Memoria Descriptiva Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Domesticas - 20k

MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EMPRESA CFG INVESTMENT S.A.C --------------------------------------------------------------------------------------------------------------

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS, PESQUERA CFG INVESTMENT S.A.C -- PLANTA CFG: PLANCHADA-MEMORIA DESCRIPTIVA

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------AQUA RIL SAC Soluciones Integrales en Ingeniería para el Tratamiento de Agua y Proyectos de Construcción. Av. Las camelias 710 – piso 4 – of. 101, San Isidro |Telf. 00511 4213414 – 00511 4212840 www.aquaril.com


CONTENIDO 1.

ASPECTOS GENERALES ................................................................................................ 1

1.1

Antecedentes .............................................................. ................................................... 1

1.2

Objetivos .................................................. ..................................................... ................. 1

1.3

Ubicación ....................................................................................................................... 1

1.4

Descripción del Sistema de Tratamiento ................................................. ......................... 1 Etapa 1: Pre-tratamiento ................................................................................................................................ 2 Etapa 2: Aireación ........................................................................................................................................... 2 Etapa 3: Sedimentación y Recirculación de Lodos ......................................................................................... 3 Etapa 4: Retiro de Lodos en Exceso ................................................................................................................ 3 Etapa 5: Desinfección ...................................................................................................................................... 3

1.5 2.

3.

Planta Compacta: Modelo AR-20K .................................................................. ................. 3

MEMORIA DE CALCULO .............................................................................................. 5

2.1

Datos Disponibles .................................................................................. ......................... 5

2.2

Cámara de Aireación ........................................................................................ ............... 6

2.3

Requerimiento de O2....................................................................................................... 8

2.4

Recirculación de lodos ......................................................... ........................................... 8

2.5

Desinfección de Efluente ........................................................................................... ...... 9

2.6

Filtración ............................................................................. ........................................... 9

2.7

Especificaciones de Equipos ........................................................................... ............... 10

2.8

Esquema de Instalación............................................... .................................................. 11

2.9

Balance Hídrico de la PTAR ................................................... ......................................... 12

ANEXOS .....................................................................................................................12

3.1

Manual de Sopladores .................................................................................................. 12

3.2

Manual Electrobombas Sumergibles....................................................... ....................... 12

3.3

Manual Bomba Dosificadora ................................................................ ......................... 12

3.4

Manual de Difusores de Aire. .................................................................................. ...... 12

3.5

Manual de Operación y Mantenimiento ........................................................................ 12

3.6

Plano ............................................... ...................................................... ....................... 12



1. ASPECTOS GENERALES 1.1 Antecedentes

AQUA RIL S.A.C es una empresa especializada en la implementación de proyectos para tratamiento de aguas residuales de origen doméstico e industrial. La empresa CFG INVESTMENT S.A.C contrata a AQUA RIL S.A.C para el diseño, construcción, instalación y puesta en marcha de una planta de tratamiento de aguas residuales domesticas ubicada en Chimbote Ancash. 1.2 Objetivos 

Diseñar y construir una planta de tratamiento de agua residual de origen doméstico.



Poner en funcionamiento una planta de tratamiento de agua residual de origen doméstico.



Alcanzar la normatividad de LMP al operar la planta de tratamiento de agua residual de origen doméstico.

1.3 Ubicación

La planta estará ubicada dentro de las instalaciones de la planta CFG INVESTMENT S.A.C en la localidad de Planchada, Distrito Ocoña, Provincia Camaná, Arequipa-

1.4 Descripción del Sistema de Tratamiento

EL presente documento presenta la memoria técnica general para el diseño y fabricación de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Se diseñan todas las unidades con su respectivo equipamiento de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) en base a lodos activados en aireación extendida. La PTAR fue diseñada para recibir aguas servidas, provenientes de cocina y baños; cuyos componentes corresponden a los propios del agua potable (heces, orina, jabón, papeles, residuos de alimentos, etc.); no conteniendo elementos de otra índole, como residuos industriales líquidos u otro elemento que pueda dañar física, química o --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------AQUA RIL SAC Soluciones Integrales en Ingeniería para el Tratamiento de Agua y Proyectos de Construcción. Av. Las camelias 710 – piso 4 – of. 101, San Isidro |Telf. 00511 4213414 – 00511 4212840 www.aquaril.com

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biológicamente el sistema de tratamiento. Queda claramente establecido, impedir que se incorporen a la red de alcantarillado local residuos líquidos no domésticos, como también aguas lluvias y aguas de infiltración. La PTAR a implementar es una planta compacta de capacidad de tratamiento de 10m3/día considerando ninguna pérdida el efluente también son 10m 3/día, en base a: Población promedio

