memoria descriptiva final

5/7/2018 Memoria Descriptiva Final - slidepdf.com

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EXPEDIENTE TÉCNICO BÁSICO “MEJORAMIENTO DELA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE –PARIA – HUARAZ”

MEJORAMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

DE PARIA DE LA LOCALIDAD DE HUARAZ

MEMORIA DESCRIPTIVA

1. Antecedentes:

• Contrato de Consultoría del Programa de Medidas de Rápido Impacto entre

EPS CHAVIN S.A. y AQUAPRO S.R.Ltda.

• Carta N° 013-2011-AQP, remitiendo INFORME TECNICO N° 1 relacionado con

el Diagnóstico de PTAs y Resutados de primeros ensayos de tratabilidad.

• Carta N° 003-2011-EPS CHAVIN/UE-PMRI, remiten opinión sobre INFORME

TECNICO N° 1, sobre PTAPs Huaraz.

• Carta N° 024-2011-AQP, remitiendo Resultados de segundos Ensayos de

Pruebas de Jarras.

• Carta N° 004-2011-EPS CHAVIN/UE-PMRI, revisión del INFORME TECNICO N°

2 - PTAPs Huaraz.

•

Carta N° 031-2011-AQP, remitiendo Resultados de Ensayos de Tratabilidadadicionales y finales.

• Oficio N° 235-2011-EPS CHAVIN S.A./GG, solicitando modificación de caudales

de diseño de las PTAPs.

• Carta N° 075 -2011-AQP, remitiendo Informe Especial para la formulación de los

Expedientes Técnicos PTAPs Huaraz

2. Objetivos del Proyecto

El proyecto tiene como objetivo el mejoramiento de la planta de tratamiento de aguapotable de Paria en la ciudad de Huarazcompleta de filtración rápida para tratar uncaudal de 135 lps y producir un efluente que cumpla la normativa de calidad de aguapotable vigente.

3. Justificación del estudio

Siendo la misión de la EPS CHAVIN S.A. brindar los servicios básicos de saneamiento

en la zona urbana y urbana marginal en condiciones adecuadas, aceptadas por los

organismos nacionales (SUNASS, Ministerio de Salud, etc), e internacionales (OMS,

Comunidad Europea, etc). Con el fin de lograr los objetivos antes descritos en beneficio

MEMORIA DESCRIPTIVA 1




de la población y la empresa se hace sumamente importante la ejecución del presente

proyecto.

Con la ejecución del presente proyecto se logrará que cada unidad de la planta trabaje

eficientemente para producir un agua potable que tenga una calidad, que sea capaz de

cumplir las exigencias de la normativa vigente.

4. Características generales de la zona de influencia del Proyecto

4.1. Reseña histórica del distrito de Huaraz

La ciudad de Huaraz fue creado por el capitán español Don Alonso de Santoyo, el 20de enero de 1574, en cumplimiento a la Real Cédula del 28 de diciembre de 1569,durante el mandato del Virrey del Perú Don Francisco de Toledo.La población de Huaraz, está asentada en una zona de alta sismicidad; de lo cualsus principales antecedentes son el aluvión del 13 de Diciembre de 1941 que cobró 5mil vidas humanas y afectó a la zona más próspera de la ciudad; así como, elterremoto del 31 de Mayo de 1970 que destruyó la ciudad y cobró más de 70 milvidas humanas en todo el departamento. A raíz de este último sismo, prácticamentese reconstruyó la ciudad.

El crecimiento de la ciudad fue lento hasta el año 1997 donde, a raíz del crecimiento

de la minería, la ciudad empezó a crecer en forma vertiginosa. A la fecha, gran partedel sistema de agua potable tiene más de 35 años de antigüedad, y ha crecido enforma desordenada, lo que a su vez conlleva a problemas diversos como: déficit deproducción de agua potable, presiones bajas, continuidad del servicio y grandespérdidas, lo cual redunda en la mala calidad del servicio de agua potable y en lacalidad de vida de la población.

Los vestigios del pasado Huaracino se remontan a la época de los primeroshorticultores y fueron encontrados en la Cueva de Guitarreros (12,500 A.C); cuna dela agricultura Americana. La cultura Chavín, una civilización que practicó el cultoreligioso llegó a ocupar esta zona, destacaron en la cerámica y escultura en piedra.Luego después fue ocupada por las Culturas Huarás Blanco sobre Rojo y, Recuay

respectivamente.

A fines del primer milenio llegaron a Warás los invasores Huari, venidos del sur, ytiempos después quienes les expulsaron formaron el reino de los warás; adoradoresdel Lucero del Amanecer.

En 1,532 llegan a Huaraz los primeros Europeos, son los hombres de Pizarro queluego de hacer prisionero al Inca Atahualpa pasan en camino al templo dePachacamac. Durante la ocupación española fue muy difícil la convivencia entrenaturales y españoles, se cometieron muchos destrozos; los Huaylas y losConchucos no se dejaban avasallar.





En mérito a su valiosa participación de sus habitantes en la guerra con Chile, fueelevado a la categoría de ciudad con el título de la Muy “Generosa”, el 18 de enero

de 1 832.

