CAPTACION, PRETRATAMIENTO Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

UNIVERSIDAD UNIVERSIDAD NACIONAL DENACIONAL DE CAJAMARCACAJAMARCA

FACULTAD DEFACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DEESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVILINGENIERÍA CIVIL

CURSO:

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO.

TEMA:

CAPTACIÓN, PRETRATAMIENTO Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.

DOCENTE:

ING.MSC. GASPAR MÉNDEZ CRUZ.

ALUMNO:

CUSQUISIBÁN FERNÁNDEZ, Francisco.

GRUPO: “A”

ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO

[ ]

CAJAMARCA, 21 de junio de 2010.

CAPTACIÓN, PRETRATAMIENTO Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

I.INTRODUCCIÓN:En la vida profesional del ingeniero civil se encontrara con diversos problemas sociales graves como la falta de agua en comunidades rurales, que tendrá que resolverlos mediante la formulación de proyectos o en la ejecución de alguno de ellos y tendrá que tener ciertos criterios de diseño y construcción.

Las principales fuentes de abastecimiento de agua son el agua de superficie y el agua freática. En el pasado, las fuentes de superficie incluían sólo las aguas dulces naturales, como lagos, ríos y arroyos y manantiales pero con la expansión demográfica y el uso aumentado de agua por persona en relación con estándares de vida más altos, se deben tener también en cuenta la desalinización y el aprovechamiento de aguas de desecho.En la selección de la fuente de abastecimiento, los diversos factores que deben considerarse son que sea adecuada y segura, calidad, costo, si son de uso legal, y la política. Lo adecuado del abastecimiento requiere que la fuente sea lo bastante grande para satisfacer toda la demanda de agua.

Los abastecimientos más deseables desde un punto de vista de la seguridad, en orden son: 1) un abastecimiento inagotable, de agua de superficie o freática, que circule por gravedad en el sistema de distribución; 2) una fuente por gravedad complementada con depósitos de almacenamiento; 3) una fuente inagotable que requiere bombeo; 4) fuentes que requieren almacenamiento y bombeo.

La calidad de la fuente determina su aceptabilidad y costo; tiene variaciones considerables entre las regiones. Pueden hacerse estimaciones preliminares de la calidad.

Es así que presentamos el siguiente trabajo referente a CAPTACION DE AGUA EN MANANTIAL DE LADERA Y ASCENDENTE, PRETRATAMIENTO Y PLANTA DE TRATAMIENTO. En donde se realizara los cálculos para realizar un proyecto de captación de agua para abastecer una ciudad imaginaria que se ha propuesto para el trabajo escalonado; pero también se va asumir que el agua que va hacer captada no es apta para el consumo humano para lo cual se diseñara una planta de tratamiento (suponiendo como si fuera de río) aunque en la realidad no suceda esto puesto que toda captación hecha de manantial ya esta apta para el consumo humano. Para dicho trabajo se cuenta con un dato calculado en el informe anterior y es el caudal máximo diario Qmáxd.

1


[ ]

Para el cálculo de las estructuras de pretratamiento se cuenta con datos dados por el docente del curso como son: el diámetro de las partículas, tipo de floculador, velocidad de filtración y temperatura. De acuerdo al diámetro de las partículas podremos ver si diseñaremos un sedimentador, desarenador o desripiador; también se diseñará la planta de tratamiento, el floculador, el decantador, el filtro y la desinfección del agua; este proceso asegurará la calidad del agua en su posterior utilización que será el consumo humano.I.1. OBJETIVOS:

Generales:Diseñar las diversas estructuras de Captación de Agua en Manantial de Ladera y Ascendente, Pre Tratamiento y Planta de Tratamiento.

Específicos:Diseñar las captaciones tanto en manantial de ladera como en manantial ascendente.Diseñar un sedimentador en lo que corresponde al Pre Tratamiento asumiendo que el agua proviene de río. Diseñar las estructuras de la Planta de Tratamiento: Canaleta Parshall, Dosificador, Floculador Vertical, Decantador, Filtros y finalmente la desinfección. Dimensionar correctamente cada una de las estructuras propuestas en los objetivos anteriores.

I.2. ANTECEDENTES:Primeramente se va a diseñar las diversas Estructuras de Captación de Agua en Manantial de Ladera y Ascendente.

