DISEO DE LAS UNIDADES DE PRETRATAMIENTO
DISEO DE LAS UNIDADES DE PRETRATAMIENTOTRATAMIENTO DE
DESAGES
DISEO DE LAS UNIDADES DE PRE-TRATAMIENTO
1. OBJETIVOS
Realizar el diseo del proceso de cribado (rejas gruesas), canal
de By-pass y entrada del emisor para el pre-tratamiento de las
aguas residuales de la poblacin de Huacho. Dimensionar las unidades
del proceso de cribado (rejas gruesas), canal de By-pass y la
entrada del emisor hacia el pre-tratamiento. Reconocer los
elementos necesarios en la etapa de pre-tratamiento de una plata de
aguas residuales.
2. ANTECEDENTES
Todos los materiales que llegan a la alcantarilla y de esta a la
planta de tratamiento de aguas residuales, si no son eliminados
eficazmente, pueden producir serias averas en los equipos. Las
piedras, arena, latas, etc. Producen un gran desgaste de las
tuberas y de las conducciones as como de las bombas. A la planta
tambin llegan aceites y grasas de todo tipo, si estas grasas y
aceites no son eliminados en el pre-tratamiento, hace que nuestro
tratamiento biolgico se ralentice y el rendimiento de dicho
tratamiento decaiga, obteniendo un efluente de baja calidad. Con
todo lo anterior expuesto, podemos ver la importancia del
pre-tratamiento, escatimar medios o esfuerzos en esta parte de la
planta, es bajar rendimiento de todo la planta, aunque tuviera el
mejor proceso biolgico. Con un pre-tratamiento pretendemos separar
del agua residual tanto por operaciones fsicas como por operaciones
mecnicas, la mayor cantidad de materias que por su naturaleza
(grasas, aceites, etc.) o por su tamao (ramas, latas, etc.) crearan
problemas en los tratamientos posteriores (obstruccin de tuberas y
bombas, depsitos de arenas, rotura de equipos, etc.).
3. MATERIALES Y MTODOS UTILIZADOS PARA EL DIMENSIONAMIENTO
Materiales:Para el diseo para el diseo de las unidades de
pre-tratamiento se ha tomado en cuenta los siguientes materiales
acadmicos: Apuntes de clase. Diseo del pre-tratamiento de CITRAR
como gua. Calculadora.Mtodo: Lo primero que se calcul fue el la
poblacin total por la que se compone la ciudad de Huacho (Huacho,
Hualmay, Santa Mara, Sayn y Vgueta), a partir de la poblacin total
se obtuvo el caudal de aporte a las aguas residuales de la poblacin
y su respectiva carga orgnica representada tanto en DQO como en
DBO5. De los datos anteriores se pudo calcular la poblacin
equivalente que representa la carga orgnica que aporta Huacho, de
igual manera se hizo este clculo de poblacin equivalente para los
parmetros de DQO y DBO5. El proceso que se sigui con el equipo de
trabajo fue el de disear, en primer lugar, el proceso de cribado
considerando el caudal de aporte de la ciudad de Huacho, prdida de
carga hidrulica y los diferentes datos mencionados en la hoja de
clculo. El proceso de clculo estuvo dirigido a determinar la
pendiente del canal en esa zona del proceso y hallar el nmero de
rejas que compondr a al proceso de cribado. Un diseo importante en
esta unidad es la zona de transicin para la buena distribucin del
fluido a lo largo de toda a la pantalla de rejas. Luego del diseo
de las rejas gruesas se procedi con el diseo y dimensionamiento del
canal de bypass o aliviadero en la que se tom como primera frmula
importante a la frmula de Francis para poder hallar la altura del
fluido asumiendo un ancho determinado para ir cambindolo y as
hallar una relacin coherente. Tambin es importante el diseo de las
rejas que se colocan para evitar el ingreso de slidos gruesos a la
planta cuando esta unidad funciona. Es as que el objetivo del
clculo del bypass es especficamente hallar el largo y ancho del
canal y la altura del fluido en el bypass.
4. RESULTADOS Y ESQUEMAS DE LAS UNIDADES DIMENSIONADAS
POBLACIN, VOLUMEN, DOTACIN, CARGA ORGNICA:Poblacin
Huacho55442 hab.
