control del sulfuro de hidrogeno en tuberias de aguas residuales
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Pag. Nº 1
CONTROL DEL SULFURO DE HIDRÓGENO EN LA TUBERÍA DE CONDUCCIÓN DE AGUA RESIDUAL A LA PLANTA DE SAN BARTOLO
1.- ANTECEDENTES Se ha construido la Planta de Tratamiento de agua residual en San Bartolo y
Huascar , que recibirá en conjunto un afluente de agua residual de 1.87 m3/s.
Proveniente del área de drenaje de Ate, Stgo. de Surco y La Molina. El flujo que
llegará a las Plantas es la proporción derivada en el punto B, del Colector
Circunvalación, el cual recibirá el proceso de Pre-tratamiento (interceptación de
basura y desarenado), cuya instalación esta ubicado en el área del Hipódromo
de Monterrico con frente a la Av. Olguín , próxima a la Av. El Derby. Esta
estación tiene la capacidad de tratar 3.70 m3/s de agua residual.
A partir del Punto B la tubería de conducción trabaja a tubo lleno, en una
extensión de 33 Km formando tres sifones invertidos. En la parte baja de los
sifones se ubica las estaciones de dosificación de oxigeno de alta pureza. Se
dosifica oxigeno con la finalidad de neutralizar el sulfuro de hidrogeno (H2S)
formado en la zona anaerobia (ubicado antes del punto de dosificación) y la
necesaria para satisfacer la demanda de la respiración de la población biológica
(después del punto de dosificación).
2.- OBJETIVO
En el informe se discutirá las alternativas para controlar la generación y emisión
del sulfuro de hidrogeno en la tubería de conducción de agua residual a la Planta
de San Bartolo.
Se tratará ampliamente los criterios de calculo de las dosis de reactivo que
resulte ser la mejor alternativa. Además se tratara ampliamente sobre las
propiedades del reactivo y sobre las medidas de seguridad para su manejo.
Se desarrollará el criterio de calculo de la remoción de la carga orgánica en la
tubería de conducción, con la finalidad de planear la operación en la planta de
San Bartolo y calcular el presupuesto operativo.
Se analizará además el costo de producción de oxigeno gaseoso en el lugar de
dosificación y su comparación con los costos del oxigeno liquido criogénico.
Pag. Nº 2
3. TUBERÍA DE CONDUCCIÓN DE AGUA RESIDUAL A SAN BARTOLO
La tubería de conducción tiene una longitud de 33Km y comprende tres grandes
sifones invertidos que trasladarán el desagüe desde la zona de Monterrico en el
distrito de surco hasta las pampas de San Bartolo en Lurín .
3.1 CAUDAL DE INGRESO Y CAUDAL DE SALIDA
Para colectar el caudal requerido de aguas residuales se eligieron puntos de
intercepción considerando el caudal futuro de aguas residuales en estos puntos
y la elevación de terreno. Estos puntos son el punto B sobre el colector
Circunvalación cerca del Parque Fundadores en Santiago de Surco y el Punto C
(no se ha construido) cerca del Hospital María Auxiliadora a lo largo del Colector
Villa María. El caudal futuro en los puntos A y C se estiman en 2.092 m3/s y
0.702 m3/s respectivamente en el año de diseño 2015.
Se proyecta, para el 2015 el volumen de las aguas servidas en el área de
drenaje de surco incrementara a un promedio diario de 9.92 m3/s y de no
concluirse la construcción de la infraestructura de la planta de Huascar, San
Juan y Pretratamiento Pto. C, se interceptará 2.67m3/s para ser tratado, de los
3.2 m3/s proyectado.
El efluente de las Plantas de tratamiento, se destinará para riego de área
recreacional (Parques Zonales) y agrícola
Pag. Nº 3
Tabla Nº 1 – CONDICIONES HIDRAULICAS
TUBERIA LONG.
(m)
TAMAÑO
(mm)
VELOC.
(m/s)
PRESION Max.
(Kg/cm2)
PERDIDA
(m)
Punto B a
punto C 6.102 1200 1.4 3.0 8.3
Punto C a PT
Huascar 10.012 1400 1.4 5.0 11.2
PT Huascar a
PT San
Bartolo
17.123 1400 1.1 6.9 11.6
3.2 UBICACIONES Y ALINEAMIENTOS
Punto A : ubicado dentro del hipódromo, en la esquina Sudeste entre La Av.
Olguín y la Av Derby, en este lugar se encuentra la estación de
pretratamiento (remoción de sólidos y arenas), como de tratamiento biológico
de gases de alcantarilla. cinco alcantarillas locales se unen al colector
circunvalación entre el punto A y el Pto. B.
Punto B : ubicada en el cruce de la Av. Jerónimo de Aliaga y Encalada cerca
del Parque Fundadores en Santiago de Surco. la estructura de derivación
propuesta se encuentra bajo tierra esta interceptará al colector circunvalación.
esta ubicación evita un canal de irrigación y un cruce profundo del colector
circunvalación.
Punto B a la Av. Valle hermoso : contiene un a gran variedad de desagües
grandes y pequeños, canales de irrigación y troncales de agua
AV. Valle Hermoso al pto C : El alineamiento sique la av. Agustin la Rosa
Lozano y Tirado y la AV. San Francisco
PUNTO C : Ubicarla en la berma central de la AV. San francisco entre la
calle Diego Ferre y Francisco Bolognesi.
Punto C a Huascar :para cruzar el hospital general María Auxiliadora, la
tubería fue ubicada en la AV. Alfonso Ugarte cruzando bajo la línea del tren
eléctrico y la AV. Pachacutec, fuera de los jardines del Hospital . continuando
por la AV. Miguel Iglesias luego se dobla al oeste por la av Manuel Pazos
Pag. Nº 4
luego al sur cruzando el parque desde la esquina de Manuel Pazos con
Alfonso Martinez en forma diagonal, continua hasta José Olaya donde voltea
al oeste hasta la Av. Cesar Canevaro hacia la Av. Mariano Pastor Sevilla. en
la esquina con Av. 1° de Mayo, continuando por el lado derecho de la Av.
Hasta llegar a los terrenos del Parque Zonal Huascar (N° 24) del Distrito de
Villa el Salvador.
PTAR. de Huascar a PTAR de S. Bartolo : toma la AV. Revolución hacia el
sur y vira hacia el este por la AV. María Reiche continúa por la AV. Lima
hacia el norte toma la derecha por la calle Saenz Peña y continua por la AV.
Zarumilla y la Palmas a 100 m. de la capilla Stsma Maestra y continua en
forma recta para cruzar el río Lurin, empalma con el jirón las Margaritas,
seguimos el alineamiento pasando por una estación de bombeo hasta llegar
a la granja Sta. Lucia; luego cruza por un abra llevando el alineamiento a una
cota inferior a 100mt, hasta llegar al área reservada para las PTAR San
Bartolo.
PTAR Sn. Bartolo Al río Lurín: El efluente a ser descargado al río Lurín
seguirá el alineamiento de unos caminos de tierra existente con rumbo oeste,
virando a la derecha luego a la izquierda y pasando por el costado del trébol
Arica con rumbo al norte siguiendo la carretera Panamericana Antigua , para
luego descargar en el río Lurín.
3.3 CAUDAL DE DISEÑO
La siguiente tabla muestra los caudales de diseño para las tuberías de
instalaciones de pretratamiento:
Tabla Nº 2 – CAUDALES EN LAS TUBERÍAS DE CONDUCCION
Planta / Tubería Caudal de diseño prom.
(m3/s) Caudal pico (m3/s)
Pretratamiento punto A 2.092 3.766
Punto B estructura de derivac. 1.623 (*)
Punto B al punto C 1.623 (*)
Pretrat. Punto C 0.588 (*)
Punto C a Huascar 2.211 (*)
Pag. Nº 5
Huascar a S. Bartolo 1.711 (*)
Huascar a parque 26 0.100 (*)
S.Bartolo a río Lurín 1.711 (*)
3.4 CRITERIO DE DISEÑO DE TUBERIA:
Para el diseño hidráulico de tuberías de gravedad fueron usados la formula de
Manning, y la ecuación de Hazen- Williams para las tuberías de presión. Un
valor de C de 130 para todas las tuberías de presión y un valor n de 0.013 para
tuberías de gravedad. Estos valores parecen ser razonables debido a los
grandes diámetros de las tuberías.
Donde; L = mts., Q = m3/s., D = mts.
3.5 DISEÑO DE LA TUBERIA
3.5.1 HIDRAULICA
El sistema de tuberías desde el pto B a San Bartolo es un sistema totalmente por
gravedad. No se requiere estaciones de bombeo. Parte del sistema por gravedad
es un sifón invertido, requiriendo una mayor elevación invertida a la entrada del
sifón que a la salida, la diferencia en elevación es usada para superar las
perdidas de fricción incrementada de una tubería llena para empujar el fluido a
través de la tubería. El sifón mas largo (17,123 m) cruza el río Lurín y tiene la
presión mas alta (6.9 kg/cm2).
A continuación se muestra la tabla del perfil hidráulico de la tubería de
conducción basado en el caudal de diseño.
Tabla Nº 3 – PERDIDAS DE CARGA EN TUBERÍAS DE CONDUCCION
Sección Flujo (m3/s)
Long. (m)
Díametro (mm)
Perdida en tubería
(m)
Perdida en codos
(m)
Total (m)
87.4
85.13 *10*31.1
D
LQh f
Pag. Nº 6
Punto B al C 1.623 6102 1200 8.03 0.35 8.38
Punto C a Huascar 2.211 10012 1400 11.06 0.32 11.38
Huascar a San Bartolo
1.711 17123 1400 11.77 0.43 12.20
Huascar a PQ26 0.100 5492 450 4.70 0.04 4.74
San Bartolo a río Lurin
1.711 ** 900
San Juan a Playa Venecia
1.00 5100 700 37.7 *
* Presión mantenida en la tubería: 30m (válvula de control de presión) **Por determinarse. Las presiones en los puntos de dosificación de oxigeno son las mostradas en el siguiente tabla:
Año 2002
Tramo L(m) Q (l/s) D(m) hf (m) cota P(m H2O) P(atm) P(bar)
B - P1 2950.00 1.12 1.20 1.96 144.00 113.00 29.04 2.80 2.77
C - P2 4500.00 1.12 1.40 1.41 132.60 80.00 51.19 4.94 4.88
H - P3 10314.00 1.12 1.40 3.24 117.20 39.00 74.96 7.24 7.15
Año 2015
Tramo L(m) Q (l/s) D(m) hf (m) cota P(m H2O) P(atm) P(bar)
B - P1 2950.00 1.62 1.20 3.88 144.00 113.00 27.12 2.62 2.59
C - P2 4500.00 2.21 1.40 4.97 132.60 80.00 47.63 4.60 4.54
H - P3 10314.00 1.71 1.40 7.09 117.20 39.00 71.11 6.87 6.78
Usando la información indicada en la tabla N° 3, los niveles de agua en la entrada y descarga son como siguen:
Sección Niveles de
aguas abajo Perdida(m)
Aguas arriba(m)
Actual (m)
Punto B al C 136.0 8.0 144.0 144.95
Punto C a Huascar 121.0 11.6 132.6 136.0
Pag. Nº 7
Huascar a San Bartolo 100.6 16.6 117.2 121.0
Huascar a PQ 26 109.0 5.5 114.5 114.0
San Bartolo a río Lurín *
* Por determinarse. Las mayores preocupaciones de un sifón son las mismas que las de una tubería
troncal (presión interna, carga externa, acceso, material, costo y tamaño). Sin
embargo con sifones de desagües invertidos, otros factores son de
preocupación. Estos factores incluyen aguas arriba y aguas abajo (desde el
punto mas bajo del sifón) la protección interior de la tubería contra el ataque del
ácido sulfúrico donde la tubería no esta llena, tamizado y desarenado del
desagüe antes de ingresar al sifón para reducir la deposición en el punto bajo del
sifón durante flujos bajos, tratamiento de malos olores en el sifón, liberación de
malos olores en los puntos altos a lo largo del sifón, tomas de aire en los puntos
altos a lo largo del sifón( para prevenir la ocurrencia de vacíos dentro de la
tubería) y la protección de juntas contra la corrosión por ácido sulfhídrico(H2S).
La disponibilidad de drenar y de limpiar el sifón ha sido considerado. Además del
drenaje de las tuberías en los puntos bajos a lo largo de la ruta, una laguna que
contendrá el desagüe drenado se ha construido en la ribera del río Lurín. La
tabla siguiente muestra las tuberías de drenaje y la laguna requerida para
proteger las tuberías.
Tabla Nº 4 – TUBERÍAS DE DRENAJE
Ruta Tubería de
drenaje /laguna número
Largo (m)
Diámetro (mm)
Volumen (m3)
B a C L1 857 300 -
C a Huascar L2 48 300 -
C a Huascar L3 51 300 -
C a Huascar L4 289 300 -
C a Huascar L5 84 300 -
Huascar a San Bartolo L6 16 300 -
Pag. Nº 8
Huascar a San Bartolo L7 90 300 -
Huascar a San Bartolo L8 900 300 -
Huascar a San Bartolo P1 - - 14750
Huascar a San Bartolo P2 - - 6450
El tiempo de retención dentro del sifón debe ser mínimo y no debe exceder de 2
horas sin reoxigenación, para reducir el H2S y satisfacer la demanda de la
respiración en biológica. Muchos otros punto bajos, los que no drenan trechos
largos de tubería, pueden ser drenados mediante la disposición de desagües a
camiones cisterna.
En los puntos altos en el intervalo de los sifones, se ha instalado válvulas de aire
y vacío, para descargar automáticamente el aire ó gas comprimido. Esto será
también abierto para hacer pasar aire dentro del sifón durante el drenaje de los
sifones para prevenir el colapso de la tubería. En prevención de eliminación de
gases mal olientes, por las válvulas de aire, en zonas urbana se ha instalado
canastillas de carbón activado para la adsorción. Los finales de los sifones son
buzones cubiertos de epóxico cerámico para permitir el acceso e intercambio de
aire. Así mismo se ha previsto la instalación de dispositivos de acceso como los
Te de visita / Te de Limpieza en el intervalo del sifón.
3.5.2 TUBERÍAS La tubería utilizada es de hierro fundido dúctil centrifugados de acuerdo a la
norma internacional ISO 2531-1991, fabricado por la Cía. Pont-A-Mousson S.A.,
se ha utilizado tuberías de junta automática ESTÁNDAR, cuyo anillo de junta es
de elastómero NBR(Natural Butadiene Rubber) y para las tuberías con bridas las
arandelas con alma metálica de junta son de elastómero EPDM(Etylene
Propilene Diene monomere)
Los tubos utilizados en la parte baja del sifón llevan revestimiento interior de
mortero cemento aluminoso resistente a la abrasión y sulfatos, aplicados por
centrifugación.
Los tubos utilizados en la parte alta del sifón tienen un revestimiento interno de
poliuretano de un espesor nominal de 2.5mm, El interior del enchufe del tubo y el
Pag. Nº 9
exterior del extremo de la espiga tienen un revestimiento de poliuretano de 150
micrones de espesor.
Los tubos están revestidos exteriormente de zinc metálico y la cantidad
depositada es de 200g/m2, además del zincado, los tubos están revestidos con
una pintura bituminosa, de 100 micrones de espesor. La protección
complementaria es con una manga de polietileno de color negro, que tiene un
espesor de 400 micrones.
4. TRANSFORMACIONES BIOLÓGICAS Y PROCESOS EN TUBERÍA DE
CONDUCCIÓN DE AGUA RESIDUAL 4.1 FORMACIÓN DE ACIDO SULFHIDRICO Las aguas de alcantarillas pueden contener ó formar ácido sulfhídrico y sulfuros
debido a las siguientes razones :
Descarga directa de las industrias conectadas a la red de alcantarillado
Descomposición de compuestos orgánicos que contienen sulfuros, como
ciertas proteínas.
Reducción bacterial de sulfato a sulfuro en conexión con una degradación
orgánica anaeróbica.
La ultima razón es la más influyente en la formación de ácido sulfhídrico en los
desagües.
Todos los sulfuros encontrados en los desagües, insolubles(FeS, FeS2, Zn S,
CoS, etc.) y solubles (S2-, HS-, H2S ) se encuentran en equilibrio.
X = Fe, Zn, Co, etc.
La proporción de ácido sulfhídrico se incrementa cuando disminuye el Ph(ver grafico N° 1). El olor a huevos podridos del ácido sulfhídrico es tema conocido; es un gas que
tiene las siguientes propiedades:
XSXS
HSHHSSH
22
2
2 2
Pag. Nº 10
Cuadro Nº 1 – Características del H2S
Incoloro Venenoso
Densidad 1.539 Kg/m3 (mayor que el aire) Inflamable
Soluble en agua Puede causar corrosión
Mal oliente aún en concentraciones muy bajas Puede causar explosión a una concentración de 4%
Grafico Nº 1 – Sulfuro Soluble Vs pH.
El ácido sulfhídrico se forma por degradación de la materia orgánica, bajo
condiciones anaeróbicas. Siempre y cuando exista oxigeno disuelto en el agua
residual, no habrá presencia de H2S.
Pag. Nº 11
Las bacterias consumen el oxigeno libre, para luego empezar a reducir los
componentes ricos en oxigeno, primero las que se encuentra formando los
nitratos(NO3), luego los sulfatos(SO4). Cuando se reducen los nitratos se
produce nitrógeno gaseoso, la formación de ácido sulfhídrico se produce cuando
los sulfatos son reducidos. Esto significa que después de la carencia de oxigeno(
condición anaeróbica) se produce la formación de ácido sulfhídrico (ver grafico.
N° 2).
bacterianuevaSHorgánicomaterialSO
bacterianuevaNorgánicomaterialNO
bacteria
bacteria
24
23
Grafico Nº 2 – Curvas de Concentración de O2, NO3, SO4, H2S
La formación del ácido sulfhídrico esta muy influenciada por la temperatura del
agua residual, DBO, Tiempo de retención. Un incremento de la temperatura de
10°C incrementa en tres veces el grado de reducción de sulfatos. Por lo tanto el
ácido sulfhídrico se forma a menudo en desagües con un tiempo de retención
alto.
4.1.1 Problemas causados por el sulfuro de hidrógeno (H2S)
Los problemas potenciales causados por el H2S son los siguientes:
Corrosión de estructuras y tuberías localizadas en los puntos donde el
desagüe en condiciones anaerobias es expuesto al aire.
Malos olores
Co
nce
ntr
acio
n
Distancia de recorrido de Desague
O2
NO3
SO4
H2S
Pag. Nº 12
4.1.2 Parámetros de control
Los parámetros más importantes en el control del ácido sulfhídrico son:
Oxigeno disuelto
Potencial Redox
Consumo de oxigeno
Oxigeno disuelto(OD)
El oxigeno disuelto es una medida del contenido de oxigeno en el agua residual.
