3                     3

               L=         10         L cumple                 L/h=        6.6667        Dimensiones Óptimas
               h=         1.5        H cumple                 L/b=        6.6667        Dimensiones Óptimas
               b=         1.5

                                CARGA DE SALIDA DEL VERTEDERO(m3/h/m )
                Decantación          V. Mínimo            V. Típico             V. Máximo
                 D. Circular             5                   10                     26
               D. Rectángular            5                   9.5                    18

               Carga adoptada=             10     m3/h/m

Longitud necesaria de Vertedero:
               L=       6.6996             m

            CONCENTRACIÓN DE FANGOS
               Decantación  V. Mínimo                     V. Típico             V. Máximo
                SUCCIÓN               1                      1.5                    2
                POCETAS               3                       5                     6


                                  DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                          97
                                                                       URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
         EX - IEOS: Tabla X.3: Procesos de Tratamiento y Grados de Remoción.
                                                       Remoción, %                         Rem., ciclos log10
               Proceso de Tratamiento
                                                      DBO                SS               Bacteria Helminto
                Sedimentación Primaria               25 - 40           40 - 70              0-1           0-1
                    Lodos Activados                  55 - 95           55 - 95             0-2            0-1
                  Filtros Percoladores               20 - 95           50 - 92             0-2            0-1
                   Lagunas Aireadas                  80 - 90              ©                 1-2           0-1
                  Zanjas de Oxidación                90 - 98           80 - 95              1-2           0-1
               Lagunas de Estabilización             70 - 85              ©                 1-6           1-4

         EX - IEOS: Tabla X.1: Aportes per cápita para aguas residuales domésticas.
                     PARÁMETRO                     INTERVALO            VALOR SUGERIDO
             DBO5 días, 20ºC, gr/hab.día              36 - 78                 50
           Sólidos en suspención, gr/hab.día          60 - 115                90
              NH3-N como N, gr/hab.día                7.4 - 11                8.4
           Nkjeldal total como N, gr/hab.día         9.3 - 13.7                12
            Coliformes totales, NMP/hab.día        2x108 - 2x1011            2x1011
                        ll S #/hab.día
                Salmonella Sp., #/h b dí
                S l                                                           108
           Nematodos intestinales, #/hab.día                                 4x1011

         *Valores Adoptados:
               C1=           6                 *Periodo de Limpieza:
               K1=          40                                                  Tr=               7 días
               C=           90 mg/L
         *Caudal medio de fangos producidos (m³/h)                         K C 1 QMedio
                                                                    Qf =
                                                                            10000C
               Qf=   0.422496 m3/día           =           0.017604          m3/h

         *Volumen de fangos a remover el día de limpieza:

               Vf=    2.957472 m3

                     DISEÑO DEL TRATAMIENTO SECUNDARIO

REACTOR BIOLÓGICO (LECHO BACTERIANO)

                                PARÁMETROS DE DISEÑO
                                   Carga media    Alta carga - Material Constituyente
         Características          material Piedra   Piedra               Plástico
 Carga Hidráulica (m3/m2*día)         3.4 - 9.4      8 - 30              10 - 50
 Carga Orgánica (Kg*DBO5/día)        0.25 - 0.5     0.4 - 1.8            0.5 - 3
   Coeficiente de recirculación           0           1-4                  1-4
     Aplicación del líquido        intermitente   en contínuo         en contínuo
  S e ficie Específica ( 2/ 3)
  Superficie E ecífic (m2/m3)         40 - 70       40 - 70             80 - 100
     Profundidad útil (m)               1-3           1-3                 3 - 12


                             DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                              98
                                                                            URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
                                                     DATOS
Tº mes mas calido:                     23               Boquillas:               Brazo mecánico
% de Depuración:                      80                Caudal punta:                    18.61 l/s
Coef de circulación:                    0               Tº mes mas frío (T):                18
Tipo de carga:                    media                 DBO5:                             380 mg/lit
Forma del lecho:                 circular               Altura útil en el lecho:           0.8 m

*Constante de Tratabilidad por Temperatura:
(Según: Metcalf y Eddy, en un experimento se determinaron los valores de θ y K25/D10)

                                                                                                          2
                    θ
                    θ=    1.03                                                K25/D10=         0.28 L/s/m

              K20/D10=              0.22

*Constante de Tratabilidad por Altura:

D25: altura de correlación de acuerdo a planta piloto 6 m

              K10/D30=              0.61

*DBO en el Afluente:

                    Se=           76.00 mg/lit


                                                                              1
*Área necesaria:                                             ⎡ − Ln (Se/Si )⎤ n
                     A=          201.00 m2              A = Q⎢              ⎥
                                                             ⎣ K T/30 * D ⎦
*Comprobación de las Cargas Hidráulicas:

