pta - huancavelica
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OPS/CEPIS/95/IT-438Original: español
EVALUACION y DIAGNOSTICO DEL ESTADO Y FUNCIONAJ\1IENTO DE LA PLA~TA DE ¡"ILTRACION RAPIDA (PFR) DE LA CIUDAD DE
HUANCA VELICA
In~. Lidia Cánepa de VargasAsesora de CEPIS
Programa de Tratamiento de Agua paraConsumo Humano
Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias de AmbienteDivisión de Salud y Ambiente
Organización Panamericana de la SaludOficina Sanitaria Panamericana. Oficina Regional de la
Organlzación Mundial de la Salud
Lima
1996
OPS/CEPIS/95/IT -438Original: español
EVALUACION y DIAGNOSTICO DEL ESTADO y FUNCIONAMIENTO DE LA PLANTA DE FILTRACION RAPIDA (PFR) DE LA CIUDAD DE
HUANCA VELICA
Ing. Lidia Cánepa de VargasAsesora de CEPIS
Programa de Tratamiento de Agua paraConsumo Humano
Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias de AmbienteDivisión de Salud y Ambiente
Organización Panamericana de la SaludOficina Sanitaria Panamericana e Oficina Regional de la
Organización Mundial de la Salud
Lima
1996
PANAMERICANA DE LA SALUD
Referencia:INFORME TÉCNICO 438
Título Evaluación y Diagnóstico del Estado y Funcionamiento de la Planta de FiltraciónRápida (PFR) de la ciudad de Huancavelica
Autor Ing. Lidia Cánepa de Vargas, Asesora en Tratamiento de Agua para ConsumoHumano
Fecha 18 de marzo de 1996
1. ANTECEDENTES
La Superintendencia Nacional de Servicios de Saneamiento (SUNASS), mediante el Oficio No. 700-95/PRES/VMI/SUNASS, del 23 de mayo de 1995, solicitó a la OPS-Perú la colaboración del CEPIS para la evaluación de los filtros a presión de la planta de agua de Huancavelica.
La OPS-Perú, por recomendación del CEPIS, contrató los servicios del Ing. Víctor Maldonado para efectuar una evaluación completa de la planta mencionada, ya que posiblemente el problema de los filtros fuera solo el más ostensible. Sin embargo, de acuerdo a la experiencia acumulada en el desarrollo del programa de optimización de plantas de tratamiento de agua en el país, era casi seguro que las demás unidades también estaban presentando problemas.
2. RESULTADOS DE LA EVALUACIÓN REALIZADA
La PFR de Huancavelica fue evaluada por el Ing. Víctor Maldonado en noviembre de1995 y los resultados, conclusiones y recomendaciones a las que llega el consultor mencionado se indican en el informe final de la evaluación de fecha 11 de diciembre de 1995 (ver Anexo 1).
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El presente Informe Técnico se basa en el estudio de evaluación realizado por el Ing. Víctor Maldonado.
2.1 Capacidad del sistema
Según el informe de la evaluación del sistema, la planta está operando con un caudal aproximado de 110 l/s, procedentes de dos fuentes: el Río Ichu y el Riachuelo Callqui.
La planta de tratamiento de Huancavelica, de acuerdo al Informe No. 11-95-PRES VMI-SSS/IPD/CGS del Ing. César García Zárate, que gentilmente fuera facilitado por el autor (Anexo 2), fue diseñada para un caudal de 120 tl». Los filtros a presión fueron instalados en dos etapas:
• En 1980 (cuando se inauguró la planta) se instaló una batería de cinco filtros, con una capacidad de producción de 68 tts.
• En 1993 se instaló una batería adicional de cuatro filtros (similares a los anteriores)para una capacidad de 52 tls.
2.2 Calidad de la fuente de abastecimiento
La calidad de la fuente no se controla en forma continua. En base a la información disponible (páginas 2 y 3 del informe final) se ha elaborado el Cuadro 1.
CUADRO 1
Límites Extremos de Calidad de Agua Cruda
Concentraciones Registradas en la FuenteParámetros
Máximas Fecha Mínimas Fecha
Turbiedad (UT) 160(") Octubre 1995 1.3 Noviembre 1995
Color (UC) 150 Abril 1995 5.0 Agosto 1995
pH 7.8 - 7.6 Abril 1995 7.6 - 7.4 Agosto 1995
Alcalinidad (mg/ l CaC03) 130 Agosto 1995 120 Abril 1995
Coliformes totales/lOO rnz 160 Agosto 1995 16 Octubre 1995
Cromo exavalente (mg/ l) 0.35 Abril 1995 0.35 Agosto 1995l-} Salida del presedimentador
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Analizando la información del cuadro anterior, se puede indicar que los parámetros problema, por orden de importancia, son:
a) Cromo exavalente:Las concentraciones indicadas son siete veces mayores al nivel máximo permisible de cromo total (0.05 mglt).
b) Color y turbiedad:Los máximos no se presentan simultáneamente, mientras la turbiedad es máxima en octubre, el color presenta valores máximos en abril.
e) NMP Coliformes Totales/lOO mi muestra:La calidad bacteriológica del agua es buena.
2.3 Dia~nóstico
2.3.1 Grado de tratamiento
Los procesos de tratamiento considerados son adecuados a la calidad del agua; sin embargo, las sustancias químicas que se utilizan y el orden en que se aplican no favorecen la remoción de los parámetros problema identificados.
El pH del agua cruda se encuentra en el rango óptimo de remoción de turbiedad; el color y el cromo exavalente se remueven mejor a pH bajo; por lo tanto, no sólo no se requiere de aplicación de cal, sino que ésta afecta negativamente la eficiencia de remoción de cromo exavalente, de color y la desinfección. Los coagulantes que favorecen la remoción del cromo exavalente son el sulfato ferroso y el cloruro férrico. Con sulfato de aluminio, la remoción es muy pobre.
2.3.2 Principales problemas identificados en las unidades de tratamiento
2.3.2.1 Presedimentador
Diseño defectuoso de las estructuras de entrada y salida que trae como consecuencia una baja eficiencia de remoción en la unidad.
2.3.2.2 Dosificadores
Sólo hay un tanque para la preparación de la solución de cada sustancia química en uso. Esto no permite una correcta operación, ya que cuando el tanque se vacea y mientras se llena nuevamente, la dosificación necesariamente tiene que suspenderse y durante este período, la eficiencia de todo el sistema es prácticamente nula.
