manual para la puesta en marcha ptar

Manual de Puesta en Marcha, Operación, Control y Mantenimiento de la PTAR XX 200 Habitantes

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Manual para la Puesta en Marcha, Operación, Control y Mantenimiento de la PTAR – XX para

200 Habitantes en el proyecto Yy de la Minera Sss

Contenido

1. INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................. 4

2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS .................................................................. 4

2.1. Tratamiento Primario .................................................................................................................... 4

2.2. Tratamiento Secundario ................................................................................................................ 4

2.3. Tratamiento Terciario .................................................................................................................... 5

3. CONTROL DEL PROCESO ................................................................................................................... 5

3.1. Factores que Influyen en el Proceso ............................................................................................. 6

Temperatura ................................................................................................................................... 7

pH ................................................................................................................................................... 7

Concentración de Oxígeno Disuelto ............................................................................................ 7

Composición de Agua Residual (Sustrato) ................................................................................... 8

3.2. Parámetros de Control del Proceso ............................................................................................. 8

Edad del Lodo ............................................................................................................................... 9

Volumen de Lodo .......................................................................................................................... 9

Sólidos Suspendidos ...................................................................................................................... 9

Índice Volumétrico de Lodo (IVL)............................................................................................. 10

Relación F/M ............................................................................................................................... 11

4. DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES Y EQUIPOS ............................................................................ 12

4.1. Tanque Ecualizador ..................................................................................................................... 12

4.2. Tanque de Aireación ................................................................................................................... 13

4.3. Sedimentador ............................................................................................................................... 14

4.4. Filtro Multimedia ......................................................................................................................... 15


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4.5. Tanque de Contacto de Cloro .................................................................................................... 15

4.6. Tanque de Almacenamiento ....................................................................................................... 15

5. PUESTA EN MARCHA Y ACTIVACIÓN DE LODOS ....................................................................... 20

5.1. Puesta en marcha y arranque de la PTAR ................................................................................. 22

Tablero de control general, (TCG) de la PTAR ....................................................................... 22

Cámara de Ecualización .............................................................................................................. 23

Tanque de Aeración .................................................................................................................... 24

Cámara de Sedimentación ......................................................................................................... 24

Filtro ............................................................................................................................................. 25

Cámara de Contacto ................................................................................................................... 26

Tanque de agua tratada ............................................................................................................. 26

6. OPERACIÓN Y CONTROL DE EQUIPOS ......................................................................................... 26

6.1. Personal Necesario ....................................................................................................................... 26

6.2. Herramientas, insumos y Materiales .......................................................................................... 27

6.3. Limpieza de los componentes de la PTAR ................................................................................ 28

6.4. Medición y registro de los parámetros de control y muestreo ............................................... 29

6.5. Operaciones para el Control del proceso .................................................................................. 30

Caudal de proceso ...................................................................................................................... 30

Oxígeno Disuelto ........................................................................................................................ 30

Volumen del Lodo ...................................................................................................................... 30

Características del Lodo .............................................................................................................. 30

pH ................................................................................................................................................. 31

Temperatura ................................................................................................................................ 31

6.6. Sistema de retorno de lodos ....................................................................................................... 31

6.7. Operación del Filtro .................................................................................................................... 32


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6.8. Preparación de soluciones químicas ........................................................................................... 33

7. MANTENIMIENTO GENERAL Y DE EQUIPOS ............................................................................... 34

Mantenimiento de Sopladores .................................................................................................. 34

Mantenimiento del Tablero Eléctrico de Control ................................................................... 34

Mantenimiento de los Motores Eléctricos ............................................................................... 35

Mantenimiento de las Bombas Sumergibles............................................................................. 35

Mantenimiento de las Electrobombas Sumergibles ................................................................. 35

Mantenimiento de Tanques y Estructuras Metálicas ............................................................... 36

Mantenimiento de Tuberías y Accesorios ................................................................................ 36

8. ANEXOS ............................................................................................................................................... 36


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Manual para la Puesta en Marcha, Operación, Control y Mantenimiento de la PTAR – XX para

200 Habitantes en el proyecto Yy de la Minera Sss

1. INTRODUCCIÓN

El presente Manual de Operaciones y Mantenimiento proporciona la información necesaria para

operar y mantener la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). Se ha considerado aspectos

básicos como son: la descripción de los procesos, condiciones de operación; equipo sujeto a

mantenimiento; programa de mantenimiento correctivo; problemas de operación y acciones para

resolverlos.

Los objetivos de este manual son:

Informar sobre los controles del proceso.

Informar sobre las labores de operación y mantenimiento.

Presentar la guía para programas de monitoreo y mantenimiento.

El Manual será considerado como un documento de referencia para los operadores de la planta de

tratamiento, las experiencias propias del mantenimiento y operación enriquecerán el presente

Manual.

2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO DE LODOS ACTIVADOS

Como cualquier otra planta de procesos, esta se compone de procesos y operaciones unitarios; y

para los sistemas de tratamiento de aguas se acostumbra a distinguir en tres fases:

2.1. Tratamiento Primario

La PTAR XX 200 Habitantes instalada en el campamento Yy, no comprende ningún sedimentador

primario, ni sistema de desbaste como tratamiento primario. Sin embargo existe un tanque

ecualizador donde se recepciona el agua trasladada por el alcantarillado.

2.2. Tratamiento Secundario

Como tratamiento secundario se conoce al cualquier tratamiento biológico para depuración de

aguas. La PTAR XX 200 Habitantes, fue diseñada bajo el concepto de lodos activados en aireación

prolongada; un proceso biológico aerobio (requiere de oxigeno) de tratamiento para aguas

residuales domésticas, por el cual el agua residual (alimentación o sustrato) y el lodo biológico

(microorganismos) son mezclados y aireados en un tanque.

En esta mezcla se da la progresiva aglomeración de microorganismos (flóculos formados), que es la

unidad ecológica y estructural alrededor del cual se desarrolla el proceso de depuración biológica del


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agua denominado “lodos activados”. La mezcla del agua residual, los lodos activados y el oxígeno

del aire se denomina licor mezclado.

En forma general se puede plantear la siguiente ecuación:

Ecuación. (1)

Estos productos de la anterior ecuación requieren ser separadas, en el caso de los gases como el

dióxido de carbono (CO2) se volatizará y los sólidos decantaran por la gravedad en el sedimentador

logrando la clarificación del agua.