             (HLR)s =               8.00                    Cumple Cargas

*Comprobación de Carga Orgánica:
                                                                              (ORL)S = (Qpunta* DBO5 )/(D * Area)
                                                                                                 1000
             (ORL)s =               3.80 Kg/m3*día       Cumple Carga

Diámetro adoptado para el Lecho:                                    16.00          m

Altura del Lecho:                   1.00 m


DECANTADOR SECUNDARIO:

*Sólidos en Suspensión:
 Sólidos
                  SS=             60.00 mg/l


                                       DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                             99
                                                                                URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
*Concentración de sólidos en suspensión en la entrada del decantador
                SSi=        54.00 mg/l

*Concentración de sólidos en suspensión admitidos en el vertido
                 SS=        32.40

*Velocidad Ascencional en el Decantador

                     V=           1.06 m/H

*Superficie de Decantación:                                *Tiempo de retención:
                                    2
                  A=        63.20 m                                                  Tr=           1.50

*Volumen de Decantación:
                                  3
                V=       100.49 m

RELACIONES ADIMENSIONALES PARA DECANTADORES RECTANGULARES
                 Decantación            Valor minimo.        Valor típico           Valor máximo
                     L                         5                 --                       90
                    L/h                        5                 15                       40
                    L/b                       1.5                4.5                      7.5
                     H                        1.5                 3                        3

                L=          10         L cumple                     L/h=         6.6667      Dimensiones Óptimas
                h=          15
                            1.5        H cumple                     L/b=         6.6667
                                                                                 6 6667      Dimensiones Óptimas
                b=          1.5

*Cantidad de Lodos producidos:
                Pi=    83.10097 Kg/día


*Volumen de Lodos por día:
                V=     0.083101 m3/día               =                     2.493 m3/mes

*Periodo de limpieza adoptado cada:                      12 meses

*Coeficiente de digestión de lodos:            0.5

*Cantidad de Fangos a remover en el periodo de limpieza:
                    Cp=              14.958175 m3




                                   DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                     100
                                                                       URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"


                        DISEÑO DEL TRATAMIENTO TERCIARIO

ERAS DE SECADO DE LODOS:

            TIPOS DE FANGOS PRODUCIDOS EN UNA EDAR:
                         Tipo de Fango                  Valor típico       Valor máximo
                       Primario Digerido                0.09 - 0.14          0.07 - 0.1
                   Primario y Humus Digerido             0.11 - 0.16        0.09 - 0.11
                  Primario y Activado Digerido          0.16 0.23
                                                        0 16 - 0 23          0.11 0.14
                                                                             0 11 - 0 14
                  Primario y Quimicamente               0.18 - 0.23          0.11 - 0.14

*En el presente proyecto trataremos un lodo primario digerido, por lo que tomaremos el valor de 0.1 m² /
hab, para eras cubiertas.

   Valor Adoptado=               0.1 m2/hab

*Superficie de las eras de Secado:                    *Altura adoptada para las eras de secado:
                     S=        75.3 m2                                      h=             0.5 m

*Número de eras a construir:
                 N=               2 unidades

*Superficie para cada era:                            *Volumen de Lodos a almacenar:
                  Sc=          37.65 m2                                     V=       18.825 m3

*Volumen de las dos Eras:                             *Volumen Total de lodos producidos en los tratamientos:
             Vtotal=           37.65 m3                                    Vtt=          0.51 m3/día

*Tiempo de Remoción de Lodos:                         *Volumen de lodos a remover el día de limpieza:
               Tr=            2 meses                                    VTTL=     30.335818
                                                                                   30 335818 m3
               Tr=          60 días                        ERAS DE SECADO CUMPLEN DISEÑO

*Ancho de las Eras de secado: (Según EX - IEOS: 3m ≤ B ≤ 6m)
                   B=            3m

*Longitud de las Eras de Secado:
                   L=            4m




                                 DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                         101

                                                                            URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"

                                      DISEÑO DE ESTACIÓN DE BOMBEO

Datos:
Caudal de diseño (l/s) =                      18.61     0.01861 m3/s
Temperatura del agua °C =                        22
Tubería PVC:      C =                          150
N. horas de bombeo/d =                            9h
P. espfc. del agua residual =                  9.81 KN/m3

Cálculos de diámetros:

Tubería de impulsión:                                        hi       =           2.00 m

Según ecuación de Bresse:             D(m) = 1.3 * X (1/4) *       Q(m 3 /s)
                            Di =              0.140 m
                            Di =                  6"
                            Di =                  6"                      Tomamos el diámetro comercial.

