abastecimientos alcantarillado

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÌA – E. ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÌA CIVIL PROYECTO – RED DE ALCANTARILLADO - TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

INTRODUCCIÓN

El agua residual recogida de las ciudades debe devolverse a la naturaleza libre de

los contaminantes que pueden alterar el medio ambiente.

Para cumplir con tal motivo se viene realizando diversas investigaciones a fin de

lograr una mayor eficiencia hidráulica y de menor costo de construcción, operación y

mantenimiento, en el cual se tratará al flujo contaminado. Este tratamiento se realiza

teniendo en cuenta los lineamientos de autopurificación.

El presente trabajo escalonado se refiere al diseño de una Planta de tratamiento

para aguas residuales, donde se hará la operación unitaria de transferencia de sólidos,

cribado, sedimentación, filtración.

El tratamiento físico del agua requiere de un verdadero control de cada una de

las operaciones de la Planta ya que un descuido puede poner en peligro a la salud e

integridad de muchas personas.

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARIILLADO


OBJETIVOS

1. Diseñar una planta de tratamiento de aguas residuales.

2. Analizar las ventajas del modelo planteado por el método CEPIS que se ajusta

más a la realidad planteada con fines didácticos.



REVISIÓN DE LITERATURA

CARACTERÍSTICAS DEL AGUA RESIDUAL

Las impurezas del agua residual se componen de sustancias orgánicas y minerales, que en parte se mueven con el agua como material no disueltas (decantables, en suspensión, flotantes) y en parte están más o menos disueltas en ellas.

Además hay microorganismos, especialmente bacterias, que encuentran su alimentación en las sustancias orgánicas, y que pueden producir olores, también transmitir enfermedades.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

1. Contenido total de sólidos: Características más importantes, pues el agua residual está compuesta por materia flotante en suspensión, en dispersión coloidal y en disolución.

2. Temperatura: Es un parámetro muy importante por el efecto de la vida acuática y en las reacciones químicas. La temperatura del agua residual es generalmente más alta que la del suministro.

3. Color: El agua residual reciente suele ser gris: pero la de composición orgánica, por las bacterias y la reducción del oxigeno disuelto a cero cambian de color a negro. En esta condición el agua residual es séptica.

4. Olor: Producido por los gases de la descomposición de la materia orgánica. El agua residual resiente tiene un olor peculiar algo desagradable, pero más tolerable que el agua residual séptica.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS

1. Materia Orgánica:

En un agua residual de la intensidad media, un 74% de los sólidos suspendidos y un 40% de los sólidos filtrantes son de naturaleza orgánica, que proceden de los reinos animal y vegetal y de las actividades humanas relacionadas con la síntesis de compuestos orgánicos.

2. Medidas de Control Orgánico:

Los métodos más utilizados de laboratorio son:

DBO: El parámetro de polución orgánica más utilizada y aplicable a las aguas residuales y superficiales a los 5 días (DBO5), es la cantidad de oxígeno en mg/lt que hacen falta para descomponer (oxidar) las materas orgánicas del agua residual con ayuda de las bacterias.

DQO: Se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto en las aguas naturales como residuales, en la cantidad de oxígeno consumido por las combinaciones



reductoras sin la colaboración de los organismos vivos. Esta demanda se satisface en poso tiempo, por ejemplo en una hora.

COT: Es otro medio de medir la materia orgánica presente en el agua en concentraciones pequeñas.

DPTO: Método para medir el contenido orgánico de las aguas residuales.

3. Materia Inorgánica: Cuando el PH es menor que 7 la fermentación es ácida y es indispensable en la técnica del agua residual ya que el fango apenas disminuye y produce mal olor.

Si el PH es mayor a 7 la fermentación es alcalina o metálica y el proceso es inodoro. En este proceso el fango se descompone más rápido de sus componentes orgánicos iniciales y no produce mal olor.

4. Gases: Los gases más frecuentes encontrados en el agua residual sin tratar son: nitrógenos, oxígeno, anhídrido carbónico, sulfuro de hidrógeno, amoniaco y metano. Los tres últimos proceden de la descomposición de la materia orgánica presente.

CARACTERÍSTICAS BIOLÓGICAS

1. Microorganismos: Se clasifican en: protistas, plantas y animales.

2. Organismos Coliformes: Provenientes del estado intestinal del hombre. Son útiles para destruir la materia orgánica en los procesos biológicos.

TIPOS CONSTRUCTIVOS DE LOS TANQUES

TANQUE SEPTICO

Utilizado principalmente para el tratamiento de aguas residuales de viviendas individuales. En zonas rurales son empleados en escuelas, institutos, etc.

El tipo adecuado consiste en dos o más cámaras en serie. En un tanque séptico de doble cámara, la primera sirve para la sedimentación, digestión y almacenamiento del fango. La segunda cámara proporciona una sedimentación y capacidad de almacenamiento del fango adicional, protegiendo la descarga de éste u otro material que pueda escapar del primer compartimiento.

Proyectado por una vivienda se utilizará un período de retención de 24 horas. En instalaciones mayores que den servicio a varias familias, es permisible un período de detención más corto.

