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MONOGRAFIA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA NEGRAS O RESIDUALES

MONOGRAFIA: PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES.1

CATEDRTICO: Ing. CARDENAS ALARCON, Miguel

PRESENTADO POR: mayra POMA PINO, Sylversters G.CICLO:VII

SECCIN: C-I

HUANCAYO PER2015

I N D I C E1.0 RESUMEN2.0 INTRODUCCION3.0 OBEJETIVOS2.1. Antecedentes2.2. Aspectos Generales

RESUMENEl siguiente trabajo monogrfico aborda el tema del estudio sobre el tratamiento de aguas residuales propuestas en obra. En primer, el tratamiento de agua potable es un conjunto de estructuras el cual costa de diferentes procesos fsicos y qumicos necesarios para hacer posible que el agua se apta para el consumo humano, reduciendo y eliminando bacterias, sustancias venenosas, turbidez, olor, sabor, etc.Por otro lado el tratamiento de aguas negras como residuales que existen

INTRODUCCIONEn todos los centros rurales o urbanos del planeta tierra se generan cantidades de aguas residuales como consecuencia del desarrollo de las actividades humanas, por lo que las principales fuentes de aguas residuales son la industria, la ganadera, la agricultura y las actividades domsticas que se incrementa con el crecimiento de la poblacin humana. En general, puede decirse que un sistema de tratamiento de aguas residuales domesticas o industriales, se compone de unas operaciones unitarias que suelen llamarse preliminares, de otras operaciones y procesos unitarios conocidos bajo nombre genrico de tratamientos primarios, de los procesos de tratamiento propiamente dichos o tratamientos secundarios, y tratamiento terciarios, se les llama tratamiento primario de aguas negras al proceso que se usa para eliminar los slidos de las aguas contaminadas; secundario, al que se usa para reducir la cantidad de materia orgnica por la accin de bacterias (disminuir la demanda bioqumica de oxigeno) y el terciario, al proceso que se usa para eliminar los productos qumicos.El presente trabajo trata de analizar los tratamientos de aguas y de aguas negras o residuales del Centro Poblado de Quinrapa, Provincia de Huanta Ayacucho.

OBJETIVOSObjetivos Generales Proporcionar informacin sobre el tratamiento de aguas residuales. Proporcionar informacin sobre tratamiento de agua potable.Objetivos Especficos Identificar los parmetros de diseo, componentes y anlisis de los planos de las plantas de tratamiento aguas residuales. Anlisis las operaciones y procesos convencionales en las plantas de tratamiento de aguas residuales.

ANTECEDENTESToda actividad realizada por un ser vivo genera residuos. Como parte de un extenso sistema, las comunidades humanas en funcin de diversos factores econmicos, sociales, culturales, producen tambin desechos, tanto lquidos como slidos. La fraccin lquida, o agua residual est constituida esencialmente por el agua de abastecimiento, despus de haber sido contaminada por los diversos usos a que ha sido sometida. Desde el punto de vista de su origen, las aguas residuales pueden definirse como una combinacin de los desechos lquidos procedentes de viviendas, instituciones y establecimientos comerciales e industriales, junto con las aguas subterrneas, superficiales y de lluvia que puedan agregarse a las anteriores. Si se dejan estancar las aguas residuales crudas, la descomposicin de la materia orgnica que contienen puede dar lugar a la produccin de grandes cantidades y tipos de gases pestilentes. A dems, de contener usualmente numerosos organismos patgenos, o causantes de enfermedades. Se sabe que el 80% de las enfermedades infecciosas tienen su origen en las aguas residuales y que en el mundo, cada ao 5 - 7 millones de personas mueren, producto de estas enfermedades, de las cuales 4 millones son nios. Las aguas residuales tambin contienen nutrientes que estimulan el crecimiento de plantas acuticas e incluso pueden contener compuestos txicos.Por estas razones, es que en una sociedad industrializada no es slo deseable, sino tambin necesaria la eliminacin inmediata de las aguas residuales de los lugares de generacin, seguida de su tratamiento y evacuacin segura.

