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DIAGNSTICO DE LA CONTAMINACIN ORIGINADO POR LA
DESCARGA DEL COLECTOR MALAMBO SOBRE LA CALIDAD
DEL RIO SANTA Y PROPUESTA DE TRATAMIENTO.
I. RESUMEN
Uno de los problemas ms grandes que ocasionan la contaminacin del rio santa
es la descarga directa de las aguas residuales al cuerpo receptor. La descarga
del colector malambo es una de ellas la cual rene todas las aguas residuales de
la zona urbana de ciudad caraz.
En este trabajo de investigacin se realizara el Diagnstico de la
contaminacin originado por la descarga del colector malambo sobre la calidad
del rio santa y propuestas de disminucin. Par el cual se ha planteado laconstruccin de una planta de tratamiento de aguas residuales mediante
tratamiento preliminar (cmara de rejas, medidor de caudal y desarenador),
tratamiento primario (tanque imoff) y tratamiento secundario (filtro percolador)
el cual se encontrara ubicado en el sector malambo tambin se efectuara una
cmara de bombeo, trasvase y lnea de impulsin hasta el reservorio de
almacenamiento y posteriormente a una laguna de maduracin con el propsito
de disminuir los huevos de helmintos el cual estar ubicado en la parte alta de la
comunidad de Shingal. Con el propsito de reutilizar el agua tratada para uso
forestal y agrcolas
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II. INTRODUCCIN
En el presente trabajo definiremos la alternativa de solucin al problema que
genera el vertimiento de aguas residuales del colector malambo teniendo en
cuenta las normativas vigentes como son el reglamento nacional de
edificaciones OS 090, las ECAS, ANA y los parmetros de lmites mximos
permisibles.
Tambin detallaremos el sistema de tratamiento sus procesos y el rea donde se
proyectara dicha planta teniendo en cuenta el rehus de esta agua para fines
forestales y agrcolas los cuales estn ubicados en la parte alta de shingal.
III. REVISIN LITERARIA3.1.LEY DE RECURSOS HDRICOS (LEY N 29338, 2009)
Esta Ley propicia el cambio en el modo de pensar y en las actitudes sobre el
valor, uso y gestin del agua por todos los sectores sociales y productivos, en
especial la agricultura, para que su aprovechamiento sea eficiente y productivo,
poniendo especial inters en minimizar los impactos en los ecosistema, como se
puede apreciar en los siguientes: Artculo 75.- Proteccin del agua, Artculo
76.- Vigilancia y fiscalizacin del agua y Artculo 79.- Vertimiento de agua
residual.
3.2. DE LOS LMITES MXIMOS PERMISIBLES (LMP) Y ESTNDARES DE
CALIDAD DEL AGUA (ECA).
Los Estndares de Calidad Ambiental (ECA) se definen como la concentracin
de los parmetros fsicos, qumicos y biolgicos en el agua en su condicin de
cuerpo receptor, que no representa riesgo significativo para la salud de laspersonas ni del ambiente. El ECA es obligatorio en el diseo de las normas
legales, polticas pblicas y en el diseo y aplicacin de todos los instrumentos
de gestin ambiental. Es por ello que el diseo de las PTAR debe considerar el
ECA del cuerpo receptor.
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Por su parte, los Lmites Mximos Permisibles (LMP) se definen como la
concentracin de los parmetros fsicos, qumicos y biolgicos que caracterizan
un efluente, que al ser excedido causa o puede causar daos para la salud,
bienestar humano y al ambiente. Su cumplimiento es exigible legalmente por las
autoridades competentes. 1
3.3. DEL NIVEL MNIMO DE TRATAMIENTO:
Como complemento, la Norma Tcnica OS.090 del Reglamento Nacional de
edificaciones, norma el desarrollo de proyectos de tratamiento de aguas
residuales, en su numeral 4.3.11 establece que en ningn caso se permitir la
descarga de aguas residuales sin tratamiento a un cuerpo receptor, aun cuando
los estudios del cuerpo receptor indiquen que no es necesario el tratamiento.
Seala que el tratamiento mnimo que debern recibir las aguas residuales antes
de su descarga deber ser el tratamiento primario. Es decir, un nivel de
tratamiento capaz de remover la materia orgnica sedimentable, entre los que se
encuentra el tanque Imhoff, el tanque sptico, el tanque o laguna de
sedimentacin y las lagunas en general, aunque estas ltimas se encuentren
dentro los procesos de tratamiento secundario, que es un objetivo adicional
alcanzado mediante el tratamiento primario.