Del proceso de separación sólido-líquido en el sedimentador, los sólidos conformados en su mayoría

por los lodos son recirculados al tanque de aireación para continuar con el proceso de depuración de

la nueva alimentación de agua residual; y el agua clarificada pasa al tratamiento terciario.

Figura N° 1: Esquema del Principio básico del proceso de lodos activados: (1) Aire, (2) Agua residual,

(3) Retorno de lodos, (4) Purga de lodos en exceso, (5) Agua depurada, (6) Sedimentador, (7)

Reactor biológico.

2.3. Tratamiento Terciario

Después del tratamiento biológico, viene un tratamiento terciario que comprende algunas

operaciones como la filtración, y la desinfección como es el caso de la PTAR XX 200 Habitantes.

3. CONTROL DEL PROCESO

Sustrato + Oxígeno + Lodo Activado Lodos en formación + Energía (calor) + Agua

depurada + Dióxido de Carbono + Nitratos + Fosfatos

Lodos en formación + Energía (calor) + Agua depurada + Dióxido de Carbono + Nitratos

+ Fosfatos


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Es bueno partir de la idea que se trata de un proceso biológico que se caracteriza por conceptos

como: crecimiento microbiano, edad del lodo, carga orgánica, población microbiana, DBO5, DQO,

etc. y que se combina con sistemas electromecánicos como electrobombas, aireadores, válvulas y

calentadores, que nos permitirán la manipulación de volúmenes, caudales, tiempos, temperatura,

etc. como parte de la operación.

En los anexos 1 y 2 se presentan las plantillas del programa de monitoreo de parámetros de control

del proceso biológico. Y por otro lado es importante el monitoreo requerido por la normatividad

vigente respecto a las PTAR´s D.S N° 003-2010-MINAM “Límites Máximos Permisibles para los

Efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales”

Tabla 1: LMP Para Los Efluentes de PTAR – D.S 003 - 2010 MINAM

PARAMETRO UNIDAD

LMP DE EFLUENTES PARA VERTIDOS

A CUERPOS DE AGUA

Aceites y grasas mg/L

20

Coliformes

Termotolerantes

NMP/100mL 10,000

Demanda

Bioquímica de

Oxigeno

mg/L 100

Demanda Química

de Oxigeno

mg/L 200

pH unidad

6.5 – 8.5

Sólidos Totales en

Suspensión

mg/l 150

Temperatura °C

<35

3.1. Factores que Influyen en el Proceso


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Existe una variedad de factores que influyen en el metabolismo aerobio, siendo los más importantes

en la práctica: la temperatura, el pH, la concentración de oxígeno disuelto y la composición de

sustrato.

Temperatura

La cinética de un proceso biológico depende de la temperatura en que éste se desarrolla. Incide

sobre la velocidad de transferencia de gases, la concentración máxima de equilibrio de oxígeno

disuelto y las características de sedimentación de los flóculos debido a la influencia sobre la

viscosidad del agua.

Procedimiento:

La medición de la temperatura se realizará con un termómetro o un equipo multiparámetros en el

tanque de aireación y en el tanque de almacenamiento de agua tratada, y se registrará en las

plantillas de control diario y mensual.

Regla de decisión:

- Para la preservación del proceso biológico (tanque de aireación) debería encontrarse por

encima de 10°C

- Para el cumplimiento de la norma (tanque de almacenamiento) debería ser menor de 35°C

pH

El agua residual que entra al sistema de lodos activados es diluido con los contenidos del tanque de

aireación y neutralizado por el CO2 producido por la respiración microbiana. El bicarbonato

resultante presenta buena capacidad de buffer alrededor de pH 8,0 y en el caso de su

mantenimiento este pH no variará aún bajo suministro de efluentes ácidos o básicos.

Procedimiento:

La medición del pH se realizará con un pH-metro, papel tornasol o un equipo multiparámetros en el

tanque de aireación y en el tanque de almacenamiento de agua tratada, y se registrará en las

plantillas de control diario y mensual.

Regla de decisión:

- El pH óptimo del licor mezclado (tanque de aireación) para un adecuado funcionamiento

está comprendido entre 6,5 y 8,5.

- Para el cumplimiento de la norma (tanque de almacenamiento) debería estar entre 6.5 y 8.5.

Concentración de Oxígeno Disuelto


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Dentro de las propiedades de transferencia de masa, el oxígeno es fundamental y generalmente la

etapa controlante de la velocidad del proceso. Se intenta garantizar una concentración límite de

oxígeno de 2 mg/L, la cual puede ser mayor, dependiendo de la carga másica aplicada, es decir del

volumen del tanque de aireación, puesto que se requiere una buena mezcla con el aire inyectado.

Procedimiento:

La medición del Oxígeno disuelto se realizará con un equipo multiparámetros en el tanque de

aireación, y se registrará en las plantillas de control diario y mensual.

Regla de decisión:

- El oxígeno disuelto en el tanque de aireación debe superar los 5mg/L, si es menor aumentar

el flujo de aire.

- El oxígeno disuelto en el tanque de almacenamiento debe superar los 2mg/L, si es menor

aumentar el flujo de aire.

Composición de Agua Residual (Sustrato)

La actividad biológica de los lodos y sus propiedades con respecto a la decantación son afectadas por

la composición del agua residual. En sistemas convencionales de lodos activados se requiere una tasa

de DBO5:N:P de 100:5:1 para mantener el balance de nutrientes óptimo para la actividad

heterotrófica de los microorganismos.

3.2. Parámetros de Control del Proceso

Es importante conocer los elementos que determinan el buen funcionamiento de una PTAR, para

ello se describe a continuación los principales parámetros que sirven para controlar el proceso de

depuración y es necesario que los encargados de la operación se familiaricen con estos conceptos.

Los parámetros de control son la edad de lodos y la carga de alimentación aplicada, los que deben

mantenerse dentro de ciertos rangos establecidos para un tipo de agua residual en particular. Este

control se logra regulando adecuadamente el caudal de recirculación y la purga de lodos.

También es importante el concepto del “Bulking”; que se presenta cuando el lodo formado es ligero

y disperso (lodo esponjoso), y por ende es difícil de sedimentar.