Como sabemos, el agua mantendrá sus condiciones aeróbicas, mientras
mantenga un contenido de oxigeno, OD0 mg/l. Cuando el nivel de OD es de 0
mg/l las condiciones en el alcantarillado se convierten en anaeróbicas.
Grafico Nº 3 – Generación de H2S
Pag. Nº 13
Potencial Redox(E)
El potencial – Redox, E(mV), es una medida aproximada del equilibrio existente
entre las sustancias reductoras y oxidantes presentes, considerando la
composición de las aguas residuales. En el proceso de oxidación de los
compuestos orgánicos la bacteria consume en primer lugar los componentes con
mayor contenido de energía dando por lo tanto un alto potencial – redox.
Reacción Biológica Redox – Potencial a Ph 7 (mV)
Pag. Nº 14
OHO 22 +60 +300
23 NNO 0 +300
SHSO 24 -3000
Un Potencial positivo corresponde a condiciones oxidantes, mientras que uno
negativo lo es a condiciones reductoras. Las condiciones anaerobias se
caracterizan por potenciales redox negativos o ligeramente positivos.
Esto muestra que la reducción de sulfato a ácido sulfhídrico, no empieza hasta
que el potencial redox, ha decrecido debajo de 0 mV.
El valor del potencial redox se obtiene por la medida de la diferencia de potencial
que se desarrolla entre una semicélula constituida por un electrodo normal de
hidrógeno y la semicélula formada por la solución y un electrodo de platino.
Debido a que es difícil utilizar el electrodo de hidrógeno de referencia, se suele
sustituir por un electrodo de calomelano.
Las transformaciones que tienen lugar en el agua residual dependen de sí existe
oxigeno disuelto. En condiciones aerobias, numerosos compuestos orgánicos
pueden convertirse en otros más simples, dióxido de carbono y diversos
compuestos orgánicos oxidados. En condiciones anaerobias el dióxido de
carbono tiende a disminuir el pH., lo más probable es que los compuestos
orgánicos complejos del agua residual se transformen en dióxido de carbono,
metano, compuestos orgánicos más sencillos y ácidos. Tanto el dióxido de
carbono como los ácidos producidos tienden a disminuir el pH.
Oxidación de sulfuros
Oxidación bacteriana del sulfuro de hidrogeno a ión tiosulfato puede
representarse por:
El sulfuro que se difunde hacia el agua residual puede ser asimismo,
rápidamente oxidado a azufre elemental de acuerdo con la siguiente reacción:
OHOSHSO 2
2
2
1
2 22
Pag. Nº 15
4.1.3 Energía libres estándar de formación (ΔG) La energía libre estándar de formación se obtiene a partir de la medición de
constantes de equilibrio, como también es posible calcularla a partir de la
energía estándar molar(μ0) de los compuestos individuales, que viene a ser la
diferencia de la energía estándar molar de los productos y los reactantes. Se
asigna un valor de cero a la energía libre de los elementos, en su estado de
agregación estable, a 25°C y a 1Atm. de presión.
0
0)( g 0
0)( l 0
0)( S
4.1.4 Equilibrio entre gases ideales y fases condensadas puras Si las sustancias que participan en el equilibrio químico se encuentran en mas de
una fase, el equilibrio es heterogéneo. Si todas las sustancias se encuentran
presentes en una fase simple, el equilibrio es homogéneo. Si además de gases,
una reacción envuelve uno ó más líquidos ó sólidos puros, la expresión para la
constante de equilibrio se determina:
Considerando la reacción
)(2)()(2)(22
1LSgg OHSOSH
La condición de equilibrio es:
0)2
1(
222 eqOSHOHS
La condición de equilibrio será:
2/1
22
00 OSHRTLnG
0
)(
0
)(
00
)(
0
222 2
1gOHgSHOHsSG
0
)(sS =0 0
)(2 lOH =0
)(2)()(2)(22
1lsgg OHSOSH
Pag. Nº 16
7982.48892.76902.560 G Kcal/mol Reacción espontánea.
0=-48.7982-RTLnKP
RTLnK P
7982.48
Kmol
calR
0*987.1 KT 029827325
5.35298*987.1*303.2
1000*7982.48
PLogK
KP = 3.16*10-36
4.1.5 Requerimiento de oxigeno para la oxidación del sulfuro de hidrógeno
El requerimiento de oxigeno para la oxidación del H2S existente es calculado de
la ecuación estequeométrica: 2 mg/l de H 2S es oxidado por 1 mg/l de O2.
4.2 PROCESO Y TASA DE PRODUCCIÓN DE SULFUROS Pomeroy ha propuesto la siguiente relación empírica, para la predicción de la
tasa de producción de sulfuro, expresada en forma de flujo desde la capa
biológica:
sg = Tasa de producción de sulfuro de hidrogeno expresada
como flujo desde la capa biológica, gr/ m2.h
M = Coeficiente medido del flujo de sulfuro, m/h DBOE = Coef. De la DBO5 efectiva(Demanda biológica de oxigeno
a 5 días y 20 ºC), gr/m3
)(DBOEMsg
20
5 )07.1( TDBODBOE
OHSOSH 2222
1
Pag. Nº 17
1.07 = coef. de Temperatura
T = Temperatura
M = 1*10-3 m/h para alcantarillas a sección llena
M = 0.32*10-3 m/h, para circulación a sección parcialmente llena
Tasa de producción de sulfuro en alcantarillas a sección llena:
4.3 CRITERIOS PARA EL CALCULO DEL SULFURO DE HIDRÓGENO EN
LAS ALCANTARILLAS
1.Tasa de variación de la concentración de sulfuros en el elemento del agua
residual (hm
grrsg
*3 ), causada por la producción de estos en la película
biológica.
AL
PLr sgsg
)*
biológica( película laen
flujo,un como expresada sulfuros, de producción de Tasa
2 hm
gr
sg
20
5
3 )07.1(10*1 T
sg DBO
Pag. Nº 18
PL = superficie de difusión de los sulfuros
AL = Volumen del liquido hacia el que se difunden los sulfuros
P = Perímetro mojado
L = Longitud del elemento
A = Área de sección transversal
2.Tasa de variación de la concentración de sulfuros originada por la producción
de estos en el alcantarillado a tubo lleno.
Producción de Prod. de sulfuros Prod. De sulfur Sulfuro de hidrogeno = por la película + en el seno del Biológica liquido ó agua residual
(1+1.57R) = Factor para la producción de sulfuros en el seno del agua
residual R = A / P = D/4
1 RA
Pr sgsgsg
11 )57.11( RRRr sgsgsg
120
5
3120
5
3 )57.11()07.1(10)07.1(10 RRDBORDBOr TT
sg
)57.12()07.1(10 120
5
3 RRDBOr T
sg
11 )57.11( RRRr sgsgsg
Pag. Nº 19
Donde, s : concentración de H2S(mg/l)
DBO : Demanda bioquímica de oxigeno en el desagüe(mg/l)
T : temperatura(°C)
D : diámetro de la tubería(m)
5. PROCESOS BIOLÓGICOS EN TRATAMIENTO DE AGUAS
RESIDUALES 5.1 REACTOR BILOGICO CONTINUO EN TANQUE AGITADO Velocidad de consumo de sustrato:
Velocidad especifica de consumo de sustrato
)4
57.12()07.1(104 20
5
3 DDBO
Dr T
sg
D
DDBO
dt
ds T )393.02()07.1(004.0 20
5
V,
Se
XV,A Qo, So Qo, Se
V
SeSoQo
dt
ds )(
)()/(
)/(
*,
)(
*,
)()(
,
1)(
,
1
ddeMLVSSlmg
midadeDBOconsulmg
ThaXv
SeSoq
ThaXv
SeSo
dt
ds
aXvdt
ds
aXvq
Pag. Nº 20
suponiendo que el consumo de sustrato sigue la cinética de primer orden
kSeThaXv
SeSoq
)*,(
)(
La ecuación anterior indica que la velocidad específica de consumo de sustrato
es proporcional a la concentración de sustrato (cinética de primer orden)
5.2 COMPARACIÒN DEL RENDIMIENTO EN EL CONSUMO DE LA DBO
EN LOS REACTORES DE FLUJO PISTON Y REACTOR DE FLUJO CONTINUO EN TANQUE AGITADO
Normalmente se utiliza la cinética de reacción de primer orden para describir un
comportamiento del reactor biológico en continuo, la comparación se hará
suponiendo que el consumo de la DBO sigue ese mecanismo.
El rendimiento en el consumo de la DBO para los reactores, puede hacerse
comparando los tiempos de residencia requeridos ( Th ) para cada uno de estos
modelos de reactor, con el objeto de alcanzar la reducción de la concentración
de DBO en el afluente(So) hasta un valor especificado (Se) para el efluente.
A continuación se deducen las expresiones de Th =f( So,Se) para ambos
reactores.
1.- Th para el reactor de flujo continuo en tanque agitado
aXv
Kk
ThaXv
SeSoKSe
aXvq
KSedt
ds
,
)*,(
)()
,
1(
KSedt
ds
dtds
SeSoTh
)/(
)(
1
1)(
Se
So
kTh
KSe
SeSo
Pag. Nº 21
2.-Th para el reactor de flujo pistón
KSdt
ds
v
dxdt
dt
dxv
KS
dsdt
A
QovAvQo *
KS
ds
Qo
Adx
Se
So
lx
xKS
ds
Qo
Adx
0
Se
SoLn
KL
Qo
A 1 Se
SLn
KTh 01
Qo
Adxt
x=L
Qo
A
Qo
x dx
So S S - dS Se
Pag. Nº 22
5.3 PARAMETROS BIOCINETICOS EN UN REACTOR BILOGICO AEROBIO
5.3.1 METABOLISMO CELULAR Parte del sustrato , después de haber sido consumido como alimento por los
microorganismos, se utiliza para sintetizar nuevas células de microorganismos,
lo que conduce a un aumento de la biomasa, esta síntesis corresponde a la fase
de síntesis. Para el caso de la lactosa. Esta síntesis corresponde a:
Peso Molecular: 150 113(MLVSS)
5.3.2 METABOLISMO ENERGETICO
El sustrato que no ha sido utilizado para la síntesis celular , se oxida siendo los
productos finales fundamentalmente CO2 y H2O.
2.-Metabolismo energético Oxidación del sustrato para proporcionar la energía de mantenimiento.
Productos finales: CO2 ,H2O , ,N2 , P..
Productos Finales : CO2, H2O ,NH3 , P Productos no biodegradables
Nuevas células
Sustrato (ej. Lactosa)
Fase de respiración endógena
Suministro de la energía de mantenimiento cuando el sustrato se agota
1.-Célula / metabolismo Fase de síntesis
Parámetros de diseño
yy_
,
Parámetros de diseño Kd, b
Parámetros de diseño: a
27525 NOHCOCH SINTESIS
Pag. Nº 23
a) Oxidación del sustrato( caso de la lactosa)
Peso Molecular: 30 32
b) Fase de respiración endógena: Bajo estas condiciones se oxida materia
celular para satisfacer las necesidades energéticas y de mantenimiento, en
consecuencia la cantidad de biomasa se reducirá. suponiendo como formula
química de los VSS, C5H7NO2, la oxidación celular correspondiente a la
respiración endógena viene dada por:
OHNHONOHC 232275 25
Pesos moleculares: 113 160
En general en la degradación aeróbica de los sustratos orgánicos,
aproximadamente los 2/3 del sustrato consumido se oxidan para satisfacer las
necesidades energéticas mientras que 1/3 se convierte en biomasa.
5.3.4 DEFINICIÓN DEL PARÁMETROS DEL METABOLISMO CELULAR
1.- Parámetro
Y
Fracción de sustrato consumido que se utiliza para la síntesis celular 35.0(
Y
en el ejemplo de la lactosa)
Y
= Kg de sustrato consumido utilizado para la síntesis / Kg de sustrato total
consumido.
= Kg DBO consumida para síntesis / Kg DBO Total consumida.
OHCOOOCH 2222
Pag. Nº 24
= Kg DQO consumida para síntesis / Kg DQO Total consumida
= Kg DTeO consumida para síntesis / Kg DTeO Total consumida
2.- Parámetro Y
Representa la producción de lodo biológico por kilogramo de sustrato total consumido
Y Kg de MLVSS producidos / Kg de sustrato total consumido
La relación entre
YY , para el ejemplo de la lactosa es:
YY (113/150)
Y =Y (150/113)
5.3.5 DEFINICIÓN DEL PARÁMETRO a (METABOLISMO ENERGÉTICO
MEDIANTE OXIDACIÓN DEL SUSTRATO) Fracción del sustrato consumido utilizado para la producción de energía
mediante la oxidación del sustrato (a = 0.65 en el ejemplo de la lactosa)
Ya0.1 Para el ejemplo de la Lactosa:
0.1)113/150( aY
a = Kg de sustrato consumido utilizado para el metabolismo energético / Kg de
sustrato total consumido
= Kg DBO consumida para metabolismo energético / Kg DBO Total
consumida.
= Kg DQO consumida para metabolismo energético / Kg DQO Total
consumida
Pag. Nº 25
= Kg DTeO consumida para metabolismo energético / Kg DTeO Total
consumida
5.3.6 DERIVACIÓN DEL FACTOR 1.42
El factor 1.42 es de aplicación de a todos los sustratos, siempre y cuando se
tome C5H7NO2 como formula empírica media de los vss. considerando el ejemplo
de la lactosa:
OHCOOOCH 2222 555)(5
Peso molecular:150 160
275
sin
2 )(5 NOHCOCH tesis
Peso molecular: 150 113
(150/30)(32/30)=1.42
[5(30)]/113 * 32/30=1.42
5*M/113 * 32/M=(5*32)/113=1.42
5.3.7 PARÁMETROS DE DISEÑO CORRESPONDIENTE A LA
RESPIRACIÓN ENDOGENA
Suponiendo que la fórmula química de los VSS es C5H7NO2, la oxidación de las
células correspondiente a la respiración endógena viene dada:
OHNHCOONOHC 2322275 255
1.- Definición del Parámetro Kd ( Tiempo-1)
Pag. Nº 26
se define como la fracción de VSS por unidad de tiempo oxidada durante el
proceso de respiración endógena .
Kd = Kg VSS oxidados / (d)(Kg VSS en el reactor)
Kg / (d) de VSS oxidados = Kd (Kg VSS en el reactor)
(Respiración endógena)
Los VSS presentes en el reactor continuo en cualquier momento, suponiendo la
operación en régimen estacionario:
Kg VSS en el reactor = Xv,a V
Kg/d de VSS oxidado = Kd Xv,a V
Respiración endógena
2.- Definición del parámetro b (Tiempo-1)
Se define como los kilogramos de oxigeno utilizado por día por kilogramo de
VSS en el reactor en el proceso de respiración endógena:
KgdKgOb )(/(2 VSS en el reactor)
KgbdKgO ()/(2 VSS en el reactor)
Respiración endógena
bdKgO )/(2 Xv,a V
Respiración endógena
Suponiendo que la formula empírica de VSS es C5H7NO2, obteniéndose la
relación :
KgKgOKb d // 2 VSS oxidado
Pag. Nº 27
42.1/ dKb
Por consiguiente se consumen 1.42 Kg de oxigeno para oxidar 1Kg de VSS.
5.3.8 BALANCE DE MATERIA PARA DETERMINAR EL CONSUMO DE
OXIGENO
Se requiere oxigeno con dos fines:
1.-Oxidar el sustrato con el objeto de proporcionar energía a las células y 2.-En
el proceso de respiración endógena.
1.-Oxigeno requerido para oxidar el sustrato
0002 )(/ QaSQSSadKgO re
(Oxidación del sustrato)
Sr = So – Se = sustrato total consumido.
Si:
DBOa Kg O2( en la oxidación de sustrato) / (Kg DBO total consumida)
Sr = mg / l de DBO consumida.
Qo = m3 / s
Entonces:
Kg O2/d = 86.4 a Sr Qo
Para energía.
2.- Oxigeno requerido en la respiración endógena
Si:
))(/(2 KgVSSdKgOb
Pag. Nº 28
lmgX av /, de VSS
V = volumen del reactor en m3
Entonces:
Kg O2 / d = b Xv,a V * 10-3
Respiración endógena
En resumen: El consumo total de oxigeno viene dado por
dKgO /2 dKgO /2 + dKgO /2
Para la oxidación de sustrato Respiración endógena
VbXQaSVbXQSSadKgO aVraVe ,0,002 )(/
5.3.9 BALANCE DE MATERIA PARA LA DETERMINACIÓN DE LA
PRODUCCIÓN NETA DE BIOMASA(VSS)
1.- Biomasa producida por consumo de sustrato
Kg / d de VSS producido = Y(So – Se)Qo = Y Sr Qo
Si:
Y = Kg de VSS producidos / Kg de DBO total consumida
Sr = mg / l de DBO consumida
Qo = m3 /s
Entonces: Kg / d de VSS producido = 86.4 Y Sr Qo
2.-biomasa perdida por la respiración endógena
Kg /d de SSV oxidado = Kd Xv,Av
Pag. Nº 29
Respiración endógena
Si:
Kd = Kg VSS oxidado / (d)(Kg VSS)
Xv,a = mg / l de VSS en el reactor
V = volumen del reactor m3
Entonces:
Kg VSS oxidado / d = Kd Xv,a V 10-3
En resumen:
Kg VSS / d = Kg /d de VSS producido – Kg de VSS oxidado
(producción neta) (respiración endógena)
ó
Kg VSS / d = Xv = Y(So – Se)Qo – Xv,a V = YsrQo – Kd Xv,a V
6. DIMENSIONAMIENTO DE DOS LAGUNAS AIREADAS
MECÁNICAMENTE EN SERIE: MEZCLA COMPLETA Y MEZCLA PARCIAL
Afluente Efluente Q,S0 Q, S1, XV, a(1) Q,S1 ,XV,a(1) Q,Se, XV,a(2) Q,Se, XV,a(2)
Laguna aerobia Laguna facultativa
eaV
e
d
TSkX
SS
kYkSt
)2(,
1
1
1
01
)( )2(,
2
11
eAVd
T
SkXkYkS
Yk
dS
dt
Pag. Nº 30
Con esta ecuación se determina la concentración media de la DBO5 (S1), a partir
de ahí estimar los tiempos de detención t1, t2 de las lagunas aerobias con mezcla
completa y facultativa.