2
3.4. DEL NIVEL LOCAL EN MATERIA AMBIENTAL:
Competencias ambientales de los gobiernos locales, segn la Ley N 27972, Ley
Orgnica de Municipalidades y asimismo, la Ley N 27783, Ley de bases de la
descentralizacin.3
3.5. AGUAS RESIDUALES:
Es un tipo de agua que est contaminada con sustancias fecales y orina,
procedentes de desechos orgnicos humanos o animales. Su importancia es tal
1FUENTE OMS.
2FUENTE RNE. OS 090
3FUENTE MINISTERIO DEL AMBIENTE
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que requiere sistemas de canalizacin, tratamiento y desalojo. Su tratamiento
nulo o indebido genera graves problemas de contaminacin.
3.6. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES:
Toda agua servida o residual debe ser tratada, tanto para proteger la salud
pblica como para preservar el medio ambiente. Antes de tratar cualquier agua
servida debemos conocer su composicin. Esto es lo que se llama
caracterizacin del agua. Permite conocer qu elementos fsicos, qumicos y
biolgicos estn presentes y da la informacin necesaria para que los ingenieros
expertos en tratamiento de aguas puedan disear una planta apropiada al agua
servida que se est produciendo.
Una Planta de Tratamiento de Aguas Servidas debe tener como propsito
eliminar toda contaminacin qumica y bacteriolgica del agua que pueda ser
nociva para los seres humanos, la flora y la fauna, de manera que el agua sea
devuelta al medio ambiente en condiciones adecuadas. El proceso, adems,
debe ser optimizado de manera que la planta no produzca olores ofensivos hacia
la comunidad en la cual est inserta. Una planta de aguas servidas bien operada
debe eliminar al menos un 90% de la materia orgnica y de los
microorganismos patgenos presentes en ella.
3.7.ETAPAS DEL TRATAMIENTO DEL AGUA RESIDUAL.
El proceso de tratamiento del agua residual se puede dividir en cuatro etapas:
pre tratamiento, primaria, secundaria y terciaria.
a) Etapa preliminar
Cumple dos funciones:
1. Medir y regular el caudal de agua que ingresa a la planta
2. Extraer los slidos flotantes grandes y la arena (a veces, tambin la grasa).
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Normalmente las plantas estn diseadas para tratar un volumen de agua
constante, lo cual debe adaptarse a que el agua servida producida por una
comunidad no es constante. Hay horas, generalmente durante el da, en las que
el volumen de agua producida es mayor, por lo que deben instalarse sistemas de
regulacin de forma que el caudal que ingrese al sistema de tratamiento sea
uniforme.
Asimismo, para que el proceso pueda efectuarse normalmente, es necesario
filtrar el agua para retirar de ella slidos y grasas. Las estructuras encargadas de
esta funcin son las rejillas, tamices, trituradores a veces, desgrasadores y
Desarenadores. En esta etapa tambin se puede realizar la pre aireacin, cuyas
funciones son: Eliminar los compuestos voltiles presentes en el agua servida,
que se caracterizan por ser malolientes, y Aumentar el contenido de oxgeno del
agua, lo que ayuda a la disminucin de la produccin de malos olores en las
etapas siguientes del proceso de tratamiento.
b) Etapa primaria
Tiene como objetivo eliminar los slidos en suspensin por medio de un
proceso de sedimentacin simple por gravedad o asistida por coagulantes y
floculantes. As, para completar este proceso se pueden agregar compuestos
qumicos (sales de hierro, aluminio y polielectrolitos floculantes) con el objeto
de precipitar el fsforo, los slidos en suspensin muy finos o aquellos en
estado de coloide.
Las estructuras encargadas de esta funcin son los estanques de sedimentacin
primarios o clarificadores primarios. Habitualmente estn diseados para
suprimir aquellas partculas que Tienen tasas de sedimentacin de 0,3 a 0,7mm/s. Asimismo, el perodo de retencin es normalmente corto, 1 a 2 h. Con
estos parmetros, la profundidad del estanque flucta entre 2 a 5 m.
En la mayora de las plantas existen varios sedimentadores primarios y su
forma puede ser circular, cuadrada o rectangular.
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c) Etapa secundaria
Tiene como objetivo eliminar la materia orgnica en disolucin y en estado
coloidal mediante un proceso de oxidacin de naturaleza biolgica seguido de
sedimentacin. Este proceso biolgico es un proceso natural controlado en elcual participan los Microorganismos presentes en el agua residual, y que se
desarrollan en un reactor o cuba de aireacin, ms los que se desarrollan, en
Menor medida en el decantador secundario. Estos microorganismos,
principalmente bacterias, se alimentan de los slidos en suspensin y estado
coloidal produciendo en su degradacin anhdrido carbnico y agua,
originndose una biomasa bacteriana que precipita en el decantador secundario.