I. CLASIFICACION DE LAS AGUAS RESIDUALES1. AGUAS RESIDUALES RURALES Y URBANASLas aguas residuales domesticas contienen los productos de las actividades hogareas tales como materias fecales. Residuos y productos de la limpieza (partculas y sales eliminadas con el agua, los productos de limpieza como detergentes y jabones) y de la cocina (diversos productos orgnicos). En definitiva, las aguas residuales domesticas tienen una composicin relativamente homognea y predecible.Procedencia de la contaminacin en los ncleos urbanos y rurales: Servicios domsticos y pblicos Limpieza de locales Drenado de aguas pluviales

1.1. Tipos de Contaminacin: Materia Orgnica (principalmente) en suspensin y disuelta Microcontaminantes procedentes de nuevos productos Otras sales minerales

1.2. Caractersticas Fsico QumicasLas temperaturas de las aguas residuales oscila entre 10-20C, adems de las cargas contaminantes en materias en suspensin y materias orgnicas, las aguas residuales contienen otros muchos compuestos como nutrientes (N y P), cloruros, detergentes, cuyos orientativos de la carga por habitante y da son: N amoniacal: 3-10 gr/hab/d N total: 6,5-13 gr/hab/d P (PO43); 4-8 gr/hab/d Detergentes: 7-12 gr/hab/d

1.3. Caractersticas BiolgicasEn las Aguas Residuales van numerosos microorganismos, unos patgenos y otros no entre los primeros cabe destacar los virus de la Hepatitis. Por ejemplo en 1 gr. De heces de un enfermo existen entre 10-106 dosis infecciosas de virus de la hepatitis.

II. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALESEl tratamiento de las aguas residuales domesticas consta de diferentes procesos y operaciones que dependen de la naturaleza y caractersticas del vertido.1. TRATAMIENTO PRIMARIO DE AGUAS RESIDUALESSe le llama tratamiento primario de aguas residuales, al proceso que se usa para eliminar los slidos de aguas contaminadas.1.1. Objetivos del tratamiento primarioPrincipalmente se pretende la reduccin de los slidos en suspensin del agua residual. Dentro de estos puede distinguirse: los slidos sedimentables: son los que sedimentan al dejar las A.R. en condiciones de reposo durante una hora, este tiempo tambin depende del tamao del sedimentado. Los slidos flotantes: definibles por contraposicin a los sedimentables. Los slidos coloidales: de tamao cercano a las 10 micras.1.2. Tipos de ProcesosExisten mltiples procesos que se pueden considerar incluidos dentro del tratamiento primario (filtracin, tamizado, ciertos lagunajes, fosas spticas, tanques).1.2.1. Pre Tratamiento o Cribado.- se efecta en dos etapas claramente diferenciadas; en una primera etapa de desbaste se eliminan primero los slidos de mayor tamao y pesado por medio de un pozo de gruesos y una cuchara anfibia. Despus las rejas de gruesos eliminan los slidos grandes flotantes. Y posteriormente las rejas de finos, retienen los slidos flotantes mayores de 10mm, que son evacuados a un contenedor para su posterior vertimiento al proceso de sedimentacin.

1.2.2. Sedimentacin.- una vez eliminada la fraccin mineral slida, el agua pasa a un depsito de sedimentacin donde se depositan los minerales orgnicos, que son retirados para su eliminacin. El proceso de sedimentacin puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 y de un 40 a un 60% los slidos en suspensin.

1.2.3. Flotacin.- el objetivo de esta etapa es retirar las grasas, aceites y otros solidos de baja densidad. Se fuerza la entrada de aire al deposito, a presiones de entre 1.75 y 3.5 kg/cm2. La flotacin puede eliminar ms de un 75% de los slidos en suspensin.