El origen del “bunking” puede deberse a muchos factores como cuando el sustrato es muy pobre y

los microorganismos pasan a la respiración endógena; es decir se autoconsumen y por tanto se

convierten en microorganismos con capsulas celulares muy ligeras que no permiten la sedimentación.

“Un lodo con buenas características de sedimentabilidad garantiza un proceso de depuración

adecuado”


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Edad del Lodo

La edad del lodo o el tiempo de residencia celular (TRC) afectan el carácter y las condiciones de los

flóculos dentro del tanque de aireación y es un factor operacional de control de la actividad de los

lodos, por su influencia recíproca a la velocidad de crecimiento específico celular. En sistemas de

aireación prolongada TRC puede extenderse hasta 30 días (35 días según el diseño de la PTAR XX

200 Habitantes)

Volumen de Lodo

El volumen de lodos aumenta diariamente, por lo que es necesario realizar un test de sedimentación

para determinar el control y la frecuencia de extracción.

Procedimiento:

Extraer una muestra de un litro agua del tanque de aireación cuando este se encuentre aireando,

vaciar la muestra en un cono Imhoff y dejar sedimentar durante 30 minutos, luego tomar nota del

volumen del lodo sedimentado.

Regla de Decisión:

- En el tanque de aireación los sólidos sedimentables se deben encontrar en una concentración

máxima de 300 ml, de superar este valor se deberá evacuar lodos (purga) como medida

operacional.

- Las características organolépticas que debe presentar el lodo son: un color de tonalidad

chocolate dorado, olor a tierra mojada, y una textura compacta.

Sólidos Suspendidos

Los sólidos suspendidos podemos indicar como solidos suspendidos volátiles (compuestos orgánicos

incluyendo los microorganismos) y solidos suspendidos no volátiles (solidos inorgánicos). En el licor

mezclado los sólidos suspendidos volátiles son indicados como SSV, y se determinan analíticamente

en el laboratorio por diferencia de pesos, al calcinar una muestra a 600°C la materia orgánica se

volatiliza.

Procedimiento:

Tomar una muestra de 1000mL del tanque de aireación, secar la muestra a 100°C para eliminar el

agua, pesar la muestra seca y anota el peso P1; luego se calcina a 600°C y se pesa nuevamente P2.

Los sólidos suspendidos totales (SST)=P1

Los sólidos suspendidos volátiles (SSV)=P1-P2

Regla de Decisión:


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0

Por ejemplo SSV=2000mg, se interpreta que 2000mg de solidos suspendidos volátiles están

contenidos en 1000mL de muestra tomada en el tanque de aireación (concentración 2000mg/L)

Índice Volumétrico de Lodo (IVL)

Técnicamente es la relación entre el volumen del lodo decantado durante de 30 min en una

probeta de 1000mL y el peso del lodo contenido en ese volumen (SST).

Procedimiento:

Se realiza el mismo procedimiento de determinación de solidos suspendidos y el de volumen de

lodo.

Figura N° 2: Sedimentación de lodo

Ecuación. (2)

Regla de Decisión:

Volumen del Lodo decantado (mL)

IVL= ------------------------------------------------- x1000

SST (mg)


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1

- Los valores típicos de IVL para lodos de buenas características de sedimentación están

comprendidos dentro del intervalo 35 – 100

Nota: Este IVL debe realizarse cuando se tiene la certeza de la calidad del lodo formado. Un lodo

filamentoso puede ocupar mayor volumen por tener baja propiedad de sedimentación debido a

sus características físicas, esto conllevaría a errores de cálculo.

Relación F/M

La materia orgánica biodegradable se mide en términos de la Demanda Bioquímica de Oxígeno

(DBO), y la materia orgánica e inorgánica total por la Demanda Química de Oxígeno (DQO).

DBO: Es una medida indirecta del contenido de materia orgánica. Se define como la cantidad de

oxígeno requerido por los microorganismos para degradar u oxidar la materia orgánica presente

bajo condiciones aeróbicas. Teóricamente se requiere un tiempo infinito para completar la oxidación

de la materia orgánica, en la práctica se ha aceptado como referencia la DBO a los 5 días de

tratamiento, denominada DBO5 (70-80% de la oxidación). Su unidad está dada en mgO2/L.

DQO: Todos los compuestos orgánicos se pueden oxidar por acción de un agente oxidante en

condiciones muy ácidas. Este mide tanto la materia orgánica biológicamente oxidable y la no

oxidable biológicamente (no permite diferenciarlas), pero su tiempo de análisis es mucho menor a la

DBO5 (DBO 5 días, DQO 3 horas) (DQO > DBO). Su unidad está dada en mgO2/L.

El factor de carga másica F/M Se refiere a la relación entre la materia orgánica que entra en el tanque

de aireación (DBO) y la masa de microorganismos existentes en el tanque de aireación (SSV).

Procedimiento:

Para calcular la relación F/M se utiliza la siguiente expresión:

Ecuación. (3)

Dónde:

Q: caudal de tratamiento (m3/día)

DBO: Demanda bioquímica de oxigeno del agua residual que entra al tanque de aireación (mg/L)

SSV: Sólidos suspendidos volátiles contenido en todo el tanque de aireación (Kg)

Ejemplo:

(Q (m3/día) x DBO (mg/L))

F/M= ----------------------------------------

(SSV (Kg) x 1000)


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2

Q (según diseño)=0.51L/s = 44m3/día

DBO (según diseño)=375mg/L

SSV (asumiendo)=1120mg/L ---> 1120mg/L x 44.6m3

(volumen útil del tanque de

aireación)=50Kg

F/M = (44m3/día x 375mg/L)/( 50Kg x 1000) = 0.33/día

Regla de Decisión:

En un sistema de aireación prolongada, como es el caso de la PTAR XX 200 Habitantes, el indicador

se encuentra dentro de 0.3<F/M<0.6 (d-1)

4. DESCRIPCIÓN DE COMPONENTES Y EQUIPOS

A continuación se describirá secuencialmente el contenido de componentes, equipos y accesorios de

la PTAR:

4.1. Tanque Ecualizador

Las aguas residuales domesticas del campamento de la unidad minera Yy es conducida mediante el

alcantarillado hasta el tanque de ecualización.