As, el agua queda limpia a cambio de producirse unos fangos para los que hay
que buscar un medio de eliminarlos.
d) Etapa terciaria
Tiene como objetivo suprimir algunos contaminantes especficos presentes en
el agua residual tales como los fosfatos que provienen del uso de detergentes
domsticos e industriales y cuya descarga en cursos de agua favorece la
eutrofizacin, es decir, un desarrollo incontrolado y acelerado de la vegetacin
acutica que agota el oxgeno, y mata la fauna existente en la zona. No todas las
plantas tienen esta etapa ya que depender de la composicin del agua residual
y el destino que se le dar.
3.8.DIRECTRICES SANITARIAS PARA EL USO DE AGUAS RESIDUALES.
Expertos de la OMS, establecieron unas directrices sobre el uso de las aguas
residuales en la agricultura, en las que tienen en cuenta el contenido de
organismos patgenos y el destino especfico del agua.
Estas directrices se refieren a tres aplicaciones distintas del riego, que son:
Categora A: El riego de cultivos cuyas producciones puedan ser consumidas
fresco; riego de campos de deportes o de parques pblicos. El grupo de riesgo
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de infecciones est integrado por los trabajadores, los consumidores de los
cultivos, los deportistas y el pblico en general. Este es el caso en que las
exigencias de calidad deben ser ms restrictivas debido al alto riesgo que esta
actividad supone.
Categora B: riego de cereales, cultivos industriales, forrajeros, pastos y
cultivos leosos. En este caso se estima que el grupo de riesgo est integrado
principalmente por los trabajadores que intervienen en las labores de desarrollo
y recoleccin de los cultivos.
Categora C: Riego de cereales, cultivos industriales, forrajeros, pastos y
cultivos leosos que se realice mediante riego localizado, de forma que la
exposicin de los trabajadores, o el pblico en general, no sea significativa.
IV. MATERIALES
4.1. Herramientas para realizar el reconocimiento la zona de investigacin:
Machetes
Cmara fotogrfica
4.2. Kit de Herramientas y Equipos para la toma de muestra, datos y
levantamiento topogrfico: Cinta mtrica (20m)
GPS
Equipo topogrfico
Wincha (3m)
4.3. Materiales para toma de muestra y datos:
Guantes
Guardapolvo
Mascarilla
Cooler
Botellas esterilizadas (1 lt)
4.4. Medio transporte:
Camioneta
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V. MTODOS
5.1. Mtodos Anlisis en campo
La medicin de los parmetros en el colector se realizar por un periodo de cinco
(05) campaas. Se usar un equipo digital multiparmetrico, WTW multiline P4,
modelo F/SET-3 facilitado por el Laboratorio de Calidad Ambiental de la Facultad
de Ciencias del Ambiente de la Universidad Nacional Santiago Antnez de
Mayolo UNASAM, que registra los siguientes parmetros:
Parmetro Mtodo
Conductividad Elctrica APHA 2510 BpH APHA 4500-H+BTemperatura APHA 2550 B.Turbiedad APHA 2130 B.Oxgeno Disuelto APHA 4500-0 G.FUENTE: Laboratorio de Calidad Ambiental UNASAM
5.2. Procedimiento para el aforo de caudales
Para medir el caudal de las aguas residuales en la tubera del emisor, se seguirn
los siguientes pasos:
1. Medir la pendiente longitudinal de la tubera del emisor.
2. Medir el dimetro interior de la tubera del emisor.
3. Calcular el tirante de agua en la tubera del emisor, haciendo uso de una
Wincha.
4. El coeficiente de Manning ser igual a 0.011, porque la tubera es de PVC.
5. Con los valores previamente calculados en los pasos anteriores se estimarn loscaudales.
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5.3. Anlisis en laboratorio
Se analizarn los siguientes parmetros en el Laboratorio de Calidad Ambiental de
la Facultad de Ciencias del Ambiente de la Universidad Nacional Santiago
Antnez de Mayolo UNASAM
Parmetro Unidad de Medida MtodoGiardia Lambia 1627 EPA;9711B 9711B APHA; 1623EPA
Huevos de Helmintos Huevos/100 APHA; 1623 EPAFosfato mg/l PO4
13 VanadatomolibdatoSlidos Sedimentables mg/l APHA 2540 F.Slidos Totales mg/l APHA 2540 B.Slidos Totales Disuelto mg/l APHA .2540 C
N-Nitratos mg/lN03-
NitrospectralDemanda Bioquimica de Oxgeno mg/l DBO5 APHA 5210 B.Demanda Qumica de Oxgeno mg/l DQO Oxidacin Acido cromosulfuricoColiformes Fecales o termotolerantes NMP/100 ml APHA 9221 C.
FUENTE: Laboratorio de Calidad Ambiental UNASAM
5.4. Numero de muestras. En el cuadro se muestra el nmero de muestras y
puntos de muestreo.
