DISEO DE LAS UNIDADES DE PRETRATAMIENTO

DISEO DE LAS UNIDADES DE PRETRATAMIENTOTRATAMIENTO DE DESAGES

DISEO DE LAS UNIDADES DE PRE-TRATAMIENTO

1. OBJETIVOS

Realizar el diseo del proceso de cribado (rejas gruesas), canal de By-pass y entrada del emisor para el pre-tratamiento de las aguas residuales de la poblacin de Huacho. Dimensionar las unidades del proceso de cribado (rejas gruesas), canal de By-pass y la entrada del emisor hacia el pre-tratamiento. Reconocer los elementos necesarios en la etapa de pre-tratamiento de una plata de aguas residuales.

2. ANTECEDENTES

Todos los materiales que llegan a la alcantarilla y de esta a la planta de tratamiento de aguas residuales, si no son eliminados eficazmente, pueden producir serias averas en los equipos. Las piedras, arena, latas, etc. Producen un gran desgaste de las tuberas y de las conducciones as como de las bombas. A la planta tambin llegan aceites y grasas de todo tipo, si estas grasas y aceites no son eliminados en el pre-tratamiento, hace que nuestro tratamiento biolgico se ralentice y el rendimiento de dicho tratamiento decaiga, obteniendo un efluente de baja calidad. Con todo lo anterior expuesto, podemos ver la importancia del pre-tratamiento, escatimar medios o esfuerzos en esta parte de la planta, es bajar rendimiento de todo la planta, aunque tuviera el mejor proceso biolgico. Con un pre-tratamiento pretendemos separar del agua residual tanto por operaciones fsicas como por operaciones mecnicas, la mayor cantidad de materias que por su naturaleza (grasas, aceites, etc.) o por su tamao (ramas, latas, etc.) crearan problemas en los tratamientos posteriores (obstruccin de tuberas y bombas, depsitos de arenas, rotura de equipos, etc.).

3. MATERIALES Y MTODOS UTILIZADOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO

Materiales:Para el diseo para el diseo de las unidades de pre-tratamiento se ha tomado en cuenta los siguientes materiales acadmicos: Apuntes de clase. Diseo del pre-tratamiento de CITRAR como gua. Calculadora.Mtodo: Lo primero que se calcul fue el la poblacin total por la que se compone la ciudad de Huacho (Huacho, Hualmay, Santa Mara, Sayn y Vgueta), a partir de la poblacin total se obtuvo el caudal de aporte a las aguas residuales de la poblacin y su respectiva carga orgnica representada tanto en DQO como en DBO5. De los datos anteriores se pudo calcular la poblacin equivalente que representa la carga orgnica que aporta Huacho, de igual manera se hizo este clculo de poblacin equivalente para los parmetros de DQO y DBO5. El proceso que se sigui con el equipo de trabajo fue el de disear, en primer lugar, el proceso de cribado considerando el caudal de aporte de la ciudad de Huacho, prdida de carga hidrulica y los diferentes datos mencionados en la hoja de clculo. El proceso de clculo estuvo dirigido a determinar la pendiente del canal en esa zona del proceso y hallar el nmero de rejas que compondr a al proceso de cribado. Un diseo importante en esta unidad es la zona de transicin para la buena distribucin del fluido a lo largo de toda a la pantalla de rejas. Luego del diseo de las rejas gruesas se procedi con el diseo y dimensionamiento del canal de bypass o aliviadero en la que se tom como primera frmula importante a la frmula de Francis para poder hallar la altura del fluido asumiendo un ancho determinado para ir cambindolo y as hallar una relacin coherente. Tambin es importante el diseo de las rejas que se colocan para evitar el ingreso de slidos gruesos a la planta cuando esta unidad funciona. Es as que el objetivo del clculo del bypass es especficamente hallar el largo y ancho del canal y la altura del fluido en el bypass.

4. RESULTADOS Y ESQUEMAS DE LAS UNIDADES DIMENSIONADAS

POBLACIN, VOLUMEN, DOTACIN, CARGA ORGNICA:Poblacin

Huacho55442 hab.

Hualmay26808 hab.

