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PROYECTO EJECUTIVO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN LA LOCALIDAD DE EL
PORVENIR MPIO. DE PRAXEDIS G.GUERRERO
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1.0. MANUAL DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO.
1.1. Introduccin.
El tratamiento de las aguas residuales domesticas a base de lagunas y pantanos es
una forma econmica y de fcil operacin para lograr altas remociones de
contaminantes. El sistema de lagunas y pantanos consiste en la conformacin de
estanques con cortes y/o terraplenes sobre el terreno natural con el fin de
contener por un determinado tiempo las aguas residuales emitidas por una
localidad. Durante este tiempo y con la interaccin de algunos factores naturales
(aire, sol, temperatura, etc.), y con la ayuda de colonias de bacterias que se
desarrollan en estas condiciones en el agua residual, se logra el desdoblamiento de la
materia orgnica presente en dicha agua, es decir, se reducen considerablemente
los contaminantes que en el agua existen. Adems de la remocin de materia
orgnica, se reducen otros contaminantes como slidos sedimentables y otros agentes
peligrosos como coliformes, que producen enfermedades gastrointestinales.
La construccin de estas lagunas y pantanos implica el evitar una posible infiltracin
del agua contenida en stas hacia el subsuelo con el riesgo de contaminar cuerpos
de agua (subterrneos o superficiales). Para lograr que estas infiltraciones o escapes
de agua sucedan, las lagunas son protegidas con material (natural o prefabricado),
tanto en su base como en sus taludes, estos materiales son generalmente arcilla,
mampostera, concreto, arcilla bentontica, etc.
La interconexin entre las lagunas se lleva acabo por medio de tuberas y registros de
concreto de entrada y salida de cada estanque y en ocasiones se requiere la
construccin de pozos de visita entre las lagunas para conducirla distancias poco
ms largas y/o cambiar la direccin del flujo dentro del sistema.
Con la construccin de estas lagunas y pantanos para el tratamiento de las aguas
residuales domesticas de una localidad se evita la contaminacin de ros, presas,
lagos, as como el mejoramiento del medio ambiente en general. Otra ventaja es el
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posible reuso de las aguas ya tratadas para riego agrcola, siempre y cuando el
funcionamiento del sistema sea correcto y adecuado.
1.2. Objetivo. El Manual de Operacin y Mantenimiento elaborado para el Sistema de Tratamiento de Agua Residual, tiene por objetivo primordial brindar detalles en cuanto a la operacin y mantenimiento, con la finalidad de prevenir fallas; por otra parte, el Manual de Operacin, permitir llevar a cabo un control en la operacin del sistema. 1.3. Descripcin del Sistema de Tratamiento.
Para la localidad de El Porvenir, Municipio de Prxedis G. Guerrero, el Sistema de
Tratamiento proyecto contempla un Sistema a base de Lagunas de Estabilizacin, tal
como se estipul en el inciso 8.1.2.
Dicho sistema, consta de un tratamiento primario y secundario, as como un pulimento
con la finalidad de mejorar la calidad del agua antes de ser evacuada al cuerpo
receptor.
1.3.1. Tratamiento Primario.
El tratamiento primario, se define por la composicin de dos Lagunas Facultativas en
paralelo; su misin primordial ser eliminar la mayor cantidad se slidos suspendidos
presentes en el agua residual.
El diseo de las lagunas deber ser cauteloso, con la finalidad de evitar el fenmeno
de sobrecarga de las lagunas, lo cual se refleja en inhibicin del desarrollo de
microalgas por la presencia del sulfuro de hidrogeno, cidos voltiles o un ambiente
fuertemente reductivo. La ausencia de luz debida al contenido de materia suspendida
en el cuerpo de agua y la absorcin de la radiacin solar por las natas formadas
fomentan la generacin de sulfuro ferroso, limitando tambin la produccin
fotosinttica de oxigeno. Una laguna mal diseada se encuentra propensa a un mal
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funcionamiento, generacin de olores ofensivos, propagacin de insectos y una pobre
eficiencia.