FUENTE: Laboratorio de Calidad Ambiental UNASAM 2011.
Parmetro Numero deMuestras Puntos deMuestreo
ANALISIS DE CAMPO DESCARGA
Giardia Lambia
6 muestreopor da por 5
das
ColectorMalambo
Huevos de HelmintosFosfato
Slidos Sedimentables
Slidos Totales
Slidos Totales Disuelto
N-Nitratos
Demanda Bioqumica de Oxgeno
Demanda Qumica de Oxgeno
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5.5. Tipo de muestra.
Las condiciones de muestreo de efluentes o vertimientos varan ampliamente y
muchas influencias como el clima o ubicacin de la muestra podran requerir
modificaciones a la metodologa de muestreo. Para el caso del colector Malambo lasmuestras tomadas sern de tipo compuesto, con muestras tomadas cada 2 horas
durante la jornada de trabajo, este procedimiento se sigue por 5 campaas. Para el
muestreo del agua superficial del ro Santa en el punto de descarga, el muestreo ser
de tipo puntual.
Los recipientes de las muestras sern rotuladas correctamente conteniendo en las
etiquetas las siguiente informacin: Procedencia, nombre de la fuente, punto de
muestreo, fecha de muestreo, fecha de entrega, tcnicas de preservacin,
responsable del muestreo y otros datos relevantes como: aspectos climticos
(estado del tiempo, temperatura), flujo, mediciones de parmetros de campo.
5.6. Modelo Matemtico (Evaluacin del impacto)
Para evaluar el impacto de la descarga del colector Malambo sobre la calidad del
Agua en el ro Santa, se usar el modelo matemtico de Streeter y Phelps para
predecir la dilucin de los contaminantes a travs de las ecuaciones de balance de
masa y mezcla completa en el tramo de 100.0 m de distancia aguas arriba y aguas
abajo del punto de descarga del colector.
5.7. Acciones sobre el terreno
5.7.1. Levantamiento topogrfico
Se usaran los siguientes documentos y equipos: Mapa cartogrfico, GPS, equipo deestacin total, prismas porttiles, wincha de 50.0m, Mapa cartogrfico, una libreta
de campo, equipos de radio, chalecos reflectivos.
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5.7.2. Estudio de suelos.
Se usaran los siguientes documentos y equipos: Mapa cartogrfico, GPS, picota,
lampas pequeas y grandes para excavacin, bolsas para toma de muestras de
calicata, una wincha de 3.0m, yeso en polvo para marcado de suelo, estacas defierro de 30.0cm, bolgrafo y marcado de tinta indeleble.
5.8. Alternativa de tratamiento en el sector Malambo:
Para el presente estudio, la alternativa de tratamiento a optarse es la de Una planta
de Tratamiento por tanque imoff y filtro percolador ser seleccionada de acuerdo a
las caractersticas del agua residual, al caudal y a la disponibilidad del terreno y
recursos financieros
5.9. Alternativas de reus del agua tratada en el sector Shingal
Por la escasez de agua en la Cordillera negra, el agua residual previamente tratada
en la planta de tratamiento propuesta y, ser usada en agricultura, para riego de tallo
alto y riego de sembros de plantones forestales en el sector Shingal; para ello se
evaluaran las guas recomendadas por la Organizacin Mundial de la Salud (OMS)
para reso de agua tratada; y se propondr la estructura necesaria para laconduccin del agua residual hasta el sector Shingal.