El presente trabajo es la segunda parte del trabajo escalonado realizado durante todo el curso, este trabajo depende del primero ya que se necesita como dato primordial el caudal máximo diario calculado en el primer trabajo, dato importante para el cálculo de todas las estructura mencionadas anteriormente, donde se trabajará con apuntes de clase, separatas y otros.

I.3. JUSTIFICACIÓN:La justificación para este tipo de diseños se basa en puntos de vista como el técnico y el económico, y el social.

Desde el punto de vista técnico las estructuras deben funcionar eficientemente hasta que cumplan su periodo de diseño esto lo logramos aplicando correctamente los criterios establecidos en el reglamento y criterios de otros trabajos ya antes realizados que funcionen correctamente.

Desde el punto de vista económico se justifica puesto que la captación en manantial es una estructura de construcción y operación simple y además por que son las más requeridas en nuestra zona, y probablemente nos encontremos con la necesidad de alguna de ellas.

2


[ ]

Desde el punto de vista Social se justifica puesto que para que la vida en toda ciudad o comunidad se desarrolle en forma normal, es necesario que ésta pueda satisfacer sus necesidades indispensables; dentro de estas está el abastecer con el líquido elemento diseñando y construyendo la infraestructura adecuada sin perder de vista el desarrollo sustentable.

I.4. ALCANCES:Para el diseño de las estructuras hidráulicas se tendrá en cuenta los siguientes parámetros:

Diámetro de la partícula: 0.0085 cm Tipo de Floculador: VERTICAL Velocidad de filtración: 0.33 cm/s Temperatura: 21 ºC

Además se tiene el caudal calculado en el trabajo anterior como se muestra: Caudal máximo horario: Q máx h = 31.2356 L/seg. = 0.03124m3/seg

II. REVISIÓN DE LITERATURA:

FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA

Las fuentes de agua constituyen el principal recurso en el suministro de agua en forma individual o colectiva para satisfacer sus necesidades de alimentación, higiene y aseo de las personas que integran una localidad.

Su ubicación, tipo, caudal y calidad del agua serán determinantes para la selección y diseño del tipo de sistema de abastecimiento de agua ha construirse. Cabe señalar que es importante seleccionar una fuente adecuada o una combinación de fuentes para dotar de agua en cantidad suficiente a la población y, por otro, realizar el análisis físico, químico y bacteriológico del agua y evaluar los resultados con los valores de concentración máxima admisible recomendados por la OMS. Además de estos requisitos, la fuente de agua debe tener un caudal mínimo en época de estiaje igual o mayor al requerido por el proyecto; que no existan problemas legales de propiedad o de uso que perjudiquen su utilización y; que las características hidrográficas de la cuenca no deben tener fluctuaciones que afecten su continuidad.

¿Fuente de vida o Fuente de enfermedad?

En el agua existen organismos vivientes, que pueden ser plantas acuáticas:Briofitas, Talofitas (algas), Pteridofitas (helechos, cola de caballo,etc) o también animales acuáticos: vertebrados metazoarios (moluscos, arteópodos, anélidos, etc), así mismo el agua también está compuesta por flora microbiana: hongos, bacterias, virus. Todos estos organismos existen en el agua cruda.

3


[ ]

Fórmula del agua: H2OPeso molecular: 18 gr.Características: incoloro, sabor insípido, conductor de corriente eléctrica.

Tipos de fuentes de agua:Agua de lluvia: El agua de lluvia se emplea en aquellos casos en que no es posible obtener agua superficial de buena calidad y cuando el régimen de lluvia sea importante. Para ello se utilizan los techos de las casas o algunas superficies impermeables para captar el agua y conducirla a sistemas cuya capacidad depende del gasto requerido y del régimen pluviométrico.

Aguas superficiales: Las aguas superficiales están constituidas por los arroyos, ríos, lagos, etc. Que discurren naturalmente en la superficie terrestre. Estas fuentes no son tan deseables, especialmente si existen zonas habitadas o de pastoreo animal aguas arriba. Sin embargo, no existe otra fuente alternativa en la comunidad, siendo necesario para su utilización, contar con la información detallada y completa que permita visualizar su estado sanitario, caudales disponibles y calidad de agua.

Aguas subterráneas: Parte de las precipitaciones en la cuenca se infiltra en el suelo hasta la zona de saturación, formando así las aguas subterráneas. La explotación de éstas dependerá de las características hidrológicas y de la formación geológica del acuífero. La captación de aguas subterráneas se puede realizar a través de manantiales, galerías filtrantes y pozos (excavados y tubulares).