1.2.4. Neutralizacin.- su objetivo es regular el pH del agua, para su vertimiento en cuerpos de agua o para su posterior tratamiento secundario qumico o biolgico. Los mtodos para la neutralizacin de aguas residuales pueden ser: mezclar corrientes de agua o la adicin de cidos o lcalis para lograr el pH requerido.

1.2.5. Otros Sistemas de Depuracin.- para lograr una depuracin suficiente de las aguas residuales de pequeas comunidades rurales, a menudo se utilizan sistemas ms sencillos de depuracin de las aguas residuales como la fosa sptica, el lagunaje y el filtro verde (biofiltro).

III. TRATAMINTO DE AGUAS RESIDUALES CON SISTEMA DE POZAS DE SEDIMENTACION Y BIOFILTROSEl tratamiento de las aguas residuales con sistema de biofiltros an no es muy comn en nuestro pas, sin embargo se tiene un ejemplo bastante ilustrativo en la planta de tratamiento de aguas residuales con sistema de biofiltro para fines de reso construido por la Municipalidad de San Borja, con excelentes resultados. Existen muchos biofiltros naturales en la extensa flora que conserva el Per, podemos mencionar a las gramneas como la vetiveria, macrofitas como el bamb, carrizo, Jacintos de agua, totora o junco y otros de acuerdo a los pisos altitudinales. En el presente proyecto se plantea, el sistema de tratamiento de aguas residuales con biofiltros naturales, los cuales describimos: 1. Aspectos GeneralesLa ubicacin donde se realizara el proyecto, se encuentra en la Localidad de Quirapa ubicado en el Distrito de Huanta, Provincia de Huanta, Departamento de Ayacucho y estn situados dentro del mapa de extrema pobreza del Per, en plena Regin de la sierra. Su altitud oscila entre los 2,485.00 msnm. La municipalidad Provincial de Huanta promoviendo y ejecutando obras de infraestructuras de saneamiento bsico, econmicas y sociales con una visin integral destinada a satisfacer necesidades bsicas, mejorando la calidad de vida del poblador fomentando y fortaleciendo el auto sostenimiento.1.2. Aspecto Poblacional y OrganizacionalPoblacinEl Centro Poblado de Quirapa viven actualmente 927 habitantes al ao 2013, segn informacin correspondiente al padrn de beneficiarios.Descripcin del Sistema PropuestoEl sistema propuesto con el presente proyecto comprende de dos componentes bsicamente los cuales son:Sistema de alcantarillado: comprende la instalacin de 471.03ml de red colectora con tubera PVC norma ISO UF DN=160mm S-20(SN4), 4,018.47ml de red de colectora y emisora con tubera PVC norma ISO UF 4435 DN=200mm S-25(SN2), 72 buzones, 221 conexiones domiciliarias con tubera PVC norma ISO 4435 DN=160mm S-20(SN4), monitoreo ambiental y educacin sanitaria.Planta de tratamiento de aguas residuales(ptar): comprende la construccin de 01 cmara de rejas, 01 tanque de sedimentacin con concreto armado de 102m2, 01 atrapagrasas con concreto armado de 17.50m2, 01 lecho de secado con concreto armado de 36.19m2, sistema de biofiltro para el tratamiento natural de las aguas resuduales compuesto por 01 pozo de biofiltros con concreto armado de 102m2, 01 biofiltro de totora en tierra de 95m2, 03 biofiltros de carrizo de 95m2 cada uno, adems la ptar tendr su respectivo cerco perimtrico con postes de madera y alambre de pas y una puerta de ingreso. La extensin superficial de la Ptar es de 2550m2 y se encuentra ubicado a 560metros del Centro Poblado de Quinrapa, monitoreo ambiental y educacin sanitaria.1.3. Criterios de Diseo1.3.1. Redes de AlcantarilladoLas condiciones del flujo y las pendientes hidrulicas en sistemas de alcantarillado sanitarios de PVC por gravedad, pueden ser diseadas conservadoramente utilizando la ecuacin de MANNING.Los sistemas de alcantarillado se disean como canales, si la condicin de canal no se cumple, se dice que la tubera trabaja bajo carga o presin interna