Santa Mara27699 hab.

Sayn21962 hab.

Vgueta18265 hab.

TOTAL150176 hab.

Fuente

11 pozos (Huacho)305.46L/s

1 pozo (Sayn)23L/s

Galeras Filtrantes (Vgueta)50.51L/s

TOTAL378.97L/s

Poblacin (Huacho)150176 hab.

Caudal (Q)378.97 L/s

Dotacin216 L/hab./da

Q agua residual300L/s

Carga Orgnica Huacho (Alcantarillado Domstico)732.73Tm*DBO/Ao

Carga Orgnica Huacho (Alcantarillado Domstico)2007.4795Kg.*DBO/da

SISTEMA DE CRIBADODatos de la Poblacin de Huacho: Poblacin150176hab. Dotacin216Lt/hab./da

Contribucin al alcantarillado: 0.8 Kmx:1.8 Kmn:0.75

Caudal Promedio (Qp): Qp = 300.352 L/sCaudal Mximo/Caudal Mnimo: Qmx = 540.6336 L/s Qmn = 225.264 L/s

Considerando: Espaciamiento entre barras (a) = 25 mm Espesor de barras (e) = 15 mmEntonces:E = 0.625Velocidad entre rejas limpias:Asumiendo una velocidad (v=0.7m/s) Au = 0.772333714 m2 Ac = 1.235733943 m2

Asumimos B:1.2 mCalculando el tirante mximo: Ymx=1.02977829Coeficiente de Rugosidad del Concreto: 0.013Radio Hidrulico: Ru = 0.37911106

Hallando la pendiente: S = 0.01677417Calculando la velocidad antes de las rejas V = 0.4375 m/s Est en el rango de 0.30 y 0.60 m/sEs aceptable ya que se encuentra en el rango de 0.30 y 0.60 m/sDeterminando Y/B: 0.013904794

Viendo el nomograma tenemos que: Y/B = 0.08

Entonces el Ymn es: Ymn=0.096rea mnima es: Amn = Ymn*B = 0.1152 m2 Vmn = Qmn/Amn = 1.95541667 m/sHallando el nmero de rejas: N = (B-a)/(e+a)= 29.375 = 30DESARENADORQp = 0.300 m3/sQmn =0.225 m3/sQmx = 0.541 m3/sa = Altura mnima = 0.20 mb = Ancho de la base = 1.50 mVertedero Sutro:Q=2.74*(H-(a/3))*(a*b)0.5

Q = 0.5406336Asumimos Q < Qmn:Entonces:Q = 0.2m3/sb = 1.50 m

Hallamos Hmx y Hmn: Hmx = 0.427089 Hmn = 0.216843

La forma de las paredes de los vertederos es dada por:

GRFICO Y vs. X del vertedero SUTRO:

yxHmQ

y +a

01.4984815390.200.2

0.011.450823190.210.215

0.021.4034015570.220.23

0.031.3564463730.230.245

0.041.3101739230.240.26

0.051.2647815110.250.275

0.061.2204431980.260.29

0.071.1773069770.270.305

0.081.1354933920.280.32

0.091.0950954920.290.335

0.11.056179920.300.35

0.111.0187888540.310.365

0.120.9829425490.320.38

0.130.9486422040.330.395

0.140.9158729430.340.41

0.150.8846067410.350.425

0.160.8548051670.360.44

0.170.8264218560.370.455

0.180.7994046980.380.47

0.190.7736976950.390.485

0.20.7492425210.400.5

0.210.7259797980.410.515

0.220.7038501090.420.53

0.230.6827947920.430.545

0.240.6627565480.440.56

0.250.6436798760.450.575

0.260.6255113920.460.59

0.270.6082000310.470.605

0.280.5916971660.480.62

0.290.5759566680.490.635

0.30.5609349060.500.65

CLCULO Y ESTIMACIN DEL GRFICO Y vs. X del vertedero SUTRO:0.310.5465907130.510.665