Para el diseo de las Lagunas Facultativas, se considero el Mtodo de Ynez
1.3.2. Tratamiento Secundario.
El tratamiento secundario consta de una Laguna Facultativa, la cual se ubica de
manera transversal a las especificadas en el inciso 9.3.1.. En las lagunas facultativas, el
tiempo de retencin hidrulica vara de 5 a 30 das y la profundidad de 1.50 a 2.00 m.,
dependiendo de su localizacin geogrfica, clima, y volumen requerido para
almacenar el lodo sedimentado. Se recomienda mantener un bordo libre de 0.50 a
0.80 m. con la finalidad de minimizar los efectos del viento, el oleaje, as como para
absorber temporalmente sobrecargas hidrulicas.
Para el diseo de las Lagunas Facultativas, se considero el Mtodo de Ynez
1.3.3. pulimento.
Con el fin de mejorar la calidad del agua residual, se propone como ltimo tratamiento
una Laguna de Maduracin o pulimento.
La funcin primordial de las Lagunas de Maduracin, es reducir la cantidad de
microorganismos patgenos. La eliminacin de bacterias y agentes patgenos,
depende bsicamente de factores climticos y ambientales; a mayor exposicin a la
luz solar, se incrementa la concentracin de algas, lo cual se refleja en un aumento en
la tasa de remocin de bacterias fecales.
Adems de eliminar los patgenos, la ventaja de este tipo de lagunas se refleja en los
bajos costos de operacin y mantenimiento.
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1.4. Caractersticas del Sistema de Tratamiento.
1.4.1. Emisor Final.
El emisor que operara al igual que el resto del sistema de tratamiento a gravedad, se
propone a base de tubera de P.V.C., de 38 de dimetro y 215 m. de longitud.
El emisor partir del ltimo pozo perteneciente al sistema de alcantarillado, hacia la
estructura denominada canal de rejillas con la finalidad de continuar el pretratamiento
del flujo hacia el canal de rejillas.
1.4.2. Pretratamiento.
Dado que las condiciones topogrficas en la localidad de El Porvenir son propicias
para el buen funcionamiento de un Sistema de Alcantarillado y en consecuencia una
carga hidrulica idnea para un tratamiento en el sistema lagunar, no se requiri de un
carcomo de bombeo y por tanto el sistema operar exclusivamente por gravedad.
El pretratamiento constar bsicamente de un canal de rejillas y un canal
desarenador: la funcin primordial del canal de rejillas, ser retener objetos de tamao
considerable, capaces de obstaculizar el flujo en las estructuras subsiguientes. La
estructura operara manualmente a travs de rejillas a 45 grados y una separacin a
cada 1 entre soleras. En lo referente al canal desarenador, con dimensiones de 3.50
m. de longitud y 0.20 m. de altura, se caracterizar por retener los slidos en suspensin.
1.4.3. Tratamiento Primario.
Las Lagunas Facultativas (2) en paralelo, cuyas dimensiones ascendern a 150.00 m. de
longitud y 50 m. de ancho exterior y 131.10 m de largo y 43.70 m de ancho interior,
tirante de 1.50 m., se construirn con material producto de excavacin y prstamo de
material de bancos.
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La relacin de taludes se propone de acuerdo a las recomendaciones del estudio de
geotecnia, las cuales se traducen en 1.50 horizontal por 1.00 vertical y una corona de
bordo de 4.00 m. El tiempo de retencin se hidrulico en el sistema de tratamiento
primario se considera de 18 das.
En consecuencia a la alta permeabilidad de los estratos adyacentes, se propone la
instalacin de una geomembrana de Polietileno de Alta Densidad de 1 mm. de
espesor y subyacente a al misma un geotextil de 200 gr/m par proteccin de la misma,
con la finalidad de evitar al mximo la infiltracin.