6.1. LAGUNAS AIREADAS DE MEZCLA COMPLETA.
Se dimensiona de acuerdo con la ecuación:
de kYkSt
11
Tiempo de detención en LAMC (días)
tk
SSYX
d
eav
1
)( 0)1(,
SSV de la laguna y del efluente(mg/l)
)1(,
/ 54.0 avee XSS Concentración real de la DBO5 en el
efluente(mg/l)
100*0
/
0
S
SSE e Reducción real de la DBO5 en el
efluente(mg/l)
1*tQV med Volumen de la laguna(m3)
VbXQSSaO avmede )1(,02 )( Oxigeno necesario(kg/día)
6.2. LAGUNAS AIREADAS DE MEZCLA PARCIAL (FACULTATIVAS).
Se dimensionan con la ecuación:
eav
e
SkX
SSt
,
02
Tiempo de detención en laguna aireada
facultativa(días)
5.0
)2(,
1
Y
SX
Yk
kS
eaVd
Pag. Nº 31
)2(,)1(,1 avavn XXSX Sólidos totales en el efluente del sistema(mg/l)
1
)1(,
1)(, )(X
XXX
av
nnav Concentración de SSV en el efluente(mg/l)
)(85.0 )(,
/
navee XSS Conc. Real de DBO en el efluente del sistema
medQSSBO )( 212 Oxigeno necesario Kg/día
t = tiempo de detención de la laguna aireada facultativa, en días
k = tasa constante de primer orden de remoción del sustrato, l/mg.día.
Xv,a = concentración de sólidos suspendidos volátiles(SSVTA) en la
masa líquida de la laguna, en mg/l
S0 = concentración de la materia biodegradable en el afluente(DBO5,
DQO, COT), en mg/l.
Se = concentración de materia biodegradable en el efluente (DBO5,
DQO, COT), en mg/l.
Y = coeficiente de producción de lodos, en Kg SSVTA/Kg DBO5.
Kd = tasa constante relativa a la respiración endógena, día-1
S0 , Se = Conc. De la materia biodegradable(DBO5 )en el afluente y
efluente(mg/l)
Sn = Conc. de sólidos suspendidos no biodegradables en el
sistema(mg/l)
S/e = conc. real de DBO5 en el efluente del sistema.
B = Coef. Relativo a la cant. De oxigeno requerida para los sólidos
sedimentados en el fondo de la laguna aireada facultativa.
7. TRANSFERENCIA DE OXIGENO POR AIREADORES SUPERFICIALES La tasa de transferencia de oxigeno en el campo, N, es dada por la ecuación:
20
0 024.1* T
St
LSW
C
CCNN
Pag. Nº 32
N= Tasa de transferencia de oxigeno en el campo, Kg o2 /Kw.h
N 0= Tasa de transferencia de oxigeno mediante prueba en condiciones
estándar, a 20°C, y oxigeno disuelto igual a cero, varía entre 1.5 y 2.0, Kg o2
/Kw.h.
CSW = concentración de saturación del oxigeno en el agua pura a una
Temperatura dada, en mg/l.
CL = Concentración de oxigeno disuelto en las lagunas, varía de 0.5 a 2.0 mg/l
CSt = Concentración de saturación del oxigeno en el agua pura en condiciones
standard, en prueba de aireadores a 20°C y nmm, 9.17 mg/l.
T = Temperatura media anual.
pura agua elen O de ncia transferede Tasa
Residuales aguasen O de ncia transferede Tasa
2
2
Según Mara(1976), =0.7 para aguas residuales domésticas
pura agua elen Oión concentrac la de Saturación
residuales aguas lasen Oión concentrac la de Saturación
2
2
Según Mara (1976), = 0.9 para aguas residuales domésticas
Corrección de la concentración de saturación en el agua pura, Csw , a una
determinada temperatura, que debe hacerse en función de la altitud.
P
PPCC A
SWSW760
/
´
PA = Presión barométrica, en mm Hg.
P = Presión de vapor de agua saturada a temperatura de las aguas residuales,
en mm de Hg.
Pag. Nº 33
Potencia Total necesaria( Kw ):
N
OPt
24
10* 3
2
Potencia unitaria de aireación( W/m3 ):
V
PP t
t
310*
8. CRITERIOS PARA EL CALCULO DE LA DEMANDA DE OXIGENO EN
TUBERÍA DE CONDUCCIÓN A TUBO LLENO.
Esta basado en los estudios realizados por A. C. Boon, C. F. Skellett, S.
Newcombe, J. G. Jones y C. F. Foster ( Centro de Investigación del Agua,
Stevenage).
Los estudios se realizaron en la tubería de impulsión de desagüe de la ciudad de
Bath. El desagüe de la ciudad de Bath, fluye bajo gravedad a través del sistema
de alcantarillado a la estación central de bombeo de Twerton y desde allí por una
distancia de 8.16 Km. , 0.75 m de diámetro de tubería de impulsión, para su
tratamiento en una Planta de Filtro biológico en Saltford.
Los ensayos de estudio permiten determinar, que el equipo de inyección de
oxigeno sería un inyector de boquilla fina y las velocidades de flujo en la tubería
por debajo de 0.60 m/s, daría lugar a la estratificación de la concentración de
oxigeno, velocidades alrededor ó mayores de 1 m/s son las que garantizan la
mezcla homogénea de oxigeno en la tubería de conducción y esto es coherente
Pag. Nº 34
dado que se encuentra dentro de un régimen de flujo turbulento y que la
distribución de velocidades en la sección de la tubería es mas homogénea en
flujo turbulento que en flujo laminar.
8.1 DEMANDA DE OXIGENO POR LA PELÍCULA BIOLÓGICA ADHERIDA
A LA PARED INTERNA DE LA TUBERÍA (C1O = mg/l)
Boon sugiere que el desagüe aerobio en la tubería de conducción puede ser
considerado como un tratamiento de filtro biológico sumergido. La tasa total de
oxigeno disuelto del agua residual, tomado por la película biológica es en
promedio de 12 mg/l*h ó de 700 mg/m2*h a 15°C.
hm
mgC O
*
7001
22
para el tramo de tubería y flujo de agua residual se tiene2
1OC (mg/l):
15)072.1(7.012
T
OQ
DLC
8.2 DEMANDA DE OXIGENO POR LA POBLACIÓN BIOLÓGICA
SUSPENDIDA EN EL AGUA RESIDUAL A 15 °C (C 2 O = mg / l )
Pomeroy y Parkhurst, han mostrado que la tasa de oxigeno tomada por la
población biológica es baja para desagüe fresco, el cual se incrementa cuando el
desagüe es guardado por muchas horas, bajo condiciones anaeróbicas, siendo
tan alto como 8.5 mg/l*h, luego declina, como el descenso de la concentración
de la materia orgánica en el desagüe. La tasa de oxigeno tomado por la
población microbiológica del desagüe fresco (periodo de retención máximo de 2
horas) se encuentra dentro de 2 a 6 mg/l*h, para el éxito del tratamiento es
importante que la tasa tomada de oxigeno sea razonablemente alta.
Pag. Nº 35
Tabla Nº 5 - Cambio en la tasa de consumo de oxigeno con el tiempo, en
muestras aireadas de agua residual en el laboratorio
Grafico Nº 5
(Tomadas por Pomeroy y Parkhurst)
Tiempo de retención Tasa de consumo de OD Tasa de consumo de OD
h mg/l.h (curva 1) mg/l.h (curva 2)
0 0.94 4.38
4 4.06 7.19
8 7.81 8.44
12 7.81 6.56
16 5.94 4.69
20 3.13 3.13
24 2.19 2.19
CAMBIO EN LA TASA DE CONSUMO DE OXIGENO DE AGUA RESIDUAL
AEREADA EN EL LABORATORIO
0
2
4
6
8
10
0 4 8 12 16 20 24
TIEMPO DE RETENCION (h)
TA
SA
DE
CO
NS
UM
O D
E
OX
IGE
NO
(m
g/l
.h) Curva 1
Curva 2
Pag. Nº 36
hl
mgOC O
*
62 2
2
Para el tramo de tubería y flujo de agua residual se tiene2
2OC (mg/l) :
Q
LDC T
O4
)072.1(622
15
2
15)072.1( T = Factor de corrección de temperatura( T= temperatura en
°C)
D = Diámetro de la tubería en metros
L = Longitud de tubería en metros
Q = Caudal en m3/h
Por consiguiente la demanda de oxigeno total por la masa biológica es:
DesagûeOOO ODCCCT 22112
2OCT =15)072.1(
4
8.2 T
Q
DL+ Desagûe
T ODQ
LD
152
)072.1(4
6
2OCT = Desagûe
TT ODDQ
LD
Q
LD
152
152
)072.1(4
8.2)072.1(
4
6
Desagûe
T
O ODQ
LD
DCT
15
2
)072.1(4
)8.2
6(2
152
)072.1(4
62
2
T
OQ
LDC
Pag. Nº 37
9. CAMBIOS DE LA DBO, EN TUBERÍA DE CONDUCCIÓN DE AGUA
RESIDUAL, POR LA INYECCIÓN DE OXIGENO DE ALTA PUREZA ( GAS LICUADO)
Los ensayos de campo en una tubería de conducción de agua residual con la
finalidad de investigar el uso del oxigeno de alta pureza en el tratamiento del
desagüe de transito (desagüe crudo) y estancado(Tratamiento en procesos
biológicos subsecuentes como lodos activados, Lagunas aireadas, etc.) fue
realizado y los resultados se muestran en la tabla 6.
Los cambios en DBO registrados en las muestras de desagüe se encuentran
resumidos en la tabla 6, los resultados del desagüe crudo muestra una
considerable baja reducción en la DBO, que la muestra estancada, una posible
explicación tomada en consideración es, que al inicio de la tubería de
conducción los microorganismos están respirando en una tasa ilimitada por la
concentración de sustratos, mientras que en la misma muestra de desagüe al
final de la tubería de conducción los microorganismos están respirando a una
baja tasa, como consecuencia de la baja concentración de sustratos.
La reducción realizada en la DBO, de los desagües en la tubería de
conducción(desagüe crudo), es de 13 y 5 mg/l a la temperatura de 21 y 13°C
respectivamente, para la inyección de oxigeno de 35.43 y 33.77 mg/l el cual da
una relación de 0.5 y 0.13 mg de DBO / mg de O2 a 21 °C y 13 °C
respectivamente ( ver cuadro 7), por consiguiente la reducción de la DBO a
cualquier temperatura, es calculada mediante la siguiente ecuación:
21
2
)072.1(5.0*Re2
T
OmgO
mgDBOCTducciónDBO
donde: CTO2 =consumo total de oxigeno por la película biológica y masa
biológica en suspensión mg O2/l
T= Temperatura en °C
Pag. Nº 38
La reducción realizada en la DBO de los desagües estancados es lo mas
significativo desde, que en el se determina la efectividad de los tratamientos
biológicos subsecuentes( lagunas aireadas, filtros biológicos, etc). Muestras
tomadas durante el periodo de monitoreo( sin la inyección de oxigeno), muestra
un promedio de reducción de la DBO de 30 kg/h (19mg/l) solo en la parte que es
contabilizado la presencia de oxigeno equivalente a una tasa de 5 Kg/h. La
inyección de oxigeno incrementa la eliminación de la DBO en un promedio de
107 Kg/h y 67 Kg/h a la temperatura de 21 y 13°C respectivamente, restando la
eliminación de la DBO en el periodo de monitoreo se tiene que la reducción de la
DBO es de 77 y 37 Kg/h ó su equivalente en mg/l, para la temperatura de 21 y
13°C respectivamente, el cual corresponde para la inyección de oxigeno en las
tasas de 54 y 51 Kg/h. El cual da una relación de 1.43 a 0.73 mg de DBO / mg
de O2 a la temperatura de 21 y 13 °C respectivamente.
Pag. Nº 39
Tabla Nº 7 - Desagüe crudo
Tabla 6. Tratamiento de desagüe en la tubería de impulsión, promedio de las condiciones de
Operación rendimiento
Operación Rendimiento
Periodo Muestra
analizada
N° muestras
analizadas
flujo (m3/h)
Tasa de inyección
de oxigeno (Kg/h)
Temperatura °C
Cambio en DBO del desagüe
a través de la tubería
Estación de
bombeo
Planta de tratamiento
mg/lt % Kg/h
Muestreado 15/3/75 - 16/6/75
Desagüe crudo
26 1373 0 14 14 3 1 3
desagüe estancado
Inyección 13/6/75 - 16/9/75
Desagüe crudo
23 1524 54 21 21 -13 -6 -21
Desagüe estancado
-70 -23 -107
Muestreado 11/9/75 - 16/12/75
Desagüe crudo
24 1640 0 14 14 3 1 4
desagüe estancado
-19 -9 -30
Inyección 17/11/75 -
16/3/76
Desagüe crudo
17 1510 51 13 13 -5 -13 -11
Desagüe estancado
-39 -14 -67
" + el valor representa que no hay disminución." "- el valor representa disminución"
T °C D (m) L(m) Q(m3/h) cons. De O2 cambio DBO cambio DBO
mg DBO/ mg O2 Kg/h mg/l mg/l Kg/h
21 0.75 8160 1524 54 35.43 13.00 21.00 0.50
13 0.75 8160 1510 51 33.77 5.00 11.00 0.13
Pag. Nº 40
10. SOLUBILIDAD DEL OXIGENO Para definir el factor de solubilidad de un gas en agua, se necesita indicar
generalmente la temperatura, la presión parcial de equilibrio del gas soluto en la
fase gaseosa y la concentración del gas soluto en la fase líquida. (En realidad
debiera establecerse la presión total del sistema al igual que la presión parcial
del soluto, pero cuando la presión total solo es de unas pocas atmósferas, casi 5,
puede considerarse, independientemente de la presión total, la solubilidad para
una particular presión parcial del gas soluto). Este procedimiento de establecer la
temperatura, presión parcial del gas soluto en la fase gas y la concentración del
soluto en la fase líquida se emplea para sistemas en que no se verifica la Ley de
Henry.
Si se verifica la ley de Henry, se define la solubilidad dando la temperatura y la
constante, H, de dicha ley, en la que:
H= pa / xa = atm./ fracción molar del soluto en la solución.
La ley de Henry se verifica muy bien para muchos gases cuando la presión
parcial del soluto no excede de 1 atm. Para presiones parciales del gas soluto
mayores que 1 atm., H raramente es independiente de la presión parcial de
dicho soluto, y solo puede utilizarse un valor dado de H sobre un intervalo
estrecho de la presión parcial. Para definir la solubilidad del gas a estas
temperaturas más altas, hay que especificar la presión parcial del gas soluto así
Tabla Nº 8 - Desagüe estancado
T °C
D (m)
L(m)
Q(m3/h)
cons. De O2 cambio DBO cambio DBO mg DBO/ mg O2
Kg/h mg/l mg/l Kg/h
21 0.75 8160 1524 54 35.43 50.52 77.00 1.43
14 0.75 8160 1640 5 5.00 19.00 30.00
13 0.75 8160 1510 51 33.77 24.50 37.00 0.73
Pag. Nº 41
como la temperatura y el valor de H. En la tablas siguientes, si no se especifica
la presión parcial del gas soluto, solo podrán utilizarse con seguridad los valores
de H para presiones del gas soluto que no sean mayores de 1atm. Cuando se da
la presión parcial del gas soluto, podrán emplearse los valores de H no mayores
de alrededor de una atmósfera por encima y por debajo de la presión parcial
establecida.
Tabla Nº 9 – Constante de Henry - Hasta 1 Atm.
Tabla Nº 10 – Constante de Henry - Mayores a 1 Atm.
Presión P. H*104
mm de Hg. 23°C 25.9°C
800 4.79
900 4.58
2000 4.59 4.8
3000 4.6 4.83
4000 4.68 4.88
5000 4.73 4.92
6000 4.8 4.98
7000 4.88 5.05
8150 4.98
8200 5.16
Presión parcial hasta 1 Atm.
T °C H*104
0 2.55
5 2.91
10 3.27
15 3.64
20 4.01
25 4.38
30 4.75
35 5.07
40 5.35
Pag. Nº 42
1. La concentración de saturación del oxigeno de alta pureza (99.5%) en
mg/l en agua a la presión de 1atm. y 25°C de temperatura.
