SISTEMA DE EVACUACIÓN DE AGUAS SERVIDAS (ALCANTARILLADO) DEL CENTRO POBLADO HUANCAQUITO BAJO – PROVINCIA DE VIRÚ – LA LIBERTAD’’

1. Población

Área total: 71094,25 m² Lotes totales: 201

Área útil 50% de A. total: 35547,125 m²

50% Lotes: 101

Densidad= 6 hab /lote

Población = Nª de lotes * densidad Población = 606 habitantes

2. Diseño Hidráulico y Dimensionamiento del tratamiento primario (tanque séptico y filtro anaerobio).

Para que el tratamiento o depuración de las aguas residuales provenientes de uso doméstico en la población de Huancaquito sea más eficaz se ha previsto un sistema de tratamiento primario compuesto de un tanque séptico y filtro anaerobio. A continuación se procederá con los cálculos y parámetros usados para el dimensionamiento de este sistema.

2.1. Tanque séptico

Se estima una dotación por persona de 150 lt/hab-día y a su vez un coeficiente de retorno para aguas servidas de un 80%. Contribuciones unitarias o de lodo fresco según el tipo de predio:

Tiempo de retención:

Teniendo en cuenta todo ello, los datos que se utilizarán para dimensionar el tratamiento primario serían los siguientes:

- N= Número de contribuyentes diario = 606 hab/día.- C= Contribución AASS = 150 lt/hab-día x 0.8 =120lt/hab-día- Lf= Contribución de lodos frescos = 1 lt/hab-día- T= Tiempo de retención = 0.5 día

La fórmula general para el cálculo del volumen útil para el tanque séptico según las normas brasileñas es la siguiente:

Entonces:

V = 606 hab ((120 lt/hab.-d) (0.5d)+100(1)) V = 97 m³

Las normas de diseño establecen las siguientes dimensiones y relaciones de ancho, largo y altura para tanque séptico de cámara única:- Ancho interno mínimo (b) = 0.80m- Altura útil mínima (h) = 1.20m- Relación entre largo (L) y ancho (b), 2 ≤ L/b ≤ 4- Relación entre ancho (b) y altura útil (h), b ≤ 2h

Como el volumen teórico calculado para el tanque séptico es de 97m3, las dimensiones quedarían de la siguiente manera:

V. total= 97 m3

L = 10.00m

b = 4.20m

h = 2.35m

2.2. Filtro anaeróbico

La fórmula general para el cálculo del volumen útil para el filtro anaerobio es la siguiente:

Entonces:

V = 1.6 (606 hab) (120lt/hab.-d) (0.50d)V = 37 m3

Las normas de diseño establecen las siguientes dimensiones y relaciones de ancho, largo y altura para el filtro anaerobio:

- Ancho interno mínimo (b) = 0.95m- Altura útil mínima (h) = 1.80m- Relación entre largo (L) y altura útil (h), L ≤ 3h- Relación entre ancho (b) y altura útil (h), b ≤ 3h

Como el volumen teórico calculado para el tanque séptico es de 37m3 y teniendo en cuenta las recomendaciones de las normas brasileñas, las dimensiones quedarían de la siguiente manera:

V= 37 m3L = 7.00mb = 1.90mh = 2.80m

3. Diseño Hidráulico y Dimensionamiento del Humedal.

Habiendo hechos cálculos anteriormente tenemos los siguientes datos

- DBO afluente: 250 mg/l- DBO efluente: 50 mg/l- SST entrada: 250mg/l- Población: 606 hab.- Caudal: 73 m3/día- Vegetación: Scirpus- Profundidad: 40 cm- Porosidad: 0.65- Temperatura media del agua residual: 25ºC- Temperatura mínima del agua residual: 20ºC

3.1. Diseño para la remoción de DBO

Se asume la temperatura del agua humedal, en este caso 25ºC.

A continuación se determina el área superficial requerida para el humedal.

Determinación del tiempo de retención hidráulica (TRH).

Una vez determinado el TRH, se calculan las dimensiones (largo y ancho) del humedal de flujo libre. Es recomendable utilizar una relación largo/ancho mínima de 3 a 1.

3W2=498.21m2

W=12.89m ≈ 13.0m

Conociendo el ancho procedemos a calcular el largo requerido.

L= (13.0x3) m

L= 39.0 m

Con estos valores de largo y ancho determinados el área superficial real que

tendría el humedal de flujo libre sería la siguiente:

3.2. Diseño para la remoción de SST.

Se calculará la remoción de Sólidos Suspendidos Totales (SST), se

comprobará el buen rendimiento de este sistema en la remoción de los

mismos (cerca del 90%), sin embargo este cálculo solo es una estimación.

Primero se determina el valor de la carga hidráulica CH.

CH= (Q/As)(100)=(73m3/d/507m2)(100)

CH= 14.40 cm/d

Luego se calcula el valor de la concentración de SST en el efluente.

Ce= (250mg/l)(0.1139+0.00213(14.40))

Ce= 36.1 mg/l.

En este caso la remoción de SST alcanza el 86%, lo cual demuestra la buena

remoción que existe.

3.3. Diseño para la remoción de Nitrógeno.

La remoción de Nitrógeno para el humedal de flujo libre se la determina

calculando el área requerida para la nitrificación.