1.4.4. Tratamiento Secundario.
Dicho tratamiento depende de una Laguna Facultativa, cuyos bordos se construirn a
base de material producto de excavacin y material de banco. Sus dimensiones
oscilan en el orden de 150.00 m. de longitud y un ancho de 40.00 m. exterior; interior, se
consideran 136.90 m. de longitud y 36.50 m. de ancho y un tirante de 1.40 m.
El tiempo de retencin para el segundo tratamiento considera aproximadamente 7
das. La relacin de taludes se propone 1.50 horizontal por 1.00 vertical y borde de 4.00
m.
Ya que prevalecen las mismas caractersticas y condiciones de los estratos adyacentes,
la Laguna Facultativa Secundaria se recubrir a travs de una geomembrana con las
mismas caractersticas y procedimientos descritos en el punto 9.3.2.4.
1.4.5. Desinfeccin.
La desinfeccin o eliminacin de patgenos, se llevar a cabo a travs de una Laguna
de Maduracin, cuyas dimensiones oscila en el orden de 140.00 m. de longitud y 40 m.
de ancho exterior y un tirante de 1.10 m.
La relacin de taludes se considera de 1.50 horizontal por 1.00 vertical y corona de
bordo de 4.00 m. El tiempo de retencin es de aproximadamente 5 das.
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Al igual que en los procesos de tratamiento anteriores, la laguna se recubrir con una
geomembrana de polietileno de alta densidad (P.A.D.) de 1 mm. de espesor,
subyacente a esta, se instalar un geotextil para proteccin de la misma.
Las aguas residuales tratadas, descargaran a un dren agrcola a travs de una
estructura esviajada.
1.4.6. Gasto Nominal de Diseo.
El sistema lagunar fue diseado para tratar un gasto de aguas residuales de 15.19 l.p.s,
as como un gasto mximo del orden 48.74 l.p.s.
1.4.7. Tiempo de Retencin
Para el Sistema de Tratamiento propuesto, se calcula un tiempo de retencin hidrulico
de 29.5 das.
1.5. Procedimientos para Mantenimiento de las Estructuras. 1.5.1. Estructuras de Concreto Armado. 1.5.1.1. Recomendaciones.
Las estructuras de concreto tanto de entrada, salida y desvos debern
permanecer libre de cualquier objeto que impida el flujo normal.
Las estructuras de concreto de entrada, salida y desvo no debern presentar
azolves en su interior, ya que la acumulacin del mismo, obstruir el flujo normal de
diseo.
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La superficie del agua en las lagunas deber estar libre de cualquier materia
flotante, por lo que deber vigilarse peridicamente en lapsos de tiempo cortos y
regulares.
La existencia de zonas de agua con apariencia aceitosa debern de removerse
con recipientes (botes, tambos), y disponerlo en un relleno seguro.
Un factor importante para el funcionamiento correcto de la planta de tratamiento
es la entrada de luz solar al sistema, por lo que s en los alrededores de las lagunas
existe vegetacin que interfiera la entrada de luz, se recomienda que esta sea
removida para que el paso de sta no sea obstaculizado.
Se recomienda el despeje de vegetacin alta aledaa al sistema de tratamiento,
ya que se considera de vital importancia la entrada de luz a la planta para su
correcto funcionamiento.
1.5.1.2. Actividades a Realizar Peridicamente.
Limpieza de registros.
Eliminacin de nidos y madrigueras de animales de cualquier especie.
Eliminacin de cualquier tipo de vegetacin de tipo silvestre que pueda
obstaculizar las estructuras.
Lubricacin en compuertas y bisagras.
Eliminar a base de pintura signos de oxidacin en compuertas, bisagras y dems
equipo.
1.5.1.3. Medidas de Prevencin.
Revisin peridica en tuberas, con la finalidad de evitar fugas en el futuro .