Hualmay26808 hab.
Santa Mara27699 hab.
Sayn21962 hab.
Vgueta18265 hab.
TOTAL150176 hab.
Fuente
11 pozos (Huacho)305.46L/s
1 pozo (Sayn)23L/s
Galeras Filtrantes (Vgueta)50.51L/s
TOTAL378.97L/s
Poblacin (Huacho)150176 hab.
Caudal (Q)378.97 L/s
Dotacin216 L/hab./da
Q agua residual300L/s
Carga Orgnica Huacho (Alcantarillado
Domstico)732.73Tm*DBO/Ao
Carga Orgnica Huacho (Alcantarillado
Domstico)2007.4795Kg.*DBO/da
SISTEMA DE CRIBADODatos de la Poblacin de Huacho:
Poblacin150176hab. Dotacin216Lt/hab./da
Contribucin al alcantarillado: 0.8 Kmx:1.8 Kmn:0.75
Caudal Promedio (Qp): Qp = 300.352 L/sCaudal Mximo/Caudal Mnimo:
Qmx = 540.6336 L/s Qmn = 225.264 L/s
Considerando: Espaciamiento entre barras (a) = 25 mm Espesor de
barras (e) = 15 mmEntonces:E = 0.625Velocidad entre rejas
limpias:Asumiendo una velocidad (v=0.7m/s) Au = 0.772333714 m2 Ac =
1.235733943 m2
Asumimos B:1.2 mCalculando el tirante mximo:
Ymx=1.02977829Coeficiente de Rugosidad del Concreto: 0.013Radio
Hidrulico: Ru = 0.37911106
Hallando la pendiente: S = 0.01677417Calculando la velocidad
antes de las rejas V = 0.4375 m/s Est en el rango de 0.30 y 0.60
m/sEs aceptable ya que se encuentra en el rango de 0.30 y 0.60
m/sDeterminando Y/B: 0.013904794
Viendo el nomograma tenemos que: Y/B = 0.08
Entonces el Ymn es: Ymn=0.096rea mnima es: Amn = Ymn*B = 0.1152
m2 Vmn = Qmn/Amn = 1.95541667 m/sHallando el nmero de rejas: N =
(B-a)/(e+a)= 29.375 = 30DESARENADORQp = 0.300 m3/sQmn =0.225
m3/sQmx = 0.541 m3/sa = Altura mnima = 0.20 mb = Ancho de la base =
1.50 mVertedero Sutro:Q=2.74*(H-(a/3))*(a*b)0.5
Q = 0.5406336Asumimos Q < Qmn:Entonces:Q = 0.2m3/sb = 1.50
m
Hallamos Hmx y Hmn: Hmx = 0.427089 Hmn = 0.216843
La forma de las paredes de los vertederos es dada por:
GRFICO Y vs. X del vertedero SUTRO:
yxHmQ
y +a
01.4984815390.200.2
0.011.450823190.210.215
0.021.4034015570.220.23
0.031.3564463730.230.245
0.041.3101739230.240.26
0.051.2647815110.250.275
0.061.2204431980.260.29
0.071.1773069770.270.305
0.081.1354933920.280.32
0.091.0950954920.290.335
0.11.056179920.300.35
0.111.0187888540.310.365
0.120.9829425490.320.38
0.130.9486422040.330.395
0.140.9158729430.340.41
0.150.8846067410.350.425
0.160.8548051670.360.44
0.170.8264218560.370.455
0.180.7994046980.380.47
0.190.7736976950.390.485
0.20.7492425210.400.5
0.210.7259797980.410.515
0.220.7038501090.420.53
0.230.6827947920.430.545
0.240.6627565480.440.56
0.250.6436798760.450.575
0.260.6255113920.460.59
0.270.6082000310.470.605
0.280.5916971660.480.62
0.290.5759566680.490.635
0.30.5609349060.500.65
CLCULO Y ESTIMACIN DEL GRFICO Y vs. X del vertedero
SUTRO:0.310.5465907130.510.665
0.320.5328853230.520.68
0.330.5197822910.530.695
0.340.5072473920.540.71
0.350.4952485180.550.725
0.360.4837555710.560.74
0.370.4727403480.570.755
0.380.462176430.580.77
0.390.4520390780.590.785
0.40.4423051230.600.8
0.410.4329528660.610.815
0.420.4239619850.620.83
0.430.4153134390.630.845
0.440.4069893850.640.86
0.450.3989730970.650.875
0.460.3912488880.660.89
0.470.3838020380.670.905
0.480.3766187350.680.92
0.490.3696860030.690.935
0.50.3629916510.700.95
0.510.356524220.710.965
0.520.3502729280.720.98
0.530.3442276310.730.995
0.540.3383787720.741.01
0.550.3327173510.751.025
0.560.3272348780.761.04
0.570.3219233470.771.055
0.580.3167752010.781.07
0.590.3117833020.791.085
0.60.3069409030.801.1
5. 6. 7. 8. 9.