El 3 de marzo de 1 885, se dio un importante levantamiento indígena, el cual fueliderado por el alcalde de Marian (Hoy Centro Poblado de Marian), Pedro PabloAtusparia, debido a las constantes injusticias de los que eran los indígenas. Durante70 días, Huaraz y el Callejón de Huaylas fue tomada por los campesinos; se teníaque matar cerca de 10 mil personas para derrotar esta revolución.

Huaraz fue reconstruida después del terremoto del 31 de Mayo de 1 970, hoy selevanta cual ave fénix de sus cenizas; como una ciudad moderna y pujante que abresus "puertas" al mundo, invitándole a conocer sus más variados circuitos turísticos.

La ciudad de Huaraz y el Departamento de Ancash han sido siempre cuna degrandes personajes en la historia del Perú, aquí nació el Gran Mariscal del Perú;Mariscal Toribio de Luzuriaga, y representando a la más alta cumbre de la sabiduríaperuana, esta región fue cuna del Sabio Santiago Antúnez de Mayolo. Entre otrosgrandes personajes podemos mencionar a María Maguiña Moreno, Pedro PabloAtusparia, etc.

4.2. Ubicación y área de influencia del proyecto

La planta de potabilización está ubicada al nordeste del centro de la ciudad de

Huaraz en el cruce de Yamaruri y carretera a Unchos, en la cota 3,142 msnm

Latitud: 9º 31’ 32” SLongitud: 77º 30” 2” WAltura: 3213.5 m.s.n.m

4.3. Clima

La temperatura anual oscila entre máxima de 24°C y 7°C, y el clima en Huaraz tienedos estaciones bien definidas. Templado y seco de Mayo a Septiembre, su clima esel llamado “Verano Andino”, el clima es agradable en esta época del año, con días de

sol brillante y frío en las noches. La estación de lluvias se presenta entre los mesesde Octubre a Abril, el sol brilla por las mañanas y llueve en las tardes, recibe entre500 a 1000 mm de lluvia anual.

4.4. Vías de acceso

Vía terrestre:Para llegar a Huaraz se cuenta con tres rutas de viajes.

• Lima-Pativilca-Huaraz: 408 km (6-8 horas en bus vía carretera asfaltada).

• Casma-Huaraz: 150 km (6 horas en bus, el 20% es vía asfaltada).

• Santa-Huallanca-Huaraz: 227 km (5 horas y 30 minutos vía carretera asfaltada).

Vía aérea:





Desde el 12/02/2007 la aerolínea LC BUSRE ofrece vuelos comerciales al "Callejónde Huaylas - Huaraz". Las salidas de Lima (Aeropuerto Jorge Chávez) con llegada a

Huaraz (Aeropuerto Arias Grazianni).Cabe señalar que, el aeropuerto de Huaraz está ubicado a 21 Km. norte de estaciudad; en el distrito de Anta – Carhuaz.

FIG. Nº 1

LOCALIDAD DE HUARAZ : MACRO Y MICRO LOCALIZACION DEL PROYECTO

MAPA DEL PERU MOSTRANDO EL DEPART

AMENTO DE ANCASH

DEPARTAMENTO DE ANCASH CON LA

PROVINCIA DE HUARAZ





PROV. DE HUARAZ -DISTRITO DE HUARAZ PROV. DE HUAYLAS -DISTRITO DE CARAZ

FUENTE: INEI: Banco de Información Distrital.

5. DESCRIPCION DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO EXISTENTE

La planta de potabilización esta ubicada al nordeste del centro de la ciudad de Huarazen el cruce de Yamaruri y carretera a Unchos, en la cota 3,142 msnm, y tiene comofuente el río Paria; tiene una antigüedad de nueve años y es de tecnología del tipoCEPIS, con sistema de decantación convencional y con filtros de autolavado hidráulico yadicionales metálica, operada por válvulas utilizando el agua filtrada de los demás filtros.Además, cuenta con una batería de cuatro filtros rápidos a presión, de tecnologíaDegremont, la que puede tratar como máximo 80 lps.

Respecto de la planta se puede indicar que actualmente tiene problemas, no trabajanadecuadamente las unidades de floculación y decantación., esta planta esta tratando enla actualidad 120 lps. Por otro lado, la saturación de los filtros es demasiado rápido, y alrealizar el lavado de los filtros, afecta al abastecimiento de agua de la población. Luegode los filtros el agua es clorada, reuniéndose después en una caja de distribución decaudal. A partir de esta estructura se distribuye el agua a la población.

5.1. Mezcla Rápida

La entrada a la planta de tratamiento se realiza en un canal rectangular sin ningún tipode medición de caudal.

La mezcla rápida se produce en un canal rectangular con cambio de pendienteproduciéndose un resalto hidráulico done se aplican la solución de coagulante. En este


PTAP PARIA




lugar hay un sistema para aplicar químicos con sistema a gravedad, es decir un tanquecon salida de válvula. Cuando la turbiedad del agua es baja se observa que no se

dosifica coagulante.

5.2. Floculación

La unidad de floculación es de flujo vertical con tres zonas de floculación, las pantallasde cada compartimiento son de madera.

Como se puede observar el nivel del agua en la unidad de floculación sobre pasa losseparadores, haciendo que esta unidad no cumpla la función para el cual fue diseñada yconstruida. Las pantallas están mal dimensionadas e instaladas.

5.3. Decantación

La planta cuenta con una batería de tres decantadores de flujo laminar inclinado y conplanchas de asbesto cemento.