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El tanque de dosificación de cloruro férrico opera con carga variable. En estas condiciones, la dosis aplicada es variable y consecuentemente la eficiencia del sistema disminuye en la medida en que la dosis que se está aplicando se aleja de la dosis óptima requerida por el agua.
2.3.2.3 Almacén de sustancias químicas
La disposición de las sustancias es inadecuada y no hay tarimas de madera para protegerlas de la humedad del suelo.
2.3.2.4 Medición y mezcla rápida
La canaleta Parshall diseñada para cumplir esta doble función opera ahogada por problemas de diseño.
La aplicación de cloruro férrico se realiza en forma puntual, con lo cual se reduce la eficiencia de todo el tratamiento, porque no se obtiene una mezcla homogénea e instantánea, acorde con la velocidad de reacción del coagulante y el agua.
El cloruro férrico se aplica en el vertedero de salida del presedirnentador, en donde se producen mejores condiciones de mezcla que en la unidad diseñada para este fin, pero entre este vertedero y el floculador se dan fluctuaciones fuertes de velocidad negativas para la formación del microf6culo.
El sulfato de aluminio se aplica en un punto del canal en el que no se produce ninguna turbulencia que favorezca la homogenización del coagulante con la masa de agua.
2.3.2.5 Floculador
Los gradientes de velocidad iniciales son muy altos (125 S-I). No se pudo determinar el efecto porque el agua cruda, durante la evaluación, sólo tenía 1.3 UT y no requería de este proceso.
2.3.2.6 Decantadores
El canal de distribución a las unidades produce una desviación de 14%. La desviación debe ser menor o igual a 5 % o a lo sumo 14% . Esto origina una desigualdad en las tasas de operación de las dos unidades y, por consiguiente, en la eficiencia.
La estructura de entrada no es adecuada. Se están produciendo gradientes de velocidad muy altos que podrían estar rompiendo el fl6culo y originando espacios muertos y cortocircuitos.
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La tasa de decantación teórica promedio es muy alta (71 m3/m2/día). El rango aceptable de tasas de decantación real es de 20 a 60 m3/m2/día y dependiendo del tipo de fl6culo que se obtenga con cada calidad de agua, se debe determinar en el laboratorio la tasa óptima de decantación.
Como consecuencia de los defectos de diseño en las estructuras de entrada y salida, se está produciendo una tasa de decantación real de 135 m3/m2/día.
La tasa de recolección de agua sedimentada es muy alta (15.7 lis x mi); casi ocho veces mayor que la promedio recomendable (2 f./s x mi de longitud de recolección).
2.3.2.7 Filtros
La tasa de filtración con la que están operando estas unidades es muy alta (240 m3/m2/día) para un medio filtrante fino de tamaño efectivo 0.55 mm. Las carreras de filtración en época de lluvia deben ser muy cortas.
En ninguna de las dos baterías de filtros hay manómetros para controlar la pérdida de carga en las unidades. Este instrumental es necesario para decidir el momento en que se debe lavar una unidad. Las válvulas de la batería antigua presentan fugas.
Los filtros se han estado lavando cada mes en época de estiaje y cada 15 días en época de creciente.
Los medios filtrantes de la batería nueva se encuentran deteriorados, tiene 12% en volumen de bolas de lodo.
2.3.2.8 Desinfección
Se está aplicando el cloro en el efluente de los decantadores.
No hay clorador alterno.
El clorador y los cilindros se encuentran a la intemperie.
2.3.3 Eficiencia del sistema
No se reduce el cromo exavalente; la concentración en el efluente de la planta es idéntica a la del ingreso. Ver cuadros 2 y 3, página 2 del Informe de Evaluación, Anexo 1).
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De acuerdo a 10 que se ha podido determinar durante la evaluación, durante la época de estiaje, la turbiedad se incrementa al pasar el agua por la planta. Ver Gráfico 1, Anexo 3.
El Gráfico 2 (Anexo 3) indica la eficiencia de remoción en época de lluvia; se puede observar que la eficiencia de los filtros es prácticamente nula y que se entregó el agua al sistema de distribución con 15 a 25 UT.
3. CONCLUSIONES
3.1 Capacidad del sistema
Es posible que la capacidad real de diseño de todo el sistema sea de apenas 68 lis y es por esto que al operar el sistema con una sobrecarga de 62 % los gradientes de velocidad en el floculador y en la estructura de entrada al decantador, así "Comolas tasas de decantación y filtración, se han incrementado exageradamente.
3.2 Calidad de la fuente
La información disponible es muy limitada.
Los niveles de cromo exavalente indicados son muy altos. Sin embargo, es posible que estén utilizando KIDS en la determinación y la aproximación que éstos dan es muy baja, sobre todo cuando ha expirado la fecha de vencimiento.
3.3 Baterías de filtros
Las causas de los problemas de los filtros son:
a) Instalación incompleta: Falta de manómetros que indiquen el momento en que se obtiene la pérdida de carga máxima y la finalización de la carrera.
b) Operación defectuosa: La operación de lavado se ha venido ejecutando en forma incorrecta y esto ha ocasionado el deterioro de los medios filtrantes; no hay información sobre calidad bacteriológica del agua tratada, pero es muy posible que en las condiciones en que se encuentran los filtros de la batería nueva, al filtrar el agua, la estén contaminando.
e) Sobrecarga del sistema: La tasa adecuada para operar las unidades es de alrededor de 120 m3/m2/día.
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3.4 Eficiencia del sistema
Como consecuencia de la sobrecarga que recibe el sistema de los defectos de diseño y operación identificados, la eficiencia de la planta es muy baja. En época de estiaje el agua se deterioraal atravesar la planta y en época de lluvia supera en varias veces los límites de calidad de agua para bebida, estipulados por las normas.
4. RECOMENDACIONES
4.1 Calidad de la fuente
Comprobar la concentración de metales presente en las fuentes. Podrían utilizar los servicios del laboratorio del CEPIS enviando un litro de agua de cada uno de los ríos que abastecen la planta (Ichu y Callqui), agregándole a cada muestra un mi de ácido nítrico (1 mi de ácido nítrico por litro de agua). El costo de estos análisis se detalla en el Anexo 4.