Donde: ves la velocidad de flujo, en metros por segundo. N es el coeficiente de rugosidad, n=0.009=0.01 para PVC. Res el radio hidrulico de la seccin mojada de la tubera en metros. Ses la pendiente hidrulica, expresada en dcimas.

a. Se efectuara el diseo de los colectores y emisores, de acuerdo a los rangos adjuntos, teniendo en cuenta los siguientes escurrimientos. Colectores = 0.67 Dimetro como Mximo Emisor = 0.75 Dimetro como Mximob. Las cmaras de inspeccin (Buzones sern ubicadas en: Intercepcin de las calles En el inicio de cada colector En todos los empalme de colectores En los cambios de pendiente En todos los cambios de direccin En todos los cambios de dimetro En los cambios de material En todo lugar donde sea necesario por razones de inspeccin y limpieza La profundidad de las cmaras ser de 1.20 metros como mnimo Los dimetros interiores de la cmara ser como mnimo de 1.20 metros La distancia mxima entre buzones con fines de operacin y mantenimiento sern: Para tuberas de 160 MM NTP ISO 4435: 80.00 metros Para tuberas de 200 MM NTP ISO 4435: 100 metros En los fondos de las cmaras de inspeccin se deber disear media caa en direccin del flujo, y una pendiente del 25% entre el borde de la media caa y las paredes laterales de la cmara. La velocidad mnima permisible es aquella que no permite la sedimentacin de los slidos en suspensin, y segn R.N.E. este valor evala 0.60 m/seg. Y 5.0 m/seg. Para PVC Ancho de zanja permisibleDimetro (Pulg.)Ancho Mnimo Recomendable ( mm)

160600

200600

250650

315700

1.3.2. Tratamiento de Aguas ResidualesComprende la construccin de la planta de tratamiento de aguas residuales con sistema de pozas de sedimentacin y biofiltros.a. Cmara de Rejas.- comprende la construccin de una estructura de concreto armado fc=210kg/cm2 y acero fy=4200kg/cm grado 60 y la instalacin de dos rejas. La cmara de rejas servir para atrapar cualquier cuerpo o desperdicio que no sean aguas residuales.

b. Tanque de Sedimentacin.- Es la estructura que sigue a la cmara de rejas, comprende la construccin de una estructura de concreto armado fc=210kg/cm2 y acero fy=4200kg/cm grado 60. Servir para sedimentar o decantar los slidos fecales y a la vez servir para darle el primer tratamiento de las aguas residuales con la participacin de los rayos solares bsicamente.

c. Atrapagrasas.- Es la estructura que sigue al tanque de sedimentacin, comprende la construccin de una estructura de concreto armado fc=210kg/cm2 y acero fy=4200kg/cm grado 60. Servir para atrapar las grasas, los cuales son nocivos para las plantas macrofitas o biofiltros

d. Lecho de Secado.- comprende en la construccin de una estructura de concreto armado fc=175kg/cm2 y acero fy=4200kg/cm grado 60. Servir exclusivamente para secar solidos decantados y extrados en el tanque sedimentador y el en atragrasas.

e. Biofiltro de Jacinto de agua y vetiveria.- comprende en la construccin de una estructura de concreto armado fc=175kg/cm2 y acero fy=4200kg/cm grado 60. Este tanque servir para instalar en el , las macrofitas llamadas Jacinto de agua y vetiveria, los cuales son excelentes biofiltros naturales, donde las aguas residuales previamente decantadas y atrapadas las grasas, sern filtradas hasta obtener un agua de mejor calidad y de color transparente.

f. Biofiltro de Totora.- es una estructura de tierra, excavada sobre el terreno natural, donde las aguas filtradas en el tanque de biofiltro sern dispuestos para tener otro filtro natural por las plantas llamadas totora, incluso pueden ser filtrados en el suelo mismo, toda vez que el agua es de mejor calidad.

