Vol XI DIS DEF QUITUMBE TOMO 1 29SEP2013

EMPRESA PÚBLICA METROPOLITANA DE AGUA
POTABLE Y SANEAMIENTO (EPMAPS)
PROGRAMA DE SANEAMIENTO AMBIENTAL PARA EL DISTRITO
METROPOLITANO DE QUITO (PSA), FASE II
PRÉSTAMO BID 1802/OC-EC
SP-CONPC-EP-BID-02-2011
DISEÑOS DEFINITIVOS DE DOS PLANTAS DE RECUPERACIÓN DE AGUA
PARA EL SUR DE QUITO
VOLUMEN XI: DISEÑO DEFINITIVO DE LA PLANTA DE
RECUPERACIÓN DE AGUA DE QUITUMBE
TOMO 1: DISEÑO HIDRÁULICO Y ELECTROMECÁNICO
OCTUBRE 2013
En asociación con
BEGLAR Ingegneria s.r.l.
VOLUMEN XI: DISEÑO DEFINITIVO DE LA PLANTA DE
RECUPERACIÓN DE AGUA DE QUITUMBE
TOMO 1: DISEÑO HIDRÁULICO Y ELECTROMECÁNICO
N° PROYECTO:
0
31/05/2013
Emisión
1
10/2013
Revisión 1
2
3
4
F287.A.001
VOLUMEN XI: DISEÑO DEFINITIVO DE LA PLANTA
DE RECUPERACIÓN DE AGUA DE QUITUMBE,
TOMO 1
AC/BS
RT
PB
Lotti Ingegneria S.p.A.en Asociación con ACS International S.r.l. - BEGLAR Ingegneria S.r.l.
CONTENIDO
TOMO 1: DISEÑO HIDRÁULICO Y ELECTROMECÁNICO
2
CONTENIDO
III
GLOSARIO
X
SISTEMA DE UNIDADES
XVI
ÍNDICE DE FIGURAS
XVII
ÍNDICE DE TABLAS
XXI
ÍNDICE DE ANEXOS TOMO 1 (CARPETAS INDIVIDUALIZADAS)
XXIV
ANEXO 1.1: CÁLCULOS DEL PROCESO
XXIV
ANEXO 1.2 MODELACIÓN BIOWIN
XXIV
ANEXO 1.3: LISTA DE CANTIDADES Y ESPECIFICACIONES TÉCNICAS
XXIV
INTRODUCCION
1
1.
GENERALIDADES PARA LA GESTIÓN Y MANTENIMIENTO DE UNA
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
4
2.
2.1.
LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS
Procedencia y contaminantes
6
6
2.2.
Características de las aguas residuales urbanas
7
Caudales de las aguas residuales urbanas
Calidad de las aguas residuales urbanas
7
8
3.
3.1.
CARACTERÍSTICAS CUALITATIVAS DE LA DESCARGA
Características físicas
11
11
Temperatura
Olor
Contenido de sólidos
Gases disueltos
pH y alcalinidad
Contaminantes Orgánicos
Demanda teórica de oxígeno
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)
11
12
12
13
14
14
14
15
Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento - EPMAPS
Diseños Definitivos de Dos Plantas de Recuperación de Agua para el Sur de Quito - Fase 2: Diseño Definitivo
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10/2013
Pag. III
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3.2.
Compuestos de nitrógeno y fósforo
Fósforo
Gas disuelto
Sustancias aceitosas
Tensoactivos
Micros contaminantes orgánicos
Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC)
Pesticidas
Solventes
Otros contaminantes orgánicos altamente tóxicos
Compuestos inorgánicos
15
16
16
16
17
18
18
19
20
21
24
3.3.
Cloruros
Sulfatos y Sulfuros
Metales pesados
Características Biológicas
24
25
26
26
3.4.
Principales microorganismos de interés
Microorganismos indicadores de contaminación fecal
27
28
Coliformes totales
Coliformes fecales
Escherichia Coli
29
29
30
4.
LA DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS
31
5.
5.1.
Fundamentos básicos del tratamiento de las aguas residuales urbanas
Recogida y conducción
32
32
5.2.
Tratamiento
32
Calculo del caudal y de los contaminantes de diseño
33
6.
TRATAMIENTOS DE LAS AGUAS RESIDUALES UTILIZADOS EN LA
PLANTA QUITUMBE
36
7.
ANÁLISIS DE LAS SECCIONES DE TRATAMIENTOS UTILIZADAS EN LA
PLANTA DE QUITUMBE
42
7.1.
Estación de bombeo
42
misma
8.
8.1.
Definición del número y de la tipología de bombas
53
Características del diseño relativas al tanque de aspiración
56
Principales equipos instalados en el tanque de aspiración y a servicio de la
58
Criterios de selección de la bomba
60
Medidores y reguladores
68
Rejilla a canasta
71
Puente Grúa
72
PRE-TRATAMIENTOS MECáNICOS
Cribado grueso y fino
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74
74
10/2013
Pag. IV
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8.2.
Criterios de dimensionamiento: datas de output por el dimensionamiento del
cribado grueso y fino
81
8.3.
Principales equipos instalados
85
8.4.
Rejilla de limpieza mecánica gruesa
Rejilla de limpieza mecánica fina
Cóclea compactadora
Contenedor recogida del rastrillado
Compuerta manual rejilla
Cobertura en P.R.F.V. rejilla de limpieza mecánica
Sistemas de fijación de las coberturas
Medidor de caudal electromagnético
Desarenado y desengrasado
86
87
88
89
90
91
92
93
93
8.5.
Criterios de dimensionamiento
96
8.6.
Principales equipos instalados por el desarenado/desengrasador
inicial
Puente raspador
100
Sistema de extracción arenas “air-lift”
102
Soplador volumétrico para la extracción de arenas a canal lateral
102
Soplador para desarenador con dos lóbulos
107
Medidor de caudal de aire por sopladores
110
Sistema de difusión tubular
111
Clasificador de arenas
111
Contenedor de recogida de arenas
112
Compuerta manual sección desarenador/desengrasador
112
Muestreo aguas abajo del pre-tratamiento
114
Cobertura en P.R.F.V. desarenador y desengrasador
121
Desodorizaciòn aire de ventilación de tratamientos preliminares y levantamiento
126
9.
9.1.
TRATAMIENTO BIOLóGICO
Principales equipos instalados
Compuertas manual alimentación tratamiento biológico
Compuertas manual salida tratamiento biológico
Agitador sumergidos entrada Carrusel
Agitadores sumergidos horizontales -tanque Carrusel
Sistema de oxigenación a burbuja fina realizado con difusores a disco
membrana
Medidor de nivel por ultrasonidos
Medidor de SST
Medidor de pH/redox
Medidor de fósforo total
Medidor de oxígeno disuelto
Unidad multiparamétrica – Medidor de Nitratos
Unidad multiparamétrica
10.
10.1.
SEDIMENTACIóN SECUNDARIA
Criterios de dimensionamiento
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100
129
141
141
143
144
145
9” a
146
150
151
153
154
155
156
158
160
169
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Pag. V
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10.2.
Principales equipos instalados
169
10.3.
Medidor de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonidos
Compuerta manual alimentación sedimentación final
Compuerta manual salida sedimentación final
Puente raspador circular a succión a tracción periférica (PRATP)
Medidor de SST
Bombeo de lodos de recirculación y lodos de exceso
169
170
171
172
177
179
Bombas lodos de recirculación
Criterios de selección de la bomba
Bombas lodos de exceso
Criterios de selección de la bomba
Medidor de caudal de tipo electromagnético
Medidor de nivel por ultrasonidos
179
180
186
187
192
193
FILTRACIóN SOBRE TELA
Principales equipos instalados
195
201
Compuertas manual alimentación filtros
Compuertas manual bypass filtros
Filtro mecánico con placas en tela
201
203
204
12.
12.1.
DESINFECCIóN UV
Principales equipos instalados
209
212
12.2.
Compuertas manual alimentación UV
Compuertas manual bypass UV
Compuertas manual salida UV
Módulos desinfección UV
Muestreo aguas abajo de la sección de desinfección con UV
212
213
214
215
218
13.
13.1.
DESINFECCIÓN CON CLORO
Principales equipos instalados
225
234
Medidores de caudal sobre vertedero
Medidores de cloro residual
Bomba de alimentación clororesiduómetro
Compuertas manual desinfección con hipoclorito de sodio
Depósito de almacenamiento hipoclorito de sodio
Bombas dosificadoras de hipoclorito de sodio
Grupo de presurización agua de servicio
234
235
236
236
237
238
238
14.
14.1.
ESPESAMIENTO DE LODOS
Criterios de dimensionamiento
241
243
14.2.
Principales equipos instalados
244
Puente raspador circular a piquetes
Cobertura en P.R.F.V. espesadores
Medidor de SST
Medidor de nivel por ultrasonido
Bomba mono levantamiento lodos
244
245
248
251
251
10.3.1.1.
10.3.2.1.
11.
11.1.
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Medidor de caudal de tipo electromagnético
253
15.
15.1.
ACONDICIONAMIENTO Y DESHIDRATACIÓN
Criterios de dimensionamiento
254
256
15.2.
Principales equipos instalados
257
Agitador axial de lodos
257
Medidor de nivel por ultrasonido
258
Bomba mono para alimentación de lodos a centrifugadores
259
Medidores de caudal de tipo electromagnético
260
Centrifugadores lodos
261
Grúa eléctrica a puente
262
Tornillo inclinado transporte lodos deshidratados
263
Tornillo horizontal para transporte lodos deshidratados
264
Contenedor de recogida de lodos
265
Estación para preparación y dosificación de polielectrolito
265
Desodorización del aire de ventilación del edificio de deshidratación y
espesamiento de lodos
267
Levantamiento de sobrenadantes y descargas
270
15.2.12.1.
Levantamiento de sobrenadantes y descargas desde espesador y
deshidratación
270
15.2.12.2.
Criterios de selección de la bomba
271
15.2.12.3.
Medidores de caudal de tipo electromagnético
276
15.2.12.4.
Grúa eléctrica a puente
276
15.2.12.5.
Bombas levantamiento sobrenadantes desde filtración
277
15.2.12.6.
Criterios de selección de la bomba
277
15.2.12.7.
Grúa eléctrica a puente
283
16.
16.1.
EDIFICIO SOPLADORES
Soplador para desarenador con dos lóbulos
284
284
16.2.
Medidor de caudal de aire por sopladores
286
16.3.
Soplador a tornillos
287
16.4.
Medidores de caudal de Pitot
290
16.5.
Ventilador para cambio aire
291
16.6.
Puente Grúa
291
17.
EQUIPOS DE LABORATORIO PaRa LA PLANTA DE QUITUMBE
296
18.
18.1.
ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA
Elaboración de la EPS
300
300
18.2.
Formato de la EPS
Procesos de soldadura
300
301
18.3.
Procesos de Soldadura Aprobados por este Reglamento
Procesos de Soldadura para EPS Precalificada
Combinaciones de metal base y metal de aporte
301
301
301
18.4.
Mínima temperatura de precalentamiento y entre pasadas
302
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18.5.
Temperaturas Alternativas de Precalentamiento y Entre Pasadas en Soldadura
302
Requerimientos de Dureza.
303
Limitaciones en las variables de las eps precalificadas.
306
18.6.
Combinación de EPS.
Requerimientos generales para una eps precalificada
18.7.
Requerimientos de la Soldadura Vertical Ascendente.
306
Limitación de Ancho / Profundidad de Pasada.
306
Requerimientos con Aceros Resistentes a la Intemperie.
307
Requerimientos comunes para arco sumergido con alambres en paralelo y
por Arco
306
306
múltiples alambres correspondientes a una eps precalificada
310
18.8.
Requerimientos de la soldadura de filete para una eps precalificada
310
18.9.
Detalles para Elementos Estructurales Tubulares.
Requerimientos comunes para soldaduras de
bisel
con
jpp
o
correspondientes a una eps precalificada.
18.10.
310
jpc
310
Requerimientos para juntas de penetración completa (jpc) correspondientes a
una eps precalificada
313
19.
CONDUCTOS DE INTERCONEXIÓN DE UNIDADES (PIPING): PERFIL
HIDRÁULICO DE LAS PLANTAS
341
19.1.
Consideraciones generales
341
19.2.
Pérdidas distribuidas.
342
19.3.
Pérdidas de cargo en las tuberías a presión.
Pérdidas concentradas.
342
345
19.4.
Tubo de Venturi
Cálculo del perfil hidráulico
349
350
Sector colector de descarga – inserción con bypass
351
Sector inserción con bypass -pozo de salida UV
351
Entrada pozo de unión - Entrada canal UV
352
Tramo entrada UV - salida filtración
353
Sector filtración: canal de salida - canal de entrada
353
Tramo filtración - pozo sumidero clarificado
354
Sector salida pozo sumidero clarificado filtracion – pozos a los sedimentadores
secundarios – DN600
354
Sector salida pozo sumidero clarificado - sedimentadores secundarios – DN500
355
Sector alimentación Sedimentador - salida biológico carrusel
356
Sector biológico carrusel - entrada al carrusel anaeróbico
357
Sector separador biológico - salida desarenador
357
Sector salida desarenador - entrada desarenador
358
Sector entrada desarenador - entrada cribado grueso
358
20.
ESTUDIO
CONTENCIÓN
DE
LAS
FUENTES
DE
OLOR
Y
ACCIONES
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PARA
LA
366
10/2013
Pag. VIII
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20.1.
Riesgo sanitario
370
20.2.
Metodología de análisis y evaluación de las emisiones de olores
371
20.3.
Acciones de mitigación sobre las fuentes de emisión odorífera
374
20.4.
Conclusiones
376
21.
21.1.
FUENTES DE EMISIÓN ACÚSTICA EN ESTADO DE DISEÑO
Esquematización de las fuentes de emisión acústica
377
379
21.2.
Análisis del escenario de emisión
379
21.3.
Niveles residuales
380
22.
EVALUACIÓN DE LOS NIVELES DE SONIDO AMBIENTAL EN LA FASE DE
OPERACIÓN
382
22.1.
Construcción del modelo de propagación
382
22.2.
Resultados
382
22.3.
Conclusiones
382
23.
BIBLIOGRAFÍA
383
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Pag. IX
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GLOSARIO
BOD
Biochemical oxygen demand
COD
Chemical Oxygen Demand
α
Coeficiente de flujo de alcantarillado
di
Dotación Hidráulica
DBO
Demanda Bioquímica de Oxígeno
DMQ
Distrito Metropolitano de Quito
DO
Oxígeno Disuelto (Dissolved oxygen)
DQO
Demanda Química de Oxígeno
EPDM
Etilo-Propileno-Dieno-Monómero.
EPMAPS
Empresa Pública Metropolitana de Agua Potable y Saneamiento de Quito
Hab
Habitantes
HE
Habitantes Equivalentes
HRT
Tiempo de retención hidráulico (Hydraulic retention time)
MBR
Bioreactor de Membrana (Membrane Bioreactor)
ML
Suspensión o mezcla de biomasa y sustrato (Mixed liquor)
MLSS
Sólidos suspendidos en la mezcla (Mixed liquor solid suspended)
η
Rendimiento
N
Nitrógeno
NH4
Amoníaco
NO2
Nitritos
NO3
Nitratos
NPSH
Altura neta de succión (Net Positive Suction Head)
OD
Demanda de Oxígeno
P
Fósforo
pH
Potencial de hidrógeno (Medida de acidez y de alcalinidad de una dilución)
PRFV
Poliéster reforzado con fibra de vidrio
PTAR
Planta de Tratamiento Aguas Residuales
PVC
Policloruro de Vinilo
Q
Caudal
Qh,pi,seco
Caudal horario de pico en temporada seca
Ql,max
Caudal de lluvia en entrada
Qm,seco
Caudal horario en temporada seca
Qmax,pt
Caudal máximo en entrada a los pre-tratamientos
Qmin
Caudal mínimo
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SBR
Reactor de Secuencia por Lotes (Sequencing batch reactor)
SD
Sólidos disueltos
SSnsed
Sólidos suspendidos no sedimentble
SSsed
Sólidos suspendidos sedimentable
SRT
Tiempo de retención celular (Sludge retention time)
SSNV
Sólidos suspendidos no volátiles
SST
Sólidos suspendidos totales
SSV
Sólidos suspendidos volátiles
ST
Sólidos Totales
SVI
Indice volumétrico de lodos (Sludge volume index)
SVT
Sólidos Volátiles Totales
T
Temperatura
tr
Tiempo llenado
ts
Tiempo vaciado
TKN
Nitrógeno Total Kjeldahl
TOC
Carbono orgánico total (Total organic carbon)
UV
Ultra Violeta
Agua residual Agua de desecho generada en las operaciones o procesos de los
industrial:
establecimientos industriales.
Agua residual Mezcla de: (a) desechos líquidos evacuados de residencias, locales
municipal:
públicos, educacionales y comerciales; (b) desechos líquidos evacuados de
locales industriales; y, (c) agua freática, superficial y de lluvia que entra al
alcantarillado como infiltración.
Agua que al descargar en un cuerpo receptor, cumple con los requisitos u
Agua residual objetivos de calidad.
tratada:
Sistema de obras para la recolección, conducción y disposición final de las
Alcantarillado:
aguas residuales y/o de las aguas de lluvia.
Alcantarillado
Sistema de obras para la recolección, conducción y disposición final tanto de
combinado:
las aguas residuales como de las aguas de lluvia en conjunto.
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Pag. XI
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Sistema de obras para la recolección, conducción y disposición final de las
Alcantarillado
de aguas de aguas de lluvia.
lluvia:
Caudal
Caudal estimado con el cual se diseñan los equipos, redes y
de
diseño :
estructuras de un proyecto determinado de Alcantarillado.
Caudal máximo
Caudal máximo durante veinticuatro horas, observado en un
diario:
periodo de un año.
Caudal máximo
Caudal máximo durante una hora, observado en un periodo de un
horario:
año.
Caudal medio:
Caudal medio observado en un periodo de un año.
Caudal
Caudal mínimo durante veinticuatro horas, observado en un periodo
mínimo
de un año.
diario:
Caudal
mínimo
Caudal mínimo durante una hora, observado en un periodo de un
año.
horario:
Coeficiente
de Medida de la rugosidad de una superficie, que depende del material y del
rugosidad:
estado de la superficie interna de una tubería.
Colector:
Conducto cerrado circular, cuadrado, oval, etc., que recibe los caudales de
los conductos secundarios de alcantarillado, siguiendo líneas directas de
evacuación de un determinado sector del sistema.
Coliformes:
Bacterias gram negativas de forma alargada capaces de fermentar lactosa
con producción de gas a la temperatura de 35° C o 37C (Coliformes
totales). Aquellas que tienen las mismas propiedades a la temperatura de
44° C o 44,5°C se denominan Coliformes termotolerantes. Caudal máximo
durante una hora, observado en un periodo de un año.
Depuración
de Término usado para significar la purificación o remoción de substancias
aguas residuales:
objetables de las aguas residuales, como por ejemplo DBO, DQO,
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Pag. XII
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bacterias, materiales tóxicos, etc. Se aplica exclusivamente a procesos de
tratamiento de líquidos. El termino Tratamiento de Aguas Residuales es
preferible para aplicación a líquidos y lodos.
Estructura hidráulica destinada a remover del agua las partículas en
Desarenador:
suspensión acarreadas por esta.
Descarga:
Es una estructura que permite la libre entrega de las aguas de un sistema
de alcantarillado hacia un cuerpo receptor en condiciones de flujo del agua
que no se erosione el cauce.
Diámetro interno:
Diámetro real interno de conductos circulares.
Diámetro nominal:
Es el número con el cual se conoce comúnmente el diámetro de una
tubería, aunque su valor no coincida con el diámetro real interno.
Dispositivo
medición
de Instalación en la red de alcantarillado para la medición de nivel y caudal
y del escurrimiento y toma de muestras para análisis de calidad del agua.
muestreo:
Emergencia:
Evento repentino e imprevisto que se presenta en un sistema de
alcantarillado, como consecuencia de fallas técnicas, de operación, de
diseño, de control, estructurales, de fuerza mayor o caso fortuito que
pueden ser naturales, accidentales o provocadas, que alteran su
operación normal
y que obliguen a adoptar medidas inmediatas para minimizar las
consecuencias.
Estación
de Conjunto de estructuras, equipos y accesorios que permiten elevar el agua
bombeo:
desde un nivel inferior a uno superior, o que introducen energía de presión
en un sistema hidráulico.
Mantenimiento:
Conjunto de acciones que se ejecutan en las instalaciones y/o equipos
para prevenir daños o para la reparación de los mismos cuando se
producen.
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Pag. XIII
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Memoria técnica:
Documento técnico y descriptivo que resume todos los datos de campo e
informaciones
preliminares,
resultados
de
trabajos
realizados,
recomendaciones y conclusiones del estudio.
Forman parte de la memoria los anexos, esquemas, planos y todos los
demás documentos que sean necesarios para completar el proyecto.
También se puede denominar Informe Técnico.
Parámetros
de Criterios seleccionados o preestablecidos con los que se diseñan y
diseño:
construyen cada uno de los elementos de un sistema de Alcantarillado.
Pérdida de carga:
Disminución de la carga hidráulica total de un fluido debido a las perdidas
por fricción y menores que se presentan con el flujo de este a través de un
conducto.
Pérdidas menores Pérdida de la carga hidráulica total causada al flujo por los accesorios o
o locales:
válvulas de una conducción de agua.
Perfil hidráulico:
Es un corte a través de un elemento del sistema de Alcantarillado que
muestra el nivel de agua en cada una de sus partes bajo condiciones de
operación normal.
Planta
de
tratamiento
(de Planta de tratamiento (de depuración) de aguas residuales PTAR:
depuración)
de Conjunto de obras, facilidades y procesos, implementados para mejorar
aguas
residuales las características del agua residual domestica e industrial
PTAR:
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Población
La población estimada al relacionar la carga o volumen de un parámetro
equivalente:
(DBO, sólidos en suspensión, caudal) al correspondiente aporte per
cápita (Kg. DBO/ (Hab.), l/ (Hab.)).
Operaciones y/o procesos de tratamiento destinados a la reducción de la
Pre-tratamiento:
concentración de contaminantes, la eliminación de los mismos o a la
alteración de la naturaleza de las propiedades contaminantes de las
aguas residuales domesticas o industriales antes de su descarga al
sistema público de alcantarillado, o a otros procesos de postratamiento
(pretratamiento anaeróbico seguido de post tratamiento).
Punto de muestreo:
Lugar de extracción de muestras de agua para su análisis y
representativo de la calidad del agua de escurrimiento en el sistema de
alcantarillado.
Rejilla:
Elemento que mediante una combinación de barras y espacios libres
permite el ingreso de agua a los sumideros y retiene basuras y material
sólido.
Sedimentación:
Proceso en el cual los sólidos suspendidos en el agua se decantan por
gravedad.
Sistema SCADA:
Conjunto de programas de computador con funciones de registro y
visualización de variables del proceso, generación de alarmas, cálculo y
aplicación de señales de acción, los cuales interactúan con el proceso
por intermedio de un sistema de adquisición de información.
Tubería:
Conducto de sección circular para el transporte de agua.
Válvulas:
Elemento que permite el control del flujo en una tubería.
Velocidad
de Dispositivo hidráulico para medición y control de rebose.
sedimentación:
Es un corte a través de un elemento del sistema de Alcantarillado que
Vertedero:
muestra el nivel de agua en cada una de sus partes bajo condiciones de
operación normal.
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SISTEMA DE UNIDADES
Aceleración
Ángulo Plano
Área
Caudal
Concentración
Densidad
Esfuerzo
Fuerza
Longitud
Masa
Población
Potencia
Potencial eléctrico
Presión
Temperatura
m/s2, Metros por segundo cuadrado
o, Grados
cm2, centímetro cuadrado
ha, hectárea
km2, kilómetro cuadrado
m2, metro cuadrado
l/h, Litro por hora
l/s, Litro por segundo
m3/s, Metros cúbicos por segundo
mg/l, Miligramo por Litro
ppm, Partes por millón
kg/m3, Kilogramo por m3
kPa, kilo pascal
MPa, mega pascal
Pa, Pascal
N, Newton
kN, kilo newton
t, tonelada
m, metro
km, kilómetro
mm, milímetro
g, gramo
mg, miligramo
kg, kilogramo
hab., habitante
kW, kilovatio
W, vatio
kV, kilovoltio
V, voltio
kPa, kilopascal
MPa, megapascal
Pa, Pascal
m.c.a., metros de columna de agua
oC, Grados centígrados
Velocidad
año, año
día, día
h, hora
min., minuto
s, segundo
m/s, metros por segundo
Viscosidad
Pa.s, pascales por segundo
Tiempo
Volumen
Otras
cm3, centimetro cubico
l, litro
m3, metro cubico
l/(hab•día), litro por habitante por día
m2/m, Metro cuadrado por metro
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ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1: Tipos de procesos en Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales ..................... 2
Figura 2: Rangos de dotación hídrica en base a la población ................................................ 5
Figura 3: Cono Imhoff ...........................................................................................................13
Figura 4: Esquema funcional y Plano esquemático de la PTAR Quitumbe ...........................40
Figura 5 : Planimetría de la planta de Quitumbe con la ubicación de las secciones de
tratamiento ...........................................................................................................................41
Figura 6 : Tendencia de la curva característica ideal en función del ángulo de salida de las
palas del rotor. .....................................................................................................................46
Figura 7 : Curvas características teóricas y reales (por número constante de revoluciones n)
en función del ángulo de salida de las palas del rotor. .........................................................46
Figura 8 : Curva característica de la planta y curva característica de la bomba. Intersección
de la curva característica en el punto de operación (estado estacionario). La curva Himp
depende del cuadrado del caudal y aumenta con el mismo. ................................................48
Figura 9: Esquema simple para el cálculo de la prevalencia de las bombas.........................55
Figura 10: Funcionamiento de la válvula de purga ...............................................................60
Figura 11: Curvas características de las bombas y de la planta ...........................................62
Figura 12: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada ...........................................63
Figura 13: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento inicial de Quitumbe .......65
Figura 14: Válvula de retención Clapeta - Aguas residuales .................................................66
Figura 15: Válvula de compuerta - Aguas residuales ............................................................67
Figura 16:Medidor de nivel ultrasonido .................................................................................70
Figura 17 : Escala de flujo en el canal .................................................................................79
Figura 18: Presión de entrega- Potencia absorbida ............................................................105
Figura 19: Presión de entrega-Temperatura .......................................................................106
Figura 20: Presión de entrega-Caudal ................................................................................107
Figura 21: Curva de funcionamiento por soplador (Q,N).....................................................109
Figura 22: Curva de funcionamiento (Q,DT) .......................................................................110
Figura 23: Cobertura en PRFV de la sección de desarenado .............................................125
Figura 24: Cobertura de un tanque de desarenado similar al desarenado de Quitumbe.....125
Figura 25: Particular de las aberturas de la cobertura en PRFV .........................................126
Figura 26: Reactor Biológico Carrusel dimensiones ...........................................................136
Figura 27: Sistema de circulación de aire, bombeo de aire con burbujas finas ...................150
Figura 28: Variación del flujo sólido total en función de la concentración de sólidos
suspendidos. ......................................................................................................................163
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Figura 29: Variación del flujo sólido total en función de la concentración de sólidos
suspendidos .......................................................................................................................165
Figura 30: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento lodos ..............................181
Figura 31: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada .........................................182
Figura 32: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento lodos de recirculación de
Quitumbe............................................................................................................................184
Figura 33: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento lodos ..............................188
Figura 34: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada .........................................189
Figura 35 : Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento lodos de exceso de
Quitumbe............................................................................................................................191
Figura 36: Pérdida de carga en el filtro ...............................................................................199
Figura 37: Pérdida de carga en el filtro ...............................................................................199
Figura 38: Curva descriptiva de la cloración en el breakpoint .............................................229
Figura 39: Cobertura en PRFV para espesador de tipo a puente fijo ..................................247
Figura 40: Particular de la cobertura en PRFV para un espesador .....................................247
Figura 41: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento sobrenadantes desde
espesador ..........................................................................................................................272
Figura 42: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada .........................................273
Figura 43: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento sobrenadantes desde
espesamiento de Quitumbe ................................................................................................275
Figura 44: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento sobrenadantes desde
filtración ..............................................................................................................................278
Figura 45: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada .........................................280
Figura 46: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento sobrenadantes desde
filtración de Quitumbe ........................................................................................................282
Figura 47: Curva de funcionamiento por soplador (Q, N)....................................................285
Figura 48: Curva de funcionamiento (Q, DT) ......................................................................286
Figura 49 : Curvas características (Q,N) ............................................................................289
Figura 50: Balance de materia............................................................................................295
Figura 51: Cordón de Soldadura en el Cuál la Profundidad y el Ancho Excede el Ancho de la
superficie o Cara de la soldadura .......................................................................................308
Figura 52: Juntas Tubulares Precalificadas Soldadas con Filete Hechas con Soldaduras por
Arco....................................................................................................................................311
Figura 53: Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas ......................313
Figura 54:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas 314
Figura 55:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas 315
Figura 56:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas 316
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Figura 57:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas 317
Figura 58:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas 318
Figura 59:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas 319
Figura 60: Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas .................320
Figura 61:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................321
Figura 62:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................322
Figura 63:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................323
Figura 64:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................324
Figura 65:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................325
Figura 66:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................326
Figura 67:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................327
Figura 68:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificada
...........................................................................................................................................328
Figura 69:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
...........................................................................................................................................329
Figura 70: Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T, K e Y con JPP....331
Figura 71:(Continuación) Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T, K e Y
con JPP..............................................................................................................................332
Figura 72:(Continuación) Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T, K e Y
con JPP..............................................................................................................................333
Figura 73Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T, K e Y con JPC .....334
Figura 74: Definiciones y Selecciones de Detalles Precalificados para Uniones Tubulares T,
K e Y con JPC ....................................................................................................................335
Figura 75: Detalles de Juntas Precalificadas para Soldaduras con Bisel y JPC en Uniones
Tubulares T, K e Y – Perfiles Planos Estándares para Espesor Limitado. ..........................336
Figura 76: Detalles de Juntas Precalificadas para Soldaduras con Bisel y JPC en Uniones
Tubulares T, K e Y – Perfiles con Punta de Filete para Espesor Intermedio .......................337
Figura 77: Detalles de Juntas Precalificadas para Soldaduras con Bisel y JPC en Uniones
Tubulares T, K e Y – Perfiles Cóncavos Mejorados para Secciones Pesadas o Bajo Cargas
de Fatiga ............................................................................................................................339
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Figura 78: Detalles de Juntas Oblicuas Precalificadas (No Tubulares) ...............................340
Figura 79: Línea de las cargas totales ................................................................................343
Figura 80 : Incidencia en porcentaje de las fases de tratamiento sobre las emisiones de
compuestos mal odorantes [Cernuschi e Torretta, 1996]....................................................370
Figura 81: Planimetría fuentes y receptores – Quitumbe ...................................................374
Figura 82: Planimetría fuentes y receptores – Quitumbe ...................................................380
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ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.-Caudales de diseño de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Quitumbe .34
Tabla 2.-Valores del parámetro correctivo Δh de la altura de presión atmosférica en función
de la altitud (Manual de Hidrómica, Wetts Cazzaniga)..........................................................45
Tabla 3.- Bombeo Inicial .......................................................................................................56
Tabla 4.- Características de las bombas ..............................................................................57
Tabla 5.-Cribado grueso .......................................................................................................81
Tabla 6.-Cribado fino ............................................................................................................84
Tabla 7.-Desarenador longitudinal aireado ...........................................................................96
Tabla 8.-Estimación de la cantidad de arena a remover .......................................................98
Tabla 9.-Características después de tratamiento mecánico de cribado y eliminación de arena
.............................................................................................................................................98
Tabla 10.-Límites que se deben garantizar a la descarga ....................................................99
Tabla 11.-Relaciones utilizadas para el diseño ...................................................................131
Tabla 12.-Eliminación de sustrato ......................................................................................132
Tabla 13.-Cálculo de la velocidad de nitrificación ...............................................................132
Tabla 14.-Cálculo de la producción bacteriana heterotrófica ..............................................133
Tabla 15.-Sector de desnitrificación....................................................................................134
Tabla 16.-Modelo del sector biológico según tecnología Carrusel ......................................136
Tabla 17.-Sector de eliminación de fósforo.........................................................................137
Tabla 18.-Cálculo de la cantidad de aire necesaria en el sector biológico ..........................140
Tabla 19.-Cálculo de rendimiento efectivo de oxigenación y de caudal de aire ..................140
Tabla 20.-Valores de carga hidráulica y de flujo de sólidos para ciertos tipos de proceso ..162
Tabla 21.-Criterios dimensionamiento Sedimentador secundario .......................................169
Tabla 22.-Parámetros básicos y valores típicos para diseño de sistemas de filtración de
superficie a través de Discfilter ...........................................................................................196
Tabla 23.-Valores de transmitancia a 254 nm para diversos tipos de efluentes ..................210
Tabla 24.-Características de la desinfección con cloro .......................................................225
Tabla 25.-Propiedades del cloro .........................................................................................226
Tabla 26.-Valores típicos de dosificación de cloro necesarios para cumplir diferentes
estándares de concentración de coliformes en el efluente para diferentes tipos de aguas
residuales y tiempo de contacto igual a 30 minutos ............................................................230
Tabla 27.-Impacto de las características del agua residual en el uso de cloro para los fines
de desinfección ..................................................................................................................232
Tabla 28.-Eliminación de coliformes totales en diferentes procesos de tratamiento ...........233
Tabla 29.-Criterios de dimensionamiento - Espesamiento estático .....................................243
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Tabla 30.-Dosis indicativa de polielectrolito de lodos civiles para centrífugas. Las dosis se
expresan en % en peso sobre el contenido de materia seca del lodo original ....................255
Tabla 31.-Criterios de dimensionamiento – deshidratación de lodos ..................................256
Tabla 32.-Relación de Resistencia .....................................................................................302
Tabla 33.-Selección del metal de aporte ............................................................................304
Tabla 34.-Mínima Temperatura de Precalentamiento y Entre Pasadas para una EPS .......309
Tabla 35.-Metal de Aporte para aplicaciones en aceros resistentes a la intemperie expuestos
sin protección .....................................................................................................................309
Tabla 36.-Tamaños mínimos de soldaduras precalificadas con JPP ..................................330
Tabla 37.-Aplicación de Detalles Precalificados para Uniones T, K e Y con JPC ...............335
Tabla 38.-Dimensiones de Junta y Ángulos de Bisel Precalificadas para Soldaduras con
JPC, en Uniones Tubulares T, Y, y K, Realizadas con Procesos SAMW, GMAW-S y FCAW
...........................................................................................................................................338
Tabla 39 -. Perdidas concentradas .....................................................................................345
Tabla 40.-Coeficiente de Strickler para diferentes tuberías ................................................348
Tabla 41: Tubo de Venturi ..................................................................................................350
Tabla 42.-Caudal de diseño ...............................................................................................350
Tabla 43.-Cálculos sector colector de descarga –inserción con bypass .............................351
Tabla 44.-Cálculos sector inserción con bypass-pozo de salida UV ...................................351
Tabla 45.-Entrada pozo de unión – Entrada canal UV ........................................................352
Tabla 46.-Tramo entrada UV – Salida filtración ..................................................................353
Tabla 47.-Sector filtración: canal de salida – canal de entrada ...........................................353
Tabla 48.-Tramo filtración –pozo sumidero clarificado ........................................................354
Tabla 49.-Sector salida pozo sumidero clarificado filtración – pozos a los sedimentadores
secundarios ........................................................................................................................354
Tabla 50.-Sector salida pozo sumidero clarificado-sedimentadores secundarios ...............355
Tabla 51.-Sector alimentación sedimentador – salida biológico carrusel ............................356
Tabla 52.-Sector biológico carrusel – entrada al carrusel anaeróbico .................................357
Tabla 53.-Sector separador biológico – salida desarenador ...............................................357
Tabla 54.-Sector salida desarenador – entrada desarenador .............................................358
Tabla 55.-Sector entrada desarenador – entrada cribado grueso .......................................358
Tabla 56.- Resumen de Cálculos del Perfil Hidráulico de la Línea de agua ........................360
Tabla 57.-Principales compuestos olorosos, subdivididos por clases, normalmente
encontrados en las plantas de tratamiento y relativo límite de percepción .........................368
Tabla 58.-Factores de emisión olorosa respecto a las fases del proceso, valores de
literatura. ............................................................................................................................371
Tabla 59.-Factores de emisión olorosa respecto a las fases del proceso ...........................372
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Tabla 60.-OER total de la planta ........................................................................................372
Tabla 61.-OER total de las plantas con obras de mitigación ...............................................374
Tabla 62: Planimetría fuentes y receptores – Quitumbe ....................................................374
Tabla 63.-Fuentes de emisión acústica ..............................................................................378
Tabla 64.-Fuentes acústicas significativas..........................................................................379
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ÍNDICE DE ANEXOS TOMO 1 (Carpetas individualizadas)
ANEXO 1.1: Cálculos del proceso
ANEXO 1.2 Modelación Biowin
ANEXO 1.3: Lista de Cantidades y Especificaciones Técnicas
ANEXO 1.4: Planos Capitulo Hidráulico (Planimetrías, Perfiles hidráulicos, y
mecánicos)
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INTRODUCCIÓN
La gestión correcta de las aguas residuales que fluyen a través de las cuencas urbanas
hacia la planta de tratamiento es el punto principal en el que nos hemos basados para la
elaboración del siguiente estudio.
El problema de las aguas residuales, de hecho, no se resuelve simplemente eliminándolas
de las áreas urbanas, de modo que estas aguas no interfieran con las actividades sociales y
económicas, sino mediante el control de su impacto real sobre el medio ambiente y los
recursos hídricos.
El objetivo del tratamiento de las aguas residuales es la remoción de los contaminantes, o
sea de las sustancias presentes en el agua, que al ser descargadas en el medio ambiente,
originan efectos adversos. Entre estas sustancias, son de especial relevancia las siguientes:
-
La materia orgánica;
-
Los sólidos en suspensión;
-
Los macro y micro nutrientes;
-
Los metales;
-
Los organismos patógenos.
Por esto, el diseño de cada planta de tratamiento debe estar precedido por una definición
adecuada de las características de la descarga a través de sus parámetros de cantidad
(caudal) y de calidad (concentraciones de contaminantes). Además de estos parámetros, es
de importancia fundamental considerar también características adicionales, tales como: la
temperatura, el color, el olor, el contenido de sólidos, el pH, la alcalinidad, entre otros.
Dada la variedad de contaminantes presentes en las aguas residuales, según sea su origen,
no existen procesos o ciclos de tratamiento utilizados para cualquier tipo de descarga. Sin
embargo normalmente un ciclo de tratamiento tendrá las siguientes dos secciones
fundamentales:
-
Línea de agua: para la eliminación de los contaminantes de la fase líquida con la
producción de sedimentos con alto contenido de humedad. Sedimentos constituidos
por el componente ya presente en la forma sedimentable o transformados en
sedimentables gracias a procesos físico-químico, químico o biológico;
-
Línea de lodos: para el tratamiento de los sedimentos producidos en la línea de
agua, de manera que sean compatibles con la disposición final.
Las fases de tratamiento se clasifican de acuerdo con el tipo de proceso adoptado.
En los tratamientos mecánicos es frecuente el uso de procesos físicos; los tratamientos
químicos implican el uso de reactivos externos y reacciones relacionadas con ellos; los
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tratamientos biológicos se basan en la actividad de poblaciones de micro-organismos vivos,
que utilizan sustratos orgánicos e inorgánicos para su metabolismo.
Se puede hacer la siguiente clasificación en función del tipo de tratamiento presente en las
plantas de depuración:
-
Tratamientos preliminares, para la eliminación de materiales gruesos, basados en
procesos físicos;
-
Tratamientos secundarios, para la eliminación de material en suspensión, basados
en procesos físicos;
-
Tratamientos terciarios y/o sistemas avanzados para la eliminación de contaminantes
específicos, basados en procesos químicos, físicos y biológicos.
En la figura 1 a continuación se muestran los distintos tipos de procesos generalmente
presentes en las plantas de tratamiento.
TRATAMIENTOS
PRELIMINARES
TRATAMIENTOS
PRIMARIOS
TRATAMIENTOS
TERCIARIOS (avanzados)
TRATAMIENTOS
SECUNDARIOS
EFLUENTE
PROCESO DE
CARGA BAJA
(Humedales)
EFLUENTE
EFLUENTE
DESINFECCIÓN
DESINFECCIÓN
DESINFECCIÓN
PROCESO DE CARGA
ALTA (- Lodos Activados
- Discos Biológicos)
CRIBADO GRUESO - FINO
DESARENADOR
DESENGRASADOR
SEDIMENTACION
SEDIMENTACION SECUNDARIA
REMOCIÓN NITROGENO
- nitrificación/desnitrificación
- intercambio de iones
- cloración al breakpoint
- disposiciòn de biogàs
- humedales
EXTRACCIÓN DE FÓSFORO
- precipitación química
- humedales
EXTRACCIÓN DE SOLIDOS
SUSPENDIDOS
- coaguación química
TRATAMIENTO DE LODOS
TRATAMIENTOS
BIOLÓGICOS
- Acopio de lodos
- Deshidrataciòn
- Digestor
TRATAMIENTOS NO
BIOLÓGICOS
- Deshidrataciòn
- Engrosamiento
- filtración
- tratamiento a membrana
- humedales
EXTRACCIÓN DE METALES Y
COMPUESTOS ORGANICOS
- adsorbimiento
- oxidación avanzada
EXTRACCIÓN DE SÓLIDOS
DISUELTOS
- osmosis inversa
Figura 1: Tipos de procesos en Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales
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Este Tomo 1 del Volumen XI presenta El Diseño definitivo Hidráulico y Mecánico de la
Planta de Quitumbe El tomo se completa con cuatro anexos, presentados en carpetas
individuales separadas.