Primero se calcula el valor de KT (constante dependiente de la

temperatura). Como la temperatura del agua para este caso es de

25ºC, entonces el valor de KT está dado por la siguiente expresión:

KT=0 .2187 (1 .048)(25−20 )

KT=0 .276d−1

Entonces el área requerida para nitrificación es:

El tiempo de retención hidráulica sería:

t=7 .68dAhora se determina la concentración de nitratos en el efluente.

Nitratos del humedal= (25 – 3) mg/l

Nitratos del humedal= 22 mg/l

Nitratos en el efluente: Ce = (22)exp(-(0.276x7.68))

Ce = 0.00143 mg/l

Determinación del Nitrógeno total en el efluente.

NT = (3.0+0.00143) mg/l ≈ 3.0 mg/l

3.4. Diseño para la remoción de Fósforo.

Se determina la carga hidráulica para la eliminación de fósforo.

CH= (Q/As)(100)

CH= (73m3/d)/2156.90 m2(100)

CH= 3.38cm/d

A continuación se determina la concentración de fósforo en el efluente:

Ce=(12mg / l)e(−2.74 /3.38 )

Ce = 5.33 mg/l

Entonces el porcentaje de remoción de fósforo para este caso sería

de 55.6%.

Una concentración ideal para tener una remoción de fósforo de

aproximadamente 96% sería de 0.5mg/l. Entonces se determinará el

área que se requeriría para poder tener ese valor de concentración

en el efluente.

Kp = 2.74 cm/d

Como se observa en el cálculo anterior la eliminación de fósforo por

esta vía requiere de un área demasiado grande, lo cual implica que no

sería rentable, si se desea eliminar fósforo en mayor proporción se lo

debe hacer por medio de una fuente complementaria de tratamiento.

Por lo tanto el humedal se lo diseña con el área calculada para remover

el Nitrógeno. Es necesario y muy importante tener en consideración los

problemas y limitaciones que podrían existir en la parte topográfica.

Para nuestro proyecto ese problema está descartado debido a la

regularidad del terreno.

Entonces las dimensiones del humedal de flujo libre que se utilizarán

para el diseño serían las siguientes:

Área superficial requerida (As) = 2156.90m2

Asumiendo una relación largo/ancho de 3 a 1 que es la recomendable,

entonces las dimensiones de largo y ancho serían las siguientes:

3W2=2156.90 m2

W= 26.814m ≈ 27mLW

=3

Entonces el área superficial real sería la siguiente:

4. Colectores

Para los colectores y/o tuberías de diámetros mayores o iguales a 160mm hasta 200mm se utilizarán tuberías y accesorios de PVC Pared Estructurada NOVAFORT, serie5.

Para los tramos de tubería en el interior del sistema las estas serán de PVC desagüe normal.Las tuberías, accesorios, materia prima, juntas y cauchos cumplirán con la Norma NTC3721 para Métodos de Ensayo y la Norma NTC3722 para Especificaciones, que tienen como antecedentes las Normas ISOCD9971-1 y 9971-2.

5. Buzones –Cotas (diagrama de flujo)

Vista completa del sistema

Vista sistema de buzones, pendientes y cotas.

2728,1 0,018 2730,6 0,039 2733,4 0,098 2740,1

EMISARIO EMISOR 16 130,12 15 71,03 14 68,57 132725 150 2726,5 2728,94 2731,7 2738,39

0,01

0,055 130,26 0,029 212,39 0,033 211,98 0,035 211,58

2733,7 0,020 2735,1 0,05 2738,7 0,089 2745,812 71,12 11 71,29 10 68,67 9

2732,1 2733,54 2737,1 2743,2

0,081 61,36 0,082 60,89 0,078 60,98 0,088 61,06

2738,8 0,020 2740,2 0,047 2743,5 0,098 2750,28 71,08 7 71,3 6 68,41 5

2737,1 2738,53 2741,86 2748,58

0,01 164,2 0,025 159,51 0,036 148,89 0,024 142,65

2740,3 0,053 2744,4 0,065 2748,9 0,07 2753,54 71,43 3 72,3 2 68,28 1

2738,7 2742,52 2747,22 2752

1 2 3 4

2728,1 0,018 2730,6 0,039 2733,4 0,098 2740,1

16 130,12 15 71,03 14 68,57 132726,5 2728,94 2731,7 2738,39

0,055 130,26 0,029 212,39 0,033 211,98 0,035 211,58

2733,7 0,020 2735,1 0,05 2738,7 0,089 2745,8

12 71,12 11 71,29 10 68,67 92732,1 2733,54 2737,1 2743,2

0,081 61,36 0,082 60,89 0,078 60,98 0,088 61,06

2738,8 0,020 2740,2 0,047 2743,5 0,098 2750,2

8 71,08 7 71,3 6 68,41 52737,1 2738,53 2741,86 2748,58

0,01 164,2 0,025 159,51 0,036 148,89 0,024 142,65

2740,3 0,053 2744,4 0,065 2748,9 0,07 2753,5

4 71,43 3 72,3 2 68,28 12738,7 2742,52 2747,22 2752

H mín.: 1,5 = Cota de tapaPend.5%0: 0,005 = Número de buzón DIAM. 8'': 0,2032 = Cota de fondo

Vista emisor y emisario.

6. Perfiles

Detalles de AutoCAD

7. Hoja de cálculo (Caudal de distribución)Excel

2728,1

EMISARIO 1 2 3 4 EMISOR 16

2725 150 2726,50,01