DISEO DEL DESARENADOR CON VERTEDERO SUTRO:
Ancho del DesarenadorCaudal
MximoQmx0.541m3/sB=Qmx/(Vh*Hmx)B4.219522673m
Velocidad HorizontalVh0.3m/s
Altura de aguaHmx0.427089067m
Comprobacin de la velocidadVerificarQmn0.225m3/sVmn=Qmn/(Hmn*B);
Vmn: 0.24-0.36Vmn0.24619755m
Hmn0.216842667m
rea de la TolvaAncho del
desarenadorB4.219522673mA=((B+b)/2)*HmxA1.221048541m2
Ancho de Fondob1.50m
Longitud del desarenadorAltura mxima de
aguaHmx0.427089067mL>=25*HLd10.67722667m
Volumen de la Tolvarea de la TolvaA1.221048541m2Vol de
Tolva=A*LdVol13.03741204m3
Longitud del DesarenadorLd10.67722667m
Tasa de acumulacin de arenaCaudal PromedioQ25.92m3/dAsumiendo 30
lt arena/1000 m3 ta=(30/1000)*Qpta0.7776lt/da
Perodo de LimpiezaVolumen de
TolvaVol13.03741204m3P=Vol/taP16766.21919da
Tasa de acumulacinta0.7776lt/da
VerificacinAncho del Vertederob1.50mDe:
Q=(2.74*(a*b)^0.5*(H-a/3) Las velocidades cumplen con: V= 0.24 -
0.36 m/sHprom0.267m
Altura Mnimaa0.20mVprom0.266695974m/s
Caudal PromedioQp0.300m3/sHmn0.216842667m
Caudal MnimoQmn0.225m3/sVmn0.24619755m/s
PendienteCaudal MximoQmx0.541m3/ss0.000221318m/m
Constante de Maningn0.013
5. CONCLUSIONES
Se observ que la poblacin equivalente de Huacho viene a ser
383868 habitantes cuando en realidad hay 150176 habitantes, esto
indica que hay una carga orgnica mayor a lo que se espera y que
puede ser por motivos de costumbres o la existencia de industrias
que aumentan la carga orgnica en las aguas residuales. Se concluye
que para evitar la obstruccin de las unidades de tratamiento en una
planta es necesario la etapa de pre-tratamiento que incluye el
proceso de cribado, puede que sea mecanizado o manual, esta unidad
evita el paso de materiales de mayor tamao que la distancia entre
barra y barra. Se puede concluir que para permitir el flujo
adecuado del fluido en el proceso de cribado (rejas gruesas) se
necesitan 30 barras.
6. RECOMENDACIONESA continuacin se describen algunas de las
recomendaciones que daran para la mejora del diseo proyectado:
Establecer un programa de mantenimiento preventivo de los
componentes de la planta. Colocar malla protectora y baranda a la
poza de captacin. Establecer las zonas donde se deben transitar
durante la visita. Delimitar la zona donde se disponen los desechos
slidos extrados de la poza de captacin.
7. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS
http://www.emapahuacho.com/portal/index.php/component/content/article/108-pmo/191-plan-maestro-optimizado
http://www.munihuacho.gob.pe/
http://biblioimarpe.imarpe.gob.pe:8080/bitstream/handle/123456789/2212/Informe%2039%281-2%2913.pdf?sequence=1
8. PANEL FOTOGRFICO