Anexo 1.1 Los cálculos completos de la planta de tratamiento de Quitumbe se
encuentran en la hoja de cálculos “Quitumbe cálculos _proceso.xls” contenidos en la
carpeta Cálculos del Procesos Anexo 1.1.
Cabe anotar que en la hoja de cálculo antes mencionada, se encuentran números de
color
azul
que
indican
los
valores
conocidos,
obtenidos
anteriormente
(investigaciones o literatura).

Anexo 1.2 Modelación del proceso con software Biowin

Anexo 1.3 que contiene la lista de cantidades y especificaciones técnicas

Anexo 1.4 que contiene los planos del Capitulo Diseño hidráulicos
Subdivididos en Planimetrías, P&I (Pipes and Instrumentation diagram) del proceso,
planos de perfiles hidráulicos y mecánicos,
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1.
GENERALIDADES PARA LA GESTIÓN Y MANTENIMIENTO DE
UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
En una planta de tratamiento biológico se distingue la depuración de la línea de agua y la
depuración de la línea lodos. En la línea agua se efectúa el tratamiento de las aguas
residuales a través procesos físicos, químicos y biológicos y se producen aguas clarificadas
junto a un fango biológico (de exceso). En la línea lodos se efectúa la estabilización de los
lodos para la sucesiva deshidratación y evacuación a través de procesos biológicos
(aeróbicos o anaeróbicos), químicos o térmicos (desinfección con pasteurización del lodo).
Los tratamientos depurativos de las aguas servidas urbanas pueden alcanzar niveles más o
menos importantes pero de manera simplificada se pueden distinguir los siguientes tipos de
tratamientos (L. Masotti 2002):
Tratamiento mecánico
Se entiende generalmente como el proceso que se limita solamente a las fases preliminares
de cribado y desarenado y tiene el fin de separar las sustancias suspendidas en las aguas
servidas a través de procesos mecánicos.
Tratamiento secundario
Se llama así al tratamiento depurativo más importante generalmente biológico apto para
separar las substancias no sedimentables. Las aguas servidas que hayan recibido un
tratamiento secundario reciben un tratamiento “completo” en el que se eliminan las
substancias orgánicas que consumen oxígeno.
Tratamiento terciario:
Con este término se indica un sucesivo grado de depuración alcanzable con un tratamiento
suplementario que tiene el fin de mejorar el grado de depuración obtenido con el tratamiento
secundario descrito. Eliminando las últimas substancias suspendidas y las que consuman
oxígeno, este proceso permite además eliminar los compuestos con azufre
y fósforo,
detergentes sintéticos y de destruir los microorganismos patógenos. Se efectúa con
procesos químicos físicos y biológicos.
Los parámetros principales a tener en consideración para el diseño de una planta de
depuración de las aguas servidas urbanas son principalmente la carga hidráulica y orgánica
de los afluentes. El diseño hace referencia al habitante equivalente tipo, que por convención,
produce una carga hidráulica específica igual a un valor calculable utilizando los siguientes
rangos de la figura 2.
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Figura 2: Rangos de dotación hídrica en base a la población
Una vez establecido el valor de la dotación hídrica y el valor del coeficiente de flujo en el
alcantarillado, solitamente igual a 0.8, se calcula el caudal medio entrante a la planta
Para la planta de Quitumbe esto es verificable sea en los caculos de los caudales sea en el
anexo relativo al proceso de la Planta.
Para la determinación de la efectiva carga hidráulica
y orgánica afluente es siempre
conveniente efectuar pruebas directas en el campo, evaluando sea la portada hidráulica que
efectuando análisis de la concentración de la carga orgánica para la determinación de la
carga orgánica total.
Los análisis son normalmente extendidas ad otras características físicas (Solidos
suspendidos, turbidez temperatura conductividad) y químicas (COD, Azoto, fosforo, aceites
y grasas tensoactivos pH, metales) y biológicas (carga bacteriana, presencia de
microorganismos patógenos) de las aguas servidas a tratarse.
Estas son investigaciones a efectuarse de manera cuidadosa y sistemática en tiempos
diferentes en cuanto los datos obtenidos pueden condicionar la seguridad de todos los
caculos y diseño consecuentes
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2.
LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS
La Directiva 91/271/CEE, relativa al tratamiento de las aguas residuales urbanas, establece
las siguientes definiciones:

Aguas residuales urbanas: las aguas residuales domésticas, o la mezcla de estas
con aguas residuales industriales o con aguas de escorrentía pluvial.

Aguas residuales domésticas: las aguas residuales procedentes de zonas de
vivienda y de servicios, generadas principalmente por el metabolismo humano y las
actividades domésticas.

Aguas residuales industriales: todas las aguas residuales vertidas desde locales
utilizados para cualquier actividad comercial o industrial, que no sean aguas
residuales domesticas ni aguas de escorrentía pluvial.
De los tres posibles componentes de las aguas residuales urbanas:
• Las aguas residuales domesticas siempre estarán presentes.
• La incidencia de las aguas residuales industriales dependerá del grado de industrialización
de la aglomeración urbana y de la cantidad y características de los vertidos que las
industrias realicen a la red de colectores municipales.
• Las aguas de escorrentía pluvial tendrán su influencia en las aglomeraciones con redes de
saneamiento unitarias (lo más frecuente) y en los momentos en que se registren lluvias.
2.1.
Procedencia y contaminantes
La procedencia de los tres posibles componentes de las aguas residuales urbanas y los
principales contaminantes que estas que aportan, son los siguientes:
- Aguas residuales domésticas, que están constituidas a su vez por:
- Aguas de cocina: sólidos, materia orgánica, grasas, sales.
- Aguas de lavadoras: detergentes, nutrientes.
- Aguas de baño: jabones, geles, champús.
- Aguas negras, procedentes del metabolismo humano: sólidos, materia orgánica, nutrientes,
sales, organismos patógenos.
- Aguas residuales industriales: resultantes de actividades industriales que descargan sus
vertidos a la red de alcantarillado municipal. Estas aguas presentan una composición muy
variable dependiendo de cada tipo de industria.
- Aguas de escorrentía pluvial: en la mayoría de las ocasiones (sistemas de alcantarillados
unitarios), las aguas de lluvia son recogidas por el mismo sistema de alcantarillado que se
emplea para la recogida y conducción de las aguas residuales domesticas e industriales.
Las aguas de lluvia no son puras, dado que se ven afectadas por la contaminación
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atmosférica y por los arrastres de la suciedad depositada en viales, tejados, etc. Se
caracterizan por grandes aportaciones intermitentes de caudal y por una importante
contaminación en los primeros 15-30 minutos del inicio de las lluvias.
2.2.
Características de las aguas residuales urbanas
Cada agua residual es única en sus características aunque en función del tamaño de la
población, del sistema de alcantarillado empleado, del grado de industrialización y de la
incidencia de la pluviometría, pueden establecerse unos rangos de variación habituales,
tanto para los caudales como para las características fisicoquímicas de estos vertidos.
El conocimiento de los caudales y características de las aguas residuales generadas en las
aglomeraciones urbanas es básico para el correcto diseño de los sistemas de recogida,
tratamiento y evacuación de las mismas.
Las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), deben concebirse para poder
hacer frente a las variaciones diarias de caudal y carga que experimentan estas aguas.
Caudales de las aguas residuales urbanas
La cantidad de aguas residuales que se genera en una aglomeración urbana está en
proporción directa con el consumo de agua de abastecimiento, y este consumo viene
relacionado con el grado de desarrollo económico y social, puesto que un mayor desarrollo
trae consigo un mayor y más diverso uso del agua en las actividades humanas.
Entre los factores que influyen en la cantidad de aguas residuales que se genera en una
aglomeración urbana destacan el consumo de agua de abastecimiento, la pluviometría (en
el caso de redes de saneamiento unitarias), las perdidas, que pueden deberse a fugas en
los colectores o a que parte de las aguas consumidas no llegan a la red de alcantarillado
(como por ejemplo el riego de jardines) y las ganancias, por vertidos a la red de
alcantarillado o por intrusiones de otras aguas en la red de colectores. En la práctica, entre
el 60 y el 85% de del agua de abastecimiento consumida se transforma en aguas residuales,
dependiendo este porcentaje del consumo de agua en actividades particulares como el riego
de zonas verdes, de la existencia de fugas, del empleo del agua en procesos productivos,
etc.
Como consecuencia de las características y variaciones en las descargas de las aguas
residuales a la red de saneamiento, del tipo de alcantarillado usado, de las diferencia en las
costumbres de la comunidad aportante, del régimen de operación de las industrias servidas,
del clima, etc., los caudales de las aguas residuales oscilan durante el ano, cambian de un
día a otro y fluctúan de una hora a otra.
La primera punta de caudal se alcanza cuando llega a la estación depuradora el agua
correspondiente al consumo punta, aproximadamente a media mañana. La segunda punta
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de caudal suele tener lugar a últimas horas de la tarde, entre las 19 y las 21 horas. Por lo
general, las curvas que representan las oscilaciones diarias del caudal de aguas residuales
que llega a las estaciones de tratamiento son similares a las curvas de consumo de agua de
abastecimiento, pero con un cierto retraso, como consecuencia del discurrir de las aguas por
las conducciones de saneamiento, y que será tanto mayor cuanto más lejos se encuentre la
EDAR de la aglomeración urbana a la que da servicio.
Las variaciones de los caudales de las aguas residuales afectan en gran medida al diseño
hidráulico tanto de las redes de alcantarillado, como de las propias instalaciones de
tratamiento. Para las unidades de proceso que se dimensionan según los tiempos de
retención (relación volumen/caudal) o cargas superficiales (caudal por unidad de superficie),
es preciso tener en cuenta los caudales punta y mínimo para lograr su correcto
funcionamiento. Para las grandes y medianas aglomeraciones urbanas, los caudales
mínimos de aguas residuales pueden estimarse en torno al del 50% del caudal medio diario.
Calidad de las aguas residuales urbanas
Los principales contaminantes que aparecen en las aguas residuales urbanas son:
-
Objetos gruesos: trozos de madera, trapos, plásticos, etc., que son arrojados a la red
de alcantarillado.
-
Arenas: bajo esta denominación se engloban las arenas propiamente dichas, gravas
y partículas más o menos grandes de origen mineral u orgánico.
-
Grasas y aceites: sustancias que al no mezclarse con el agua permanecen en su
superficie dando lugar a natas. Su procedencia puede ser tanto domestica como
industrial.
-
Sólidos en suspensión: partículas de pequeño tamaño y de naturaleza y procedencia
muy variadas Aproximadamente el 60% de los sólidos en suspensión son
sedimentables y un 75% son de naturaleza orgánica.
-
Sustancias con requerimientos de oxigeno: compuestos orgánicos e inorgánicos que
se oxidan fácilmente, lo que provoca un consumo del oxígeno presente en el medio
al que se vierten.
-
Nutrientes (nitrógeno y fosforo): su presencia en las aguas es debida principalmente
a detergentes y fertilizantes. Igualmente, las excretas humanas aportan nitrógeno
orgánico.
-
Agentes patógenos: organismos (bacterias, protozoos, helmintos y virus), presentes
en mayor o menor cantidad en las aguas residuales y que pueden producir o
transmitir enfermedades.
-
Contaminantes emergentes o prioritarios: los hábitos de consumo de la sociedad
actual generan una serie de contaminantes que no existían anteriormente. Estas
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sustancias aparecen principalmente añadidas a productos de cuidado personal,
productos de limpieza doméstica, productos farmacéuticos, etc. A esta serie de
compuestos se les conoce bajo la denominación genérica de contaminantes
emergentes o prioritarios, no eliminándose la mayoría de ellos en las plantas de
tratamiento de aguas residuales urbanas.
En el tratamiento convencional de las aguas residuales urbanas, la reducción del contenido
en los contaminantes descritos suele hacerse de forma secuencial y en el orden en que
estos contaminantes se han enumerado anteriormente.
Parámetros empleados para caracterizar las aguas residuales urbanas
Para caracterizar las aguas residuales se emplea un conjunto de parámetros que sirven
para cuantificar los contaminantes definidos en el apartado anterior. Los parámetros de uso
más habitual son los siguientes:
- Aceites y grasas: el contenido en aceites y grasas presentes en un agua residual se
determina mediante su extracción previa, con un disolvente apropiado y la posterior
evaporación del disolvente.
-
Sólidos en suspensión: se denomina de este modo a la fracción de los sólidos
totales que quedan retenidos por una membrana filtrante de un tamaño determinado
(0,45 μm). Dentro de los sólidos en suspensión se encuentran los sólidos
sedimentables y los no sedimentables.
-
Sustancias con requerimiento de oxígeno: para la cuantificación de estas sustancias
los dos parámetros más utilizados son:
-
Demanda Bioquímica de Oxígeno a los 5 días (DBO): es la cantidad equivalente de
oxigeno (mg/l) necesaria para oxidar biológicamente los componentes de las aguas
residuales. En el transcurso de los cinco días de duración del ensayo (cinco días) se
consume aproximadamente el 70% de las sustancias biodegradables.
-
Demanda Química de Oxígeno (DQO): es la cantidad equivalente de oxigeno (mg/l)
necesaria para oxidar los componentes orgánicos del agua utilizando agentes
químicos oxidantes. La relación DBO5/DQO indica la biodegradabilidad de las aguas
residuales urbanas:
-
≥ 0,4 Aguas muy biodegradables
-
0,2 - 0,4 Aguas biodegradables
-
≤ 0,2 Aguas poco biodegradables
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-
Nitrógeno: se presenta en las aguas residuales en forma de nitrógeno orgánico,
amoníaco y, en menor cantidad, de nitratos y nitritos. Para su cuantificación se
recurre generalmente a métodos espectrofotométricos.
-
Fósforo: en las aguas residuales aparece principalmente como fosfatos orgánicos y
polifosfatos. Al igual que las distintas formas nitrogenadas, su determinación se
realiza mediante métodos espectrofotométricos.
-
Organismos patógenos: los organismos patógenos se encuentran en las aguas
residuales en muy pequeñas cantidades siendo muy difícil su aislamiento, por ello,
se emplean habitualmente los coliformes como organismo indicador.
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3.
CARACTERÍSTICAS CUALITATIVAS DE LA DESCARGA
3.1.
Características físicas
Las aguas residuales urbanas se presentan como un líquido turbio, de color marrón-gris. Su
olor es característico, pero no particularmente desagradable, hasta que existan condiciones
de frescura, sino que se convierte nauseabundo cuando se desarrollan los fenómenos de
putrefacción o condiciones sépticas están establecidas como resultado de la actividad
biológica.
Temperatura
La importancia de la temperatura se relaciona principalmente con la velocidad de los
procesos biológicos de purificación y auto purificación en el respeto de las sustancias
orgánicas, así como a su influencia sobre la solubilidad del oxígeno. Por las aguas
residuales domesticas las variaciones de temperatura respecto a las aguas suministradas
son limitadas; un calentamiento moderado se debe a descargas calientes de cocinas y
baños, contenido también en unos pocos grados, hasta valores de 15 a 18 ° C.
La permanencia en la red de alcantarillado no cambia significativamente los valores de
temperatura originarios por el aislamiento ejercido por el suelo y por los modestos cambios
de aire en el alcantarillado. Para las condiciones habituales, en la desembocadura de los
emisarios pueden presumirse en 18 a 20 ° C en verano y de 14 a 15°C en invierno. La
exposición de los residuos a la atmósfera exterior en las etapas primarias del tratamiento,
sin embargo, modifica estas condiciones, antes de la alimentación a los procesos biológicos
que son más sensibles a los valores de temperatura. Su dimensionamiento se lleva a cabo
a temperaturas de 20 ° C en verano y 12 ° C en invierno.
Por esta razón los cálculos del proceso, para la planta de Quitumbe, sea que se hagan con
el de programa de modelación
BIOWIN o utilizando una hoja de cálculo, tienen que
efectuarse para las dos condiciones de temperatura de, 12°C y 20°C,
Color
El color de las aguas puede ser debido a la materia en suspensión (color aparente) o
sustancias disueltas (color verdadero). Su cuantificación puede llevarse a cabo con métodos
cualitativos o cuantitativos. Entre los
métodos cualitativos los principales son la
comparación con soluciones de referencia o de dilución.
En el caso de las aguas naturales, la determinación es por lo general referida a las
sustancias disueltas y se lleva a cabo por comparación visual con soluciones de referencia
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con concentraciones conocidas de cloro plateado de potasio fortificado con cloruro de
cobalto. Más información sobre el color están contenidos en el informe sobre el
mantenimiento y el funcionamiento del sistema en este caso Quitumbe.
Olor
El olor puede caracterizarse a través de los siguientes atributos principales:
1) perceptibilidad: una sustancia olorosa es percibida sólo cuando alcanza en atmosfera
una concentración mínima de perceptibilidad. El límite de perceptibilidad se define sobre
una base estadística según la concentración percibida por el 50% del grupo de personas
encargadas del análisis olfativo (ATC, Absolute threshold concentration). Con el término
ORTC (Odor Recognition threshold concentration, límite de reconocimiento al
100%)
significa la concentración percibida por 100% de los sujetos de prueba.
2) Intensidad: la intensidad de la sensación olfativa depende, obviamente, por la fuerza de
su estímulo, es decir, de la concentración de la sustancia olorosa, en comparación con la
que caracteriza la perceptibilidad.
Contenido de sólidos
Los sólidos son contenidos en el agua en forma disuelta, tales como iones o moléculas, o
en suspensión, como los agregados de mayor complejidad. El material disuelto en las aguas
naturales está constituido a partir de sales inorgánicas, por gas y por una parte normalmente
insignificantes de los compuestos orgánicos. Esta última presencia puede aumentar en muy
considerablemente en las aguas residuales.
La solubilidad de las especies disociadas es una función no sólo de la temperatura, sino
también de las características específicas del compuesto. En comparación con el caso de
las sales, el equilibrio de la reacción es generalmente más complejo, pero normalmente se
expresa por una constante, que indica la cantidad de sustancia que se disuelve en un litro
de disolvente.
Los sólidos suspendidos, incluyen coloides, compuestas de partículas de tamaño muy
pequeño (0.001-1 uM) no extraíbles por decantación.
La medida global de los sólidos presentes en un efluente está dada por el residuo total, por
evaporación de la fase líquida a 105°C. Los sólidos totales determinados de este modo
incluyen tanto el contenido de sal de las aguas de suministro
que los diferentes
contaminantes introducidos, independientemente de su estado físico.
Los sólidos suspendidos se dividen a su vez en sedimentables y no sedimentables si es
que pueden, o no, ser eliminados por decantación. Esta es también una subdivisión
convencional, ya que las dos fracciones no pueden distinguirse, excepto por la definición de
la forma de decantación. En efecto al lado de las partículas en suspensión estable (coloides)
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que sin embargo no se sedimentan, ni están presentes otros cuya eliminación es una
función del tiempo. Por definición, se consideran sólidos sedimentables los que se pueden
eliminar por decantación estática durante dos horas, en apropiados conos graduados, los
conos de Imhoff, la capacidad de un litro, y 40 cm de altura. El material de sedimentación se
expresa sobre una base volumétrica en mL/L, para la lectura directa del volumen de
sedimento en el fondo del cono Imhoff (Ошибка! Источник ссылки не найден.).
Figura 3: Cono Imhoff
Se definen sólidos no volátiles (o residuo fijo), el residuo que se obtiene después de la
incineración en un horno de mufla a 600 ° C, solidos volátiles, la diferencia entre el residuo
total, y el residuo fijo. Esta división se suele suponer equivalente a la que existe entre
sólidos orgánicos y sólidos inorgánicos, porque a temperaturas por debajo de 550 ° C, el
componente orgánico se oxida y se gasifica, mientras que el inorgánico permanece en forma
de cenizas. La determinación de los sólidos volátiles se utiliza comúnmente en los procesos
biológicos para la estimación aproximada del contenido de la biomasa y como un indicador
de la estabilidad biológica.
Gases disueltos
En las aguas naturales están presentes componentes gaseosos resultantes del contacto con
la atmósfera, principalmente nitrógeno, oxígeno, y en una medida muy inferior CO2, en
concentraciones que varían de acuerdo con la naturaleza de la masa de agua y cualquier
fenómeno de auto purificación en el que se producen. El uso de agua, y su consiguiente
contaminación, determina un aumento de los constituyentes gaseosos, especialmente para
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la transformación biológica de los compuestos orgánicos. En los vertidos urbanos, se puede
tener la presencia de NH3, H2S, CH4, así como las variaciones en la concentración de O2 y
CO2. La concentración máxima se puede calcular para cada gas de acuerdo con las leyes
de Dalton y Henry.
pH y alcalinidad
En agua pura, el pH = 7, el campo de variación es entre 0 y 14 siendo las condiciones
ácidas indicadas por valores inferiores a 7 y alcalinas entre 7 y 14. El pH tiene una gran
relevancia para las reacciones químicas y bioquímicas que ocurren en sistemas acuosos, a
eso son muy sensibles los micro vivientes que operan transformaciones de la materia
orgánica biodegradable. También se requieren condiciones de pH estrictamente controladas
son además necesarias
en los tratamientos químicos utilizados para la floculación del
material en suspensión, para acondicionamiento de lodos para el gas de arrastre, para la
oxidación-reducción de cromo hexavalente y cianuro, etc. El pH de las aguas residuales
urbanas es mantiene típicamente en el rango de débilmente alcalino (7.2 a 7.3). Es por esta
razón que el valor de pH se elige igual a 7,3.
Contaminantes Orgánicos
La contaminación orgánica es casi siempre debida a una compleja mezcla de numerosos
compuestos: en las aguas residuales urbanas prevalecen las proteínas, hidratos de carbono,
grasas y aceites, así como algunos productos de sintéticos que incluyen tensioactivos de los
detergentes. Por lo tanto, no es posible conseguir generalmente un análisis químico
completo, a excepción de ciertos casos de vertidos industriales bien caracterizados de
acuerdo a los procesos de los trabajos que los produjeron. Se utilizan en cambio métodos
integrales de evaluación que hacen caso omiso de la determinación analítica de los distintos
componentes.
Demanda teórica de oxígeno
La demanda teórica de oxígeno DhTO viene dada por la cantidad de oxígeno requerida
estequiométricamente para la completa oxidación
de los compuestos orgánicos, con
formación de productos finales, tales como el CO2, H2O, SO2-4, NO-3 etc. Del DhTO requiere
el conocimiento de la estructura molecular y de la concentración de los compuestos
presentes y las reacciones de oxidación correspondientes.
Demanda bioquímica de oxígeno (DBO)
La mayoría de las sustancias orgánicas y, en particular, aquellas presentes en los vertidos
urbanos y efluentes de una cantidad de industrias, son biodegradables. Esto es para indicar
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que pueden ser utilizados por las poblaciones bacterianas como una fuente de material para
la producción de nuevas células y la energía necesarias para la síntesis, movilidad, etc.
Dicha utilización requiere la gradual demolición de compuestos orgánicos biodegradables
que luego se procesan en compuestos estables y ya no putrescibles. Cuánto más alta es la
concentración de sustancias orgánicas biodegradables, mayor es el desarrollo de la
población bacteriana que se deriva de ellos según sea necesario para su metabolismo. Los
fenómenos de auto purificación natural de las aguas contaminadas se basan en la actividad
de las bacterias aeróbicas. El metabolismo de estas bacterias requiere un consumo de
oxígeno libre en cantidad que depende de la actividad y la concentración de bacterias
aerobias y, por lo tanto, indirectamente, la cantidad de material orgánico biodegradable
presente.
La medida del oxígeno consumido por las bacterias aerobias, es capaz de proporcionar un
índice de la acción de la carga de contaminantes presentes en el agua natural o de
efluentes, que se conoce como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO, o BOD por sus
siglas en inglés).
Compuestos de nitrógeno y fósforo
El nitrógeno y el fósforo juegan un papel importante en el metabolismo de las bacterias y las
algas, aunque también otros elementos son esenciales para la síntesis, uno o el otro de
ellos casi siempre actúa como un elemento que limita el crecimiento.
Los compuestos inorgánicos de nitrógeno pueden tener diferentes estados de oxidación:

El nitrógeno molecular (N 2);

El amoníaco (NH 3) o ion amonio (NH4 +), como una función de las condiciones
de pH;

El nitrito (NO 2 -), sales de 'al ácido nitroso HNO 2;

El nitrato (NO 3 -), sales de 'en ácido nítrico HNO 3.
El nitrógeno total incluye nitrógeno orgánico, nitrógeno amoniacal, nitritos y nitratos. El
nitrógeno orgánico está constituido por una mezcla compleja de compuestos, tales como
aminoácidos, azúcares, nitrogenados, y proteínas. El nitrógeno contenido en estos
compuestos, que pueden estar presentes en forma soluble o en partículas se convierte
rápidamente en la forma de iones de amonio en el trabajo de los microorganismos presentes
en el medio acuático o en los suelos. Para efectuar esta conversión, el efluente es la urea
prácticamente ausente, que se transforma rápidamente en carbonato de amonio.
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Fósforo
También el fósforo, como el nitrógeno, es un elemento esencial para el crecimiento de algas
y otros organismos. La reducción de la cantidad de fósforo que se libera en los cuerpos de
agua por vertidos de aguas residuales industriales y domésticas, o por el escurrimiento del
agua, le permite controlar los fenómenos de crecimiento anormal de las algas que pueden
dar lugar a condiciones de eutrofización.
En solución acuosa, el fósforo es generalmente como ortofosfato, polifosfato y fosfato
orgánico. Los ortofosfatos (PO43 -,HPO42 -,H2PO4-,H3PO4) representan la forma fácilmente
disponible para el metabolismo biológico. Por el contrario, los polifosfatos son moléculas
complejas en las que hay dos o más átomos de fósforo, átomos de oxígeno y, en algunos
casos, los átomos de hidrógeno. Después de las reacciones de hidrólisis que tienen lugar en
solución acuosa, los polifosfatos se convierten en ortofosfatos.
La determinación analítica de la concentración de ortofosfato se puede efectuar mediante la
adición de especies tales como molibdato de amonio puede dar lugar a la formación de
complejos de color después de la reacción con el fosfato. Para la determinación de la
concentración de polifosfato y fósforo unido a la sustancia orgánica debe ser sometido la
muestra a un tratamiento preliminar de digestión ácida, con el fin de convertir esas formas
en ortofosfato y proceder a la determinación de este por la adición de molibdato de amonio.
Gas disuelto
Los gases generalmente presentes en las aguas residuales son el nitrógeno (N2), oxígeno
(O2), el dióxido de carbono (CO2), sulfuro de hidrógeno (H2S), amoníaco (NH3) y el metano
(CH4). Los primeros tres por lo general se incluyen en todas las aguas expuestas al aire
atmosférico, de la cual son los componentes principales. Los otros se derivan más bien de
la degradación biológica de la materia orgánica y pueden representar un peligro para la
salud y la seguridad de los trabajadores en las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Aunque en el campo de la ingeniería de la salud del medio ambiente juegan un papel
igualmente importante también otros gases, tales como el cloro (Cl2) y el ozono
(O3), que se utiliza en el tratamiento de desinfección y desodorización, así como óxidos de
azufre y nitrógeno producido durante los procesos de combustión
Sustancias aceitosas
Grasas y aceites en su conjunto son un grupo heterogéneo de compuestos, la estructura
química es muy diversificada, tiene en común las propiedades de solubilidad. Por lo general
se caracteriza por una baja densidad, si están presentes en estado libre, tienden a
acumularse en la superficie libre, con inconvenientes estéticos y los obstáculos a la re
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oxigenación. Basándose en el diferente estado físico, y por lo tanto la consistencia que
pueden presentar a la temperatura ambiente (20 °C), que son actualmente denominados:

Aceites, si son líquidos;

grasa, si son sólidos o semi-sólidos.
Ellos pueden tener su origen:
1.
mineral (derivados del petróleo);
2.
biológica (animal o vegetal).
Las primeras se denominan "aceites minerales" y se hacen para una gran parte de los
hidrocarburos, sino también de moléculas que contienen azufre, oxígeno y nitrógeno, en su
mayoría se inserta en estructuras policromadas. El segundo grupo, llamado
también
"grasas y aceites polares", incluye muchos compuestos esencialmente caracterizados por la
presencia de ácidos grasos en su estructura molecular.
Tensoactivos
Los tensoactivos sintéticos son compuestos orgánicos cuyas moléculas constan de una
cadena con características hidrofóbicas y un grupo hidrófilo. Ellos tienden a concentrarse en
la interfaz entre diferentes fases inmiscibles, determinando modificaciones de las
propiedades físico-químicas de la superficie, así como capacidad para estabilizar
emulsiones oleosas.
Dependiendo de la naturaleza del grupo hidrófilo, los tensoactivos se dividen en agentes
aniónicos, catiónicos y no iónicos.
Los tensoactivos aniónicos representan la mayoría de los productos utilizados en
detergentes; consisten principalmente en sal de sodio que ioniza una carga negativa en la
parte orgánica de la molécula.
Los tensoactivos catiónicos, que consisten principalmente de los derivados de amonio
cuaternario, poseen uno o más grupos funcionales que están cargados positivamente en
solución acuosa. Presentan buenas propiedades germicidas y desinfectantes, pero su
efectividad como agentes de limpieza es bastante más baja en comparación con los
tensoactivos aniónicos, porque se combinan con estos formando compuestos neutros, y
por esta razón, raramente se detectan en las aguas residuales urbanas.
Los tensoactivos no iónicos no se ionizan en solución acuosa, su solubilidad es debida a la
presencia de grupos funcionales polares que tienen una fuerte afinidad con el agua.
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La presencia de tensoactivos en aguas naturales causa problemas estéticos, ya que son
suficientes concentraciones de 0,3 mg/L para producir espumas estables, a la que también
puede estar asociada con el riesgo de difusión de bacterias y virus.
También se retarda la transferencia de oxígeno debido a las concentraciones significativas
que se determinan en el interfaz agua-aire.
En las aguas residuales urbanas normales, están presentes en concentración de un mg / L,
con valores también mucho más altos en los distritos de vocación industrial específica, por
ejemplo la industria textil y de las curtiembres, donde el límite de aceptabilidad en el sistema
de alcantarillado a veces se establece con criterios permisivos.
En las plantas de tratamiento de aguas residuales, los efectos antes mencionados de una
desaceleración en la transferencia de oxígeno puede afectar negativamente
el
dimensionamiento de los sistemas de ventilación. La acción emulsionante contra aceites que
impiden su extracción por gravedad en el caso de las industrias con aguas residuales
altamente oleosa, por lo tanto, debe limitarse a la utilización o descarga de circuitos deben
llevarse a cabo por separado. Para las aguas residuales urbanas normales, los tratamientos
biológicos de uso común son capaces de alcanzar los límites de concentración de la fuerza
de la descarga en el cuerpo de agua, algunas dificultades pueden cumplirse frente a límites
más estrechos necesarios para la reutilización del agua.
Micros contaminantes orgánicos
La presencia de micro contaminantes orgánicos, a menudo sin o lenta biodegradabilidad, es
objeto de una atención creciente para problemas de toxicidad asociada bastante con ellos.
La introducción continua de nuevos compuestos sintéticos más utilizados en diferentes
matrices ambientales, para contribuciones sea generalizados que puntuales. La fuente de
generaciones en ese punto son prevalentemente de naturaleza productiva: en este caso la
comprobación debe llevarse a cabo sobre todo en el origen excluyendo o limitando las
emisiones en las redes de alcantarillado. Una contribución puede eventualmente surgir da
usos domésticos o también por el metabolismo humano (por ejemplo, algunos compuestos
derivados de la utilización de fármacos).
Compuestos Orgánicos Volátiles (VOC)
Son compuestos con fuerte volatilidad, fácilmente transferibles en la fase de gas y por esta
razón su presencia inestable en la superficie del agua. En la ausencia de criterios precisos
de definición, se identifican sobre la base de las propiedades físicas; el peso molecular, el
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punto de ebullición, la constante de Henry, como un índice de la distribución entre la fase
gaseosa y la fase acuosa o con más frecuencia la presión de vapor1.
Entran en los COV los hidrocarburos saturados con estructuras lineales (alcanos) o el anillo
(ciclo alcanos), hidrocarburos insaturados (alquenos y alquinos), hidrocarburos aromáticos
(anillos de benceno CIC), hidrocarburos halogenados, aldehídos, cetonas y alcoholes.
Su presencia en las aguas por lo tanto, plantea problemas especialmente en relación con
su movilidad y la consiguiente facilidad con la que se propagan en el medio ambiente
circundante, con riesgos para la salud tanto directos (especialmente para el personal) que
se relacionan con la formación de contaminantes fotoquímicos. Las liberaciones a la
atmósfera pueden requerir la absorción sustancial (por lo general con la cobertura de los
reactores) y el tratamiento en los puntos de mayor volatilización, con obvias consecuencias
técnicas y económicas.
Pesticidas
Estos compuestos se utilizan para controlar el crecimiento de las formas de vida no
deseados que pueden ser clasificadas de acuerdo a sus actividades.
La presencia de plaguicidas en el medio ambiente se relaciona principalmente con las
prácticas agrícolas o procesos de producción industrial. Son en muchos casos fuertemente
bioacumulables, en la cadena alimentaria podrían alcanzar en los tejidos vegetales y
animales una concentración mucho más alta que la observada en el medio ambiente
acuático.
Su biodegradación puede producir la formación de catabolitos también tóxicos.
Normalmente no están presentes en las aguas residuales municipales, así como también las
inmisiones de origen industrial o la infiltración de aguas corrientes de las superficies. A
continuación se consideran las principales categorías de uso del producto:

Pesticidas clorados, constituidas por hidrocarburos que están vinculados a muchos
átomos de cloro.
Los plaguicidas clorados son compuestos orgánicos clorados con actividad insecticida con
un mecanismo de acción principalmente a expensas del sistema nervioso. Estos productos,
junto con hexaclorobenceno y el captan claramente que tiene propiedades fungicidas,
constituyen una clase de plaguicidas de gran importancia desde el punto de vista de la
contaminación del medio ambiente por las características de persistencia y de toxicidad.
1
Según una definición USEPA todos las composiciones orgánicas con tensión de vapor superior a 10 -1 Torr (13,32 Pa) a 25°
C y 760 mmHg son considerados VOC
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
Con el término organofosforado o organofosforados (a veces abreviado OP) se
indican genéricamente el exterior del ácido fosfórico Los fosfatos son probablemente
los compuestos más comunes organofosforicos. Muchos de los compuestos más
importantes bioquímicos son organofosforados, incluyendo el DNA y el ATP así
como muchos cofactores esenciales para la vida. Los organofosforados son también
la base de muchos insecticidas,
herbicidas y gases neurotóxicos. Se utilizan
ampliamente como disolventes, plastificantes y aditivos EP.
Los pesticidas carbamatos derivan da un ácido carbamatico, con la sustitución de un átomo
de hidrógeno unido al nitrógeno con un radical alquilo, típicamente CH3 y del hidrógeno del
grupo carboxílico con un grupo orgánico complejo.
Solventes
La presencia de disolventes en las aguas se debe a su uso generalizado en campo civil e
industrial principalmente para desengrasar superficies metálicas, para muchas actividades
productivas, para quitar las manchas de tejidos y para uso de productos derivados del
petróleo. Las principales categorías de productos que se utilizan son:

Disolventes orgánicos aromáticos: Los disolventes aromáticos son compuestos con
un peso molecular más bajo y más volátil que pertenece a la clase de los hidrocarburos
aromáticos. Los compuestos más representativos son: benceno, tolueno, etilbenceno, o-, me p-xileno, iso y n-propilbenceno, estireno. Estos compuestos son particularmente tóxicos y
su uso es regulado por la ley. La contaminación por disolventes orgánicos aromáticos deriva
de su utilización en el campo industrial y del uso de productos derivados del petróleo
(especialmente la gasolina). Su propagación en el ecosistema acuático es en relación con
las pérdidas que se puedan producir durante el transporte y almacenamiento de productos
petrolíferos. De manera similar a lo que se observó para los disolventes clorados, la
contaminación por disolventes aromáticos afecta más fácilmente las aguas subterráneas
que a los cuerpos de agua superficiales. A diferencia de la primera, sin embargo, los
disolventes aromáticos tienen una densidad inferior y una viscosidad superior lo que hace
más difícil su movimiento vertical hacia la superficie.