Llevar registros periódicos de calidad fisicoquímica y bacteriológica del agua cruda para poder proyectar obras de ampliación y mejoramiento del sistema que se adecúen al grado y tipo de tratamiento que la calidad de las fuentes requieren.
Sería deseable disponer, por lo menos, de información diaria de turbiedad y color, un análisis bacteriológico que incluya coliformes fecales y un análisis fisicoquímico completo mensual.
4.2 Es necesario ir solucionando gradualmente el problema:
• Mejorar la operación.
• Ampliar el sistema para absorber la sobrecarga.
• Rehabilitar el sistema existente para elevar el nivel de eficiencia.
4.2.1 Mejorar la operación
a) Dosificación: Para mejorar un poco el comportamiento del sistema mientras se proyectan y construyen las obras de ampliación y mejoramiento, sugerimos:
• Suprimir la dosificación de cal para favorecer la remoción de cromo exavalente(Cr-6)y color.
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• Utilizar sólo cloruro férrico como coagulante; el sulfato de aluminio no es eficiente para remover cromo exavalente. Implementar un dosificador de carga constante y un difusor y considerar un tanque alterno.
• Aplicar el cloro al efluente de los filtros. Probablemente el lugar más aparente sea el reservorio de aguas claras.
b) Supervisión de la operación: Es necesario crear un nivel de supervisión especializado para la operación del sistema. Sugerimos que este profesional participe del programa de capacitación en tratamiento de agua que se desarrolla con los auspicios del CEPISIOPS, FIA/UNI y ANESAPA. El curso de "Evaluación de Plantas de Filtración Rápida" de este año se impartirá del 3 al 14 de junio.
4.2.2 Ampliación y rehabilitación del sistema
De acuerdo con el estudio de proyecciones futuras indicado en el Anexo 2, considerando una ampliación para 10 años, efectiva a partir de 1998, se requeriría tratar alrededor de 140 tls para atender la demanda hasta el año 2008.
Sugerimos proyectar un módulo de 70 tls de capacidad que funcione totalmente por gravedad, utilizando la tecnología que recomienda el CEPIS. Cuando este sistema se ponga en marcha y pueda tomar el caudal que actualmente trata el sistema existente, se podría retirar de operación esta planta, para efectuar las obras de rehabilitación y posiblemente de optimización, con lo cual se podría atender, parcial o totalmente, la demanda hasta el año 2018.
El CEPIS podría desarrollar el anteproyecto del nuevo módulo de 70 lis y de las obras de rehabilitación y optimización del sistema existente, si así fuera solicitado.
ANEXO 1
EVALUACION A LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA
DE HUANCAVELICA - PERU
INFORME FINAL
Autor:
INGo VICTOR MALDONADO YACTAYO
Lima, diciembre de 1995
INFORME DE LA EVALUACION A LA PLANTA DE AGUA POTABLE DE HUANCAVELICA, PERU
Fecha: 11 de diciembre de 1995
Autor: IngO Victor Maldonado Yactayo
OBJETIVO:
Evaluar cada uno de los procesos de tratamiento y determinar las condiciones como se desarrollan las actividades de operación mantenimiento y control de calidad en la planta de tratamiento de agua (PTA) de la ciudad de Huancavelica.
COMPONENTES DE LA PTA DE LA CIUDAD DE HUANCAVELICA
La planta de tratamiento de la ciudad de Huancavelica está compuesta de un presedimentador, una canaleta Parshall, un floculador de pantallas de flujo horizontal, dos decantadores convencionales rectangulares de flujo horizontal, nueve filtros a presión y caseta de cloración.
Las fuentes de abastecimiento son el Río Ichu y el riachueloCallqui, los que en conjunto proporcionan un caudal aproximado de110 lps para una planta cuyo caudal de diseño es de 68 lps.
CALIDAD DE LA FUENTE DE ABASTECIMIENTO
SEMAPA Huancavelica no lleva un adecuado registro de calidad fisicoquímica y bactereológica del agua de las fuentes ni de la calidad del agua tratada.
Calidad fisicoquímica
La única información estadística disponible de este año sobre la calidad fisicoquímica son las correspondientes a los meses de abril y agosto (ver Anexo 02), que corresponden a muestras puntuales, y datos de turbiedad de los días 21 al 25 de octubre de 1995 (ver cuadro 4) .
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El cuadro N° 01 muestra los valores promedio diario de turbiedad de agua durante los día de visita a la planta (06 al10 de Noviembre de 1995)
CUADRO N° 01
PARAMETRO PUNTO DE MUESTREO
ENTRADA PRESEDIMENTADOR
SALIDA PRESEDIMENTADOR
SALIDA DECANTADOR
SALIDA DE FILTROS
Turbiedad 1.3 1.2 2.0 1.5(UNT)
Los cuadros 2 y 3 resumen algunos datos disponibles de los parámetros fisicoquímicos
CUADRO N° 02
CALIDAD FISICOQUIMICA DE AGUA - MES DE ABRIL 1995
PARAMETRO RIO ICHU
RIACHUEL O CALLQUI
SALIDA DECANTADOR
RED DE DISTRIBUCION
Turbiedad, (UNT) 35 20 20 10
Color, IVC) 150 75 75 20
pH 7.8 7.6 7.8 8.0
Alcalinidad, mg/1 Caco3 120 110 130 150
Cromo VI Img/1) 0.35 0.30 0.35 0.35
CUADRO N° 03
CALIDAD FISICOQUIMICA DE AGUA - MES DE AGOSTO 1995
P!>J,AMETRO RIO RIACHUEL SALIDA RED DE ICHU O CALLQUI DECANTADOR DISTRIBUCION
Turbiedad, (UNT) 15 10 10 4
Co l o r , !UCI 10 5 10 5
pH 7.6 7.4 7.8 7.9
Alcalinidad, mg/1 Caco3 130 110 120 120
Cromo VI Img/l) 0.35 0.30 0.35 0.35
3
CUADRO N° 04
T U R B 1 E DAD IUNTI
DIA SALIDA PRESEDIMENTADOR
SALIDA DECANTADOR
SALIDA DE FILTROS
21/10/95 140 20 18
22/10; 9S 160 30 25
23/10/95 150 25 24
24/10/95 90 20 20
2~/10/95 26 16 16
Datos de turbiedad de agua entre el 21 - 25 de octubre de 1995
De esta información se deduce que para turbiedades del agua cruda del orden de 35 UNT la turbiedad del agua filtrada sobrepasa los valores guías de 5 UNT de la OMS.