MANANTIALES: Se puede definir al manantial como un lugar donde se produce el afloramiento natural de agua subterránea. Por lo general el agua fluye a través de una formación de estratos con grava, arena o roca fisurada. En los lugares donde existen estratos impermeables, éstos bloquean el flujo subterráneo de agua y permiten que aflore a la superficie.

Los manantiales se clasifican por su ubicación y su afloramiento.

Por su ubicación: Ladera. Fondo.

por su afloramiento: Concentrado Difuso.

En los manantiales de ladera el agua aflora en forma horizontal; mientras que en los de fondo el agua aflora en forma ascendente hacia la superficie. Para ambos casos, si el afloramiento es por un solo punto y sobre un área pequeña, es un manantial concentrado y cuando aflora el agua por varios puntos en un área mayor, es un manantial difuso.

4


[ ]

1. CAPTACIÓN DE MANANTIALES:

Elegida la fuente de agua e identificada como el primer punto del sistema de agua potable en el lugar del afloramiento, se construye una estructura de captación que permita recolectar el agua, para que luego pueda ser transportada mediante las tuberías de conducción hacia el reservorio de almacenamiento. La fuente en lo posible no debe ser vulnerable a desastres naturales, en todo caso debe contemplar las seguridades del caso.

El diseño hidráulico y dimensionamiento de la captación dependerán de la topografía de la zona, de la textura del suelo y de la clase del manantial; buscando no alterar la calidad y la temperatura del agua ni modificar la corriente y el caudal natural del manantial, ya que cualquier obstrucción puede tener consecuencias fatales; el agua crea otro cauce y el manantial desaparece.

Es importante que se incorporen características de diseño que permitan desarrollar una estructura de captación que considere un control adecuado del agua, oportunidad de sedimentación y facilidad de inspección y operación.

Tipos de captación:

Cuando la fuente de agua es un manantial de ladera y concentrado, la captación constará de tres partes:

a) La primera, corresponde a la protección del afloramiento.b) La segunda, a una cámara húmeda para regular el gasto a utilizarse.c) la tercera, a una cámara seca que sirve para proteger la válvula de control.

El compartimiento de protección de la fuente consta de una losa de concreto que cubre toda la extensión del área adyacente al afloramiento de modo que no exista contacto con el ambiente exterior, quedando así sellado para evitar la contaminación. Junto a la pared de la cámara existe una cantidad de material granular clasificado, que tiene por finalidad evitar el socavamiento del área adyacente a la cámara y de aquietamiento de algún material en suspensión. La cámara húmeda tiene una canastilla de salida para conducir el agua requerida y un cono de rebose para eliminar el exceso de producción de la fuente.

Si se considera como fuente de agua un manantial de fondo y concentrado, la estructura de captación podrá reducirse a una cámara sin fondo que rodee el punto donde el agua brota. Constará de dos partes: La primera, la cámara húmeda que sirve para almacenar el agua y regular el gasto a utilizarse; la segunda, una cámara seca que sirve para proteger las válvulas de control de salida y desagüe. La cámara húmeda estará provista de una canastilla de salida y tuberías de rebose y limpia.

Si existen manantiales cercanos unos a otros, se podrá construir varias cámaras de las que partan tubos o galerías hacia una cámara de recolección de donde se inicie la línea de conducción. Adyacente a la cámara colectora se considera la construcción de la cámara seca cuya función es la de proteger la válvula de salida de agua.

5


[ ]

2. PRETRATAMIENTO:

CRITERIOS DE DISEÑO:

SEDIMENTADOR: Estructura que cumple con las mismas funciones que el desarenador, sólo que en ésta estructura se albergarán a partículas más pequeñas que las tratadas en el desarenador; son de iguales características.

DESARENADOR: El desarenador tiene por objeto separar del agua cruda: El arena y partículas en suspensión gruesa con el fin de evitar se produzcan depósitos en las obras de conducción, proteger las bombas de la abrasión, y evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento.

Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas con fines descriptivos:

Zona de Entrada.- Consiste en una transición que une el canal o tubería de llegada de la captación. Tiene como función el conseguir una distribución más uniforme de las líneas de flujo dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad. Se consideran dos compuertas en la entrada para orientar el flujo hacia la unidad, o hacia el canal de bypass durante la operación de limpieza.

Zona de Desarenación.- La parte principal de la unidad consiste en un canal en el cual se realizan el proceso de depósito de partículas con pendiente en el fondo para facilitar la limpieza.