Los disolventes clorados son parte de una clase de compuestos orgánicos
halogenados ampliamente distribuidos en el ambiente, con graves consecuencias para la
salud humana principalmente el desarrollo de cáncer
producido por
algunos de éstos
elementos (por ejemplo, cloruro de vinilo, cloroformo, tetracloruro de carbono, 1,2dicloroetano). La contaminación por solventes clorados se deriva de su uso masivo en el
ámbito civil e industrial (desengrase de superficies metálicas, eliminación de manchas de las
telas, la transformación de plásticos, caucho, papel, producción de aerosoles, adhesivos,
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pinturas, la síntesis de productos químicos incluidos fumigantes) y las operaciones de
eliminación inadecuada. Debido a la baja biodegradabilidad de estos compuestos, los
efectos sobre el ambiente de contaminantes derramados en el pasado están todavía
presentes. Debido a su volatilidad, estas sustancias pueden contaminar el agua de la
superficie, principalmente en la proximidad de sitos de derrame. Afecta más fácilmente los
acuíferos, ya que la densidad de estos compuestos, generalmente es mayor que la del
agua, y la viscosidad disminuye considerablemente su movimiento vertical. En varios de
estos niveles de concentración se ha comprometido largamente el uso del recurso hídrico.
Está documentada, además, la formación de trialometanos en los procesos de desinfección
después de la reacción del cloro activo con los ácidos húmicos y otras sustancias orgánicas
presentes en las aguas.
Otros contaminantes orgánicos altamente tóxicos
Las descargas de las actividades de producción, los residuos de la explotación o de la tierra
contaminada pueden causar la presencia de muchos otros contaminantes orgánicos en el
agua.
Se citan a continuación algunas clases de gran importancia para su
toxicidad
ambiental, teniendo en cuenta, sin embargo, que su presencia en las aguas residuales se
limita normalmente a los orígenes industriales específicos:

Hidrocarburos aromáticos poli cíclicos (HAP) son contaminantes orgánicos presentes
en forma difusa en el ambiente que se forma por la combustión incompleta de
materiales orgánicos, en particular la madera y los combustibles fósiles, como el
carbón y el petróleo. Las moléculas de los HAP están constituidas por tres o
más anillos de benceno. Algunas de estas moléculas están compuestas sólo de
hidrógeno y de carbono, Otras también contienen átomos de otra naturaleza como el
nitrógeno y azufre. Pertenecen a la familia de IPA algunos cientos de compuestos
muy heterogéneos entre ellos. El estado actual de los conocimientos, dichas
sustancias más tóxicas son las moléculas que tienen de cuatro a siete anillos.
El componente más estudiado es el benzo(a) pireno (BaP), un compuesto con cinco
anillos, extendidos en el medio ambiente en concentraciones significativas y equipados
con unos de los más altos grados de toxicidad, tanto que se utiliza para representar
la contaminación ambiental del grupo HAP entero.
La contaminación del aire por los PAHs se relaciona con el tráfico vehicular, la calefacción
doméstica, las plantas de energía y las emisiones industriales, en particular en la industria
petroquímica y los incineradores. Están contenidos en el hollín, el alquitrán y brea.
En muchas actividades laborables existe una exposición significativa, como en la industria
metalúrgica (hierro y acero, y también de aluminio), en la producción y la instalación de
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asfalto, en la producción de carbón y de gas y mucho más. Una fuente de HAP también está
representada por el humo del tabaco y de los alimentos, especialmente de carne ahumadas
o asadas. Las fuentes naturales son los volcanes y los incendios forestales. La exposición
puede ocurrir a través de la inhalación de aire contaminado tanto en entorno externo que en
espacios confinados, o actividades no sean de trabajo. La concentración de IPA en aguas
generalmente no es significativa, mientras que de mayor peso es la cantidad contenida en
los alimentos, atado a la manera en que se cocinan, conservan y se almacenan. Así como
en la carne, los HAP se han encontrado en el pescado, frutas y verduras. Importante es la
contaminación del suelo, tanto en el entorno urbano, cerca de las industrias, así como
también en las zonas rurales o en el suelo de los bosques.
Los PAH se disuelven fácilmente en grasas y se absorben a través de los pulmones, el
tracto intestinal y por la piel. El "tipo" absorción de IPA para el estadounidense no fumador
promedio, calculado por la suma de ocho moléculas mediante la extrapolación estadística,
es 3,12 microgramos (LG) por día. Se ingiere 96% a través de la comida y aproximadamente
1, 5% del aire, 0,2% del agua y 0,4% de la tierra.
La importancia de la introducción de la comida también se demostró en Europa. Se estima
que las personas que consumen veinte cigarrillos por día introducen de 1 a 5 microgramos
por día. La mayor parte del IPA se elimina rápidamente de los pulmones, pero para una
pequeña parte, la eliminación es muy lenta.
El riesgo principal para la salud vinculado a los hidrocarburos aromáticos policíclicos es la
capacidad de inducir cáncer. La mayoría de los IPA puede causar tumores en animales de
experimento La acción mutagéna y carcinogénicas de IPA es una consecuencia de los
cambios a los que se someten estos compuestos en el curso de los procesos metabólicos
del organismo. En la práctica, los carcinógenos son productos intermedios del metabolismo
de los IPA, que el organismo produce con el fin de facilitar la eliminación. Dado que los
procesos metabólicos son diferentes de una especie animal a otra, es difícil transferir los
datos del animal al ser humano.
En la exposición ocupacional, que es mucho más intensa que el de la población en general,
se informó de la capacidad de inducir tumores en el pulmón, la piel, y el sistema
genitourinario.
El
primer tumor profesional
descrito es precisamente el epitelioma del escroto en
deshollinadores Ingleses, debido al contacto con el hollín y su contenido en IPA. Lo IARC
clasifica a algunos de los HAP en la categoría de posibles carcinógenos y otros en la de
probables carcinógenos. Estos incluyen el benzo(a)pireno (BaP) es el componente más
estudiado por su amplia difusión en el medio ambiente en concentraciones eficaces y de alta
toxicidad.
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Es también el tema de un estudio cuidadoso la posible potencia mutagénica y carcinogénica
de las mezclas de IPA. Cabe señalar que los IPA pueden interactuar con otras substancias
carcinógenas presentes en el medio ambiente, aumentando su efecto. En animales de
experimentación se han puesto de manifiesto numerosos efectos tóxicos diferentes del
cáncer, que afectan a la piel, el sistema respiratorio, el sistema inmune y el sistema
reproductivo. No hay datos fiables sobre los seres humanos.

Bifenilospoliclorados, a menudo conocidos por la sigla PCB, son una clase de
compuestos orgánicos cuya estructura es comparable a la de bifenilo cuyos átomos de
hidrógeno se sustituyen por uno hasta diez átomos de cloro. La fórmula molecular es
PCBs genéricos C12H10Clx-x. Estos son considerados contaminantes persistentes de
una toxicidad en algunos casos, cercanas a la de la dioxina. El PCB, en el sentido
inicial de la mezcla de diferentes isómeros de posición y diferentes moléculas en
diferente grado de cloración, es un producto patentado por Monsanto . La mayor parte
de la PCB es en la forma de sólidos cristalinos incoloros, mientras que las mezclas de
uso industrial son líquidos viscosos, cuya viscosidad es generalmente proporcional al
contenido de cloro presente.
A pesar de sus propiedades físicas varían dentro de la clase, todos los PCB se
caracterizan por su baja solubilidad en agua y baja volatilidad. También son muy
solubles en sustancias hidrófobas tales como aceites y grasas. Son sustancias muy
estables, que sólo pueden ser destruidos por incineración o mediante procesos
catalíticos.
Las mezclas de PCB se utilizaban en una amplia gama de aplicaciones. Su extenso
uso se debía principalmente a su alta estabilidad química, por lo tanto, no es
sustancial a la inflamabilidad, y las útiles propiedades físicas como el aislamiento
térmico, y eléctrico. Los aceites, generalmente se hace referencia como askarel,
fueron utilizados como fluidos dieléctricos en condensadores y transformadores,
fluidos de transferencia de calor, fluidos hidráulicos, lubricantes y aceites de corte. Los
PCB también se utilizan como aditivos en pinturas, pesticidas, papel
carbón,
adhesivos, selladores, materiales ignífugos y fijadores para microscopía.
Su estabilidad es, sin embargo, también responsable de su persistencia en el medio
ambiente.
El uso de PCB ha ido disminuyendo desde el años setenta, debido a la alarma
ecológica que surgió a su alrededor lo que llevó a la prohibición de su producción en
muchos países. Su grado de toxicidad se encontraba todavía en disputa. La toxicidad
de los diferentes PCB varía mucho de un compuesto a otro, así como el mecanismo
de acción biológica, los llamados no-orto PCB, o Co-circuito impreso (PCB coplanaria
con respecto a los dos anillos aromáticos) son los más tóxicos y más similares a los
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efectos de dioxinas. Por otra parte, la oxidación parcial, incluso después de la
combustión incompleta, puede originar dioxinas cloradas, incluyendo TCDD;

Las dioxinas y furanos son compuestos formados por dos anillos de benceno clorado
unidos por átomos de oxígeno. Su presencia en el ambiente es debida a los procesos
de combustión o reacciones secundarias incontroladas en la producción de la síntesis
de compuestos orgánicos clorados, principalmente. La contaminación asociada con
ellos afecta principalmente el suelo o sedimentos, dada la tendencia a unirse a la
matriz, asociada con ellos organiza la
solubilidad muy baja en agua. Un ejemplo de
la presencia en aguas residuales es la industria del papel cuando se usa el cloro en los
procesos de blanqueo para las reacciones con compuestos orgánicos de pulpa de
papel. Como los niveles conocidos de toxicidad son muy altos y de hecho peligroso
por su naturaleza altamente lipofílica que ayuda a la bioacumulación en la cadena
alimentaria.
3.2.
Compuestos inorgánicos
No disponemos medidas globales significativas de contaminación inorgánica de las aguas,
algunas indicaciones en este sentido pueden ser proporcionadas por el contenido de los
sólidos volátiles no disueltos y la conductividad.
Esta última permite evaluar rápidamente la mineralización global de una solución a través
de su capacidad de llevar una corriente eléctrica que varía con la concentración y con la
naturaleza de los iones en solución. Ampliamente aplicada en el campo del agua potable, no
es muy significativa en el caso de afluentes también para la posible interferencia de los
compuestos orgánicos y coloides cargados eléctricamente.
La determinación de compuestos inorgánicos por lo tanto se lleva a cabo a través de la
dosificación de los aniones y cationes más significativos, que varían en función del origen de
la descarga. Se consideran los principales con particular referencia al caso de efluentes
urbanos.
Cloruros
El metabolismo humano provoca la descarga de alrededor de 6 g de cloruro por día, que se
suman con aquellos presentes en origen en el suministro de agua potable. No resultando
eliminados ni por absorción en el suelo o por procesos biológicos de depuración natural, su
presencia anormal puede ser indicación de una descarga de afluentes que se produjo
incluso si son degradados. En tenores razonables no produce inconvenientes para el
consumo humano, empiezan a dar sabor al agua con concentraciones superiores a
250mg/L.
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En algunos sectores industriales importantes la presencia de cloruros en concentraciones
superiores a los límites aceptados a la descarga plantea serios problemas. Los tratamientos
adecuados para su eliminación son en realidad los que se utilizan para la desalación de
agua de mar.
Sulfatos y Sulfuros
La presencia de sulfatos y sulfuros en las aguas residuales, tanto por el contenido original
del agua cuanto por los aportes industriales, puede causar problemas de malos olores y
corrosión de artefactos. Los sulfatos se utilizan en la síntesis de las proteínas vegetales. La
sucesiva descomposición anaeróbica de la materia orgánica conduce a la formación de
sulfuros y, eventualmente, de sulfuro de hidrógeno.
La reacción de equilibrio:
S 2− + 2H + ↔ H2 S
se rige por el pH: para valores de pH superiores a 8, casi todo el azufre está en la forma de
iones HS-y S2-; por consiguiente, la presencia de H2S es muy pequeña, supresión parcial es
insignificante y no plantea por lo tanto problemas de malos olores relacionados con la
emisión de la atmósfera. Para pH inferiores a 8, el equilibrio mueve con decisión hacia la
derecha; ya por el pH igual a 7 más de la mitad del azufre está presente en forma no
ionizada.
También la corrosión de los artefactos es indirectamente debida al azufre en forma reducida.
El H2S no constituye desde este punto de vista, un peligro directo, siendo un ácido muy
débil. Su oxidación bacteriana produce todavía ácido sulfúrico:
H2 S + 2O2 → H2 SO4 ,
Capaz de atacar el hormigón. El proceso puede desarrollarse sólo en condiciones muy
particulares, donde conviven ambientes anaeróbicos necesarios para las reacciones
reductivas, producen sulfuros y ambientes aeróbicos, donde se puede desarrollar la
posterior oxidación a ácido sulfúrico:
Es lo que puede suceder en la red de alcantarillado cuando el efluente está en condiciones
sépticas. Para valores de pH habituales en las aguas residuales, entonces se tiene el
desarrollo de sulfuro de hidrógeno en la atmósfera y su parcial solubilización
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condensación que se acumula en el tiempo en el sistema de alcantarillado, en ausencia de
ventilación adecuada.
Metales pesados
Son metales así convencionalmente denominados los de alto peso atómico, tales como
níquel, manganeso, plomo, cromo, cobre, cinc, cadmio y mercurio, a menudo de alta
toxicidad, presentes en numerosas descargas industriales, en particular, en las del
tratamiento galvánico de las superficies, sino también en las aguas residuales municipales
para los efectos de las liberación de las superficies metálicas expuestas al contacto con
aguas residuales o agua de lluvia.
En estado de iones metálicos bi-o trivalente y no de complejo, ellos presentan la propiedad
común de precipitar en forma de hidróxidos o carbonatos en campos bien definidos de pH y
específicos para cada uno de ellos.
Para las condiciones características de algunas aguas residuales urbanas la precipitación es
parcial pero significativa. La resultante acumulación que se determina en los lodos, puede
causar problemas a su remoción. Seis metales en particular (Zn, Ni, Cu, Cd, Hg y Pb) están
sujetos a especificas limitaciones en el caso de un uso agrícola.
Se observa que también el cromo hexavalente, no se elimina directamente por el control el
pH, se elimina parcialmente en presencia de contaminación orgánica por intervención de
fenómenos de parcial reducción a la forma trivalente.
El control y la eliminación de metales pesados requieren intervenciones específicas dentro
de la empresa para evitar el efecto de envenenamiento de la población bacteriana en los
procesos biológicos, los problemas de toxicidad residual de los efluentes purificados y el
acumulo en los lodos de aguas residuales. Para este tipo de contaminación, en ausencia de
medidas globales, siempre se hace referencia a concentración de los diferentes metales.
3.3.
Características Biológicas
La presencia y la caracterización de los microorganismos en el agua son de interés por el
papel que juega en la propagación de muchas enfermedades de transmisión oral y por la
acción en los procesos biológicos de depuración.
La presencia de microorganismos en los residuos se puede atribuir a excrementos humanos
y animales, recogido y eliminado a través de descargas líquidas. El hombre elimina en las
heces una gran cantidad de microorganismos intestinales, que constan principalmente de
bacterias con las funciones digestivas en cuanto demoledores de la sustancia orgánica,
éstos también se denominan saprofitas.
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Los agentes patógenos, son capaces de producir enfermedades, si están presentes en un
estado virulento y en número suficiente. Estos incluyen bacterias, virus, huevos de gusanos
intestinales. El potencial de infectividad de los agentes patógenos depende de muchos
factores: la existencia de un período de latencia, duración real de la fase infecciosa del
agente y el tipo de células potencialmente infectable en los humanos.
Principales microorganismos de interés
El conocimiento de las características biológicas de aguas residuales desempeña un papel
clave en relación al control de las enfermedades causadas por agentes patógenos de origen
humana y el papel central de las bacterias y otros microorganismos en la degradación de la
materia orgánica, tanto en entornos acuáticos naturales que en de plantas de tratamiento de
aguas residuales.
Las bacterias son organismos unicelulares procariotas. Las bacterias de una especie dada
se pueden encontrar en células individuales o estructuradas para formar cadenas o
agregados. La reproducción es por sección binaria. Las especies bacterianas pueden ser
clasificados de acuerdo a:

tipo de metabolismo (fermentación, la respiración, la fotosíntesis);

las condiciones ambientales (aeróbico o anaeróbico, obligado o facultativo);

rango de temperatura (psychrophilic, mesófilas o termófilas);

fuentes de energía (autótrofa o heterótrofa).
Las bacterias están presentes en cualquier tipo de ambiente, siempre y cuando hay
humedad. En los seres humanos y animales muchas especies bacterianas están presentes
en forma inocua y constituyen la flora intestinal; algunas especies, sin embargo pueden
resultar patógenas, capaces de causar una amplia variedad de enfermedades.
La dosis mínima infectante para la aparición de enfermedades es muy alta, en promedio,
mayor que 104 unidades.
Los virus pueden ser responsables de enfermedades en los organismos que pertenecen a
todos los reinos biológicos: hay virus que atacan las bacterias (los bacteriófagos), hongos,
plantas y animales, incluyendo el hombre.
Definimos helmintos algunos
animales definidos como "metazoos" o gusanos, que son
responsables de enfermedades en los seres humanos que se pueden clasificar en:

Platelmintos o gusanos planos, son organismos pluricelulares caracterizados por un
cuerpo con simetría bilateral, la mayoría son hermafroditas, se dividen en:
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
Trematodos gusanos en forma de hoja o alargada que puede parasitar el tracto
intestinal, el hígado, los pulmones y los vasos sanguíneos (por ejemplo,
esquistosomiasis);

Las tenias gusanos en forma de cinta con un cuerpo segmentado, que se caracteriza
por la presencia de la escólex (órgano particular de la adhesión), de acuerdo con las
especies de cestodos, el hombre puede representar el huésped de la etapa adulta en
el tracto digestivo (por ejemplo, Taenia saginata) o en los tejidos de la larva (por
ejemplo, la hidatidosis quística).
1) Los nematodos o gusanos redondos son alargados, con los extremos cónicos, con
sexos separados, los machos son generalmente más pequeños que las hembras, y
pueden ser tanto parásitos intestinales (por ejemplo Enterobius vermicularis), que de
la sangre y del tejido (por ejemplo filaria).
3.4.
Microorganismos indicadores de contaminación fecal
No todos los microorganismos presentes en las aguas naturales y aguas residuales son
patógenas para los seres humanos: el control de la calidad microbiológica, puede basarse
únicamente en la determinación directa de microorganismos causa de riesgo higiénicosanitario.
Para que un microorganismo pueda ser tomado como un indicador de contaminación fecal,
debe cumplir con los siguientes requisitos:

Estar en relación biunívoca con microorganismos patógenos o sea estar
presentes en una agua sólo si también lo son los patógenos y viceversa;

tener un comportamiento y una resistencia a la tensión ambiental similar a la
de los agentes patógenos;

no poder proliferar en el medio ambiente;

Ser detectado de forma rápida y económica con las técnicas de laboratorio
usuales;

estar presente en número considerablemente más alto que el número de
agentes patógenos;

no ser patógenos.
En la práctica, se utilizan organismos de referencia diferentes en función del destino de las
aguas y los reglamentos en vigor en los diferentes países. Principalmente: coliformes
totales, coliformes fecales, Escherichia coli, estreptococos fecales.
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Coliformes totales
Los Coliformes son un grupo de bacterias pertenecientes a la familia Entero bacteriáceas
que tienen algunas características comunes, tanto morfológicos y bioquímicos , también se
utiliza para su identificación. En los últimos años el desarrollo de los modernos sistemas de
identificación de los organismos (principalmente genético - moleculares) ha transformado
radicalmente la taxonomía del grupo, distinguiendo y aumentando el número de especies
incluidas en ella.
Actualmente, se reconoce que todas las especies son regularmente beta-galactosidasa
positivo, con E. coli que es también beta-glucuronidasa, positivo. Por otra parte, se encontró
que una proporción relativamente alta de las especies que pertenecen al grupo no está en
capacidad de fermentar la lactosa o producir gas, rasgos distintivos sobre la cual se basaba
la antigua clasificación, algunos E.coli también pueden proporcionar una reacción negativa
para la producción de indol. Como resultado, la nueva división taxonómica también ha
producido la actualización de los métodos analíticos para su investigación.
Tradicionalmente se los ha considerado como indicadores de contaminación fecal en el
control de calidad del agua destinada al consumo humano en razón de que, en los medios
acuáticos, los coliformes son más resistentes que las bacterias patógenas intestinales y
porque su origen es principalmente fecal. Por tanto, su ausencia indica que el agua es
bacteriológicamente segura.
Asimismo, su número en el agua, es proporcional al grado de contaminación fecal; mientras
más coliformes se aíslan del agua, mayor es la gravedad de la descarga de heces.
Coliformes fecales
Los coliformes fecales son un grupo de bacterias de la familia Entero bacteriácea, que viven
en los intestinos del hombre y de otros animales de sangre caliente. Son bacterias Gramnegativa, con forma de barra, aerobias-anaerobias facultativos, no formador de esporas, que
fermentan la lactosa con la producción de ácidos y gas a una temperatura de 44.5°C en 24
horas.
Constituyen un subgrupo de coliformes totales y, con respecto a este último, representan un
índice más específico de la contaminación fecal del agua y de los alimentos. Están
presentes en el material fecal a una concentración media de 107-108/g.
El grupo de coliformes fecales, que tiene un hábitat predominantemente intestinal, es un
buen detector de contaminación fecal, tanto para el agua que para la comida; estas
bacterias, de hecho, llegan a las aguas superficiales principalmente a través de las aguas
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residuales y de la escorrentía en las tierras para la cría de animales, y por el ciclo del agua,
pueden llegar a las aguas subterráneas. Su presencia se atribuye generalmente a una
contaminación y/o a la falta de eficacia del tratamiento de potabilización y de cloración.
En las aguas destinadas al consumo humano y en las aguas residuales, sin embargo, las
regulaciones han reemplazado a la detección de los coliformes fecales con la de E. Coli, que
es la especie de este grupo que tiene, más que las otras, una relación exclusiva con los
intestinos de los mamíferos y por lo tanto es un indicador mucho más preciso y específico de
la presencia de agentes patógenos (bacterias, virus, protozoos) con curso oral-fecal.
Escherichia Coli
La Escherichia coli, también conocida por la abreviación de su nombre, E. coli, es quizás el
organismo procariota más estudiado por el ser humano. Se trata de una entero bacteria que
se encuentra generalmente en los intestinos animales, y por ende en las aguas negras, pero
se lo puede encontrar en todos lados, dado que es un organismo ubicuo. Fue descrita por
primera vez en 1885 por Theodore von Escherich, bacteriólogo alemán, quien la denominó
Bacterium coli. Posteriormente la taxonomía le adjudicó el nombre de Escherichia coli, en
honor a su descubridor.
La Escherichia coli, en su hábitat natural, vive en los intestinos de la mayor parte de los
mamíferos sanos. Es el principal organismo anaerobio facultativo del sistema digestivo. En
individuos sanos, es decir, si la bacteria no adquiere elementos genéticos que codifican
factores virulentos, la bacteria actúa como un comensal formando parte de la flora intestinal
y ayudando así a la absorción de nutrientes. En humanos, la Escherichia coli coloniza el
tracto gastrointestinal de un neonato adhiriéndose a las mucosidades del intestino grueso en
el plazo de 48 horas después de la primera comida.
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4.
LA DEPURACIÓN DE LAS AGUAS RESIDUALES URBANAS
El vertido de aguas residuales urbanas sin depurar ejerce sobre los cauces receptores toda
una serie de efectos negativos, de entre los que cabe destacar:
Aparición de fangos y flotantes. La fracción sedimentable de los sólidos en suspensión
origina sedimentos en el fondo de los cauces. Además, la fracción no sedimentable da lugar
a la acumulación de grandes cantidades de sólidos en la superficie y/o en las orillas de los
cauces receptores formando capas de flotantes. Los depósitos de fangos y flotantes no solo
provocan un desagradable impacto visual, sino que, debido al carácter reductor de la
materia orgánica, pueden llegar a provocar el agotamiento del oxígeno disuelto presente en
las aguas y originar el desprendimiento de malos olores.
Agotamiento del contenido de oxígeno presente en las aguas. Los componentes de las
aguas residuales fácilmente oxidables comenzaran a ser degradados, vía aerobia, por la
flora bacteriana de las aguas del cauce, con el consiguiente consumo de parte del oxígeno
disuelto en la masa liquida. Si este consumo es excesivo, el contenido en oxígeno disuelto
descenderá por debajo de los valores mínimos necesarios para el desarrollo de la vida
acuática. Consumido el oxígeno disponible, los procesos de degradación vía anaerobia
generaran olores desagradables, al liberarse gases que son los causantes de estos olores.
Aportes excesivos de nutrientes. Las aguas residuales contienen nutrientes (N y P
principalmente) causantes del crecimiento descontrolado de algas y otras plantas en los
cauces receptores (eutrofización). Este crecimiento excesivo de biomasa puede llegar a
impedir el empleo de estas aguas para usos domésticos e industriales.
Daños a la salud pública. Los vertidos de aguas residuales sin tratar a cauces públicos
pueden fomentar la propagación de organismos patógenos para el ser humano (virus,
bacterias, protozoos y helmintos). Entre las enfermedades que pueden propagarse a través
de las aguas contaminadas por los vertidos de aguas residuales urbanas, destacan: el tifus,
el cólera, la disentería y la hepatitis A.
Las estaciones depuradoras van a eliminar una elevada proporción de los contaminantes
presentes en las aguas residuales, vertiendo efluentes depurados, que puedan ser
asimilados de forma natural por los cauces receptores.
Las plantas de
tratamiento pueden por tanto considerarse como un ≪complemento
artificial≫ de los procesos naturales que se dan en las masas acuáticas ya que sobrepasan
sobrepasado ampliamente su capacidad de autodepuración.
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FUNDAMENTOS BÁSICOS DEL TRATAMIENTO DE LAS
AGUAS RESIDUALES URBANAS
5.
Las instalaciones para el tratamiento de las aguas residuales urbanas constan de tres
elementos principales:
-
Recogida y conducción de las aguas residuales hasta la estación de tratamiento.
-
Tratamiento propiamente dicho de las aguas residuales.
-
Evacuación de los productos resultantes del tratamiento: efluentes depurados y
lodos.
5.1.
Recogida y conducción
La recogida y conducción de las aguas residuales desde donde se generan hasta la
estación depuradora se realiza a través de una compleja red de tuberías (alcantarillado,
colectores). Dependiendo de la topografía, las aguas discurrirán por gravedad o será
necesario recurrir a su bombeo.
Normalmente, los sistemas de recogida son unitarios. Es decir, la red de saneamiento
recoge tanto las aguas residuales, como las de lluvia. En otros casos, aunque aún en baja
proporción, los colectores que llegan a la estación de tratamiento transportan tan solo aguas
residuales, mientras que las aguas de lluvia se recogen en colectores independientes
(sistemas separativos).
Con el objetivo de que a la estación depuradora no llegue más caudal del proyectado, en los
colectores y/o en las obras de llegada a las PTAR se instalan aliviaderos, que permiten
derivar los excesos de caudal. Esta situación tiene lugar principalmente en periodos en los
que se registran fuertes lluvias. Igualmente, para poder derivar todo el agua residual antes
de su entrada a la depuradora, en caso de problemas de funcionamiento, se instala a la
llegada de los vertidos un ≪bypass≫ general.
También, se disponen bypass parciales después de cada etapa de tratamiento, para poder
proceder al vertido de los efluentes de estas etapas sin pasar por la fase siguiente, en caso
de que se registren incidentes operativos. Estos bypass suelen descargar en una misma
línea, junto con el bypass general.
5.2.
Tratamiento
El tratamiento de las aguas residuales para las plantas de Quitumbe y Beaterio, consta de
un conjunto de operaciones físicas, biológicas y químicas, que persiguen eliminar la mayor
cantidad posible de contaminantes antes de su vertido, de forma que los niveles de
contaminación que queden en los efluentes tratados cumplan los límites legales existentes y
puedan ser asimilados de forma natural por los cauces receptores.
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En las depuradoras convencionales de aguas residuales se distinguen dos líneas de
tratamiento:
Línea de agua: incluye los procesos o tratamientos que permiten reducir los contaminantes
presentes en las aguas residuales.
Línea de lodos: en ella se tratan la mayor parte de los subproductos que se originan en la
línea de agua.
Calculo del caudal y de los contaminantes de diseño
El diseño de cada planta de tratamiento tiene que estar precedido por una definición
adecuada de las características de la descarga a través de sus parámetros de cantidad
(caudal) y de calidad (concentraciones de contaminantes).
En este caso los cálculos corresponden al diseño de una planta de tratamiento de aguas
residuales urbanas e industriales. En primera instancia, se procede a definir el caudal y la
carga de contaminantes en diferentes condiciones de operación de la planta.
Cálculo del caudal
En primer lugar se procede al cálculo de los caudales de agua residual en condiciones
secas (ausencia de precipitaciones):
Caudal medio diario en tiempo seco Qmed seco
𝑄𝑚𝑒𝑑 = 𝐻𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝐼 ∗ 𝛼
Hab. = Habitantes;
di = dotación hídrica [ L/Hab ∙ d ];
α = coeficiente de flujo en alcantarillado mixto;
Caudal máximo diario en tiempo seco, Qmax seco
𝑄𝑚𝑎𝑥 = 𝑘 ∗ 𝑄𝑚𝑒𝑑
k = coeficiente
Caudal máximo de entrada en la planta
Referencia a los cuadros de caudales descargados en los colectores de las cuencas
aportantes (volumen I).
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Caudal mínimo de entrada en la planta (se adopta un valor estimado correspondiente al
75% Qmed.)
𝑄𝑚𝑖𝑛 = 𝑄𝑚𝑒𝑑 ∗ 0,75
El Qmax muestra el flujo de entrada a la planta de tratamiento de Quitumbe:
Para el diseño de la planta de tratamiento, se adoptaron los parámetros de área y población
de servicio esperados en el año 2020, con objeto de asegurar la disponibilidad de caudales
a depurarse. Caudales mayores que se generarán en los años siguientes serán
transportados a través del sistema de interceptores a la planta de tratamiento de Vindobona.
Los parámetros básicos adoptados para el diseño (correspondientes a la proyección al año
2020) son:

Población servida: P= 55.047 Habitantes

Area de servicio: A= 290.7 Ha

Dotación neta de agua potable para consumo: di= 179 l/(Hab*día)

Factor de retorno del agua de abastecimiento al sistema de alcantarillado: α = 0.70

Tasa de infiltración adoptada: i= 0.10 l/(s*Ha)