En este tanque se encuentran instaladas dos bombas sumergibles y las resistencias eléctricas.

Figura N° 3: Dosificador Figura N° 4: Bomba sumergible


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Figura N° 5: Tanque ecualizador

4.2. Tanque de Aireación

El agua captada en el tanque ecualizador es transferido hasta el tanque de aireación a un caudal

constante por medio de las bombas sumergibles.

En este tanque se encuentran instalados los 12 difusores y el sistema de aireación que comprende a

los dos sopladores y uno de contingencia.

Figura N° 6: Soplador marca Repicky


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Figura N° 7: Difusor de aire de 12” tipo plato

Figura N° 8: Difusores instalados en la cámara de aeración

4.3. Sedimentador

El licor mezclado pasa al sedimentador para la separación sólido-líquido mediante el proceso de

decantación.

El sedimentador lleva instalado unas conexiones que permiten el retorno de los lodos sedimentados

y las natas sobrenadantes hacia el tanque de aireación, parte del aire captado por los sopladores es

derivado para esta función de retorno.

Figura N° 9: Cámara de sedimentación Figura N° 10: Sistema de retorno de lodos


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4.4. Filtro Multimedia

Este filtro permite la filtración del agua clarificada, dentro del filtro de encuentra el material filtrante

compuesto por grava de diferente granulometría.

Este filtro lleva instalado delante una electrobomba que genera la presión necesaria y el agua pueda

pasar por el material filtrante.

4.5. Tanque de Contacto de Cloro

Este tanque permitirá la mezcla y el tiempo necesario para la desinfección del agua filtrada.

En el tramo de conexión del filtro hacia este tanque se encuentra instalada una bomba dosificadora

para el hipoclorito de calcio.

Figura N° 11: Cámara de contacto de cloro

4.6. Tanque de Almacenamiento

El agua desinfectada luego es almacenada en un tanque para su disposición final.

Para almacenar el agua se encuentra instalada una electrobomba.


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Cuadro N° 2: Listado de estructuras

Tanques Características

01 Tanque de Aereacion

Largo: 4000 mm

Ancho: 2000 mm

Altura: 2800 mm

Tipo de Material: Acero Estructural ASTM A-36

Espesor de Plancha de la Base: PL 6.0mm

Espesor de Plancha del Cuerpo: PL 6.0mm

Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW

Arenado: SSPC-SP-10

Pintura Base Interior: Jet 85MP, JET, Gris Ral 7035

Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills

Pintura Acabado Interior: Jet 85MP, JET, Gris niebla 1680


Pintura Base Exterior: Anticorrosivo 62ZP, JET, verde


Pintura Acabado Exterior: Esmalte Durapox 950, JET, verde Ral

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Diametro de Entrada: 2"

Diametro de Salida: 4"

Barandas de Plataforma

Largo: Ver Descripcion

Altura: 1000 mm

Tipo de Material: ASTM A-53

Diametro de Tuberia: 1 1/2"

Espesor de Tuberia : SCH-40


Arenado: SSPC-SP-10

Pintura Base : Anticorrosivo 62ZP, JET, verde


Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Amarillo Ral 1003


01 Tanque Sedimentador

Largo: 2000 mm

Ancho: 1000 mm

Altura: 2300 mm





Arenado: SSPC-SP-10



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01 Camara de Contacto de

Cloro

Largo: 1000 mm

Ancho: 1000 mm

Altura: 1000 mm





Arenado: SSPC-SP-10








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01 Filtro a Presion

Diametro: 400 mm

Altura: 1200 mm

Tipo de Material: Acero Estructural A-36

Espesor de Plancha de la Parte Bombeada: PL 6.0mm



Arenado: SSPC-SP-10







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01 Escalera Metalica


Ancho: 900 mm

Altura: 2800 mm


Espesor de Plancha Estriada : PL 6.0mm

Espesor de Canal: C10"x15,3 lbs./pie


Arenado: SSPC-SP-10



Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Negro


Barandas de Escalera Metalica


Altura: 1000 mm

Tipo de Material: ASTM A-53

Diametro de Tuberia: 1 1/2"

Espesor de Tuberia : SCH-40


Arenado: SSPC-SP-10



Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Amarillo Ral 1003


Parrillas Metalicas


Ancho: 792 mm


Espesor de la Platina: PLT 1 1/2"

Espesor de Fe Redondo: 3/8"


Arenado: SSPC-SP-10



Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Negro



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Cuadro N° 3: Listado de equipos

Equipos Características

02 Bombas sumergibles

Marca: Pedrollo

Modelo: ZX 1A/40

Material: Hierro fundido

Potencia: 0.85 HP

Carcasa del Motor: Acero Inoxidable

Eje del Motor: Acero Inoxidable

Procedencia: Italiana

Características eléctricas: 220V-AC/ monofásica

06 Difusores

Marca: SSI Stamford Scientific International inc.

Modelo: Disco Estándar 12" - AFD350

Material: EPDM (Etileno Propileno Dieno tipo M)

Flujo de Diseño: 2.5-5.0 SCFM (4.2-8.3 Nm³/hr)

Rango de Flujo: 0-12 SCFM (0-20 Nm³/hr)

Cantidad de Perforaciones: 10,155

Procedencia: E.E.U.U

02 Sopladores

Marca: Repicky

Modelo: R-200

Material: Fierro Fundido

Potencia: 3.8 HP

Velocidad:

Procedencia: Argentina

Características eléctricas: 220V-AC/ Trifasico

02 Motores

Marca: WEG

Modelo:


Potencia: 4.0 HP

Velocidad:

Procedencia: E.E.U.U.


