1) Memoria alternativas

Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
MEMORIA DESCRIPTIVA
1.
ESTUDIO DE TECNOLOGIAS - ALTERNATIVAS DE PTAR
1.1
Metodología
La metodologia utilizada para la selección de los procesos utilizados en
ingenieria sanitaria, han sido selecionados bajo criterios de la experiencia
practica de PTAR en actual funcionamiento.
Es decir la selección de las aternativas se ha realizado en primer termino, en
base a la experiencia probada de dichos procesos en Lima - Peru y ciudades
similares de otros paises. En segundo lugar mediante una evaluación
economica-financiera.
La evaluacion conceptual ha considerado los siguientes criterios:
1.
2.
Analisis de los tipos de procesos de tratamiento de aguas residuales
disponibles en Peru y paises vecinos, excluyendo a los procesos con poca
experiencia a nivel práctico.
Se consideró la adecuación a las condiciones de la zona en cuanto a la
climatología y la disponibilidad de terrenos.
En segundo termino la evaluación tecnico-economica comprendio la estimacion
de los costos fijos y variables mediante la elaboracion de un presupuesto.
Finalmente se ha efectudo la evaluación economica – financiera según la
metodologia de valores presentes anualizados.
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Cuadro Nº 1.
Aspectos Cualitativos de Procesos en PTAR
No
Tipo de proceso
1 Lagunas Facultativas
2 Lagunas anaerobias + lagunas aireadas
3 Lagunas anaerobias + lagunas de maduración
4 UASB + Filtro percolador
Costos Oper. y Impactos
Necesidad de Complejidad Oper.
Mantemiento ambientales área superficial y Mantenimiento
Capacidad y Soporte de Variación
DBO
afluente
Desechos
Industriales
Temperaturas
Posible Reuso
Agricultura
Recreación
Bajo
2
Alta
Poca
Baja
Baja
Sensibles
Adecuado (*)
No recomendable
Medio
2
Alta
Poca
Mediana
Baja
Sensibles
Adecuado (*)
No recomendable
Bajo
3
Alta
Poca
Mediana
Baja
Sensibles
Adecuado (*)
No recomendable
Medio
2
Baja
Mediana
Alta
Mediana
Muy sensibles
Adecuado
Adecuado (*)
Reactores de Aireación Prolongada (Lodos
5
Activados)
Alto
0
Baja
Mediana
Alta
Alta
Buena
Adecuado
Adecuado (*)
6 Planta patentada (Tipo Lodos Activados)
Alto
0
Baja
Mayor
Alta
Alta
Buena
Adecuado
Adecuado
7 Laguna anaerobia + Humedal de flujo libre
Bajo
3
Alta
Poca
Mediana
Baja
Sensibles
Adecuado (*)
Adecuado (*)
Medio
2
Media
Mediana
Mediana
Mediana
Regular
Adecuado (*)
No recomendable
Alto
1
Media
Mediana
Alta
Alta
Buena
Adecuado
Adecuado (*)
8 Lagunas aireadas
9 Lodos activados clásicos
Para el Impacto ambiental tenemos :
(*) Con restricción
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(0) Sin Olor ; (1) Bajo ; (2) Medio ; (3) Alto
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Cuadro Nº 2.
COSTOS DE PROCESOS DE PTAR POR HABITANTE
Eficacia de Eliminación (%)
SISTEMAS DE TRATAMIENTO


Tratamiento preliminar.
Tratamiento primario.


Estanque facultativo.
Estanque anaerobio - Estanque
facultativo.
Laguna aireada facultativa.
Estanque de mezcla completa de
aireación - Sedimentación.





Lodos activados convencional.
Aireación prolongada (flujo
continuo).
Sequencing batch reactor.
DBO
N
P
C.F
0–5
35-40
0
10-25
0
10-20
75-85
75-90
30-50
30-50
20-60
20-60
0
30-40
60-90
6099.9
75-90
75-90
30-50
30-50
20-60
20-60
85-93
30-40 (a)
30-45 (a)
93-98
15-30 (a)
10-20 (a)
Requerimientos
Terreno
Potencia
(m3/hab) (W/hab.)