Zona de salida.- Conformada por un vertedero de rebose diseñado para mantener una velocidad que no altere el reposo de la arena sedimentada.

Zona de depósito y eliminación de la arena sedimentada.- constituida por una tolva con pendiente de 10% para impulsar el deslizamiento de la arena hacia un canal de 0.10m de alto por 0.30m de ancho, que facilita su salida a través de la compuerta de igual sección hacia la caja de desagüe.

Para el análisis en la planta de pre tratamiento se tendrá en cuenta el diámetro de la partícula para lo cual se analizara de la siguiente manera.

CRITERIOS DE DISEÑO:

Vs=√ 43 g (s−1 )dCd

6


[ ]

Donde:Vs: Velocidad de sedimentación.g: Aceleración de la gravedad.s: Gravedad especifica o densidad relativa.Cd: Coeficiente de arrastre.d: Diámetro de la partícula.

Para: (FLUJO LAMINAR) ℜ≤1 ; d ≤0.01CmSe utilizara para cálculo del SEDIMENTADOR:

Cd=24ℜ ℜ=Vs dυ

Vs= 118g ( s−1 )d2

υ ………………………. Ley de STOKES

Donde:Vs: Velocidad de sedimentación.D: Diámetro de la partícula. υ : Viscosidad cinemática.

Para: (FLUJO EN TRANSICIÓN) 1<ℜ≤2000 ; 0.01<d≤0.1CmSe utilizara para cálculo del DESARENADOR:

Cd¿ 24ℜ + 3√ℜ+0.34

Vs=0.22(( s−1 )g)23 ( dυ )

13 ¿ ……… Ley de ALLEN

Para: (FLUJO TURBULENTO) ℜ>2000 ; d>0.1CmSe utilizara para cálculo del DESRIPIADOR.Cd¿0.40

Vs=1.82√g (s−1 )d ……………………. Ley de NEWTON

3. TRATAMIENTO:

a) AFORADOR PARSHALL:Estructura que se encarga de controlar los caudales de llegada, la forma en que se determina el caudal es muy directa; sólo basta medir el tirante de agua en la garganta del mismo y aplicando una fórmula nos da a conocer el caudal; en algunos casos ésta misma estructura se usará para realizar la mezcla rápida del floculante con el agua, aprovechando el resalto que en éste se produce. Su diseño está en función del caudal con que se diseña, estas dimensiones son estándares y se encuentran en tablas.

b) MEZCLA RAPIDA:Generalmente se compone de una caseta de dimensiones estándar: 1.00 x 1.00 x 1.20 m. a donde llegan las tuberías de conducción del caudal a tratar; al igual que

7


[ ]

el Aforador Parshall, aprovechará la turbulencia del agua para realizar la mezcla del floculador y el agua cruda.La dosificación del floculante cualquiera que sea el utilizado, sea Sulfato de Aluminio o Sulfato de Fierro está en función de la turbidez y del caudal a tratar. En algunos casos sólo será necesario aplicar Sulfato de Cobre para matar las algas y los microorganismos que el agua lleva consigo; esto se realiza en épocas de verano donde las aguas no llevan material en suspensión excesivo. El análisis de la turbidez se realiza por el método de jarras y haciendo uso de los Turbidímetros.

c) FLOCULADORES: FLOCULACION O COAGULACIÓN: Proceso por el cual una sustancia dispersa

coloidalmente se separa del líquido que lo contiene en forma de partículas discretas y no como una masa continúa, es decir se forman coágulos mayores que pueden sedimentar en el agua.

COAGULANTE: Compuesto de elementos que producen Hidróxidos gelatinosos; así tenemos los Compuestos de Aluminio, de Fierro, otros.

ALCALIS: Para prever y mantener la alcalinidad necesaria para el proceso (Cal, Hidróxido de Calcio, Carbonato de Sodio, etc.). El Sulfato de Aluminio Al (OH)3

es el coagulante más comúnmente empleado.

En el caso de Floculadores el agua y el elemento químico reaccionan y las partículas de limo y arcilla se agrupan para decantarse después en el decantador.Los floculadores se clasifican en:

Hidráulicos Mecánicos.