Como se ha podido apreciar, la velocidad en los tanques de decantación igualmente esmuy alta, originada por el caudal que ingresa, haciendo que su eficiencia disminuya. Alser la turbiedad de la fuente baja, no estar aplicando químicos coagulantes y no estar trabajando la floculación, estas unidades tampoco operan adecuadamente.

La estructura actual permite hacer una mejora, rediseñando el sistema de placas, lo quepermitirá que a pesar de tener la fuente de agua baja turbiedad, se pueda producir unadecantación más eficiente a la actual y lógicamente trabajaría muy bien en las épocasdel año de mayor turbiedad.

5.4. Filtración

El proceso de filtración cuenta con una batería de siete filtros, que funcionan con elsistema de tasa declinante, y con un sistema de autolavado. El medio filtrante es delecho simple de arena.

Los filtros tienen como falsos fondos el sistema de vigas en V perforadas e invertidas, locual es típico de este tipo de plantas.

El lavado de un filtro se realiza utilizando el caudal de los otros filtros, y mientras se lavael filtro no se produce agua para el tanque de abastecimiento. Para mejoramiento deestos filtros se hace necesario el cambio del sistema de falso fondo y del lecho filtrante.

De lo observado se concluye con este tipo de planta y operación, es que los filtros tieneun papel importante en el tratamiento, ya que reciben toda la carga de turbiedad de lafuente.

6. EVALUACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE





La planta de tratamiento de agua potable de Paria está conformado por los procesos demezcla rápida, una floculador hidráulico de flujo vertical, tres decantadores laminares

con placas inclinadas y siete filtros rápidos con sistema autolavable.

De la infraestructura de la planta, el proceso de filtración rápida es el limitante paraobtener la máxima capacidad de filtración, porque su ampliación requerirá de filtros queestarán fuera de la batería existente y con mayor dificultad de interconexión para elsistema de autolavado.

En ese sentido, la capacidad máxima de tratamiento se determinará por los filtrosrápidos. El detalle de los cálculos se indica en el Anexo Nº 1.

6.1. Filtros Rápidos

La batería de filtros esta conformada por siete unidades de filtración rápida, cuyasdimensiones son de 3.55 m de largo y 1.95 m de ancho.

Para tener el mayor rendimiento de los filtros es recomendable utilizar como mediofiltrante un lecho mixto conformado por arena y antracita.

De acuerdo a estas dimensiones y para una tasa promedio de 240 m 3/m2.día, valor adecuado para un lecho mixto, el caudal que puede ser tratado es de 135 lps.

A partir de este caudal, es factible evaluar las instalaciones complementarias del filtro,

como dimensiones de las válvulas de ingreso y salida, desagüe, viguetas y otras querequieran ser mejoradas para la capacidad máxima de filtración; de igual forma, tambiénse evaluará el caudal requerido para el lavado de los filtros el cual será regulado con elvertedero de control.

6.2. Decantadores

La planta de tratamiento tiene tres decantadores de flujo laminar inclinado con pantallas,cada decantador tiene dos zonas de decantación de 5.00 m de largo y 2.40 m de ancho.

El ensayo de pruebas de jarras de sedimentación, para un efluente residual con 2 UNT,

se obtiene una velocidad de sedimentación de 0.035 cm/s.

Con las dimensiones de la unidad, y variando el espaciamiento entre pantallas, hastauna separación de 9 cm que permita una limpieza adecuada entre las pantallas, seobtiene que la capacidad de tratamiento de los decantadores es de 105 lps.

Con el caudal se modificaran las instalaciones complementarias de los decantadores,como las compuertas de ingreso, redimensionamiento de la zona de decantación,sistema de recolección de agua decantada, frecuencia de evacuación de lodos, etc.

Siendo el caudal de los filtros de 135 lps, los decantadores se complementarán con unaunidad adicional con una capacidad aproximada de 30 lps.





6.3. Floculadores

El floculador existente esta conformado por tres zonas de floculación, que tienen comolongitud total 7.52 m, y un ancho útil, descontando las pantallas de madera, de 3.65 m, yla altura de agua es de 4.12 m. El volumen de la unidad es de 113.09 m3.

Para el caudal de tratamiento de los filtros rápidos, de 135 lps, el período de retenciónen el floculador existente sería de 14.0 minutos, período inferior a lo obtenido en elensayo de prueba de jarras de 24 minutos.

Para completar el tratamiento en el proceso de floculación se requiere de otra unidad,que operaría como una cuarta y quinta zona de floculación, con un período de retencióndel orden de 10 minutos, equivalente a un volumen de 81.00 m3.

Con el caudal de tratamiento se determinará el espaciamiento entre las pantallas encada zona de floculación para las gradientes recomendadas en la prueba de jarras.

6.4. Mezcla Rápida

Este proceso se realiza en un canal de sección rectangular con cambio de pendiente, elcanal tiene un ancho de 0.70 m.

Para que la mezcla rápida tenga la gradiente de velocidad adecuada, se elevará laaltura del plano inclinado a 0.65 m, con la cual obtiene una gradiente de 1,330 s-1.

6.5. Cámara de Contacto

La cámara de contacto de cloro existente esta conformado por dos canales de 26.35 mde longitud y 0.80 m de ancho, con una altura de agua de 1.89 m.