Preocupa los niveles de cromo hexavalente en el agua cruda y filtrada, el mismo que sobrepasa el valor guía de 0.05 mg/l de la OMS.
Calidad Bactereológica
La información disponible sobre la calidad bactereológica del agua cruda indica que las fuentes son de buena calidad (ver cuadro 5)·
CUADRO N° 05
DlA COLlFORMES TOTALES/lOO mi
CAPTACION CAPTACION RIO UCHU CALLQUI
20/02/95 120 100
24/04/95 60 70
29/05/95 120 80
26/06/95 68 48
25/08/95 160 60
30/10/95 16 20
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DIAGNOSTICO DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO
Presedimentador
La planta cuenta con una unidad de presedimentación de 76 m de largo, 16.5 m de ancho y 4.5 m de pr6fundidad. La unidad no
dispone con un adecuado sistema de entrada de agua, esta lo hace directamente por medio de dos tuberías que se ubican en la parte central del ancho de la unidad, una de estas tuberías está más profunda que la otra. La estructura de salida es por medio de vertedero a todo lo ancho de la unidad, con el que se
consigue una tasa de recolección de agua de 6.7 lps/m. La unidad opera Gon una tasa de sedimentación teórica de 7.6 m3/m2 día.
Cuenta con dos válvulas de compuerta operativas para la evacuación de sedimentos
Almacenamiento de sustancias químicas
La planta cuenta con un almacén para sustancias químicas. Este almacén tiene cobertura, iluminación natural y ventilación adecuada. No utiliza tarimas de madera para apilar las sustancias qUlmlcas (sulfato de aluminio, cal o sulfato de cobre). En este mismo ambiente se ubica un tanque para la preparación de solución de sulfato de aluminio y otro para la preparación de solución de cal.
Dosificación y mezcla rápida
En la planta se utiliza como coagulantes el sulfato de aluminio tipo B en polvo y el cloruro férrico en solución. Como modificador de pH la cal.
La dosificación de estas sustancias químicas se realiza a través de dosificadores de carga variable. Se cuenta con un tanque para la preparación de la solución de sulfato de aluminio, uno para la solución de cloruro férrico y otro para la solución de cal. Estas unidades tiene una capacidad de 1000 L Y las soluciones se preparan a una concentración del 3 % para el cloruro férrico, 5% para el sulfato de aluminio y 2.5 % para la cal.
Cuando se utiliza el cloruro férrico, este se aplica en forma puntual y se aprovecha para la mezcla la turbulencia generada por la caída del agua efluente del presedimentador hacia el canal donde se ubica la canaleta Parshall. La condiciones para la mezcla rápida en esta estructura son más adecuadas que la que s~ consigue en la canaleta Parshall.
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La aplicación del sulfato de aluminio se realiza en la canaleta Parshall, aun cuando en ella no ocurre resalto hidráulico alguno por la sobrecarga a la que opera la planta, la canaleta trabaja completamente ahogada. Como dispositivo de aplicación se utiliza una tubería perforada, la mezcla alcanzada es muy pobre.
La aplicación de cal se realiza en forma puntual yaguas abajo de la canaleta Parshall y asi mismo aguas abajo de la aplicación de cualquiera de los coagulantes con el que se este trabajando y en un punto de nula turbulencia.
La canaleta Parshall cuenta con su pozo de medición pero por trabajar ahogado, los caudales que este indica no son reales. Se estima un caudal de operación de 110 lps.
FLOCULADORES
El sistema de floculación está compuesta por una sola unidad de floculación. La unidad es hidráulica de pantalla de flujo horizontal y tiene un período de retención real de 23 minutos. Se identifican hasta doce cambios de ancho de pantallas con los que se estarían consiguiendo la siguiente variación de gradientes (Ver cuadro 6).
CUADRO N° 06
Características hidráulicas del floculador
Compartimento Ancho Tiempo Pérdida de Gradientem retención carga de velocidad
mino m S·l
1 0,235 1.40 0.176 125.32 0.35 2.79 0.172 87.83 0.40 2.79 0.127 75.44 0.45 2.79 0.098 66.25 0.50 2.79 0.0765 58.56 0.55 1.74 0.0358 50.77 0.60 2.44 0.0436 47.28 0.65 1.74 0.0243 41.89 0.70 1.74 0.0204 38.010 0.75 1.045 0.0083 31.5·11 0.80 1.045 0.0072 29.312 0.85 0.700 0.0032 23.9
Durante los días de la inspección no se pudo determinar los parámetros óptimos de coagulación ni de floculación en laboratorio
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ni el tipo de floc formado en la unidad de floculación por que la turbiedad del agua cruda se mantuvo en promedio en 1.3 UNT.
DECANTADORES
El sistema de decantación está conformado por dos unidades del tipo convencional de flujo horizontal.
El sistema de distribuc~ón de agua a las unidades es a través de un canal de sección constante con cuatro orificios de 0.20 x0.20 m con el que se consigue una distribución del 57% a la primera unidad y 43% a la segunda unidad y un gradiente de velocidad de74.9 's-l y 43.5 s-l para la primera y segunda unidadrespectivamente. Como sistema de distribución de agua dentro de lasunidades se tiene una pantalla con 28 perforaciones de 0.10 x 0.10m. en ellas se alcanza un gradiente de velocidad de 57.9 s-l y 37.3s-l para el primer y segundo decantador respectivamente.
Las unidades tienen una zona de dacantación de 3.50 x 19.0 m. Estas unidades estarían trabajando teóricamente con una tasa de81.5 y 61.5 m3/m2 día, respectivamente. Realizada la prueba detrazadores para la determinación del período de retención real dela segunda unidad, se determinó un tiempo real de 32 minutos. Conlo que la tasa real de decantación es de 135 m3/m2 día.
La estructura de salida es un vertedero a todo lo ancho de la unidad de 3,50 m de longitud, con el que se alcanza una tasa de recolección de 15.7 lps/m.
Estas unidades cuentan con sistema de válvulas operativos para la purga de lodos.