01 Bomba Dosificadora

Marca: BlueWhite

Modelo: C-614P

Material: Zinc metálico

Temperatura Maxima de Fluido: 130°F / 54°C

Rango de Temperatura Ambiente: 10°C a 43°C

Presión de trabajo: máx. 125PSI / 1GPH




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0

01 Sopladores

Marca: Repicky

Modelo: R-200


Potencia: 2.8 HP

Velocidad:

Procedencia: Argentina


01 Motores

Marca: WEG

Modelo:


Potencia: 3.0 HP

Velocidad:



01 Bomba Dosificadora

Marca: BlueWhite

Modelo: C-614P

Material: Zinc metálico

Temperatura Maxima de Fluido: 130°F / 54°C

Rango de Temperatura Ambiente: 10°C a 43°C

Presión de trabajo: máx. 125PSI / 1GPH



01 Bomba Centrifuga

Marca: Hidrostal

Modelo: Multi H 204N

Material: Hierro fundido

Potencia: 1.5 HP

Caudal:

Material del Eje: Acero Inoxidable

Procedencia: PERU

Características eléctricas: 220V-AC/ Monofasica

5. PUESTA EN MARCHA Y ACTIVACIÓN DE LODOS

La puesta en marcha de la PTAR es una actividad mecánica, y la activación de lodos es un proceso

biológico que se logrará su máximo rendimiento con el transcurso de la operación de la PTAR; es

decir, que la generación de microorganismos y por ende el lodo activado se formará poco a poco

al mantener encendidos los equipos electromecánicos bajo las condiciones del diseño y la

operación.


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1

Para empezar a tener un buen control de los equipos electromecánicos que conforman la PTAR,

tenemos que considerar que un equipo electromecánico debe encenderse y mantenerse encendido

cuando el elemento (agua) a tratar, transformar, transferir, etc. se encuentre en condición de

presente y apto. Otro aspecto de la misma importancia es que los equipos electromecánicos se

encuentren en un buen estado de funcionamiento para cumplir con su rol dentro del proceso de

depuración del agua.

“Realice la inspección visual diaria de la PTAR en general al inicio de cada turno”

El centro de mando de los equipos electromecánicos de la PTAR se encuentra en el Tablero de

Control General (TCG)

Figura N° 12: Tablero de Control General


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2

Figura N° 13: Tablero del Sistema de Calentamiento

5.1. Puesta en marcha y arranque de la PTAR

Tablero de control general, (TCG) de la PTAR

Hay que considerar que el operador tiene que tener una noción básica en el manejo y

reconocimiento de equipos energizados, así también conocer los riesgos y peligro al que se expone

al manipular o configurar los circuitos energizados del TCG.

Al reconocer y familiarizarse con el manejo del TCG y los equipos electromecánicos el operador

tendrá una gran ventaja sobre las posibles dificultades que se presentarán en la operación.

También tenemos el tablero del sistema de calefacción (TSC).

Tomando las medidas correspondientes podemos dar inicio a la puesta en marcha y manejo del

día a día de la PTAR instalada.


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3

Verificar Puesta Cero:

Inicialmente la llave que energiza el TCG debe estar en off (apagado)

Verificar y reconocer los selectores en el exterior del TCG

Inicialmente todos los selectores deben estar en cero (neutralizados) o en off

Verificar en el interior del TSC que la llave que energiza esté en off

En el TSC poner los selectores en cero (neutralizados)

Arranque TCG:

Energizar el TCG poniendo la llave en “on”

Levantar todos los contactores dentro del TCG, excepto el de alumbrado publico

Cámara de Ecualización

Equipado con dos bombas sumergibles de función alterna, una bomba dosificadora y el sistema de

calentamiento con resistencias eléctricas.

Verificar Nivel de Agua:

Al inicio el nivel del agua en el tanque de ecualización debe sobrepasar la altura de las bombas

sumergibles elevando los sensores de nivel.

La válvula de entrada al tanque de aireación debe estar abierta al 50% solo al inicio.

Importante Antes del Arranque:

Poner en modo automático los selectores de las electrobombas del filtro y tanque de

almacenamiento, para evitar desbordes.

Poner el filtro en posición de filtrado, para evitar desbordes.

Arranque de Equipos:

En el TCG, localizar el selector de las bombas sumergibles. Seleccionar Bomba 1 y verificar

funcionamiento, seleccionar Bomba 2 y verificar funcionamiento, finalmente seleccionar modo

de funcionamiento alternado.

Inspeccionar y verificar el funcionamiento correcto de las instalaciones hidráulicas (tuberías,

válvulas, accesorios, etc.)

Arrancar el TSC (resistencias eléctricas) en modo automático, está configurado en 0 °C de

encendido/ 50 °C de apagado, verificando un adecuado nivel de agua que sumerja las

resistencias en el tanque ecualizador.


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Encender la bomba dosificadora de ACCELL desde el TCG, solo cuando se tenga preparada la

solución y sea necesario su uso.

Tanque de Aeración

Está equipado con una serie de conexiones de tubería de fierro galvanizado que transmiten aire

que llegan desde los sopladores, también tiene instalados 12 discos difusores de aire instalados en

el fondo del tanque y sus reguladores de flujo mediante válvulas, y un sistema regulado (válvula)

de recirculación de lodos que llegan desde el sedimentador. Este tanque (reactor biológico) trabaja

en forma continua; es decir no hay acumulación ni perdida de agua, el caudal de entrada es el

mismo en el rebose hacia el sedimentador.

Verificar Nivel de Agua:

Regular el caudal de entrada al tanque de aireación según diseño: 0.51 L/s ó 30 L/min

Al inicio el nivel del agua en el tanque de aireación debe sobrepasar y sumergir los difusores

de aire en el fondo del tanque.

Arranque de Equipos:

En el TCG, localizar el selector de los sopladores. Seleccionar Soplador 1 y verificar

funcionamiento, seleccionar Soplador 2 y verificar funcionamiento, finalmente seleccionar

modo de funcionamiento alternado. Mantener el Soplador 3 en stand by.

Verifique que haya una distribución uniforme de aire a lo largo del tanque de aireación por

parte de todos los difusores.

Inspeccionar y verificar el funcionamiento correcto de las instalaciones hidráulicas y neumáticas

(tuberías, válvulas, accesorios, etc.)

Cuando el tanque este lleno en su volumen útil (44m3) verificar el grado de mezcla, debería

generarse una considerable turbulencia al suministrar suficiente aire por la manipulación de las

válvulas. Se suministra aire para la oxigenación y para generar mezcla completa.

Cámara de Sedimentación

Diseñado con fondo cónico para la concentración de los sólidos en la parte baja, está equipado

con un sistema de retorno de lodos y natas “Air Lift”

Verificar el pase del agua por rebose de la cámara de aireación hacia el sedimentador.

Controlar el caudal de retorno de lodos de las bombas y natas, cuyo flujo deberá ser poco

pero constante 15L/min, está controlado por la válvula en la parte superior del sedimentador.