Para esas condiciones y el caudal de 135 lps, el tiempo de contacto es de 9.8 minutos,superior al mínimo recomendado de 5.0 minutos. Como las condiciones de operación dela cámara de contacto están influenciadas por los filtros rápidos, se realizaran lasadecuaciones que sean pertinentes a la unidad.

7. DESCRIPCIÓN GENERAL DEL SISTEMA MEJORADO

El proyecto consiste en el mejoramiento de una planta completa de filtración rápida parauna capacidad de tratamiento de 135 lps.

Como pretratamiento se ha considerado un presedimentador para eliminar la altaturbiedad que se presenta en la época de avenida y reducirla a valores que permitaoperara la planta de tratamiento.

La planta consta de un mezclador hidráulico en una canaleta rectangular con cambio dependiente, un floculador hidráulico con cinco zonas de floculación de pantallas de flujo

vertical, cuatro decantadores de placas paralelas de flujo inclinado, un sistema defiltración que consta de una batería de siete filtros de lecho mixto (arena y antracita) que





operan con tasa declinante y lavado mutuo. Estos filtros, también, cuentan con canalesde aislamiento y de interconexión, lo cual permite retirar uno de operación mientras los

demás siguen operando.

8. CALIDAD DEL AGUA CRUDA

Este ítem ha sido desarrollado en el Informe Especial para la Formulación delExpediente de las Plantas de Tratamiento, con cuadros y gráficos de informaciónhistórica. El ítem correspondiente del Informe debe copiarse en este ítem.

9. PARAMETROS DE DISEÑO

Para el mejoramiento de los procesos de la planta de tratamiento se deben tener losparámetros de diseño de cada unidad de tratamiento, los cuales han sido determinadosmediante ensayos en una prueba de jarras, cuyos resultados en base a la calidadpromedio del agua cruda se indican en el Anexo Nº 2.

Los parámetros de diseño son los siguientes:

• Dosis óptima de 40 ppm para sulfato de aluminio.• Concentración óptima de coagulante, de 1 a 2%.• pH óptimo, el valor natural que presenta el agua cruda.• Tiempo de floculación, 24 minutos.•

Gradientes de floculación: de 80 a 36 s

-1

, en función del período de retención.• Velocidad de decantación, 0.0347 cm/s (30 m3/m2.día)

10. PRETRATAMIENTO PROYECTADO

De acuerdo a las características físicos químicas, en particular la alta turbiedad que sepresenta en las épocas de avenida se ha considerado como pretratamiento al procesode presedimentación. El detalle de los cálculos se indica en el Anexo Nº 3.

10.1. Presedimentadores

El pretratamiento esta compuesto por dos presedimentadores de flujo laminar inclinadocon placas de lonas de vinilo, que operarán en forma paralela.

Estas unidades se componen de las siguientes estructuras: canal de distribución deagua cruda, canal de distribución a la zona de sedimentación, zona de sedimentación,sistema de recolección de agua sedimentada, y sistema de almacenamiento yextracción hidráulica de lodos.

a) Canal de distribución de agua cruda a los presedimentadores

El agua cruda de la captación, mediante una tubería de 400 mm de diámetro descarga

en una cámara de carga, en la cual se ha considerado un vertedero rectangular de 0.70m de largo para medir el caudal de ingreso a la planta.





El vertedero descarga en un segundo compartimiento en donde se ha instalado dos

vertederos rectangulares de 0.50 m de longitud y puestos en forma simétrica de tal formaque el caudal se reparte en partes iguales para cada unidad de presedimentación.

El segundo vertedero descarga en un canal de 1.20 m de ancho, de donde el agua crudase distribuye a dos canales que distribuirán el agua cruda a la zona de sedimentación.

b) Canal de distribución de agua cruda a la zona de sedimentación

El agua cruda se distribuye a la zona de sedimentación del presedimentador mediantedos canales ubicados a cada lado de la zona de sedimentación. El canal tiene un anchode 0.60 m y una la longitud de 24.90 m; la sección inicial del canal tiene una altura útil deagua de 2.10 m, la sección final tiene una altura útil de agua de 1.00 m.

El canal cuenta con 49 orificios de 100 mm de diámetro, espaciados cada 0.50 m centroa centro, mediante los cuales se distribuye el agua a la zona de sedimentación. Ladiferencia máxima de distribución de caudal en los orificio es de 4.55%, y la pérdida decarga en los orificios es de 0.1 cm.

c) Zona de sedimentación

El presedimentador tiene una zona de sedimentación de 1.04 m de altura, ubicada en laparte central del presedimentador, que tienen una longitud de 24.90 m y un ancho de3.00 m, y para el caudal de tratamiento la tasa superficial de decantación aplicada es de

115.66 m3

/m2

.día.

La zona de sedimentación esta compuesta por 162 placas de 3.00 m de ancho, 1.20 mde alto y 0.057 cm de espesor. Las placas son lonas de vinilo reforzadas con hilos depoliéster de alta tenacidad, recubiertas por ambos lados con PVC de formulaciónespecial, con bastas en todo el contorno. Las placas estarán sujetas en los costados aángulos de aluminio mediante un sistema de anclaje y sujeción.