DESINFECCION
Este proceso que debería realizarse después de la filtración, se está realizando antes de ella. Se utiliza como desinfectante cloro gaseoso, el que se aplica medi ant.e.clorador del tipo de alimentación directa. Se cuenta con un solo clorador de capacidad de O - 50 Lbs/día. El cloro residual a la salida de la planta es de1 mg/l y en el punto más alejado de la red se encuentra entre 0.5 -0.6 mg/l.
No se cuenta con un sistema de almacenamiento apropiado de cloro, el clorador y los balones de cloro se encuentran a laintemperie.
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FILTRACION
El sistema de filtración de la PTA de .H~.?-ncaveliceastá compuestos por dos baterías de filtros a p resi.on. Una batería antigua y otra nueva. Al momento de la visita se encontró que solo estaba en operación la batería de filtros nuevos y se filtraba una parte del agua decantada, la otra parte se distribuida sin filtrar. Estas unidades se lavan con el agua producida po r las otras unidades de la batería.
Batería antigua
La batería antigua de filtros está compuesta por cinco unidades de 2.50 m de diámetro y 1.50 m de altura cilíndrica. Estas fueron diseñadas para un caudal de 68 lps y una tasa de filtración de 240 m3/m2 día.
De estas cinco unidades cuatro de ellas tienen medio filtrante nuevo de un espesor del 0.55 m y tamaño efectivo0.55 mm.
Se procedió ~ lavar estas cuatro unidades y se puso enoperación. Se detectaron válvulas de compuerta con fugas de agua, que deben ser reparadas.
Batería nueva
Esta batería está conformada por cuatro unidades de las mismas características que la antigua, diseñada para un caudal de 52 lps.
Esta batería de filtros se había venido operando de talmanera que el lavado de las cuatro unidades se realizaba cada mes en épocas de aguas claras y cada quincena en época deaguas turbias.
Consecuencia de esta forma de operación el lechofiltrante se ha deteriorado a tal punto que tiene un porcentaje de bolas de barro en volumen de 12%.
En ninguna de las baterías se cuenta con manómetros a la entrada y salida de cada unidad de filtración para el control de la pérdida de carga. Medición que permite determinar el momento en que debe lavarse la unidad.
Se dejó operando las nueve unidades de filtración indicándose que se debería de lavar cada 24 horas. Esta medida mientras que se instalen los manómetros respectivos. Se desfasó la operación de estas unidades de tal manera que el lavado no se continúe haciendo uno a continuación del otro.
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CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES
1. Llevar registro estadístico de la cantidad de agua tratada, así como de la calidad fisicoquímica y bactereológica del agua cruda, efluente de los prbcesos de tratamiento y del agua producida.
2. Realizar análisis en las fuentes·de agua para éonfirmar y cuantificar la existencia de metales tóxicos como es el caso del cromo hexavalente. Este metal es tóxico y potencialmente cancerígeno. Por los niveles reportados (Anexo 2),este sobrepasa los niveles guías de la OMS.
3. Los d~tos de calidad física del agua producida son escasos.Pero por las condiciones de operación de la PTA se puede inferir que en épocas de lluvias esta calidad se desmejora aun más a niveles que sobrepasan los valores guías de la OMS.
4. La unidad .de presedimentación debe mejorarse su sistema de entrada y salida de agua. Estas mejoras consisten en permitir el ingreso mediante un vertedero y pantalla difusora y aumentar la longitud de vertederos .de salida. Estas modificaciones permitirán aumentar la eficiencia de ,estaunidad.
5. Implementar el uso de tarimas de madera para el apilado de las sustancias químicas en el almacén
6. Implementar el uso de sistema de dosificación hidráulico de carga constante para garantizar una dosificación constante.
7. Utilizar difusores como dispositivos de aplicación de coagulantes y cal. Estos dispositivos permitan realizar una aplicación uniforme en toda la masa de agua.
8. Trasladar el punto de aplicación ?e sulfato de aluminio y cal al punto donde se está aplicando el cloruro férricó. En este punto las condiciones de mezcla rápida son mas apropiadas que el conseguido en la canaleta Parshall. La cal debe aplicarse siempre ~guas arriba del coagulante o en_la misma zona que se aplica este último
9. Realizar ensayos de pruebas de jarra para determinar los parámetros óptimo de coagulación. Esto' es'determinar la dosis óptima, pH óptimo y concentración óptima para el sulfato de aluminio y cloruro férrico_
Operar la planta con estos parámetros permitirá incrementar su eficiencia. Actualmente no se opera con estos parámetros.
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10. Es necesario que la planta cuente con sistema de medición de caudal. La canaleta ParsheTl no indica valores reales 'de caudal por estar trabajando ahogada.
11. Es indispensable que la planta cuente con energía eléctrica.Esto permitirá trasladar los equipos de laboratorio queactualmente se encuentran en las oficinas. de SEMAPA a la planta de tratamiento. El suministro de energía es factible ya que a 400 m aproximadamente se encuentra el' poblado de Pucarumi que cuenta con este servicio.
12. La energía eléctrica permitirá además contar con alumbrado exterior, el que facilitará las actLví.dades operacionales durante la noche.
13. Los gradientes de velocidad alcanzados en los dos primeros compartimentos del .floculador son altos. Es factible su modificación para los-gradientes que optimicen este proceso.
14. La unidad de decantación está trabaj~ndo muy sobrecargada. Los gradientes de velocidad en los orificios de entrada a esta unidad son altos y capaces de romper los floculos~Es factible que aprovechando esta estructura se diseñe undecantador laminar, el que ocupando esta misma área tendrá unacapacidad de alrededor de 300 1ps.
,15. Colocar medio filtrante a la unidad vacía de la batería
antigua y poner en operación.
16. Instalar manómetros a la entrada y salida de cada unidad de filtración para poder medir la pérdida de carga. Este será el parámetro de contror para proceder al lavado del filtro.
17. Reparar problema
las válvulas que presentan fugas de agua. Este se ha detectado~en la ~tería antigua de filtros.
18. Proceder a retirar la are9a de las unidades de la batería nueva. Esta arena puede set lavada con e1 propósito de remover las bolas de barro y reponer el medio filtrante limpio a la unidad.
19. Con las dos baterías de filtros, la PTA tiene capacidad para filtrar hasta 120 lps. Sin embargo .La s unidades de mezcla rápida, floculación y decantación no han sido sujetas de ampliaciones. Estas cumplieron su vida útil para un caudal de68 lps. ."