De acuerdo a la ley de presiones parciales de Dalton la presión ejercida por un
componente de una mezcla de gases es igual al producto de la presión total y el
porcentaje de volumen del componente en la mezcla.
atmatmVPP TO
995.0%5.99*1%*
Para la presión parcial de 1atm. y temperatura de 25°C de la tabla N° 9,
tenemos H=4.38*104
De la ley de Henry: 4
40 10*227.010*38.4
995.0
H
X P
Peso de un litro de agua: 1000gr
Número de moles de agua: mol
grn OH 6.55
18
10002
Número de moles de oxigeno: O
OHO
o
oOH
o
OX
nXn
nn
nX
1
* 2
2
4
4
4
10*63.1210*227.01
6.55*10*227.0
on
Peso de oxigeno en un volumen de un litro:
l
mgMnW
M
Wn oo 42.401000*32*10*63.12* 4
Pag. Nº 43
2. La concentración de saturación del oxigeno de alta pureza(99.5%) en
mg/l en agua a la presión de 2 atm. y 25°C de temperatura( El
Procedimiento de calculo para mayores presiones y temperaturas será
semejante al que se muestra)
Hg de mm 1512.4 760*1.99 oP-
De la tabla N° 10, por doble interpolación, el valor de H para las diferentes
presiones parciales y temperatura de 25°C, tenemos:
Presión T. Presión T. Presión P. H*104
Atm.. mm de Hg. mm de Hg. 23°C 25°C 25.9°C
1 760 756.2 4.38
800 4.79
900 4.58
2 1520 1512.40 4.5856 4.7306 4.7959
2000 4.59 4.7348 4.80
3 2280 2268.60 4.5927 4.7448 4.8133
3000 4.60 4.7586 4.83
4 3040 3024.80 4.6020 4.7601 4.8312
5 3800 3781.00 4.66248 4.8049 4.86905
4000 4.68 4.8179 4.88
6 4560 4537.20 4.7069 4.8405 4.9007
5000 4.73 4.8610 4.92
7 5320 5293.40 4.7505 4.8824 4.9417
6000 4.80 4.9241 4.98
8 6080 6049.60 4.8040 4.9320 4.9897
7000 4.88 4.9972 5.05
atmatmatmVPo TP 199.1%5.99*2%*
Pag. Nº 44
De la tabla anterior para La presión parcial de 1.99 Atm. ó 1512.4 mm Hg. y 25
°C, El valor de H es 4.7959*104. La fracción molar del oxigeno disuelto es:
4
410*42.0
10*7306.4
99.1
H
X PO
El numero de moles de oxigeno disuelto es:
442 10*38.236.55*10*42.01
*
O
OHOo
X
nXn
Peso de oxigeno en un volumen de un litro:
l
mgMnW
M
Wn oo 84.741000*32*10*38.23* 4
Tabla Nº 11- Solubilidad del Oxigeno
P. Total Atm.
P. Total mm Hg.
P. Parcial O2 mmHg
25°C
H*104 X*10-4 no*10-4 C mg/l
1 760 756.20 4.38 0.2272 12.6306 40.42
2 1520 1512.40 4.7306 0.4207 23.3888 74.84
3 2280 2268.60 4.7448 0.6291 34.9785 111.93
4 3040 3024.80 4.7601 0.8361 46.4882 148.76
5 3800 3781.00 4.8049 1.0354 57.5678 184.22
6 4560 4537.20 4.8405 1.2333 68.5737 219.44
7 5320 5293.40 4.8824 1.4266 79.3170 253.81
8 6080 6049.60 4.9320 1.6139 89.7349 287.15
Pag. Nº 45
Grafico Nº 6 - EFECTO DE LA PRESIÓN EN LA SOLUBILIDAD DEL OXIGENO DE GAS LICUADO A 25ºC
Grafico Nº 7 – EFECTO DE LA PRESIÓN EN LA SOLUBILIDAD DEL OXIGENO DE GAS LICUADO A 30ºC
020406080
100120140160180200220240260280300
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Presión(Atm)
So
lub
ilid
ad
(mg
/l)
020406080
100120140160180200220240260280300
0 1 2 3 4 5 6 7 8
Presión(Atm)
So
lub
ilid
ad
(mg
/l)
Pag. Nº 46
PROPIEDADES FISICO - QUÍMICAS DEL OXIGENO
Peso molecular 32
Volumen Especifico, 21°C,1 atm 0.7556 m3/Kg(12.1pie3/lb)
Punto de ebullición a 1atm -183°C(-297.4°F)
Punto de congelamiento a 1atm -218.4°C(-361.1°F)
Gravedad especifica(aire=1) 1.1053
Gravedad Especifica, liquido a Temp. ebullición 1.14
Densidad, gas, 20°C, 1atm 1.429 gr/l
Temperatura Crítica -118.4°C(-181.1°F)
Presión Crítica 736.5 P.S.I.A(50.1 atm)
Densidad Crítica 0.41gr/cc
Calor Latente de vaporización a Temp. ebullición 51.0 Cal/gr
Calor Latente de fusión a Temp. fusión 3.3 Cal/gr
Calor especifico, gas, Cp, 15°C, 1atm 0.2177 cal/gr.°C
Calor especifico, gas, Cv, 15°C, 1atm 0.1554 cal/gr.°C
Razón de calor especifico, Cp/Cv, 15°C, 1atm 1.401
Conductividad térmica, gas, a 32°F 0.0142BTU/(hr).(pie2).(°F/pie)
Viscosidad, gas, 20°C 0.206 Centipoise
Solubilidad en agua a 32°F 1volumen/32 volumenes
Pag. Nº 47
11. DETERMINACIÒN DEL CAUDAL Y CARACTERISTICAS FISICO, QUIMICAS Y BIOLOGICAS DEL COLECTOR CIRCUNVALACIÒN
11.1 PRIMER AFORO DEL COLECTOR CIRCUNVALACION Ø 1300 mm – Tabla 12 Ubicación: Av. Geronimo de Aliaga - Parque - Punto de Derivación "B" - Stgo. Surco Fecha: 11 y 12/12/2000
Pendiente Colector: 0.01766 n (Manning): 0.013
Tiempo Nivel (cm) Caudal (m3/s) Tiempo Nivel (cm) Caudal (m3/s) Tiempo Nivel (cm) Caudal (m3/s)
10:00a.m. 36.292 1.092 03:05p.m. 37.430 1.160 08:10p.m. 33.657 0.942
10:05a.m. 36.438 1.101 03:10p.m. 37.335 1.154 08:15p.m. 33.563 0.936
10:10a.m. 36.512 1.105 03:15p.m. 37.287 1.151 08:20p.m. 33.266 0.920
10:15a.m. 36.003 1.075 03:20p.m. 37.503 1.164 08:25p.m. 33.301 0.922
10:20a.m. 35.549 1.049 03:25p.m. 36.865 1.126 08:30p.m. 33.094 0.911
10:25a.m. 36.260 1.090 03:30p.m. 36.856 1.125 08:35p.m. 33.389 0.927
10:30a.m. 36.509 1.105 03:35p.m. 36.191 1.086 08:40p.m. 33.445 0.930
10:35a.m. 36.716 1.117 03:40p.m. 36.933 1.130 08:45p.m. 32.946 0.903
10:40a.m. 36.111 1.081 03:45p.m. 36.982 1.133 08:50p.m. 32.409 0.874
10:45a.m. 35.858 1.067 03:50p.m. 36.397 1.098 08:55p.m. 32.044 0.854
10:50a.m. 35.822 1.064 03:55p.m. 36.553 1.107 09:00p.m. 32.315 0.869
10:55a.m. 36.109 1.081 04:00p.m. 36.324 1.094 09:05p.m. 32.241 0.865
11:00a.m. 36.243 1.089 04:05p.m. 36.549 1.107 09:10p.m. 32.090 0.857
11:05a.m. 36.285 1.092 04:10p.m. 36.075 1.079 09:15p.m. 32.500 0.879
11:10a.m. 36.249 1.089 04:15p.m. 35.575 1.050 09:20p.m. 33.029 0.907
11:15a.m. 36.597 1.110 04:20p.m. 36.033 1.077 09:25p.m. 32.684 0.888
11:20a.m. 36.866 1.126 04:25p.m. 36.052 1.078 09:30p.m. 32.384 0.872
11:25a.m. 36.192 1.086 04:30p.m. 35.645 1.054 09:35p.m. 32.512 0.879
11:30a.m. 36.392 1.098 04:35p.m. 36.110 1.081 09:40p.m. 32.285 0.867
11:35a.m. 36.373 1.097 04:40p.m. 35.581 1.050 09:45p.m. 32.176 0.861
11:40a.m. 36.283 1.091 04:45p.m. 35.055 1.020 09:50p.m. 31.779 0.840
11:45a.m. 36.053 1.078 04:50p.m. 34.424 0.984 09:55p.m. 31.781 0.840
11:50a.m. 35.881 1.068 04:55p.m. 35.236 1.031 10:00p.m. 32.554 0.882
11:55a.m. 36.181 1.085 05:00p.m. 35.295 1.034 10:05p.m. 32.134 0.859
12:00p.m. 36.365 1.096 05:05p.m. 35.130 1.024 10:10p.m. 32.193 0.862
12:05p.m. 36.307 1.093 05:10p.m. 35.383 1.039 10:15p.m. 32.281 0.867
12:10p.m. 36.702 1.116 05:15p.m. 35.073 1.021 10:20p.m. 32.245 0.865
12:15p.m. 36.646 1.113 05:20p.m. 34.796 1.005 10:25p.m. 32.042 0.854
12:20p.m. 36.470 1.102 05:25p.m. 34.707 1.000 10:30p.m. 32.137 0.859
12:25p.m. 36.999 1.134 05:30p.m. 34.613 0.995 10:35p.m. 32.444 0.876
12:30p.m. 36.986 1.133 05:35p.m. 34.622 0.996 10:40p.m. 32.923 0.901
12:35p.m. 36.534 1.106 05:40p.m. 34.261 0.975 10:45p.m. 32.814 0.895
12:40p.m. 36.734 1.118 05:45p.m. 34.861 1.009 10:50p.m. 32.519 0.880
12:45p.m. 36.370 1.097 05:50p.m. 34.863 1.009 10:55p.m. 33.261 0.920
12:50p.m. 36.841 1.124 05:55p.m. 35.806 1.063 11:00p.m. 33.161 0.914
12:55p.m. 36.410 1.099 06:00p.m. 35.107 1.023 11:05p.m. 32.561 0.882
01:00p.m. 36.716 1.117 06:05p.m. 34.996 1.017 11:10p.m. 32.222 0.864
01:05p.m. 36.831 1.124 06:10p.m. 35.057 1.020 11:15p.m. 32.046 0.854
01:10p.m. 36.762 1.120 06:15p.m. 35.456 1.043 11:20p.m. 32.305 0.868
01:15p.m. 36.473 1.103 06:20p.m. 35.487 1.045 11:25p.m. 31.723 0.837
01:20p.m. 36.572 1.108 06:25p.m. 35.241 1.031 11:30p.m. 32.273 0.866
01:25p.m. 37.091 1.139 06:30p.m. 35.605 1.052 11:35p.m. 31.486 0.825
01:30p.m. 36.579 1.109 06:35p.m. 36.611 1.111 11:40p.m. 31.362 0.819
01:35p.m. 36.944 1.131 06:40p.m. 36.186 1.086 11:45p.m. 30.826 0.791
01:40p.m. 36.661 1.114 06:45p.m. 36.035 1.077 11:50p.m. 30.995 0.800
01:45p.m. 36.613 1.111 06:50p.m. 36.129 1.082 11:55p.m. 30.702 0.785
01:50p.m. 36.536 1.106 06:55p.m. 36.158 1.084 12:00a.m. 30.484 0.773
01:55p.m. 36.744 1.119 07:00p.m. 35.839 1.065 12:05a.m. 29.988 0.749
02:00p.m. 36.882 1.127 07:05p.m. 35.523 1.047 12:10a.m. 29.620 0.730
02:05p.m. 36.623 1.111 07:10p.m. 35.265 1.032 12:15a.m. 29.065 0.703
02:10p.m. 36.979 1.133 07:15p.m. 34.977 1.016 12:20a.m. 29.110 0.705
02:15p.m. 36.867 1.126 07:20p.m. 34.483 0.988 12:25a.m. 29.102 0.705
02:20p.m. 36.842 1.124 07:25p.m. 34.773 1.004 12:30a.m. 28.566 0.679
02:25p.m. 36.610 1.111 07:30p.m. 34.626 0.996 12:35a.m. 28.332 0.668
02:30p.m. 36.486 1.103 07:35p.m. 33.990 0.960 12:40a.m. 27.710 0.639
02:35p.m. 36.930 1.130 07:40p.m. 33.997 0.960 12:45a.m. 27.545 0.631
02:40p.m. 37.175 1.144 07:45p.m. 33.986 0.960 12:50a.m. 27.616 0.634
02:45p.m. 37.280 1.151 07:50p.m. 34.001 0.961 12:55a.m. 27.528 0.630
02:50p.m. 38.100 1.200 07:55p.m. 33.430 0.929 01:00a.m. 27.279 0.619
02:55p.m. 38.012 1.195 08:00p.m. 34.020 0.962 01:05a.m. 27.529 0.630
03:00p.m. 37.792 1.182 08:05p.m. 33.897 0.955 01:10a.m. 27.291 0.619
Pag. Nº 48
Tabla – 12A
Ubicación: Av. Geronimo de Aliaga - Parque - Punto de Derivación "B" - Stgo. Surco Fecha: 11 y 12/12/2000
Pendiente Colector: 0.01766 n (Manning): 0.013
Tiempo Nivel (cm) Caudal (m3/s) Tiempo Nivel (cm) Caudal (m3/s)
01:15a.m. 27.101 0.611 06:20a.m. 26.712 0.593
01:20a.m. 26.630 0.590 06:25a.m. 26.329 0.576
01:25a.m. 27.298 0.620 06:30a.m. 26.712 0.593
01:30a.m. 27.852 0.645 06:35a.m. 27.471 0.628
01:35a.m. 26.465 0.582 06:40a.m. 27.858 0.646
01:40a.m. 26.949 0.604 06:45a.m. 28.437 0.673
01:45a.m. 27.199 0.615 06:50a.m. 27.871 0.646
01:50a.m. 26.731 0.594 06:55a.m. 28.219 0.663
01:55a.m. 26.232 0.572 07:00a.m. 28.168 0.660
02:00a.m. 26.259 0.573 07:05a.m. 28.687 0.685
02:05a.m. 26.538 0.585 07:10a.m. 29.287 0.714
02:10a.m. 26.250 0.573 07:15a.m. 30.636 0.781
02:15a.m. 26.161 0.569 07:20a.m. 31.145 0.807
02:20a.m. 26.164 0.569 07:25a.m. 31.156 0.808
02:25a.m. 26.073 0.565 07:30a.m. 32.322 0.869
02:30a.m. 25.882 0.557 07:35a.m. 33.502 0.933
02:35a.m. 26.069 0.565 07:40a.m. 34.042 0.963
02:40a.m. 25.787 0.552 07:45a.m. 34.928 1.013
02:45a.m. 25.629 0.546 07:50a.m. 35.098 1.023
02:50a.m. 25.530 0.541 07:55a.m. 35.042 1.019
02:55a.m. 25.809 0.553 08:00a.m. 36.075 1.079
03:00a.m. 25.254 0.530 08:05a.m. 36.466 1.102
03:05a.m. 25.415 0.536 08:10a.m. 36.701 1.116
03:10a.m. 24.922 0.515 08:15a.m. 37.244 1.149
03:15a.m. 25.035 0.520 08:20a.m. 37.496 1.164
03:20a.m. 24.723 0.507 08:25a.m. 37.899 1.188
03:25a.m. 25.053 0.521 08:30a.m. 37.713 1.177
03:30a.m. 24.615 0.503 08:35a.m. 37.563 1.168
03:35a.m. 24.490 0.497 08:40a.m. 37.629 1.172
03:40a.m. 24.967 0.517 08:45a.m. 37.793 1.182
03:45a.m. 25.054 0.521 08:50a.m. 38.309 1.213
03:50a.m. 24.839 0.512 08:55a.m. 38.380 1.218
03:55a.m. 24.674 0.505 09:00a.m. 38.240 1.209
04:00a.m. 24.477 0.497 09:05a.m. 38.029 1.196
04:05a.m. 24.763 0.509 09:10a.m. 38.507 1.225
04:10a.m. 25.576 0.543 09:15a.m. 38.171 1.205
04:15a.m. 25.921 0.558 09:20a.m. 38.150 1.204
04:20a.m. 25.724 0.550 09:25a.m. 38.342 1.215
04:25a.m. 25.813 0.554 09:30a.m. 37.839 1.185
04:30a.m. 25.732 0.550 09:35a.m. 38.015 1.195
04:35a.m. 26.068 0.565 09:40a.m. 37.561 1.168
04:40a.m. 25.963 0.560 09:45a.m. 37.677 1.175
04:45a.m. 25.489 0.540 09:50a.m. 37.555 1.167
04:50a.m. 25.167 0.526 09:55a.m. 37.714 1.177
04:55a.m. 25.306 0.532
05:00a.m. 26.141 0.568
05:05a.m. 26.032 0.563
05:10a.m. 26.417 0.580
05:15a.m. 26.147 0.568
05:20a.m. 25.636 0.546
05:25a.m. 25.268 0.530 RESUMEN
05:30a.m. 24.973 0.518
05:35a.m. 24.969 0.517 Caudal Valor Unidad
05:40a.m. 25.500 0.540 Qmin 0.497 m3/s
05:45a.m. 25.397 0.536 Qprom 0.899 m3/s
05:50a.m. 25.707 0.549 Qmax 1.225 m3/s
05:55a.m. 25.654 0.547
06:00a.m. 25.655 0.547
06:05a.m. 25.790 0.553
06:10a.m. 26.354 0.577
06:15a.m. 26.965 0.605
Pag. Nº 49
AFORO DEL COLECTOR CIRCUNVALACION- GRAFICO 8Ubicación: Av. Geronimo de Aliaga - Parque - Punto de Derivación "B" - Stgo. Surco
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
10:0
0a.m
.
10:4
0a.m
.
11:2
0a.m
.
12:0
0p.m
.
12:4
0p.m
.
01:2
0p.m
.
02:0
0p.m
.
02:4
0p.m
.
03:2
0p.m
.
04:0
0p.m
.
04:4
0p.m
.
05:2
0p.m
.
06:0
0p.m
.
06:4
0p.m
.
07:2
0p.m
.
08:0
0p.m
.
08:4
0p.m
.
09:2
0p.m
.
10:0
0p.m
.
10:4
0p.m
.
11:2
0p.m
.
12:0
0a.m
.
12:4
0a.m
.
01:2
0a.m
.
02:0
0a.m
.
02:4
0a.m
.
03:2
0a.m
.
04:0
0a.m
.
04:4
0a.m
.
05:2
0a.m
.
06:0
0a.m
.
06:4
0a.m
.
07:2
0a.m
.
08:0
0a.m
.
08:4
0a.m
.
09:2
0a.m
.
TIEMPO
CA
UD
AL
(m
3/s
)
Pag. Nº 50
11.2 SEGUNDO AFORO Y ESTUDIO DE LAS CARACTERISTICAS FISICO - QUIMICAS DEL AGUA RESIDUAL, EN COLECTOR CIRCUNVALACIÒN (Pto. B)
El Colector Punto B, se encuentra ubicado en el distrito de Santiago de surco, en
el Parque Coronel FAP Marco Antonio Schenone Oliva.