Las lonas se instalarán formando un ángulo de 60º con el plano horizontal, y con unaseparación en el plano horizontal de 0.15 m.

d) Sistema de recolección de agua sedimentada

Para el sistema de recolección de agua sedimentada se ha considerado 20 tubos dePVC de 250 mm de diámetro y 3.00 m de longitud, que corresponden a una tasa derecolección de 1.67 Lps/m, los tubos están separados cada 1.25 m.

En la parte superior de los tubos se ha considerado 10 orificios de 5/8” de diámetro yseparados a cada 0.10 m centro a centro, que para el caudal de tratamiento originan unacarga de agua en el orificio de 9.71 cm.

El agua recolectada por cada tubería es descargada en dos canales laterales derecolección de agua sedimentada de 0.60 m de ancho, el cual esta ubicado en la partesuperior del canal central de distribución de agua cruda. Los canales de cadapresedimentador descargan en el canal general de recolección de agua sedimentada de0.60 m de ancho, el cual conduce el agua sedimentada a la planta de tratamiento.





e) Sistema de almacenamiento y extracción de lodos

Cada presedimentador tiene un sistema de almacenamiento de lodos que consiste enuna tolva en forma de troncos de pirámide invertida con una tubería de evacuación delodos. La tolva tiene una base mayor útil de 24.90 m de longitud, 3.00 m de ancho y 2.25m de altura, en la parte inferior presenta una base menor de 0.90 m de ancho y 23.40 mde longitud.

El volumen total de almacenamiento de lodos en cada presedimentador es de 109.25 m3,y para una tasa de producción de lodos estimada en 0.005 litros de lodo por cada l/s deagua tratada, la frecuencia máxima de descarga es de 2.53 días.

Para extraer los lodos se ha considerado dos tuberías, con orificios de recolección,ubicadas en el fondo de la tolva. En el vértice de cada tolva existe una tubería de 50 mmde diámetro por el cual ingresará el lodo al colector, que será de 350 mm de diámetro yestá diseñado para extraer en forma homogénea y simultánea el lodo de la tolva al abrir la válvula de salida, la válvula opera con una carga hidráulica de 4.50 m, y los lodos sedescargan al sistema de desagües de la planta.

11. PLANTA DE TRATAMIENTO MEJORADA

El mejoramiento de la planta de tratamiento de Paria considera las unidades de mezcla

rápida, floculación, decantación, filtración rápida y la cámara de contacto. El detalle delos cálculos se indica en el Anexo Nº 3.

11.1. Mezcla Rápida

La unidad de mezcla rápida se realiza en un canal rectangular con un ancho de 0.70 m,y con el fondo inclinado con una altura de la rampa tiene 0.60 m y de 1.10 m delongitud. El agua cruda ingresa a la canaleta con una canal de 0.60 m de ancho quellega de los presedimentadores.

Las condiciones para el caudal de diseño de 135 lps, producen una gradiente de

velocidad de 1,330 s-1, con un período de mezcla de 2.4 segundos, y un resaltohidráulico con un número de Froude de 4.79 lo que indica que es un resalto estable.

En el origen del resalto hidráulico, en la parte superior del canal, estará ubicado dosdifusores de 2” de diámetro con siete orificios de 1/2” espaciados a 0.10 m centro acentro para la aplicación de la solución de sulfato de aluminio y de solución de cal.

El agua pasa de esta unidad a los floculadores mediante una ventana de 2.50 m deancho y 0.333 m de altura útil.

En esta unidad se han modificado las dimensiones originales de la estructura,rellenándose el fondo del canal y elevar sus muros de acuerdo a los nuevos

requerimientos de los niveles de agua.





11.2. Floculador

Como se menciono en la evaluación de la planta existente, el floculador existente notiene capacidad para el tratamiento del nuevo caudal de 135 lps. En ese sentido, las dospantallas intermedias existentes serán demolidas para construir nuevas pantallas con elespaciamiento requerido y a altura de la unidad existente se deberá elevar en 0.50 m deacuerdo a los nuevos requerimientos de los niveles de agua.

De esta forma la unidad de floculación existente se ha dividido en tres zonas iguales defloculación, y para completar el período de retención de floculación se ha diseñado unfloculador con dos zonas de floculación, la cual estará comunicada con la unidadexistente.

a) Floculador existente

El floculador existente es una unidad hidráulica de flujo vertical conformado por treszonas de floculación que tienen un ancho y longitud variable, y una altura de agua de4.30 m. El número de floculación estará en función a la gradiente de velocidad, loscanales están conformados por planchas de concreto de 0.05 m de espesor y alturavariable.

La primera zona de floculación tiene una longitud de 4.05 m y un ancho de 2.50 m; tiene19 canales con un ancho de 0.166 m y una altura de pase entre canales de 0.249 m; lagradiente de velocidad es de 84.7 s-1, para un período de retención de 4.25 minutos y

una pérdida de carga de 0.198 m. El pase a la segunda zona de floculación tiene unancho de 0.15 m y una altura útil de 4.30 m.

La segunda zona de floculación tiene una longitud de 4.05 m y un ancho de 2.50 m; tiene17 canales con un ancho de 0.191 m y una altura de pase entre canales de 0.287 m; lagradiente de velocidad es de 67.3 s-1, para un período de retención de 4.38 minutos yuna pérdida de carga de 0.129 m. El pase a la tercera zona de floculación tiene un anchode 0.175 m y una altura útil de 4.30 m.