20. Trasladar el punto de desinfección actual hacia otro después de la filtración.
10
21. Disponer de dos cloradores e instalarlos debidamente protegidos de la intemperie. El mismo criterio se debe seguir para el almacenamiento del cloro.
22. Disponer de por lo menos un operador por turno de ocho horas de trabajo. Actualmente se tiene un solo operador que trabaja las 24 horas del día. En épocas de avenidas este número puede incrementarse a dos.
23. Considerando el déficit de suministro de agua por el actual racionamiento del servicio a la ciudad, es necesario considerar como parte de solución a este problema, la ampliación de la planta de tratamiento de agua. La planta opera actualmente con una sobrecarga de alrededor del 60%. En esta ampliación debe considerarse la utilización de las estructuras existentes. Esto implica diseñar una adecuada unidad de mezcla rápida, mejoramiento y/o ampliación del floculador, modificación del actual decantador convencional a uno laminar y la construcción de filtros por gravedad de tasa declinate y autolavables. Estas unidades son de fácil operación y reemplazarían a los actuales filtros a presión. Las nuevas unidades a construir se ubicarían en el área aledaña a la actual PTA, existe suficiente área para ello. Esta ampliación debe considerar integrar en una sola zona todos los procesos de tratamiento para facilitar la operación de la misma. Actualmente con el sistema de filtración separado del resto de los procesos se dificulta la operación.
ANEXO 1
..
Ca9cac;,én en R::o I?"t'P·. Huanca·.Tel:ca
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~iista goncr'ol1 (le la P:'A de Muancave:'i.cD. Se eese evurpre sed í.mencactor- (f.,-:,' :::d~:iclo de ala,acenan·.ie':",to de s'..:.stancia$qui:n:..=as (13); ?locul,adot'co 11!.,:1=~ulicoo ':Ci; convenc LonaLes (o:: ~v Case:& de clol'a=!.6r, (8:. f:'l'tl.'oS se: ucLca a 130 1:1 ::le estas u:'!.ic.a.desy apr'ox ; '1'Iil:iaf.le:-.t.e2') n ?or debajo de es:.aó,
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ANEXO 2
INFORME N° 11 ~95- PRES-VMI-SSS/IPD/CGZ
AL Ing. ALICIA CHANG WONGIntendente de Promoción y Desarrollo
ASUNTO Opinión sobre la solicitud de SEMAPA Huancavelica
REF. Oficio N° 079-95-MP-GGI SE MAPA - HVCA.
FECHA Miraflores, 24 de Abril de 1995
el siguiente informe:En atención al documento de la referencia, pongo a su consideración
1.0 ANTECEDENTES
1.1 Los estudios de la Planta Polabilizadora de agua de la ciudad deHuancavelicaf,ueron realizados por SANIDRO y construidos en el año de1980 por la Firma: L. yA. Bedoya - Carlos Li Carrillo - Asociados.
Estaplantaha sido diseñadaparauna capacidad de 120 Ips adoptando una tecnología mixta en los procesos de clarificación del agua, es decir el de tipo convencional nuevo o tecnologia apropiada para los procesos de mezclarápida (canaleta Parshall), floculación ( con pantallas horizontales) y sedimentación(decantador estático horizontal), y el de tipo patentado o compacto para la filtración(filtro a presión).
1.2 A partir de 1988, los filtros a presión comienzan a presentar problemas I
que para solucionar, en Abril de 1992 SEMAPA Huancavelica y el SENAPA suscriben, un Convenio de Asistencia Técnica y Financiera, medianteel cualeste último dio un aporte de SI. 154000 de los fondos del Tributo reconocido mediante DL N° 163 y SEMAPA Huancavelica, los recursos complementarios para la ejecución del proyecto.
1.3 Bajo estos acuerdos, el 05 de Febrero de 1993 la Gerencia General de SEMAPA Huancavelica,contrata los servicios de la Firma MECLOSERVIS S.R.L.,ganadoradel concurso de precios en la que participaron hasta tres firmas,parala fabricación de 4 filtros con capacidad de 52 Ips por el monto de US $ 69 257, culminando el proyecto el 16 de Julio de 1993.
Casi simultáneamentee, l 02 de Marzo de 1993, suscribió otro contrato con la misma empresa para el reacondicionamiento de 5 filtros existentes con capacidadde 68 lps por el monto de US $ 22 774, sin haberse concretado por falta de recursos.
- 1 -
2.0 SITUACIONACTUAL
2.1 La planta en lo concerniente al proceso de filtración, está operando prácticamente con 4 unidades; las 5 unidades restantes al no haber sido rehabilitados, se encuentran fuera de servicio, constituyendo este hecho un "cuello de botella" en el proceso productivo de la planta. Para compenzar este déficit, parte del flujo de agua decantada es conducido directamente al reservorío de agua tratada, sin que la turbidez y otras impurezas hayan sido removidos en los filtros.
2.2 Los problemas que presentan estos 5 filtros, según la evaluación realizada in situ por la Firma DEGREMONT, son los siguientes:
Las caracterlstícas del material filtrante(cuarzo triturado) y la altura del lecho, no son los apropiados.
No tienen purgas de aire, tampoco tomas de muestra de agua cruda y filtrada.
No tienen tuberlas de desagUe .
Falta instalar una válvula de diámetro 10" en la tuberla de salida de agua filtrada.
2.3 Por otro lado SEMAPA Huancavelica, mediante Resolución N° 043-95- PRESNMII SSS, de fecha 23 de Marzo de 1995, ha sido reconocida como una EPS, asimismo en cumplimiento al Art. 23° de la Ley N° 26284 - Ley General de la SSS, desde el año 1994 hasta el mes de marzo del afio en
curso ha transferido a la cuenta de la SSS el monto de SI. 5 561.23 correspondiente al 2% de sus ingresos tarifarías mensuales.
2.4 Tambien, la SSS de acuerdo al inciso i) del Art. 9° de su Ley General, en la actualidad viene implementando las normas correspondientes al Registro de "Auditores Técnicos", para que en representación de la SSS puedan realizar inspecciones y/o estudios en las EPS, asimismo en el Texto Unico de Procedimientos Administrativos- TUPA, ha contemplado la asistencia técnica mediante dos vías: Una directa a las EPS a través de la Intendenciade Promoción y Desarrollo y otra por intermedio de los "AuditoresTécnicos".