200 Habitantes

Dotación de agua

100 L/Habitante.dia

La PTAR considera una serie de procesos unitarios, siendo los principales: Etapa 1: Pre-tratamiento

Permite separar sólidos no biodegradables y ecualizar cargas orgánicas aplicadas a la planta. Etapa 2: Aireación

El agua servida cruda (Afluente Planta) llega a la planta por bombeo desde el pre tratamiento. La masa de agua en este estanque es agitada y aireada para evitar la sedimentación de sólidos y mantener su condición aeróbica. El agua servida ingresa al estanque de aireación donde se mezcla con lodo proveniente de la etapa 3. Lo resultante es conocido como licor de mezcla, el cual es aireado dentro del mismo estanque. En la etapa 2 las bacterias que naturalmente se encuentran en el agua servida, se nutren de la materia orgánica que se encuentra en suspensión y en disolución, generándose un aumento de la población microbiana y un consumo de oxígeno.

Como subproductos del metabolismo celular se liberan

anhídrido carbónico y agua. Todo este proceso, junto a una agitación de la masa de agua, y la exudación de polímeros naturales por parte de algunas bacterias, genera un aumento de tamaño y peso de las partículas (proceso conocido como floculación).


2


Etapa 3: Sedimentación y Recirculación de Lodos

Una vez que se ha logrado metabolizar la materia orgánica y flocular las partículas, se hace pasar la mezcla a un estanque de sedimentación de flujo laminar donde se separan los sólidos por decantación, los que se acumulan en su fondo, obteniéndose en la zona superior agua clarificada (efluente).

Por el hecho que estos lodos

contienen gran cantidad de microorganismos y en menor medida materia orgánica, ellos son retornados a la etapa 2, de modo de mantener una cantidad constante de biomasa activa en aireación (encargada de la degradación de materia orgánica). Etapa 4: Retiro de Lodos en Exceso

A medida que transcurre la operación de una planta de este tipo, se produce un aumento del lodo y de la flora bacteriana en el estanque de aireación, en el de sedimentación, y en la recirculación, hasta llegar a un momento en que se requiere retirar parte de él, para evitar problemas de saturación y asegurar un adecuado balance entre la materia orgánica y los microorganismos en la etapa de aireación. Al mantener la biomasa descartada por largos períodos, se logra un lodo prácticamente libre de materia orgánica, rico en nutrientes. Etapa 5: Desinfección

El agua clarificada que abandona el sedimentador, a nivel de superficie (por rebalse), es conducida a un pequeño estanque donde se efectúa su desinfección mediante cloración por hipoclorito de sodio. Se persigue reducir la cantidad de microorganismos patógenos, para eliminar la posibilidad de provocar contagio de personas y otros seres vivos producto del contacto con el curso de agua receptora. Luego de esta etapa se obtiene el Efluente Planta final, que será apto para disponer en un cuerpo de agua superficial. 1.5 Planta Compacta: Modelo AQ-20K

La planta compacta es de material de fibra de vidrio, con recubrimiento interno para el pH característico de las aguas residuales domésticas. --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------AQUA RIL SAC Soluciones Integrales en Ingeniería para el Tratamiento de Agua y Proyectos de Construcción. Av. Las camelias 710 – piso 4 – of. 101, San Isidro |Telf. 00511 4213414 – 00511 4212840 www.aquaril.com

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Figura 2. Foto Referencial del tanque compacto

4

Las bondades de este material son: 

Durables, más de 30 años.



Fácil y económico transporte e instalación por su bajo peso.



No se afectan por la exposición a la intemperie.



100% impermeable.



Alta resistencia mecánica.



Superficies lisas y sin porosidades que garantizan un almacenamiento limpio.



Livianos.



No tóxicos.



Resistentes a la corrosión y el desgaste.



Baja conductividad térmica y no los afecta la temperatura.



Traslucidez que permite un fácil chequeo del nivel del agua.



Fácil y económico mantenimiento y reubicación.



Fácil y económica reparación en el sitio.