La tercera zona de floculación tiene una longitud de 4.05 m y un ancho de 2.50 m; tiene16 canales con un ancho de 0.206 m y una altura de pase entre canales de 0.309 m; lagradiente de velocidad es de 59.6 s-1, para un período de retención de 4.45 minutos y

una pérdida de carga de 0.103 m. El pase a la cuarta zona de floculación tiene un anchode 2.50 m y una altura útil de 0.309 m.

b) Floculador proyectado

La cuarta zona de floculación corresponde al floculador proyectado y tiene una longitudde 5.20 m con un ancho de 2.50 m; tiene 18 canales con un ancho de 0.242 m y unaaltura de pase entre canales de 0.363 m; la gradiente de velocidad es de 46.1 s -1, paraun período de retención de 5.87 minutos y una pérdida de carga de 0.081 m. El pase a laquinta zona de floculación tiene un ancho de 0.225 m y una altura útil de 4.300 m.

La quinta zona de floculación corresponde al floculador proyectado y tiene una longitud

de 4.45 m con un ancho de 2.50 m; tiene 13 canales con un ancho de 0.296 m y unaaltura de pase entre canales de 0.444 m; la gradiente de velocidad es de 33.6 s -1, para





un período de retención de 5.19 minutos y una pérdida de carga de 0.038 m. El pase alcanal de distribución de agua floculada tiene un ancho de 2.50 m y una altura útil de

1.414 m.

El período de retención total en el floculador es de 24.14 minutos con una pérdida decarga de 0.549 metros.

Para el desagüe de cada zona de floculación se ha considerado una tubería de 150 mmde diámetro, regulada con una válvula de compuerta, la cual descarga en el sistema dedesagüe de la planta.

11.3. Decantadores

La batería de tres decantadores existente no tiene capacidad para el tratamiento delnuevo caudal de 135 lps. Para completar la capacidad de tratamiento, se ha diseñadouna cuarta unidad de decantación para que en forma conjunta con las unidadesexistentes puedan realizar el tratamiento en forma uniforme recibiendo agua floculadadel mismo canal de distribución.

a) Decantadores existentes

El proceso de decantación existente esta compuesto por tres decantadores laminares de

flujo laminar inclinado, que operan en forma paralela.

Estas unidades se componen de las siguientes estructuras: canal de distribución deagua floculada, canal central de distribución de agua floculada por debajo de las placas,zona de decantación de placas, sistema de recolección de agua decantada, y sistema dealmacenamiento y extracción hidráulica de lodos.

i. Canal de distribución de agua floculada

El efluente del floculador descarga en un canal que distribuye el agua floculadauniformemente a los decantadores, el canal tiene una longitud de 13.13 m, un anchoconstante de 0.60 m y una altura variable la cual disminuye en el sentido del flujo.

La sección inicial tiene una altura útil de agua de 1.414 m, la sección final tiene unaaltura útil de agua de 0.299 m. La compuerta de paso a los decantadores esrectangular de 0.45 m de base y una altura útil de agua de 0.299 m, con estascondiciones la gradiente de velocidad es de 19.5 s-1, con una diferencia dedistribución de caudal entre la primera y última compuerta de 8.90 % y con respectoal caudal promedio de cada unidad es 4.68%. La pérdida de carga en la compuertaes 0.53 cm.

Para las nuevas condiciones de operación, el canal de sección variable existenteserá modificado, reduciendo su longitud existente a 13.13 m y modificando el niveldel fondo del canal con material de relleno.

ii. Canal central de distribución de agua floculada





El agua floculada al ingresar al decantador por la compuerta rectangular descarga en

un canal central sumergido con un ancho de 0.60 m y altura variable, que disminuyedesde 2.10 m hasta 0.60 m y una longitud de 5.00 m. Este canal distribuye el aguafloculada por debajo de las placas del decantador.

Este canal tiene, a cada lado, una hilera de 10 orificios de 150 mm de diámetroespaciados a 0.50 m centro a centro. La gradiente de velocidad en estos orificios esde 7.21 s-1, con una diferencia de distribución de caudal entre el valor máximo ymínimo de 2.17 %. La pérdida de carga en los orificios es 0.06 cm.

iii. Zona de sedimentación

Cada decantador tiene dos zonas de decantación de 1.04 m de altura, ubicadas acada lado del canal central de distribución de agua decantada, que tienen unalongitud de 5.00 m y un ancho de 2.40 m, y para el caudal de tratamiento la tasasuperficial de decantación aplicada es de 121.8 m3/m2.día.

Cada zona esta compuesta por 38 placas de 2.40 m de ancho, 1.20 m de alto y0.057 cm de espesor. Las placas son lonas de vinilo reforzadas con hilos de poliéster de alta tenacidad, recubiertas por ambos lados con PVC de formulación especial,con bastas en todo el contorno. Las placas estarán sujetas en los costados a ángulosde aluminio mediante un sistema de anclaje y sujeción.

Las lonas se instalarán formando un ángulo de 60º con el plano horizontal, y con una

separación en el plano horizontal de 0.1155 m.

Para instalar las lonas de vinilo, las planchas de asbesto cemento serán retiradas.

iv. Sistema de recolección de agua decantada

En cada zona de decantación, para el sistema de recolección de agua decantada seha considerado 4 tubos de PVC, clase A-10 de 250 mm de diámetro y 2.40 m delongitud, que corresponden a una tasa de recolección de 1.76 Lps/m, los tubos estánseparados cada 1.10 m.