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VI. RESULTADOS
DATOS DE LABORATORIO Y CAMPO
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CODIGO DESCRIPCION UNIDAD DE METODO LIMITE DE FECHA
LABORATORIO PARAMETROS MEDIDA DETECCION MARTES LUNES MIERCOLES SABADO SABADO
04-12-2007 10-12-2007 19-12-2007 29-12-2008 12/01/2008
AP ANALISIS PARASITOLOGICO
AP05 GIARDIA LAMBIA 1627 EPA 9711B 97115 APHA 1623 Ausencia AUSENCIA AUSENCIA AUSENCIA 20 AUSENCIAAP06 HUEVO DE HELMINTOS 1628 EPA 9711B 97115 APHA 1623 Ausencia 40 5 30 AUSENCIA 80
FQ ANALISIS FISICOQUIMICO
FQ20 FOSFATOS mg/l PO13 Vanadatomolibdato 0,5 7 9,4 11,1 9,9 9,7
FQ26 SOLIDOS SEDIMENTABLES mg/l Part 2540 F 1 3 2 1 3 1
FQ27 SOLIDOS TOTALES mg/l Part 2540 B 1 301 294 360 439 310
FQ28 SOLIDOS TOTALES DISUELTOS mg/l Part 2540 C 1 212 214 229 240 91
NU ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINANTES BIOQU IMICO
NU04 NITRATOS mg/l NO-3 Nitrospectral 0,2 0,3 1,6
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CODIGO DESCRIPCION UNIDAD DE METODO LIMITE DE FECHA
MARTES LUNES MIERCOLES DOMINGO SABADO
MEDIDA DETECCION 04-12-2007 10-12-2007 19-12-2007 23-12-2007 12-01-2008
FQ ANALISIS FISICOQUIMICO
FQ 12 CONDUCTIVIDAD ELECTRICA Scm-1 Pat 2510 B 0,1 470 447 572 491 517
FQ 23 Ph UNIDADES Pat 4500 H+B 0,01 7,41 9,47 7,79 7,3 7,69
FQ 35 TEMPERATURA C Pat 2550 B 0,1 20,1 21,3 20,9 20,5 19,3FQ 36 TURBIEDAD UNT Pat 2130 B 0,01 279 278 400 266 327
CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CB03 OXIGENO DISUELTO mg/l Part 4500 -O G 0,01 2,47 2,91 2,91 2,91 3,07
RESUMEN DE REPORTES DE PARAMETROS DE CAMPO (RIO SANTA A 100 m AGUA ARRIBA DE LA DESCARGA)
CODIGO DESCRIPCION UNIDAD DE METODO LIMITE DE FECHA
PARAMETROS MEDIDA DETECCION MARTES LUNES MIERCOLES DOMINGO SABADO
04- 12-2007 10-12-2007 19- 12- 2007 23- 12-2007 12-01-2008
FQ ANALISIS FISICOQUIMICO
FQ 12 CONDUCTIVIDAD ELECTRICA Scm-1 Pat 2510 B 0,1 240 250 250 191 185
FQ 23 Ph UNIDADES Pat 4500 H+B 0,01 7,86 7,86 7,84 7,67 7,65
FQ 35 TEMPERATURA C Pat 2550 B 0,1 17,5 19,4 19,6 16,5 17,2FQ 36 TURBIEDAD UNT Pat 2130 B 0,01 76 43,6 40 39,6 70,8
CB ANALISIS DE INDICADORES DE CONTAMINACION MICROBIOLOGICA E IDENTIFICACION DE PATOGENOS
CB03 OXIGENO DISUELTO mg/l Part 4500 -O G 0,01 5,92 6,59 6,67 7,22 6,29
RESUMEN DE REPORTES DE PARAMETROS DE CAMPO (DE LA DESCARGA)
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H = 0.32 m
V = 0.3
b = 1.42 m
b = 1.45 m
0.135 0.41 0.32 0.46 0.29
0.075 0.28 0.19 0.27 0.28
0.037 0.18 0.09 0.12 0.30
La longitud del desarenador se estima por la ecuacin:
L = 7.89 m
L = 7.90 m
El rea longitudinal del desarenador se obtiene mediante la ecuacin:
A = 11.46 m2
Tasa de escurimiento superficial para el caudal medio, Qmed
Tes = 563.9 m3/m2 . dia ok
600 m3/m2.dia < 635.3 m3/m2.dia < 1600 m3/m2.dia
Cantidad de material retenido suponiendo los datos de Marais (1971)
q = 484.44 l/dia 0.48 m3/dia
P = 0.634 m
P = 0.700 m
DIMENSIONAMIENTO DEL DESARENADOR
V=Q/S
(m/s)
Q
(m3/s )
Suponiendo una limpieza cada 15 dias, la profundidad util del deposito inferior de arena
sera:
El desarenador tendr dos canales iguales y paralelos. El dimencionamiento se establece
para un canal. El nivel del canal se determina por medio del resalto z. La altura mxima de
la lamina de agua en el desarenador es dada por la ecuacin:
El ancho del desarenador se estima por la ecuacin siguiente: suponiendo una velocidad
V = 0.30 m/s.
La estimacin de las velocidades reales para los diferentes caudales se obtiene utilizando
el modelo de la siguiente tabla. , los valores obtenidos son adecuados, pues las
velocidades reales no deben tener diferencias mayores de +- 20% con respecto al valor
terico adoptado es decir, V = 0.30 m/s.
H
(m)
(H - Z)
m
S=b*(H-Z)
(m2)
ZHmxH =
VH
Qb mx
.=
( )ZHxxHL mx == 2525
bxA=
A
xQTes med
4.86=
1000
75*4.86*med
Qq =
A
tqp
*=
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DATOS:= 135 l/s.
= 75 l/s.
= 37 l/s.
= circular
= 1.79
= 1/4 0.0064 m
= 1 0.0254 m
= 0.60 m/s.
= 45
= 9.81 m/s.