La distribución interna de la planta compacta comprende: 

Una cámara ecualizadora



Una cámara Aerobia



Una cámara de sedimentación



Una cámara para la desinfección

5

Figura. Esquema interno del tanque compacto

2. MEMORIA DE CALCULO 2.1 Datos Disponibles

Ubicación

:

Ocoña, Camaná. Arequipa

Población aportante máxima

:

200

habitantes

Dotación de agua potable

:

100

L/hab./día

Factor de recuperación

:

0,8

Caudal medio aguas servidas

:

16

m3/día



Caudal máximo horario de diseño

:

3

m3/h

Materia orgánica entrante

:

6

Kg DBO5/día

Temperatura mínima del agua servida:

15

ºC

Altitud geográfica

< 100 m.s.n.m.

:

2.2 Cámara de Aireación

Se define la relación Alimento/Microorganismos (A/M) a través de la siguiente expresión: A/M = [DBO5 / (SSVLM*V)] * 1.000

(1)

donde: A/M

: Alimento/Microorganismos (KgDBO5/Kg SSVML*día)

DBO5

: Demanda Bioquímica de Oxígeno al quinto día (Kg/día)

SSVLM

: Sólidos Suspendidos Volátiles en el licor de mezcla de la etapa 2 (mg/L)

V

: Volumen etapa 2 (m3)

Se debe seleccionar un valor de A/M de forma que el proceso sea de Aireación Extendida. El rango de A/M para Aireación Extendida es entre 0,05 y 0,15 Kg DBO 5/Kg SSVLM*día. Se escoge un valor igual a 0,1 de forma de operar en un punto conservador. Además se selecciona un valor de SSVLM de 3.000 mg/L, de modo de hacer manejable operativamente la masa de lodo en cada etapa del sistema. De este modo el volumen de la etapa 2 será: V = [4,5 / (3.000 * 0,1)] * 1.000 = 15 m3 Por lo tanto, la etapa de aireación estará conformada por un estanque de sección circular, con las siguientes dimensiones:  

Largo útil Diámetro útil

: 3.0 : 2.5

m m


6


Las medidas anteriores corresponden a la etapa de aireación de la planta de tratamiento de aguas servidas. Esta dispone de un volumen útil en el estanque de aireación (V) de 15 m3. Con los datos anteriores se puede verificar la razón A/M: A/M = [4,5/ (3.000* 15)] * 1.000 = 0,1 y calcular la Edad del Lodo (EL), la que se puede obtener a través de la siguiente expresión: EL = (SSVLM * V/1.000)/[Y * DBO5 – (SSVLM * V * b/1.000)]

(2)

Donde: EL

:

Edad del Lodo (días)

Y

:

Coeficiente de producción de lodo (g SSVLM / g DBO5)

b

:

Coeficiente de decaimiento (1/día)

considerando: Y

= 0,64 g SSV / g DBO5

b

= 0,04 1/día

se obtiene: EL EL

=

(3,0 * 15/[0,64 * 4,5 – (3,0 * 15 * 0,04)]

= 40 días

Valor conservador en un proceso de Lodos Activados en Aireación Extendida.


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2.3 Requerimiento de O 2

Considerando un sistema en base a Difusores de Burbuja Fina tipo plato de 12” de diámetro se tiene: Concentración O2

kgO2/m3aire

21%

Densidad del Aire

kg/kg

1,29

Eficiencia de transferencia O2

%

5,5%

Altura estanque

m

2,45

Área Superficial

m2

20,4

Mezcla superficial

m3/m2

5,3

Mezcla Volumétrica

m3/m3

2,0

Caudal Unitario Difusores

m3/hr

10,0

N° de Difusores

8

Difusores a instalar

8

De lo anterior se determina que se instalarán 8 difusores en la cámara de aireación, con un requerimiento de aire de 79.8 m 3/hr a una presión diferencia de 350 mbar. 2.4 Recirculación de lodos

Los lodos provenientes del sedimentador secundario son recirculados hacia la cámara de aireación con la finalidad de mantener una adecuada concentración de lodos en el reactor. Para ello se dispone de un soplador que se reparte desde la inyección de aire a la cámara de aireación mediante una línea de desvió.