En la parte superior de los tubos se ha considerado 24 orificios de 5/8” de diámetro y

separados a cada 0.10 m centro a centro, que para el caudal de tratamiento originanuna carga de agua en el orificio de 10.80 cm.

El agua decantada recolectada por cada tubería es descargada en un canal centralde recolección de agua decantada de 0.60 m de ancho, el cual esta ubicado en laparte superior del canal central de distribución de agua decantada. Los canales decada decantador descargan en el canal de distribución de agua a los filtros.

Las tuberías de recolección existentes serán retiradas, y las nuevas se ubicarán enlos niveles requeridos.

v. Sistema de almacenamiento y extracción de lodos





Cada zona de decantación tiene un sistema de almacenamiento de lodos queconsiste en dos tolvas en forma de troncos de pirámide invertida con una tubería de

evacuación de lodos. La tolva tiene una base mayor útil de 2.50 m de longitud, 2.40m de ancho y 1.00 m de altura, en la parte inferior presenta una base menor de 0.15m por 0.15 m.

El volumen total de almacenamiento de lodos en cada zona de decantación es de4.26 m3, y para una tasa de producción de lodos estimada en 0.005 litros de lodo por cada l/s de agua tratada, la frecuencia máxima de descarga es de 0.58 días.

En el vértice de cada tolva existe una tubería de 150 mm de diámetro por el cualingresará el lodo al colector, que es de 350 mm de diámetro y esta diseñado paraextraer en forma homogénea y simultánea el lodo de las dos tolvas al abrir la válvulamariposa de salida, la válvula opera con una carga hidráulica de 4.20 m, y los lodosse descargan al sistema de desagües de la planta.

b) Decantador proyectado

El decantador proyectado es una unidad de flujo laminar inclinado, con placas delonas de vinilo, que operarán en forma paralela con la batería de decantadoresexistentes.

Esta unidad se componen de las siguientes estructuras: canal de distribución deagua floculada, canal central de distribución de agua floculada por debajo de lasplacas, zona de decantación de placas, sistema de recolección de agua decantada, y

sistema de almacenamiento y extracción hidráulica de lodos.

i. Canal de distribución de agua floculada

Es el mismo canal que distribuye el agua floculada a los decantadores existentes, delcual mediante una ventana de 0.45 m de base se distribuye el agua floculada a estaunidad.

ii. Canal central de distribución de agua floculada

El agua floculada al ingresar al decantador por el canal descarga en un canal centralsumergido con un ancho de 0.60 m y altura variable, que disminuye desde 2.10 m

hasta 0.60 m y una longitud de 5.35 m. Este canal distribuye el agua floculada por debajo de las placas del decantador.

Este canal tiene, a cada lado, una hilera de 10 orificios de 150 mm de diámetroespaciados a 0.50 m centro a centro. La gradiente de velocidad en estos orificios esde 6.86 s-1, con una diferencia de distribución de caudal entre el valor máximo ymínimo de 3.67 %. La pérdida de carga en los orificios es 0.06 cm.

iii. Zona de sedimentación

El decantador tiene dos zonas de decantación de 1.04 m de altura, ubicadas a cadalado del canal central de distribución de agua decantada, que tienen una longitud de

5.35 m y un ancho de 2.40 m, y para el caudal de tratamiento la tasa superficial dedecantación aplicada es de 113.5 m3/m2.día.





Cada zona esta compuesta por 38 placas de 2.40 m de ancho, 1.20 m de alto y

0.057 cm de espesor. Las placas son lonas de vinilo reforzadas con hilos de poliéster de alta tenacidad, recubiertas por ambos lados con PVC de formulación especial,con bastas en todo el contorno. Las placas estarán sujetas en los costados a ángulosde aluminio mediante un sistema de anclaje y sujeción.

Las lonas se instalarán formando un ángulo de 60º con el plano horizontal, y con unaseparación en el plano horizontal de 0.125 m.

iv. Sistema de recolección de agua decantada

En cada zona de decantación, para el sistema de recolección de agua decantada seha considerado 4 tubos de PVC, clase A-10 de 250 mm de diámetro y 2.40 m delongitud, que corresponden a una tasa de recolección de 1.76 Lps/m, los tubos estánseparados cada 1.20 m.

En la parte superior de los tubos se ha considerado 24 orificios de 5/8” de diámetro yseparados a cada 0.10 m centro a centro, que para el caudal de tratamiento originanuna carga de agua en el orificio de 10.80 cm.

El agua decantada recolectada por cada tubería es descargada en un canal centralde recolección de agua decantada de 0.60 m de ancho, el cual esta ubicado en laparte superior del canal central de distribución de agua decantada.

El agua decantada se conduce al canal de distribución de la batería de filtrosexistentes mediante una tubería de 300 mm de diámetro.

v. Sistema de almacenamiento y extracción de lodos

Cada zona de decantación tiene un sistema de almacenamiento de lodos queconsiste en dos tolvas en forma de troncos de pirámide invertida con una tubería deevacuación de lodos. La tolva tiene una base mayor útil de 2.675 m de longitud, 2.40m de ancho y 1.00 m de altura, en la parte inferior presenta una base menor de 0.15m por 0.15 m.