1.- EFICIENCIA
E = 0.800
2.- AREA UTIL (Au)
Area til en rejas (m2) Au = Q max / V = 0.22 m2
Area til en rejas (m2) Au = Q prom / V = 0.12 m2
Area til en rejas (m2) Au = Q min / V = 0.06 m2
3.- AREA TOTAL (At)
Area total (m2) para Q max At = Au / E = 0.28 m2
Area total (m2) para Q prom At = Au / E = 0.16 m2
Area total (m2) para Q min At = Au / E = 0.08 m2
4.- LONGITUD DEL CANAL (L)
t = 3
L = 2.257 m
L = 2.30 m
Angulo de inclinacion
Gravedad
Q minimo (l/s)
Forma de la barra
valor de K =
Espesor de barra, "e" (pulg)
Separacin entre barras,"a"(pulg)
Velocidad en rejas,V (m/s)(0.6 - 0.75)
La rejilla ser de barras de seccin rectangular de 3/8" x 1 " (10cm x 40 cm), con
espaciamiento libre (abertura), a=1" (2.54 cm).
Suponiendo que para el caudal maximo la velocidad atraves de la regilla es igual a
0.60 m/s, se estima el area util necesaria para el escurrimiento:
DIMENCIONAMIENTO DE LAS REJILLAS
Q mximo (l/s)
Q promedio (l/s)
ea
aE
+=
V
Q
Au
max
=
E
A uS =
t g
BL
2
=
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5.- ANCHO DEL CANAL (b)
b = 0.9 m 0.90 m
6.- CALCULO DE VELOCIDADES
0.135 0.41 0.32 0.28 0.22 0.600.075 0.28 0.19 0.17 0.13 0.560.037 0.18 0.09 0.08 0.06 0.61
7.- PERDIDA DE CARGA
01) Rejas Limpias
V = 0.60
PERDIDA DE CARGA EN REJAS LIMPIAS
CASO 1 FORMULA DE KISCHMER
Hf = 0.0037 m
CASO 2 FORMULA DE METCALF Y EDDY
u = 0.4800
Hf = 0.0094 m
V=Q/Au
(m/s)
La estimacin de las velocidades reales para los diferentes caudales se obtiene utilizando el
modelo de la siguiente tabla:
los valores obtenidos son adecuados, pues las velocidades reales no deben tener diferencias
mayores de +- 20% con respecto al valor terico adoptado es decir, V = 0.60 m/s.
Au=S*E
(m2)
Q
(m3/s )
H
(m )
(H - Z)
m
S=b*(H-Z)
(m2)
ZH
S
H
Sb
==
max
g
VSen
a
eKHf
*2*)(**
23/4
=
( )g
VHf
*2*
7.0
122
=
EV*=
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PERDIDA DE CARGA EN REJAS SUCIAS
02) Rejas Obstruidas (50%)
V ' = 2V V` = 1.20 m/s.
CASO 1 FORMULA DE KISCHMER
Hf = 0.0146 m
CASO 1 FORMULA DE METCALF Y EDDY
Hf = 0.0881 m
8.- NUMERO DE BARRAS
n = 28.55
n = 28.60 Barras
8.- LONGITUD DE BARRAS
L = 0.4038 m
9.- COTAS DE TERRENO
Coef Manning (n) 0.013 DATO
Pendiente (S) 0.082 DATO
Diametro teorico de la tuberia (D) 0.4064 m
Diametro teorico de la tuberia (D) 406.400 mm
Diametro Comercial de la tuberia (D) 400
Para seccion llena K = 2083
Area para seccion llena A = 0.12566
Para la seccion llena, el caudal sera (Qi)
Qi = K * SQi = 596 Lt/s
Velocidad (V)
V = Qi / Area 4.74 m2
)1(** ++= nenab
ea
ebn
++
=
`HfHL +=
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VALORES DE LA LAMINA DE AGUA "y"
Q max / Qi 0.2258 Y / D 0.33 y = 0.13 m
Q med / Qi 0.1254 Y / D 0.24 y = 0.10 m
Q min / Qi 0.0627 Y / D 0.17 y = 0.07 m
EN LA CAJA DE REUNION TENEMO
Cota de batea = 212.14 m DATO
Nivel del agua maximo NA max 212.21 m
Nivel del agua medio NA med 212.24 m
Nivel del agua minimo NA min 212.27 m
AGUAS ABAJO DE LA REJILLA SE TIENE
Nivel del agua en el canal NA canal 212.46 m
Nivel del agua maximo NA max 212.37 m
Nivel del agua medio NA Canal 212.05 m
Nivel del agua minimo NA med. 212.24 m
Nivel del agua minimo NA min 212.14 m
212.27 m 212.46 m
212.24 m
212.21 m 0.09 m NA max. 212.37 m
212.14 m NA med. 212.24 m
NA min. 212.14 m
NA Canal 212.05 m
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1.0 DATOS DE DISEO
Qp = 74.76 LPS
Coeficiente mxima demanda diaria 1.30
Coeficiente mxima demanda horaria 1.80
Caudal Mximo horario Actual 97.19 l.p.s.