Por lo tanto la velocidad en la tubería será:         Vi(m/s) = Q/A                             Vi ≤ 1.5 m/s

                            Vi    =               1.21 m/s           <             1.5 m/s      ok

Tubería de succión:                                          hi       =           0.00 m

                                p
Tomando el diámetro comercial superior, se tiene 10" 0.250 m

           0.6          ≤        Vs(m/s)      ≤       0.90                   Ds     =          8"
                                                                             Ds     =      0.200 m

                        Vs        =               0.60 m/s                CUMPLE

Cálculo de la altura dinámica de elevación:                               hest (m) = hi + hs

                    hest          =               2.00 m

Pérdidas en la succión:                       Di =                0.200 m
                                              Di =                    8 "

Se calculan por longitudes equivalentes:
                                                      (Tabla 7-5 Elementos de diseño para acueductos y
                                                      alcantarillado. López Cualla R.,pág. 137, como
Válvula de pie con coladera:                       52 Anexo 6-2-A)
Reducción exentrica (6D)                           1.2
Entrada de borda                                   7.5
Longitud de tuberia recta                         0.00
Long. Equivalente total                           60.7 m

Utilizando la ecuación de Hazen-Willians:              Q = 0 . 2785 * C * D 2 .63 * J            0 . 54




                            DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                  102

                                                                       URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"
despejando la pérdida de carga total (J):
          C=             150       para PVC
           J=        0.00158 m/m
Pérdidas en la succión (hs): = J x Let.                       0.10 m

Pérdida en la impulsión:                   Di =              0.140 m                0.150 m
                                           Di =                  6 "                    6"
                                                                                 Diam. Comercial.
Se calculan por longitudes equivalentes:             (Tabla 7-5 Elementos de diseño para acueductos y alcantarillado.
                                                     López Cualla R.,pág. 137, como Anexo 5)
Codo de radio largo 90° (1)                  4.3
Entrada de borda                               6
Longitud de tuberia recta                   2.00
Long. Equivalente total                     12.3 m
Utilizando la ecuación de Hazen-Willians:
despejando la pérdida de carga total (J):
              C=             150    para PVC
              J=         0.00641 m/m
Pérdidas en la impulsión (hi): = J x Let.                     0.08 m
Altura de velocidad en la descarga (Vi):
                        V2                 Hv =               0.07 m
                   Hv =
                        2* g
Altura dinámica total de elevación (Ht) =                     2.24 m
Con los valores de caudal y la altura dinámica de elevación, se puede seleccionar la bomba a partir de las
curvas características suministradas por los fabricantes, teniendo en cuenta que se debe trabajar con una
eficiencia alta, (recomendable trabajar con valores de eficiencia mayores del 60%).
         Eficiencia de la bomba        =                      80%
                                        γ * Q * Ht
Cálculo de la Potencia:          Pb =
donde:
                                            e
alfa=              peso espicifico del agua residual (KN/m³)
Ht=                altura dinámica total de elevación (m)
e=                 eficiencia (%)
         Pb    =             0.51 KW
 Se recomienda un factor de seguridad de 1.15 a 1.2 veces la potencia de la bomba, para evitar el
recalentamiento de éste y tener en cuenta las pérdidas mecánicas de transmición de energía. Por lo tanto la
potencia del motor requerida será de:
    Pm = 2.26 x 1.20 =                      0.61 kW

                             0.82 HP            ~                 1 HP




                            DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
  TECNI - CONSTRUCCIONES                                                                                                                  103

                                                                                                            URBANIZACIÓN "LA CASTELLANA"