FECHA: DICIEMBRE DEL 2001
En el Colector (Punto B) se encontró con una Carga orgánica aplicada de 33,084
Kg DBO/día, con una demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) promedio 341.78
mg/l y sólidos suspendidos de 204.53 mg/l
TABLA N° 13 CARACTERISTICAS FISICO - QUÍMICAS
HORA CAUDAL
lps DBO5 mg/l
DQO mg/l
SS mg/l
SSF mg/l
SSV mg/l
9 1520 280.77 825.00 335.00 25.00 310.00
11 1464 349.43 722.00 240.00 4.00 236.00
13 1418 314.65 831.00 235.00 15.00 220.00
15 1650 281.73 719.00 220.00 10.00 210.00
17 1463 340.79 734.00 250.00 15.00 235.00
19 1371 389.20 598.00 230.00 15.00 215.00
21 1133 282.70 647.00 191.30 10.90 180.40
23 848 758.39 850.00 202.50 2.50 200.00
1 753 298.19 676.00 152.50 2.50 150.00
3 511 297.22 612.00 80.60 11.10 69.50
5 500 158.78 446.00 120.00 10.00 110.00
7 813 349.51 770.00 197.50 5.00 192.50
Máximo 1650 758.39 850.00 335.00 25.00 310.00
Promedio 1120 341.78 702.50 204.53 10.50 194.03
Mínimo 500 158.78 446.00 80.60 2.50 69.50
Pag. Nº 51
GRAFICO N° 9
GRAFICO N° 10
VARIACIÓN DE DBO Y DQO EN EL COLECTOR CIRCUNVALACIÒN (Pto.B)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7
HORAS
DB
O5
(m
g/l
)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
DQ
O (
mg
/l)
DBO5
mg/l
DQO
mg/l
VARIACIÓN DEL CAUDAL, DBO5 y SS EN EL COLECTOR
CIRCUNVALACIÒN (Pto. B)
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7
HORAS
CA
UD
AL
(l/
s)
0
100
200
300
400
500
600
700
800D
BO
5 y
SS
(m
g/l
)CAUDALlps
DBO5mg/l
SSmg/l
Pag. Nº 52
GRAFICO N° 11
TABLA N°14
HORA OD mg/l
PH T ºC
S.Sed. mg/l/h
9 0.60 7.89 25.60 15.00
11 1.10 7.78 25.20 10.00
13 1.02 7.59 25.80 4.00
15 0.90 7.6 25.30 4.00
17 0.88 7.45 25.10 6.00
19 0.99 7.58 25.30 4.50
21 1.09 7.88 26.30 5.00
23 0.85 7.77 26.20 5.50
1 0.70 7.72 26.20 6.00
3 0.72 7.96 26.30 6.00
5 0.74 8.22 27.60 6.50
7 1.10 8.25 27.40 5.00
Máximo 1.10 8.25 27.60 15.00
Promedio 0.89 7.81 26.03 6.46
Mínimo 0.60 7.45 25.10 4.00
VARIACIÓN DE SOLIDOS EN EL COLECTOR CIRCUNVALACIÒN (Pto. B)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7
HORAS
SO
LID
OS
SU
SP
EN
DID
OS
(m
g/l
)
SS
mg/l
SSF
mg/l
SSV
mg/l
Pag. Nº 53
GRAFICO N° 12
GRAFICO N° 13
VARIACIÓN DEL OD y PH EN EL COLECTOR CIRCUNVALACIÒN
(Pto. B)
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7
HORAS
OD
(m
g/l
)
7
7.2
7.4
7.6
7.8
8
8.2
8.4
pH
ODmg/l
PH
VARIACIÓN DEL PH Y SOLIDOS SEDIMENTABLES EN EL
COLECTOR CIRCUNVALACIÒN (Pto. B)
7
7.2
7.4
7.6
7.8
8
8.2
8.4
9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7
HORAS
OD
(m
g/l
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
pH
PH S.Sed.mg/l/h
Pag. Nº 54
11.3 TERCERA EVALUACIÓN DEL COLECTOR CIRCUNVALACIÓN (Pto.B) Fecha: 21 – 22 de Marzo del 2002
TABLA N° 15 CARACTERISTICAS FISICO QUÍMICAS
HORA CAUDAL
lps DBO5 mg/l
DQO mg/l
SS mg/l
SSF mg/l
SSV mg/l
10 1280 633.80 658.00 271.00 68.00 203.00
12 1176 735.50 844.00 252.00 72.00 180.00
14 1200 350.00 371.00 277.00 70.00 207.00
16 1112 871.50 911.00 267.00 80.00 187.00
18 1107 493.50 553.00 397.00 83.00 314.00
20 1016 512.20 546.00 230.00 65.00 165.00
22 948 348.60 370.00 184.00 36.00 148.00
24 769 725.10 743.00 198.00 30.00 168.00
2 569 335.00 389.00 143.00 31.00 112.00
4 406 278.90 342.00 122.00 29.00 93.00
6 397 308.80 374.00 120.00 30.00 90.00
8 566 368.50 680.00 474.00 214.00 260.00
Máximo 1280 871.50 911.00 474.00 214.00 314.00
Promedio 879 496.78 565.08 244.58 67.33 177.25
Mínimo 397 278.90 342.00 120.00 29.00 90.00
AFORO
Se ha determinado el caudal promedio en 879 l/s
EVALUACIÒN FISICO QUIMICA Y BIOLOGICA
La relación DBO/DQO es de 0.93, que indica la biodegradabilidad del afluente,
que se evidencia con la relación SSV/SS QUE DEL 100% de los sólidos
suspendidos, el 68.55% es volátil, resultado que favorece la estabilización de la
materia orgánica.
El Colector Punto B se encontró con una Carga orgánica aplicada de 37,725 Kg
DBO/día, con una demanda bioquímica de oxígeno (DBO5) promedio 496.78
mg/l, sólidos suspendidos de 244.58 mg/l.
Pag. Nº 55
En esta oportunidad se registro la concentración de oxigeno disuelto promedio
de 0.7 mg/l. Los sólidos sedimentables en una concentración promedio de 5.00
mL/L/h.
En el gráfico se puede observar que el pH fluctúa en el rango de 7.03 a 7.56,
habiendo variaciones puntuales de pH, que se relaciona con valores obtenidos
en oxigeno disuelto.
En cuanto a la evaluación microbiológica se ha determinado una concentración
de coliformes Totales de 3*107 NMP/100 ml y Coliformes Termotolerantes 3*107
NMP/100 ml, a las 10 a.m. Con respecto a los resultados del análisis
parasitológico se determino la presencia de quistes de protozoarios, siendo de
presencia significativa la especie Giardia Lamblia ( que representa el 63%),
Entamoeba Histolitica(13%). Así mismo con respecto a los huevos de helmintos
el número de organismos determinados es de 24 huevos de Helmintos/L, que en
concentración representan el 5%, indicando que el fluente del colector
circunvalación en el punto B, representa un riesgo potencial de contaminación si
sus aguas son utilizadas sin tratamiento.
GRAFICO N° 14
VARIACIÓN DE DBO Y SS EN EL COLECTOR PUNTO B
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
500.00
600.00
700.00
800.00
900.00
1000.00
10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8
HORAS
DB
O5 (
mg
/l)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
DQ
O (
mg
/l)
DBO5mg/l
SSmg/l
Pag. Nº 56
GRAFICO N° 15
GRAFICO N° 16
VARIACIÓN DE LOS SOLIDOS SUSPENDIDOS EN EL COLECTOR PUNTO B
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8
HORAS
SO
LID
OS
SU
SP
EN
DID
OS
(m
g/l
)
SS
mg/l
SSF
mg/l
SSV
mg/l
VARIACIÓN DEL CAUDAL, DBO5 y SS EN EL COLECTOR PUNTO B
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8
HORAS
CA
UD
AL
(l/
s)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
DB
O5 y
SS
(m
g/l
)
CAUDALlps
DBO5mg/l
SSmg/l
Pag. Nº 57
TABLA N° 16
HORA OD mg/l
PH T ºC
S.Sed. mg/l/h
10 0.90 7.03 29.00 9.00
12 1.02 7.4 28.40 6.00
14 0.75 7.31 28.50 4.00
16 0.60 7.16 28.70 6.00
18 0.78 7.13 28.00 5.00
20 1.20 7.36 27.80 6.00
22 0.90 7.33 28.30 4.00
24 0.49 7.28 28.40 2.00
2 0.52 7.26 28.50 3.00
4 0.42 7.47 28.30 2.00
6 0.60 7.41 30.00 6.00
8 0.45 7.56 28.60 7.00
Máximo 1.20 7.56 30.00 9.00
Promedio 0.72 7.31 28.54 5.00
Mínimo 0.42 7.03 27.80 2.00
GRAFICO N° 17
VARIACIÓN DEL OD y PH EN EL COLECTOR PUNTO B
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
1.20
1.40
10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8
HORAS
OD
(m
g/l
)
6.7
6.8
6.9
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6p
H
OD
mg/l
PH
Pag. Nº 58
GRAFICO N° 18
Fecha: 21 – 22 de Marzo del 2002
COLIFORMES EN ELCOLECTOR Pto. B
ETAPA COLI. TOTALES COLI. TERMOT.
Colector 3.00E+07 3.00E+07
GRAFICO N° 19
VARIACIÓN DEL PH Y SOLIDOS SEDIMENTABLES EN EL
COLECTOR PUNTO B
6.7
6.8
6.9
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
10 12 14 16 18 20 22 24 2 4 6 8
HORAS
OD
(m
g/l
)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
pH
PH S.Sed.mg/l/h
Pag. Nº 59
REPORTE DE ENTEROPARASITOS
Fecha : 21/03/02 Hora : 10:00 a.m. Muestra Colectada Colector 2 litros
TAXON
Protozoarios
Giardia lamblia 285
Entamoeba Coli 89
Entamoeba Histolítica 60
PROTOZOARIOS/I 434
Helmintos
Ascaris lumbricoides 12
Trichuris trichiura 6
Enterobius vermicularis 6
HELMINTOS/l 24
TOTAL DE ENTEROPARASITOS/l
458
GRAFICO N° 20
Quistes de Protozoarios
Pag. Nº 60
12. CALCULO DE LA DEMANDA DE OXIGENO Y DBO REMANENTE EN
LA TUBERÍA DE CONDUCCIÓN DE AGUA RESIDUAL.
12.1 EN EL AÑO 2002
Se ha considerado el caudal promedio diario más alto que se ha presentado en
las fechas de aforo (1.12 m3/s) y las características físico químicas más
desfavorables que se ha registrado en los análisis. Es decir temperatura 25 ° C,
Oxigeno disuelto(OD) igual a cero y 341 mg/l de demanda bioquímica de
oxigeno(DBO).
consideraciones en el punto de inyección
1. método de inyección
El método de inyección directo fue adoptado en el proyecto debido a lo
presentado por los fabricantes de oxigeno; lo que justifica además el estudio del
Centro de investigaciones del agua, Stevenage.
2. punto de inyección
Los puntos de oxigeno han sido localizados, tomando en cuenta la máxima
concentración de O2 en el punto mas bajo(alrededor de 35 mg/l a 1 atmósfera de
presión y a 30°C; a 40 mg/l a 1 atmósfera de presión y a 25°C) y para conservar
el lodo se necesita disponer de una concentración mínima de 1 mg/l de O2 en
cada punto alto, para prevenir la generación de H2S.
Se consigue una alta solubilidad del oxigeno dentro de las aguas residuales a
presión , para el caso del proyecto se indica en el grafico N° 7 , a una
temperatura de 30°C y en el grafico N° 6 para una temperatura de 25°C.
3. la facilidad de la inyección de oxígeno
El sistema de inyección de oxígeno es mostrado en plano típico de la estación
dosificadora.
El camión tanque recarga al de almacenamiento del oxigeno liquido criogénico,
dosificandose en estado gaseoso, el cual se logra en el vaporizador, aforándose
luego a la unidad de control para su inyección mediante una boquilla fina en la
tubería de conducción.
Pag. Nº 61
TUBERIA DE CONDUCCION (A/R)
Punto B
Punto deO2 N°1
Punto C
1.2 mt.Ø
Punto deO2 N°2
Punto deO2 N°3
P.T.Huascar
0.0 m3/seg
1.4 mt.Ø
P.T. San Bartolo
1.12 m3/seg1.12 m3/seg
3.152 km. 10.314 km. 6.809 km.2.950 km. 4.500 km. 5.512 km.
33.236 km.
SIFON 1SIFON 1
SIFON 2SIFON 2
SIFON 3SIFON 3
Pag. Nº 62
GRAFICO N° 22
Pag. Nº 63
GRAFICO N° 23
GRAFICO N° 24
Pag. Nº 64
12.1.1 CONDICIONES DE FLUJO EN LA TUBERÍA DE CONDUCCIÓN
Inyección Diam Flujo Longitudes Área Velocidad Tiempo
& descarga (m) (m3/h) (mt) m2 (m/seg) (horas)
punto
De: B a P1 oxigeno 1.2 4032 2950 1.13 0.990 0.83
De: P1 oxigeno a C 1.2 4032 3151.8 1.13 0.990 0.88
De: C a P2 oxigeno 1.4 4032 4500 1.54 0.728 1.72
De: P2 Oxigeno a Huascar 1.4 4032 5511.75 1.54 0.728 2.10
De: Huascar a P3 Oxigeno 1.4 4032 4032
10313.85 1.54 0.728 3.94
De: P3 Oxigeno a S. Bartolo 1.4 6808.91 1.54 0.728 2.60
33,236.31 12.07
12.1.2 DEMANDA DE OXIGENO Y DBO REMANENTE EN LA
TUBERÍA DE CONDUCCIÓN: TEMPERATURA: 25 °C So (DBO) = 341 mg / l mg DBO / mg O2 a 21°C = 0.5
Punto ds/dt H2S Conc O2 Conc DBO CTo2 DBO
Inyección (H2S) (mg/L ) (mg/L) mg/l (mg/lt) S1(mg/l)
& descarga Susp/ película Susp../Pelíc. Remanente
De: B a P1 oxigeno 3.94 3.26 1.63 0.00 0.00 341
De: P1 oxigeno a C 0.00 0 0.00 9.75 14.77 331.25
De: C a P2 oxigeno 3.39 5.82 2.91 0.00 0.00 331.25
De: P2 Oxigeno a Huascar 0.00 0.00 0.00 22.28 33.74 308.97
De: Huascar a P3 Oxigeno 3.16 12.43 6.22 0.00 0.00 308.97
De: P3 Oxigeno a S. Bartolo 0.00 0 0.00 27.52 41.68 281.45
12.1.3 DOSIFICACIÓN DE OXIGENO EN LOS PUNTOS DE INYECCIÓN
Punto O2 Conc O2 Conc. Residual O2
(mg/L)
Inyección de oxigeno
Inyección (mg/L) (mg/L)
& descarga Rem. H2S Susp. /Película mg/L Kg/hora ton/dia
De: B a P1 oxigeno 1.63 16.37 18 73 1.74
De: P1 oxigeno a C 0.00 14.77 1.60
De: C a P2 oxigeno 2.91 35.09 38 153 3.68
De: P2 Oxigeno a Huascar 0.00 33.74 1.35
De:Huascar a P3 Oxigeno 6.22 42.78 49 198 4.74
De: P3 Oxigeno a S. Bartolo 0.00 41.68 1.10
423 10.16
Pag. Nº 65
12.1.4 COSTO ANUAL EN EL CONSUMO DE OXIGENO
INYECCION Q(lps) Dosis Dosis P.U. Costo ($.) mg/L Kg/mes Dólares /Kg Mensual
Punto O1 1120 18 52255 0.15 7838
Punto O2 1120 38 110316 0.15 16547
Punto O3 1120 49 142249 0.15 21337
304819 45723
Costo anual Dólares A. 548674.56
Costo de transito: $/m3 0.016
Costo de transito: s/m3 0.055
12.2 EN EL PERIODO DE DISEÑO(2015) 12.2.1 CONDICIONES DE FLUJO EN LA TUBERÍA DE CONDUCCIÓN:
TEMPERATURA: ºC 25 So(mg/l) = 341
Inyeccion Diam Flujo Longitudes Área Velocidad Tiempo
& descarga (m) (m3/h) (mt) m2 (m/seg) (horas)
punto
De: B a P1 oxigeno 1.2 5832 2950 1.13 1.432 0.57
De: P1 oxigeno a C 1.2 5832 3151.8 1.13 1.432 0.61
De: C a P2 oxigeno 1.4 5832 4500 1.54 1.052 1.19
De: P2 Oxigeno a Huascar 1.4 5832 5511.75 1.54 1.052 1.45
De:Huascar a P3 Oxigeno 1.4 5832 10313.85 1.54 1.052 2.72
De: P3 Oxigeno a S. Bartolo 1.4 5832 6808.91 1.54 1.052 1.80
33236.31 8.35
12.2.2 DEMANDA DE OXIGENO Y DBO REMANENTE EN LA TUBERÍA DE
CONDUCCIÓN: TEMPERATURA: 25 ° C So(DBO) = 341 mg / l
mg DBO / mg O2 a 21°C =0.5
Pag. Nº 66
Punto ds/dt H2S Conc O2 Conc DBO CTo2 DBO
Inyección (H2S) (mg/L ) (mg/L) mg/l (mg/lt) S1(mg/l)
& descarga susp/pelicula suspend./Pelíc. Remanente
De: B a P1 oxigeno 3.94 2.25 1.13 0.00 0.00 341
De: P1 oxigeno a C 0.00 0 0.00 6.74 10.21 334.26
De: C a P2 oxigeno 3.42 4.06 2.03 0.00 0.00 334.26
De: P2 Oxigeno a Huascar 0.00 0.00 0.00 15.40 23.33 318.86
De:Huascar a P3 Oxigeno 3.26 8.87 4.44 0.00 0.00 318.86
De: P3 Oxigeno a S. Bartolo 0.00 0 0.00 19.03 28.82 299.83
12.2.3 DOSIFICACIÓN DE OXIGENO EN LOS PUNTOS DE INYECCIÓN
Punto O2 Conc O2 Conc Residual O2
(mg/L)
Inyección de oxigeno
Inyección (mg/L) (mg/L)
& descarga Rem. H2S Pelicula/
Suspensión mg/L Kg/hora ton/dia
De: B a P1 oxigeno 1.13 11.87 13 76 1.82
De: P1 oxigeno a C 0.00 10.21 1.66
De: C a P2 oxigeno 2.03 24.97 27 157 3.78
De: P2 Oxigeno a Huascar 0.00 23.33 1.64
De: Huascar a P3 Oxigeno 4.44 30.56 35 204 4.90
De: P3 Oxigeno a S. Bartolo 0.00 28.82 1.75
437 10.50
12.2.4 COSTO ANUAL EN EL CONSUMO DE OXIGENO
INYECCION Q(lps) Dosis Dosis P.U. Costo ($.) mg/L Kg/mes dolares/Kg Mensual
Punto O1 1620 13 54588 0.15 8188
Punto O2 1620 27 113374 0.15 17006
Punto O3 1620 35 146966 0.15 22045
314928 47239
Costo anual Dólares A. 566870.4
Costo de transito: $/m3 0.01125
Costo de transito: s/m3 0.039375
Pag. Nº 67
13. COSTO DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL EN LA PLANTA DE SAN BARTOLO
13.1 OBJETIVO DE CALIDAD
La calidad del efluente propuesta para el reuso ó descarga / recarga es
como se muestra en el cuadro.
El proyecto MESÍAS recomienda, establecer los estándares Tipo II, de calidad
del efluente en la Planta de San Bartolo, donde el objetivo principal es el reuso
en el riego.