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Inspeccionar y verificar el funcionamiento correcto de las instalaciones hidráulicas y neumáticas

(tuberías, válvulas, accesorios, etc.)

Filtro

El efluente proveniente del tanque de agua sedimentada son bombeadas a través de un filtro que

tiene como lecho filtrante arena de cuarzo. En esta etapa, se retiene los sólidos suspendidos

remanentes a fin de obtener un efluente con baja turbiedad y libre de sólidos suspendidos.

Solo para la puesta en marcha se recomienda aperturar las válvulas N°1 y N°4, las demás válvulas

permanecerán cerradas.

Figura N° 14: Esquema del Filtro


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Cámara de Contacto

Diseñado con una serie de deflectores metálicos, con capacidad de retención de 1h, para el proceso

de la desinfección.

Verificar en el TCG que el selector de la bomba dosificadora de hipoclorito de calcio este en

automático.

La dosificación de hipoclorito de sodio se graduara progresivamente hasta alcanzar una

medición de cloro residual de 0.2mg/L en el efluente

Tanque de agua tratada

Equipado con una electrobomba, interruptor de nivel y un tanque de 2.5m3.

Verificar en el TCG que el selector de la electrobomba del tanque de agua tratada se encuentre

en automático.

Disposición final y descarga.

6. OPERACIÓN Y CONTROL DE EQUIPOS

Una vez realizada la puesta en marcha, las funciones frecuentes que el operador debe realizar se

centra básicamente en:

Limpieza de los componentes de la PTAR

Medición de los parámetros de control

Registro de los parámetros de control

Control del proceso

Operación mecánica del filtro

Preparación de soluciones químicas

6.1. Personal Necesario

El personal necesario es un técnico electromecánico y un operador de planta por cada turno.


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Cuadro N° 4: Personal Responsable de la Operación y Mantenimiento

PERSONAL RESPONSABILIDADES

01 Técnico

electromecánico

Funcionamiento correcto de los equipos eléctricos y mecánicos (incluyendo

limpieza, lubricación y engrase, etc.)

Instruir al personal operario del prendido y apagado del sistema eléctrico de la

PTAR

Mantenimiento de los tableros eléctricos, lecturas de voltaje, amperaje y

consumo de energía eléctrica.

Elaboración de reportes de las horas de funcionamiento de los equipos

mecánicos eléctricos.

Elaborar informes de las fallas en los equipos.

Realizar el inventario de los accesorios, herramientas y repuestos de los

equipos.

01 Operario

Mantener limpias las instalaciones de la PTAR.

Manipular las bombas y válvulas del sistema de tratamiento.

Llenado de registros operacionales en lo referente a medición de caudal,

volumen de sólidos sedimentables, pH, temperatura, cantidad de sólidos

retirados, etc.

Apoyo en el mantenimiento eléctrico de los equipos eléctricos y/o mecánicos.

Responsable de las herramientas y equipos utilizados para realizar su labor.

6.2. Herramientas, insumos y Materiales

Es recomendable que la PTAR cuente como mínimo con las siguientes herramientas, herramienta y

materiales.

Carretilla de mano

Espumadera de 12 pulgadas de diámetro con malla metálica y mango de 2 m.

Caja de herramientas con martillo, alicate, llaves Allen, llaves boca y corona, llaves francesas y

stylson de 12 pulg, multitester, destornilladores perilleros.

Escoba y recogedor.

Jabón carbólico o jabones desinfectantes o gel desinfectante


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Hipoclorito de calcio al 70%

Bageta (mango para remover de 1.5 m)

30m de manguera de ¾ pulgada para el lavado superficial de las unidades de tratamiento.

Soga de nylon de 10m

Escobillones de cerda con mago de 2 m.

Linterna

Balanza

Medidor de oxígeno disuelto

Medidor de cloro residual

Equipo multiparámetro

Termómetro

pH metro

Cronómetro

Cono imhoff de 1000mL

Soporte de cono imhoff

2 Jarras de plástico de 1000mL

Recipiente plástico de 5L

Probeta graduada de plástico de 1000mL

6.3. Limpieza de los componentes de la PTAR

Todos los componentes y equipos de la PTAR deberán ser limpiados y en el caso del tanque

aireador lavado cuando se generen espumas. El operador debe rociar con agua la espuma

emergente hasta desaparecer, evitar que el lodo se adhiera a la espuma.

En todo momento el operador debe velar por conservar en estado limpio las instalaciones de la

PTAR. De esta manera estaremos evitando los malos olores que puedan generarse.

Los olores pueden provenir del tanque ecualizador, para ello se ha provisto de una línea de aire

que llega hasta el ecualizador, el operador deberá fijar el nivel de aire para garantizar el adecuado

funcionamiento de los difusores y el retorno de lodos, y el aire sobrante irá directamente al tanque

ecualizador.

Otro punto que puede generar malos olores es el tanque de aireación, para evitar esto el operador

deberá mantener y limpiar a diario las paredes internas de este tanque.


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6.4. Medición y registro de los parámetros de control y muestreo

Para la medición de los parámetros de control, el operador debe sacar muestras representativas

según los procedimientos indicados en el ítem 3 del presente manual.

En el anexo 1 del presente manual se presenta la plantilla de la medición de los parámetros que el

operador debe tomar diariamente.

Cuadro N° 5: Parámetros de Medición Diaria

Parámetros

Tanque de Aireación Tanque de Almacenamiento

Caudal

(m3/día)

Oxígeno

Disuelto

(mg/L)

Volumen

de lodo

(mL)

Características del

Lodo

pH

Temperatura

(°C)

Cloro

residual libre

pH

Temperatura

(°C)

30L/min > 5mg/L

Prom

300mL

Color café dorado

y olor a tierra

mojada

6.5-

8.5

35°C<

min

0.5mg/L

6.5-

8.5

35°C<

En el anexo 2 del presente manual se presenta la plantilla del programa de monitoreo y análisis

que el laboratorio debe reportar mensualmente.