Caudal Mximo horario 134.57 l.p.s.
Perodo de retencin propuesto 15.00 min.
horas de bombeo 18.00 horas
Caudal de Bombeo 179.42 l.p.s.
2.0 PARAMETROS DE DISEO OBTENIDOS
Caudal Minimo 37.38 l.p.s.
Caudal Mximo 134.57 l.p.s.
Volumen de la Cmara de Bombeo 121.11 m3
Altura til 1.50 mt.
Ancho de cmara de bombe 6.35 mt.
redondeando 1.50 mt.
Largo de cmara de bombeo 3.00 mt.
Altura de motor 0.46 mt.
Altura del agua al motor 0.5 mt.
Altura total 2.16 mt.
CAMARA DE BOMBEO DE DESAGUES
h=1.5
a= 2b
b
= .2
1
2
=
h
Vb
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3.0 VERIFICACIN DE TIEMPOS DE BOBMEO
Tiempo de Minimo de llenado 15.00 min.
Tiempo Mnimo de Bombeo 14.21 min.
Tiempo de Mximo de llenado 54.00 min.
Tiempo de Mximo de bombeo 45.00 min.
PERIODO MINIMO ENTRE ARRANQUE 29.21 min.
PERIODO MAXIMO ENTRE ARRANQUE 99.00 min.
TIEMPO MINIMO DE RETENCION 15.00 min.
TIEMPO MAXIMO DE RETENCION 54.00 min.
CAUDAL DE BOMBEO 179.42 min.
Cumple la dos condiciones:
(1) el perodo de retencin debe estar entre 5 y 30 minutos
(2) El perodo de entre arranque debe ser ms de 10 miniutos
1.0 DATOS DE DISEO
Caudal de bombeo 179.42 l.p.s.
Longiutd de la Linea de impusin 1016.94 mt.
No de horas de bombeo 18.00 horas
Constante de "C" 150.00
2.0 PARAMETROS DE DISEO OBTENIDOS
Segn Bresse:
Dimetro Econ. de la Lnea de Impulsin (propuesto) 17.5 Pulg.
Dimetro de la Lnea de Impulsin (seleccionado) 18.0 Pulg.
Dimetro de la Succin (seleccionado) 20.0 Pulg.
Prdida de Carga 1.88 mt.
Velocidad 1.09 m./seg.
DETERMINACIN DEL DIAMETRO DE LA LNEA
DE IMPULSION
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3.0 DETERMINACIN DE ALTURA DINMICA TOTAL
Cota min. = 2975.73 m.s.n.m
Cota mxima = 2984.64 m.s.n.m
Altura geomtrica = hg 8.91 mt.
Altura de succin = hs 2.16 mt.
Clculo de perdida de carga por accesorios
Cantidad Accesorio Longitud Total1 Vlvula de pie 41.523 41.5231 Long. Tubera 2.1 2.1
43.623
Cantidad Accesorio Longitud Total1 Vl. Compuert 1.727 1.727
1 Vl. Check 16.909 16.9091 Codo 8.182 8.1821 Long. Tubera 1016.94 1016.94
1043.758
Perdida de carga por accesorios (Hfs.) 0.05 mt.
Perdida de carga por accesorios (Hfi.) 1.93 mt.
Presin de Salida = Ps. 2.00 mt.
Altura Dinmica Total = HDT = Hfs+Hfi+Ps+Hg 15.05 mt.
4.0 POTENCIA DEL MOTOR
Caudal de Bombeo = Qb 0.1794 m3/s
Eficiencia del Motor = n 0.6
Pot. Motor = Qb*HDT/(n*75) 60.0 HP
Potencia Instalada
PM =
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Se aplica el mtodo de la National Research Council (NRC) de los Estados Unidos de AmricaEste mtodo es vlido cuando se usa piedras como medio filtrante.