< 0.001
0
0.03-0.05
0
Costo de
Construcción
($ US/hab.)
2–8
20-30
T. R.H
0.1-0.5
Cantidad de
Lodos
(m3/hab.año)
0.6-1.3
(días)
2.0-5.0
1.5-3.5
0
0
10-30
10-25
15-30
12-24
-
0.25-0.5
0.2 - 0.5
1.0-1.7
1.0-1.7
10-25
10-25
3-9
4-9
-
60-90
0.2-0.3
1.5 -2.8
60-120
0.4-0.6
1.1-1.5
65-90
0.25-0.35
2.5-4.0
40-80
0.8-1.2
0.7-1.2
60-96
60-99
85-95 30-40 (a) 30-45 (a)
60-90
0.2-0.3
1.5-4.0
50-80
0.4-1.2
0.7-1.5
 Trickling filter de baja velocidad.
85-93 30-40 (a) 30-45 (a)
60-90
0.5-0.7
0.2-0.6
50-90
NA
0.4-0.6
 Trickling filter de alta velocidad.
80-90 30-40 (a) 30-45 (a)
60-90
0.3-0.45
0.5-1.0
40-70
NA
1.1-1.5
 UASB.
60-80
10-25
10-20
60-90 0.05-0.10
0
20-40
0.3-0.5
0.07-0.1
 Tanque séptico - Filtro anaerobio.
70-90
10-25
10-20
60-90
0.2 - 0.4
0
30-80
1.0-2.0
0.07-0.1
T.R.H = Tiempo de Retención Hidráulica / En los requerimientos de energía no se incluye el bombeo de las aguas residuales brutas / NA=No aplicable / (a)= Se
puede conseguir una eliminación mayor de nutrientes modificando el proceso / Referencia: Von Sperling (1996).
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
INFORME FINAL
1.2
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Descripcion tecnica de las alternativas de planta de tratamiento de aguas
residuales
a)
Alternativa 1.- Aeración prolongada

Aeración prolongada
Cada uno de los reactores ha sido calculado para un caudal promedio de
192 l/s y tienen en promedio de 51.5m de largo, 51.5m. de ancho y 3.50
m de profundidad. El período de retención promedio es de 24.2 horas y
se calculó que la eficiencia remocional de la DBO llegue al 92.3 por
ciento con una DBO soluble en el efluente de 32.8 mg/l. Los criterios
aplicados en el dimensionamiento de este reactor han sido:
Coeficiente de producción vía síntesis
0.55 mgXv/mgSS
Coeficiente de respiración endógena
0.025 1/día
Requerimiento de oxígeno para síntesis
0.52 kgO2/kgDBOr
Requerimiento de oxígeno respiración endógena
0.036
kgO2/kgXv.día
Sólidos suspendidos totales en el reactor
4500 mg/l
Concentración en el lodo de retorno
10000 mg/l
Edad del lodo
35
días
Carga de lodos
0.0951 kg DBO/kgSSVLM
Carga volumétrica
0.43 kg DBO/m3
La cantidad de oxígeno necesario por día y por reactor es de 28,809
kg/día. Esta cantidad de oxígeno está siendo suministrada por cinco
equipos de aeración vertical de 75 hp con una densidad energética de
30.2 vatios/m3.

Sedimentadores secundarios
Los sedimentadores están dirigidos a disminuir la concentración de
sólidos sedimentables provenientes de las lagunas aeradas de mezcla
completa. Se han proyectado cinco unidades de sedimentación. Cada una
de las unidades tendrán a nivel de espejo de agua un diámetro de 22.00 m
y una profundidad de promedio de 3.50 m.
El período de retención total es de 4.33 horas para el caudal promedio y
de 2.4 horas para el caudal máximo. Los lodos deberán ser drenados
diariamente hacia la planta de deshidratado de lodos.

Deshidratado de lodos
El lodo drenado por los lodos activados del tipo aeración prolongada será
descargados a una cisterna desde donde se impulsará al espesador de
lodos para incrementar el porcentaje de sólidos del 0.85% al 2.5 – 3.0%.
Este lodos espesado, será deshidratado por centrifugación para reducir la
humedad del lodo del 97.5-97.0% al 78%.
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
La cantidad de lodos a ser descargado de los lodos activados, se ha
estimado en 5.5 toneladas por día de sólidos totales, equivalente a 600
metros cúbicos de lodos por año con una humedad de 0.85. El proceso de
espesado de lodos permitirá disminuir el volumen entre 200 a 250 metros
cúbicos por día. El volumen de lodo deshidratado diariamente con una
humedad del 22% ocupará un volumen de aproximadamente 25 metros
cúbicos.
b)
Alternativa 2.- Reactor anaeróbico de flujo ascendente

Reactor anaeróbico de flujo ascendente
Se han proyectado cinco reactores anaeróbicos de flujo ascendente de
33.60 m de largo, 16.80 m de ancho y 7.00 m de profundidad total y 6.00
m de profundidad de agua. Cada unidad ha sido proyectada con cuatro
sedimentadores triangulares de 33.60 m de largo, 3.10m de ancho y 1.7
m de profundidad. El reactor en sí y destinado al tratamiento de las aguas
residuales tendrá una capacidad de 520 metros cúbicos y equivalente a
11.02 horas de período de retención y en el fondo de la estructura se
acomodarán 100 boquillas que distribuirán el agua residual en toda la
sección transversal horizontal del reactor por medio de tuberías de 110
mm de diámetro. La distribución del agua se ejecutará a cada uno de los
tubos de alimentación por medio de una caja en donde se acomodarán
extremos de los tubos de alimentación
La cantidad de lodo a descargar es de 29m3/d, el cual equivale un
volumen de 10,503m3 por año.
Los lodos digeridos serán drenados por gravedad y por medio de tuberías
que se inician en el fondo del reactor anaeróbico hacia una cisterna desde
donde se impulsará a los lechos de secado mediante bombas de lodos.
Los gases serán recolectados por medio de campanas situadas en la parte
alta del digestor y se estima una producción total entre 2,143 metros
cúbicos por día de gas metano al 30% el cual será quemado con ayuda de
un dispositivo destinado a este fin.

Filtro percolador
Se proyecta cinco unidades de filtro percolador de 36.0 m de diámetro y
una profundidad neta de 2.0 m, cada filtro percolador cuenta con 2 brazos
molinetes
Los filtros percoladores se comportan como unidades de baja tasa con
una carga superficial de 7.30 m3/m2-d y carga orgánica de 0.71 kg
DBO/m3, estimándose que la eficiencia remocional de la DBO sea del
72.9 por ciento con una DBO total en el efluente entre 57 a 52 mg/l.
La ventilación se realizará por medio de tubería de PVC de 200 mm de
diámetro instaladas en la periferia para permitir el ingreso de aire a una
tasa de 0.3 m/minuto. De esta manera, el filtro trabajará de manera
aeróbica.
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla

Sedimentadores secundarios
Los sedimentadores están dirigidos a disminuir la concentración de
sólidos sedimentables provenientes de las lagunas aeradas de mezcla
completa. Se han proyectado cinco unidades de sedimentación. Cada una
de las unidades tendrán a nivel de espejo de agua un diámetro de 22.00 m
y una profundidad de promedio de 3.50 m.
El período de retención total es de 4.33 horas para el caudal promedio y
de 2.4 horas para el caudal máximo. Los lodos deberán ser drenados
diariamente hacia los lechos de secado.

Deshidratado de lodos
El lodo drenado por los reactores anaeróbicos de flujo ascendente y que
está conformado tanto por el lodo primario y lodo secundario retornado
desde el filtro percolador al reactor anaerobio, serán descargados a una
cisterna desde donde se impulsará al espesador de lodos para incrementar
el porcentaje de sólidos del 2.5% al 4.0-5.0%. Este lodos espesado, será
deshidratado por centrifugación para reducir la humedad del lodo del 9695% al 78%.
La cantidad de lodos a ser descargado de los RAFAs, se ha estimado en
7.0 toneladas por día de sólidos totales, equivalente a 290 metros cúbicos
de lodos por año con una humedad de 97.5% (2.5% de sólidos). El
proceso de espesado de lodos permitirá disminuir el volumen entre 100 a
150 metros cúbicos por día. El volumen de lodo deshidratado diariamente
con una humedad del 22% ocupará un volumen de aproximadamente 32
metros cúbicos.
c)
Alternativa 3.- Lagunas aeradas

Lagunas aeradas
Estas lagunas están dirigidas a disminuir la carga orgánica y estarán
conformados por dos lagunas en paralelo del tipo mezcla completa.
Las lagunas aeradas en número de cuatro tendrán a nivel de espejo de
agua una longitud de 75.0 m, un ancho de 75.0 m y una profundidad de
3,50 m. El período de retención total es de dos días y se calcula que la
eficiencia remocional de la DBO sea del 90 por ciento con una DBO total
en el efluente de 42 mg/l y soluble de 17 mg/l.
La cantidad de oxígeno requerido por día es de 4,650 kg. y la aeración
se efectuará mediante aeradores del tipo helicoidal inclinados con
sopladores incorporados. Estos tipos de aeradores, si bien no son muy
eficientes en la transferencia de oxígeno, tienen la ventaja de imprimir
movimiento a la masa de agua produciendo una mejor mezcla y
oxigenación con la consiguiente estabilización de la materia orgánica en
condiciones totalmente aeróbicas.
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
La potencia total necesaria para oxigenar las aguas residuales para
satisfacer la DBO es de 0,77 Kg O2/hp lo cual brindará una densidad
energética de 10.54 vatios por metro cúbico de agua residual tratada y
que es muy similar a la densidad energética aplicada en las lagunas de
mezcla completa de San Juan de Miraflores y San Bartolo. La relación
Oxígeno suministrado: DBO satisfecha es de 1.11 lo cual garantiza la
oxidación de la materia orgánica remanente. A fin de incrementar la
mezcla de las aguas residuales al interior de las lagunas, se ha
considerado la instalación por laguna de un equipo vertical de 1100 hp y
cuatro de eje inclinado de 10. hp.

1.3
Lagunas secundarias o maduración
Se han proyectado ocho lagunas de 160 m de largo, 75 m de ancho, 2.00
m de profundidad y 0.50 m de borde libre. Cada laguna
facultativas/maduración tendrá un área superficial unitaria de 1.2ha, un
período de retención de 5 días, y se estima que la DBO total remanente
será de 12 mg/L y de 6 mg/L expresado como DBO soluble. La
concentración de coliformes termotolerantes tendrá un valor promedio de
3,6E+06 como NMP/100 ml.
Calculos Hidraulicos de Unidades Principales Planteadas
Cuadro Nº 3.
Calculo de Reactor de Aeracion Prolongada Pachacutec
DATOS DE DISENO
Caudal promedio
Caudal máximo horario
DBO crudo
Nitrógeno Kjedhal total
Temperatura del agua en invierno
Temperatura del agua en verano
Aporte per cápita de DBO
Largo unitario
Ancho unitario
Profundidad del reactor
Número de reactores
Altura sobre el nivel del mar
Potencia seleccionada AERADOR
Población
CRITERIOS DE DISENO
SSVLM (mg/l)
Concentración lodo retorno
Razón en peso SSVLM/SSTLM
SSTLM (mg/l)
DBO remanente
Eficiencia remocional de DBO
Coef produc lodos (a/Y) síntesis
Factor respiración endógena (b-Kd)
Tasa media de asimilación del sustrato (Ks)
Máxima tasa de uso del sustrato (k)
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
l/s (m3/d)
l/s (m3/d)
mg/l (kg/día)
mg/l (kg/día)
oC
oC
g/hab-dia
m
m
m
N°
msnm
hp
hab
427,0
770,0
429
75
13,0
27,0
50
55,50
51,50
3,50
4
30,0
1300
316540
SSV mg/l
SST mg/l
fraccion
SST mg/l
mg/l
%
kgSSV/kgDBO
1/d
4500
10000
0,66
6818
70,0
83,7
0,55
0,025
60
6,0
36892,80
66528,0
15827,0
2767,0
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Req oxigeno para síntesis (a')
Req oxigeno resp endógena (b')
Eficiencia de transferencia OD
Edad de lodo
IVL
Carga de lodos
kgO2/kgDBO dest
kgO2/kgSSVTA
%
d
ml/g
kgDBO/kgSSVLM
0,52
0,036
8
34,9
100
0,0951
CALCULO
REACTOR
DBO soluble
SST efluente
Eficiencia remocional DBO-soluble
Volumen reactor
Periodo de retención
LODO
Carga volumétrica
Lodo producido
Lodo producido
Lodo eliminado con efluente
Lodo a ser retirado del reactor
Volumen a evacuar directamente del reactor
Sólidos en el lodo
Volumen a evacuar del sedimentador
Contribución de lodos
Contribución de lodos
Razón de recirculación
Contenido de lodos en reactor
Contenido de lodos en reactor
Volumen de lodo de retorno
AERADOR SUPERFICIAL
Oxigeno disuelto residual
Factor de seguridad
Rendimiento neto (al freno)
Constante a
Constante b
Factor corrección aerador
Rendimiento aerador
Rendimiento aerador
Oxigeno
Relación oxigeno/DBO removido real
Potencia
Densidad energia
DIMENSIONES
Aeradores por reactor
Total de aeradores
Potencia por reactor
Potencia de cada aerador
Área total
Área por reactor
Relación largo/ancho
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
mg/l
mg/l
%
m3
h
kg DBO/m3
kg SSV/d
kg SST/d
kgSST/d
kgSST/d
m3/d
%
m3/d
g/hab-dia
kg/hab-año
%
kgSSV
kgSST
m3/d
mg/l
kg OD/kWh
kg O2/kWh
kg O2/hp
kg/d
kg O2/kg DBOr
hp/1000 m3
vatios/m3
N°
N°
hp
hp
m2
m2
A
32,8
56
92,3
37132
24,16
B
0,43
4768,6
7225,2
2066,0
5159,2
604,8
0,85
342,4
10,82
3,9
214
166425
252159
79056
A
1,5
1,20
1,80
0,85
0,98
0,69
1,24
0,92
28809
1,97
40,40
30,2
A
5
20
375
75,0
10609
2652
1,00
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Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Cuadro Nº 4.
Calculo del Reactor Anaerobico de Flujo Ascendente Pachacutec
DATOS
Caudal total
Caudal máximo
Unidades
DQO total
DQO soluble
Dotación de agua
Factor de uso
Temperatura invierno
SEDIMENTADOR
Largo sedimentador
Ancho
Número sedimentadores seleccionado
Profundidad recta (h)
Profundidad inclinada
Apertura de fondo de sedimentador
Numero aberturas por sedimentador
Traslape de trampa de gases
Espesor de pared sedimentador
REACTOR
Ancho
Altura reactor
Difusores
CAUDALES DE DISEÑO
Caudal unitario Q promedio
Caudal unitario Q máximo
Población total
CALCULO POR REACTOR
SEDIMENTADOR
Volumen
Area superficial
Inclinación de tolva
Profundidad total del sedimentador
Periodo de retención Q promedio
Periodo de retención Q maximo
Tasa superficial de aplicación promedio
Tasa superficial de aplicación máximo
Velocidades en aberturas Q promedio
Velocidades en aberturas Q máximo
Porcentaje de abertura fondo sediment
VENTILACION
Ancho libre
VERTEDERO
Longitud de vertedero
Tasa de escurrimiento de vertedero prom
Tasa de escurrimiento de vertedero máximo
REACTOR
Carga orgánica
Área
Volumen lodo (carga de diseño)
Carga orgánica
Velocidad ascensional Q promedio
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
Unid
l/s
l/s
N°
mg/l
mg/l
l/hab-día
%
ºC
427,00
767,00
5
900
800
117
100
20
m
m
Nº
m
m
m
Nº
m
m
33,60
3,10
4
0,350
1,35
0,50
2
0,15
0,15
m
m
N°
16,80
6,00
222
l/s
l/s
hab
85,40
153,40
316161
m3
m2
v:h
m
h
h
m3/m2-día
m3/m2-día
m/h
m/h
%
m
Longitudinal
517,78
416,64
1,29
1,70
1,68
0,94
17,7
31,8
2,29
4,11
23,81
m
m3/ml-d
m3/ml-d
0,80
0,00
134,40
54,90
98,61
kg DQO/d
m2
m3
kg DQO/m3-d
m/día
6640,70
564,48
3387
1,96
13,07
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Velocidad ascensional Q máximo
Difusores
Carga hidráulica
Período de retención Q promedio
Periodo de retención Q máximo
Velocidad mezcla por gases
CARGA ORGANICA
DQO degradable efluente
DQO a ser degradado
DQO total efluente
GASES
Altura sobre el nivel del mar
Sulfato
DQO removido por sulfatos
DQO transformado a metano
DQO transformado a metano
Producción de gas (30% CO2) X reactor
PRODUCCION DE LODOS x REACTOR
Sólidos totales en el bioreactor
Sólidos en el lodo húmedo
Fracción SSV/SST
Lodos en el reactor
Lodo producido
Lodo producido
Lodo eliminado en el efluente
Lodos drenados
Volumen de lodos a descargar
Tasa de producción
Tiempo de retención del lodo
Volumen de lodos a descargar
Carga de lodos
m/día
m2/Nº
m3Ar/m3rea-d
h
h
m3/m2-H
23,5
2,5
2,18
11,02
6,13
0,83
mg/L
mg/l
mg/l
242
608
292
msnm
mg/L
mg/L
mg/L
kg/d
m3/d
120
10
6,0
601,6
4439
2143
g/l
%
%
kg SSV
kg SSV/d
kg SST/d
kg SST/d
kg SST/d
m3/día
kg ST/PE año
días
m3/año
kgDQO/kgSSV
30,0
4
50
101606
797
1594
443
1151
29
6,64
127,5
10503
0,07
Cuadro Nº 5.
Filtro Percolador
DATOS
Caudal
DBO crudo
Remoción DBO sed primario
DBO aplicado
Diámetro filtro
Temperatura aire (prom)
Temperatura agua
Temperatura seleccionada
Diámetro de distribuidor
Alto de filtro
Números de brazos molinete
Unidades
l/s
mg/l
%
mg/l
m
oC
oC
oC
m
m
No
u
427
430
55,0
194
36,0
20,0
24,2
19
3,0
2,00
2
5
%
m2
%
mg/l
72,9
5054,0
70,4
52
CALCULO
Eficiencia
Área útil del filtro
Eficiencia total a X °C
DBO efluente
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
DBO efluente a X°C
Carga orgánica total
Volumen del filtro
Carga orgánica
Carga superficial
FUERZA DE LAVADO NORMAL)
Revoluciones por hora seleccionado
Un paso cada
Fuerza de lavado
Perímetro
FUERZA DE LAVADO MAXIMO
Requerimientos de pasos
Requerimientos de pasos diseño
Velocidad rotación molinete
Revoluciones por hora
Un paso cada
Perímetro
mg/l
kgDBO/d
m3
kgDBO/m3-d
m3/m2-d
57
7139
10108
0,71
7,30
rev/hora
min
mm/paso
m/s
30,0
2,0
5,07
0,94
m/paso
m/paso
rpm
rev/hora
min
m/s
0,134
0,250
0,010
0,61
98,6
0,02
Cuadro Nº 6.
Calculo de Lagunas Aeradas y Facultativas/Maduración
DATOS DE DISENO
Caudal
Demanda bioquímica de oxígeno
Carga per-cápita
Sólidos suspendidos
Temperatura ambiental mínima
Temperatura invierno
Temperatura verano (agua)
Evaporación
Infiltración
Habitantes
LAGUNAS
Profundidad de laguna (m)
Largo de laguna (espejo de agua)
Ancho de laguna (espejo de agua)
Factor de seguridad (carga)
Numero de lagunas
Pendiente de diques interno (h/v)
Constante de asimilación DBO
Sólidos vía síntesis (a)
Respiración endógena (b)
DBO efluente
DBO efluente (verificación)
CALCULO
Sol sus volátiles en el reactor (mg/l)
Largo de laguna (fondo)
Ancho de laguna (fondo)
Relación largo/ancho
Volumen unitario
Volumen total
Área superficial total
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
m3/d
mg/l
g DBO/hab-dia
mg/l
°C
°C
°C
mm/d
mm/d
N°
m
m
m
%
N°
H/V
a
b
mg/l
mg/l
mg/l
m
m
m3
m3
ha
36893
l/s
429
kg/d
50
500
13
19,0
27
3
3
316542
AERADA FACULT 1
3,50
2,00
75,0
160,0
75,0
75,0
0,50
4
8
2,00
2,00
0,025
0,50
0,12
25,0
16,6
582,4
61,0
61,0
1,00
16241
64965
2,25
152,0
67,0
2,1
22159
177273
9,60
427,00
15827
INFORME FINAL
Área superficial unitaria
Carga
Máxima carga admisible
Periodo de retención (días)
Caudal efluente
BIOQUIMICA
DBO soluble
DBO total
Remoción total
Tasa de decaimiento (1.0 a 1.2)
Dispersión
k (mort)
a
Coliformes afluente (num/100 ml)
Coliformes efluente (num/100 ml)
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
ha
kg DBO/ha-d
kg DBO/ha-d
días
m3/d
mg/l
mg/l
%
1/día
NMP/100 ml
NMP/100 ml
0,56
7034
1,76
36758,0
1,20
159
165
4,8
36182,0
17
42
90
1,0
21,645
0,93458
11,9786
1,7E+08
6,4E+07
6
12
97
1,2
0,4359
1,1215
3,2297
6,4E+07
3,6E+06
Cuadro Nº 7.
Calculo de Aeradores
Caudal
Demanda bioquímica de oxígeno
Sólidos suspendidos
Temperatura ambiental mínima
Temperatura invierno (agua)
Temperatura verano (agua)
Periodo de retención (días)
Elevación
Oxigeno residual
Potencia p/mezcla completa
Rendimiento del aerador
Factor de transferencia de oxígeno
Factor de saturación de oxigeno
Factor de seguridad
Potencia instalada
ECKENFELDER & O'CONNORS
Constante de asimilación DBO
Sólidos vía síntesis Xv/S
Respiración endógena
Req. de oxígeno para síntesis
Req. de oxígeno respiración endógena O2/(Xv.d)
METCALF & EDDY
MASA células/substrato (Y)
Máxima tasa de crecimiento/2 (Ks)
Máxima tasa de uso del substrato/SSV (k)
Tasa de decaimiento endógeno (Kd)
Relación SSV/SST
Constante de remoción de DBO
Relación DBO5/DBOu
DBO soluble efluente (mg/l)
DBO total efluente (mg/l)
verano
invierno
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
m3/dia / l/s
mg/l kg/d
mg/l
°C
°C
°C
días
msnm
mg/l
hp/1000 m3
kg O2/kW
a
b
hp
36893
429
500
13,0
19,0
27,0
1,8
30
1,5
10,0
1,5
0,85
0,98
1,20
1100
a
b
a'
b'
0,025
0,5
0,12
0,8
0,2
Y
mg/l
1/d
0,5
60
7
0,06
0,8
2,5
0,60
Eckenfelder
16,65
427,0
15827
Metcalf
13,12
56,30
83,25
INFORME FINAL
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
Crecimiento de lodos (mg/l)
Eficiencia de remoción de DBO (%)
Sol susp volátiles en el reactor (mg/l)
Sol sus totales en el reactor (mg/l)
DBO removida (kg/dia)
Oxigeno para síntesis
Masa de SSV en el reactor (kg/dia)
Masa de SST en el reactor (kg/dia)
Oxigeno para respiración endógena (kg/dia)
Total de oxigeno
Factor de corrección del aerador
Rendimiento del aerador (kg O2/KWH)
Rendimiento del aerador (kg O2/hp)
Densidad energética bruta (vatios/m3)
Relación oxigeno/dbo removida
1.4
96,12
585,87
732,33
15212,97
12170,38
19030,35
23787,94
4649,27
16820
0,69
1,03
0,77
10,54
1,11
188,07
96,94
588,07
735,09
15343,17
23877,40
15719
0,69
1,03
0,77
10,54
1,10
Caracteristicas Cualitativas de Procesos de Tratamiento
Cuadro Nº 8.