Cuadro N° 5: Parámetros de Medición Mensual

Parámetros

Tanque de Aireación Tanque de Almacenamiento Agua Tratada

DBO (mg/L) SSV pH T ° DBO DQO SST A y G Coliformes Fecales pH T° Nitratos Fosfatos

De las dos plantillas mencionadas, el operador y el supervisor responsables de la PTAR tomarán los

datos necesarios para realizar los cálculos según las ecuaciones del ítem 3 del presente manual; y

luego tomará las medidas pertinentes de acuerdo a las reglas de decisión indicadas.


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0

6.5. Operaciones para el Control del proceso

El operador tiene la tarea de manipular los componentes, válvulas y equipos de la PTAR en

función de los resultados que obtenga al realizar las mediciones de los parámetros de control.

Caudal de proceso

El caudal del proceso es el mismo de diseño y es igual a 0.51L/s o 30L/min.

El operador colocará la probeta graduada a la entrada del tanque de aireación hasta

llenar los 1000mL indicados en la probeta.

Simultáneamente tomará el tiempo que demora en llenar los 1000mL.

Se llevara este procedimiento iterativamente cerrando o abriendo las válvulas de

entrada del tanque de aireación y/o retorno al ecualizador hasta alcanzar el caudal de

30L/min

Oxígeno Disuelto

Se mide con el equipo multiparámetro

El oxígeno disuelto en el tanque de aireación debe superar los 5mg/L

Por tema de mantener una buena mezcla en el tanque aireador debe ajustarse las

válvulas de aire hacia los difusores hasta alcanzar los 7mg/L de oxígeno disuelto

Volumen del Lodo

Sacar una muestra representativa de la zona centro del tanque de aireación

Trasvasar al cono imhoff hasta enrazar los 1000mL indicados en el cono

Dejar decantar por unos 30 min

El volumen del lodo decantado debe estar en promedio de los 300mL

Si el volumen del lodo medido excede los 4000mL, debe evacuarse lodos hasta

alcanzar nuevamente los 300mL en promedio.

Para evacuar, el operador deberá abrir la válvula que se encuentra en la parte baja

del sedimentador.

Puede ser evacuada a un sistema y llevada a su disposición, según corresponda a la

gestión.

Características del Lodo

Visualizar del mismo cono con el lodo decantado

Color café dorado

Olor a arcilla o tierra mojada

Apariencia compacta


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1

El lodo filamentoso aparece cuando el agua residual cruda tiene baja carga orgánica y

es y de difícil sedimentación.

En caso de presentarse este lodo filamentoso, suministrar el nutriente ACCELL o en su

defecto una solución azucarada para compensar el déficit de carga orgánica en el

reactor biológico (cámara de aireación)

pH

Con un pH o el equipo multiparámetro tomar la medida del pH en el tanque de

aireación o una muestra representativa

El pH debe encontrarse en el rango de 6.5 a 8.5

De presentarse más ácido o básico (fuera de este rango), realizar las indagaciones de

lo que se vierte al alcantarillado que llega hasta la PTAR e impedir inmediatamente

dicha contaminación.

Como medida correctiva en caso de acides, echar 100g de cal por cada 1m3 de agua

Temperatura

La temperatura se mide con un termómetro o el equipo mutiparámetro

La norma exige que sea menor a 35°C

El proceso biológico requiere que la temperatura sea mayor a los 10°C para mantener

sus propiedades físicas del lodo

En caso sea necesario prender las resistencias eléctricas instaladas

6.6. Sistema de retorno de lodos

El manejo eficiente de la recirculación de lodos y natas desde el sedimentador al tanque de

aireación es un elemento fundamental en el progreso y optimización del proceso biológico que se

desarrolla en la PTAR.

Este sistema deberá mantenerse operativamente y mecánicamente en buen estado para lograr la

generación de buen lodo y como subproducto agua depurada de buena calidad.

El conocimiento progresivo y sistemático que el operador pueda lograr acerca de cada PTAR en

particular, asegurará un buen desempeño.

La PTAR XX 200 Habitantes trabaja con un sistema de retorno Air Lift, que consiste básicamente

en inyectar aire a una columna de agua desde abajo. Parte del flujo de aire que va hacia los

difusores es compartido con este sistema.

Verificar diariamente las condiciones físicas de las instalaciones de este sistema de retorno

de lodos y natas.


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Verificar diariamente las instalaciones de la línea de aire.

Corregir inmediatamente cualquier fuga de aire.

6.7. Operación del Filtro

La operación consiste en manipular de las seis válvulas incorporadas en su sistema para poner en

filtrado, retro-lavado y purga.

Cuadro N° 6: Modo de operación del filtro

FILTRO DE PRESION

FUNCION DE VÁLVULAS

POSICION

Abierto Cerrado

Filtrado 1 - 4 2– 3 –5 – 6 - 7

Retro lavado 2 – 3 1- 4 -5 -6 - 7

Purga de Aire: 5, Drenaje: 6, Toma de muestra: 7

Filtrado:

Apertura de la válvula Nº 01 del árbol de tubería del filtro.

Abra la Válvula Nº 5 de purga, hasta eliminar el aire que pudiera contener el cuerpo del

equipo. Una vez descargado el aire procédase a cerrar.

Cierre las válvulas Nº 02, Nº 03, y Nº 06, tal como se muestra en la tabla.

Controle la presión de ingreso mediante el manómetro de la válvula Nº 01 manteniendo en el

rango de 40 a 50 PSI

Verifique la salida del agua por la válvula.

Retro-lavado:

La frecuencia de retro-lavado al inicio de cada turno (02 veces por día)

Abrir la Válvula Nº 5 de purga, hasta eliminar el aire que pudiera contener el cuerpo del

equipo.

Cierre totalmente las válvulas Nº 01, Nº 04 y Nº 06.

Abrir las válvulas N°2 y N° 3 lentamente, que controlan el ingreso de agua en contraflujo.


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3

Controle el ingreso del agua de retro-lavado con la válvula N° 2, debiendo estar en el rango

de presión de 8 a 12 PSI, cuya lectura se lee en el manómetro de la válvula N°4.

El tiempo que debe durar la operación de retro-lavado será de 10 a 12 min.

Verifique la salida del agua por la tubería de drenaje.

6.8. Preparación de soluciones químicas

La desinfección se realiza mediante la adición de una solución de hipoclorito de calcio al agua. Esta

adición se realiza en con una bomba dosificadora en la entrada del tanque de contacto de cloro.