Parámetro Estándar propuesto
Norma Nacional
Irrigación (Tipo II)
Selvicultura (Tipo III)
Descarga Río / Mar
Recarga Acuífero
Cursos de agua
III
DBO(mg/l) 30 50 50 50 15 DQO(mg/l) 70 120 120 120
SS(mg/l) 40 40 40 40 Huevos de Helmintos(N°/l) 1 1 1 1
Coliformes Totales(NMP/100 ml 5000 5000 5000 5000 5000
Coliformes Fecales(NMP/100 ml 1000 1000 1000 1000 1000
pH 6.0 – 9.0 6.0 – 9.0 6.0 – 9.0 6.0 – 9.0 5 – 9 OD(mg/l) 2.0 2.0 2.0 2.0 3.0
N. Total(mg/l) 20 20 20 20
Norma Nacional: III agua para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales(Ley 17752) 13.2 DEMANDA DE OXIGENO EN LAGUNA EIREADA Y POTENCIA
CONSUMIDA ( AÑO 2002)
PLANTA NORTE SAN BARTOLO:
DATOS
PARAMETRO SIMBOLO UNIDAD CRITERIO CALCULO VALOR
Dim. laguna Mezcla completa V m3 (62m*100m*3m)*2 37200.00
Dim. laguna Mezcla parcial V m3 (42m*100m*3m)*3 37800.00
Temperatura T ºC 22.00
Conc.sat O2 en agua pura, a la presión de 760mm de mercurio y 22ºC
Csw mg/l 8.80
Conc O2 disuelto en lag. CL mg/l 1.00
Presión barométrica a 100m. snm
PA mm de Hg 751.00
Presión de vapor a 22º y P mm de Hg 20.00
Pag. Nº 68
760mm de mercurio.
Conc. De saturación de oxigeno en agua pura, en condiciones estándar, a la temp. de 20 ºC y 760mm de Hg.
Cst mg/l 9.17
Tasa de transf. De oxigeno en aguas residual/ Tasa de transf. De oxigeno en aguas pura
0.70
Concentración de saturación de Oxigeno en agua residual/ conc. De saturación de oxigeno en agua pura.
0.90
Tasa de transferencia de oxigeno en condiciones estándar a 20ºC y oxigeno disuelto cero. Aireadores Sup. Horiz.(Noh)
NoH Kg O2/Kw.h 1.50
Tasa de transferencia de oxigeno en condiciones estándar a 20ºC y oxigeno disuelto cero Aireadores Sup. Verticales(Nov)
NoV Kg O2/Kw.h 1.80
Fracción de sustrato removido, utilizado para energía.
a Kg O2
Energia/KgDBO
0.63
Oxigeno necesario para la respiración endógena
b Kg O2 /Kg SSVTA.día
0.28
Oxigeno requerido para los sólidos sedimentados en laguna de mezcla parcial
B 1.00
Caudal de ingreso Q m3/día 22680
CORRECCIÓN DE DATOS
PARAMETRO SIMBOLO UNIDAD CRITERIO CALCULO NUMERO VALOR
Corrección Conc. sat O2 en agua pura a la pres. y temp de trabajo(751mmHg y 22ºC).
CISW mg/l CI
SW=Csw(PA -p)/(760-p) 8.69
Tasa de transferencia de oxigeno En el campo(Presión de 751mmHg.y 22ºC) Aireador Sup.Horiz.
NH Kg O2/Kw.h
NH=NoH(α(βC´sw -CL )*1.024^T-20/Cst
0.82
Tasa de transferencia de oxigeno En el
NV Kg O2/Kw.h
NV=NoV(α(βC´sw -CL )*1.024^T-20/Cst
0.98
Pag. Nº 69
campo(Presión de 751mmHg.y 22ºC) Aireador Sup.Vertical.
DATOS DE ANALISIS DE LABORATORIO
DBO de ingreso a mezcla completa
So mg/l 281.45
Eficiencia de remocón DBO mezcla completa
75%
DBO de ingreso a mezcla parcial
S1 mg/l S1=0.25*So 70.36
Eficiencia de remocón DBO mezcla completa
65%
DBO de salida a mezcla parcial
Se=0.35*S1 24.63
SSVTA Efluente de laguna de mezcla completa.
Xv,a(1) mg/l 108
SSVTA Efluente de laguna de mezcla parcial
Xv,a(2) mg/l 58
REQUERIMIENTO DE OXIGENO EN LAGUNA DE MEZCLA COMPLETA
PARAMETRO SIMBOLO UNID. CRITERIO DE CALCULO NUMERO VALOR
Requerimiento de Oxigeno
O2 Kg/día a(So-S1)Qp+bXv,a(1)V 4141
Oxig. transferido por aereadores
O3 Kg/día 4987
Aireadores horizontales
PAh1 Kw 22 n1 4
Aireadores horizontales
PAh2 Kw 15 n2 4
Aireadores Verticales Pav Kw 22 n3 4
Pot.aireador Horiz aprox.
PAhT Kw 22*n1+15*n2 148
Pot.aireador Vertical aprox.
PAvT Kw 22*n3 88
REQUERIMIENTO DE OXIGENO EN LAGUNA DE MEZCLA PARCIAL
PARAMETRO SIMBOLO UNIDADES CRITERIO DE
CALCULO NUMERO VALOR
Requerimiento de oxigeno
O2 (Kg/día) 1037
Oxig. Transferido por aireadores
O3 Kg/día 1081
aireadores Sup.Horiz.
PAh Kw 11 n(6) 5.00
Pag. Nº 70
Pot. aireador Horiz aprox.
PAhT Kw 11*n 55
PLANTA SUR SAN BARTOLO:
PARAMETRO SIMBOLO UNIDAD CRITERIO DE CALCULO NUMERO VALOR
Dim. laguna Mezcla completa
V m3 (123m*100m*3m)*2 73800.00
Dim. laguna Mezcla parcial
V m3 (82m*100m*3m)3 73800.00
Caudal de ingreso Q m3/dia 51408
REQUERIMIENTO DE OXIGENO EN LAGUNA DE MEZCLA COMPLETA
PARAMETRO SIMBOLO UNIDAD CRITERIO CALCULO NUMERO VALOR Requerimiento de Oxigeno
O2 Kg/día a(So-S1)Qp+bXv,a(1)V 9068
Oxig. transferido por aireadores
O3 Kg/día 8998
Aireadores horizontales
Ah Kw 22 n1 (16) 16
Aireadores Verticales AV Kw 30 n3 (4) 4
Pot. aireador Horiz aprox.
PahT Kw 22*n1 352
Pot. aireador Vertical aprox.
PavT Kw 22*n3 88
REQUERIMIENTO DE OXIGENO EN LAGUNA DE MEZCLA PARCIAL
PARAMETRO SIMBOLO UNIDAD
CRITERIO DE CALCULO
NUMERO VALOR
Requerimiento de oxigeno
O2 Kg/día B*(S-Se)Qp 2351
Oxig. Transferido por aireadores
O2 Kg/día 2596
aireadores Sup.Horiz.
Kw 11 n (12) 12.00
Pot. aireador Horiz aprox.
Kw 11*n 132
13.3 DEMANDA DE ENERGÍA ELECTRICA
CONSUMO DE ENERGIA:
Serie n°1 y n°2 NORTE KW 582.00
Serie n°1 SUR KW 572.00 Cloro NORTE KW 20 Cloro SUR KW 21 UPS NORTE KW 2.4 UPS SUR KW 10
Pag. Nº 71
Bomba regadio KW 25
Alumbrado KW 45
TOTAL KW 1277.40
Se considera 200Kw adicionales para absorber demandas no previstas Potencia consumida en una serie de la laguna norte:
KwPPotenciaLMCPotenciaLMPotN 2965588148
Potencia en serie 1 y 2 = 2*291 = 582 Kw. Potencia consumida en una serie de la laguna Sur:
KwPPotenciaLMCPotenciaLMPots 57213288352
13.4 COSTO DE DEMANDA DE ENERGÍA ELECTRICA
SAN BARTOLO
Potencia Contratada:1500Kw
CONCEPTO Und. P.U Consumo Calculo IMPORTE
Cargo Fijo Mensual S/. 3.78 3.78 Precio potencia contratada en horas punta S/./KW 28.72 1500 1500*28.72 43,080.00
Precio energía activa en horas punta S/./KW-h 0.1370 225000 1500*5*30*0,1370 30,825.00 Precio energía activa fuera de horas punta S/./KW-h 0.1023 855000
1500*19*30*0,0988 87,466.50
Cargo por mantenimiento S/. 17.34 17.34
SubTotal 161,392.62
Total(incluye IGV) 190,443.29
13.5 COSTO DE LA DEMANDA DE CLORO
Planta Caudal(l/s) Dosis(mg/l) Dosis(kg/mes) P. Unitario S/. /kg Costo
mensual (Soles)
San Bartolo 1120 5 14515 0.68 9870.00
13.6 COSTO DE REMUNERACIÓN DE PERSONAL
DESCRIPCIÓN LEYES Y BENEFICIOS SOCIALES
TOTAL MENSUAL
Pag. Nº 72
MENSUAL GRATIF. VAC. C.T.S. ESSALUD IES SUBTOT
AL N° DE
(S/.) 16.67% 8.33% 9.72% 11.25% 2.17% 48.14%
PERS.
ING. SANITARIO 2,120.00 353.40 176.60 206.06 238.50 46.00 3,140.57 1 3,140.57
TÉC. ELECTRICISTA
1,150.00 191.71 95.80 111.78 129.38 24.96 1,703.61 1 1,703.61
TÉC. MECANICO
1,150.00 191.71 95.80 111.78 129.38 24.96 1,703.61 1 1,703.61
TÉC. ELECTRONICO
1,150.00 191.71 95.80 111.78 129.38 24.96 1,703.61 1 1,703.61
TÉC. DE LABORATORIO
1,150.00 191.71 95.80 111.78 129.38 24.96 1,703.61 1 1,703.61
OPERADOR DE MAQUINA PESADA
950.00 158.37 79.14 92.34 106.88 20.62 1,407.33 1 1,407.33
OPERADOR DE PLANTA
950.00 158.37 79.14 92.34 106.88 20.62 1,407.33 24 33775.92
OPERARIO MANT.
900.00 150.03 74.97 87.48 101.25 19.53 1,333.26 2 2,666.52
JARDINEROS 750.00 125.03 62.48 72.90 84.38 16.28 1,111.05 2 2,222.10
34 50026.88
13.7 ASPECTOS ECONOMICOS (Costos y Tarifa) Considerando que en la actualidad el estudio de aforo en el punto “ B” de la
tubería de conducción arroja un caudal promedio diario de 1120 l/s y que el total
llegará a la Planta de San Bartolo, ya que se esta realizando el proyecto de
estudio definitivo para tratar en la planta de Huascar, el agua residual del área de
drenaje circundante.
Inversiones en la planta de San Bartolo:
Rubro Monto US $ Obras civiles, estructuras hidráulicas y plantaciones 20,871,013.00
Edificaciones 455,766.00 Instalaciones Mecánicas 1,988,970.00
Instalaciones Eléctricas 4,282,701.00 Total Inversiones* 27,598,449.00
(*) Incluyen pólizas de seguros, aranceles, impuestos, Gastos Generales Estas inversiones se encuentran financiadas por Préstamo del Japón al Estado
peruano, el cronograma de amortizaciones se inicia el año 2003, a una tasa de
Interes de 2.5 % anual, el cronograma se detalla a continuación:
Pag. Nº 73
AÑOS Servicio Deuda al año ( Yenes
Japoneses) Servicio Deuda al año
(US $) Del 2003 al 2021 342,162,000.00 2,600,015.00
(*)Tipo de cambio: US $ 1=131.6 Yenes Japoneses Estructura de Costos operativos para el caudal actual( año 2002) de 1120 l/s
Costos Anuales Caudal de inicio de operaciones (1120 l/s)
Soles S/. Participación (%)
Costos Directos:
Personal 600,322.536 11
Energía eléctrica 2’285,319.499 41
Cloro 118440 2
Oxigeno licuado 1’920,360.96 35
Costos Indirectos(*) 585891 11
Total costo operativo Anual 5’510,333.995
Producción(m3/año) 35320320
Costo Unitario(S/./m3) 0.156
Costo Unitario($ /m3) 0.044
(*) Los costos Indirectos lo constituye los combustibles, telecomunicaciones, Vigilancia, suministros diversos, Otras cargas de gestión, etc. 14. PRODUCCIÓN DE OXIGENO GASEOSO DE ALTA PUREZA 14.1 SISTEMA VPSA – PRODUCCIÓN 10T/DIA El sistema VPSA(Vacuum Pressure Swing Adsorption) es el más avanzado
sistema de obtención de oxigeno por separación del aire atmosférico. La
separación se efectúa utilizando adsorbentes especiales denominados zeolitas
sintéticas, que influyen directamente en el rendimiento del proceso, reduciendo
los costos de obtención de oxigeno. El sistema VPSA esta capacitado para
atender a un rango extenso de exigencias operacionales. Su construcción puede
ser a medida, para producir de 10 hasta 200 Ton/día de oxigeno. Puede ofrecer
Pag. Nº 74
el oxigeno con una pureza de 90 a 93% a diferentes presiones de salida(Presión
máxima de salida 150 PSI). El sistema completo es transportable, montado en
skits y compacto.
14.1.2 COMO FUNCIONA EL SISTEMA VPSA
Utiliza un proceso de adsorción por variación de presión para producir oxigeno
gaseoso. Operando en ciclos alternados, adsorbiendo en presiones por encima
de la atmosférica y regenerando por debajo de la atmosférica(a vacío). Como
opera en forma alternada, un lecho esta siempre adsorbiendo impurezas para
separar el oxigeno del aire atmosférico mientras el otro esta regenerando por
desorción al vacío. Así el sistema produce oxigeno en forma continua, de
acuerdo con la presión y pureza requeridas.
El sistema VPSA comprende las siguientes etapas básicas:
1. El aire (obtenido del medo ambiente) es comprimido, filtrando y enfriando
antes de entrar en contacto con el lecho.
2. Las zeolitas sintéticas que componen los lechos, adsorben nitrógeno,
agua, dióxido de carbono e hidrocarburos.
3. El oxigeno pasa libremente hacia el compresor y es distribuido a la
presión de operación especificada.
4. cuando está saturado de impurezas el lecho es despresurizado y
regenerado en un sistema integrado de vacío que remueve del lecho las
impurezas adsorbidas.
CICLOS DEL PROCESO VPSA
1. Ciclo inicial
Adsorción:
A medida que le lecho A es presurizado, las impurezas son adsorbidas
del aire de alimentación y el oxigeno es producido
Regeneración:
El lecho B es despresurizado y regenerado por una bomba de vacío.
2. Ciclo inverso
El cambio de presión produce una reversión de los ciclos, en una
secuencia alterna y continua.
Pag. Nº 75
SISTEMA VPSA – O2
Lecho
A
Lecho
A
Tanque
pulmón
Back up
líquido
Bomba de
vacío
Descarga (N2)
Sistema
de control
y análisis
Sucursal
O2
Producto
Compresor
de
producto
Enfriador
Compresor
de aire
Filtro
CICLOS DEL PROCESO VPSA
Pag. Nº 76
Ciclo Directo
Adsorción Regeneración
Lecho
B
Alimentación
de aire Descarga
(Bomba de
vacío)
Lecho
A
O2
Producto
Adsorción
Alimentación
de aire
Lecho
A
Descarga
(Bomba de
vacío)
Regeneración
Lecho
B
Ciclo InversoO2
Producto
SISTEMA VPSA – PRODUCCIÓN: 55 TON / DIA
Pag. Nº 77
14.1.3 COMSUMO DE ENERGIA ELECTRICA, EN PLANTAS
PRODUCTORAS DE OXIGENO GASEOSO, EN EL LUGAR DE
DOSIFICACIÓN(SISTEMA VPSA- 10T/DIA)
Potencia Contratada: 350 Kw (Tarifa MT3)
CONCEPTO Und. P.U Consumo Calculo IMPORTE
Cargo Fijo Mensual S/. 3.78 3.78
Precio potencia variable en horas
punta S/./KW 28.72 350 350*28.72 10,052.67
Precio energía activa en horas
punta S/./KW-h 0.1370 52500 350*5*30*0,1370 7,192.50
Precio energía activa fuera de
horas punta S/./KW-h 0.1023 199500
350*19*30*0,098
8 20,408.85
Energía Reactiva S/./Kvar.h 0.0387 3000 0.0387*3000 116.10
Cargo por mantenimiento S/. 17.34 17.34
SubTotal 37,791.24
Pag. Nº 78
Total Mensual(incluye IGV) 44,593.66
14.1.4 COSTO DE PRODUCCIÓN DE OXIGENO GASEOSO EN PLANTAS
VPSA–10T/DIA
PRODUCCIÓN 10T/DIA
CONCEPTO Und. Calculo IMPORTE Costo de consumo de energía EE S/. 44593.66
Costo de operación y mantenimiento S/. 750000*3.5*0.03 78750.00
depreciación S/. 75000*3.5/12 21875.00
Costo mensual s/. 145218.66
costo S/./Ton 484.06
costo $./Ton 138.30
14.2 SISTEMA PSA PARA PRODUCCIÓN DE OXIGENO GASEOSO DE
ALTA PUREZA
Es una alternativas al uso de la producción criogénica de oxígeno liquido. La
tecnología básica empleada es la presión con absorción controlada (PSA)
usando zeolitas como un medio de absorción. en los sistemas de PSA y MPSA,
la desorción es a presión atmosférica, mientras que en PVSA, la desorción es
llevada a cabo a una presión reducida usando una bomba vacío. La capacidad
de producción de estas plantas se encuentran entre 0.2 a 5 toneladas / día, y
todas las plantas diseñadas para operaciones sin vigilancia, las que son llevadas
a cabo a control remoto.
El costo de producción de oxigeno gaseoso de alta pureza con el sistema PSA
es aproximadamente superior en un 40% al costo de producción de oxigeno con
el sistema VPSA.
15. PRODUCCIÓN DE OXIGENO, NITRÓGENO Y ARGON LIQUIDO EN
PLANTAS CRIOGENICAS
Pag. Nº 79
El aire atmosférico pasa a través de un filtro la cual retiene las partículas
flotantes del medio ambiente hasta 0.3 micrones antes de entrar a la tubería de
succión del compresor de aire el cual comprimido hasta 5.6 bares luego pasa por
un post- enfriador.
El aire comprimido pasa a través de un sistema de pre purificadores. sistema
que tiene dos vasos pre purificadores mientras uno esta purificando el aire el otro
esta en regeneración, el periodo de trabajo en línea y regeneración dura de25 a
30 minutos, su sistema de purificación es por adsorción. Su función es retener la
humedad, dióxido de carbono(CO2), hidrocarburos grandes y parte de los demás
componentes del aire que afectarían el proceso de destilación criogénica.
El aire entra al PHX( intercambiador criogénico) y posteriormente pasa a la
columna inferior en el cual ocurre una parte de la separación de la mezcla como
aire enriquecido en oxigeno(Kettle) a una concentración de 36 a 46% en oxigeno
y una presión de 5.0 bares y a una temperatura de –165 °C.
La función básica de la columna inferior es de proveer reflujo a la columna
superior donde se lleva a cabo la separación final del aire en nitrógeno de alta
pureza (99.9995%) y en oxigeno de alta pureza((99.7%).