Floculadores Hidráulicos.- Están compuestos por una serie de pantallas cuya separación está en función del caudal y de la velocidad de viaje del agua. Estos floculadores a su vez pueden ser:

Floculadores Hidráulicos Horizontales:

Ventajas:o Son más usados para Plantas de Tratamiento pequeñas.o No tienen corto circuito; el agua queda retenidao No tiene partes móviles de tal manera que su operación y

mantenimiento son más simples que los floculadores mecánicos.o Si bien la pérdida de carga necesaria para producir un determinado

gradiente de velocidad es mayor, no requiere de consumo de energía; lo que es muy ventajoso cuando el flujo llega por gravedad a la planta.

o El tiempo de retención varía de 15 a 20 min.

Desventajas:o Se produce más pérdida de carga y por lo tanto el Gradiente de

Velocidad en los giros de 180 de flujo es mayor que en los tramos rectos.

8


[ ]

o Los tabiques son fijos, producen velocidad constante para cada flujo. Si se combina el caudal, la velocidad también cambia.

o La longitud del canal y el número de tabiques está función de la velocidad y del tiempo de retención y no del gasto el cual sólo determina la sección del canal.

Floculadores Hidráulicos Verticales.

Floculadores Mecánicos.- Pueden ser: Rotatorios. Recíprocos.

Estos floculadores necesitan de energía para su funcionamiento lo que los hace más costosos.

d) DECANTADORES:

Estructuras encargadas de retener en su fondo los flóculos formados al añadirle al agua elementos químicos para formar los flóculos. Tienen las sgtes partes:

Zona de Entrada.- Permitirá la distribución uniforme del flujo dentro del decantador. esta zona comprende un vertedero y la cortina de distribución que puede ser una pantalla de orificios.

Zona de Salida.- Conformada por una estructura rectangular con volumen y por consiguiente con longitudes adecuadas para le sedimentación de los flóculos.

Zona de Salida.- Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la finalidad de recolectar al afluente sin perturbar la sedimentación de las partículas.

Zona de Recolección de Lodos.- Zona conformada por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados, una tubería y una válvula para una limpieza periódica.Para esta zona se pueden presentar 2 soluciones:

Sedimentador convencional de forma regular y flujo horizontal, muy recomendado por su simplicidad.

Sedimentador laminar de flujo horizontal, cuya ventaja sobre el anterior es la de contar con mayor área de sedimentación por m2 de superficie, con lo que se consigue disminuir el tamaño de la unidad.

e) FILTROS:FILTRACION: El objetivo básico de la filtración es separar las particular que no han quedado retenidos en los procesos de coagulación y sedimentación.

9


[ ]

Los filtros son las últimas estructuras que dan un Tratamiento Físico al agua; estos filtros pueden ser clasificados en: Filtros rápidos con lecho mixto (Arena y Antracita) Filtros rápidos con lecho de arena. Filtros lentos con lecho de arena.

Filtros Rápidos.- Por lo general éste tipo de filtros necesitan de energía para su funcionamiento.

Filtros Lentos.- Este tipo de filtros contiene como lecho filtrante a cualquier material estable; en Plantas de Tratamiento de Agua Potable es usual tener como material granular a la arena, por ser más barata, inerte y durable.

Un filtro lento consta básicamente de: Un tanque que contiene un volumen de agua. Un lecho de arena.Una capa soporte.Dispositivos de control y regulación del filtro.

Filtro Lento Modificado.- Esta estructura consta de un vertedero a la salida del afluente; tiene la función de establecer una altura mínima de agua sobre él lecho filtrante. A medida que la colmataci6n aumenta en el lecho filtrante, la pérdida de carga se aumenta y consecuentemente la altura del agua sobre la arena hasta llegar a un nivel máximo, regulado por un vertedero de rebose que mantiene el caudal de entrada y la sección de la unidad constante.

f) DESINFECCION:Es el último proceso realizado dentro de una planta de tratamiento; este proceso asegura la calidad microbiológica y patógena del agua, se realiza mediante dosis de acuerdo con el análisis de laboratorio.

La desinfección en una Planta de Tratamiento es ya un proceso químico que se le da al agua haciéndola que sea capaz de ser consumida por los pobladores de una determinada ciudad.La desinfección se realiza con rapidez con: Cal clorada (Ca0Cl2) Hipoclorito de Sodio (Na0Cl)

Los compuestos clorados aplicados al agua pueden ser dosificados y aplicados mediante: Bombas desinfectadoras. Hidroinyectores. Equipos de montaje local (Hipoclorador de Sifón, Frasco de Mariote).