DATOS DE DISEO:
DBO5 terica: St = Y x 1000 / q 185.0 mg/L
Eficiencia de remocin de DBO5 del t ratamiento primario (Ep) 33%DBO5 remanente: So = (1 - Ep) x St 124.0 mg/L
Caudal de aguas residuales: Q= P x q / 1000 6459.3 m3/da 74.76LPS
Dimensionamiento del filtro percoladorDBO requerida en el efluente (Se) 15 mg/LEficiencia del filtro (E): E = (So - Se)/So 88%
Carga de DBO (W): W = So x Q / 1000 800.625773 KgDBO/da
Caudal de recirculacin (QR) 0 m3/da
Razon de recirculacin (R = QR/Q) 0
Factor de recirculacin (F): F=(1 + R)/(1 + R/10)2 1
Volmen del filtro (V): V= (W/F) x (0,4425E/(1-E))2 8270.43 m3
Profundidad del medio filtrante (H): 6.5 mArea del filtro (A): A= V/H 1272.37 m2
Tasa de aplicacin superficial (TAS): TAS=Q/A 0.63 m3/(m2.da)
Carga orgnica (CV): CV = W/V 0.10 Kg DBO/(m3.da)
Filtro circular
Dimetro del filtro (d): d=(4A/3,1416)1/2 40 m
Filtro rectangularLargo del filtro (l): 25 mAncho del filtro (a): 50.89 m
DIMENSIONAMIENTO DE FILTROS PERCOLADORES
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VII. DISCUSIN
la propuesta de planta de tratamiento en la investigacin podra no ser la
adecuada por el caudal que es grande.
El agua tratada podra no cumplir con los parmetros indicados segn la
Ley de Recursos hdrico por tal motivo se tendra que plantear otro mtodo
para la planta.
Despus del tratamiento mediante tanque imoff y filtro biolgico se
implementara una laguna de maduracin para la eliminacin de huevos de
helmintos
VIII. CONCLUCION
Se lograra disminuir la contaminacin en el punto de descarga del colector
Malambo, sobre la calidad del rio Santa, a travs de la Instalacin de unaplanta de tratamiento de sus aguas residuales de la poblacin beneficiaria de
Caraz.
La instalacin de una planta de tratamiento de las aguas residuales para la
ciudad de Caraz, es con Tanque Imoff y filtro biolgico.
Se utilizara las aguas residuales tratadas del colector Malambo, para el uso
agrcola y forestacin en todo el sector de Shingal.
IX. RECOMENDACIONES.
Realizar el clculo de los costos de todos los sistemas y unidades de
tratamiento para estimar el costo real de la planta de tratamiento de
aguas residuales.
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X. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:
10.1. BIBLIOGRAFIA:
Reglamento nacional de edificaciones, Norma O.S. 090. 2012 Pag 84-104
Reglamento de tesis de la Universidad Nacional Agraria La Molina
Glosario - ANEXO II: GUA PARA LA REDACCIN DE DOCUMENTOS DE
TESIS 18-26
El Peruano .2009. Ley de Recursos Hdricos- Ley N 29338. Lima. Per
OMS.1989. Directrices Sanitarias sobre el Uso de Aguas residuales en
Agricultura y Acuicultura. Serie de Informes Tcnicos N 778. Ginebra-
Suiza.90 paginas.
CEPIS OPS Gua para la Formulacin de Proyectos de Sistemas
Integrados de Tratamiento y uso de Aguas Residuales Lima, 2002.
El Peruano .2008. Aprueban los Estndares de Calidad Ambiental del
Agua- D.S. N002-2008. Lima. Per
SUNASS.2008. Diagnostico Situacional de los Sistemas de Tratamiento de
Aguas Residuales en las EPS del Per y Propuestas de Solucin. Lima-
Peru.79 paginas.
10.2. PAGINAS WEB:
www.bvsde.paho.org/bvsair/e/repindex/repi84/vleh/fulltext/acrobat/leon3.p
df
www.mesadeconcertacion.org.pe/documentos/documentos/pdc/ancash/anca
sh20082021.pdf
ofi.mef.gob.pe/appFD/Hoja/VisorDocs.aspx?file_name=11542_AGPSIEV
AL_2012412_15729.pdf
fluidos.eia.edu.co/hidraulica/articuloses/interesantes/tratamientoresiduales/t
ratamientoresiduales.html
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XI. ANEXO
11.1. Modelo matemtico de Streeter y Phelps
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11.2 FICHA TECNICA DEL COLECTOR
COLECTOR MALAMBO
UBICACIN CARACTERISTICAS DEL COLECTOR
NOMBRE : Malambo Material : PVC
Distrito : Caraz Forma : Circular.
Provincia : Huaylas Dimensiones : 16 pulgadas (400 mm)
Departamento : Ancash
Estado y acceso: La tubera se encuentra en
malas condiciones; presenta fisuras, deterioro y
vegetacin.
Ubicacin Geogrfica: Tipo de descarga : Desage domstico.
Norte: 8987740 Tirante: 83.4 mm Este: 191030 Caudal: 74.76 l/s
Distancia del colector a la ciudad: 850 m
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11.3 TERRENO DISPONIBLE PARA PLANTA PROYECTADA