Para la destilación criogénica y licuar los gases se necesita bajar la temperatura,
el cual es posible por los demás componentes de la Planta como son el
compresor y la turbina booster, en primera instancia se utiliza aire proveniente de
la parte superior de la columna inferior, el cual se comprime hasta más ó menos
unos 20 bares, este suministra el calor, pasando luego por la turbina a una
expansión donde se obtiene el frío criogénico el cual se utiliza para el proceso de
destilación, posteriormente el fluido se envía al liquefador donde se licua por
intercambio de calor, el fluido licuado entra por la parte superior de la columna
inferior, después de unas 10 horas de estar estable el proceso se utiliza
nitrógeno gaseoso.
Para la destilación llega el aire enriquecido(Kettle), a la columna inferior,
subiendo a través de las bandejas de la columna y burbujea con el liquido fro del
liquefador. El líquido que fluye de una bandeja a otra hacia abajo se llama
“reflujo”, dado que la temperatura del nitrógeno(-196° C) es más baja que la de
del oxigeno(-183 °C), el nitrógeno gaseoso (shelf) es preferiblemente separado
del líquido por ebullición. Cuando el vapor llega al tope de la columna inferior,
este es esencialmente nitrógeno puro. La corriente de nitrógeno puro pasa a
Pag. Nº 80
través de un intercambiador principal y se forma el líquido ya que se condensa
por diferencia de presión con liquido de la columna superior que es de 0.4 bar.
El nitrógeno líquido producido una parte es enviada a la columna superior como
reflujo y el resto llega a la parte alta de la columna superior, se analiza y
posteriormente se almacena en el tanque estacionario.
La columna superior es continuamente alimentada con Kettle (aire enriquecido)
proveniente de la columna inferior. La operación de la columna superior es
esencialmente la misma de la columna inferior. El Kettle entra un poco por
encima de la parte media de la columna superior y fluye a través de las bandejas
y burbujea con el nitrógeno líquido de reflujo. El líquido fluye por la columna
hacia abajo a medida que el vapor se eleva. El líquido se enriquece con Oxigeno
y Argón crudo cuando fluye por la columna hacia abajo, mientras el vapor se
enriquece con nitrógeno cuando se eleva.
En la parte central de la columna superior está la zona de transición donde sale
el argón crudo(12% de argón, 87% de oxigeno, 1% de nitrógeno), en esta zona
salen tres puntos de muestreo, como la temperatura, del Argón y oxigeno son
muy cercanas es muy difícil de separar el Argón en la columna superior por lo
tanto se necesita una segunda rectificación que son dos columnas de destilación
empacadas con condensador de argón, por medio de este sistema se obtiene el
argón refinado y este es mandado al tanque de almacenamiento. El proceso es
el siguiente: la corriente de argón crudo es retirado de la parte media de la
columna superior y conectada a la columna de argón crudo donde es rectificado
contra el líquido de reflujo. El argón presente se concentra en el vapor y el
oxigeno es drenado por gravedad y llevado de regreso a la columna superior.
La corriente de vapor que contiene cerca de 99% de argón es retirada de la parte
superior de la columna de argón crudo y conectada a la parte inferior de la
columna de argón refinado donde se rectifica contra el liquido de reflujo que fluye
hacia abajo. El argón presente continua concentrándose en el vapor que se
levanta hacia la parte superior de la columna de argón refinado y el liquido que
desciende es recogido en la poceta de la base y es transferido por la bomba a la
parte superior de la columna de argón crudo su liquido de reflujo.
El vapor de la columna de argón puro contiene impurezas de nitrógeno que se
ventea por el condensador de argón.
Pag. Nº 81
El argón liquido de alta pureza es retirada cerca de la parte superior de la
columna de argón refinado y es enviado a los tanques de almacenamiento por
gravedad.
15.1 SEGURIDAD EN EL USO DE OXIGENO LIQUIDO
El hecho de estar almacenado el oxigeno a muy bajas temperaturas es
considerado situación insegura, que podría causar serios accidentes si no fuera
manipulado y transportado convenientemente.
15.2 EQUIPO DE PROTECCIÓN INDIVIDUAL
El contacto accidental de liquido criogénico con la piel puede causar heridas por
congelamiento de fluidos vitales del organismo tales como agua, sangre,
hormonas, etc. Caracterizados como quemaduras criogénicas.
Por tanto es necesario el correcto uso de equipos de protección individual para
evitar
accidentes por derrames o salpicaduras.
Guantes de cuero: Para proteger las manos del frío y salpicaduras de
producto criogénico.
Casco con visera y careta: Para protegerse de golpes y salpicadura de
producto criogénico en el rostro.
Lentes de seguridad: para protección exclusiva de los ojos de cualquier
evento repentino pues la careta podría caer dejando los ojos totalmente
desprotegidos.
Ropas con mangas largas y frente cerrado: el líquido criogénico podrá
penetrar el tejido de las ropas solo en casos de exposición prolongada.
Por lo general ante cualquier salpicadura el operador instintivamente se
alejará y el líquido se evapora rápidamente teniendo el operador la
sensación de frío en el área.
Zapatos de seguridad: son para proteger los pies ante choques, impactos
y probable derrame de líquidos criogénicos.
Pag. Nº 82
Protección auricular: en el manejo de productos criogénicos existe la
presencia siempre de gases presurizados que pueden ser aliviados en
algún momento provocando variaciones sonoras.
15.3 CARACTERÍSTICAS DEL OXIGENO LIQUIDO
El oxigeno es un gas incoloro, inodoro e insípido que puede ser licuado a –183 °
C y presión atmosférica normal. El 21% del aire ambiental esta constituido por
oxigeno. El oxigeno en estado líquido es de color azul claro. El oxigeno líquido
no es inflamable pero acelera violentamente la combustión de materiales
combustibles.
15.4 CUIDADOS CON EL OXIGENO
A. Mantenga los materiales combustibles apartados del oxigeno y elimine
las fuentes de ignición:
Muchas sustancias que normalmente no se queman al aire libre requieren
apenas una pequeña chispa ó calor moderado para que se inflamen en
presencia de altas concentraciones de oxigeno. Otras sustancias que
apenas se queman moderadamente al aire libre pueden entrar en
combustión violenta.
Mantenga todas las sustancias orgánicas y demás sustancias inflamables
alejadas de posible contacto con oxigeno líquido. Algunas de las
sustancias que pueden reaccionar violentamente con oxigeno son: aceite
ó grasas. Bajo ciertas condiciones los materiales inflamables
impregnados de oxigeno líquido se vuelven sensibles al impacto y
pueden explotar como resultado de un choque.
B. Mantenga las áreas y superficies externas limpias para prevenir ignición:
Como es normal la suciedad industrial constituye un peligro de
combustión. Todas las superficies de los equipos deben ser conservados
muy limpias. No cloque equipos de oxigeno sobre superficies de asfalto ni
Pag. Nº 83
permita depósitos de aceite ó grasa colocados sobre bancas ó superficies
de concreto en las proximidades del oxigeno. Use agentes de limpieza
que no dejen depósitos orgánicos sobre superficies limpias. Los equipos
para ser usados en contacto con el oxigeno liquido deben ser
manipulados con guantes o manos limpias de aceite.
C. Extremadamente frío: Proteja los ojos y la piel
Un contacto accidental con oxigeno liquido o flujo de gas frío con la piel u
ojos puede causar heridas por congelamiento, similar a una quemadura.
Manipule el equipo cuidando de no causar derrames ni salpicaduras.
Proteja los ojos y cubra la piel donde exista la posibilidad de contacto con
oxigeno liquido(tubos y equipos congelados o gas frío).
Lentes de seguridad y protector facial deben ser usados pues puede
ocurrir salpicaduras de líquido ó liberación de gas frío. Guantes aislantes
que puedan ser fácilmente removidos y mangas largas son
recomendables para protección de los brazos. Pantalones sin basta
deben ser usados fuera de los botines ó sobre los zapatos para evitar la
posible acumulación de salpicaduras de líquido. Ropa contaminada con
líquido ó saturada con gas debe ser retirada inmediatamente y aireada
por lo menos 30 minutos antes de volver a ser usado pues por tener alta
concentración de oxigeno es altamente inflamable y de fácil ignición.
D. Piezas de recambio deben ser adecuadas para servicio con oxigeno.
Muchos materiales, especialmente empaquetaduras no metálicas y
retenes constituyen un peligro de combustión aunque su uso sea
aceptable para servicio con otros líquidos criogénicos.
Tenga la certeza de que todas las piezas de reposición estén
internamente limpias para su uso con oxigeno.
15.5 DISTRIBUCIÓN Y RECARGA
Pag. Nº 84
El sistema de reposición de oxigeno del tanque se realiza mediante camiones
cisterna criogénicos que reponen el oxigeno consumido según programación.
El sistema de recarga es de tal modo que el tanque siempre debe contener como
mínimo el 30% de su capacidad. Para una eventual reserva y para que el circuito
elevador de presión funcione en forma optima y no afecte las condiciones de
dosificación.
La capacidad de almacenamiento de los tanques ubicados en los puntos de
dosificación es el siguiente:
Estación de
dosificación
de oxigeno
Posición de
tanque
Capacidad
volumétrica
(galones)
Capacidad
en peso
Kg
Presión
de trabajo
PSI
Capacidad
de
dosificación
Kg / h
Presión que
abre la válvula
de seguridad
(PSI)
P1 Vertical 6,000 25,926 200 165 345
P2 Horizontal 13,000 56,173 150 465 250
P3 Horizontal 8,600 37,161 250 317 230
Estación de
dosificación de
oxigeno
Presión hidráulica en
punto de dosificación
Atm.
Presión hidráulica en punto
de dosificación
PSI
P1 2.80 41.16
P2 4.94 72.62
P3 7.24 106.43
Para: Q = 1120 l/s
15.6 TANQUE CRIOGÉNICO
Son equipos especialmente diseñados para almacenaje e fluidos criogénicos,
esto es fluidos que se licuan a temperaturas entre –150°C y 273°C a presión
atmosférica.
Pag. Nº 85
Aunque el consumo del producto sea en la fase gaseosa el almacenaje de
líquidos criogénicos se da por motivos económicos pues se aprovecha un menor
volumen para el almacenaje.
Básicamente un recipiente criogénico consiste en dos recipientes concéntricos
con un sistema de aislamiento térmico entre ellos.
Los recipientes criogénicos tienen la propiedad de reducir al mínimo la
transferencia de calor entre el ambiente y el líquido criogénico. Sin un adecuado
aislamiento esta transferencia de calor haría que el líquido criogénico, dado su
bajo punto de ebullición, se vaporice rápidamente aumentando en consecuencia
la presión interior del vaso. Si este vapor no fuese liberado a la atmósfera, lo que
acarrea desperdicio, la presión interna provocaría el colapso del tanque.
El sistema de aislamiento del tanque esta formado por una cámara entre dos
tanques, interno y externo, en el cual se produce vacío y es rellenado con perlita.
El vacío elimina la transmisión de calor por convección pues el aire y otros gases
son retirados de la cámara, la función de la perlita es eliminar la transmisión de
calor por radiación, la fijación del tanque interno al tanque externo es diseñada
de tal modo que la superficie de contacto entre los dos tanques sea la menor
posible. Esto minimiza la transferencia de calor por conducción entre los mismos.
15.7 GRADO DE OXIGENO DISPONIBLE SEGÚN LA ASOCIACIÓN
AMERICANA DE PRODUCTORES DE OXIGENO (Unidades en ppm (mol/mol))
Características Límites
Máxima para el tipo I (Gaseoso) Máxima para el Tipo II (Líquido)
A B C G D E F A B G C D
O2 % Mín.(mol/mol)
99.0 99.5 99.5 99.5 99.5 99.6 99.995 99.0 99.5 99.5 99.5 99.5
Nitrógeno 100 100
Olor No No No No
Agua ppm(v/v) 50 2 6.6 8 1.0 6.6 2 26.3 6.6
Pto. Rocío °F -54.5 -97 -82 -80 -105 -82 -97 -63.5 -82
Agua (condensado)
5
ml/dep.
Hidrocarburos Totales( como
25 50 50 1.0 25 67.7
Pag. Nº 86
CH4)
Metano(CH4) 25
Etano y otros Hidrocarburos(c
omo Etano) 3
Etileno 0.4 0.2
Acetileno 0.1 0.05 0.5 0.05
Dióxido de Carbono
300* 5
10 1.0 300*
5
5
Monóxido de carbono
10** 1.0 10*
Oxido Nitroso 2 4 0.1 2 2
Alógenos refrigerantes
2 1
Solventes 0.2 0.1
Otros componentes
0.2 0.1
USP SI SI
Permanente
Partícula
1mg/l 1mm
* Determinación no necesaria cuando el oxigeno es producido por la licuefacción del aire ** Determinación de compuestos puede ser realizado por el análisis de la dispersión de la radiación infrarroja. USP : Farmacopea de los Estados Unidos.
15.8 PESOS Y VOLÚMENES EQUIVALENTES
COMPUESTO Peso liquido / gas
Volumen del líquido que la norma establece
Volumen gas a 14° y 14.7 PSI
Libras Kilogr. Litros Galones Pies3 Metros3
OXIGENO
1.000 0.454 0.397 0.105 12.08 0.342
2.205 1.000 0.876 0.231 26.62 0.754 2.517 1.142 1.000 0.264 30.39 0.861
9.527 4.321 3.785 1.000 115.05 3.258 8.281 3.756 3.290 0.869 100.00 2.832
2.924 1.327 1.162 0.307 35.31 1.000 15.9 EMPRESAS PRODUCTORAS DE OXIGENO LÍQUIDO CRIOGÉNICO
EN EL PERÚ
Pag. Nº 87
EMPRESAS UBICACIÓN - PRODUCCIÓN DIARIA (Toneladas)
Pisco Callao Chimbote Lurín Prod total
PRAXAIR 170 170 MESSER 480 480
AGA 100 100 INDURA 30 30
Producción total en Mercado. 780 16. OTRAS ALTERNATIVAS PARA EL CONROL DEL SULFURO DE
HIDRÓGENO(H2 S)
16.1 INYECCIÓN DE AIRE
El control del H2 S por inyección de aire en tuberías a presión en una estación de
bombeo es a menudo empleado con buenos resultados.
Este método sin embargo no es apropiado en proyectos debido a las siguientes
razones:
Si la inyección es hecha en la sección descendente del sifón invertido, el
aire inyectado irá inverso al punto inicial del sifón(al punto mas alto en la
sección) y la disolución del oxigeno que no espera si el punto de inyección no
se localiza cerca del punto más bajo. Además, la resistencia al flujo
aumentará debido a la marcha inversa del aire inyectado.
Si la inyección es hecha en el punto del sifón invertido, se proporcionarán los
compresores aéreos grandes debido a la presión alta del agua. Asumiendo el
volumen aéreo requerido para la inyección es dos veces de alcantarillado,
necesario y los compresores aéreos deben tener un rendimiento de 1300kw
para 4 a 5 Kg/cm2 riegue la presión y esto incurriría en altos costos de
operación y mantenimiento.
En el caso de la dosificación química, requiere de un tratamiento de pre-
aereación que será proveído en el punto medio de la línea de conducción; por
ejemplo en Huascar, donde la presión del agua deberá ser mínima
Debajo de la superficie libre del agua. Él oxigeno disuelto de las aguas
residuales se incrementa la saturación con este tratamiento.
Pag. Nº 88
16.2 DOSIFICACIÓN DE REACTIVOS QUÍMICOS
La aplicación química ha sido utilizada para el control de H2S en USA, Japón y
países europeos y es también aplicable en el proyecto.
16.2.1 SELECCIÓN DE REACTIVOS
Los reactivos que han sido aplicados realmente para el control de H2S se
presentan a continuación. Existe la disponibilidad de estos productos químicos
en el Perú .
La proporción designada en la dosificación y las consideraciones por adoptar con
esos químicos se describe como sigue. (Las experiencias previas permite
describir las proporciones a dosificar porque el método del cálculo para definir
las proporciones a dosificar no se establece por el momento).
Cloruro Férrico(FeCl3)
Disponible en el Perú, y relativamente de bajo costo. Por la reacción con H2S,
es transformado al estable FeS. También es eficaz del punto de vista de control
del olor. Hay muchas experiencias en el Japón.
La proporción a dosificar se decide entre30 mg/l en promedio y 80 mg/l como
máximo, teniendo en cuenta las experiencias de las referencias siguientes:
Mogamigawa River Basin STP Pumping Statión, Japan 25 mg/l
Pumping Station in Chiba , Japan 80mg/l
Namerigawa Pumping Station, Japan 29mg/l
Sulfato de Ferroso(FeSO4)
Disponible en el Perú. Es necesario tener facilidades para su disolución porque
esta en forma sólida. Hay muchas experiencias en el Japón y en otros países.
Algunas veces se usa junto con ácido sulfúrico.
La proporción definida a dosificar se decide en 30mg/l. Es de notar la
experiencia en Florida, EE.UU., informado en el manual, de la EPA donde se
muestran los mejores resultado se obtuvieron al dosificar en el rango de 25 a 30
mg/l.
Nitrato de Sodio/ Nitrato de Calcio
Producto importado. Es necesario tener facilidades para su Disolución, porque
está en la forma sólida. Los resultados a escala experimental, reportan que el
nitrato será diez veces al sulfato a ser reaccionado.
Pag. Nº 89
La proporción designada en la dosificación se decide en 50 mg/l porque se
informa que H2S se controló a menos de 1.0 mg/l con un 50 mg/l que es la
proporción dosificada según el experimento en California, EE.UU.
Nitrato de Amonio
Disponible en el Perú. Es necesario tener facilidades para su Disolución, porque
está en forma sólida. A escala experimental mostró resultados satisfactorios para
el control del H2S con la proporción dosificada entre 94 a 117 mg/l. La
proporción designada en la dosificación se decide en 50 mg/l, igual como se
mencionó anteriormente con el compuesto de nitrato.
NaOCl / Ca(OCl)2
Usado en forma liquida. Utilizado en relativa pequeña escala con la facilidad de
la dosificación mínima. Es necesario tener facilidades para su disolución porque
se encuentra en forma sólida.
la proporción a dosificar se decide en 50 mg/l, como el cloro.
Cloro(Cl2) Gas
Usado en formas disuelta y es disponible en el Perú. Se necesita manejo
cuidadoso para el almacenamiento y manipulación debido a su toxicidad. Hay la
posibilidad que se generarán los subproductos cancerígenos.
En el experimento en California, EE.UU., se informa que H2S no se descubrió
2.8 horas después a 6 km flujo abajo del punto de dosificación, las proporciones
a dosificadas de 14 a 46 mg/l.