                               Pérdidas localizadas en longitudes equivalentes (en metros de tubería recta).
                     mm.     13      19      25      32       38      50      63     751      100    125     150    200    250    300    350
     Elemento
                     plg.    ½       ¾       1       1¼       1½      2       2½      3        4      5       6      8      10     12     14
Codo 90°
     Radio largo            0.3    0.4      0.5     0.7     0.9      1.1       1.3    1.6     2.1    2.7     3.4    4.3    5.5    6.1     7.3
    Radio medio             0.4    0.6      0.7     0.9     1.1      1.4       1.7    2.1     2.8    3.7     4.3    5.5    6.7    7.9     9.5
     Radio corto            0.5    0.7      0.8     1.1     1.3      1.7       2.0    2.5     3.4    4.5     4.9    6.4    7.9    9.5    10.5
Codo 45°                    0.2    0.3      0.4       0.5 0.6        0.8       0.9    1.2     1.5    1.9     2.3    3.0    3.8    4.6     5.3
Curva 90°
       R/D: 1½              0.2    0.3      0.3     0.4     0.5      0.6       0.8    1.0     1.3    1.6     1.9    2.4    3.0    3.6    4.4
        R/D: 1              0.3    0.4      0.5     0.6     0.7      0.9       1.0    1.3     1.6    2.1     2.5    3.3    4.1    4.8    5.4
Curva 45°
Cu a 5                      0
                            0.2    0
                                   0.2      0
                                            0.2     0.3
                                                    03      0.3
                                                            03       0.4
                                                                     0         0.5
                                                                               05     0.6
                                                                                      06      0
                                                                                              0.7    09
                                                                                                     0.9     1.1    1.5
                                                                                                                      5      8
                                                                                                                           1.8    2.2      5
                                                                                                                                         2.5
Entrada
       Normal               0.2    0.2      0.3     0.4     0.5      0.7       0.9    1.1     1.6    2.0     2.5    3.5    4.5    5.5     6.2
      De borda              0.4    0.5      0.7     0.9     1.0      1.5       1.9    2.2     3.2    4.0     5.0    6.0    7.5    9.0    11.0
Válvula
     Compuerta              0.1    0.1      0.2     0.2     0.3      0.4       0.4    0.5      0.7    0.9     1.1    1.4    1.7    2.1    2.4
        Globo               4.9    6.7      8.2    11.3    13.4     17.4      21.0   26.0     34.0   45.3    51.0    6.7   85.0   102    120
       Ángulo               2.6    3.6      4.6     5.6     6.7      8.5      10.0   13.0     17.0   21.0    26.0   34.0   43.0   51.0   60.0
        De pie              3.6    5.6      7.3    10.0    11.6     14.0      17.0   20.0     23.0   31.0    39.0   52.0   65.0   78.0   90.0
Retención
      T. Liviano            1.1    1.6      2.1     2.7     3.2      4.2       5.2    6.3      6.4   10.4    12.5   16.0   20.0   24.0   38.0
     T. Pesado              1.6    2.4      3.2     4.0     4.8      6.4       8.1    9.7     12.9   16.1    19.3   25.0   32.0   38.0   45.0
Te de paso
       Directo              0.3    0.4      0.5     0.7     0.9      1.1       1.3    1.6     2.1    2.7      3.4    4.3    5.5    6.1    7.3
       Lateral              1.0    1.4      1.7     2.3     2.8      3.5       4.3    5.2     6.7    8.4     10.0   13.0   16.0   19.0   22.0
Te de salida
       Bilateral            1.0    1.4      1.7     2.3     2.8      3.5       4.3    5.2     6.7    8.4     10.0   13.0   16.0   19.0   22.0
Salida de
       Tubería              0.4    0.5      0.7     0.9     1.0      1.5       1.9    2.2     3.2    4.0     5.0    6.0    7.5    9.0    11.0
FUENTE: López C. Ricardo A. Elementos de diseño para acueductos y alcantarillados. Pág. 137



                                                                           DISEÑO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
 

 




    PLANOS
 


 

 

 

 

 

        




     URBANIZACIÓN
     “LA CASTELLANA”
    Planta de Tratamiento
      de Agua Residual

     GRUPO Nº 3
TECNI-CONSTRUCCIONES S.A.
                                         URBANIZACIÓN “LA CASTELLANA”




      Normas INEN: Código ecuatoriano de la construcción. C.e.c.: Normas para
      estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas
      residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, 1992.
      Normas del Instituto ecuatoriano de Obras Sanitarias (EX – IEOS): Normas
      para estudio y diseño de sistemas de Agua potable y disposición de aguas
      residuales para poblaciones mayores a 1000 habitantes, Agosto de 1993.
      Norma de calidad ambiental y de descarga de efluentes: Recurso Agua
      Sección: 4.2.3 Normas de descarga de efluentes a un cuerpo de agua o
      receptor: agua dulce y agua marina.
      METCALF Y EDDY, INC. Ingeniería de aguas residuales. Mc Graw Hill. 3º
      Edición 1995.
      Seoánez Calvo Mariano. Dr Ingeniero de Montes. Depuración de las aguas
      residuales por tecnologías ecológicas y de bajo costo. Ediciones Mundi-
      Prensa. 2005.
      Seoánez Calvo Mariano. Dr Ingeniero de Montes. Aguas Residuales:
      Tratamientos por humedales artificiales. Ediciones Mundi-Prensa. 1999.
      Tratamiento natural de aguas residuales municipales. Ing. Jesus Manuel
      Acevedo Trejo, Raúl Arrioja Juárez, M.Sc.
      Disponible en: http://roble.pntic.mec.es/~mbedmar/iesao/quimica/ph.htm
      Dome E, Contaminación por Nitratos y Nitritos (Agua y Alimentos),2007.
      Disponible en: www.cricyt.edu.ar/enciclopedia/terminos/ContamNitr.htm
      Generalitat de Catalunya, Marzo de 2008.
      Disponible en: www.gencat.cat
      Agencia para sustancias toxicas y el registro de enfermedades ATSDR,
      Resumen de salud pública, Manganeso CAS #: 7427-46-2, Octubre de 2007.
      Guía para el diseño de Desarenadores y Sedimentadores, Organización
      Panamericana de la Salud, Lima, 2005.
 




                                                                                 104

                          Diseño de Planta de Tratamiento de Aguas Residuales

				
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