Preparación de la solución clorada

Pesar 3 kg de hipoclorito de calcio (al 30% como mínimo).

Llenar en un cilindro plástico de 200 L con agua limpia.

Verter y mezclar los 3 kg de hipoclorito de calcio.

Esta solución de hipoclorito debe durar como máximo 48 horas, de lo contrario

perderá su efectividad, en razón que el cloro es volátil.

Para una nueva preparación se deberá vaciar totalmente el tanque con lo sobrante de

la anterior preparación, esto en razón que el hipoclorito contiene residuos insolubles

que sedimentan en el fondo del tanque.

Dosificación de la solución clorada

La dosificación de la solución clorara, depende el caudal de tratamiento y de la dosis. En los

cuadros siguientes se muestra ejemplos de cálculos para determinar el caudal de la bomba

dosificadora en base al diseño. En la operación practica la dosificación de la bomba se ajustará

iterativamente hasta alcanzar un cloro residual libre de 0.5mg/L.

Cuadro N° 7: Cálculos para la preparación del hipoclorito de calcio

Parametros Operativos Signo Dato Unidad

Caudal de Tratamiento Q 0.19 l/seg.

Dosis de Cloro D 10 mg/l

Volumen de Tanque de Mezcla V 200 L

Peso de hipoclorito a mezclar P 3.0 kg

Concentración de cloro Cl 30 %

Costo de hipoclorito de calcio por kilo R 2.5 S/. / kg.

Datos de diseno


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7. MANTENIMIENTO GENERAL Y DE EQUIPOS

Mantenimiento de Sopladores

Cambio de aceite de los sopladores:

La frecuencia recomendada para el cambio de aceite depende de las condiciones de trabajo a

las que se encontrará sometido el soplador. Sin embargo el primer cambio de aceite se

realizará a las 200 horas de funcionamiento.

Para las condiciones de trabajo del soplador y la zona donde se encuentra instalada la PTAR,

se recomienda utilizar Aceite sintético Shell Omala 220HD con una frecuencia de cambio

cada tres meses.

Cambio de filtro de aire:

De acuerdo al ambiente donde se encuentra instalada la PTAR, los filtros deben ser limpiados

semanalmente con un compresor.

También se recomienda cambiar los filtros cada tres meses.

Es importante que el soplador se encuentre aislado de la inclemencia de las lluvias.

Cambio de correas de transmisión:

Las correas deben encontrarse en buen estado físico, verificar antes de la puesta en marcha

La deflexión máxima debe ser de 1.5% de la longitud de la correa entre contacto con las

poleas.

Mantenimiento del Tablero Eléctrico de Control

Revisar periódicamente los contactores principales y auxiliares del tablero.

Realizar cada 6 meses la medición de aislamiento con un megóhmetro

Revisar las conexiones eléctricas.

Mantener el voltaje de funcionamiento de la planta, dentro de los límites admisibles.

Revisar de regulación y funcionamiento de los elementos temporizadores.

Parametros Operativos Signo Criterio Resultado Unidad

Concentración de agua clorada C C= 10*P*Cl / V 4.50 gr/L

Caudal de Bomba dosificadora q q=3.6*D*Q/C 1 l/hr

Duración de Tanque de Mezcla T T=V/q 135 horas

Cantidad de hipoclorito por mes M M = 720*P/T 16 kg

Costo mensual de hipoclorito CM CM = M*R 40 S/.

Dimensionamiento de dosificador


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Mantenimiento de los Motores Eléctricos

En un mantenimiento de motores eléctricos se debe inspeccionar periódicamente los niveles

de aislamiento, la elevación de temperatura (bobinas y soportes), desgastes, lubricación de

los rodamientos, vida útil de los soportes, examinar eventualmente el ventilador, cuanto al

correcto flujo de aire, niveles de vibraciones, desgastes de escobas y anillas colectoras.

La carcaza debe ser mantenida limpia, sin acúmulo de aceite o polvo en su parte externa para

facilitar el intercambio de calor con el medio.

Los motores deben ser mantenidos limpios, exentos de polvareda, detritos y aceites.

Para limpiarlos, se debe utilizar escobas o trapos limpios de algodón. Si el polvo no es

abrasivo, se debe emplear un soplete de aire comprimido, soplando la suciedad de la tapa

deflectora y eliminando todo el acumulo de polvo contenido en las aletas del ventilador y

en las aletas de refrigeración.

Los motores WEG son provistos con grasa POLIREX EM (fabricante: ESSO) basada en

polyurea, suficiente para el periodo de funcionamiento de 3 meses.

Mantenimiento de las Bombas Sumergibles

En condiciones normales de dosificación, la bomba debe ser revisada al menos una vez al

mes.

Limpieza permanente de las incrustaciones

No requiere de lubricación

Verificar la conexión eléctrica e hidráulica

Verificar el tubo y las conexiones de la bomba de pérdidas eventuales

Verificar que no haya partes de la bomba y/o del tubo corroído

Mantenimiento de las Electrobombas Sumergibles

Ningún fabricante hace alguna recomendación sobre mantenimiento de las electrobombas

sumergibles, sin embargo podemos preservar dándole el uso correcto y mediciones

indirectas.

Realizar cada 6 meses la medición de aislamiento con un megóhmetro

Medir su capacidad, abriendo las válvulas de salida del tanque de ecualización. Medir el

caudal que debería resultar 24m3/h


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Mantenimiento de Tanques y Estructuras Metálicas

Verificar frecuentemente las estructuras

Limpieza diaria de barandas y paredes internas y externas de los tanques

La resanación con pintura de las estructuras debe ser frecuente

La resanación con pintura de las paredes de los tanques debe ser inmediata apenas se aprecie.

Mantenimiento de Tuberías y Accesorios

La inspección debe ser frecuente

La limpieza de tuberías debe ser frecuente

Los ajustes de los accesorios debe ser inmediato apenas se note alguna fuga de agua o aire.

8. ANEXOS

Anexo N° 1: Programa de Monitoreo Diario PTAR XX 200 Habitantes - CAMPAMENTO YY

Anexo N° 2: Programa de Monitoreo Mensual XX PTAR 200 Habitantes - CAMPAMENTO YY

Anexo N° 3: Programa de Mantenimiento Preventivo PTAR XX 200 Habitantes

manual para la puesta en marcha ptar

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