En el experimento en Florida, EE.UU., el concentración de sulfuro no se
detectaba en 6.5 Km flujo abajo del punto de dosificación, las proporciones a
dosificadas de 35 a 40 mg/l. Sin embargo, el mantenimiento de su efectividad es
dudoso porque H2S se descubrió a un punto 13 km flujo abajo. Se decide que la
proporción a dosificar se decide en 50 mg/l.
Peroxido de Hidrogeno(H2O2)
Se importa del extranjero. pueden completarse reacciones entre H2O2 y H2S
dentro de 30 minutos debido a la velocidad de la reacción. se espera el efecto
continuo al dosificar la proporción apropiada para la prevención de generación
de H2S durante 3 a 4 horas. El H2O2 excesivo también es eficaz para aumentar
el oxigeno disuelto en el alcantarillado.
Hay muchas experiencias aplicadas por la facilidad de mas de 200,000 m3/dia
en EE.UU. por consiguiente, el H2O2 parece ser aplicable al Proyecto. En el caso
Pag. Nº 90
de Palm Beach, Florida, la introducción de múltiples dosis de H2O2 dentro del
sistema de aguas residuales a presión actual muy bien en términos del control
de H2S. la proporción a dosificar se decide en 15 mg/l en referencia a las
siguientes experiencias informadas en el manual de EPA;
California , USA Q = 662,400m3/d, Dosis 7.8 mg/l
Florida, USA Q = 33,310 m3/d, Dosis 13.0 mg/l
Texas, USA Q = 227,100 m3/d Dosis 9.3 mg/l
costo del reactivo químico
Costo anual de cada químico requerido, asumiendo la proporción designada
para la dosificación es estimada como sigue:
R. Químico FeCl3 FeSO4 Na NO3 CaOCl Cl2 H 2 O2 O2
Dosis(mg/l) 30 30 50 50 50 15
Concentración(%) 40 93 98 70 100 50
Consumo(ton/año) 4730 1931 3218 4505 3154 2081 4535
Costo unit($USA/Kg) 0.13 0.30 0.354 0.35 0.5 0.60
Costo Anual
(miles $ USA) 615 579 1139 1577 1577 1665 680
Costo referencial de oxigeno = Costo reactivo (Cloruro Férrico)/ consumo anual
de oxigeno
Costo referencial de oxigeno($ / Ton) = 615000/4535=140
selección de reactivo químico
Se ha juzgado que el Cloruro Férrico es el más apropiado y se ha adoptado por
las siguientes razones:
Bajo costo
Facilidad de manipuleo comparado con otros químicos
Buena disponibilidad en el Perú
Muchas experiencias en países incluyendo el Japón
Efectivo control del olor
Pag. Nº 91
Los compuesto de nitrato, como el nitrato de amonio es también ventajoso
porque este no inhibe el proceso de tratamiento. Sin embargo no es adoptado
por su costo y su disponibilidad. Experiencias pasadas en EEUU. indican la
posibilidad de adopción del H2O2. sin embargo esto requiere de muchas
facilidades de dosificación en la tubería de conducción. Este, por lo tanto
necesita de un alto costo de capital para las facilidades y muchas actividades de
operación y mantenimiento.
16.2.2 PUNTO DE DOSIFICACIÓN DE CLORURO FERRICO
Kinoshita (agencia Japonesa de trabajos en aguas residuales) ha investigado y
reportado sobre la continua efectividad y efectos de la dosificación de químicos.
En el reporte el efecto del control del H2S continua incluso en el caso durante 5
a 7 horas después de la dosificación de cloruro férrico ó nitrato de
amonio(referido en las tablas 10 y 11).
Al parecer la relación reacción / efectividad pude ser mantenida durante el
tiempo de transporte de aguas residuales ( de 6 a 7 horas). Sin embargo una
dosificación adicional será proveída en Huascar, punto medio a San Bartolo, en
adición a los puntos de consumo por el agua residual ( punto A y C) .
17. COMPARACIÓN ENTRE LA INYECCIÓN DE OXIGENO Y LA DOSIS
DE REACTIVOS QUÍMICOS
El costo de cada una de las alternativas están calculadas y comparadas con el
costo de la dosificación del cloruro férrico:
En el caso que el cloruro férrico sea adoptado, la pre aireación es
introducido como un sistema de reserva, mientras que la inyección de
oxigeno es introducido sin la pre aireación y con las facilidades del
cloruro férrico como un sistema de reserva.
El costo de la energía usada y el tratamiento del lodo no están
consideradas.
Pag. Nº 92
El costo unitario de oxigeno: $ 0.15/kg como suministrador.
La tasa de dosificación promedio del cloruro férrico es de 30mg/l y el
costo unitario es de $0.13/kg.
Los costos de operación y mantenimiento es casi el mismo pero en los costos de
construcción para la inyección del oxigeno puro es la mitad del método de la
dosificación de cloruro férrico. El valor presente neto del total de un periodo de
15 años muestra pequeñas diferencias entre ambos métodos.
18. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
18.1 La ecuación estequeométrica de oxidación del sulfuro de hidrógeno,
presentado por NJS, ocurre en una reacción bioquímica, en la capa
facultativa de la película biológica adherida a la tubería de conducción.
De esa ecuación se determina, que el requerimiento de 1ppm oxigeno
para oxidar 1.4ppm sulfuro de hidrógeno y no como se indica en el
estudio de factibilidad que 1ppm de sulfuro de hidrógeno es oxidado por
2ppm de oxigeno, cuadriplicando la cantidad de oxigeno necesario para
oxidar al sulfuro de hidrógeno.
De la ecuación estequeométrica, usada en el presente trabajo se ha
determinado que, 1ppm oxigeno es necesario para oxidar 2ppm de
sulfuro de hidrógeno.
Ec. Presentada por NJS Ec. Usada en el Pte. Trabajo.
)4(234 2
3222
HOSOSH OHSOSH 2222
14
Pag. Nº 93
18.2 La ecuación para el calculo de la tasa de generación del sulfuro de
hidrógeno presentado y no desarrollado por los responsables del estudio
de factibilidad (NJS), difiere de la determinada en el presente trabajo:
Ec. Determinada en el Pte. Estudio Ec. Presentada por NJS
D
DDBO
dt
dsT
)393.02(07.1004.020
5
D
DDBO
dt
dsT
)393.01(07.1004.020
5
18.3 La tasa de generación de sulfuro de hidrógeno calculada para el flujo del
periodo de diseño y la carga orgánica del agua residual actual es
significativamente diferente a los resultados obtenidos por NJS y la
determinada en el presente estudio, como la cantidad de oxigeno a
dosificar para la neutralización del H2S.
Periodo de diseño 2015: Generación de H2S y O2 para su control (mg/l ):
caudal de 1.62 m3/s, DBO5 de 341 mg/l y 25 °C
Tramo Anaerobio NJS Pte. Trabajo
H 2S O2 H 2S O2
Pto B a Pto. 1 Oxig 0.93 1.87 2.25 1.13
Pto. C a Pto. 2 Oxig 1.18 2.35 4.06 2.03
Huascar a Pto. 3 Oxig. 2.93 5.85 8.87 4.44
En el estudio de factibilidad se ha considerado la carga orgánica (DBO5)
de 250 mg/l, cuando en realidad en la actualidad se ha determinado un
promedio de 341 mg/l.
18.4 La ecuación para el calculo de la demanda de oxigeno por la película
biológica y la población biológica suspendida, presentada pero no
desarrollada por NJS, no considera la posible presencia de oxigeno
Pag. Nº 94
disuelto en el agua residual, porque esta es consumida en el tramo
anaerobio. Pero si se tratara de conducir el agua residual fresca con
presencia de oxigeno disuelto, desde una estación de bombeo, esta se
tendría que considerar al calcular la cantidad de oxigeno a dosificar para
mantener condiciones aerobias en la tubería de impulsión con periodos
de retención mayores de 2 horas.
Demanda de oxigeno en zona aerobia ( mg / l )
En el Pte. estudio NJS
Desagûe
T
O ODQ
LD
DCT
15
2
)072.1(4
)8.2
6(2
15
2
)072.1(4
)8.2
6(2
T
OQ
LD
DCT
18.5 El estudio de Pomeroy y Parkhurst sobre la demanda de oxigeno por la
población biológica suspendida en el agua residual a 15 °C , no hace
referencia sobre la carga orgánica del agua residual de estudio, para
mayor rigor será necesario estudiar con las características del agua
residual a ser conducido a la Planta de San Bartolo.
18.6 El estudio de factibilidad de NJS, no menciona sobre la reducción de la
materia orgánica por la digestión de la masa biológica en la zona aerobia
de la tubería de conducción a la Planta de San Bartolo, siendo esta de
gran importancia para la planeación de la operación. En el presente
estudio se ha desarrollado la ecuación, para calculo de la reducción de la
carga orgánica (DBO5 ) en los tramos de la zona aerobia. La reducción
del carga orgánica en el tramo anaerobio es insignificante por lo que no
se toma en consideración.
21
2
)072.1(5.0*Re2
T
OmgO
mgDBOCTducciónDBO
18.7 En el estudio de diseño definitivo, NJS considera la misma carga orgánica
del agua residual en el punto B y a la entrada de la planta de San Bartolo.
Para las condiciones actuales de flujo y calidad de agua residual( 1.120
l/s y 341 mg/l de DBO5) en el punto B, se ha calculado que la DBO5 de
ingreso a la planta sería de 281 mg/l, siendo la reducción de la DBO5 de
Pag. Nº 95
60 mg/l y para el periodo de diseño, la DBO5 de entrada a la planta será
de 300 mg/l debido al menor periodo de retención en la tubería de
conducción.
18.8 En el estudio de factibilidad se presenta, el efecto de la presión en la
concentración de saturación del oxigeno a 30 °C. En el presente estudio
se desarrolla los criterios de calculo de la concentración de saturación del
oxigeno en relación a la presión y temperatura de necesidad. En el
presente estudio se ha fijado el límite para la dosificación de oxigeno en
40 mg/l para la presión de 1 Atm. y 25 °C., como tambien para las
presiones de trabajo en los puntos de dosificación los cuales no difieren
para una temperatura de 30°C.
Estación dosificadora Presión(bar) Conc. De Sat. De oxigeno a
25°C(mg/l)
Pto. 1 de Oxigeno 3.4 130
Pto. 2 de Oxigeno 5.3 195
Pto. 3 de Oxigeno 6.6 245
Por lo tanto la dosificación de oxigeno no será superior a 40 mg/l , que es
la concentración de saturación del oxigeno en agua a la temperatura de
25 °C y a una Atmósfera de Presión. Dosificaciones superiores produciría
desorción del agua residual y escape por la válvula de aire /gas.
18.9 La alternancia de condiciones anaerobias y aerobias permite controlar el
crecimiento de las bacterias heterótrofas filamentosas” Leucotrix “ , que
son estrictamente aerobias y que interfieren en los procesos de las
plantas de tratamiento.
18.10 El manual de operación presentada por NJS no indica los criterios de
calculo de la dosis de oxigeno a ser suministrado a la laguna aireada de
mezcla completa ni parcial. Sin embargo en el presente estudio, para el
objetivo de calidad de agua residual a conseguir se ha determinado y
desarrollado el procedimiento de calculo. El cual permite a su vez
determinar el número de aireadores a funcionar para alcanzar la dosis de
Pag. Nº 96
oxigeno que demanda el proceso de tratamiento. Y de esta forma obtener
a su vez la potencia por aireación, al cual se suma la potencia que
demanda otros equipos de servicio. Para las condiciones actuales se ha
determinado que la potencia instalada(2500 Kw) es superior a la potencia
necesaria(1500Kw). Esto da la posibilidad negociar un nuevo contrato,
facultad suscrita en la cláusula octava del contrato vigente.
18.11 Para el objetivo de calidad ha alcanzarse en la planta de San Bartolo el
costo de producción unitaria de agua residual tratada seria de 0.156 s/m3
(0.044 $/m3).
18.12 Se desestima la instalación de Plantas productoras de oxigeno en los
lugares de dosificación(sistema PSA, VPSA), ya que en las condiciones
actuales se requiere de una producción de 2.5, 4.6, 5.5 Ton/día y en el
periodo de diseño de 2.13, 4.5, 5.3 Ton/día, en los tres puntos de
dosificación, como se puede notar son bien aproximados. Este nivel de
producción solo es posible alcanzar con la plantas de sistema de
producción PSA, los cuales dan un costo de producción unitario de
oxigeno muy alto en comparación con los del sistema VPSA y Criogénico.
Las plantas de producción d oxigeno con el sistema VPSA, se alcanza
escalas de producción de 10 toneladas y mayores, lo que esta muy lejos
de las necesidades de dosificación. Este ultimo sistema de producción de
oxigeno al estado gaseoso de alta pureza(85%) sería una buena
alternativa ya que el costo de producción es inferior al del oxigeno
Criogénico.
18.13 La alternativa de adquisición de oxigeno líquido criogénico sigue siendo la
mejor alternativa por su costo, almacenamiento a gran escala, y facilidad
para la dosificación variable, como es el que tendrá que realizarse en la
tuberías de conducción de aguas residuales a San Bartolo. Las plantas
de sistema VPSA y PSA producen oxigeno a una tasa constante lo que
no permite su dosificación según demanda, si no es eliminando ó
desperdiciando la producción.
Pag. Nº 97
18.14 En el mercado nacional hay una sobre oferta de oxigeno líquido
criogénico del tipo B, según la clasificación de la Sociedad Americana de
Productores de oxigeno, que es la especificada para la dosificación en la
tubería de conducción de agua residual a la Planta de San Bartolo.
18.15 como resultado de la comparación entre la inyección de oxigeno puro y la
dosificación de reactivos químico el primero es recomendable debido a
las razones presentadas anteriormente, sin embargo las facilidades de
espacio para la dosificación de reactivos químicos pueden ser
consideradas en el punto A y la Planta Huascar con el fin de permitir la
instalación de facilidades para afrontar situaciones de cambio en el futuro.
El valor neto presente del total de la construcción en ambos
métodos es casi el mismo.
La generación de H2S será controlada por la inyección de oxigeno
cuando el índice de inyección sea la apropiada.
El afluente de aguas residuales al sistema de transporte por
tubería(STP) se mantendrá en condiciones aeróbicas por el método
de inyección de oxigeno. Recomendable para el tratamiento en el
STP.
La dosificación de cloruro férrico bajará el valor del Ph cuando el
índice de dosificación aumente. Por lo tanto, las medidas de control
del Ph se hacen necesarias para que no afecte la eficiencia del
tratamiento.
Por lo tanto, las facilidades para la dosificación de elementos químicos
debe realizarse en el punto A en vez del punto B. El flujo del agua en el
periodo de diseño será grande en el punto A ( 2.092 m3 / seg.) debido a
que este punto esta ubicado antes de la derivación (punto B). Por lo
tanto será necesario muchos reactivos químicos para el tratamiento de
todo el flujo de aguas residuales, y esto no es lo deseado desde el punto
de vista económico. Sin embargo para los primeros años la dosificación
de reactivos químicos en el punto A es una buena alternativa.
Desde que el tiempo de fluido desde el punto B hasta el punto C es de
una hora , se espera que el tiempo de producción del H2S sea menor.
Pag. Nº 98
Por lo tanto, el índice de dosificación en el diseño en el punto A será
establecido en 10 mg/l (1/3 del total del índice de dosificación) y las
dosificaciones restantes ( 20 mg/l o 2/3 del total del índice de
dosificación) para la divergencia de las aguas residuales desde el punto B
hasta el punto C serán hechas en el punto C; siempre y cuando se
disponga de espacio.
Se ha reportado que el efecto del cloruro férrico continúa a pesar de
haber transcurrido del periodo de detención que es de 6 a 7 horas. Por lo
tanto, el efecto de la dosificación en el punto A continuara en San
Bartolo. La facilidad adicional de la dosificación , sin embargo, será
proveída en Huascar como una facilidad de respaldo.
En aplicación al proyecto del método de inyección de oxigeno, deben ser
tomados en consideración los siguientes items.
Facilidades de operación
En el caso de la dosificación de elementos químicos los efectos del
control del H2S continua por largo tiempo. En el caso de la inyección de
oxígeno puro, sin embargo, este efecto no continua por un periodo largo y
la apropiada inyección del O2 tendría que ser realizada en cada punto de
inyección para mantener el efecto del control.
Si el volumen de inyección es muy pequeño, se generará H2S y se
soltará desde la superficie de las válvulas aire / gas localizadas en los
puntos más altos de las líneas de conducción. Si el volumen de la
inyección es muy elevado, el oxigeno se gastará en la liberación en las
superficies de las válvulas aire / gas. El índice de la apropiada inyección
cambiará con la variación de la cantidad del fluido, la temperatura, la
concentración de DBO de las aguas residuales, etc.
Por lo tanto, se requiere el examen del índice adecuado de inyección
durante la operación.
Facilidades de Mantenimiento;
SEDAPAL podría contar con un proveedor / fabricante de oxígeno por
las facilidades de operación y mantenimiento. En este caso es necesario
resaltar en el contrato, la identificación de responsabilidades en el
mantenimiento del sistema de dosificación, división de costos de
Pag. Nº 99
operación y mantenimiento, etc, Los cuales deberían ser hechos por un
proveedor de oxígeno. Para poder aminorar costos e incrementar la
seguridad, es deseable realizar un contrato por el periodo máximo que
establece la ley de Adquisiciones y contratos( 3 años).
Control de malos olores
Los malos olores liberados por las válvulas de aire / gas en el tramo
anaerobio podrían generar incomodidad ambiental y de reclamación a
SEDAPAL, por lo que se ha previsto la instalación de filtros de carbón
activado para su adsorción los cuales se tendrá que evaluar su periodo
de trabajo para su regeneración.
Si los malos olores se presentara a la entrada de las lagunas de
Huascar y San Bartolo, indicaría una baja concentración de oxigeno
disuelto a la llegada de estas Plantas y lo que se determinará mediante
los censores previstos.
En las estaciones de pretratamiento ubicados en el punto A y C se ha
considerado el tratamiento biológico de los gases mal olientes liberados
por las aguas residuales los cuales son captados por aparatos de
ventilación.
Prevención de la corrosión
El método recomendado para prevenir la corrosión en la estructura de
concreto existentes en la infraestructura hidráulica es el usado por la
agencia japonesa de trabajos con aguas residuales u otras autoridades.
estas podrían ser aplicadas en el diseño de facilidades en el tratamiento
que deberían estar expuestos al H 2S gas. Cubierta de cerámica epóxica
o capas de PVC para tuberías de concreto, sin embargo a la fecha existe
la alternativa de su protección con cubiertas de poliuretano de 2 a 3 mm.
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