Desinfección con Cloro: El cloro en forma líquida, gaseosa o de hipoclorito es el principal producto químico para destruir las bacterias en los suministros de agua, indudablemente es el método de desinfección más generalizado por las múltiples ventajas que ofrece: efectivo, económico y de fácil control. La dosis de cloro agregada el agua depende de la cantidad de impureza por eliminar y el residuo

10


[ ]

deseado de cloro en el agua. Una dosis de uno o dos mg/Lt. Suele ser suficiente para destruir todas las bacterias y dejar un residuo adecuado. En las corrientes de afluente de las plantas de tratamiento de agua, se mantiene un residuo de cloro de 0.1 ó 0.2 ppm. Con un factor de seguridad en agua mientras se envía al consumidor.

III. METODOLOGÍA Y PROCEDIMIENTOS:

(Hojas de Excel)

11


[ ]

IV. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

CONCLUSIONES:

Se logro diseñar captaciones en manantial de ladera y de fondo con sus respectivas cámaras húmedas y secas.

Para recoger todos estos caudales se construyó una cámara de reunión. Para satisfacer el caudal máximo de diseño (31.2356 L/seg) de la Captación, se

contaron con los siguientes manantiales:

Manantial NúmeroQ

(L/seg) Total (L/seg)Lateral 5 0.60 3.00Ascendente 8 3.90 31.20

Total 13 4.50 34.20

Las dimensiones de la caja de captación del manantial lateral son:

a = 0.60 m; b = 0.60 m. y H = 0.40 m.

Las dimensiones de la cámara húmeda del manantial ascendente son:

B = 1.30m; L = 1.30 m. y H = 1.50 m.

Para el Pre tratamiento se contó con el diseño del un Sedimentador. Para la Planta de Tratamiento se contó con las siguientes estructuras:

Aforador Parshall: Con la finalidad de controlar el caudal a tratar y también como instrumento de mezcla rápida entre el agua cruda y el floculante.

Floculador: Se contó con un Floculador Vertical.

Decantador: Se diseñó un Decantador cumpliendo con todos los parámetros de criterios y normas según el RNC. Además se contó con el diseño de un Bable de madera a la entrada del decantador y vertederos triangulares de pared delgada a la salida del mismo.

Filtro: Se diseñó cuatro (04) Filtros Rápidos con un lecho filtrante constituido por antracita y arena, además se diseñó un retrolavado por bombeo con una potencia de 1.5 HP.

Desinfección: Para este proceso se contó con la aplicación de Cloro en una dosis de 0.80 ppm. Obteniendo así una cantidad mínima de Cloro de 4.75

12


[ ]

Lb/día = 2.16 kg/día, para asegurar la dosis necesaria de Cloro Residual en la parte más alejada de la ciudad.

RECOMENDACIONES:

Un estudio adecuado de las estructuras hará que se utilicen adecuadamente y que estas no sean sobredimensionadas, puesto que esto perjudicaría la viabilidad del proyecto.

Se debe tener en cuenta los caudales de diseño, así como el tipo de estructura que se está diseñando, teniendo en cuenta la velocidad y el diámetro de partículas a evacuar.

Todas las estructuras tienen parámetros, los cuales se deben verificar para realizar un buen diseño de todas las estructuras, desde la captación hasta el tratamiento.

Es recomendable pintar las captaciones y las cámaras húmedas con Sulfato de Cobre para evitar las algas.

También las tuberías en la caja de válvulas, para facilitar el reconocimiento de las mismas. Además se debe cercar las captaciones, para prohibir el deterioro de las mismas.

V. BIBLIOGRAFÍA: www.wikipedia.com/captaciónde agua Reglamento Nacional de Construcciones. Separata de Abastecimiento de Agua y Alcantarillado, Ingº Gaspar Méndez Cruz. Apuntes de clase.

13

http://www.wikipedia.com/captaci%C3%B3nde


[ ]

ANEXOSAPORTE DE INTERNET

FLOCULADORES GIRATORIOS DE PALETAS

Los floculadores mecánicos que más se han utilizado son y sin duda, los de movimientogiratorio con paletas paralelas o perpendiculares al eje (Figura 11). El eje puede serhorizontal o vertical. Éste último es más ventajoso porque evita las cadenas detransmisión o pozos secos para la instalación de los motores.De acuerdo a la Figura 11 el gradiente de velocidad puede calcularse empleando lasexpresiones siguientes. Deben considerarse las paletas que se encuentran solamente enel plano del eje. La repetición de las paletas en más de un plano no cambian el gradientede velocidad (Richter y Azevedo Netto, 1991).