Evitar la oxidacin en compuertas y bisagras u otros accesorios.
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Detectar oportunamente grietas
Si el organismo operador nota la presencia de moscos o insectos extraos
en la zona o cerca de las lagunas, reportarlo inmediatamente a las autoridades
correspondientes.
1.5.1.4. Reposicin y Rehabilitacin. Se recomienda la rehabilitacin o bien la reposicin a la brevedad posible en caso de
presentarse alguna de las siguientes situaciones:
Dao irreparable en alguno de los registros de entrada al sistema.
Dao irreparable en alguna de las estructuras derivadoras.
Dao en cualquiera de las tuberas de interconexin en el sistema lagunar.
Reposicin inmediata de cualquier accesorio que impida el correcto
funcionamiento del sistema.
Para los trabajos de rehabilitacin o reposicin de estructuras, tuberas u otros
accesorios, se pondr a criterio, si es necesaria la suspensin de operaciones en el
sistema, dependiendo si las estructuras, tuberas u otros son parte vital del sistema. De
ser el caso, se proceder primeramente cerrando el paso del flujo mediante las
compuertas instaladas en uno o ambos lados de la estructura derivadota segn se
requiera.
1.5.2. Bordos. 1.5.2.1. Recomendaciones.
Se recomienda la limpieza de los taludes que conforman las lagunas, para evitar
el crecimiento de hierba que perjudique el correcto funcionamiento.
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La corona de los bordos deber mantenerse limpia con la finalidad de que permita
el paso a vehculos.
En caso de presentarse derrumbes en los taludes de los bordos y de acuerdo a
su magnitud se recomienda el dejar fuera de operacin l modulo que
presente los derrumbes, desalojar el agua estancada y realizar los trabajos de
reparacin en los taludes.
Para los casos de fracturas, fisuras o asentamientos diferenciales en los
revestimientos de concreto en los taludes s proceder como en el punto anterior.
Si el bordo libre existente (la distancia entre el espejo del agua en operacin y
la corona del bordo) es muy grande se recomienda la construccin de una
terraza (escaln) intermedio para evitar que los derrumbes y/o deslaves por lluvia o
agentes erosionantes en los taludes de los bordos llegue hasta el agua en
tratamiento.
1.5.2.2. Medidas de Prevencin.
Es preciso revisar fsica y visualmente la estabilidad y compactacin de los bordos. 1.5.2.3. Rehabilitacin.
En caso de observar derrumbes o desbarancamientos en zonas especificas de los
bordos, se proceder a su rehabilitacin con equipo mecnico con la finalidad de
llegar a la compactacin deseada.
1.5.3. Estructuras y Tuberas. 1.5.3.1. Recomendaciones.
En caso de que las estructuras de concreto de entrada, salida o para cambios de
direccin sufren deterioro, se recomienda su reposicin de inmediato.
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De observarse humedad en zonas donde exista tubera de interconexin, es
recomendable la reposicin o reparacin a la brevedad posible.
En caso de existir vlvulas de compuerta, estas debern conservarse en ptimas
condiciones de operacin (pintadas y lubricadas).
1.5.3.2. Medidas de Prevencin.
Se deber verificar de manera continua las estructuras de interconexin, con la
finalidad de prevenir fallas en el futuro.
1.5.3.3. Rehabilitacin o Reposicin.
Para los trabajos de rehabilitacin o reposicin de estructuras, tuberas u otros
accesorios, se pondr a criterio, si es necesaria la suspensin de operaciones en el
sistema, dependiendo si las estructuras, tuberas u otros son parte vital del sistema.
De ser el caso, se proceder primeramente cerrando el paso del flujo mediante las
compuertas instaladas en uno o ambos lados de la estructura derivadota segn se
requiera.