Factor de mayoración adoptado para el cálculo del caudal máximo horario: k= 3
Con estos parámetros, resultan los siguientes caudales de diseño
Tabla 1.-Caudales de diseño de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales
Quitumbe
Caudal de diseño
Caudal promedio diario en temporada seca Qmed seco
(adoptado para diseño de los procesos de tratamiento principales)
Caudal máximo diario en temporada seca, Qmax seco
(adoptado para diseño de los procesos de tratamiento preliminares)
Caudal mínimo en entrada a la planta (75% Qmed.) 2
m3/d
9.409
3
m /h
392
l/s
108,9
m3/d
28.227
3
m /h
1.176
l/s
326,7
m3/h
294
l/s
81,7
2
Metcalf & Eddy, “Ingenieria De Aguas Residuales” - editorial McGraw Hill capítulo 3 pag 190, el caudal mínimo se define
como el 75% del caudal promedio; esto es el resultado de la combinación de dos factores: un factor de natura antrópica y un
factor generado por parte de las aguas del infiltración
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Puesto que el cárcamo de recepción del agua residual afluente, está dotado de un conjunto
de tres bombas (dos para operación simultánea y una de reserva), dicho sistema de
impulsión alimentará a las unidades de depuración propiamente dichas los siguientes
caudales:

Caudal mínimo correspondiente a la operación de una bomba: 163.3 l/s

Caudal máximo correspondiente a la operación de dos bombas: 326.7 l/s
Adicionalmente, los cálculos hidráulicos consideran un caudal de recirculación de lodos
desde el proceso de sedimentación al proceso de tratamiento biológico de 103.5 l/s, cuyo
detalle de cálculo se lo analiza en el numeral 10 del presente documento
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6.
TRATAMIENTOS DE LAS AGUAS RESIDUALES UTILIZADOS
EN LA PLANTA QUITUMBE
Línea de aguas residuales a tratar
Las aguas residuales a tratar por la planta de tratamiento de componen de sólidos gruesos,
en suspensión de diferente tipo, como papeles, maderas, materiales plásticos, materiales
filamentosos o fragmentos de vidrio. De hecho es importante eliminar estos elementos antes
que sean tratados al interior de máquinas electromecánicas, para evitar atascos o averías y
pare prevenir impactos negativos sobre los cuerpos hídricos que reciben los efluentes de la
planta de tratamiento.
El proceso de cribado es un pretratamiento mecánico a través del cual los cuerpos sólidos
contenidos en las aguas residuales son retenidos.
Las aguas residuales que llegan del alcantarillado son ricas de arenas y de fragmentos de
suelo, sobretodo en temporada de lluvia.
En particular las redes de alcantarillado que tienen poco pendiente tienen acumulación de
materiales en los puntos donde la velocidad es más baja; cuando llueve los materiales
acumulados en estos puntos, son arrastrados por las aguas que tiene grande velocidad
El material en suspensión provocaría problemas a los órganos electromecánicos de la planta
de tratamiento si no fuera eliminados a través de un proceso de desarenado ubicado
después del proceso de cribado que ha retenido los sólidos gruesos. Al interior del proceso
de desarenado, la velocidad del flujo se reduce de manera que sea posible la decantación
de los sólidos finos presentes en las aguas residuales a tratar.
En la planta de tratamiento de Quitumbe, se prevé instalar una cobertura3 sobre los tanques
de cribado y de desarenado, para evitar mal olores.
Las aguas residuales en entrada a la planta de tratamiento son enviadas a los
pretratamiento a través de una estación de bombeo equipada con bombas centrifugas
sumergibles con válvulas de lavado, que permiten evitar problemas de depósito de arenas
de manera que la vida útil de las bombas sea más larga.
Al interior de la estación de bombeo hay un bypass que, al ocurrir fenómenos de lluvia más
intensos, descarga el caudal excedente de aguas residuales, o sea mayor del caudal
máximo de diseño, hacia el punto final de la planta de tratamiento.
Durante los periodos de lluvia, las aguas que entran a la planta de tratamiento son más
diluidas y necesitan de un tratamiento meno intenso.
Para las coberturas se vea el capítulo relativo a los pre tratamientos en el cual se especifican las
características de los mismos para la planta de Quitumbe
3
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La estación de bombeo, ubicada antes de los otros tratamientos, es dimensionada para que
sea capaz de levantar el caudal máximo en entrada a la planta y no puede levantar un
caudal mayor; la estación es equipada con dos bombas más una de reserva.
Después de los tratamientos preliminares se encuentra el sector biológico, constituido por
reactores de tipo Carrusel, donde se desarrolla el proceso de remoción de la sustancia
orgánica y de los nutrientes, como el nitrógeno y el fosforo. Los procesos de remoción del
fosforo, de nitrificación y de desnitrificación ocurren al interior del mismo tanque en parte
diferentes del mismo; después del reactor biológico hay la fase de sedimentación final,
desde el cual una mezcla aireada es recirculada hacia la entrada del proceso biológico.
De esta manera se logran dos importantes resultados:

A través de la recirculación, es posible aumentar la concentración de las bacterias al
interior de proceso biológico;

La recirculación desde la sedimentación final hasta el reactor biológico permite de
descargar a la salida de la planta una concentración menor de sólidos suspendidos
en comparación con la concentración de sólidos a la salida del reactor biológico
mismo.
La sedimentación final es un proceso al interior del cual los sólidos suspendidos se
depositan en el fundo, porque han un peso específico superior del agua. La sedimentación
se desarrolla por efecto de la fuerza de gravedad, con una velocidad de caída que puede
variar en base a diferentes factores.
En la planta de tratamiento de Quitumbe, después de la sedimentación final hay el sector de
filtración terciaria, que se realiza a través de filtros de tela. También el filtro trabaja con el
ayudo de la fuerza de gravedad y es instalado en posición casi-sumergida (el 60% del filtro
es sumergido) al interior de un especifico tanque.
Las aguas a filtrar pasan por los paneles filtrantes depositando sobre de estos los cuerpos
sólidos y salen del tanque a través de vertedores ubicados en el borde del tanque de
filtración.
Después de la filtración hay la sección de desinfección UV. En la planta de Quitumbe hay
también un sector de desinfección con hipoclorito de sodio que se activa solamente en caso
de emergencia, por ejemplo cuando la sección UV está en mantenimiento o la concentración
de sustancias patógenas es alta y la calidad del efluente no cumpla con la ley.
Ambos los procesos de desinfección deben reducir los microorganismos patógenos que son
presentes en las aguas residuales, para que los parámetros microbiológicos del efluente
cumplan con la ley.
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Línea de lodos
El proceso de tratamiento de los lodos producidos por el comparto de sedimentación final
consiste en diferentes operaciones de espesamiento y deshidratación, que deben reducir la
concentración de agua al interior de los lodos mismos.
El lodo de exceso extraído por la sedimentación final es enviado al espesador. La técnica
del espesamiento es la más utilizada para adensar los lodos y consiste en una
sedimentación de masa. Al interior de los espesadores hay zonas sépticas con formación de
gas de putrefacción y consecuentemente se forman mal olores del aire de salida, que es
colectada a través de una cobertura e y enviada a los filtros de desodorización.
La fase de deshidratación con centrifugas es ubicada después de la fase de espesamiento;
la centrifugación de los lodos permite lograr un alto nivel de deshidratación.
Se eligió la deshidratación con centrifugas también porque las maquinarias son compactas y
no hay exposición de los lodos a la atmosfera.
Para comprender lo más claramente posible la sucesión de los tratamientos de la planta de
tratamiento de Quitumbe, se muestra en Ошибка! Источник ссылки не найден. el
diagrama de bloques.
La Figura 5 muestra la diferente ubicación de los tanques de las varias secciones de
tratamiento en el área de Quitumbe.
El volumen VIII explica las motivaciones de particulares elecciones efectuadas por esta
planta de tratamiento;
Siguiendo el esquema de depuración reportado en la figura 4, se puede observar que las
aguas residuales son anteriormente sujetas a los tratamientos preliminares de cribado
grueso y fino, con posible trituración de las solido y sucesivas fases de deshidratación y
extracción de los aceites.
Después de estas fases, las aguas residuales son libres sustancias gruesas y de arenas,
pero son ricas de sustancias orgánicas disueltas y coloidales; de hecho las aguas residuales
son enviadas al tanque de oxidación, al interior del cual se desarrollan los tratamientos de
aireación intensa artificial.
Una vez que las aguas residuales son aireadas, estas son nuevamente sedimentadas
(sedimentación final) antes de los tratamientos terciarios de filtración y desinfección.
Dado que las sustancias orgánicas e inorgánicas contenidas en las aguas residuales
determinan un crecimiento de la masa de microorganismos y de las sustancias inertes en el
tanque de aireación, la concentración de los lodos en el tanque de aireación podría
aumentar si se efectúa la extracción periódica de los lodos en exceso.
Los lodos en exceso son bombeados hacia la salida de la sedimentación final y enviados a
la sección de espesamiento, mientras los lodos de recirculación son enviados a la entrada
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del tanque de tratamiento biológico. Después del espesamiento, los lodos son enviados a la
fase de deshidratación para ser sucesivamente llevados al relleno sanitario.
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By-pass general
Aguas residuales
Levantamiento
inicial
Criba
gruesa
Criba
fina
Desarenador
aerado
Reactor biológico
Aire
Aire
Desinfección
UV
Desinfección
en emergencia
con hipoclorito
Aceitas y grasas
Rejilla de limpieza
Filtración
en discos
Sedimentación
Recirculo de lodos
LEGENDA
AGUAS NEGRAS
Levantamiento lodos
biologicos
LODOS
SOBRENADANTES
Polielectrolito
ADITIVOS Y REACTIVOS
AIRE
AGUA TRATADA
Lodos a relleno
sanitario
RASTRILLADO-ACEITES-GRASAS
Deshidratación
Espesamiento estatico
Recirculo espumas
Entrada aguas
residuales
Descarga
Emisario
Entrada
Emisario de
Salida
Rejilla/Desarenador
Tanque de aireación
Sedimentación
final
Filtración
mecánica
Desinfección UV
Recirculo lodos
Lodos al
relleno
sanitario
Deshidratación
mecánica
Espesador estático
Figura 4: Esquema funcional y Plano esquemático de la PTAR Quitumbe
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Descarga
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Figura 5 : Planimetría de la planta de Quitumbe con la ubicación de las secciones de tratamiento
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7.
ANÁLISIS DE LAS SECCIONES DE
UTILIZADAS EN LA PLANTA DE QUITUMBE
7.1.
Estación de bombeo
TRATAMIENTOS
El levantamiento inicial de las aguas residuales debe mantener el flujo en entrada a la planta
de tratamiento casi constante o con una reducida variación de caudal, para evitar
discontinuidades abruptas. Por esta razón, y por razones de seguridad como la posibilidad
de intervención con operación de mantenimiento sin parar la planta de tratamiento, es
siempre necesario prever la utilización de más bombas centrifugas, o sea:

Un suficiente número de bombas de potencia diferente, que trabajan singularmente
en función de la entidad del caudal hidráulico en entrada;

Dos o más bombas que trabajan en paralelo, sincronizadas entre ellas de manera
que sea posible activarlas con gradualidad la una después de la otra, en función del
nivel hídrico en el tanque.
Al
interior
de
la
estación
de
levantamiento
es
necesario
instalar
también
medidores/reguladores de nivel máximo y mínimo para cada bomba en función; del hecho,
que, cualquier sea la capacitad de levantamiento de la estación, esta debe ser equipada por
al menos dos bombas centrifugas, de las cuales una trabaja y una es de reserva.
Las bombas centrifugas utilizadas en las estaciones de levantamientos de Quitumbe
trabajan según el siguiente procedimiento: el líquido contenido al interior del cuerpo de la
maquina es arrastrado en rotación por un rotor adecuadamente contorneado para imprimir
una intensa rotación de la masa liquida con el menor consumo de energía posible.
La masa de agua adquiere una alta velocidad (energía cinética) que se trasforma
inmediatamente en energía de presión en una específica zona de la maquina (difusor),
después del cual hay una caja espiral que debe recoger el líquido de la periferia de la
máquina para enviarlo hacia en conducto de entrega.
Una estación de bombeo en el ingreso de la planta se justifica no solo por la diferencia de
altura entre el alcantarillado en ingreso y el cuerpo de agua receptor, sino también por
consideraciones técnicas y económicas.
Normalmente el bombeo se efectúa intentando mantener un cambio gradual en el caudal,
evitando discontinuidad repentina. Por esta razón, es costumbre utilizar más de una bomba.
La estación de bombeo inicial se compone de bombas centrífugas en las cuales el líquido
contenido en el cuerpo de los equipos es puesto en rotación por un rotor de palas (rotor), de
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forma apta para impartir a la masa de fluido una intensa rotación, con el menor gasto posible
de energía eléctrica. De esa forma se imprime a la masa de agua una notable velocidad,
que se transforma en energía de presión en una zona apropiada de la bomba el ' difusor',
seguida por un volumen llamado 'caja espiral', que recoge el líquido desde la periferia de la
bomba hacia el conducto de suministro.
Los parámetros que deben ser tomados en cuenta para el diseño de una estación de
bombeo, son los siguientes:
-
El número de revoluciones de la turbina y por lo tanto del motor eléctrico;
-
La potencia útil que debe absorber el líquido Pu;
-
La potencia Absorbida por la bomba Pm;
-
El rendimiento total de la bomba y del motor eléctrico;
-
El caudal de líquido que tiene que ser bombeado;
-
La prevalencia ΔH4 de la bomba;
-
La cota zgl del eje de la bomba con respecto al nivel de líquido en el tanque de
aspiración.
El caudal Q, la prevalencia H y la potencia Pu son cantidades entregadas por la bomba; la
potencia Absorbida Pm es la potencia realmente Absorbida por la bomba y tiene en cuenta
también su rendimiento interno.
Una bomba funciona regularmente si en el flujo de ingreso no hay irregularidades debidas a
discontinuidades que van bajo el nombre genérico de cavitación, NPSH (Net Positive
Suction Head). La experiencia muestra que cuando hay la cavitación se produce una caída
repentina de rendimiento de la bomba, junto a vibraciones, así como a irregularidades de
funcionamiento y fenómenos que pueden dañar la bomba. Para evitar la creación de la
cavitación es necesario que la presión estática del líquido sea siempre mayor de la presión
de vapor y de la presión de los gases disueltos en el líquido bombeado a la temperatura
operativa. Por eso se utilizan bombas puestas directamente en el tanque de succión,
completamente sumergidas en el líquido a bombear. Al mismo tiempo la bomba se refrigera
por contacto con la masa líquida, perdiendo calor y no sobrecalentándose. En estas
condiciones de trabajo, la condición de no cavitación requiere que se verifique la siguiente
relación:
La prevalencia de una bomba ΔH es la energía que la bomba tiene que dar a la masa fluida
para subir la carga total H y para compensar las pérdidas de carga cuando la masa fluye en las
tuberías. Si se indica con Y todas las pérdidas de carga puntuales y con JL la suma de las pérdidas
de cargas distribuidas en toda la longitud L del circuito, siendo Hg la diferencia de cotas entre los
niveles de agua de la succión y descarga, la prevalencia de la bomba se calcula con:
4
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𝑍𝑔1 + (
𝑃𝑎𝑡𝑚
𝜌𝑔
−
𝑝𝑣𝑎𝑝 (𝑎𝑠𝑠)
𝜌𝑔
) > 𝑁𝑃𝑆𝐻
[1]
En dónde:
zg1 = nivel de líquido por encima de la bomba, en condiciones de altura mínima prevista en el
tanque de aspiración.
ρ = en el caso particular en el cual el fluido bombeado sea agua, la densidad es igual a
1000 kg/m3;
patm = presión atmosférica 1atm ≈ 1.01*105 Pa ≈ 1.01 * 105 N/m3;
g = aceleración de la gravedad: 9.81 m/s2;
patm/ρ*g = proporción igual a 10.33 m;
pvap(ass) = tensión de vapor del líquido bombeado a temperaturas de funcionamiento5.
En la relación anterior [1], si heff indica la diferencia entre la presión atmosférica menos la
presión de vapor a la temperatura de funcionamiento, la condición de no cavitación se puede
reducir a la simple relación:
𝑍𝑔1 > 𝑁𝑃𝑆𝐻 − h𝑒𝑓𝑓
Donde los valores de heff varían en función de la temperatura del agua durante el bombeo.
En general también se debe tener en cuenta la altitud del sistema de bombeo. De hecho al
aumentar la altitud, el valor de la presión atmosférica disminuye. Consecuentemente,
también heff disminuye. Para tener en cuenta la altitud, entonces debemos disminuir la
expresión patm/ρ*g de la fracción Δh causada por la altitud. Por lo tanto la condición general
de no cavitación para el agua en función de la temperatura y de la altitud se convierte, para
la bomba sumergida:
𝑍𝑔1 > 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟 − (h𝑒𝑓𝑓 − ∆h)
[2]
Valores del término correctivo Δh se reportan en la tabla 2. Por lo tanto, el vínculo en la
ecuación [2] verifica que la altura del líquido zg1 sobre la bomba sea mayor de la altura
mínima permitida (zg1min); dependiendo del tipo de bomba y de las condiciones externas
particulares:
𝑍𝑔1𝑚𝑖𝑛 = 𝑁𝑃𝑆𝐻𝑟 − (h𝑒𝑓𝑓 − ∆h)
[2a]
De esta manera se establece también la altura mínima del líquido que se puede mantener
en el tanque de succión, de manera que no haya cavitación durante el ejercicio. El no
respecto del vínculo de la ecuación [2a] implica el riesgo de formación, en los canales del
rotor, de una depresión que libera una gran parte de aire o de gases que normalmente están
en solución en el agua. Este fenómeno puede provocar la ruptura de la vena líquida,
provocando la desactivación de la bomba.
El valor de la tensión de vapor de agua en función de la temperatura se puede encontrar en los manuales de
termodinámica.
5
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Tabla 2.-Valores del parámetro correctivo Δh de la altura de presión atmosférica en
función de la altitud (Manual de Hidrómica, Wetts Cazzaniga).
Altitud (m)
Δh (m)
0
0
550
0.6
1000
1.15
1500
1.70
2000
2.20
2500
2.65
3000
3.20
El fenómeno empeora cuando la altura de aspiración excede la tensión de vapor del agua,
porque en el agua misma se forman cavidades llenas de vapor de agua y gases liberados.
Generalmente, el diseño de una estación de bombeo presenta como parámetro fundamental
el caudal máximo Qmax.
La prevalencia de una bomba depende del caudal. La dependencia funcional entre la
prevalencia y el caudal, para cada velocidad de rotación de la bomba, se llama ecuación
característica y su diagrama en el plano (H;Q) curva característica de la bomba. Cada valor
de velocidad de rotación de la bomba está asociado con una curva característica diferente.
La prevalencia de una bomba se dice teórica cuando el fluido pasa a través de la máquina
en ausencia de fricciones. Suponiendo que la máquina está equipada con un infinito número
de palas es posible decir que todas las partículas del fluido están sometidas a las mismas
fuerzas físicas. Se demuestra que la curva característica teórica H∞ para una bomba
centrífuga puede expresarse mediante una función lineal del tipo (función lineal):
𝐻∞ = 𝐻∞ ∗ (𝑄) = 𝐴 ∗ 𝑛2 − (𝐵 ∗ 𝑐𝑜𝑡𝛽2 ) ∗ 𝑄
[3]
Dónde:
-
A y B son constantes apropiadas que dependen del ancho de las palas en la sección
de salida del rotor y dependen también del diámetro medio de las palas siempre en
la sección de salida del rotor;
-
β2 es el ángulo de las palas en la corona de salida del rotor;
-
n es el número real de revoluciones del rotor;
-
Q es el caudal bombeado.
La ecuación anterior [3] se dice ecuación característica teórica de una bomba centrífuga.
Con el número de revoluciones reales n, la curva característica H∞ se mueve
perpendicularmente al eje de la Abscisa de acuerdo con el cuadrado de n, modificando la
pendiente, como se muestra en la figura de la curva característica H∞ se puede calcular la
curva característica real H= ΔH (Q) simplemente sustrayendo la curva Hd=Hd (Q) de las
pérdidas de carga (en los canales de las palas de la bomba) a la misma curva característica
ideal. Sin entrar en detalles, la curva de fricción y de choque del fluido en la tubería se
puede representar como una curva que esencialmente depende del cuadrado del caudal
impulsado por la bomba:
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𝐻𝑑 = 𝐻𝑑 ∗ (𝑄) = λ + K d ∗ Q2
[4]
Dónde:
λ = constante que depende de la disipación del choque de la vena de fluido en el borde de
las palas. Sustrayendo miembro a miembro de la ecuación [4], la ecuación [5] se obtiene la
curva característica real:
𝐻 = ∆𝐻 ∗ (𝑄) = (𝑦𝐻∞ − 𝐻𝑑 ) = 𝑦[𝐴𝑛2 − (𝐵𝑛 ∗ 𝑐𝑜𝑡𝛽2 ) ∗ 𝑄] − (λ + K d ∗ Q2 )
[5]
Figura 6 : Tendencia de la curva característica ideal en
función del ángulo de salida de las palas del rotor.
Gráficamente la curva característica real se traza a partir de la curva característica ideal
(Figura 6) sustrayendo a esa la curva de fricción (disipación de energía dentro del rotor). La
Figura 7 muestra la construcción gráfica de la curva característica real.
Figura 7 : Curvas características teóricas y reales (por número
constante de revoluciones n) en función del ángulo de salida
de las palas del rotor.
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La curva característica del sistema es la suma del desnivel geodésico Hg, que tiene que ser
superado y de las pérdidas de carga distribuidas y concentradas a lo largo del circuito. La
relación de la curva característica del sistema es:
λ
𝑄2
𝐻𝑖𝑚𝑝 = 𝐻𝑔 + (𝐽 ∗ 𝐿 + 𝑌) = 𝐻𝑔 + ∑ (
+ ξ𝑖 ) ∗
D ∗ Li
2𝑔 ∗ 𝐴𝑖 2
Dónde:
λ = índice de resistencia del ábaco de Moody;
Li = longitud de la tubería i-ésima;
n = número total de tubos;
Di = diámetro de la tubería i-ésima;
A = sección interna del tubo;
Hg = desnivel geodésico;
ξi = coeficientes de las pérdidas de carga concentradas para cambios de dirección, salidas,
válvulas, etc.
Fijados Di, Ai, Li y el caudal Q bombeado en el circuito, la prevalencia Himp de la planta
puede cambiar si se cambia el nivel geodésico entre el nivel de líquido en el tanque de
ingreso y el tanque de carga. Por ejemplo, una disminución del nivel de líquido en el tanque
de carga produce un aumento de Hg y por eso un aumento de la prevalencia de la planta: la
parábola Himp = Himp(Q) se mueve verticalmente hacia arriba. Por el contrario, un aumento
del nivel líquido origina una consecuente disminución de la prevalencia de la planta: la
parábola Himp = Himp(Q) se mueve en vertical hacia abajo.
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Figura 8 : Curva característica de la planta y curva característica de la bomba.
Intersección de la curva característica en el punto de operación (estado
estacionario). La curva Himp depende del cuadrado del caudal y aumenta con el
mismo.
La fórmula para calcular el volumen útil del tanque de succión se calcula mediante la
imposición del número máximo de arranques que la bomba es capaz de soportar en la
unidad de tiempo sin el riesgo de sobrecalentamiento. Este número está indicado por los
fabricantes; cuidadosamente no se excede los 12-15 arranques por hora. Las condiciones
críticas para el funcionamiento de la bomba se produce con el valor de caudal en entrada
que minimiza el tiempo del ciclo tc que transcurre entre dos arranques sucesivos, igual a la
suma del tiempo de llenado tr y del tiempo de vaciado ts.
Si consideramos inicialmente una sola bomba instalada, con V volumen útil entre los niveles
de arranque y de paro, se tiene:
𝑡𝑐 = 𝑡𝑟 + 𝑡𝑠 =
V V
+
−Q
Q Qp
El caudal crítico Qc se obtiene en correspondencia del mínimo de la [10] asumiendo Qp
constante.
Por lo tanto:
dt c
1
= 0 −→ Q c = Q p
dQ
2
Para este caudal crítico, el tiempo de ciclo es mínimo y por la ecuación [4]:
tc = 4
V
Qp
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El volumen útil se obtiene imponiendo tc mayor o igual al valor requerido por el fabricante τ:
V≥T
Qp
4
Consideraciones similares se aplican a las estaciones con más de una bomba. También en
este caso, la operación de cada bomba está controlada por dos comandos de nivel. En este
sentido existen diferentes soluciones: una mayor regularidad de suministro se obtiene
haciendo coincidir el nivel de arranque de una bomba con la parada de la bomba siguiente.
Si hay n bombas y Qp∑(n-1) es el caudal total bombeado por las (n-1) bombas a servicio de los
niveles inferiores y Qpn el caudal que puede bombear la n-ésima bomba, que empieza a
funcionar cuando el caudal en ingreso a la planta sobresale Qp∑(n-1) el volumen útil del
tanque de succión entre los niveles de arranque y de paro de la bomba de n-ésima Vn se
calcula a partir del tiempo de ciclo correspondiente:
(𝑡𝑐 )𝑛 =
𝑉𝑛
𝑉𝑛
− 𝑄𝑝∑(n−1) +
+ 𝑄𝑝𝑛 − 𝑄
𝑄𝑛
𝑄𝑝∑(n−1)
En este caso, el caudal crítico se obtiene imponiendo:
𝑑(𝑡𝑐 )𝑛
1
= 0−→ 𝑄𝑐 = 𝑄𝑝𝑛 + 𝑄𝑝∑(n−1)
𝑑𝑄
2
Calculado el volumen de almacenamiento correspondiente a cada bomba, la geometría del
tanque de succión se define teniendo en cuenta los criterios siguientes:
-
Tamaño de las bombas y distancias mínimas entre las diversas unidades requeridas
por los fabricantes;
-
Nivel mínimo de líquido en el tanque que pueda asegurar la inmersión completa de
las bombas para facilitar el enfriamiento y mantener el rotor bajo un nivel suficiente
para evitar fenómenos de cavitación;
-
Desnivel mínimo 10-15 cm
entre los diferentes comandos de nivel, para evitar
interferencias u operaciones accidentales debidas a la acción de las olas o a la
acumulación de material flotante;
-
Conveniencia a no profundizar más de lo necesario el tanque, tanto para contener la
profundidad de la excavación cuanto porque cuando el caudal entrante no alcanza
los valores máximos de elevación previstos, está funcionando solamente una parte
de las bombas instaladas, subordinadas a los mandos puestos en los niveles
inferiores. El nivel en el tanque, por lo tanto tiene una cuota considerablemente
menor que la del conducto de ingreso, con la consiguiente pérdida de carga, que se
traduce en un aumento de la altura geodésica que tiene que ser superada con el
levantamiento. El punto de funcionamiento se coloca en correspondencia de un
caudal inferior a la que compite en situaciones de mayor llenado del tanque. La
creciente prevalencia implica también mayor consumo de energía.
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Para determinar el número de bombas y su alcance, aunque sea fundamental analizar caso
por caso, se puede especificar los siguientes criterios:
-
El caudal medio diurno en el mes de consumo máximo, debe ser dividido en al
menos dos unidades para evitar excesivas perturbaciones de ingreso a las líneas de
tratamiento;
-
Es necesaria también la instalación de unidades de repuesto para el levantamiento
del caudal de lluvia.
En el tanque de succión tiene que incluirse un conducto de bypass. El nivel de entrada y el
perfil de la tubería de descarga, tienen que ser definidos para que no se verifiquen
sobrepresiones no compatibles con las condiciones aceptables de funcionamiento del
sistema de alcantarillado.
Para definir el número y el tipo de bombas necesarias, se procede de la siguiente manera:
-
Calcular el caudal de pico, el caudal mínimo nocturno y el caudal de cálculo;
-
Calcular el caudal de lluvia que debe ser tratado en las fases primarias;
-
Elegir el tipo y el número de bombas necesarias para bombear el caudal de tiempo
seco, y de lluvia de acuerdo con las fichas técnicas disponibles, suponiendo una
altura (H, expresado en m);
-
Verificar que la velocidad en el conducto de ingreso no exceda 2m/s. Si la prueba no
se cumple, se calcula el diámetro del tubo que tiene que ser utilizado después de un
aparato divergente.
El procedimiento de selección de las bombas es el siguiente:
-
Se eligen las bombas de temporada seca;
-
Se eligen las bombas de temporada de lluvia para que el caudal bombeado por estas
cubra la diferencia de caudal entre el caudal bombeado por las bombas de
temporada seca (seleccionada previamente) y el caudal total que tiene que ser
bombeado en temporada de lluvia (Qpm).
Sin embargo hay que señalar que:
-
Para garantizar una alimentación lo más uniforme posible a la planta es siempre
adecuado bombear el caudal de cálculo (caudal promedio de las horas diurnas del
mes de consumo máximo) con al menos dos bombas. En el caso específico, por
ejemplo, sería suficiente utilizar una sola bomba capaz de bombear 160 L/s, pero se
instala una segunda bomba por seguridad. En el cálculo del número de bombas de
temporada seca tiene que ser garantizado que el caudal de pico sea aportado a la
planta y debe evaluarse también el hecho de que el aumento del número de bombas
implica el aumento del tamaño de la estructura que las contiene, el aumento de los
gastos de realización y el aumento de complejidad de las conexiones hidráulicas.
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-
El número de bombas de temporada de lluvia es generalmente menor (o igual) a lo
de las bombas de temporada seca. Como las bombas de lluvia trabajan pocos días,
no vale la pena prever un número de bombas elevado porque estarían paradas por la
mayoría del tiempo y además no tiene sentido prever una elevada modulación de los
eventos de lluvia, que son poco frecuentes. Por lo tanto es preferible elegir pocas
bombas para los caudales de lluvia, con la capacidad de bombear grandes caudales.
En este caso hemos considerado 2 bombas. En el diseño de la estación de bombeo
es conveniente tener en cuenta también el espacio para la instalación de las bombas
de reserva (generalmente iguales a las bombas de lluvia, siendo estas últimas
capaces de impulsar caudales mayores).
Si el diámetro del tubo de la bomba es mayor de lo requerido, es necesario instalar un
aparato divergente para alcanzar el tamaño apropiado del tubo.
Para la elección del diámetro de la tubería es necesario tener en cuenta que, en general, la
velocidad mínima necesaria para evitar el depósito en los conductos del material sólido
transportado por las aguas residuales debe ser:
-
0.7 m/s para las aguas residuales domésticas sin aguas de lluvia;
-
1.0 m/s para las aguas residuales con el agua de lluvia.
La velocidad máxima recomendada es de alrededor de 2 m/s para evitar inconvenientes
tales como:
-
Abrasión de las tuberías y válvulas a lo largo del circuito;
-
Deterioro de las piezas mecánicas del cuerpo de la bomba y del rotor;
-
Fenómeno del golpe de ariete.
El flujo de agua hacia una bomba debe ser uniforme y constante, sin la presencia vórtices
que permitan la inclusión de aire. La falta de uniformidad de flujo determina un desequilibrio
de la carga en el rotor y no permite un funcionamiento óptimo, con la consiguiente reducción
de la eficiencia hidráulica. Un flujo no constante produce una carga variable sobre el rotor
provocando rumores y vibraciones, con posibles daños mecánicos. Para el diseño del
tanque de succión o de carga, se consideran los siguientes aspectos:
1. el flujo de agua que entra en el pozo debe ser adecuadamente dirigido hacia la zona de
aspiración de la bomba: esto se debe hacer con un mínimo de vórtices y pérdidas
hidráulicas;
2. para evitar la formación de vórtices de superficie, las paredes verticales del depósito
deben incluir taludes apropiados en la base. En proximidad de la aspiración de la bomba, a
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menudo es necesario prever una pared para reducir cualquier tendencia a la formación de
vórtices locales, con consecuente entrada de aire y nocivas rotaciones de flujo. La inmersión
mínima de las bombas tiene que ser suficiente para evitar la formación de vórtices en la
superficie y el inicio de la cavitación;
3. aunque se debe evitar una turbulencia excesiva con presencia de grandes remolinos, una
turbulencia pequeña, es a menudo, útil en la prevención de formación y desarrollo de
vórtices persistentes;
4. los sedimentos que con el tiempo podrían convertirse en depósitos reales no deben
acumularse en el tanque. Por lo tanto, hay que evitar la formación de zonas de
estancamiento o de velocidad baja. Para prevenir la sedimentación, a menudo, se realizan
tanques con fondo inclinado;
5. en varios tanques de succión, la entrada de las aguas residuales está colocada a un nivel
relativamente alto. Por tanto, el líquido efectúa un salto considerable para llegar al fondo del
tanque. Esto ocurre cuando las bombas están terminando el vaciado y están próximas a la
parada;
6. el tanque tiene que ser lo más simple y pequeño posible para reducir los costos; sin
embargo, debe garantizar un volumen mínimo para evitar un elevado número de arranques
por hora por cada bomba.
Verificación tiempo máximo de estacionamiento en el tanque:
El tiempo de detención (máximo) de las aguas residuales en el tanque de succión ocurre
cuando todas las bombas se apagan y el tanque se está llenando (hasta el nivel de
encendido de la primera bomba). Por lo tanto es:
tR=0.13∙h
El volumen útil de la cámara, incluido entre los niveles de arranque y de paro de cada
bomba, se calcula mediante la imposición del número máximo de arranques que las bombas
son capaz de soportar en la unidad de tiempo, sin el riesgo de sobrecalentamiento. Este
número está indicado por los fabricantes. Hay una tendencia, sin embargo, a no exceder los
12-15 arranques por hora.
La condición crítica para el funcionamiento de la bomba se obtiene para el valor de caudal
de entrada que minimiza el tiempo de ciclo tc que transcurre entre dos arranques sucesivos,
igual a la suma del tiempo de llenado tr y de vaciado ts.
Cálculo de la potencia Absorbida por la estación de bombeo.
El cálculo de la potencia total Absorbida por la estación de bombeo requiere el conocimiento
de la curva característica de las bombas y de la curva característica de la planta. Para un
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cálculo aproximado, se supone que el caudal bombeado por las n bombas en paralelo es
igual a n veces el caudal de una sola bomba que trabaja sola. Las "n" bombas, que
funcionan en paralelo, bombean un caudal total menor de la suma de n veces el caudal
procesado por una sola bomba de trabajo por las pérdidas de carga en la planta. Esto, a
condición de que la prevalencia se mantenga constante. Es de notar, sin embargo, que
durante el funcionamiento, con el aumento del nivel del líquido en el interior del tanque de
succión (por el arranque de las bombas siguientes) se reduce el desnivel geométrico de
bombeo, y luego la prevalencia de las bombas, aumentando el caudal total bombeado. El
cálculo del consumo total de energía durante el funcionamiento de las bombas en paralelo
puede ser estimado, en primera aproximación, mediante la siguiente fórmula:
P~
(nQ1 )∗∆H
η∗366
[kW]
Dada la posibilidad de operar con un nivel en el tanque de succión mayor que lo estimado
en primera aproximación, y con la consiguiente posibilidad de caudal por cada bomba y
consumo de energía mayor que el calculado, se supone una capacidad instalada del motor
eléctrico prudencial, igual a 1,4 veces el caudal Absorbido. Por lo tanto, en general, la
potencia instalada del motor de accionamiento de cada bomba será:
P
P
( ) = 1,4 ∗ ( )
n ist
n
La potencia total instalada para la estación de bombeo resulta:
P
Pins = n ∗ ( )
n ins
La selección de la bomba en un sistema de bombeo genérico que impulse un caudal Q no
es única si no se asignan previamente el tipo y el diámetro de los tubos; de hecho a
menores diámetros corresponden pérdidas de carga mayores y por eso una prevalencia
más grande, pero dentro de límites razonables es posible encontrar la bomba capaz de
proporcionar la altura necesaria.
El bombeo se efectúa con bombas sumergidas, puestas en pozos apropiados, que pueden
bombear todo el caudal en entrada.
Definición del número y de la tipología de bombas
Para definir el número y de la tipología de bombas (centrífugas sumergibles) que son
necesarias para levantar las aguas residuales que llegan a la planta de tratamiento se
procede según los siguientes criterios:
-
Cálculo del caudal de diseño
-
Cálculo del caudal de lluvia a tratar en los tratamientos preliminares
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-
Elegir el número y de la tipología de bombas necesarias para levantar el caudal de
tiempo seco y el caudal de lluvia sobre la base de las fichas técnicas disponibles,
tomando en cuenta la prevalencia (H, expresada en m)
-
Verificar que la velocidad de las aguas en la tubería de entrada sea inferior a 2 m/s.
Si es necesario elevar un líquido de densidad ρ desde una altura menor Zg1 a una altura
mayor Zg2 , es también necesario calcular las pérdidas de carga distribuidas y concentradas
que el flujo experimenta durante su recorrido. El sistema de tuberías de bombeo esta
idealmente dividido en dos tramos: L1 , la línea de succión y L2 la línea de descarga o
impulsión.
Las pérdidas de carga en los dos tramos de la tubería, una vez establecido el diámetro
adecuado, se calculan con la formula 𝐽 =
𝑏∗𝑄 2
𝐷𝜇
donde J es el pendiente de la línea de las
cargas totales. Se aplica la fórmula de la energía para ambos tramos de tubería y se obtiene
el valor de la prevalencia:
𝑉2 2
𝑉2 2
∆𝐻 = 𝐻2 − 𝐻1 = (𝑍𝑔2 + 𝐽𝐿2 +
) − (𝑍𝑔1 − 𝐽𝐿1 − 0.5 ∗
)
2𝑔
2𝑔
Asumiendo que V1=V2=V la relación se simplifica como
∆𝐻 = 𝐻2 − 𝐻1 = (𝑍𝑔2 − 𝑍𝑔1 ) + 𝐽(𝐿1 + 𝐿2 ) + 1.5 ∗
𝑉2
2𝑔
En general la prevalencia de las bombas se obtiene a través de la suma de dos
contribuciones:
-
El desnivel de altura para levantar el caudal de agua desde un nivel menor hasta un
nivel mayor
-
La suma Y de todas las pérdidas de carga concentradas (cambios de dirección,
cambios de diámetro, presencia de válvulas) y de las pérdidas de cargas distribuidas.
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Perdidas de carga de salida
LINE
Y2+JL2
AS D
E LA
S CA
RGA
S
TOT
ALE
S
Perdidas de carga de entrada
H
LINE
H1
AS D
E LA
S CA
RGA
S
Y1+JL1
TOT
ALE
S
H2
L2
D2
L1
D1
Figura 9: Esquema simple para el cálculo de la prevalencia de las bombas
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Características del diseño6 relativas al tanque de aspiración
Tabla 3.- Bombeo Inicial
Bombeo inicial
Ancho bomba
Longitud bomba
m
m
0,61
1,04
Número de bombas instaladas
Número de bombas operativas
n
n
3,00
2,00
B7 (distancia entre dos bombas adyacentes)
C (distancia mínima a las paredes de la cámara)
m
m
1,35
1,60
m
2,50
m
0,30
m
1,10
m
1,40
m
1,00
m
3,50
Mínima Distancia de la bomba desde el interior de la cámara
di amortiguamiento de los influentes, A
Mínima Distancia de la tubería de entrada a la pared
Mínima Distancia
desde el interior de la cámara di
amortiguamiento de los influentes desde la sección de
entrada colector, E
Mínima Distancia de la bomba desde el exterior de la cámara
di amortiguamiento de los influentes, A-E
Nivel de seguridad para acumulación (ecualización) de los
caudales
A (distancia de diseño de la bomba desde el interior de la
cámara de amortiguamiento de los caudales afluentes)
Con el fin de permitir la instalación y el posicionamiento de la unidad de bombeo, para
garantizar la accesibilidad necesaria para los componentes de los cuerpos de bomba, la
cámara de bombeo debe tener las siguientes dimensiones
mínimo Ancho cámara de bombeo
Mínima Longitud cámara de bombeo
m
m
7,73
4,84
m
m
7,80
5,30
Los valores del proyecto:
Ancho de proyecto de la cámara de bombeo
Longitud de proyecto de la cámara de bombeo
Los datos reportados en estos cuadros se adjuntan en el Anexo 1.1 del presente Tomo.
La metodología utilizada en los cálculos para el diseño de la planta deriva de los procedimientos
obtenidos por la bibliografía indicada en los diferentes procedimientos
6
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Tabla 4.- Características de las bombas
Características de las bombas
Qmin
l/s
m3/h
79
286
Qmed
l/s
m3/h
109
392
Qmax
l/s
m3/h
327
1176
Q1 (bomba 1)
l/s
m3/h
56
202
Q1 (bomba 2)
l/s
m3/h
56
202
l/s
112
Q1 (bomba 1)
l/s
m3/h
108
389
Q1 (bomba 2)
l/s
m3/h
108
389
Q1+Q2
l/s
m3/h
m
216
778
0,45
Nivel de sumersión
m
1,10
mínimo nivel en el pozo de bombeo
m
5,00
n
15,0
min
4,0
n
10,0
Q2 (Pump flow rate: Q1+Q2)
m³/h
1176,13
Q1 (Pump flow rate)
m³/h
588,06
Q2 (Pump flow rate: Q1+Q2)
m³/min
19,60
Q1 (Pump flow rate)
m³/min
9,80
n
10,00
Escenario hidráulico de Qmed
Q1+Q2
Escenario hidráulico de Qmax
Nivel mínimo requerido para evitar la cavitación
Con la información obtenida por los proveedores:
El número máximo de arranques para el tipo de bomba
resulta de
con un tiempo límite de comienzo del ciclo de
puesto un Número de comienzo del ciclo posteriores
Número de start stop posteriores
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Rate V/Qm (function of n)
1,50
Volumen parcial 1
m³
29,40
Volumen parcial 2
m³
14,70
Volumen total
m³
44,10
Tiempo de parada de las bombas
min
20,0
m³
196,02
m³
240,13
Volumen de pulmonación, dado por la parada de la
bomba
Volumen total
Las dimensiones de la cámara de aspiración de las bombas son:
Longitud
m
7,8
Ancho
m
5,3
Altura
m
10
Superficie
m²
41,34
mínimo calado en el tanque
m
0,45
La bomba 1 empieza a
m
0,45
La bomba 2 empieza a
m
1,16
máxima altura del calado en el tanque
m
6,26
mínima altura del calado en el tanque
m
5,00
Principales equipos instalados8 en el tanque de aspiración y a servicio
de la misma
Los caudales de aguas residuales a ser conducidos al tratamiento biológico, serán
impulsados mediante electrobombas sumergibles.
Se prevé el uso de electrobombas sumergibles para instalación fija con girante centrífuga a
canal, motor eléctrico asincrónico trifásico protección IP68, aislamiento en clase F, situado
en espacio estanco y conectado mediante eje al girante. Doble hermeticidad de carburo de
tungsteno con depósito de aceite interpuesto, cojinetes, pre engrasador, enfriamiento con
líquido circundante. Fusiones principales y girante en hierro fundido, eje en acero al
carbono, tornillería en acero inoxidable.
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos.
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Las bombas serán suministradas con:

Pie de acoplamiento automático para fijar en el fondo del tanque, con codo bridado
UNI PN10, armazón de soporte y guías superiores;

Cadena en acero galvanizado de 15m de longitud;

Tubo guía de la bomba de 2" UNI3524 en acero galvanizado de longitud 10,0 m;

Cable eléctrico sumergible de potencia para activación directa de longitud 20 m.
Las bombas a suministrarse tendrán las siguientes características:

Número bombas
n.
2+1 reserva (LI 01 01-03)9

Caudal
l/s
165

Altura manométrica
m
15,1

Diámetro acoplamiento
mm
200

Velocidad nominal
rpm
1170

Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60

Potencia nominal del motor
kW
34

Peso aproximado
Kg
530
Los aceites y los sólidos que se acumulan en el pozo de la bomba, causan inconvenientes
que no son solo la emisión de malos olores. Los reguladores de nivel pueden ensuciarse,
reduciendo la eficiencia y la vida de la bomba y pueden causar el desborde de las aguas del
alcantarillado. La limpieza del pozo es de hecho esencial.
En el pasado eran necesarios periodos de parada extendidos y altos costos de trabajo para
la limpieza. La válvula de flujo ofrece un sistema simple, eficaz, continuo e automático para
mantener limpios los pozos por parte de los lodos, elimina los sedimentos y las
incrustaciones al inicio de cada ciclo de bombeo reduciendo la sedimentación en el pozo.
El montaje de una válvula de purga non influye sobre la potencia de la bomba sobre la cual
es ubicada, haciendo un sistema de flujo automático que no requiere alimentación adicional.
La abertura de la válvula ocurre al inicio de cada ciclo de bombeo durante el cual la bomba
es utilizada para crear un chorro de agua que limpia el pozo. Así los depósitos del pozo son
sujetos a una fuerte mezcladura, transformando momentáneamente la bomba en un mixe
muy potente. Esta acción porta en suspensión todos los depósitos, antes que la válvula de
flujo se cierre y la bomba empiece su acción de vaciado de las aguas y de los sólidos
Todas la maquinarias instaladas en la planta de tratamiento de Quitumbe tiene un código ITEM que
se puede observar también en la Tabla P&I.
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suspendidos. Esto sistema, único para estos equipos, garantiza un alto grado de
oxigenación, permitiendo la eliminación del sulfuro de hidrógeno que emite malos olores.
Cuando la bomba se pone en marcha, la válvula se abre por casi 20 s, creando un potente
chorro que porta en suspensión los sedimentos, listos para ser succionado por la bomba.
La secuencia es parte de ciclo de bombeo y cada vez que la bomba se pone en marcha se
obtiene el flujo en el pozo y la válvula es abierta. El flujo, pasando a través de la válvula,
crea una depresión en el alojamiento de la esfera, comparado a la presión del aceite
presente en la cámara detrás de la membrana. En los veinte segundos sucesivos la esfera
viene levantada de la membrana y la presión tiende a equilibrarse en las dos cámaras.
El tiempo necesario puede ser regulado variando el flujo de aceite desde el tanque de
almacenamiento del aceite a la cámara detrás de la membrana.
La esfera alcanza una posición crítica y viene empujada en la su sede por el flujo, cerrando
la válvula.
La potencia de la bomba se concentra en el drenaje del pozo y la presión interior de la
válvula empuja la membrana en la su posición uncial.
Cuando la bomba se para, la presión al interior de la válvula disminuye y la esfera vuelve en
la posición de descanso. La válvula es ahora abierta y lista para el próximo ciclo.
Figura 10: Funcionamiento de la válvula de purga
Criterios de selección de la bomba10
Para elegir las bombas adecuadas por el levantamiento inicial de bombeo. El programa
incluye la selección de productos y una serie de herramientas tales como análisis de
funcionamiento y económico. También permite imprimir los datos del producto y los planos
dimensionales.
10
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm.
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Cuando se selecciona un producto, se genera una serie de información como curvas de
funcionamiento y planos dimensionales, que pueden también imprimirse. Las características
del sistema se definen por la curva de sistemas o por el sistema dado de tuberías.
El programa selecciona las bombas cuya curva esté dentro del margen de tolerancia
definido para el punto de trabajo requerido. La selección puede limitarse a uno o varios tipos
de bombas, instalación en cámara seca o húmeda y otra serie de criterios de selección.
Si el sistema de tuberías es conocido, se puede calcular la altura total requerida, incluyendo
las pérdidas, y utilizarla para encontrar la bomba más adecuada. Las pérdidas internas se
tendrán en cuenta al seleccionar bombas en paralelo.
Se pueden tener en pantalla los datos de producto y las curvas de funcionamiento de la
bomba seleccionada. Los datos incluyen características generales, datos eléctricos y curvas
de funcionamiento.
Previamente hemos explicado el modo de determinar el punto de funcionamiento de la
bomba y como se definen ambas las curvas.
La conexión entre la prevalencia H e el caudal Q con número de giros constante es típico de
cada bomba y es representado por una curva en el piano cartesiano (Q, H). Esta curva toma
el nombre de ‘curva característica’ y representa las características hidráulicas de la bomba
centrífuga.
En la siguiente imagen se puede ver las curvas de funcionamiento de la planta y de las
bombas, con el punto de trabajo óptimo.
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40
Altura - [m]
30
20
10
Hg
0
0
50
100
150
200
250
300
Caudal - [l/s]
Figura 11: Curvas características de las bombas y de la planta
La curva en azul representa la curva de la bomba y la curva negra representa la curva de la
planta.
La curva característica de la bomba expresa el enlace entre la prevalencia transmitida al
líquido y el caudal levantado.
La curva característica de la planta representa la energía por unidad de peso que debe ser
transferida al agua para poderla entregar a través de un circuido definido Htot. Esa es el
resultado de la suma del desnivel geodésico Hg y de las pérdidas de cargas continuas y
localizadas a lo largo del recorrido.
Considerando el flujo al interior del conducto, puramente turbulento, la perdidas resultan
proporcional al cuadrado del caudal; la curva de la planta toma así una tendencia parabólica
con concavidad hacia arriba que intercepta la curva característica de la bomba
El punto rojo en la figura (no. 11) muestra el punto de funcionamiento que resulta de la
intersección entre la curva de la planta y la curva de la bomba.
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La figura siguiente (no. 12) muestra los valores del punto de trabajo para el caudal/altura, la
potencia absorbida, la potencia hidráulica, el rendimiento y el rendimiento hidráulico de la
bomba seleccionada. El punto de trabajo se utiliza para estudiar las curvas de
funcionamiento y las condiciones de trabajo en un sistema individual o múltiple. Pueden
visualizarse así para su comparación, una o varias curvas caudal/altura, potencia,
rendimiento y de altura de succión. (NPSH Net Positive Succion Head)
Figura 12: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada
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Se pueden estudiar las condiciones de trabajo, totales e individuales, de un sistema con
varias bombas idénticas. Los datos de trabajo se basan en las características del sistema y
se presentan en formato de cuadros y de diagramas.
Con el programa utilizado se pueden llevar a cabo cálculos de pérdidas para determinar la
altura total requerida; los valores típicos utilizados en estos cálculos, como rugosidad,
coeficientes C para distintos materiales y factores de pérdida pueden ser modificados.
Los diámetros interiores de tuberías estándar utilizados en los cálculos están en la base de
datos; Se pueden manejar sistemas individuales o en paralelo.
La curva de funcionamiento de la bomba seleccionada, indicada en la figura anterior, incluye
datos del producto y diagramas con curvas que contienen la altura, la potencia absorbida e
hidráulica, el rendimiento y el NPSH requerido.
Los proveedores suministran las curvas del caudal NPSH que representa la variación del
NPSH de la bomba en función de la variación del caudal. La curva NPSH tiene
generalmente una tendencia creciente a partir del caudal mínimo Qmin hasta el caudal de
mejor rendimiento
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Proyecto: solliniziale163l/s - Caso1
Cliente:
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mc
Individual 1
Longitud
Material
Tipo de presión
Dimensión
Rugosidad
Diam. interior
8,7
Acero
NORM
300
0,100
300,0
m
mm
mm
mm
Conex. descarga
Codo a 90º
Válvula
Pieza pantalón
Valv. retención
0,30
0,30
0,30
0,40
0,90
Salida
Propio
1,00
0,00
Total:
Velocidad agua:
m
Individual 2
Longitud
Material
Tipo de presión
Dimensión
Rugosidad
Diam. interior
3,8
Acero
NORM
300
0,100
300,0
m
mm
mm
mm
0,30
0,30
0,30
0,40
0,90
Salida
Propio
1,00
0,00
m
Común 1
Longitud
Material
Tipo de presión
Dimensión
Rugosidad
Diam. interior
15,0
Acero
NORM
508
0,100
500,0
m
Velocidad agua:
0,8
m
mm
mm
mm
Individual 1
Caudal total:
Individual 2
164,6
Altura geométrica: 15,1
l/s
m
Nº de
0
2
1
1
1
0
0
2,20
Pérdida en sección de
tubería:
Conex. descarga
Codo a 90º
Válvula
Pieza pantalón
Valv. retención
0,30
0,30
0,30
0,40
0,90
Salida
Propio
1,00
0,00
Total:
0
0
0,30
Pérdida en sección de
tubería:
Conex. descarga
Codo a 90º
Válvula
Pieza pantalón
Valv. retención
Total:
Velocidad agua:
Nº de
1
0
0
0
0
Nº de
0
3
2
0
0
0
0
1,50
Pérdida en sección de
tubería:
0,1
Común 1
Nº de
1
2
Pérdidas carga:
0,9 m
0,3 m
Altura total:
16,0 m
15,4 m
Figura 13: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento inicial de Quitumbe
Coleb rook-White
Como se puede observar en la figura anterior, se obtienen los siguientes datos:
• Pérdida de carga total;
• Altura total, incluyendo altura geométrica y pérdidas;
• Velocidad del agua en cada sección de tubería (sólo si se ha fijado un sistema de tubería
única);
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• Si se ha fijado un sistema múltiple, se obtienen diferentes valores para la pérdida total (el
caudal en las tuberías individuales variará según el número de bombas en funcionamiento).
Las pérdidas de carga calculadas por el programa están basadas en que las tuberías están
llenas y que se está bombeando agua residual.
Las pérdidas de carga se dividen en dos partes: H f= hfl+ hpl, donde hfl = pérdidas por
fricción, hpl = pérdidas puntuales.
La sección será completada con:

n. 3 válvulas de compuerta en ejecución estándar, idónea para ser fijada entre bridas
UNI PN 10, cuerpo en hierro fundido esferoidal disco en hierro fundido esferoidal,
cerradura. Manual con reductor irreversible a engranaje en baño de aceite;

n. 3 válvulas anti retorno o de Clapeta, construcción compacta, tamaño unificado a
norma DIN 3202 en hierro fundido esferoidal, extremidades de bridas con dimensiones
y foros a norma UNI PN10, aptos para instalaciones verticales;
En lo sucesivo se reportan las especificaciones de las válvulas mencionadas anteriormente;
estas características son válidas para todas las válvulas que se encuentran en otras partes
de la planta de tratamiento. La única diferencia que se encuentra es el diámetro de las
tuberías a las cuales son conectadas.
1) Válvula de retención Clapeta - Aguas residuales
Figura 14: Válvula de retención Clapeta - Aguas residuales
Válvula de retención de asiento recto con eje interno, y opcional, con palanca y contrapeso.
Muy rentable gracias a su alto grado de apertura. Disponible también de manera opcional
con canasto protector de acero inoxidable y mensaje de final de carrera para la posición de
apertura. La válvula es especialmente resistente al medio gracias a sus materiales de alta
calidad. Los trabajos de mantenimiento pueden efectuarse fácilmente gracias a la tapa
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grande de inspección. Apropiada para el uso con aguas residuales, en centrales eléctricas, y
en la industria.
Características del producto y ventajas
- Longitud brida-brida según EN 558-1, línea base 48 (DIN 3202, F6)
- Con conexión bridada en ambos lados según EN 1092-2
- Con palanca y peso de un lado (a la derecha en dirección del flujo)
- Palanca y peso utilizables para indicar la posición
- Conexión entre el eje y el disco mediante chaveta de ajuste
- Con tapa de inspección grande para un mantenimiento sencillo
Material
- Cuerpo: Hierro fundido dúctil EN-JS 1030 (GGG-40)
- Tapa: Hierro fundido dúctil EN-JS 1030 (GGG-40)
- Disco de válvula de retención: Hierro fundido dúctil EN-JS 1030 (GGG-40)
- Tornillos de tapa: Acero inoxidable A4 (DIN EN ISO 3506)
- Eje de válvula de retención: Acero inoxidable 1.4057
- Asiento del cuerpo: Bronce libre de zinc (resistente a las aguas residuales)
- Paso del eje: Anillos teóricos de NBR (resistente a las aguas residuales)
Protección anticorrosiva
 Recubrimiento epóxico interior y exterio
1) Válvula de compuerta - Aguas residuales
Figura 15: Válvula de compuerta - Aguas residuales
Válvula de compuerta de sello elástico con conexión de tapa atornillada y longitud entre
frentes en línea base 14 para el uso con aguas residuales. Técnica eficaz con
perfeccionamientos innovadores, como por ejemplo las zapatas deslizantes de material
sintético en la cuña, que garantizan torques de accionamiento mínimos incluso después de
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muchos años de uso. Apropiada para el uso con aguas residuales y en plantas
potabilizadoras, en centrales eléctricas y en la industria.
Características del producto y ventajas
- De sello elástico según EN 1074 (DIN 3352 - 4A)
- Longitud brida-brida según EN 558-1, línea base 14 (DIN 3202, F4)
- Con conexión bridada en ambos lados según EN 1092-2
- Torque mínimo mediante zapatas deslizantes de plástico en la cuña
- Sellado del vástago anticorrosivo y libre de mantenimiento
- Desgaste mínimo a través de guía de la cuña en el cuerpo y buje del vástago alargado
- También apropiado para vacío de hasta 90 %
Material
- Cuerpo: Hierro fundido dúctil EN-JS 1030 (GGG-40)
- Tapa: Hierro fundido dúctil EN-JS 1030 (GGG-40)
- Tornillos de tapa: Acero inoxidable A2 (DIN EN ISO 3506)
Protección anticorrosiva
 Recubrimiento epóxico interior y exterior según las directrices GSK
Medidores y reguladores

n. 1 Instrumento (MTOC 01 01) para medición de TOC con las siguientes
características:
-
Rango de medición: 2,5-6000 mg/l TOC;
-
Tecnología de alta temperatura con catalizador;
-
Detector de CO2 IR no dispersivo;
-
Transferencia de la muestra: un punto de medida;
-
Operación: modo batch;
-
Alimentación: 127 V 60 Hz;
-
Preparación de la muestra 1xPA-2 PVC, 1-8 m3/h de aguas residuales;
-
Carrying gas: CO2-scrubber11
-
Montaje del analizador a pared
-
Comunicación. protocolo HART
“Carbon dioxide scrubber” es un equipo que absorbe el dióxido de carbono (CO2). Se utiliza para
tratar gases exhaustos que llegan desde las plantas industriales y desde otras emisiones de aire. El
“Carbon dioxide scrubber” es utilizado también para las cámaras donde es necesario mantener una
atmósfera controlada
11
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
n. 1 Instrumento para medición de nivel de líquidos por ultrasonidos separado (MNU
01 02) en tanques de almacenamiento, depósitos o canales abiertos, completo de
cinco metros de cable.
-
Sistema de medida de nivel y caudal
-
Salida continua, más switch
-
Aplicación: sensores
-
Ex/no Ex: FDU9x; FDU80/80F/81/81F/82
-
No Ex: FDU83/84/85/86
-
Se adjunta gratuitamente con el instrumento el software FieldCare Device Setup
-
N. 32 puntos de linearización
-
Reconocimiento sensor FDU9x
-
Setup asistido
-
Aprobación: área segura
-
Aplicación: nivel más control de la bomba, alternado
-
Caja de custodia, material: montaje de campo PC, IP66 NEMA4x
-
Configuración: retro iluminado indicador más teclado
-
Alimentación: 90-253VAC
-
Ingreso del nivel: 1x sensor FDU9x/8x
-
Salida switch: 6x relé, SPDT
-
Salida: 1x 0/4-20mA HART 12
-
Sin ingreso adicional
-
Función de adquisición de los datos: versión básica
-
Idiomas: de, en, nl, fr, es, it, pt
-
Opciones adicionales: versión básica
-
Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
En la figura 16 se presenta un esquema de cómo se ubica el medidor de caudal en un
tanque.
12
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automación para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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Figura 16:Medidor de nivel ultrasonido
El equipo mide el nivel de agua en el interior de los tanques sin tocar el líquido. Los pulsos
ultrasónicos emitidos por el transmisor, puesto de modo vertical sobre la superficie del
líquido, son reflectados y entregados al tablero digital con microprocesador que los procesa
proporcionalmente a sus frecuencia, señalando en continuo el altura de la columna de agua.

n. 1 medidor de caudal de tipo electromagnético (MCE 01 01) para líquidos
conductivos con valor mínimo de la conductibilidad de 5S/cm en ejecución compacta,
que comprende cabeza de medida a campo magnético pulsado DC y auto cero con
extremidades bridadas, electrodos de medida y revestimiento interno, transmitidos a
microprocesador con Display digital a programación libre mediante tecla, grado de
protección IP65 mínimo, cabeza de medida y bridas en acero St 37.2 o equivalentes,
electrodos de medida en acero 1.4751 o equivalente, las partes metálicas realizadas
en acero serán protegidas con tratamiento de pintura del color estándar del
constructor.
El medidor tendrá las siguientes características indicativas:

servicio
medida aguas sucias

caudal de ejercicio
l/s
0-120

caudal máximo
l/s
327

velocidad máxima en el medidor
m/s
3

diámetro medidor
mm
400

alimentación eléctrica
V/Hz
127/60

señales en salida
mA
4-20
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n. 1 reguladores de nivel de variación de eje equipado con 13 m de cable electrónico a

operar de la siguiente manera: el cambiavía incorporado a una envoltura hermética,
pende libre colgado de un cable eléctrico. Cuando el líquido sube o baja hasta el
regulador, este cambia el eje (vertical/horizontal) cerrando o abriendo el contacto
cambiavía.
Datos técnicos


Temperatura:
mín.
0°C
Máx.
60
°C
Peso específico del líquido:
mín.
0,95 kg/dm3
Máx.
1,10 kg/dm3
máx.
20 m

Profundidad de inmersión:

Comunicación. protocolo HART

Sensor y trasmisor
separados
Materiales

Cuerpo:
polipropileno

Protector de revestimiento del cable:
goma EPDM

Cable:
PVC o goma neopreno
Rejilla a canasta13

13
n. 1 Rejilla a canasta (RCC 01 01) :

Peso rejilla
450
Kg

Potencia nominal motor
0,25
kW

Dimensión tubería de entrada
600
mm

Ancho rejilla
1000
mm

Altura rejilla
1000
mm

Profundidad
500
mm

Abertura entre las barras
50
mm

Sección de las barras
6x30
mm

Altura de la parte inferior de la rejilla A nivel del suelo

Altura desde el suelo a la cesta

Protección de la superficie galvanizado
8000
1500
mm
mm
La inserción de la rejilla sirve para proteger los órganos de bombeo inicial.
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Rejilla a canasta para aguas residuales domesticas o industriales que contienen sólidos
gruesos: canasta desmontable en perfil de acero galvanizado caliente (en alternativa en
acero Inox AISI 316); la rejilla es suministrada con 8 m de guías y cadena para el
levantamiento separado de la canasta, soportes y clavijas de fijación a pared.
Puente Grúa

n.1 Puente Grúa14 (G 01 01) con estructura mono viga en perfilado de las siguientes
características:

Ambiente de servicio al abierto

Unidad de levantamiento polea eléctrica a cadena

Capacidad de peso
1500
Kg
14
Se describe los criterios a utilizar para elegir un polipasto cada vez sea necesario. Consideramos
dos elementos: factores geométricos característicos de la aplicación y los criterios de
dimensionamiento de los equipos sobre la base de las condiciones de uso, tipología de carga y ciclo
de funcionamiento. Las partes mecánicas sujetas a solicitaciones dinámicas (reductores, cojinetes,
motores, etc.) deben ser dimensionadas de manera que se garantice un período adecuado de uso. La
resistencia de estas partes depende de los siguientes factores: frecuencia de uso, características de
las solicitaciones (cargas levantadas). Las clases introducidas por la Federación Europea de
Mantenimiento hacen referencia a la tipología de carga y al tiempo promedio de funcionamiento
diario. Este último parámetro se calcula a través de la siguiente función: Vt =
2∗𝐻𝑚∗𝐶∗ℎ/𝑔
60∗𝜈
donde Hm es
igual a la altura de levantamiento promedio del gancho, C es igual al número de ciclos/hora
requeridos por el polipasto, h/g es igual al número de horas de trabajo por día y v es la velocidad del
gancho. El tipo de cargo depende de la capacidad del polipasto. Hay la posibilidad de clasificar el
cargo entre cuatros tipologías de cargo: ligero, promedio, pesado, muy pesado. La elección del tipo
de polipasto depende de la elección por parte del diseñador, que elige sobre la base de la tipología
del manufacturado y sobre la base de la mejor configuración posible referida al uso. En este caso se
eligió un polipasto corredizo sobre mono carril. Los polipastos elegidos son fijados sobre un carrete
que puede desplazarse a lo largo de la viga de soporte. Las ruedas del carrete se apoyan y deslizan
sobre las alas inferiores de los perfiles IPN, IPE o especiales. El perfil debe haber una altura que
permita el montaje del carrete; entre el ala inferior y las ruedas hay una lámina de desgaste. Los
mono carriles deben ser rectilíneos o curvos; en este último caso, el radio de la curva debe permitir el
desplazo del carrete. Para elegir el sistema interno, es necesario definir los siguientes factores: la
carga máxima a levantar y desplazar (carga útil), la velocidad de levantamiento de la carga y de
traslación del puente, las aceleraciones correspondientes, la carrera máxima vertical requerida por el
gancho, el tipo de comando del sistema, el voltaje y frecuencia de la energía eléctrica, el sistema de
transmisión del movimiento a las ruedas del carrete y del puente, la flecha de deformación elástica del
puente (se presentan valores máximos diferentes por diferentes tipologías de trabe), la clase del
puente grúa. Las normas UNI ISO 4301 dividen las grúas y puentes grúas en diferentes clases en
función de su uso. Se consideran el número total de ciclos de carga (n), el régimen de carga Kp. N
representa el número probable total de ciclos de operación que la unidad hace en el período de vida
útil. Este período depende de la frecuencia de uso de la grúa; las normas establecen diez condiciones
de uso. Kp depende de las cargas (Pi) que la grúa debe mover y del número de usos(n). Sobre la
base de los intervalos U de los números total de ciclos y del intervalo de variabilidad del régimen de
carga Q, se obtiene la clase del equipo. Cada clase corresponde a un valor del coeficiente de clase M
que se aplica en el cálculo de la estructura del puente.
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
Mono viga
6000
mm

Velocidad máxima
15
m

Velocidad de levantamiento
8/2
m/min

Velocidad de desplazamiento
15
m/min

Velocidad de desplazamiento puente reducida
7,5
m/min

Dos motores de potencia cada uno
3,5
kW
R.I. 25%
150
m/h

Velocidad traslación carro
7/1
m/min

Voltaje/frecuencia de alimentación
440 Volt – 60 Hz

Mandos de teclado colgante corredizo

independiente, tensión de comandos

vigas de apoyo

conexiones eléctricas
440 Volt – 60 Hz
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8.
PRE-TRATAMIENTOS MECÁNICOS
8.1.
Cribado grueso y fino
En las aguas residuales afluentes a las plantas de tratamiento está siempre presente
material sólido de diversos tipos, tales como: papel, fragmentos de madera, materiales
plásticos, materiales fibrosos, de vidrio, etc. Por esta razón, es necesario remover dichos
elementos, no sólo para evitar bloqueos o fallos en las tuberías y en los diversos equipos del
sistema, sino también y sobre todo para evitar el deterioro del cuerpo hídrico receptor.
El cribado entonces resulta ser, uno de los tratamientos previos, para retirar los cuerpos de
tamaño sustancial presentes en las aguas residuales. Se lleva a cabo en un sector de flujo
horizontal, en el que se coloca una rejilla de metal de forma adecuada. Una rejilla es un
dispositivo provisto de Aberturas que normalmente tienen un tamaño uniforme y que se
utiliza para retener el contenido de sólidos en el agua que entra en la planta. En el diseño y
en la selección de un sistema de cribado se debe considerar los siguientes aspectos:
 La eficacia de la rejilla en relación con los potenciales efectos aguas Abajo;
 La seguridad y la salud de los encargados de la limpieza;
 Posibles malos olores;
 Las operaciones de manipulación y de transporte de material para su eliminación;
 Las operaciones de tratamiento y eliminación.
Para remover más sólidos, en este caso, después del cribado grueso hay un cribado fino
para:
2) Proporcionar una mayor protección a las unidades mecánicas aguas abajo;
3) Eliminar los materiales que crean problemas en la reutilización de los lodos.
El cribado grueso generalmente es utilizado en todos los pre-tratamiento y es realmente
esencial cuando los canales de entrada a las plantas de aguas residuales tienen tramos
destapados; siendo estos capaces de recibir cuerpos muy voluminosos. Las rejillas gruesas
tienen un paso libre variable entre 6 mm y 150: las rejillas finas tienen una luz de paso de
menos de 6 ms.
Las rejillas utilizadas normalmente en las plantas de tratamiento de aguas residuales están
constituidas por barras paralelas que permiten la eliminación del material grueso. Las rejillas
finas están generalmente constituidas por placas perforadas, hilos metálicos y telas filtrantes
con un tamaño de las aberturas menor. El material retirado por medio de estos dispositivos
se indica en general con el término de cribado.
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En las plantas de tratamiento las rejillas gruesas realizan una función de protección con
respecto a las máquinas hidráulicas, las válvulas y las tuberías, evitando que se dañen y
evitando su oclusión por grandes objetos. En relación con la técnica utilizada para la
limpieza del dispositivo, estas rejillas son de limpieza mecanizada.
En la selección y la instalación de una rejilla, es necesario tener en cuenta los siguientes
aspectos:
1) El posicionamiento;
2) La velocidad de entrada del fluido en el canal de la rejilla;
3) La distancia entre las barras o el tamaño de la sección de paso;
4) La pérdida de carga a través de la rejilla;
5) El manejo, el tratamiento y la disposición final del cribado;
6) La automatización y el control remoto del sistema.
Como el cribado grueso está destinado a interceptar y eliminar el material de mayor tamaño
con el fin de garantizar la funcionalidad del equipo electromecánico situado aguas abajo o
evitar la oclusión de los dispositivos hidráulicos, generalmente está instalado aguas arriba
de los desarenadores. De esta manera es posible evitar que el material de tamaño pequeño
se quede atrapado y atasque el sistema mecanizado de colección de arenas, obstruya las
tuberías de distribución de aire y sedimente junto con la arena. En este caso, hay un canal
de paso directo (bypass) con una compuerta normalmente cerrada, en el que está instalada
una rejilla gruesa utilizada en condiciones de emergencia.
El canal de alojamiento de la rejilla tiene un tamaño que minimiza el depósito no deseado de
arena y otros materiales. Por eso, la velocidad de aproximación del fluido a la rejilla es
superior a 0.4 m/s. No obstante, para evitar el paso a través de la rejilla de materiales
sólidos o para evitar que los productos ya recogidos sean arrastrados, es preferible que con
el caudal de pico la velocidad máxima no exceda el valor de 0.9 m/s.
La caída de presión, a través de las rejillas con limpieza mecanizada, generalmente está
regulada, por medio de controles de gestión, dentro de 150 mm. El mecanismo de limpieza
automática empieza a funcionar cuando se alcanza el valor máximo predefinido de pérdida
de carga (desnivel del agua) aguas arriba y abajo de la reja, o por medio de un dispositivo
temporizado.
El valor de la pérdida de carga a través de la rejilla depende de la velocidad de
acercamiento del fluido y de la velocidad a través de las barras. En el caso de cribado
grueso las pérdidas de carga están determinadas por medio de la siguiente relación:
hL =
1
V2 − v2
∗(
)
C
2g
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hL = pérdidas de carga;
C= coeficiente de descarga;
V= velocidad del fluido a través de la rejilla;
v = velocidad medía de acercamiento del fluido en el canal aguas arriba de la rejilla;
g = aceleración de gravedad.
La relación anterior se aplica sólo en el caso de rejilla limpia. La pérdida de carga se
incrementa con un mayor grado de obturación de la rejilla. El aumento de la pérdida de
carga puede ser estimado suponiendo que una porción superior de la rejilla está ocluida. En
el presente caso, ya que se utiliza un cribado grueso con limpieza mecanizada, el
mecanismo de limpieza está controlado por el valor de las pérdidas de carga que se
detectan mediante la medición de los niveles de líquido aguas arriba y aguas abajo de la
rejilla. En muchos casos las operaciones de limpieza se realizan a intervalos de tiempo
predeterminados y también si se supera el valor máximo admisible de las pérdidas de carga.
El cribado fino se encuentra aguas abajo del criado grueso con limpieza mecanizada. El
cálculo de la pérdida de carga a través de un cribado fino es diferente del aplicable al
cribado grueso. La pérdida de carga en agua a través de un cribado fino se obtiene
directamente de la Tabla de rendimiento proporcionada por el fabricante calculado mediante
la ecuación siguiente:
2
1
Q
hL = ( g) ∗ ( ∗ A)
2
C
hL = pérdida de carga;
C= coeficiente de descarga;
g = aceleración de gravedad;
Q = caudal;
A = área libre disponible para el flujo del fluido relativa a la parte sumergida de la rejilla.
Los valores de C y A están determinadas por las características intrínsecas de la rejilla, tales como
el tamaño y las características de las aberturas, el diámetro y el tejido de los hilos que constituyen
las mallas y en particular por el porcentaje de área disponible para el flujo y deben ser
suministrados por el fabricante o determinados experimentalmente. La determinación más
importante concierne el valor de las pérdidas de carga en condiciones de funcionamiento; en este
caso, de hecho, las pérdidas de carga dependen del tamaño y de la cantidad de sólidos presentes
en las aguas residuales, del tamaño de las aberturas así como del método y de la frecuencia de las
operaciones de limpieza de la rejilla.
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En los sistemas de cribado con limpieza mecanizada el material recogido se descarga por medio de
una cinta transportadora a un compactador utilizado para reducir el volumen de los productos
recogidos y para obtener una buena reducción de su contenido de agua. Los compactadores
pueden reducir el contenido de agua hasta el 50% y el volumen de los productos recogidos hasta el
75% en comparación con lo de entrada.
Para la sección de cribado es necesario verificar que la velocidad de las aguas residuales en el
canal de aproximación y en correspondencia de la rejilla se mantenga constante, para evitar la
sumergencia del flujo y saltos hidráulicos, con valores:
1. entre 0.6 y 0.8 m/s con el caudal de cálculo Qc;
2. inferior a 1-1.2 m/s con el caudal máximo Qmax. impulsado por las bombas para evitar el
arrastre del material retenido por la rejilla que todavía no ha sido eliminado;
3. no menos de 0.5 m/s con el caudal mínimo Qmin. para evitar la acumulación de sedimentos;
si esta condición no se verifica, la velocidad con el caudal de cálculo debe ser al menos 0.7
m/s para asegurar el auto-lavado del canal
Suponiendo que no hay incidencia del flujo aguas abajo y por eso se tienen condiciones de flujo
uniforme en el canal del cribado (en caso de que exista incidencia del flujo aguas abajo, el nivel
hidráulico en el canal está determinado por el nivel presente en el desarenador y por las pérdidas
existentes, de acuerdo con un perfil de flujo constante) para mantener una velocidad constante en
correspondencia de la rejilla, se impone una sección útil de paso en a través de la rejilla equivalente
a la del canal de alimentación (determinable por el perfil hidráulico del canal). Por lo tanto, es
necesario prever en el sitio de instalación de la rejilla una ampliación del canal (con ángulos de
menos de 30° para evitar la separación de la vena líquida). En el caso de un canal de aducción
rectangular de ancho L (1-2 m) y pendiente i (0,1-0,15%) para calcular la altura (h) de flujo uniforme
se puede utilizar la fórmula de Chezy:
Q = X ∗ A ∗ √R ∗ J
Donde:
Q: caudal en m3/s;
A: es la sección del canal en m2 dada por L*h;
R: es el radio hidráulico en m, expresado como la relación entre el área A y Pb perímetro dado por
(L+2*h);
J: es el gradiente hidráulico que para las condiciones de flujo uniforme coincide con la pendiente de
la canal;
X: parámetro de resistencia de Chezy que, de acuerdo con la expresión de Manning, es X=c∙R
(1/6), con c coeficiente de rugosidad, igual a 60 m1/3/s para canales en cemento.
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Sustituyendo las expresiones de X y R se obtiene la escala de las velocidades de flujo del canal:
L∙h −2/3
)
L+2h
Q=c∗(
∗ (L ∗ h ∗ √i)
Puesto un valor de la pendiente i (0.1-0.15%) ancho L (1-2 m) es posible realizar la gráfica de la
escala de caudales del canal. Conociendo el valor de caudal que pasa (valor en la ordenada) es
posible estimar gráficamente el valor correspondiente (valor de Abscisa). Esta estimación puede
ser mejorada por un método de cálculo iterativo mediante la inserción de los valores sucesivos de
intento de h en la fórmula de Chezy modificada como sigue:
L∙h
−2/3
h = (L+2h)
∗(
Q
)
c∗L∗√i
Usando el procedimiento descrito es posible evaluar los valores de la altura de la superficie libre
(hmin., hmax.) correspondientes al caudal (Qmin., Qmax). Se procede luego a la verificación de la
compatibilidad de la velocidad con los valores indicados anteriormente, ya que la velocidad se
obtiene de la siguiente manera:
vmin =
Q min
L ∗ hmin
vmax =
Q max
L ∗ hmax
Si no se puede garantizar el cumplimiento de los valores típicos de la velocidad es necesario
cambiar el valor asumido inicialmente por la anchura L del canal, manteniéndolo entre 1 y 2 m.
La altura H del canal de entrada está determinada en relación al valor de altura máxima hmax. de la
superficie libre y suponiendo una altura de seguridad (f) que tenga en cuenta la diferencia máxima
de activación del dispositivo para eliminar el cribado, generalmente alrededor de 0.1 m (ya que las
pérdidas de presión debida a la rejilla son mínimas con rejilla limpia y aumentan con su grado de
obstrucción, el perfil hidráulico debe por tanto tener en cuenta el máximo desnivel predeterminado
para que arranque el dispositivo de limpieza de la rejilla) y de la necesidad de evitar
desbordamientos causados por las olas: H=hmax+f.
La sección útil del canal de alimentación es igual a: Su=L*H.
La sección útil de paso en correspondencia de la rejilla (“Su”-rejilla) se debe evaluar al neto de las
dimensiones de las barras considerando sólo las luces libres: Su-rejilla = (n-1)*s*H
Donde n representa el número de las barras, (n-1) el número de luces libres y s el espacio entre las
barras en m (que es aproximadamente 50 mm para el cribado grueso, de 6 a 20 mm para el medio
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y desde 1 a 6 mm para el cribado fino). Puesta la sección útil de paso en correspondencia con la
rejilla Su-rejilla equivalente a la del canal de alimentación Su-aguas arriba se obtiene: (n-1)*s = L,
de la que se calcula el número n de las barras:
n=1+
L
s
Por eso el ancho de la rejilla Lg es:
Lg = n ∗ b + (n − 1) ∗ s
Dónde b representa el grosor de las barras, expresados en metros.
En el dimensionamiento de la sección de la parrilla debe tenerse en cuenta que hay en general dos
unidades dispuestas en paralelo para permitir la interrupción del flujo de agua, gracias a dos
compuertas aguas arriba, cuando es necesario el mantenimiento.
El procedimiento de cálculo prevé la evaluación preliminar de las dimensiones del canal de
aducción y el subsiguiente diseño del cribado fino.
Cálculo de la sección del canal de entrada
Suponiendo un canal rectangular de ancho L=1.5 y pendiente i=0.1% bajo condiciones de flujo
uniforme, es posible evaluar la escala de caudales del canal; a continuación se da una
representación gráfica en donde se indica la velocidad de flujo como una función de h.
Figura 17 : Escala de flujo en el canal
Usando el procedimiento descrito anteriormente, se puede evaluar gráficamente los valores
de la altura de la superficie libre (hmin, hmax) correspondientes al caudal (Qmin, Qmax). Gracias
a la fórmula de la que deriva h es posible mejorar esta estimación con un proceso de cálculo
iterativo. Se procede luego con la verificación de la compatibilidad de la velocidad actual con
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los valores indicados anteriormente y si no cumple es necesario aumentar o disminuir el
valor asumido inicialmente por el ancho del canal L.
Por último, en relación con el valor de la altura máxima de la superficie libre
(correspondiente al caudal máximo bombeado) se obtiene H, la altura del canal. Se pone la
sección útil de paso en correspondencia de cada rejilla equivalente a la mitad de la del canal
de alimentación. En consecuencia, el número de barras de la rejilla es:
𝑛 =1+
𝐿
𝑆
Con el número de barras es posible determinar el ancho de la rejilla Lg, como se ha definido
previamente. El canal de alimentación a la rejilla tiene que ser recto en una distancia
suficiente para garantizar un flujo de las aguas residuales lo más uniformemente distribuido
en toda la rejilla.
Una vez seleccionada la rejilla es posible calcular la pérdida de carga en el paso del flujo
entre las barras de la rejilla; para esto se aplica la fórmula de Kirschmer:
4
𝑣𝑟𝑒𝑗𝑖𝑙𝑙𝑎 2
𝑠 3
Δℎ = 𝐾 ( ) ∗ 𝑠𝑒𝑛𝛼 ∗
∗ 100
𝑏
2𝑔
dónde:
ΔH = Pérdida de carga en la rejilla medida en metros de columna de agua;
k = coeficiente de forma de la sección de las barras;
s = espesor de cada barra;
b = espacio entre las barras;
α =ángulo de la rejilla con respecto a la horizontal;
v-rejilla = velocidad de entrada; aguas arriba de la rejilla;
g = aceleración de gravedad.
La cantidad de productos que se recoge, es muy variable, dependiendo de las
características del sistema de alcantarillado, de su posición geográfica, de la presencia de
determinados tipos de industrias conectados a la red de alcantarillado, del tipo y de la
separación entre las barras de las rejillas utilizadas.
Como estimación, el material retenido por cribado grueso está entre 3 y 30 L/1000 m3 de
aguas residuales tratadas, y lo retenido por el cribado fino está entre 30 y 300 L/1000 m 3
(Masotti, 2006).
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8.2.
Criterios de dimensionamiento15: datas
dimensionamiento del cribado grueso y fino
de
output
por
el
Tabla 5.-Cribado grueso
Cribado grueso
Con referencia a los datos de la literatura, m³/10 m³
la producción de la red se estima en:
6
Qmed
15,00
Qmax
28,00
producción de residuos a Q med
producción de residuos semanal
m³/día
m³/semana
0,14
0,99
0,14
0,99
producción de residuos a Q max
producción de residuos semanal
m³/día
m³/semana
0,38
2,65
0,71
4,94
producción de residuos a Qmin
producción de residuos semanal
m³/día
m³/semana
0,10
0,72
0,10
0,72
producción máximo de residuo estimado
en los diferentes escenarios hidráulicos
l/día
378.24
706,05
Humedad relativa mínima a la salida da las
rejillas
-
80,0%
80,0%
Humedad relativa máximo a la salida desde
el espesador
-
65,0%
65,0%
Volumen máximo di residuo a la salida
desde el espesador
l/d
216,14
400,36
Volumen mínimo di agua a la salida desde
el espesador
l/d
162,10
302,59
Volumen tanques almacenamiento
m³
1,50
1,50
Número tanques almacenamiento
n
2,00
2,00
Autonomía almacenamiento (min 48h)
d
13,88
7,44
Se obtiene una reducción de Volumen
igual a:
%
42,9%
42,9%
Número de canales de diseño
n
3,0
n
2,0
Número
de
canales
en
función
en
La metodología utilizada en los cálculos para el diseño de la planta, se basa sobre las
recomendaciones bibliográficas indicadas en las respectivas secciones
15
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condición de pico
Número de canales de emergencia
n
Qmax
Número de canales de diseño
1,0
Qmax or
Qmed
Qmin
n
2,0
2,0
1,0
1,0
m³/h
1176,1
1176,1
392,0
286,2
m³/s
0,327
0,327
0,109
0,079
caudal descarga
m³/h
588,06
588,1
392,0
286,2
cada canal soporta al máximo
el caudal
m³/h
588,06
588,06
392,04
286,19
m³/s
0,163
0,163
0,109
0,079
caudal máximo en entrada a la
planta
Diseño canal de cribado :
RECTANGULAR
Puesto una velocidad de
acercamiento
m/s
Cambiando el caudal en
entrada es posible calcular
la altura de agua en el
canal
La sección mojada
canal resulta, A=L*h
del
0,35
0,35
Qmax
Qmax or
0,35
Qmed
0,35
Qmin
m³/s
0,163
0,163
0,109
0,079
m²
0,4667
0,4735
0,3157
0,2304
Geometría del canal :
RECTANGULAR
Puesto el ancho del canal
igual a
m
1
El tirante hídrico h, sin
rejilla y por la máxima
velocidad puesta resulta
m
0,47
0,47
0,32
0,23
Perímetro mojado ; P=L+2h
m
1,93
1,95
1,63
1,46
radio hidráulico, R=A/P
m
0,2414
0,2432
0,1935
0,1577
m
1,0
1,0
1,0
1,0
m/s
0,4-0,9
0,4-0,9
0,4-0,9
0,4-0,9
Verificación
canal
Ancho
del
Ancho del canal (bg)
v, velocidad máxima de
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cruce de la rejilla (rango)
v, velocidad máxima de
cruce
de
la
rejilla
condiciones limpias
m/s
1,0
1,0
1,0
1,0
v, velocidad máxima de
cruce
de
la
rejilla
(condiciones limpias)
m/s
0,47
0,46
0,46
0,46
h, altura del líquido en
correspondencia
de
la
rejilla (se pone)
m
0,47
0,47
0,32
0,23
s, espesor de las barras de
la rejilla
mm
10
10
10
10
ib, espaciamiento entre las
barras
mm
30
30
30
30
Q, caudal máximo
m³/s
0,163
0,163
0,109
0,079
altura del líquido
m
0,47
0,47
0,32
0,23
puesto un coeficiente de
rugosidad, Ks
m1/3 /s
70,00
70,00
70,00
70,00
y una pendiente del fondo
del canal,i
%
0,001
0,001
0,001
0,001
Se obtiene un valor de
velocidad en el canal (sin
rejilla)
m/s
0,86
0,86
0,74
0,65
La eficiencia hidráulica de la rejilla se define como relación entre el
espaciamiento entre las barras y el orificio total: e= s/(s+b) donde
s= espaciamiento tras las barras
m
0,03
b=espesor de las barras (aproximadamente 10 mm)
m
0,010
resulta que la eficiencia de la rejilla (e) es
%
75,00
Para mantener constante la velocidad del flujo en el interior del
canal en correspondencia de la rejilla, es necesario prever una
ampliación del canal (con ángulos inferiores a 30° para evitar la
separación del chorro líquido)
La superficie frontal mojada Sf resulta =Su / e
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donde Su =superficie útil =área mojada
m
0,47
así que resulta, Sf
m
0,62
El ancho de la obra Lg resulta : Lg= Sf/ hmax
m
1,30
Y el número de las barras de la rejilla, n, resulta por lo menos de : n= (Lg-s)/(b-s)
35,00
Tabla 6.-Cribado fino
Cribado fino
La producción de residuo 16es:
Qmed
producción máximo de residuo estimado en los
diferentes escenarios hidráulicos
Humedad relativa mínima a la salida da las rejillas
Humedad relativa máximo a la salida desde el
espesador
Volumen máximo di residuo a la salida desde el
espesador
Volumen mínimo di agua a la salida desde el
espesador
Volumen tanques almacenamiento
Número tanques almacenamiento
Autonomía almacenamiento (min 48h)
Qmax
1680,68
771,54
-
80,0%
80,0%
-
65,0%
65,0%
l/d
960,39
440,88
l/d
720,29
330,66
m³
n
d
4,00
2,00
8,33
4,00
2,00
18,15
1,0
Qmed
1,0
Qmin
Se obtiene una reducción de
Volumen igual a:
Número de canales en función
%
Número de canales de diseño
caudal máximo en entrada a la
planta
n
m³/h
2,0
1176,1
2,0
1176,1
1,0
392,0
1,0
286,2
m³/s
m³/h
m³/h
0,327
588,1
588,06
0,327
588,1
588,06
0,109
392,0
392,04
0,082
286,19
286,19
m³/s
0,163
0,163
0,109
0,079
0,32
0,32
0,29
0,30
Qmax
Qmax or
Qmed
Qmin
0,163
0,163
0,109
0,082
caudal descarga
cada canal soporta al máximo el
caudal
n
Diseño canal del cribado : rectangular
Puesta
una
velocidad
de
m/s
acercamiento
Cambiando el caudal en entrada
es posible calcular la altura de
agua en el canal
m³/s
16
42,9%
2,0
Qmax
42,9%
2,0
Qmax or
Metcalf & Eddy, “Ingenieria De Aguas Residuales” - editorial McGraw Hill capítulo 5, pag 297
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La sección mojada del canal
m²
0,4667
0,4735
resulta, A=L*h
Puesto el ancho del canal igual a
m
1
El tirante hídrico h, sin rejilla y por
0,47
0,47
la máxima velocidad puesta
m
resulta
Perímetro mojado ; P=L+2h
m
2,02
2,02
radio hidráulico, R=A/P
m
0,2526
0,2526
Verificación Ancho del canal
1,0
1,0
Ancho del canal (bg)
m
v, velocidad máxima de cruce de
m/s
0,4-0,9
0,4-0,9
la rejilla (rango)
v, velocidad máxima de cruce de
1,8
1,8
la rejilla condiciones limpias, 2
m/s
vmax
v, velocidad máxima de cruce de
2,7
2,7
la rejilla condiciones sucias ,
m/s
3vmax
v, velocidad máxima de cruce de
m/s
0,42
0,42
la rejilla (condiciones limpias)
h,
altura
del
líquido
en
correspondencia de la rejilla (se
m
0,51
0,51
pone)
s, espesor de las barras de la
mm
1,50
1,50
rejilla
ib, espaciamiento entre las barras
mm
5
5
Q, caudal máximo
m³/s
0,163
0,163
altura del líquido
m
0,47
0,47
puesto
un
coeficiente
de
m1/3 /s
70,00
70,00
rugosidad, Ks
y una pendiente del fondo del
%
0,001
0,001
canal,i
Se obtiene un valor de velocidad
m/s
0,86
0,86
en el canal (sin rejilla)
caudal descarga
m³/s
0,45
0,45
l/s
452
452
8.3.
0,3157
0,2304
0,32
0,23
1,75
0,2145
1,534
0,1732
1,0
1,0
0,4-0,9
0,4-0,9
1,8
1,8
2,7
2,7
0,38
0,39
0,38
0,27
1,50
1,50
5
0,109
0,32
5
0,082
0,23
70,00
70,00
0,001
0,001
0,74
0,65
0,30
298
0,19
189
Principales equipos instalados17
Las aguas servidas en la entrada del compartimento serán tratadas mediante una rejilla
gruesa y de una rejilla fina.
En caso de una excesiva obstrucción de las rejillas el nivel hídrico se colocará en modo de
activar el bypass de sección en el que está presente solamente una rejilla gruesa.
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
17
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Rejilla de limpieza mecánica gruesa
Se prevé la instalación de los siguientes equipos:

n. 2+1R rejilla mecánica automática (RG 02 01-03) sub-vertical con peine de limpieza
para instalarse en el canal para la limpieza de rejilla de aguas de descarga.
Datos característicos

Ancho del canal
mm
1000

Altura del l
mm
1300

Descarga material rastrillado
mm
2500 desde el fondo
3800
del canal

Altura total de la rejilla
mm

Peines limpiadores
n° 3

Luz libre entre barras
mm
30

Espesor barras
mm
8

Altura máxima sección mojada
mm
1000

Potencia instalada
kW
1,10

Peso de la rejilla
Kg
1400

Reductor Rossi o Bonfiglioli
a baño de aceite

Inclinación rejilla
15°

Armazón de estructura en placa doblada con guías por cadena, reforzado con
robustos perfilados en acero electro soldados.

Rejilla de barras fijas en perfilados de acero para la altura indicada y placa
cerrada con alargue de acero Inox AISI 304 hasta el punto de descarga;

n. 2 cadenas a rodillo en acero de alta resistencia del tipo de servicio continuo y
gravoso, colocadas en indicadas guías correderas sobre armazón de estructura;

n. 2 peines limpiadores en acero directamente encajados a las cadenas de
translación;

Eje superior completo coronas dentadas para el mando de las cadenas;

n. 2 soportes de eje con cojinetes lubrificados a tornillo;

Reductor Rossi o Bonfiglioli con baño de aceite del tipo combinado a tornillo sin
fin completado con dispositivo dinamométrico contra eventuales sobrecargas de
tipo colgante;

Motor eléctrico 440 Volt, 60 Hz, aislamiento clase F, 4 polos y protección IP 55;

Dispositivo a balancín para descarga del material rastrillado con amortiguadores;

Rampa en placa de acero para la dirección del material en el contenedor situado
lateralmente al canal de la rejilla;
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Lotti Ingegneria S.p.A.en Asociación con ACS International S.r.l. - BEGLAR Ingegneria S.r.l.

Cuñas de expansión y accesorios para la correcta colocación de la máquina en
el canal adecuado;

Cárter de protección anterior para adaptación máquina a norma CE;

Limitador de pareja electromecánico;

Final de recorrido bloqueo peine fuera del agua;

Tratamiento para protección: galvanizado a fuego;

Extensión del suministro:
interruptor flotante al inicio de la rejilla, medidor
de pérdida de carga, timer de activación rejilla, accionamiento manual,
conexiones eléctricas.
Rejilla de limpieza mecánica fina
Se prevé la instalación de los siguientes equipos:

n. 2+1R Rejilla mecánica automática (RF 02 01-03) sub-vertical con peine de limpieza
para instalarse en el canal para la limpieza de rejilla de aguas de descarga.
Datos característicos

Ancho del canal
mm
1000

Descarga material rastrillado
mm
2500 desde el fondo
del canal

Altura total de la rejilla
mm
3800

Peines limpiadores
n°
3

Luz libre entre barras
mm
6

Espesor barras
mm
5

Altura máxima sección mojada
mm
1000

Potencia instalada
kW
1,10

Reductor Rossi o Bonfiglioli
a baño de aceite

Inclinación rejilla
15°

Peso
kg

Armazón de estructura en placa doblada con guías por cadena, reforzado con
1700
robustos perfilados en acero electro soldados.

Rejilla de barras fijas en perfilados de acero para la altura indicada y placa
cerrada con alargue de acero Inox AISI 304 hasta el punto de descarga;

n. 2 cadenas a rodillo en acero de alta resistencia del tipo de servicio continuo y
gravoso, colocadas en indicadas guías correderas sobre armazón de estructura;

n. 2 peines limpiadores en acero directamente encajados a las cadenas de
translación;

Eje superior completo coronas dentadas para el mando de las cadenas;
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Lotti Ingegneria S.p.A.en Asociación con ACS International S.r.l. - BEGLAR Ingegneria S.r.l.

n. 2 soportes de eje con cojinetes lubrificados a tornillo;

Reductor Rossi o Bonfiglioli con baño de aceite del tipo combinado a tornillo sin
fin completado con dispositivo dinamométrico contra eventuales sobrecargas de
tipo colgante;

Motor eléctrico 440 Volt, 60 Hz, aislamiento clase F, 4 polos y protección IP 55;

Dispositivo a balancín para descarga del material rastrillado con amortiguadores;

Rampa en placa de acero para la dirección del material en el contenedor situado
lateralmente al canal de la rejilla;

Cuñas de expansión y accesorios para la correcta colocación de la máquina en el
canal adecuado;

Cárter de protección anterior para adaptación máquina a norma CE;

Limitador de pareja electromecánico;

Final de recorrido bloqueo peine fuera del agua;

Tratamiento de protección galvanizado a fuego;

Extensión del suministro: interruptor flotante al inicio de la rejilla, medidor de
pérdida de carga, timer de activación rejilla, accionamiento manual, conexiones
eléctricas.
Cóclea compactadora
Se prevé la instalación de los siguientes equipos:
n. 2 cócleas compactadoras (CC 02 01-02) para la compactación de materiales

provenientes de las rejillas.
Datos característicos

Caudal por cóclea compactadora
2
m3/h

Reducción del volumen de la rejilla
50
%

Dimensión canal de carga
225
mm

Diámetro exterior cóclea
180
mm

Espesor espiral
20
mm

Tamaño de la zona de carga
1000x225
mm

Longitud de transporte
4600
mm

Longitud de la zona de Compactación
500
mm

Longitud total
5100
mm

Inclinación
5°

Velocidad de tornillo
28
r.p.m.

Caudal de agua por limpieza
1-2
m3/h
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
Presión agua de limpieza
3
bar

Diámetro de orificio forma de drenaje
8
mm

Diámetro de orificio forma de compactación
1
mm

Potencia del motor
1,5
kW

Alimentación
V-f-Hz 440-3 fases -60

Protección del motor y el aislamiento
IP / CL 55 / F

Factor de seguridad
1,8

n° 2 tolvas de carga de chapa metálica de sección rectangular embridado en la
parte inferior al cuerpo de la cóclea.

Cuerpo de la cóclea hecho con un cilindro en acero Inox en el cual gira la cóclea,
con agujeros de drenaje para la descarga de agua residual del prensado de
deshechos.
La espiral es sin árbol motor y apoya sobre soportes en polietileno de alta densidad
fijados en el canal.

Cóclea de transporte y compactador adecuadamente dimensionados para resistir a
las deformaciones y a la solicitación de la prensadura. Los desechos son
colectados en una zona de compactación sobre el eje de la cóclea.

Prensadura frontal con portillo muelle elástico ajustable

Tornillo moto reductor sin fin directamente ensamblado sobre el árbol de la espiral

Zona de limpiado de la alimentación con válvula manual

Área de limpiado de la compactación con válvula manual

Conexiones de los drenajes con tubería flexible con criba en perfil auto limpiante
con aberturas de 1mm. Material y protección superficiales.

Apoyos en acero galvanizado en caliente o pintado antes del baño de arena Sa 2.5,
espesor 150 μm ciclo epoxi

Tolvas y canal en acero AISI 304

Superficie de desgaste en polietileno espesor 8 mm

Tornillo en acero C 40 protegido con pintura epoxi espesor 50 μm
Contenedor recogida del rastrillado
Datos característicos

n. 2 contenedores recogida

Material: acero galvanizado;

Incluye: ruedas y tapa de acero galvanizado, palanca de maniobra;

Volumen útil: 1,5 m3
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Compuerta manual rejilla
Datos característicos:

n. 8 compuertas manual
(CMP_02_01-08)

Dimensiones
1000x1700 mm

Operación
manual
Ancho
canal
(mm)
1000

Marco
hecho
con
Altura
canal
(mm)
1700
Altura
marco
(mm)
2700
perfiles
en
Altura
escudo
(mm)
1300
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo de la hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.

Fijado en tres lados con juntas de EPDM fácilmente ajustable y reemplazable,
informó sobre el escudo con tornillos de acero.

Pérdida 0,4-1 l.m.m.

Guías sobre las listas de latón.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

Manual de control de tipo varilla saliente

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco.

Caja de reducción en fundición G22, lubricación con grasa permanente.

Protección varilla ascendente con tubo de acero al carbono pintado
Descripción:
Marco realizado con formas de acero de carbono electro soldado. Escudo de láminas de
acero de carbono con niervos de refuerzo electros soldadas. Fijación sobre tres lados hecha
con guarniciones en EPDM fácilmente sustituible.
Perdidas permisible: 0.4-1 l.m.m.
Guías de arrastro sobre canales de latón. Subasta roscada de maniobra en acero Inox AISI
420, extensiones y tornillos en acero de carbono.
Tratamiento superficial: galvanización caliente.
Comando:
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De tipo manual con subasta creciente; la maniobra es hecha a través de un volante que
trabaja sobre una caja de reducción con engranajes cónicos puesta sobre la parte superior
del marco.
La caja de reducción es realizada en hierro fundido gris G22, cojinetes radiales portantes
contra empujes con esferas, lubricación con grasa permanente.
Protección de la subasta creciente con tubo en acero de carbono pintado.
Cobertura en P.R.F.V. rejilla de limpieza mecánica
La elección del material para el sistema de cobertura en P.R.F.V., debe tener en cuenta las
dilataciones o contracciones provocadas por las variaciones de temperatura con el fin de
evitar que el material escogido se dañe.
Datos característicos

N. 2 coberturas en PRFV

Superficie cubierta por cada tanque 50 m2
A - Parámetros utilizados para el cálculo
Cada cobertura será auto portante y deberá responder a las siguientes necesidades:

Peso concentrado: 120 Kg/m2

Peso concentrado: 160 Kg/m2

Peso debido al viento cuanto previsto por las reglas locales en vigor

Presión interna máxima: 200 Pa

Factor mínimo de seguridad: 4,0
B- Características mínimas del material
La resina líquida que será utilizada tendrá las siguientes características:

Densidad relativa (a 25º) 1,10 g/cm3

Valor de acidez: 15 mgKOH/g

Contenido de estireno (volátil): 45  2 %
Las características mínimas de la resina y de la camada de gel-coa neo pentano son las
siguientes:

Dureza Barcol: 45 934-1

Resistencia a la flexión: 130 MPa

Módulo de flexión: 3700 MPa

Carga de ruptura (por tracción): 70 - 90 N/mm2
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
Alargamiento por tracción: 3%

Temperatura de flexión: 86ºC
El refuerzo en fibra de vidrio poseerá las siguientes características
Densidad relativa: 14 N/mm2
Carga de ruptura: 1380 MPa
Sistemas de fijación de las coberturas
Fijación de las coberturas a pared:
El sistema de fijación en la obras es en cemento armado y hecho con pernos de expansión,
autoblocantes en acero AISI 316, capaces de resistir a un esfuerzo de tracción de más de
1000 Kg. Las placas de fijación, también en acero inoxidable, podrán ser sometidas a un
esfuerzo de tracción de 1500 Kg. Por tanto el mayor riesgo, en caso de viento fuerte o
cargas accidentales excesivas, es del asentamiento de la pared.
Entre paneles
El sistema de fijación entre los paneles representa además características de seguridad
excepcionales. Está fijado con tornillos AISI 316, de paso muy reducido. La impermeabilidad
de los gases está asegurada con la colocación, entre los dos paneles de guarniciones
especiales de neopreno, especialmente resistentes a los agentes agresivos presentes en la
atmósfera interna de los tanques cubiertos
Entre panel y pared vertical
La fijación de las paredes verticales (como por ejemplo, los parapetos de las pasarelas en
cemento armado) está hecha mediante la colocación de un perfilado de soporte angular con
forma de L.
Rejilla de limpieza mecánica
La cobertura está constituida por paneles convexos, ligados entre sí con tornillos en acero
AISI 316 L y dotada de una ventanilla de plástico antiácido de neopreno, para evitar la fuga
de sustancias malolientes.
La cobertura está constituida por una vuelta en semi-círculo para permitir la rotación al
puente.
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Medidor de caudal electromagnético

n. 1 medidor de caudal de tipo electromagnético (MCE 01 01) para líquidos
conductivos con valor mínimo de la conductibilidad de 5S/cm en ejecución compacta,
que comprende cabeza de medida a campo magnético pulsado DC y auto cero con
extremidades bridadas, electrodos de medida y revestimiento interno, transmitidos a
microprocesador con Display digital a programación libre mediante tecla, grado de
protección IP65 mínimo, cabeza de medida y bridas en acero St 37.2 o equivalentes,
electrodos de medida en acero 1.4751 o equivalente, las partes metálicas realizadas
en acero serán protegidas con tratamiento de pintura del color estándar del
constructor.
El medidor tendrá las siguientes características indicativas:
8.4.

servicio
medida aguas sucias

caudal de ejercicio
l/s
0-120

caudal máximo
l/s
327

velocidad máxima en el medidor
m/s
3

diámetro medidor
mm
400

alimentación eléctrica
V/Hz
127/60

señales en salida
mA
4-20 HART
Desarenado y desengrasado
La presencia en el agua residual, de arena y de otras sustancias Abrasivas o pesadas,
puede acarrear considerables inconvenientes en las plantas de tratamiento de aguas
residuales, en el que están presentes maquinaria o tuberías, que pueden ser erosionadas u
obstruidas y tanques que pueden ser rellenados con material inerte que reduce su
capacidad. Se elimina la arena, los aceites y las grasas presentes en todos los vertidos,
especialmente en aquellos en los que pueden estar presentes también las aguas residuales
industriales. Su eliminación es necesaria, antes de descargar en cualquier cuerpo hídrico.
Los desarenadores sirven para eliminar arenas, gravilla y otros sólidos pesados
caracterizados por una velocidad de sedimentación o peso específico considerablemente
mayor que la de los sólidos orgánicos putrescibles presentes en las aguas residuales.
Además los desarenadores sirven para proteger las máquinas de tratamiento de la abrasión
y de los fenómenos de desgaste consiguiente; para reducir la formación de depósitos en las
tuberías y en los canales. En este caso se ha seleccionado un desarenador aireado. El
desarenador aireado consiste en un tanque en el que el líquido tiene un movimiento en
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espiral con una velocidad que depende del tamaño del tanque y de la cantidad de aire
suministrado.
En los desarenadores aireados se introduce el aire de un lado del tanque rectangular para
crear un movimiento en espiral con dirección perpendicular a la del flujo de líquido a través
del tanque. Las partículas de lodo más pesadas, que poseen una mayor velocidad de
sedimentación, precipitan al fondo del tanque, mientras que las más ligeras, principalmente
de naturaleza orgánica, permanecen en suspensión y no se eliminan en el desarenador. Los
desarenadores aireados están normalmente diseñados para eliminar las partículas con
diámetro superior o igual a 0.21 mm, con un tiempo de residencia de 2 a 5 minutos en
condiciones de caudal de pico horario. Para asegurar el movimiento en espiral de la mezcla
líquida, la sección transversal del desarenador es similar a la de un tanque de lodos
activados, excepto por el hecho de que hay un canal de recolección de la arena, profundo
aproximadamente 0.9 m con paredes laterales muy inclinadas, puesto a lo largo de un lado
del tanque por debajo de los difusores de aire. Estos difusores están aproximadamente
0.45-0.6 m por encima de la base del tanque. Los deflectores se utilizan con frecuencia para
controlar el caudal y para mejorar la eficiencia de la eliminación de las arenas.
El aire necesario para mantener la suspensión de las partículas ligeras, se introduce en la
masa de líquido por medio de difusores apropiados dispuestos en la parte inferior. El flujo de
aire debe ser adecuadamente dosificado a través de válvulas de control apropiadas para
lograr la máxima eficacia. En este caso el desarenador, está combinado con un
desengrasador en una única estructura. El desarenador/desengrasador elegido tiene las
siguientes características:
- Recogida y acumulación de arena efectuada por dispositivo de rascado;
- Zona de calma en la que se recogen las grasas incorporada con el dispositivo de rascado;
- Sistema de aireación con burbujas gruesas, que puede tanto realizar la función de lavado
de las arenas y también permitir la flotación de las sustancias grasas;
- Extracción, lavado, compactación y eliminación de las mismas arenas.
Además el desarenador aireado elegido puede simultáneamente funcionar como
desengrasador gracias a una zona de calma para recoger los aceites y las grasas.
La cantidad de aceites y grasas en los efluentes es obviamente muy variable, dependiendo
de muchos factores como los hábitos alimenticios, la conexión al sistema de alcantarillado
de las actividades industriales, la presencia de puntos de venta de alimentos, etc. En la
literatura el valor de la cantidad específica medía introducida en el sistema de alcantarillado
es alrededor de 6 kg/año*hab. Aproximadamente, la cantidad de los aceites y grasas
recuperables en un tanque desengrasador puede ser estimada en 0.5-0.9 kg/año*hab., con
contenido de materia seca que varía entre un mínimo de 1.5% y un máximo de 12%. Las
cantidades de arena que pueden ser recogidas, son muy variables, dependiendo de las
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situaciones locales particulares, del sistema de alcantarillado (mixto o por separado), la
conformación
del
suelo
y
la
presencia
o
ausencia
de
canales
descubiertos.
Aproximadamente, se pueden admitir cantidades entre 3 y 300 litros/1000 m 3 de agua
tratada.
El cálculo del volumen total de un desarenador/desengrasador aireado rectangular y con
flujo longitudinal se basa en el tiempo de retención hidráulica (tR= HRT), o sea:
Vd = Q ∗ t R
Se impone como volumen útil el volumen obtenido con el utilizo de los siguientes criterios:
tR su Qpm
3-4 min
El cálculo de la superficie útil del desarenador Sd se determina en la base de la carga
hidráulica (Ci,d) como:
Sd =
Q pm
Ci,d
Donde se impone un valor de Ci,d (respecto a Qpm), inferior a 50 m/h
Generalmente no es necesario determinar el valor de la velocidad longitudinal que, dada la
conformación del tanque, es normalmente mucho menos de 0.30-0.50 m/s, por encima de
las cuales existe el temor de arrastrar la arena recogida en la parte inferior; de hecho,
normalmente la velocidad longitudinal no excede unos pocos cm/s; más importante es la
velocidad del fluido en los canales de entrada y de salida del desarenador, que tienen que
ser inferior a 0.60-0.80 m/s y los canales necesitan de deflectores grandes para evitar lo
más posibles cortocircuitos y zonas muertas en los tanques.
La profundidad medía útil del desarenador (h) está entre 2.5 y 4 m y se calcula como
proporción entre el volumen y la superficie:
h=
Vd
Sd
La geometría del tanque se puede determinar teniendo en cuenta los siguientes valores:
L/h
L/l
0.8-1
3.3-5
Los aireadores están sumergidos a una profundidad no mayor que el 75% de la altura medía
del tanque h.
El ajuste del flujo de aire debe realizarse empíricamente en función del tipo y de la
profundidad de los aireadores imponiendo un caudal de aire soplado por unidad de longitud
compatible con los valores para los aireadores de burbujas gruesas.
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Para esta sección de tratamiento no es adecuado adoptar flujos de aire demasiado
pequeños (que no serían capaces de prevenir la sedimentación de la materia orgánica), ni
es apropiado abundar, ya que se induciría la suspensión de las arenas ya sedimentadas.
Por lo tanto, en el desarenador aireado, se adopta una aireación lo suficientemente elástica
desde el punto de vista del caudal de aire, para calibrar exactamente el sistema durante la
configuración inicial. Según Metcalf & Eddy, el consumo de aire se puede estimar entre
0.15-0.45 [m3/ min * ml] también igual a 9-27 [m3/ h * ml] por metro lineal de longitud del
tanque.
Como el desarenador y el desengrasador están juntos el diseño se lleva a cabo mediante la
combinación de los criterios relativos a los dos tratamientos. Los ahorros derivados de la
combinación de los dos procesos son muy altos. Los rendimientos en la eliminación de
aceites y grasas son del orden de 60-70%. Los tiempos de detención normalmente
requeridos son 2-4 min (medidos con el caudal máximo, o sea cuando se requiere que el
desengrasador trabaje con eficacia): por lo general se nos refiere al caudal máximo.
La cantidad de aceite y grasa en las aguas residuales son muy variables y dependen de
factores importantes, como los hábitos alimenticios de la población y la presencia de las
actividades industriales y artesanales.
8.5.
Criterios de dimensionamiento18
Para los cálculos ver hoja en Excel en el anexo
Tabla 7.-Desarenador longitudinal aireado
B.1 desarenador longitudinal aireado
líneas realizadas
líneas en función
caudal total
caudal cada línea
altura útil, H
Superficie unitaria
Longitud
Ancho total
Ancho tanque para quitar óleo
Ancho desarenador
Volumen útil desarenador
Volumen útil comparto para quitar aceite
n
n
m³/h
m³/h
l/s
m
m²
m
m
m
m
m³
m³
Qmax
3
2
1.176
588
163
4,45
49,70
14
3,55
0,70
2,65
165,10
43,61
Qmed
3
2
392
196
54
4,45
49,7
14
3,55
0,70
2,65
165,10
43,61
La metodología utilizada en los cálculos para el diseño de la planta deriva de los procedimientos
obtenidos por la bibliografía indicada en las diferentes secciones del documento
18
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Volumen útil total
m³
330,2
Superficie útil total
m²
99,4
tiempo de estacionamiento hidráulico
min
33,69
Carga hidráulica superficial
m³/m² h
5,92
relación Longitud/Profundidad
r
3,1
relación Longitud/Ancho
r
3,9
Estimación del aire
meth. Metcalf
(capítulo5 pag 370 tabella 5Qmax
17) : 0,2-0,5 mc/m x min
aire suministrada por unidad de Longitud
m³/m x min
0,2
aire suministrada cada tanque
m³/min
2,8
aire suministrada cada tanque
m³/h
168
meth. Bonomo (capítulo 5 pag. 136-137)
Superficie transversal del tanque
caudal de aire por metro de tanque
aire suministrada cada tanque
meth. Masotti ( capítulo3 pág. 85)
Volumen de aire horario relacionado al volumen
del tanque
aire suministrada cada tanque
330,2
99,4
101,07
1,97
Qmed
0,2
2,8
168
m²
m³/h * m
m³/h
11,7925
14
196
11,7925
14
196
m³/h/m³
1,5
1,5
m³/h
247,6
247,6
Verificación sobre la proporción correcta entre el volumen de aire
suministrado y el volumen existente del tanque desarenador
Qa/V<1,5
meth. Metcalf
meth. Bonomo
meth. Masotti
Nm³/h/m³
Nm³/h/m³
Nm³/h/m³
Qmax
0,51
0,59
0,75
Qmed
0,51
0,59
0,75
caudal de aire asumida, óptima para permitir la mezcla, el mantenimiento en suspensión de
los sólidos, sin facilitar perdida de carga orgánico por oxidación
Qmax
Qmed
caudal de aire suministrada cada tanque
m³/h
caudal de aire a proporcionarse a todo el sector m³/h
(n. líneas en función )
247,64
495,29
247,64
495,29
Dimensionamiento colector de aire
Caudal a entregar al tratamiento (total)
Caudal a entregar a cada. sección
DN entrega sopladores
DN colector
Área mojada
Velocidad flujo en la tubería
Qmax
m³/h
m³/s
m³/h
mm
mm
m²
m/s
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Qmed
495,29
0,14
247,64
100,00
100,00
0,008
17,517
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Tabla 8.-Estimación de la cantidad de arena a remover
Estimación de la cantidad de arena a remover
Los datos sobre la cantidad de arena que se produce son generalmente difíciles de obtener;
datos de literatura reportan producciones comprendidas entre los 5 y 50 m3 por 106 m3 de
aguas residuales en entrada, con picos de 200 cm a 10 6. Un valor típico podría ser de 10 6 a
30 m3.(Wastewater treatment manual, Preliminary treatment; EPA)
Qmed
Qmax
Cantidades de arena
m³/10^6m³
80,00
82,00
calculados sobre el caudal promedio diario
m³/día
0,75
0,77
relación mezcla agua / arena
r
0,95
0,95
Volumen diario di arena extraída
m³/día
15,05
9,41
Se garantiza un nivel de orgánico en las arenas %
3,00
3,00
por inferior a
y un grado de humedad inferior a
%
0,13
0,13
producción diaria de arena lavada
m³/día
0,87
0,54
m³/semana
5,276
5,40
Tamaño de la bomba de extracción arena y del clasificador
Cantidad máxima de producción arena
l/1000 m³
80,00
50,00
producción máxima arena
m³/día
2,02
0,47
relación mezcla agua / arena
r
0,95
0,95
Volumen diario de arena extraída
m³/día
40,35
9,41
Número de desarenador
n
2,00
2,00
Número de evacuación arena diario
n
10,00
10,00
Duración de las evacuaciones
min
2,00
2,00
caudal bombas arena
m³/h
60,52
14,11
Número de clasificador arena
n
2,00
2,00
Tamaño del clasificador arena
m³/h
30,00
30,00
tiempo de vaciado de cada tanque
h
2,73
11,70
Tabla 9.-Características después de tratamiento mecánico de cribado y eliminación de
arena
características después tratamientos mecánicos de cribado-eliminación de arena
concentraciones y cargas en entrada a los tratamientos preliminares
DBO total
Concentración DBO
kg/d
mg/l
Qmed
2.972,54
315,924
Qmax
2.972,54
315,924
DQO total
Concentración DQO
kg/d
mg/l
5.350,6
568,663
5.350,6
568,663
STS Totales
kg/d
3.908,3
3.908,3
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Concentración STS
mg/l
415,38
415,38
TKN
Concentración di TKN
kg/d
mg/l
660,6
70,21
660,6
70,21
P total
Concentración P
kg/d
mg/l
99,1
10,5
99,1
10,5
concentraciones y cargas a la salida de los tratamientos preliminares
Qmed
DBO total
kg/d
2.675,28
Concentración DBO
mg/l
284,3
DQO total
kg/d
4.547,98
Concentración DQO
mg/l
483,363
STS Totales
kg/d
3.322,09
Concentración STS
mg/l
353,07
TKN
kg/d
660,56
Concentración di TKN
mg/l
70,21
P total
kg/d
99,08
Concentración P
mg/l
10,531
Qmax
2.675,28
284,3
4.547,98
483,363
3.322,09
353,07
660,56
70,21
99,08
10,531
Tabla 10.-Límites que se deben garantizar a la descarga
límites que hay que garantizar a la descarga
DBO5 total diario
Concentración DBO5
DQO total diario
Concentración DQO
SST total diario
Concentración SST
Nitrógeno total diario
Concentración Ntot
P total diario
Concentración Ptot
Kg DBO5/d
mg/l
Kg DQO/d
mg/l
Kg SST/d
mg/l
Kg N/d
mg/l
Kg P/d
mg/l
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329,32
35,00
578,66
61,50
349,08
37,10
150,54
16,00
75,27
8,00
10/2013
Pág. 99
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Principales equipos instalados19 por el desarenado/desengrasador
8.6.
Puente raspador
Puente raspador para tanque rectangular de desarenado/desengrasador con movimiento de
traslación sobre ruedas engomadas.
Datos característicos

n. 2
puentes raspadores (PR 03 01-02)

Anchura interior tanque
m
3,00

Longitud interior tanque
m
10,7

Altura interior tanque
m
4,45

Ancho del puente
m
1,20

Longitud del puente
m
3,50

Velocidad del puente

Potencia instalada:
m/min
1,50
* traslación n. 1 de kW 0,22
* Levantamiento n. 2 a kW 0,18

Peso del equipo

Alimentación

Protección del motor y el aislamiento
 Factor de seguridad

Kg
900
V-f-Hz 440-3-60
IP / CL 55 / F
1,8
Viga móvil en placa de acero Fe42 plegada en frío con función de pasarela,
ancho mínimo 1000 mm, incluye rejilla galvanizada de plataforma de pasaje y
parapetos y para pies a norma. La estructura está calculada para un sobrepeso
accidental de Kg 250 y flecha máx. de 1/750 de la amplitud;

Carros laterales en placa Fe42 doblada en frío oportunamente endurecida, cada
uno con una rueda motriz y un punto muerto;

n.1 moto-reductor central para la traslación del carro, emparejado a las ruedas
motrices de cada carro a través de junturas elásticas, del tipo combinado con
tornillos sin fin, capaces de realizar una velocidad de traslación de 1,5 m/min;

n.1 moto-reductor central que asegura el levantamiento y el descenso del
raspador de fondo, incluye juntas y palancas en tubería rígida;
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentadas en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento
de la entrega de los equipos
19
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
n.1 pala de fondo sujeta mediante trenzas tubulares adherida a la parte inferior
del puente. El raspador estará provisto en la parte terminal de estabilizadores de
guías en neopreno intercambiables;

n.1 raspador de superficie en acero con babillas en goma para detener los
aceites en el canal adecuado de recogida en hormigón armado. la placa está
provista de dos ruedas que permiten el desplazamiento a lo largo de la parte
inclinada del canal. El movimiento de descenso y levantamiento se produce a
través de levísimos movimientos de la placa de fondo;

Tablero de mando y potencia de protección IP 65, en caja hermética de vidrio
resina situada al borde del puente, completado con tele rotor general con bloque
de puerta, tele rotores, fusibles, selectores para el mando manual y automático.
El tablero predispuesto con térmicas instaladas al exterior;

Alimentación eléctrica con tambor envuelto cable motorizado situado al borde del
puente, completado con cable eléctrico y estribos de soporte y apoyo;

Final de trayecto para cambio de sentido y secuencia de trabajo en automático
situado al borde del puente;
Secuencia de funcionamiento del puente:

Levantamiento placa de fondo;

Descenso placa de superficie;

Traslación del puente;

Frenado puente al final de trayecto;

Descenso placa de fondo;

Levantamiento placa de superficie;

Traslación del puente que realiza el trayecto de trabajo;

Frenado puente al final de trayecto.
Las operaciones de descenso y levantamiento se realizan con el puente parado. El inicio de
la traslación se produce cuando sea el raspador de fondo que la placa superficial han
alcanzado sus posiciones de trabajo.

Ruedas de desplazamiento del tipo burbach, completadas con estribos de
fijación a la estructura. Las ruedas se realizarán en hierro perfilado.

Tratamiento de protección:
carpintería galvanizada a fuego.

Extensión del suministro:
conexiones eléctricas.
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Sistema de extracción arenas “air-lift”
La bomba “air lift” o bomba de aire comprimido levanta agua y arena desde el fondo de un
tanque usando sólo el aire comprimido a baja presión. La bomba “air-lift” no tiene piezas
móviles sumergidas.
Descripción de los componentes principales:

Tubería vertical

Cabezal inferior formado por una cámara externa extraíble en la cual se sopla el aire

Cabezal superior con el fin de separar el aire del agua, el aire se descarga hacia arriba

Tubería de suministro aire al cabezal inferior

Tubería de descarga de agua y de arena del cabezal superior

Válvula solenoide en la línea de aire
Datos característicos

n. 4 air-lift (CAL 03 01-04)

Altura desde el fondo del tanque hasta el punto de descarga

Caudal de aire necesario
25 Nm3/h

Caudal da aliviar
22 m3/h

Altura de líquido
5m

Valor de sumersión
76%

Diámetro tubería de air lift
80 mm

Diámetro tubería aire
40 mm

Peso
250 kg

Accesorios del sistema de lavado en presión:

Sistema neumático de aire comprimido para la extracción de las arenas;

Válvula de abertura tipo mariposa DN 80;

Tuberías en acero de evacuación DN 80 mm;

Piezas especiales para conexión al clasificador de arenas;

Estribos de fijación.
6,5 m
Soplador volumétrico para la extracción de arenas a canal lateral
Datos característicos

N. 2+2R compresores (S DES 12 01-02)

caudal de aire 40 Nm3/h

soplador en aleación de aluminio

filtro y silenciador en aspiración
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
alimentación motor eléctrico
3,60 kW

motor eléctrico, 2 polos

silenciador y válvula de seguridad en envío

válvula de retención y válvula de seguridad en salida

peso

diámetro de entrada
1” ½

diámetro de salida
1” ½
V 440 - Hz 60 - IP 55 - clase de aislamiento H
42 kg
La suministración por parte de proveedor incluye:

soplador doble estadio en ejecución monobloque en liga de aluminio

filtro con cartucho en papel a codo, tipo F8/1G

silenciador en succión

silenciador en entrega

válvula de seguridad incorporada en entrada, tipo SV7

moto eléctrico, dos polos – 3,6 kW – 440 V / tres fases – 60 Hz – IP 55 – isol – cl F

montaje, pruebas y pintura (ral 7032)
Se recomienda de poner atención y conectar la máquina a la cañería rígida a través de la
conexión flexible.
Si hay que instalar la máquina en el ambiente exterior, se tiene que poner un cobertizo.
Es necesario proveer a la individuación de un área libre cerca de 0,8 m alrededor de la
planta para las operaciones de montaje y mantenimiento.
La tolerancia de la ubicación de los agujeros de base es de ±5 mm.
La tolerancia de las conexiones es de ±10 mm.
Los valore de caudal hacen referencia a las condiciones de succión a 20 °C y 1013 mbar
(abs).
La tolerancia sobre el caudal es de ±10 %.
La tolerancia sobre el aumento de la temperatura es de ±10-5 °C
La tolerancia sobre el ruido es de ±2 dB
El principio de funcionamiento de las máquinas a canal lateral consiste en aumentar la
presión del gas aspirado a través de la creación, en el canal toroidal periférico, de una serie
de vórtices generados por el empuje centrífugo de reactor con aletas.
Con el rodete en rotación, las aletas empujan el gas adelante y, por efecto de la fuerza
centrífuga, al exterior.
Resulta un moto helicoidal, durante el cual el gas es sujeto a una serie de compresiones
generadas por la fuerza centrífuga, con aumento linear de la presión a lo largo del canal.
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Los sopladores a canal lateral son adecuados para todas aquellas aplicaciones que
requieren presiones sensiblemente más altas en comparación a los normales ventiladores
centrífugos.
Los aspiradores que requieren una depresión más alta en comparación a la que es
sumistrada por un ventilador, pero requiere el uso de una bomba a vacío.
Las partes en movimiento no están en contacto entre ellas.
No es necesaria una lubricación porque no existe fricción, el gas entregado no es
contaminado.
Los mayores beneficios de las máquinas a canal lateral son:
-
máxima sencillez de instalación;
-
muy bajo ruido;
-
ausencia de vibraciones y completa estabilidad;
-
ausencia de pulsación en el gas tratado;
-
mínimo mantenimiento.
Cacharros y rodetes son hechos en liga de aluminio. La construcción estándar, para aire, es
en ejecución mono bloque. La brida anterior de motor eléctrico es así fijada al cuerpo de la
máquina y el rodete, equilibrado dinámicamente, es teclado sobre la cabeza del árbol de
motor mismo.
Los motores eléctricos para servicios continuos, son a dos polos, disponibles en versión
trifásica para todas las potencias indicadas en el catálogo.
Para todas la máquinas se desarrolló una línea completa de accesorios que incluye: filtros a
cartucho para sopladores, filtros en línea para aspiradores, manguillos flexibles de conexión,
válvulas de recato, válvulas de sobrepresión para sopladores, válvulas con interruptor de
vacío para aspiradores, manómetros y vacuómetros, recintos acústicos.
Los siguientes gráficos muestran las relaciones entre la presión de entrega y la potencia
absorbida, entre la potencia de entrega y el aumento de temperatura y al final la relación
entra la presión de entrega y el caudal diario necesario a soplar a través del air-lift para la
extracción de las arenas en el desarenador aireado.
Sobre la base de los datos suministrados por el proveedor, eso determina la tipología de
máquina con el mejor rendimiento.
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Figura 18: Presión de entrega- Potencia absorbida
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Figura 19: Presión de entrega-Temperatura
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Figura 20: Presión de entrega-Caudal
Número ventiladores cabina insonorizada: 2 (V DES 12 01-02)
Soplador para desarenador con dos lóbulos
Maquina completo de: soplador, base de los silenciadores reactivos de aspiración con filtro y
de descarga, válvula de no retorno, unión elástico, soportes contra vibraciones, cabina
insonorizada con ventilador de extracción de aire caliente con voltaje 440V/60Hz,
manómetro, indicador de atasco de filtro, transmisión a cinturones y poleas.
Datos característicos

sopladores
N. 2 (1+1 en reserva)

Gas tratado
aire

peso específico
0.8 kg/m3

humedad relativa
50%
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
Altitud
2940 m snm

caudal de aire
339 m3/h
205 Nm3/h
265 kg/h

presión diferencial
500 mbar

presión aspiración
706 mbar a

presión de salida
1206 mbar a

temperatura diferencial
82°C

temperatura aspiración
35°C

temperatura de salida
117°C

potencia absorbida
7 kW

nivel presión de sonido
70 +/-3 dB(A)

potencia disipada
0,8 kW

velocidad
3700 rpm

acoplamiento
DN100 PN10

motor
IEC 160MA IE2

forma del motor
B3

potencia
11 kW

tensión
440V

velocidad motor
3504 rpm

polos
2

frecuencia
60 Hz

polea motor
132

polea soplador
125

gargantas
2

Cinturones
tipo SPA

Longitud
1500 mm

filtro y silenciador en aspiración

silenciador y válvula de seguridad en envío

válvula de retención y válvula de seguridad en salida

manómetro
Vibraciones mecánicas: Todos los motores están equilibrados dinámicamente con mango
dotado de lengüeta entera. Todos los motores responden al grado de vibración "N". La
medida de las vibraciones se efectúa con motor en funcionamiento al vacío, alimentado a
tensión y frecuencia nominal, según la norma internacional IS02372.
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Para las dimensiones y los pesos de los sopladores. La superficie de apoyo debe ser plana
y horizontal (máx. 0,5 mm en 1 m) sin vibraciones y capaz de soportar el peso del grupo, no
existen cargas dinámicas”
Los siguientes gráficos indican la curva de funcionamiento del soplador y la relación entre el
caudal y el número de giros y la potencia y la relación entre el caudal y la variación de
temperatura.
Los datos que influyen mayormente sobre el tipo de soplador son la altura, la temperatura, la
humedad; por eso en la elección de la máquina el proveedor tiene que considerar todos
estos parámetros.
Figura 21: Curva de funcionamiento por soplador (Q,N)
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Figura 22: Curva de funcionamiento (Q,DT)
Medidor de caudal de aire por sopladores
Medidor de caudal térmico para gas y aire.
Medidor de caudal térmico para gas y aire.

Cantidad medidores
n. 1(MCA _12_02)

Tipo inserción para tubos circulares
DN100

Caudal mínima
23.022 Nm3/h

Caudal máxima
4604.41 Nm3/h

Longitud tubo de conexión:
235 mm /9”

Material tubo de conexión:
acero Inox Aisi 304

Conexión al proceso:
G1 A, ISO 228

Junta reforzada:
PEEK,Nitrile,-35..+130oC/-
31...+266oF

Terminación superficie:
Versión base

Calibración:
calibración de fábrica

Aprobación:
Versión base
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
Carter:
compacto Alu, IP67 NEMA4X

Pasa cable:
pasa cable M20

Display; teclado:
20-55VAC/16-62VDC,2-líneas+
pulsadores

Función software:
Versión base

Salida, Entrada:
4-20 Hart + frecuencia

Tensión
127V/60Hz
Sistema de difusión tubular
Datos característicos:

distribución de aire compuesto por tuberías gas en acero Inox Aisi 304 3/4”
L=750 mm agujeros 1,5x1,5 mm

compuerta de interceptación y junta de desmontaje sobre cada pendiente

n. 25 difusores de aire formado por:

trozo de tubo en PVC transporta difusor;

cuerpo difusor;

guarnición de hermeticidad;

membrana en goma sintética;

plano de base;

abrazadera superior;

estribo de apoyo en acero Inox Aisi 304 y cuña anclada
Clasificador de arenas
Separador para arenas completado con tolva de recepción mezcla agua-arena dotada de
tubería de descarga, difusor interno para la separación con diafragma de calma y canaleta,
tramo bridado de descarga de agua separada con tubería de retorno al pozo de rejilla de
limpieza espesor sin eje interno.
Datos característicos

N. 2

Caudal de entrada
m3/h

Arena separada
m3/h

Caudal sólido en salida
m3

Capacidad tolva
clasificador de arenas (CA 03 01-02)
m
3
72
1,5
1,0/h
2,0
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
Diámetro transportador helicoidal

Diámetro hélice

Altura de carga
mm
2000

Altura
mm
2600

Longitud

Ancho

Peso

Potencia

Alimentación

Protección del motor y el aislamiento

Estructura en acero Inox AISI 304

Accesorios en acero Inox AISI 304, hélice en acero especial de alta resistencia
DN 200
mm
280
mm
5600
mm
2100
Kg
1100
kW
V/Hz
0,75
440/60
IP55/F
revestimiento interno canal con placa de polietileno.
Contenedor de recogida de arenas
Datos característicos:

n. 2
contenedor recogida

Material
acero galvanizado;

completado de:
ruedas
tapa
galvanizado,
de
acero
y
palanca de maniobra;

volumen útil
m3
20
Compuerta manual sección desarenador/desengrasador
Datos característicos

n. 8
compuertas (CMP_03_01-08)

operatividad
manual
de las cuales:

n. 2
1300x1300 mm

Ancho
canal
(mm)
Altura
canal
(mm)
Altura
marco
(mm)
1300
1300
2700
Altura
escudo
(mm)
1300
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
Marco
hecho
con
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo de la hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.

Fijado en tres lados con juntas de EPDM fácilmente ajustable y reemplazable,
informó sobre el escudo con tornillos de acero.

Pérdida 0,4-1 l.m.m.

Guías sobre las listas de latón.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

Manual de control de tipo varilla saliente

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco.

Caja de reducción en fundición G22, lubricación con grasa permanente.

Protección varilla ascendente con tubo de acero al carbono pintado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4

Dimensiones

n. 4
1300x1500 mm
Ancho
canal
(mm)
1300

Marco
hecho
con
Altura
canal
(mm)
1500
Altura
marco
(mm)
3100
perfiles
en
Altura
escudo
(mm)
1500
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo de la hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.

Fijado en tres lados con juntas de EPDM fácilmente ajustable y reemplazable,
informó sobre el escudo con tornillos de acero.

Pérdida 0,4-1 l.m.m.

Guías sobre las listas de latón.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

Manual de control de tipo varilla saliente

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco.

Caja de reducción en fundición G22, lubricación con grasa permanente.

Protección varilla ascendente con tubo de acero al carbono pintado
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
Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4

Dimensiones

n. 2
DN600 mm
Tamaño
agujero
(mm)
Ø 600

Marco
hecho
con
perfiles
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
6350
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:


N. 1 soporte de montaje
Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en acero
al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4
Muestreo aguas abajo del pre-tratamiento
Descripción:
El muestreador (MA 03 01) permite recoger muestras de agua con el fin de evaluar el estado
de las descargas. Las muestras pueden ser de tipo secuencial o promedio compuestas de
botella única o más botellas. Las muestras pueden obtenerse sobre la base de tiempo o de
caudal.
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El muestreador está construido específicamente para ser instalados al exterior, por lo que es
resistente a la intemperie y a la radiación solar.
Características:

Peso
86
Kg

Altura
1300
mm

Diámetro
810
mm

Ancho
760
cm

Tensión de alimentación
127V/60Hz

Temperatura de almacenamiento
-30 - +60 °C

Temperatura ambiente
-40-+50
°C
Construcción:
El muestreador ha sido diseñado para soportar ambientes altamente corrosivos, los
componentes electrónicos son totalmente independientes de las partes húmedas y las
tarjetas están protegidas de manera hermética. La parte de control se ha probado en
atmósfera a alta temperatura y alta humedad.

Controlador y protección electrónica IP 67.

Reloj interno para el sistema de control a fin de indicar los datos de la fecha y la
hora en correspondencia con el muestreo llevado a cabo, los parámetros de
lectura y para el programa de activación del programa. Resistencia a la
humedad: 0-100%

Carcasa del muestreador: En polietileno contra los arañazos. Fabricado en una
sola pieza con fusión centrífuga. El aislamiento térmico está garantizado incluso
en ambiente caliente y húmedo, con una doble pared con aislamiento.

Otros materiales: resistente a la corrosión o acero inoxidable
Certificación:
Está certificado para cumplir con la norma ISO 5667-10 por el servicio MSincert.
Está
certificado E32 por la agencia ambiental del Reino Unido que verifica el cumplimiento de la
norma ISO 5667-10 y es muy restrictiva con respecto a la capacidad de refrigeración de las
muestras.
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Alimentación:
127 VAC, 60 Hz, consumo al arranque (desde muestreador apagado) 17 amperio, consumo
de mantenimiento 0,82 amperio.
Conformidad a las normas:
Está realizado de acuerdo con las actuales normas europeas (marcado CE). Está diseñado
y construido de acuerdo con los requisitos de la norma ISO 5667-10 y EPA. Cumple con la
ley 152/99 y sucesivas modificaciones. El cumplimiento de las normas ISO es confirmado
por certificaciones realizadas por organismos y laboratorios independientes.
Controlador
Realizado con protección IP 67
Memoria:
Memoria ROM no volátil
Batería de reserva:
Está equipado con una batería de reserva que mantiene en la memoria los últimos datos de
muestreo, los programas preestablecidos, los datos del reloj y la configuración. Esta batería
tiene una vida medía de 5 años.
Reloj interno:
Está equipado con un reloj interno al sistema de control para indicar los datos de la fecha y
la hora en correspondencia con la toma de muestreos, los parámetros de lectura y para
programar la activación del programa.
Activación muestreador:

Con activación manual: inmediata o con retardo de arranque.

En base al calendario y reloj;

El muestreador se puede activar de forma remota a través de una alarma, un
botón o una llamada de teléfono.
Temperatura:
La temperatura de los recipientes de muestra se visualiza en la pantalla y se graba en el
registrador de datos interno. Se puede transferir al PC.
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Fin de muestreo:
Normalmente, la secuencia de muestreo se para automáticamente cuando la/las botellas
disponibles se han llenado, incluso cuando se detiene la secuencia de muestreo, continúa la
refrigeración de las muestras.
Toma de muestras:
Como exige la norma, la muestra se toma con un contacto mínimo entre los materiales y el
líquido extraído.
Esto con el fin de reducir el tiempo de mantenimiento, asegurar la calidad de la muestra
extraída y evitar la contaminación. La bomba de aspiración está separada de la parte
electrónica para evitar accidentes causados por rotura fortuita del tubo de aspiración.
Longitud del tubo de succión aceptable: de 1 a 30 m. En dotación estándar de 7,6 m.
El principio de muestreo es por aspiración de la muestra (depresión) por medio de una
bomba peristáltica.
Los muestreadores están equipados con un sensor de LD 90 (PATENTADO) para
determinar la llegada del líquido en el instrumento.
Gracias a este sensor, además de aumentar la precisión del muestreo, el muestreador
puede hacer hasta 3 ciclos de lavado del tubo antes del muestreo.
El sensor LD 90 calcula exactamente el volumen de la muestra tomada sin influencia de las
burbujas que pueden estar presentes en el tubo.
Es posible también calcular automáticamente la prevalencia de muestreo (máx. 8,5 m) de la
bomba peristáltica.
Una patente de invención ISCO prevé que el volumen de muestra sea determinado por el
número de revoluciones de la bomba y no por el tiempo de activación de la misma; esto es
muy útil en casos de alimentación con batería; de hecho cuando esta comienza a
descargarse en el mismo tiempo la bomba ya no tiene el mismo número de vueltas
El ciclo estándar de muestreo prevé: limpiado del tubo de aspiración, muestreo, limpiado del
tubo después del muestreo
La precisión de muestreo es igual a 5% del volumen máximo, y de todas formas (en el peor
de los casos) no es superior a 5 ml, la repetitividad está dentro de un 5% del volumen medio
muestreado.
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El filtro estándar del toma muestra es de acero inoxidable y PVC, y está cargado para
asegurar siempre el correcto grado de inmersión
La sección interna del tubo y el diámetro de los orificios del filtro cumplen con las
dimensiones requeridas por las normas ISO 5667-10, teniendo un diámetro 10 mm. La
longitud de tubo estándar es de 7,5 m pero puede variar entre 0,9 m y 30 m. Cabe destacar
que es oportuno no tener el tubo de recogida más largo de lo necesario para tener siempre
una muestra representativa y limitar el consumo de energía y la tensión del tubo de la
bomba peristáltica.
Se sugiere no tomar muestras de volumen de menos de 50 cc para asegurar cierta
representatividad
Bomba peristáltica:
Longitud máxima del tubo de aspiración exterior (vinilo) = aceptable desde 1 hasta 30 m
Tubo de la bomba, de silicona con un diámetro interno de 10 mm.
Vida medía de 2 años o 1.000.000 revoluciones de la bomba
La velocidad de aspiración cumple con la ISO y EPA de 0,66 m/s, con una prevalencia de
7,5 m
Volumen de la muestra de 10 ml a 9999 ml con incrementos de 1 ml.
Frecuencia de muestreo seleccionable en horas y minutos entre muestras consecutivas.
Incrementos de 1 minuto hasta 1 a 999 horas. En proporción al caudal de 1 pulso a 9.999
pulsos.
Funciones varias:
Programación del instrumento sobre la base del tiempo:

A intervalos fijos de tiempo, volumen de muestra constante

A intervalos no homogéneo, volumen de muestra constante

A fechas y horarios establecidos
Sobre la base del caudal:

A intervalos de caudal regulares, volumen de muestra constante

Intervalos de tiempo constantes, volumen dependiendo del caudal
Muestreo a ocurrencia: (con comandos externos)
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Distribución de la muestra:

Compuesto: las mismas muestras en una botella

Secuencial: una muestra por cada botella

Multiplexor:
Más muestras en la misma botella
Más botellas por la misma muestra
Indicaciones útiles visualizadas en el Display y protección contra errores:

Indicación de la vida útil del tubo de la bomba peristáltica

Códigos de error para mal funcionamiento o errores durante el funcionamiento
debidos a otras causas

Bomba bloqueada

Distribuidor bloqueado

Probable sobrellenado

Falta de alimentación

No fue recogido algún líquido

No fue recogido el volumen de muestra necesario por falta de líquido

botella/s llenas

Protección contra errores de programación por configuración de datos
Enlaces al muestreador y datos de salida, alarmas:

Salidas
4 alarmas digitales (5V, 100 mA) Conexión a PC para
transferir datos de muestreo (mediante cable opcional
y software HiperTerminal ® di Windows ®)

Entradas
Conexión con medidor de caudal externo que dé una
señal proporcional al caudal en pulsos con contactos
aislados a partir de 25 milisegundos o de 5 a 15
Voltios DC Señal de entrada de 4-20 mA por cada
muestra proporcional a la señal procedente por
ejemplo de medidor de caudal. Un solo conector
(ubicado en la parte posterior del toma muestras)
permite la conexión con dispositivos (relés, PC,
medidores de caudal, etc.)