0.320.5328853230.520.68

0.330.5197822910.530.695

0.340.5072473920.540.71

0.350.4952485180.550.725

0.360.4837555710.560.74

0.370.4727403480.570.755

0.380.462176430.580.77

0.390.4520390780.590.785

0.40.4423051230.600.8

0.410.4329528660.610.815

0.420.4239619850.620.83

0.430.4153134390.630.845

0.440.4069893850.640.86

0.450.3989730970.650.875

0.460.3912488880.660.89

0.470.3838020380.670.905

0.480.3766187350.680.92

0.490.3696860030.690.935

0.50.3629916510.700.95

0.510.356524220.710.965

0.520.3502729280.720.98

0.530.3442276310.730.995

0.540.3383787720.741.01

0.550.3327173510.751.025

0.560.3272348780.761.04

0.570.3219233470.771.055

0.580.3167752010.781.07

0.590.3117833020.791.085

0.60.3069409030.801.1

5. 6. 7. 8. 9.

DISEO DEL DESARENADOR CON VERTEDERO SUTRO:

Ancho del DesarenadorCaudal MximoQmx0.541m3/sB=Qmx/(Vh*Hmx)B4.219522673m

Velocidad HorizontalVh0.3m/s

Altura de aguaHmx0.427089067m

Comprobacin de la velocidadVerificarQmn0.225m3/sVmn=Qmn/(Hmn*B); Vmn: 0.24-0.36Vmn0.24619755m

Hmn0.216842667m

rea de la TolvaAncho del desarenadorB4.219522673mA=((B+b)/2)*HmxA1.221048541m2

Ancho de Fondob1.50m

Longitud del desarenadorAltura mxima de aguaHmx0.427089067mL>=25*HLd10.67722667m

Volumen de la Tolvarea de la TolvaA1.221048541m2Vol de Tolva=A*LdVol13.03741204m3

Longitud del DesarenadorLd10.67722667m

Tasa de acumulacin de arenaCaudal PromedioQ25.92m3/dAsumiendo 30 lt arena/1000 m3 ta=(30/1000)*Qpta0.7776lt/da

Perodo de LimpiezaVolumen de TolvaVol13.03741204m3P=Vol/taP16766.21919da

Tasa de acumulacinta0.7776lt/da

VerificacinAncho del Vertederob1.50mDe: Q=(2.74*(a*b)^0.5*(H-a/3) Las velocidades cumplen con: V= 0.24 - 0.36 m/sHprom0.267m

Altura Mnimaa0.20mVprom0.266695974m/s

Caudal PromedioQp0.300m3/sHmn0.216842667m

Caudal MnimoQmn0.225m3/sVmn0.24619755m/s

PendienteCaudal MximoQmx0.541m3/ss0.000221318m/m

Constante de Maningn0.013

5. CONCLUSIONES

Se observ que la poblacin equivalente de Huacho viene a ser 383868 habitantes cuando en realidad hay 150176 habitantes, esto indica que hay una carga orgnica mayor a lo que se espera y que puede ser por motivos de costumbres o la existencia de industrias que aumentan la carga orgnica en las aguas residuales. Se concluye que para evitar la obstruccin de las unidades de tratamiento en una planta es necesario la etapa de pre-tratamiento que incluye el proceso de cribado, puede que sea mecanizado o manual, esta unidad evita el paso de materiales de mayor tamao que la distancia entre barra y barra. Se puede concluir que para permitir el flujo adecuado del fluido en el proceso de cribado (rejas gruesas) se necesitan 30 barras.

6. RECOMENDACIONESA continuacin se describen algunas de las recomendaciones que daran para la mejora del diseo proyectado: Establecer un programa de mantenimiento preventivo de los componentes de la planta. Colocar malla protectora y baranda a la poza de captacin. Establecer las zonas donde se deben transitar durante la visita. Delimitar la zona donde se disponen los desechos slidos extrados de la poza de captacin.

7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

http://www.emapahuacho.com/portal/index.php/component/content/article/108-pmo/191-plan-maestro-optimizado http://www.munihuacho.gob.pe/ http://biblioimarpe.imarpe.gob.pe:8080/bitstream/handle/123456789/2212/Informe%2039%281-2%2913.pdf?sequence=1

8. PANEL FOTOGRFICO