En cualquier caso, deberá tener la adecuada capacidad de almacenamiento, de manera que el fango depositado permanezca en el tanque durante un tiempo suficientemente largo para que se produzca su descomposición y digestión antes de ser extraído. Por lo general, el lodo deberá extraerse cada dos o tres años.



El afluente de los tanques sépticos normalmente se evacua a unos tubos enterrados en el subsuelo, zanjas de infiltración, desde donde se infiltra el terreno.TANQUE IMHOFF

Depósitos de dos pisos en el que se consigue la sedimentación en el compartimiento superior y la digestión en el inferior. Los sólidos que se sedimentan atraviesan unas ranuras existentes en el fondo del compartimiento superior, pasando al inferior para su digestión a la temperatura ambiente

La espuma se acumula en los compartimentos de sedimentación así como en unos respiraderos de gas situados a lado de aquellos. El gas producido en la digestión se escapa a través de respiraderos.

Es sencillo operar sin la supervisión de personal especializado ni equipo mecánico que mantener. Su funcionamiento consiste en eliminar la espuma a diario y descargarla en el respiradero de gas próximo, invirtiendo la entrada y por lo tanto la circulación del gas residual dos veces el mes a fin de igualar la cantidad de sólidos en ambos extremos del compartimiento de digestión y extrayendo fango periódicamente hacia las áreas de secado.

Suelen ser rectangulares y los compartimentos de sedimentación normalmente se proyectan para una carga de superficie de 24 metros cúbicos por día por metro cuadrado a caudal medio y un período de detención de tres horas.

LAGUNAS DE OXIDACIÓN

Es una estructura Simple para embalsar agua residual. De poca profundidad (1 – 4m) y con un período de retención considerable de 1 a 40 días.

Cuando las aguas negras o residuales son descargadas en lagunas de estabilización se realiza en las mismas de forma espontánea un proceso conocido con el nombre de autodepuración o estabilización Natural, en el que ocurre fenómenos de tipo físico, químico, biológico y bioquímico. Este proceso se lleva a cabo en casi todas las lagunas con alto contenido de materia orgánica putrescible y biodegradable.

La DBO de las aguas descargadas en una laguna de estabilización y del afluente de las mismas, es el parámetro que más se a utilizado para evacuar las condiciones de trabajo de las lagunas de estabilización y su comportamiento.

TIPOS DE LAGUNAS DE OXIDACIÓN

1. Lagunas Facultativas:

Cuando la parte orgánica aplicada a la laguna es baja:

- 50 a 350 Kg DBO/Ha/día- Profundidad: 1m - 2m.

EFICIENCIA: Se diseñan para eficiencias comprendidas entre 70 a 90%.



2. Lagunas de Transición

Cuando la orgánica varía entre 300 – 600 Kg DBO5/Ha/día.3. Laguna Anaeróbica

Profundidad: 2 - 4m.EFICIENCIA: Se recomienda diseñar lagunas anaeróbicas con la eficiencia entre 30 y 50%.

4. Laguna Primaria

Se denomina así a aquellas que reciben agua residual cruda.

5. Laguna Secundaria

Son las que reciban el agua de una laguna primaria.

FACTORES QUE AFECTAN EL PROCESO DEPURADOR DE LAS LAGUNAS

- Luz solar- Temperatura- Nutriente- Tóxicos

MÉTODOS USADOS PARA EL DISEÑO DE LAGUNAS DE OXIDACIÓN

- Método Racional basado en la Cinemática de Proceso.- Diseño por tasa de Trabajo.- Modelo del CEPIS.

PROCESAMIENTO DE DATOS

A. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS

1. UBICACIÓN

- Terreno de mínimo valor agrícola.- Zona azotada regularmente por vientos, para favorecer las descargas naturales

de los gases de las aguas servidas.- Distancia mínima a la zona residencial: 500m.- Terreno con bajo nivel freático.

2. FORMA

La forma más recomendable es la rectangular con:

Ancho = 2LLargo = 3L

El dique será de un material de baja permeabilidad y compactado, con taludes interiores de 1:3 a 1:5 y los exteriores de 1:3 (V: H), con un ancho de 3 ó 4m.



El ancho de coronación no será menor de 3m.Se dejará un borde libre de 30 a 70 cm.Tirante de la laguna:1 a 2 metros………………………… Facultativa2 a 4 metros…………………………. Anaeróbica

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

- Es indispensable el tratamiento de aguas residuales para evitar la contaminación de las aguas receptoras y proteger el medio ambiente.

- Dentro del tratamiento secundario, nos preocupamos por diseñar: Estanques de Estabilización (Lagunas de Oxidación)

- Empleando el método CEPIS se logra eficiencias en un alto porcentaje y se sigue un proceso de cálculo secuencial y sencillo para el Diseño.

- Se debe tener especial cuidado para diseñar las estructuras necesarias para el tratamiento de aguas residuales, puesto que el costo para su construcción y conservación es elevado.

- En las lagunas de oxidación se debe evitar las llamadas “zonas muertas” que estancan y detienen el flujo y perjudican el proceso de tratamiento.



ANEXOS


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