Si las paletas son paralelas al eje, es:

Donde CD es el coeficiente de arrastre que depende de la relación l / b de las paletas,dado por la ecuación (36).

k es la relación entre la velocidad del agua y la de las paletas;k = 0,25 es el valor normalmente adoptado en los proyectosn es la velocidad de rotación en r.p.s.r, l y b son los elementos geométricos (dimensiones en metros) del agitador, instaladoen una cámara de volumen V (m3).Si las paletas están inclinadas en relación al eje, el valor del gradiente calculado por laecuación (33) se debe corregir por el factor

14


[ ]

El área de las paletas deber ser menor del 20% del área del plano transversal delcompartimento que contiene al eje de rotación y a las paletas.

La velocidad en la extremidad de las paletas no debe ser superior a 1,20 m/s.

Floculadores Mecánicos

Los floculadores mecánicos se distinguen básicamente por el tipo de movimiento giratorioy alternativos u oscilantes. Los primeros son de paletas (Figura 11) que operan a bajasvelocidades de rotación o turbinas (Figura 12) a velocidades relativamente altas. Losfloculadores alternativos presentan dos tipos básicos conocidos por “Walking Beam” y“Ribbon Flocculator”. Consisten básicamente en sistemas oscilantes y se distinguen entresí por la velocidad angular que en el “Ribbon Flocculator” (floculador de cintas o listones)es constante y una función senoidal en el “Walking Beam” (balancín).Del análisis de la ecuación (14) se deduce que la eficiencia de la floculación aumenta conel número de cámaras en serie, normalmente se recomienda proyectar por los menostres cámaras, pudiéndose adoptar sólo dos en proyectos de flotación por aire disuelto.Por otro lado la práctica demuestra que no es apreciable la mejora de la eficienciacuando se construyen más de cuatro cámaras en serie.Mucho más importante resulta tener un buen diseño hidráulico de las cámaras, a fin deeliminar los corto-circuitos.

La Figura 10 orienta respecto a configuraciones de cámaras que resultan adecuadas yaquéllas que deben evitarse.

15


[ ]

Figura 10. Configuración de floculadores mecánicos

16


[ ]

Figura 12. Floculador mecánico de turbina

17


[ ]

18


[ ]

19


[ ]

20


[ ]

FLOCULADORES NEUMÁTICOS

La floculación por medio de aire difuso adopta los mismos principios de la mezcla rápidaneumática, indicados en el Capítulo VII-6 numeral 7.5, diferenciándose en los gradientesde velocidad aplicados.Según Camp (1955) para una buena floculación las burbujas de aire deben distribuirseuniformemente por el volumen V del tanque de floculación y deben ser suficientementepequeñas para que el gradiente de velocidad próximo a las burbujas no sea tan grandeque pueda quebrar los flóculos.

El gradiente de velocidad en la interface burbuja-líquido está dado por:

21


[ ]

Mc Connachie (1984) estudiando la influencia de la cantidad de aire y del tamaño de lasburbujas, encontró que la máxima eficiencia en la floculación por aire difuso se obtuvocon burbujas de 0,5 a 1,5 mm de diámetro, con relativamente bajos caudales de aire.Concluyó que en idénticas condiciones, la floculación con aire permite una reducción decerca del 20% de energía en comparación con la floculación mecánica convencional.Para la floculación se utiliza por lo tanto, difusores que produzcan burbujas finas, lo que,ciertamente provocará la flotación de una cantidad significativa de flóculos. De estemodo, el empleo de los floculadores neumáticos es más recomendable cuando elproceso de clarificación que sigue es la flotación por aire disuelto, donde para lafloculación los gradientes puntuales elevados no tienen gran influencia.Con el avance reciente de la flotación en la clarificación de agua potable, ha vuelto elinterés en el proceso de floculación con aire difuso. Este proceso, como en losfloculadores alternativos, es fácilmente adaptable a cualquier forma de tanque y por lotanto, de empleo ventajoso en la ampliación o reforma de estaciones de tratamiento deagua existentes.

22


[ ]

PLANOS (Se adjunta a continuación)

23

CAPTACION, PRETRATAMIENTO Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

Documents

Transcript of CAPTACION, PRETRATAMIENTO Y PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA