3. Memoria Descriptiva Del Sistema de Tratamiento (1)

5/25/2018 3. Memoria Descriptiva Del Sistema de Tratamiento (1)

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MEMORIA DESCRIPTIVA DEL SISTEMA

DE TRATAMIENTO DE AGUAS

RESIDUALES DOMESTICAS

I N D I C E

I. INTRODUCCIN ............................................................................................1

II. JUSTIFICACIN DEL PROYECTO ...............................................................1

III. POBLACIN Y DOTACIN DE AGUA .........................................................1

IV. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO .....................................2

4.1. Coordenadas de Ubicacin de la Planta ................................................. 2

4.2. Funcionamiento de la Planta ................................................................... 2

4.3. Descripcin de la Instalacin ................................................................... 3

Llegada del Agua Residual ...................................................................... 3

Planta de Tratamiento de Lodos Activados, Modelo ECOFIL-30 ............ 4

V. MEMORIA DEL CALCULO ............................................................................8

5.1. Diseo del Proceso ................................................................................. 8

5.2. Operaciones y Procesos ......................................................................... 8

5.2.1.Desbaste ........................................................................................ 8

5.2.2.Tanque de Ecualizacin ............................................................... 10

5.2.3.Bomba de Transferencia .............................................................. 10

5.2.4.Medidor de Caudal ....................................................................... 11

5.3.Diseo del Reactor Biolgico................................................................. 12

5.4. Diseo del Tanque de Sedimentacin ................................................... 16

5.5. Cmara de Contacto de Cloro ............................................................... 17

5.6. Filtracin ................................................................................................ 18

VI. UBICACIN DEL PUNTO DE VERTIMIENTO ............................................ 19






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I. INTRODUCCIN

La empresa Canteras del Hallazgo S.A.C. (CDH) se encuentra ejecuntando

su Proyecto de Exploracin Minera Chucapaca el cual abarca las

concesiones mineras: Yaretepampa, Chucapaca, Chucapaca Norte y

Chucapaca III, ubicados en el distrito de Ichua, provincia General Snchez

Cerro, en el departamento de Moquegua. La realizacin del Proyecto

contempla para la fase de exploracin, la implementacin de un nuevo

sistema de tratamiento de aguas residuales domsticas en el campamentoCorire que servir a una poblacin de 240 trabajadores adicionales, siendo

uno de los resultados la generacin de aguas residuales domsticas, por lo

que en la presente memoria se detalla las caractersticas de la planta de

tratamiento de aguas residuales domsticas que CDH, ha instalado para el

tratamiento de este efluente as como su disposicin final.

Se espera obtener la autorizacin correspondiente a este proyecto para

realizar el vertimiento a la quebrada Corire.

II. JUSTIFICACIN DEL PROYECTO

La ejecucin del Proyecto Chucapaca, requiere instalar un nuevo sistema de

tratamiento de aguas residuales domsticas en el campamento Corire,

debido a un incremento de trabajadores, lo que traer consigo el incremento

en el abastecimiento de agua potable. El presente documento describe lascaractersticas de la planta ECOFIL 30, el cual se emplear para el

tratamiento de las aguas servidas de este incremento poblacional.

III. POBLACIN Y DOTACIN DE AGUA

Los datos proyectados del tamao de la poblacin que emplear el nuevo

sistema de tratamiento, ha sido obtenida de la informacin con la que cuenta

CDH, los cuales se describen a continuacin:






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Datos Bsicos

Poblacin Equivalente : 285 personas

Dotacin : 100 litros/persona/da

Consumo de Agua : 28.50 m3/da

Contribucin al desage : 100 %

Efluente de la Planta : 28.50 m3/da

Como resultado tenemos una poblacin permanente de 285 personas con

un consumo promedio de agua por persona de 100 L/hab./da. Por lo tanto,

el flujo promedio de descarga considerando para este tamao de poblacin

ser de 0.33 L/s, haciendo un total de 10,402.50 m3/ao.

IV. DESCRIPCION DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO

4.1. Coordenadas de Ubicacin de la Planta

PlantaCoordenadas UTM

DatumWGS 84 - Zona 19

Descripcin de la Estacin

Norte EsteECOFIL-30 8209851 336232 Ubicacin de la PTAR del Campamento Corire

4.2. Funcionamiento de la Planta

El Modelo ECOFIL-30 permite resolver de una forma simple, eficaz y

moderna, el problema de tratamiento de aguas residuales domsticas

en pequeas y medianas colectividades.

La aeracin prolongada, tcnica utilizada, es un procedimiento de

tratamiento de agua residual por fangos activados a baja carga.

La aeracin prolongada consiste en poner en presencia, durante un

tiempo prolongado grandes cantidades de fangos activados con






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pequeas cantidades de carga contaminante, de manera que se logre

una depuracin lo ms completa posible del agua a tratar y se

favorezca la auto-oxidacin de la materia viva engendrada a partir de la

DBO, consiguiendo un fango residual que no presente ningn olor.

Algunas veces, a este proceso se le denomina como combustin

hmeda porque las bacterias degradan las aguas residuales por el uso

de oxgeno, tal como el fuego utiliza oxgeno para quemar la basura.

El Modelo ECOFIL-30 asegura de una manera eficaz la reduccin del

DBO (demanda bioqumica del oxgeno), Coliformes y los TSS (slidos

en suspensin) presentes en agua residual domstica.

Figura N 1: Sistema Integral de Tratamiento ECOFIL-30

4.3. Descripcin de la Instalacin

Llegada del Agua Residual

El agua residual llega a la estacin por gravedad o por bombeo y a

su ingreso atraviesa una reja de acero de limpieza manual, de fcil

limpieza. El sistema de desbaste manual posee aperturas que

impiden el paso de slidos grandes que ingresen a la Planta de

tratamiento. Luego ingresa al Tanque de Ecualizacin equipado con

electrobombas de transferencia tipo sumergibles.






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Planta de Tratamiento de Lodos Activados, Modelo ECOFIL-30

Proceso Biolgico : Aerobio

Tipo de Proceso : Fangos Activados

Caractersticas Operativas

- Modelo de flujo : Mezcla completa con recirculacin

- Modificacin del proceso : Aireacin extendida

- Sistema de aireacin : Difusores de micro burbuja

Proceso de Tratamiento

A. Desbaste

- Permite la retencin de slidos mayores.

- La operacin se realiza en una cmara de rejas.

B. Ecualizacin

Las aguas residuales que pasan por la cmara de rejas, sern

recepcionadas en un tanque con la finalidad de:

- Colectar y almacenar el agua residual por un tiempo determinado.

- Homogenizar las caractersticas de calidad del agua residual.

- Absorber los flujos mximos y mantener un caudal fijo y constante

para las posteriores operaciones.

C. Bombeo

Tiene por objeto transferir el agua residual desde el tanque de

ecualizacin al reactor biolgico.






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La operacin se realiza mediante dos electrobombas sumergibles de

trabajo alternado, y caudal regulado por un sistema de retorno de

vlvulas.

D. Medicin de Caudal

Sirve para medir y regular el caudal de alimentacin del agua cruda

al reactor biolgico.

La operacin se realiza mediante un vertedero triangular regulado

por el sistema de vlvulas y retorno proveniente del bombeo.

E. Biodigestin

El proceso de biodigestin tiene por finalidad:

a) La eliminacin de la materia orgnica biodegradable mediante:

- La reduccin de la demanda bioqumica de oxgeno.

- La conversin de la materia orgnica que se encuentra finamente

dividida y disuelta en el agua residual, en slidos sedimentables

floculentos.

- La estabilizacin de la materia orgnica.

b) La hidrlisis de los compuestos orgnicos solubles no

biodegradables causantes de la demanda qumica de oxgeno: DQO,

de tal manera que puedan ser precipitados qumicamente.

En el reactor biolgico, se combinan el crecimiento de los

microorganismos y la eliminacin de la materia orgnica en un

rgimen hidrulico de mezcla completa con aireacin prolongada y

recirculacin.






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La mezcla completa y la aireacin prolongada, garantizan la

eficiencia de la transferencia del oxgeno molecular, favoreciendo el

desarrollo de las bacterias y por ende; la descomposicin del

sustrato. Esta operacin conjunta se logra mediante la inyeccin de

aire por medio de difusores de micro burbujas, distribuidos en el

reactor.

La masa de microorganismos producidos forma un fango, el que es

separado en el sedimentador secundario. Parte de este fango es

recirculado al reactor biolgico, para favorecer la activacin del

crecimiento microbiano; y el resto de lodos es purgado para

controlar y mantener el proceso en equilibrio dinmico.

La presencia de los microorganismos en la cmara de aireacin, se

mide por el contenido de los slidos suspendidos voltiles en el

lquido mezcla (SSVLM), y su permanencia, mediante el tiempo deresidencia celular (edad de lodos). La duracin del proceso lo

determina el tiempo de residencia hidrulica.

F. Sedimentacin

Permite la separacin por gravedad de los slidos suspendidos

generados y desestabilizados, durante el proceso de digestinaerobia (lodos).

Una parte de los fangos precipitados es recirculado a la cmara de

aireacin y el resto se purga para su posterior tratamiento. El agua

clarificada se descarga por rebose a la siguiente etapa de

tratamiento.






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G. Desinfeccin

Tiene por finalidad la eliminacin de microorganismos patgenos,

por la accin desinfectante de cloro.

Se utiliza una cmara de contacto de suficiente capacidad como

para permitir un tiempo adecuado para la eliminacin del 99.90% de

los patgenos.

La dosis ptima de hipoclorito de calcio (HTH) es de 10 mg/L, para

un tiempo de contacto mnimo de 30 minutos.

H. Filtracin

Tiene por finalidad, la retencin de partculas en suspensin

mayores de 20 micrones, y la eliminacin de los huevos dehelmintos.

La operacin se realiza en un filtro rpido de cuarzo.

I. Disposicin Final de las Aguas Tratadas

Las aguas tratadas sern vertidas a un curso de agua superficial,especficamente a la quebrada Corire

J. Disposicin Final de Lodos

Los lodos purgados del sedimentador, sern llevados a un digestor

anaerobio, para su estabilizacin. Estos lodos estabilizados sern

sometidos a un proceso de compostaje para el mejoramiento de

suelos de cultivo.






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Los lodos purgados del reactor qumico, sern llevados a una

cancha de secado, que por su condicin estable, pueden ser

dispuestos para el mejoramiento de suelos.

V. MEMORIA DEL CALCULO

5.1. Diseo del Proceso

Caudal de Tratamiento: Q

Q = 30 m3/ da

Carga Orgnica

Demanda Bioqumica de oxigeno: DBO5

DBO afluente: 500 mg/L

DBO Efluente: 15 mg/L

Dotacin: D

D = 100 L/habda

Poblacin Servida: P

P = 285 habitantes.

Factor de contribucin al desage: C

C = 100%

5.2. Operaciones y Procesos

5.2.1. Desbaste

Cmara de Rejas

Tipo de cribas: Rejas de barras.

Limpieza: Manual.

Caractersticas :

Tamao de las barras: Barras de seccin rectangular.






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Espesor : 0.5 cm

Ancho : 3.0 cm

Separacin : 2.0 cm.

Inclinacin respecto a la horizontal: 60

Velocidad de aproximacin: 0.45 m/s

Prdida de carga admisible: 15 cm.

Clculo de la Prdida de Carga Cuando la Rejilla Esta

Lmpia: hh = B (W /b) hv. Sen

Donde:

h=Prdida de carga, m

B= Factor de forma de la barra.

W=Anchura mxima transversal de las barras en la direccin de

la corriente, m.

B=Separacin mnima entre barras, m.

hv=Altura cintica del flujo que se aproxima a la reja, m.

=Angulo de la reja con respecto a la horizontal.

Datos:

B= 2.42 (Tablas)

W = 0.5 cm. = 0.005 m.b =2.0 cm = 0.02 m.

= 60

Sen 60 = 0.866

Determinando el valor de hv se tiene:

Para un caudal Q=30 m3/ da = 3.47 x 10-4m3/s ; y v=0.45 m/s

hv = 0.0313 m.

Luego la prdida de carga ser:

h=2.42 (0.005 / 0.02) 0.0313 x 0.866

h=0.0164 m.






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h=1.64 cm.

Clculo de la Prdida de Carga Considerando el 50% del

rea Obstruida: ho

Se tiene que:

hv = 0.0313 / f

Donde:

f= factor de carga.

f=0.5

hv=0.0313/0.5

hv=0.0626

Luego:

ho=2.42(0.005/0.02)0.0626x0.866

ho=0.033 m.

ho=3.3 cm.

5.2.2. Tanque de Ecualizacin

Q= 30 m3/da = 1.25 m3/hora.

Capacidad de almacenamiento: 8 horas de retencin.

Volumen del tanque:

V= 1.25 x 8 = 10 m3

5.2.3. Bomba de Transferencia

Clculo de la potencia de la bomba: HP

Q= 30 m3/ da.

Q= 20.83 L/minuto.

La carga dinmica total es: H

H=15 m. de columna de agua.

N=Rendimiento de la bomba.

N= 60% = 0.60

La energa requerida para mover este caudal de agua es:






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E= Q x H

E= 20.83 L/min x 15 m.

E= 312.5 Kg-m/ minuto.

Se tiene que:

1HP = 4562.4 Kg-m/ minuto.

Luego:

HP= 312.5/4562.4

HP=0.068

Considerando el rendimiento de la bomba: 60%

La potencia requerida ser:

HP=0.068/0.6 = 0.114

Potencia elegida: 1.0 HP

5.2.4. Medidor de Caudal

Vertedero Triangular:

Clculo de la altura de la descarga: ho

Q=0.31 (ho)5/2(2g) 1/2 / tan

Donde:

Q=Caudal, en metros cbicos por segundo.

ho=Carga del vertedero, m.

g=Aceleracin de la gravedad = 9.81 m/s2

=Angulo: 60

Luego:

Q= 3.47 x 10-4m3/s (para cada medidor)

g= 9.81 m/s2

Tan. 60 = 1.73

En consecuencia:

(ho)5/2= Q. Tang 60 / 0.31 ( 2 x 9.81) 1/2

(ho)5/2= 3.47 x 10-4x 1.73 / 0.31(2x9.81)1/2






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ho= 0.045 m.

ho = 4.53 cm.

5.3. Diseo del Reactor Biolgico

Bases del Diseo

Caudal = 30 m3/da

Carga orgnica: DBO5

- Afluente : 500 mg/L- Efluente : 15 mg/L

Constantes Cinticas de Diseo

Las constantes son para temperaturas comprendidas entre 15 y 20C

Ko= Tasa especfica de crecimiento.

Ko = 11.7 das -1

Km = Constante de saturacin del sustrato.

Km = 146 mg/L

Y= Rendimiento.

Y=0.67 mg SSVLM / mg DBO

Kd = Constante de declinacin.

Kd = 0.060 da-1

Parmetros Biolgicos de Diseo

So=Concentracin de DBO en el afluente.

So = 500 mg/L

c = Edad de lodos.

c= 60 das

X = Slidos suspendidos voltiles en el lquido mezcla (SSVLM)

Slidos suspendidos voltiles en el tanque de aireacin (SSVTA)

X = 4500 mg/L






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Xr = Slidos suspendidos voltiles en el retorno.

Xr= 10 000 mg/L

DBO 5/ DBO L= 0.70, DBOL=DBO Total en el tiempo t=0

SSVLM/SSLM = 0.90

Clculo de la DBO Soluble en el Efluente: S

S=Km (1+Kd.OC) / c (Y.KoKd)-1

S=146 (1+0.060 X 60) / 60(0.67x11.7-0.060)-1

S=1.44 mg/L

Clculo del Volumen del Reactor: V

V = c. Q. Y (SoS) / X (1+Kd.OC)

V = 60 X 30 X 0.67 (5001.44) / 4500(1+0.060 X 60)

V = 29 m3

Clculo del Tiempo de Residencia Hidrulica:

= V/Q

= 29/30

=0.96 das

=0.96 X24

= 23.20 horas

Clculo de la Relacin de Recirculacin: R

R= 1-(/ c) / (Xr / X) - 1

R= 1-(0.96 / 60) / (10000 / 4500) -1

R= 0.82

Como R=Qr/Q






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Qr = 0.82 x 30

Qr = 24.6 m3 / da

Luego

Caudal de recirculacin, para cada reactor de 30m3/da ser

Qr = 2.0 m3/ hora.

Clculo de la Produccin de Fango: Px

Px = Yobs.Q (SoS) 10 -3

Yobs = Y/1 + Kd. c

Yobs = 0.67 / 1 + 0.060 x 60

Yobs = 0.146

Luego:

Px = 0.146 x 60(5001.44) 10 -3

Px = 4.367 Kg SSV / da

La masa total como slidos suspendidos totales es:

Px = 4.367/0.90

Px= 4.85 Kg de SST / Da

Px= 0.20 Kg SST / Hora.

Clculo de la Purga de Fango: Qw

a) Purga a Partir del Reactor

Qw = V / c

Qw= 29 / 60

Qw= 0.48 m3 / da

Qw= 0.020 m3/ hora

b) Purga a Partir de la Lnea de Recirculacin

Qw = X.V / Xr.c






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Qw = 4500 x 29 / 10000 x 0.90 x 60

Qw = 0.24 m3/ da

Qw = 0.010 m 3/ hora

Qw = 10 L/hora.

Clculo de la Necesidad de Oxgeno: O2

Kg de O2/ da = Q (So-S) 10-3/ f1.42 (Px)

f = DBO5/ DBOL= 0.70

Kg de O2/ da = 30 (5001.44) 10-3/ 0.701.42 (4.03)

Necesidad de oxgeno = 17.8 Kg/da.

Clculo del Volumen de Aire

Necesidad de oxgeno: 17.8 kg / da

Peso especfico del aire: 0.00012 kg / LComposicin del aire: 23.2 % de oxigeno en peso.

Luego:

Va = 17.8 / 0.0012 x 0.232 x 1000

Va = 63.97 m3/ da

Eficiencia de la transferencia de oxgeno: 10 %

Va = 63.97 / 0.10Va = 639.72 m3/da

Va = 26.65 m3/ hora

Va = 15.69 PCM

Comprobacin de Parmetros

Carga Msica: U

U = (df / dt ) XM






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U = (5001.44) 30 X 10 -3/ 4500 X 24.21 X 10-3

U = 0.135 Kg de DBO / Kg de SSVTAda

Carga Volumtrica: CV

CV = (41715) 30 X 10 3/ 24.21

CV = 0.591 Kg. de DBO / m3da

Edad de Lodos: c

1 / c = Y.UKd

1 / c = 0.67 x 0.1140.060

c = 60 das

Resumen

Caudal de diseo: 30.00 m3/da

Volumen til del reactor: 29 m3

Carga msica: 0.135 Kg DBO / Kg SSVTA-da

Carga Volumtrica: 0.591 Kg DBO / m3da

Perodo de retencin: 19.37 horas.

Edad de lodos: 60 das.

Tasa de recirculacin: 80%

Requerimiento de aire: 15.69 PCM

5.4. Diseo del Tanque de Sedimentacin

Parmetros de diseo:

Q = 30 m3/da = 1.25 m3/hora

Carga superficial. Cs = 28m/dia

Cs = 1.16 m/hora

Tiempo de retencin: t = 2 horas






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Clculo del rea superficial del sedimentador: A

A = Q/Cs

A = 1.25/1.16

A = 1.08 m2

Clculo del dimetro del sedimentador: D

A = 0.7854 D2

D = (1.08/0.7854)1/2

D = 1.17 m

Clculo de la altura del sedimentador: H

H = Cs xt

H = 1.16 x 2

H = 2.32 m

Calculo de la carga de slidos: QsSe tiene que:

SSVTA/ SSTA = 0.9

Donde:

Luego:

SSTA = 4500/0.9

SSTA = 5000 mg/L

Carga de slidos = 5000 x 1.16 /1000Carga de slidos = 5.8 kg / m2. Hora

5.5. Cmara de Contacto de Cloro

Desinfeccin.

Desinfectante: HTH

Composicin: 70 % de cloro activo.

Solucin: 1 % en peso.

Dosificacin: 10 mg / L






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Tiempo de contacto: > 30 minutos.

Residual esperado: 0.10.5 mg/L.

Volumen del tanque: V

Q = 30 m3/ da

Q = 1.25 m3/ hora

V = Q x T

V = 1.25 x 2

V = 2.5 m3

Se selecciona un tanque de 5.0 m3 de capacidad.

Capacidad del dosificador.

C=Q.D / 1000

C = 30 X10 / 1000

C = 0.30 Kg/da

Consumo de HTH

Consumo = 0.30 x 100 / 70

Consumo = 0.43 Kg / da

Solucin al 1 %

Volumen = 0.70 x 0.43 / 0.01

Volumen = 30.1 L/ da.

5.6. Filtracin

Calculo del rea de filtracin: A

Q = 1.25 m3/hora

Q = 0.021 m3/ minuto.

Tasa de filtracin: tf = 0.145 m3/ m2minuto

Luego:

A = Q / tf

A = 0.021 / 0.145






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A = 0.145 m2

Calculo del dimetro del filtro: D

A = 0.7854 D2

D = (0.145/0.7854)1/2

D = 0.43 m

Calculo de la altura del lecho filtrante: h

HL= 0.080 xD

HL = 0.80 X0.43

HL= 0.344 m.

VI. UBICACIN DEL PUNTO DE VERTIMIENTO

Despus que se realice el proceso de tratamiento de las aguas residuales

domsticas, pasando por la Planta de Tratamiento de Lodos Activados

ECOFIL-30 y cumplan as los efluentes domsticos tratados con los lmitesmximos permisibles exigidos por ley para su disposicin final, podrn ser

vertidos a la quebrada Corire, en las coordenadas siguientes:

Coordenadas UTM DatumWGS 84 - Zona 19

Norte Este

8209852 336304

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