Intensidad del Proceso en las Alternativas Tecnológicas Propuestas
Alternativa
Proceso
Bioquimico
Intensidad del
Proceso
Caracteristica de Biomasa
1
Aerobio
Intensivos
Biomasa Suspendida
2
Anaerobio –
Aerobio
Intensivos
Biomasa Suspendida Biomasa fija
3
Aerobio
Semi - intensivos
Biomasa Suspendida
Cuadro Nº 9.
Nivel de Tratamiento de los Esquemas Tecnológicos Planteados
Secundario
Desinfeccion
Tecnologia
para manejo
de lodos
Tpr2
LAOC+S1
Cloracion
Dan
2
Tpr2
UASB + FP + S1
Cloracion
Dan
3
Tpr2
Lai + LM
Cloracion
Dan
Alternativa
Preliminar
1
Primario
Listado de abreviaturas de tecnologías para el tratamiento de aguas residuales y
disposición de lodos:
Tpr1
Tpr2
LA
LAi
=
=
=
=
Tratamiento preliminar de Rejas
Tratamiento preliminar de Rejas + desarenador
Laguna anaerobia cubierta con geomenbrana
Laguna aireada
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros
INFORME FINAL
LM
S1
FP
UASB
LAOC
LAOCP
C1
C2
Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado
para el Macro Proyecto Pachacutec del Distrito de Ventanilla
=
=
=
=
=
=
=
=
Laguna de maduración
Sedimentador secundario
Filtros percoladores
Reactor UASB
Lodos activados aireacion extendida
Lodos activados del sistema de planta compacta
Clarificador primario
Clarificador secundario
Listado de abreviaturas de tecnologías para la disposición de lodos:
LS
=
Lecho de secado
Dan
=
Deshidratador de Lodos
Observación :
 No es recomendable el uso de tratamientos anaerobios para temperaturas
ambiente menores a 150C y presencia de altos contenidos de sulfatos en aguas
residuales (mayores a 250 mg/l)
 Los UASB son altamente sensibles a cambios bruscos de temperatura.
1.5
Selección de Alternativa
Las experiencias de Sedapal con el proceso de tratamiento tipo UASB- Filtro
Percolador ha presentado constantes problemas operativos como en el caso de la
PTAR de José Gálvez que opera con esta tecnología.
Asimismo la PTAR tipo UASB – Filtro Percolador es bastante sensible a cambios
de temperatura y tiene un soporte mediano a descargas industriales. A diferencia de
las plantas de aeración prolongada y las lagunas aireadas las cuales soportan los
cambios de temperatura y tienen un mayor soporte en caso de descargas
industriales.
La principal ventaja de una planta UASB es que requiere poco terreno, pero para la
planta proyectada de Pachacutec se tiene una disponibilidad de terreno amplia a los
alrededores de la planta existente, por lo que no seria recomendable el uso de este
tipo de tratamiento.
Por otro lado las plantas de tipo Aeración prolongada como los casos de la PTAR
de San Antonio de Carapongo y las lagunas aereadas como en el caso de la PTAR
de San Juan, PTAR Huascar han demostrado mayores eficiencias de remoción, así
como son tecnologías conocidas por los operarios de Sedapal y fiables. Asimismo
estas tecnologías tienen un mayor soporte a las descargas industriales.
Además de la evaluación económica realizada se demuestra que es más económica
la utilización de una planta de tratamiento de aeración prolongada que una PTAR
tipo laguna aereada, por lo que se opta por la utilización de la Planta de tratamiento
de aeración prolongada.
Consorcio Macro Proyecto Ingenieros