El volumen total de almacenamiento de lodos en cada zona de decantación es de

4.55 m3

, y para una tasa de producción de lodos estimada en 0.005 litros de lodo por cada l/s de agua tratada, la frecuencia máxima de descarga es de 0.62 días.

En el vértice de cada tolva existe una tubería de 150 mm de diámetro por el cualingresará el lodo al colector, que es de 350 mm de diámetro y esta diseñado paraextraer en forma homogénea y simultánea el lodo de las dos tolvas al abrir la válvulamariposa de salida, la válvula opera con una carga hidráulica de 4.20 m, y los lodosse descargan al sistema de desagües de la planta.

11.4. Filtros

La batería de filtros existente está conformada por siete filtros, con medio filtrante dearena, operando con tasa declinante y sistema de autolavado.





El agua decantada es recolectada en un canal, con un ancho de 1.20 m y 2.15 m de

altura, de donde se distribuye el agua a cada filtro de la batería mediante una válvulade compuerta de 200 mm de diámetro. En este canal esta ubicado el aliviadero decontrol de nivel máximo de operación.

Cada filtro tiene una longitud de 1.95 m y un ancho de 3.55 m, que para el caudal dediseño la tasa de filtración aplicada es de 240.7 m3/m2.día. Para estas características,el medio filtrante recomendado es mixto con arena y antracita.

Para el lavado de los filtros se empleará solamente 78 lps, quedando comoproducción para la población un caudal de 57 lps durante la operación de lavado. Elcaudal de lavado proporciona una velocidad de lavado de 0.68 m/min, y ocasiona enla arena una expansión de 28.39% y en la antracita de 29.31%. Para estascaracterísticas se requiere una carga hidráulica de 0.707 m para que un filtro sealavado con el caudal que producen los otros filtros.

Las características de la arena empleada como medio filtrante son las siguientes:

• Espesor : 0.25 m• Diámetro efectivo : 0.56 mm• Diámetro mínimo : 0.42 mm• Diámetro máximo : 1.41 mm• Porosidad : 0.42• Coeficiente de esfericidad : 0.80•

Coeficiente de uniformidad : 1.50

Las características de la antracita empleada como medio filtrante son las siguientes:

• Espesor : 0.50 m• Diámetro efectivo : 0.90 mm• Diámetro mínimo : 0.84 mm• Diámetro máximo : 2.38 mm• Porosidad : 0.45• Coeficiente de esfericidad : 0.70• Coeficiente de uniformidad : 1.50

El sistema de drenaje existente será reemplazo por viguetas prefabricadas de 0.30 mde ancho y 0.255 m de altura, y para estas condiciones la capa de soporte de gravatiene las siguientes características:

• Primera capa : 1/16” a 1/8”, con 0.075 m de espesor • Segunda capa : 1/8” a 1/4”, con 0.075 m de espesor • Tercera capa : 1/4” a 1/2”, con 0.075 m de espesor • Cuarta capa : 1/2” a 1”, con 0.075 m de espesor • Quinta capa : 1” a 2”, con 0.100 m de espesor

Para este drenaje y medio filtrante, la carga hidráulica para operar con tasadeclinante es de 0.809 m, y los filtros deben tener una altura de agua de 3.732 m.





El agua de lavado de los filtros es evacuado mediante dos canaletas laterales de0.47 m de base y 0.30 m de altura, estas canaletas descargan, mediante una válvula

de compuerta de 300 mm de diámetro, a otro canal de desagüe, de 1.20 m de anchoy 2.30 m de altura que se encuentra debajo del canal de distribución de aguadecantada, para finalmente ser evacuado al sistema de desagüe de la planta.

Cada filtro tiene un canal de aislamiento y con una compuerta cuadrada de 0.30 m seinterconectan todos los filtros para suministrar el agua de lavado. Cada filtro de labatería cuenta con una tubería de 150 mm de diámetro para la descarga total delfiltro, la tubería descarga en el canal de desagüe.

Para el control del caudal de tratamiento de la batería de filtros se ha considerado unvertedero rectangular general de control de 1.00 m de longitud, el vertedero descargaen la cámara de contacto.

11.5. Cámara de Contacto

El agua filtrada se conduce a la cámara de contacto donde se efectuará la cloraciónempleando cloro gas, aplicado mediante inyección directa.

La cámara de contacto esta conformada por dos canales rectangulares de 0.80 m deancho, 26.35 m de longitud y una altura útil de agua de 1.604 m. En estascondiciones el período de retención es de 8.35 min, y una pérdida de carga de 0.048cm.

En el último canal, la altura de la cresta del vertedero rectangular existente se hareducido a 1.40 m, el tirante de agua en el vertedero es 0.204 m. La unidad cuentacon una tubería desagüe de 200 mm, la cual es controlada mediante una válvula demariposa del mismo diámetro.

12. INSTALACIONES COMPLEMENTARIAS

Para la buena operación y mantenimiento de la planta se ha considerado comoinstalación complementaria la red de desagüe de la planta.

Para evacuar los desagües de la planta, generados en el presedimentador, rebosede la planta y para el mantenimiento de la planta en todos sus procesos, el sistemacuenta con una red interna de desagües.

La red se inicia en el presedimentador, con un tramo nuevo de 450 mm de diámetroque empalma a la red existente de desagüe, dicho tramo también evacuará lasdescargas del decantador proyectado.


memoria descriptiva final

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