g. Biofiltro de Carrizo.- comprende en la construccin de una estructura de tierra, excavada sobre el terreno natural, donde las aguas residuales, aun seguirn siendo filtradas por las plantas llamadas carrizo. En total se construirn tres pozas en forma secuencial despus del biofiltro de totora. En el ltimo pozo las aguas residuales habrn llegado a filtrarse definitivamente, hasta llegar hacer trasparente y de buena calidad.

h. Cajas de distribucin.- Son las estructuras de concreto simple fc=210kg/cm2, y que sirven para distribuir las aguas residuales de una estructura a otra estructura dentro de la ptar.

i. Suministro e instalacin de tuberas.- Comprende en la instalacin de tuberas PVC ISO 4435 DN=160mm S-25 y tuberas PVC ISO 4435 DN=200mm S-25, para la conduccin de aguas residuales a las diferentes estructuras dentro de la Ptar.

j. Cerco perimtrico y fachada principal.- Comprende en la construccin de cerco perimtrico con alambre pas N 10, 06 hileras, los cuales se instalarn sobre postes de madera eucalipto 4x4 L=2.50m ancladas en concreto simple 175kg/cm2+30%pm, cada 2metros. Por otra parte tambin comprende en la construccin de una fachada principal con material ladrillo y concreto, con puertas tipo rejas uno peatonal y otra vehicular.

1.3.3. Operacin y Mantenimiento alcantarilladoa. Mantenimiento Preventivo Lavar los tramos iniciales con abundante agua Deber efectuarse inspeccin y limpieza peridica anual de las tuberas y buzones para evitar posibles obstruccin por acumulacin de fango otros. Verificar el estado de las tapas de los buzones y las cajas de registro domiciliario.b. Mantenimiento Correctivo Reponer las tapas que se encuentren deterioradas. Se deber abrir las tapas de los buzones aguas abajo y aguas arriba y esperar 1 a 5 minutos antes de ingresar, para permitir una adecuada ventilacin de los gases venenosos que se producen en las alcantarillas. Se efectuara la limpieza con un cable flexible de aleacin de cobre de 1 2mm. Aproximadamente, en longitudes variables. El cable se introducir a los buzones con la finalidad de empujar los materiales que se producen las obstrucciones normalmente aguas abajo. Repara y/o reponer tuberas en caso de roturas.

1.3.4. Operacin y Mantenimiento Planta de tratamientoa. Tanque Sedimentador Operacin: antes de hacer los rellenos laterales de la estructura del tanque sedimentador, debe llenarse con agua para verificar su estanqueidad. Si hay fugas estas deben taponarse y volver a probar el tanque. Mantenimiento: realizar la limpieza de los tanques cuando el fondo de la capa de nata se halle, aproximadamente a unos 8 cm de la toma del dispositivo de la salida. El tanque sedimentador no debe lavarse ni desinfectarse con productos qumicos. Los materiales extrados durante la limpieza deben dejarse al sol en el lecho de secado.b. Atrapagrasas La operacin es automtica, ya que el flujo del agua es continuo. El mantenimiento se realiza anualmente o cada vez que la nata de grasas atrapada este cerca de 10 cm del nivel del tubo de salida. Durante el mantenimiento se debe extraer primero las grasas y luego los slidos, las grasas sern almacenadas en recipientes hermticos como botellas y enterrarlos. Cada vez que se realiza el mantenimiento tambin se deben limpiar las reas circundantes.c. Biofiltros La operacin es automtica, ya que el flujo del agua es continuo. el mantenimiento se realiza cuando exista sobrepoblacin de las plantas biofiltros o macrofitas, para lo cual se debe realizar los cortes o desbroce o extraer algunas plantas para disminuir la poblacin. tambin el mantenimiento consiste en extraer y eliminar los slidos los cuales se dejarn al sol en el lecho de secado. Cada vez que se realiza el mantenimiento tambin deben limpiar las reas ciscundantes.

Taller de Saneamiento Basico y Rural