3.0 ANALlSIS
3.1 Para sustentar el numero total de filtros recomendados por la Firma DEGREMONT, La Gerencia del Sistema Operacional del SENAPA realizó un análisis de la demanda proyectado hasta el año 2013, los cuaJes han
sido actualizados con datos dellNEI, apreciándose en el cuadro adjunto, que los 9 filtros en condiciones normales pueden atender la demanda poblacional hasta el año 2 003, con una capacidad de 1091ps.
3.2 Para analisar las causas de los problemas de los filtros señalados en el item2.2, no se cuenta con información referente al análisis granulométrico del lecho filtrante, registros de pérdida de carga, caudal de producción,
periodos de lavado, calidad de agua de ingreso y salida, entre otros. Sin embargo de acuerdo a los datos proporcionados en el Oficio de la referenciase puede afirmar que para una velocidad de filtración comprendido entre 4 y 12 m/h y velocidad de lavado de 35 m/h, el tamaño efectivo de la arena debe ser 0.35 mm'.
Del mismo modo, según el Plano de Replanteo de los referidos de filtros, realizados por la Firma Constructora en Enero de 1981, se aprecia que se ha omitido en el diseño y construcción los dispositivos de purga de aire,
tomas de muestras de agua cruda y filtrada, tubería de desague y la válvula de 10" en la tuberia de salida.
3.3 El Gerente General de SEMAPA Huancavelica, en conversación telefónica sostenido el dla 19 del presente mes, ha reiterado su solicitud de asistencia técnica para la evaluación de los 5 filtros sobre la base del aporte que viene realizando a la SSS en forma regular y la falta de recursos para la contratación de los servicios de un especialista.
3.4 Mientras se aprueben las normas para el "Registro de Auditores" y el TUPA y la IPO se implemente, la 555 podría atender estos requerimientos canalizando a profesionales, instituciones especializadas o a EPS con experiencia en el tema, para que través de una cooperación horizontal pueda concretarse la solicitud bajo la supervisión de la SSS, siempre que sea una EPS reconocida y esté aportando regularmente el monto correspondiente al 2% de sus ingresos tarifarios mensuales, además el proyecto esté orientado al mejoramiento en la prestación de los servicios mediante tecnología apropiada, o mixta.
4. O CONCLUSIONES
4.1 La planta potabilizadora de Huancavelica, ha sido diseñada y construida con tecnología mixta, es decir de tipo convencional nuevo o tecnologla apropiada para los procesos de mezcla rápida, floculación y sedimentacióny el de tipo patentado, para la filtración, presentando problemas en laoperación y mantenimiento por fallas en el diseño y contrucci6n según hacereferencia el informe de la Firma DEGREMONT, y se ha podido verificar
Degremont. Manual del Técnico del Agua - Edición 1973 - Pg. 124
- 3 -
en los planos de replanteo realizado por la Firma Constructora.
La adopción de este tipo de tecnologla por parte de SANIDRO. se asume por las condiciones topográficas favorables que posibilitan disponer de suficiente carga hidráulica para este fin.
4.2 Como consecuencia del anterior, los filtros constituyen en la actualidad un "cuello de botella"en el proceso productivo, que ha motivado al Gerente General de SEMAPA Huancavelica solicitar a la SSS un apoyo en la evaluación de estos filtros.
4.3 De acuerdo a lo señalado en el item.3.4, EMAPA Huancavelica, reune las condiciones para dar atención a su solicitud, momentáneamente podrla ser a través del CE PIS por ser la Entidad especializada en el tema y la más indicada en otorgar este tipo de asistencia técnica. Con este motivo se ha establecido las coordinaciones preliminares con el Lic. Carlos Vergara, encontrando su voluntad de apoyo, para lo cual sugiere formalizar el documento por intermedio del Representante de la OPS.
5.0 RECOMENDACIONES
5.1 Solicitar al Representante en el Pais de la Organización Panamericana de la Salud - OPS, el apoyo del CEPIS en la evaluación de los filtros así como en la formulación del presupuesto para su rehabilitación, con tal motivo se ha preparado un proyecto de comunicación que de encontrarlo pertinente,
se sirva dar su visto bueno y derivar a la Superintendente para su rúbrica correspondiente.
Es todo cuanto informo.
At~te
Ing. Césa~rCla Zárate
cqz/lntor 11
- 4 -
ANALISIS DE DEMANDA
Datos:Localidad : Huancavelica Población (censo 1981):::;22196 r= 2.4%Dotación = 240 lt:/hbd/ iaKl :::;1.1 (zonas rurales)
A continuación se efectúa una comparación de los análisis de demanda realizados por elIngeniero Ortiz de SENAP A y por mi persona. . .
PROYECCION DE LA POBLACION DE HUANCA VELICA
AÑo POBLACION* POBLACION PROYECTADA ....