1.5.4. Base de Lagunas.
1.5.4.1. Recomendaciones.
Si el volumen acumulado de lodos en el fondo de la laguna es igual o superior a 1/3
del tirante normal de operacin, se recomienda el desalojo de dicho lodo,
sacando de operacin al modulo en cuestin, se drena el agua estancada.
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Se espera a un secado previo del lodo para su mejor manejo y se procede a
desalojarlo utilizando tractor y camin de volteo y/o por medios manuales (palas
y carretillas), dependiendo esto de las dimensiones del sistema.
Despus de realizar el desalojo de los lodos se recomienda la reposicin de la
plantilla de arcilla del fondo de la laguna.
Si se presume la existencia de infiltraciones al subsuelo se recomienda la revisin de
la base de la laguna con el procedimiento anteriormente descrito.
1.5.2.2. Rehabilitacin. Ya que existe estructura derivadora de gasto, bastara con cerrar en esta el
acceso al modulo donde se pretenden realizar los trabajos de mantenimiento
y mantener abierto el acceso al otro modulo que seguir en operacin. Al
concluir los trabajos en ese modulo se procede a realizar lo contrario, es decir,
se abre el acceso al modulo ya con mantenimiento y se cierra el acceso al modulo
que a continuacin se le realizara el mantenimiento.
Cabe mencionar que al terminar los trabajos de mantenimiento se deber
dejar al sistema trabajando normalmente, es decir, cerrar todas las vlvulas de
tuberas auxiliares y mantener abiertas las vlvulas de operacin normal.
1.5.4. Equipo Electromecnico.
En este caso no procede, ya que el equipo electromecnico no se requiere en el
Sistema de Tratamiento.
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1.5.5. Desalojo del agua de las lagunas para mantenimiento.
El desalojo del agua contenida en las lagunas a las cuales se les realizara
mantenimiento, se puede hacer de dos maneras:
Con equipo de bombeo (motobombas).
Abrir un tajo en el bordo para desalojar el agua por una zanja a cielo abierto.
Despus de desalojar el agua se requiere la reposicin de bordo, revestimiento y en
caso de daarse, plantilla de arcilla.
De acuerdo a las condiciones particulares del terreno, del sistema y de la
topografa se determinara la forma de llevar a cabo el desalojo del agua.
1.5.6. Accesos para la maquinaria y/o equipo para Mantenimiento.
Se recomienda construir rampas de tierra para permitir el acceso y salida del
equipo mecnico (tractores) y/o camiones de volteo a las lagunas cuando se
realicen trabajos de mantenimiento.
Se recomienda que las rampas queden construidas permanentemente.
1.5.7. Disposicin de los lodos generados.
Se dispondr de los lodos generados y extrados de los sistemas lagunares y podrn
ser usados de manera benfica para mejorar de suelo o para ser dispuestos en un
relleno sanitario.
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2. Costos de Operacin y Mantenimiento.
2.1. Calendario de Actividades.
MES Actividad
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Actividades Diversas
Verificacin y/o eliminacin de nidos y madrigueras
dentro de las instalaciones. * * * * * * * * * * * *
Mantenimiento o reposicin de sealamientos * *
Mantenimiento general a caseta de vigilancia. *
Mantenimiento de reas verdes. * * * * * * * * * * * *
Pintura en rea de estacionamiento. *
Vigilancia y mantenimiento a cerco de proteccin. * * * * * * * * * * * *
Estructuras de Concreto.
Inspeccin de las estructuras * * * * * * * * * * * *
Limpieza de registros * * * * * * * * * * * *
Desazolve de estructuras * *
Eliminacin de vegetacin * * * * * *
Pintura en puertas y compuertas * *
Lubricacin en puertas, compuertas y tapas * * * *
Lagunas
Inspeccin de cada una de las lagunas que conforman
el sistema. * * * * * * * * * * * *
Eliminacin de lodos Aproximadamente cada 7 aos
Limpieza General (bordos, taludes, espejo del agua,
etc). * * * * * *
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2.2. Costos de Mantenimiento.