8


Adicionalmente se instala u n sistema “Skimmer” para la remoción de flotantes en el sedimentador. Se considera que Skimmer debe operar al menos un 60% del tiempo para garantizar una efectiva remoción de sólidos flotantes en el sedimentador. 2.5 Desinfección de Efluente

Para prevenir contaminación bacteriológica durante la disposición del agua tratada, se incluye a continuación de la sedimentación una etapa de desinfección con Hipoclorito de Sodio a 10% de producto activo. Para obtener un nivel de cloro libre deseado, se estima dosificar un valor medio de 8 mg/L (ppm) de materia activa; es decir, 80 mg/L de hipoclorito de sodio. Para asegurar una reacción completa del producto con los agentes biológicos, se deberá asegurar media hora de retención, considerando el caudal medio diario. Esto implica que este estanque deberá tener al menos el siguiente volumen útil mínimo: V útil = 10 /(24 * 2) = 0,20 m3 La bomba dosificadora de hipoclorito de sodio debe tener un caudal mínimo de 0,8 ml de hipoclorito/minuto a 50 % de su capacidad. La presión de descarga es atmosférica. El control de la dosificación, se deberá ajustar a partir de análisis calorimétricos de cloro residual en el efluente final. Este sistema permite asegurar que los coliformes fecales a la salida de la planta sean menores a 1.000 NMP/100 ml., y un periodo de acumulación de 8,5 horas para disponer el agua tratada. 2.6 Filtración

El filtro de presión multimedia es un recipiente cerrado metálico vertical, en cuyo interior se ha colocado arena como material filtrante, a través del cual se filtrará el agua proveniente del tanque de almacenamiento de agua sedimentada. Se considerado una altura de 1.50 m con un diámetro de 0.3 m, y una altura de lecho de 0.85 m.


9


Cuando el filtro se obture, se realizará el retro lavado del lecho filtrante utilizando una bomba centrifuga de 2 HP. El agua sucia retornará al tanque de ecualización. Figura 4. Filtro multimedia

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2.7 Especificaciones de Equipos PROCESO

EQUIPOS

CANTIDAD

CARACTERISTICAS

MARCA

POTENCIA

CAPACIDAD

de

Tanque

1

Concreto / polietileno

-

-

5 m3

2

0.85 HP

-

1

Altura manométrica 11m Fibra de Vidrio

PEDROLLO

de

Bomba sumergible Tanque

TK - AQ

-

10m3

Soplador

1

Presión max 1Kg/cm2

3.0 HP

-

Difusores

8

Burbuja fina

Garden Denver SSI

-

-

Sedimentación

Tanque

1

Fibra de Vidrio

TK - AQ

-

3.5m3

Desinfección

Tanque

1

Fibra de Vidrio

TK - AQ

-

1.0m3

Tanque

1

Polietileno

-

-

250L

Tanque ecualización

Tanque aireación

Bomba 1 125 PSI BLUE-WITE dosificadora Filtro 1 Fierro TK-F-AQ 0.1m3 Filtro multimedia --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------AQUA RIL SAC Soluciones Integrales en Ingeniería para el Tratamiento de Agua y Proyectos de Construcción. Av. Las camelias 710 – piso 4 – of. 101, San Isidro |Telf. 00511 4213414 – 00511 4212840 www.aquaril.com


2.8 Esquema de Instalación Figura 4. Esquema de distribución e instalación de la PTAR

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2.9 Balance Hídrico de la PTAR

La planta de tratamiento de agua residual, es el conjunto de procesos, cuyo flujo es continuo y de tal manera que no se pierde agua en el proceso, si no que se evacua el total de agua de ingreso. Tampoco hay acumulación ni generación y el sistema interno es por rebose y gravedad. Lo anterior se resume a:

12 Entradas – Salidas = 0

Afluente : Agua Cruda

PTAR

Efluente : Agua tratada


2.9 Balance Hídrico de la PTAR

La planta de tratamiento de agua residual, es el conjunto de procesos, cuyo flujo es continuo y de tal manera que no se pierde agua en el proceso, si no que se evacua el total de agua de ingreso. Tampoco hay acumulación ni generación y el sistema interno es por rebose y gravedad. Lo anterior se resume a:

12 Entradas – Salidas = 0

Afluente : Agua Cruda

PTAR

Efluente : Agua tratada

Purga de lodo Hiploclorito de calcio Efluente = Afluente + Hipoclorito de Calcio - % Purga de Lodo

Asumiendo un humedad del 90% del lodo y una purga de 1Kg/día Efluente = 20 + 0.001 – 0.0009 Efluente = 20.0001 m3/día. 3. ANEXOS

3.1 Manual de Sopladores 3.2 Manual Electrobombas Sumergibles. 3.3 Manual Bomba Dosificadora 3.4 Manual de Difusores de Aire. 3.5 Manual de Operación y Mantenimiento 3.6 Plano --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------AQUA RIL SAC Soluciones Integrales en Ingeniería para el Tratamiento de Agua y Proyectos de Construcción. Av. Las camelias 710 – piso 4 – of. 101, San Isidro |Telf. 00511 4213414 – 00511 4212840 www.aquaril.com

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