1981 20889 22196
1992 27226 28813
1994 28570 30212
2003 36531 37400
2013 46252 47410
• Realizada por el Ing, Ortiz•• En base al censo de 1981 y considerando los datos arriba indicados
AÑo Q(md) '"
CAUDALES DE DISEÑO
N°DE Q(md)""" N° DEFILTROS FILTROS
1992 79.48 6 84.37 7
1994 98.88 8 88.47 8
2003 125.8 10 109.52 9
2013 160 12 138.83 11
'" Calculado por el Ing. Ortiz en lps•• Calculado por Manuel Torrejón
NOT A: Un filtro trata 13 Ips
ANEXO 3
1
1. -
2
1.8
1.6
1.4
,J.'-'
"O tIj "O Ql.~c
0.8,,a
PFR DE HUANCAVELICA, PERUEFIC. PROM. DEL SISTEMA - NOVIEMB. 1995
-AFL. PRESED. - APS-EFL. PRESED. - EPS
~
EFL. DECANT.- DEC
EFL. FILTRO - FILT
0.6
0.4
0.2
OAPS EPS DEC FILT
procedencia de la muestra
Gráfico 1
-
- 8
PFR DE HUANCAVELICA, PERUEFICIENCIA DEL SISTEMA - OCTUBRE 1995
160
140
120.-1-::J 1001J
<1:S1J ID
...c'-::J
40
20
O21 22 23
dias24 25
1_ AGUA PRESEDIMEN _ AGUA SEDIMENTAD _ AGUA FILTRADA
Gráfico 2
ANEXO 4
-
'
206
-
CENTRO PANAMERICANO DE INGENIERIA SANITARIA Y CIENCIAS DEL AMBIENTE
UOUIDACION DE COSTOS DE ANALlSIS
CLIENTE: RUC N·: FECHA:
ATENCION: FAX: ( )-CODIGO LAB:
NUM TIPO DE PARAMETRO CODIGO No. COSTO COSTO ANALlSIS FACTURACION ANALlSIS UNITARIO TOTAL
I FISICOOUIMICOS PH L 101 2 O TEMPERATURA L 102 1 O HUMEDAD L 103 6 O TURBIEDAD L 104 2 O ACIDEZ L 105 3 O ALCALINIDAD TOTAL L 106 6 O CLORO RESIDUAL ACTIVO L 107 3 OCOLOR . L 108 . 6 OCONDUCTIVIDAD L 109 2 ODUREZA TOTAL l 110 6 _ .., ODUREZA CALCICA L 111 6 ODUREZA CARBONATADA L 112 6 ..~ ODUREZA NO CARBONATADA L 113 6 OSOLIDOS TOTALES L 114 5 O
FIJOS _. . L 115
. - 6 O
VOLATILES L 116 6 OSUSPENDIDOS L 117 6 OFILTRABLES L 118 8 OSEDIMENTABLES L 119 3 O
CLORUROS L 120 6 O
FLUORUAOS L 121 6 O
SULFATOS L 122 8 . OSULFURO DE HIDROGENO L 123 12 OCARBONATOS L 124 8 OBICARBONATOS L 125 8 '-0CIANUROS L 126 8 OACEITES Y GRASAS (N-HEXANO) L 127 19 O HIDROCARBUROS EN AGUA L 128 25 O
HIDROCARBUROS EN LODOS L 129 30 O DEMANDA DE CLORO L 130 12 O FENOLES L 131 15 O
POTENCIAL REDOX L 132 6 O
11 NUTRIENTES NITROGENO rrOTAL L 201 12 OAMONIACAL L 202 8 O ORGANICO L 203 10 O NITRATOS L 204 8 ONITRITOS L 205 8 O
FOSFORO TOTAL L 8
..--1-----
SOLUBLE L 207 8 OHIDROUZABLE L 208 8 O
111 INDICADORES DE OXIGENO DISUELTO L 301 1 O
CONTAMINACION DEMANDA IBIOQUIMICA DE OXIGH L 302 10 O
BIOQUIMICA PUIMICA DE OXIGENO L 303 12SUSTANCIAS ACTIVAS AZUL DE METILENO. L 304 --~
IV MET ALES (A.A.) ALUMINIO L 401
.. 20 - .~ O
ALUMINIO EN LODOS L 402 25 O.'
ARSENICO L 403 25 O.--ARSENICO EN LODOS L 404 30 OBARIO -,_-- L -- ,-_. 405 "~'-
20 ---OBARIO EN LODOS L 406 25 _ .. O
- ----------~-
CADMIO L 407 20 O CADMIO EN LODOS L 408 25 O
CALCIO L 409 20 O
CALCIO EN LODOS L 410 25 O
CINC L 411 20 O
CINC EN LODOS L 412 25 O
CENTRO PANAMERICANO DE INGENIERIA SANITARIA Y CIENCIAS DEL AMBIENTE
LlaUIDACION DE COSTOS DE ANALlSIS
CLIENTE: RUC N·: FECHA:
ATENCION: FAX: ( )-
CODIGO LAB:HUM TIPO DE PARAMETRO CODtGO No. COSTO COSTO
ANAlIStS FACTURACION ANAlISIS UNITARIO TOTALCOBRE
- L 413 20 OCOBRE EN LODOS L 414 25 OCROMO L 415 20 O CROMO EN LODOS L 416 25 O HIERRO L 417 20 O HIERRO EN LODOS L 418 25 O MAGNESIO L 419 20 O MAGNESIO EN LODOS L 420 25 O MANGANESO L 421 20 O MANGANESO EN LODOS L 422 25 O MERCURIO L 423 25 O MERCURIO EN LODOS L 424 30 O NlaUEL L 425 20 O NlaUEL EN LODOS L 426 25 O
PLATA L 427 20 O PLATA EN LODOS L 428 25 O PLOMO L 429 20 O PLOMO EN LODOS L 430 25 OPOTASIO L 431 20 O POTASIO EN LODOS L 432 25 O SODIO L 433 20 O SODIO EN LODOS L 434 25 O
V PLAGUICIDAS ORGANOCLOAADOS L 501 150 O ORGANOFOSFORAOOS L 502 150 O
VI INDICADORES DE I3ACTERIAS HETEROTROFICAS (SPC) L 601 8 O CONT AMINACION COLlFORMES [OT ALES (NMP) L 602 16 O MICROBIOLOGICA [OT ALES (FM) L 603 8 O E IDENTIFICACION COLlFORMES ECALES (NMP) L 604 16 O
DE PATOGENOS FECALES (FM) L 605 8 O
Salmonella sp (NP) l 606 16 Osp (NMP) L 607 40 O
Escherichia oli (NP) L 608 24 O coll (NMP) L 609 40 O
Clostridium sulfito reductor (UFC) L 610 16 O~streptococos fecales (NMP) L 611 16 OVibrio E_holerae(NP) L 612 16 O
~holerae (NMP) L 613 40 O PARASITOS EN AGUAS L 614 32 O PARASITOS EN LODOS L 615 40 O
VII INDICADORES ITOPLANCTON L 701 24 O
BIOLOGICOS OOPLANCTON L 702 24 O BENTOS L 703 24 OCLOROFILA L 704 8 O
\ SULFOBACTERIAS L 705 24 O
1 TOXICIDAD L 706 25 O
I VIII OTROS OTROS1 L 801 10 O.. .<: ..•. ••
I .. . . "..::.
..rotAh:........:.----:. No. ANALlSIS/COSTO TOTAL (DOLARES) O O
VOB·auím María lo EsparzaOficial Laboratorio
NOTA: LA ENTREGA DE LOS RESULTADOSSE EFECTUARAPREVIO PAGO DE LA BOLETA O FACTURA CORRESPONDIENTE