Bsicamente los conceptos a considerar en base al precio anual por mantenimiento
del sistema lagunar son: mano de obra, materiales, maquinaria y equipo, as como
herramienta menor.
2.2.1. Mano de Obra.
Trabajadores Eventual/Permanente
Semanas Laborables
(incluye periodo
vacacional por Ley)
Sueldo Base
Sueldo Anual,
(Incluye 2
semanas de
aguinaldo por Ley)
Operador Permanente 54 $ 900.00 $ 50,400.00
Vigilante/Velador Permanente 54 $ 900.00 $ 50,400.00
Ayudante Eventual 8 $ 700.00 $ 5,600.00
Total $ 106,400.00
2.2.2. Materiales.
Concepto Precio Unitario Consumo/Anual Importe
Lubricante $ 20.00 25.00 lts $ 500.00
Pintura $ 25.00 40.00 lts. $ 1,000.00
Brochas $ 22.00 10.00 pzas $ 220.00
Gasolina $ 7.90 100.00 lts $ 790.00
Equipo de seguridad
(cubre bocas, guantes,
etc.)
$ 300.00 6.00 equipos $ 1,800.00
Total $ 4,310.00
2.2.3. Maquinaria y Equipo.
Equipo Cantidad (Horas) Costo Importe
Camin de Volteo 108 $ 180.00 $ 19,440.00
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Bombas sumergibles 20 $ 400.00 $ 8,000.00
Generador 10 $ 200.00 $ 2,000.00
Total $ 29,440.00
Considerando que la herramienta menor conlleva un 2.00 % del total de mano de
obra, materiales y equipo, el cual corresponde al 2.00 % de $ 140,150.00 que equivale a
$ 2,803.00., se concluye que el costo anual de mantenimiento y operacin del sistema
de tratamiento propuesto corresponde a $ 142,953.00.
2.3. Costo de Agua Tratada.
Para determinar el precio por metro cbico de agua tratada, ser necesario
determinar el volumen anual de agua tratada, tal como se indica a continuacin.
Volumen Anual = QMD * 365 Das/Ao
Volumen Anual = 1,312.30 m/d x 365 d/ao
Volumen Anual = 478,989.50 m/ ao
Recordando que el costo anual de mantenimiento y operacin del Sistema de
Tratamiento es de $ 142,953.00 , se obtiene por conclusin el costo de agua tratada por
metro cbico, tal como se especifica a continuacin.
Costo de Agua Tratada = ($ 142,953/ao) / (478,989.50 m x ao)
Costo de Agua Tratada = 0.30 $/m
2.4. Elaboracin de Informes.
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2.4.1. Elaboracin y presentacin de informes mensuales.
Con la finalidad de llevar a cabo un control y registro de las actividades realizadas
cotidianamente, ser necesario registrar cada actividades realizadas, las condiciones
fsicas del sistema, se tomara nota de cambios relevantes y radicales en el
funcionamiento del sistema y cada comentario o acontecimiento quedar constatado
con fecha y hora en una bitcora.
Al final de cada mes, se elaborar un informe detallado el cual especifique las
actividades mas relevantes llevadas a cabo por el personal a cargo; as mismo,
indicar los trabajos de manteniendo o reposicin realizadas en sistema lagunar.
Adems, el informe mensual incluir un estado de ingresos y egresos y justificar los
mismos.
Se archivarn los informes mensuales, ya que sern de vital importancia par la
elaboracin del informe anual.
2.4.2. Elaboracin y presentacin de informe anual.
Anualmente se elaborar un informe el cual permita observar las fallas mas comunes
en el sistema, y esto conlleve al mejoramiento del mismo; a su vez, el informe anual
reflejar los excedentes o faltantes en los costos de operacin y mantenimiento. Por
ello, ser de vital importancia archivar de manera consecutiva y ordenada cada uno
de los informes mensuales y anuales.
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