Cuerpo refrigerado
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Botellas disponibles:

12 diferentes configuraciones

24 botellas: de 1 litro de polipropileno o de 350 ml de vidrio

Botellas: de 10 litros de polipropileno o de vidrio

2 botellas: de 10 litros de polipropileno o de vidrio

1 botella de 20 litros de polipropileno o de vidrio

1 botella de 10 litros de polipropileno o de vidrio

24 Pro Pack de 1 litro (botellas desechables)

1 Pro Pack de 10 litros (botellas desechables)
Resistencia a la corrosión:
Serpentina de intercambio de calor del motor (recubrimiento de resina de poliuretano
resistente a UV), Serpentina de enfriamiento de la parte de refrigeración (electro-deposición
de resina epoxi), compresor (esmaltado), tubos de refrigeración (recubiertos con resinas
fenólicas y tubo de poliéster).
Regulación de temperatura:
El muestreado mantiene la temperatura interna de 4 º C, incluso cuando las temperaturas
exteriores van desde - 29 º C a + 49 ° C.
Parte de refrigeración:
La fuente de alimentación y el termostato, están cerrado en protección IP 56 resistente a
fuertes chorros de agua; el índice de protección no puede ser mayor, porque tienes que
dejar aberturas para permitir el intercambio de calor con el exterior.
Fuente de alimentación:
127 VAC, 60 Hz.
Materiales en contacto con la muestra:
Al estar construido de acuerdo con las indicaciones de la norma ISO 5667 y las indicaciones
de la EPA, los toma muestras tienen el menor número posible de piezas en contacto con la
muestra. Por la misma razón, son fáciles de limpiar y fácil de mantener.
El filtro estándar del toma muestra, está hecho de acero inoxidable y PP. El filtro está hecho
de forma cilíndrica con una longitud de 20 cm y 3 cm de diámetro, con agujeros de 10 mm,
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se auto-limpia, para permitir una muestra lo más homogénea posible y representativa. Hay
filtros de diferentes materiales y de diferentes tamaños.
El tubo de succión de la muestra es de vinilo cristalino transparente con el fin de facilitar la
inspección, para la limpieza y el mantenimiento.
El tubo de la bomba peristáltica, es de silicona, diseñado específicamente para ser utilizado
con la bomba de toma de muestras. Las propiedades de lubricación, resistencia mecánica,
durabilidad no se pueden comparar con otros disponibles en el mercado.
Cobertura en P.R.F.V. desarenador y desengrasador
La elección del material para el sistema de cobertura en P.R.F.V., debe tener en cuenta las
dilataciones o contracciones provocadas por las variaciones de temperatura con el fin de
evitar que el material escogido se dañe.
Datos característicos

N. 2
coberturas en PRFV

Superficie cubierta por cada tanque
120
m2
A - Parámetros utilizados para el cálculo
Cada cobertura será auto portante y deberá responder a las siguientes necesidades:

Carga concentrada: 120 Kg/m2

Carga distribuida: 160 Kg/m2

Peso debido al viento cuanto previsto por las reglas locales en vigor

Presión interna máxima: 200 Pa

Factor mínimo de seguridad: 4,0
B- Características mínimas del material
La resina líquida que será utilizada tendrá las siguientes características:

Densidad relativa (a 25º) 1,10 g/cm3

Valor de acidez: 15

Contenido de estireno (volátil): 45
Las características mínimas de la resina y de la camada de gel-coat neopentano son las
siguientes:

Dureza Barcol: 45 934-1

Resistencia a la flexión: 79 - 90 N/mm2
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
Módulo de flexión: 3700 N/mm2

Carga de ruptura

(por tracción): 70 - 90 N/mm2

Alargamiento por tracción: 4,5 - 5%

Temperatura de flexión: 92 - 94ºC
El refuerzo en fibra de vidrio poseerá las siguientes características:
Densidad relativa: 14 N/mm2
Carga de ruptura: 1380 MPa
Sistemas de fijación de las coberturas
-Fijación de las coberturas a pared
El sistema de fijación en la obras es en cemento armado y hecho con pernos de expansión,
autoblocantes en acero AISI 316, capaces de resistir a un esfuerzo de tracción de más de
1000 Kg. Las placas de fijación, también en acero inoxidable, podrán ser sometidas a un
esfuerzo de tracción de 1500 Kg. Por tanto el mayor riesgo, en caso de viento fuerte o
cargas accidentales excesivas, es del asentamiento de la pared.
-Entre paneles
El sistema de fijación entre los paneles representa además características de seguridad
excepcionales. Está fijado con tornillos AISI 316, de paso muy reducido. La impermeabilidad
de los gases está asegurada con la colocación, entre los dos paneles de guarniciones
especiales de neopreno, especialmente resistentes a los agentes agresivos presentes en la
atmósfera interna de los tanques cubiertos
-Entre panel y pared vertical
La fijación de las paredes verticales (como por ejemplo, los parapetos de las pasarelas en
cemento armado) está hecha mediante la colocación de un perfilado de soporte angular con
forma de L.
Eliminación de arenas-aceites
En este caso la cobertura está constituida por "ojo de buey" planas fijadas a los muros
limítrofes del tanque. Por tanto, no está prevista una cobertura lateral, ya que las portillas
están enganchadas con perfilado de soporte angular con forma de L en PRFV, fijados al
muro.
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La pasarela del raspador "va y ven" del puente, los “ojo de buey” se abren con una amplitud
de 80° gracias a la presencia de una estructura con forma de canoa volcada en AISI 316,
unida a un carro puente y en correspondencia del mismo raspador.
La canoa imprime un movimiento mecánico al “ojo de buey” de cobertura. Siguiendo el perfil
de canoa, los “ojo de buey” se cierran automáticamente. Para evitar que en un momento en
que los “ojo de buey” estén abiertos, el tanque quede descubierto, está previsto un cárter en
PRFV con una doble función de garantizar la contención de las sustancias malolientes y de
proteger los “ojo de buey” de ráfagas de viento. El cárter posee pequeñas aberturas en
plexiglás que permiten el control de los “ojo de buey” y del movimiento mecánico.
B- Características mínimas del material
La resina líquida que será utilizada tendrá las siguientes características:

Densidad relativa (a 25º) 1,10 g/cm3

Valor de acidez: 15 mgKOH/g

Contenido de estireno (volátil): 45  2 %
Las características mínimas de la resina y de la camada de gel-coa neo pentano son las
siguientes:

Dureza Barcol: 45 934-1

Resistencia a la flexión: 130 MPa

Módulo de flexión: 3700 MPa

Carga de ruptura (por tracción): 70 - 90 N/mm2

Alargamiento por tracción: 3%

Temperatura de flexión: 86ºC
El refuerzo en fibra de vidrio poseerá las siguientes características
Densidad relativa: 14 N/mm2
Carga de ruptura: 1380 MPa
Sistemas de fijación de las coberturas
Fijación de las coberturas a pared:
El sistema de fijación en la obras es en cemento armado y hecho con pernos de expansión,
autoblocantes en acero AISI 316, capaces de resistir a un esfuerzo de tracción de más de
1000 Kg. Las placas de fijación, también en acero inoxidable, podrán ser sometidas a un
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esfuerzo de tracción de 1500 Kg. Por tanto el mayor riesgo, en caso de viento fuerte o
cargas accidentales excesivas, es del asentamiento de la pared.
-Entre paneles
El sistema de fijación entre los paneles representa además características de seguridad
excepcionales. Está fijado con tornillos AISI 316, de paso muy reducido. La impermeabilidad
de los gases está asegurada con la colocación, entre los dos paneles de guarniciones
especiales de neopreno, especialmente resistentes a los agentes agresivos presentes en la
atmósfera interna de los tanques cubiertos
-Entre panel y pared vertical
La fijación de las paredes verticales (como por ejemplo, los parapetos de las pasarelas en
cemento armado) está hecha mediante la colocación de un perfilado de soporte angular con
forma de L.
Rejilla de limpieza mecánica
La cobertura está constituida por paneles convexos, ligados entre sí con tornillos en acero
AISI 316 L y dotada de una ventanilla de plástico antiácido de neopreno, para evitar la fuga
de sustancias malolientes.
La cobertura está constituida por una vuelta en semi-círculo para permitir la rotación al
puente.
Las figuras siguientes muestran ejemplos de instalación de las coberturas en PRFV para la
sección de desarenado y eliminación de grasas.
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Figura 23: Cobertura en PRFV de la sección de desarenado
Figura 24: Cobertura de un tanque de desarenado similar al desarenado de Quitumbe
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Figura 25: Particular de las aberturas de la cobertura en PRFV
Desodorizaciòn aire de ventilación de tratamientos preliminares y
levantamiento inicial
El biofiltro para tratamiento de olores, fue diseñado para el abatimiento de los olores fuertes
que se propagan desde las instalaciones de depuración de aguas, de compostaje,
instalaciones industriales, etc. degradando las sustancias malolientes (hidrógeno sulfurado,
mercaptanos, dimetil sulfuros, amoniaco de origen natural o de síntesis inorgánica,
compuestos aromáticos o alifáticos) en compuestos inodoros. Dicho equipo está constituido,
esencialmente, por:

Una pila de soporte y contención del lecho filtrante compuesta por módulos
estándar de acero curvado, enrejado con vetroresina completo con estructura de
sustentación y tejido semipermeable de contención del lecho;

Un lecho filtrante compuesto por una mezcla calibrada de maderas provenientes
de los trituradores de alta calidad caracterizado por un alto grado de porosidad,
elevada retención de humedad y con características idóneas para el crecimiento
y el arraigo de una flora bacteriana capaz de metabolizar los compuestos
olorícenos;

Un ventilador centrífugo para la aspiración del aire de las secciones de la
instalación mayormente sujetas a la liberación de sustancias olorígenas y la
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consecuente entrada de estas en el bíofiltro;

Un sistema automático de humidificación del lecho filtrante constituido por tubos
en PVC, boquillas nebulizadoras y electroválvula de accionamiento;

Una protección integral del bíofiltro que, dejando libre la salida del aire tratado,
evita la exposición directa del lecho a los rayos solares, que causaría su secado
incontrolado;

Un sistema de control de los parámetros de funcionamiento del bíofiltro
constituido por un sensor de temperatura y de humedad relativa del lecho
filtrante y lector de presión del aire, conectados directamente al cuadro local de
control;

Cuadro eléctrico local de mando y potencia, instalado en la máquina. El aire
aspirado por el ventilador se distribuye de forma uniforme dentro del bíofiltro y
poco a poco atraviesa el lecho desde abajo hacia arriba. La flora bacteriana
anidada sobre el lecho flotante depura el aire de los compuestos olorígenos y el
aire depurado sale del punto más alto del bíofiltro. El crecimiento bacteriano se
aleja automáticamente del excedente de agua y drenaje. En condiciones
operativas la naturaleza del lecho filtrante contrasta con la tendencia natural de
la acidificación debida al aire a tratar, por lo tanto, el control del pH del lecho
debe efectuarse solamente de vez en cuando mediante simples exámenes de
laboratorio o utilizando simplemente instrumentación de campo. El bíofiltro está
diseñado para respetar las normativas más restrictivas en vigor sobre el
tratamiento de olores. La simplicidad constructiva del equipo y la calidad de
todos los componentes garantizan bajos costes de gestión y una elevada
fiabilidad con el paso del tiempo.
Datos característicos

n. 1 desodorización (Bíofiltro)

Contenedor en paneles de acero AISI 304
Dimensiones:

Longitud
12168
m

Ancho
4136
m

Altura
2270
m

Caudal de aire tratable
6000
m3/h

Temperatura del aire a tratar
5-55
°C

Volumen lecho filtrante
70
m3

Carga superficial específica
120
m3/h/m2

Tiempo de contacto
42
sec
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
Potencia ventilador
15
kW

Peso en vacío
6060
Kg

Peso en funcionamiento
62060
Kg

Tensión de alimentación
440 Volt – 60 Hz

Rejilla de apoyo

Viga de AISI 304 perimetral

Tablero eléctrico

Canales de ventilación entre el ventilador y el bíofiltro, y entre el bíofiltro y el
GRP
tanque de tratamiento aguas residuales

Sistema de riego del lecho filtrante

Lecho filtrante en material triturado de alta calidad caracterizado por un alto
grado de porosidad

Tubería de agua de humidificación en PVC

Tubería de aire en AISI 304 SS

Cobertura bíofiltro
AISI 304 SS
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9.
TRATAMIENTO BIOLÓGICO
El diseño de un sistema de lodos activados requiere la determinación de:
1) volumen del tanque de aireación;
2) cantidad de lodos producidos;
3) cantidad de oxígeno requerida;
4) concentración en el efluente de los parámetros más importantes.
El sector biológico tiene la fase de nitrificación y de desnitrificación. Cada tanque está
dividido por un diafragma para crear una zona anóxica y una Hidrobia; se pondrán en
comunicación entre sí las dos zonas por un vertedero sumergido y la mezcla aireada rica en
nitrato se recircula en el tanque anóxico gracias a una bomba. En el sector de
desnitrificación las aguas residuales están mantenidas en suspensión por medio de
mezclador de tamaño adecuado, mientras que en el sector aeróbico el sistema para la
agitación y la aireación se logra a través de difusores a disco.
Los componentes de las aguas residuales importantes para el diseño de los procesos de
lodos activados son: sustratos de carbono, compuestos de nitrógeno, compuestos de
fósforo, sólidos suspendidos volátiles y totales y alcalinidad.
Los componentes DBO5 o DQO son factores críticos para el diseño del proceso de lodo
activado. La presencia de concentraciones elevadas de DQO biodegradable o DBO implica
la necesidad de aumentar el volumen del tanque de aireación, una mayor demanda de
oxígeno y producen una mayor cantidad de lodos. Además con el balance de materia de la
DQO es posible definir el destino de la sustancia carbonosa durante el proceso, y luego
calcular la cantidad que se oxida y la que se convierte en tejido celular nuevo. La DQO, a
diferencia de la DBO, resulta en parte no biodegradable, por eso se calcula la diferencia
entre DQO biodegradable, bDQO, y DQO no biodegradable nbCOD.
1) DQO fácilmente biodegradable o rbDQO (DQO realmente Biodegradable) es la fracción
constituida de sustratos solubles fácilmente biodegradables tales como acetato, glucosa,
etanol, etc. La distinción entre rápidamente y lentamente biodegradable se basa en la
cinética de eliminación. Generalmente sustratos fácilmente biodegradables son eliminados
en pocas horas o fracciones de hora, mientras que sustratos lentamente biodegradables
requieren tiempos que van de uno a varios días. La fracción rbDQO es generalmente el 1020% del DQO total de un agua residual no sedimentada. De esta fracción los VFA
(especialmente acetato) son un porcentaje de 50-70%.
2) DQO
lentamente biodegradable o sbDQO (lentamente Biodegradable DQO) está
formado por el sustrato lentamente biodegradable particulado, la porción de sustrato
particulado rápidamente hidrolizable rhDQO (DQO rápidamente hidrolizables) y de la
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fracción de sustratos coloidales. Normalmente es la parte predominante de la fracción
biodegradable de la DQO y se compone de moléculas complejas que deben ser hidrolizadas
antes de ser asimiladas por las células microbianas. Generalmente se obtienen fracciones
de sbDQO entre 40 y 60%.
3) DQO particulado no biodegradable (nbpDQO) la fracción particulada inerte está
compuesto de moléculas complejas que pueden sedimentar y que no son atacadas por las
enzimas hidrolíticas sino que se acumulan en los tanques de lodos activados. Normalmente
está entre el 10y20% de la DQO total. La determinación de la fracción X I es esencial para el
diseño, ya que es decisiva para estimar la producción de los lodos.
4) DQO soluble no biodegradable (nbsDQO) es la suma de los compuestos orgánicos no
biodegradables solubles que inevitablemente terminan en el efluente final de la planta de
tratamiento de aguas residuales. Su determinación define la eficiencia de la planta en
condiciones estables de separación sólido-líquido. El porcentaje en las aguas residuales
domésticas es entre 2 y 15% de la DQO total.
5) Biomasa activa. La fracción de biomasa activa de DQO es la suma de la fracción
heterótrofa XH y de la autótrofa XA, contenida en las aguas residuales y producidas por los
procesos biológicos que tienen lugar en la red de alcantarillado. Mientras que la fracción
autótrofa es siempre insignificante, la fracción heterotrófica puede ser sustancial y alrededor
del 15% de la DQO total.
En resumen los componentes de DQO en las aguas residuales pueden ser representados
por las siguientes expresiones:
DQO = bDQO + nbDQO;
bDQO = sbDQO + rbDQO;
bDQO = ~ 1.6(DBO);
sbDQO = 1.6 ∙ 0.5 ∙ DBO5;
pbDQO = 1.6 ∙ 0.5 ∙ DBO5;
nbDQO = nbsDQO + nbpDQO;
nbDQO = DQO – bDQO;
snbDQO = 0.3 ∙ nbDQO;
pnbDQO = 0.3 ∙ nbDQO;
nbSSV = (1 −
𝑝𝑏𝐶𝑂𝐷
)∗
𝑝𝐶𝑂𝐷
𝑆𝑆𝑉; con
𝑝𝐶𝑂𝐷
𝑆𝑆𝑉
= 1.5
𝑚𝑔𝐶𝑂𝐷
𝑚𝑔𝑆𝑆𝑉
Las consideraciones para el diseño del proceso de lodos activados son:
-
Elección del tipo de reactor;
-
Relaciones cinéticas;
-
Tiempo de residencia celular y cargas que se utilizan;
-
Producción de lodos;
-
Demanda de oxígeno y factores que afectan su transferencia a la mezcla líquida;
-
Cantidad necesaria de nutrientes;
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-
Características de sedimentación de los lodos;
-
Características del efluente.
La siguiente tabla muestra las relaciones utilizadas para el diseño.
Tabla 11.-Relaciones utilizadas para el diseño
(T−20)
k T = k 20 ∗ θ
μm = kY
rsu =
μm XS
Y(K s + S)
SRT
=
VX
(Q − Q w )X e + Q W X R
S=
K s [1 + (k d )SRT]
SRT(Yk − k d ) − 1
kT = constante de velocidad de reacción a la temperatura T
k20 = constante de velocidad de reacción a la temperatura de
20°C
θ = coeficiente de temperatura
μm = grado máximo de crecimiento de la biomasa
k = grado máximo de utilización del sustrato
Y = rendimiento de síntesis de biomasa
X = concentración de biomasa
S = concentración de sustrato en solución limitante para el
crecimiento
KS = constante de semi-saturación del sustrato carbonoso
SRT = edad de lodos o tiempo medio de residencia celular
Xe = concentración de microorganismos en el efluente
XR = concentración de microorganismos en el recirculo del
sedimentador secundario
QW = caudal volumétrico de lodos
Kd = constante de decadencia endógena
Y = rendimiento de síntesis de biomasa
SRT
Y(S0 − S)
τ = tiempo de residencia hidráulico
X= (
)[
]
τ
1 + (k d )SRT)
PX,SSV = producción neta diaria de lodos activados, en términos
PX,SSV = A + B + C + D
de SSV
QY(S0 − S)
A = biomasa heterótrofa
A=
B = residuos celulares
1 + k d SRT
fd k d QY(S0 − S)SRT C = biomasa nitrificante
B=
D = SSV no biodegradable en el efluente
1 + k d SRT
QYn (NOx )
NOx = concentración de
en el flujo en entrada que sube
C=
la nitrificación
1 + k dn SRT
D = Q(nbSSV)
Kdn = constante de atenuación endógena para la biomasa
nitrificante
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Tabla 12.-Eliminación de sustrato
T
°C
Eliminación sustrato carbonoso :
Constantes
símbolo
Velocidad máxima de eliminación del
û20
sustrato carbonoso
Tasa de Crecimiento de células
YE
velocidad de eliminación bacteriana
kd
constante de semi-saturación relativa a
DBO
ks
constante di semi-saturación relativa a OD
ko
Eliminación sustrato para los procesos de
nitrificación: Constantes
símbolo
Velocidad máxima de eliminación del
sustrato
ŵ20
Tasa de Crecimiento de células
YN
Velocidad de eliminación bacteriana
(kd)N
Constante de semi-saturación relativa a
TKN
Ktkn
Constante di semi-saturación relativa a OD
ko
Temp. mínima
12
Temp.
máxima
20
u.m.
valor
kgDBO kgSSV-1d-1
4
kgSSV kgDBO-1
kgSSV kgSSV-1d-1
0,8-0,9
0,05
mg DBO l-1
mg O2 l-1
50
0,2
u.m.
valor
kgTKN kgSSV-1d-1
kgSSV kgTKN-1
kgSSV kgSSV-1d-1
2,50
0,12
0,05
mg TKN l-1
mg O2 l-1
0,74
0,50
Tabla 13.-Cálculo de la velocidad de nitrificación
Cálculo de la velocidad de nitrificación V N(T)
VN(20)
kgTKN/kgSSV/d
kgTKN/kgSSV/h
mg/l
mg/l
mg/l
TKN
OD
KN
Constante de semi-saturación
mg/l
de oxígeno K(O)
Coeficiente de corrección W
(para nitrificación 1,03-1,12)
pH
VN(T)
kgTKN/kgSSV/d
Yn, tasa de crecimiento de las
kgSSV/kgTKN/d
bacterias nitrificantes
Velocidad bruta de crecimiento de (kgSSV/kgSSV)/d
la biomasa nitr. Yn×VN
= 1/d
Tasa
de
descomposición
(gSSV/gSSV)/d
endógena de los nitrificantes
Tasa neta de crecimiento de la
1/d
biomasa nitrificante:
SRTteórico
d
Qmed
A temp. Mínima
A temp. máxima
2,5
2,5
60
60
10
10
2
2
0,28
0,73
0,50
0,50
1,03
1,03
7,22
1,561
7,22
1,90
0,12
0,12
0,19
0,23
0,050
0,050
0,14
7,28
0,18
5,64
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FS
SRT '
SRTmin
(vN)T
Kp
(XV)N
d
d
kgTKN/KgSSV/d
kgSSV
1,60
11,65
8
1,1317
1,637
659,10
9,02
3
1,3409
1,637
556,30
Tabla 14.-Cálculo de la producción bacteriana heterotrófica
Qmed
Temp.
Temp.
Min.
max.
cálculo de la producción bacteriana heterotrófica
YE
kg
SSV/kgDB
0,85
O
DBO que hay que eliminar
kgDBO/d
v (T), velocidad de eliminación del sólo sustrato
kgDBO/kg
carbonoso
SSV/d
YE ×(S0-Se)
2345,9
1,56
1,98
1994,0
1994,0
cálculo de la producción bacteriana autótrofa
YN
kg
SSV/kgTK
0,12
N
NH4 que hay que eliminar
kgNH4/d
566,47
YN ×(TKN0-TKNe)
kgSSVN
67,976
Fracción de bacterias nitrificantes en la biomasa total, f
En ausencia de determinaciones está permitido tomar la
0,0330
Y/YN
4,5
DBO que hay que eliminar
kgDBO/d
2345,9
NH4 que hay que eliminar
kgNH4/d
1.550,5
forma simplificada en el primer miembro
Frazione di bacterios nitrificanti sobre biomasa total, f
cálculo
de
biológicos XV
la
biomasa
total
en
los
reactores
67,976
0,1281
kgSSV
19994,
16876,0
95
0
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Qmed
X (en términos de SS)
X (en términos de SSV)
F fracción de bacterias nitrificantes
XN
X necesaria
X potencial
Carga de lodo, Cf
concentración de biomasa
volumen teorético del tanque
carga de Volumen
Número tanques
Volumen cada
Volumen total
carga de Volumen resulta
Carga de lodo, Cf
biomasa presente
Nitrógeno nitrificado en el caudal
medio horario
Nitrógeno que hay que nitrificar por
el caudal promedio horario para el
cumplimiento de los límites
Nitrógeno residual en el caudal
horario promedio
Límites
ΔTKNox
INVIERNO
VERANO
kgSS
kgSSV
kgSSV
kgDBO/KgSS
kgSS/m3
m3
kgDBO/m3 d
n
m3
m3
kgDBO/m3 d
kgDBO/KgBio
kgBio
119.496
170.709
0,033
5627,52
20.482
170.709
0,06
5,2
3939
1,82
2
2625
5250
0,51
0,098
27300
119.496
170.709
0,033
5627,52
17.287
170.709
0,06
5,0
3457
2,07
2
2625
5250
1,37
0,273
26250
mg/l
52,52
61,33
mg/l
60,21
60,21
mg/l
mg/l
7,1
10
Qmax
50,16
0,1
10
Qsec
50,16
KgMLSS
KgSSV
kgTKN h-1
Qmax
VNT
VNT
biomasa nitrificante
VNT
-1
-1
kgTKN kg SSV d
KgTKN kg SSV-1 h-1
kgSSV
kgTKN kg SSV-1 d-1
INVIERNO
1,1317
27,16
1063,7
1,1317
VERANO
1,3409
32,18
897,8
1,3409
Tabla 15.-Sector de desnitrificación
Sector de desnitrificación
Qmed
Vd(20)
Kd
Vd(20)
{TKN-TKN-0.05*[DBO-DBO]}
[NO3-N]
NO3 del agua de red
gNO3N/kgMLSS/h
gNO3N/kgMLSS/h
mg/l
mg/l
mg/l
A temp.
Mínima
A temp.
máxima
0,04
1,06
0,04
1,06
0,025
40,1
6,0
0
0,04
48,9
6,0
0
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Nitrógeno que hay que desnitrificar,
Nden
Nitrógeno que hay que desnitrificar,
Nden
Xden = Nden(T)*K/Vd(T)/24
Volumen teórico de desnitrificación total
Volumen
unitario
teórico
de
34,06
42,87
320
403
A temp.
Mínima
29862
A temp.
máxima
23582
kgSSVden
m³
5743
4716
m³
2871
2358
n
m3
m3
2
1470
2940
2
1470
2940
h
7,50
7,50
h
2,80
2,80
h
2,80
2,80
h
2,80
5,68
2,80
7,14
2225
2801
5964
7507
15288
14700
40,06
48,87
548
840
58,25
89,28
0,1
0,1
6,00
6,00
7,18
16,0
0,20
16,0
mg/l
kg/d
desnitrificación
Número tanques
Volumen cada
Volumen total
Tiempo de retención hidráulica en el
tanque de desnitrificación
Tiempo de retención hidráulica en el
tanque de desnitrificación
Tiempo de retención hidráulica en el
tanque de desnitrificación
Tiempo de retención hidráulica en el
tanque de desnitrificación
Relación de recirculación de la mezcla
aireada, R
Caudal de recirculación sobre Qmed
diario
Caudal de recirculación sobre Qmax en
temporada de lluvia por cada tanque
Biomasa
presente
que
puede
desnitrificar
m3/h
m3/h
kgMLSS
Nitrógeno nítrico influente
mg/l
Nitrógeno desnitrificado
kg/d
Nitrógeno desnitrificado
mg/l
Nitrógeno nítrico efluente
mg/l
límite
Nitrógeno total alcanzable
Límite de nitrógeno total
mg/l
mg/l
mg/l
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Tabla 16.-Modelo del sector biológico según tecnología Carrusel
Modelo del sector biológico según la tecnología Carrusel por el diseño final
h
0.8 h ≤ B ≤ 2h
B
L
n canales
Volumen unitario de un tanque
Superficie útil para la aireación, dado B , S= (B ×2B) ×2 =4B2
Número de tanques necesarios
Volumen total
m
m
m
m
n
m3
m2
n
m3
9,0
7,80
7,80
42
2
7617
590
2
15234
Longitud total del tanque Carrusel
m
58
Longitud total del tanque de eliminación de fósforo
m
4
Longitud total del tanque Carrusel+ tanque elim. fósforo exterior m
62,1
Bor = min h
B
B
2
h
B
B
L
L  5 ÷ 5.5 B ; 0.8 hB2h
Figura 26: Reactor Biológico Carrusel dimensiones
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Tabla 17.-Sector de eliminación de fósforo
Sector para eliminar el fósforo
Qmed
Dada la producción de lodo en exceso, el fósforo r
que
se
elimina
con
este
flujo
es
Temp. Min
Temp.max
1,50%
1,50%
2480
2487
de
aproximadamente 1,5% en relación a los sólidos
suspendidos
La producción de lodo en exceso resulta
kgSSV/
día
La cantidad de fósforo eliminado con el lodo es
kg/día
37,2
37,3
Dada una carga de fósforo en entrada igual a
kg/día
266
266
El fósforo que hay que eliminar con procesos kg/día
228
228
biológicos y químicos es
Todos los procesos biológicos para quitar el fósforo requieren la disponibilidad de una
cantidad suficiente de sustrato orgánico rápidamente biodegradable (rbDQO) se puede
convertir en VFAs durante la fase anaeróbica, para permitir la acumulación de
Los compuestos orgánicos de biodegradación más lenta, en gran parte presentes en forma
suspendida, no utilizables en este sentido, lo que requiere una solubilización preliminar con
tiempos de hidrólisis no compatibles con un tamaño razonable del reactor.
Aproximadamente se puede suponer que en el agua residual cruda, la rbDQO constituye 2025% de la DQO total, en los que sedimentan alrededor de 30-35%.
rb DQO
aguas
con sedimentación
residuales
crudas
20-25 %
30-35 %
Qmed
Temp. Min
rb DQO
grbDQO / gP
eliminado
la cantidad de rbDQO necesaria para
la completa eliminación de fósforo es
Consumos
posibles
adicionales
reacciones
derivan
kg rbDQOdía
Temp. Min
8
8
1827
1826
de
competitivas,
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aeróbicas y anóxicas, que utilizan
preferentemente la fracción de DQO
mejor degradable
El DQO correspondiente a la biomasa
sintetizada es igual a (1,42)
g DQO g SSV-1
1,42
1,42
g O2 g NO3-N-1
2,86
2,86
0,4
0,4
g O2 g rbDQO-1
0,432
0,432
g rbDQO gO2 -1
2,3148
2,3148
6,620
6,620
gSSV g DQO-1
rimosso
a) consumo de oxígeno para las
reacciones aeróbicas
igual a
b)
consumo
de rbDQO
para las
reacciones en anóxia
g rbDQO gNO3N-1
Qmed
DXtot= producción de biomasa en
Temp. Min
Temp. Max
kg/d
4548
12189
%
22,5
22,5
kg/d
1023
2742
mg/l
0,005
0,005
kg/d
4280
kg/d
0,00108
0,00113
mg/l
0,50
0,50
kg/d
0,72
0,75
exceso como SS [kg d-1]
Carga de masa de DQO alimentado a
la fase anaerobia
Sin
determinaciones
precisas,
se
asume un porcentaje de rbDQO sobre
el total igual a
Carga de masa de rbDQO que se
supone presente en la entrada de
aguas residuales
La concentración de oxígeno que se
supone presente en el lodo biológico
Se asume una relación rbDQO/DBO de
datos
empíricos,
másica
de
sería
una
carga
fácilmente
DQO
biodegradable
Carga
de
masa
de
oxígeno
en
deducción: " -2,3×[O2]AN "
Concentración residual de nitrato en el
lodo
Carga
de
masa
desde
nitratos
alimentados a la fase anaerobia: " -
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6,6×[NO3-N]AN "
La carga de masa de fósforo que entra
kg/d
266
266
kg/d
102,26
274,17
kg/d
37
37
kg/d
139
311
kg/d
126
Igual a
mg/l
13,402
caudal promedio diario
m³/d
9.409
caudal promedio horario
m³/h
392
caudal máximo diario
m³/d
25.216
caudal horario sobre máximo diario
m³/h
1.051
caudal horario de pico
m³/h
1.051
m³/h
1.176
a la planta resulta
Carga de masa de fósforo eliminado
biológicamente, DP
Carga de masa de fósforo eliminado
con los lodos en exceso
Carga de masa de fósforo totalmente
eliminado
Carga
de
masa
no
eliminada
biológicamente
Caudal máx. horario aceptado en el
biológico= caudal entrada planta en
temporada de lluvia
minutos
Tiempo de retención virtual, sobre
Qpromedio, range (1- 2,5)
Tiempo de retención virtual, @ Qmax
or
Tiempo de retención virtual, @Q dry
peak
Tiempo de retención virtual, @Q máx.
Volumen total del sector
h
1,50
90
h
1,00
60
h
1,00
60
h
0,75
45
Qmed
Qmax
588,1
1176,1
m³
Qmed
Se adoptan las siguientes dimensiones
Temp. min.
Temp. máx.
Número de tanques
n
2
2
Unidad de ancho
m
10
10,0
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Unidad de longitud
m
4
4
altura
m
7,0
7,0
Unidad de volumen
m³
280
280
Volumen total
m³
560
560
min
85,7
85,7
h
1,43
1,43
min
28,6
28,6
h
0,4761
0,4761
Tiempo de estacionamiento hidráulico,
HRT @Q
Tiempo de estacionamiento hidráulico,
HRT @Qmax
Tabla 18.-Cálculo de la cantidad de aire necesaria en el sector biológico
Cálculo de la cantidad de aire necesaria en el sector biológico
Coef. de Absorción O2, biom. heterotrófica
kgO2/kgDBO
Coef. de respiración endógena a 20°C, b20
1/d
Coeff. de Absorción O2 biom. Nitrificantes, c
La proporción de oxígeno deducido como resultado de
los
procesos
de
desnitrificación
ascendería
estequiométricamente
0,5
0,1
4,6
kgO2/kgNH4
3,4
kgO2/kgNH4
Kg O2 Kg NO3N-1
Coeficiente de escape
2,86
Tabla 19.-Cálculo de rendimiento efectivo de oxigenación y de caudal de aire
Cálculo del rendimiento efectivo de oxigenación y del caudal de aire
Tipología aireador
Eficiencia (%)
Discos de cerámica
25-35%
Placas de cerámica
26-33%
Paneles de membrana perforada
38-43%
Aireación con chorro
15-24%
Difusores no porosos
9-13%
Paneles de
28,0%
28,0%
membrana
@20°C, 1 atm, p = 1,2046 kg/m3;
gO2/m3
278,3
contenido de oxígeno en un metro cúbico
0,2783
de aire
Caudal de aire, Qa (referido a las
condiciones estándar 20°C,1atm)
Sm³/h
9.128,63
9.011,09
Sm³/d
219087
216266
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Principales equipos instalados20
9.1.
Compuertas manual alimentación tratamiento biológico
Datos característicos

equipos
n. 4
compuertas (CMP_M_01-04)
de las cuales:

n. 2 compuertas
2000x1700 mm
Ancho
canal
(mm)
2000

Capítulo
hecho
con
Altura
canal
(mm)
1700
Altura
marco
(mm)
3500
perfiles
en
Altura
escudo
(mm)
1700
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo de la hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.

Fijado en tres lados con juntas de EPDM fácilmente ajustable y reemplazable,
informó sobre el escudo con tornillos de acero.

Pérdida 0,4-1 l.m.m..

Guías sobre las listas de latón.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

Manual de control de tipo varilla saliente

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco.

Caja de reducción en fundición G22, lubricación con grasa permanente.

Protección de los 'husillo ascendente con tubo de acero al carbono pintado
Descripción:
Marco realizado con partes de acero al carbono electro soldado. Escudo de laminas de
acero al carbono con niervos de refuerzo electro soldadas. Fijación sobre tres lados hecha
con guarniciones en EPDM fácilmente sustituible.
Perdidas permisible: 0.4-1 l.m.m.
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
20
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Guías de deslizamiento sobre canales de latón. Subasta roscada de maniobra en acero Inox
AISI 420, extensiones y tornillos en acero al carbono.
Tratamiento superficial: galvanización caliente.
Comando:
De tipo manual con subasta creciente; la maniobra es hecha a través de un volante que
trabaja sobre una caja de reducción con engranajes cónicos puesta sobre la parte superior
del marco.
La caja de reducción es realizada en hierro fundido gris G22, cojinetes radiales portantes
contra empujes con esferas, lubricación con grasa permanente.
Protección de la subasta creciente con tubo en acero de carbono pintado.

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4

n. 2 compuertas
DN600
Tamaño
agujero
(mm)
Ø 600

Marco
hecho
con
perfiles
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
9030
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en acero
al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado.
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Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:

DIN 19569-4 clase 4
Compuertas manual salida tratamiento biológico

n. 2 compuertas
2000x1700 mm(CMP_M_05-06)
Ancho
canal
(mm)
2000

Capítulo
hecho
con
Altura
canal
(mm)
1700
perfiles
Altura
marco
(mm)
3500
en
Altura
escudo
(mm)
1700
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo de la hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.

Fijado en tres lados con juntas de EPDM fácilmente ajustable y reemplazable,
informó sobre el escudo con tornillos de acero.

Pérdida 0,4-1 l.m.m..

Guías sobre las listas de latón.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

Manual de control de tipo varilla saliente

Sollevamento dello scudo mediante coppia di viti salienti azionate con rinvii ad
ingranaggi conici.

Caja de reducción en fundición G22, lubricación con grasa permanente.

Protección de los 'husillo ascendente con tubo de acero al carbono pintado
Descripción:

Marco realizado con partes de acero al carbono electro soldado. Escudo de láminas
de acero al carbono con niervos de refuerzo electro soldadas. Fijación sobre tres
lados hecha con guarniciones en EPDM fácilmente sustituible.

Perdidas permisible: 0.4-1 l.m.m.

Guías de deslizamiento sobre canales de latón. Subasta roscada de maniobra en
acero inox AISI 420, extensiones y tornillos en acero al carbono.

Tratamiento superficial: galvanización caliente.
Comando:

De tipo manual con subasta creciente; la maniobra es hecha a través de un volante
que trabaja sobre una caja de reducción con engranajes cónicos puesta sobre la
parte superior del marco.
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La caja de reducción es realizada en hierro fundido gris G22, cojinetes radiales

portantes contra empujes con esferas, lubricación con grasa permanente.

Protección de la subasta creciente con tubo en acero de carbono pintado.

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga: DIN
19569-4 clase 4
Agitador sumergidos entrada Carrusel
Agitadores sumergidos horizontales de accionamiento directo con motores eléctricos de 4
polos. Para aplicaciones en pequeñas balsas de homogeneización, ecualización,
desinfección y mezclas industriales.
Es la solución ideal para fluidificar las balsas de las instalaciones de elevación de aguas
residuales y limpiar los sedimentos y las sustancias flotantes de dichas balsas.
Sistema de separación galvánica de los componentes, para una eficaz protección contra la
corrosión, suministrado de serie.
Equipo de elevación con componentes sumergidos de acero galvanizado.
Datos característicos

n. 4

Voltaje
V
440

Aislamiento del estator
Clase
F

Cable eléctrico sumergido
tipo
4G2,5+2x1,5

Longitud
m
10

Palas de la hélice
n°
2

Diámetro hélice
mm
368

Inclinación palas
grados 12

Peso
kg
87

Caudal
m3/s
0.207

Potencia
kW
3

Alojamiento del motor:
Hierro fundido GGG 40 / GG 25

Hélice:
acero inoxidable AISI 316

Equipos :
agitadores sumergidos (MX 04 01-04)
- Palo mm 50 x 50 en acero galvanizado, 3 m;
- Bandera en acero galvanizado Q=150 Kg;
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- Torno de elevación en acero galvanizado, con cuerda en acero inox. AISI 316
- Cadena calibrada en acero AISI 316 inoxidable de capacidad máxima 500 Kg
Longitud 20 m.
- Soporte superior galvanizado tubería guía de acero 3 m.
- Soporte inferior de acero galvanizado para la tubería guía 50x50x4 para la
instalación en el tanque vacío.
- Soporte intermedio en acero galvanizado tubo guía 3 m.
- Soporte de acero galvanizado para la bandera cod.6229500 fijado a la pared.
- Gancho de elevación en acero inoxidable AISI 316L completo con grillete y
parte de la cadena. Potencialidad = 500 kg
- Gancho de elevación en acero inoxidable AISI 316L completo con grillete de
cadena calibrada. Potencialidad = 500 kg
-Brazo de la grúa de acero galvanizado de flujo = 150Kg.
-Torno de carga externo 150 Kg completo de cuerda 15m D = 4 mm.
Agitadores sumergidos horizontales -tanque Carrusel
Agitadores sumergidos horizontales de accionamiento directo con motores eléctricos de 4
polos. Para aplicaciones en pequeñas balsas de homogeneización, ecualización,
desinfección y mezclas industriales.
Es la solución ideal para fluidificar las balsas de las instalaciones de elevación de aguas
residuales y limpiar los sedimentos y las sustancias flotantes de dichas balsas.
Sistema de separación galvánica de los componentes, para una eficaz protección contra la
corrosión, suministrado de serie.
Equipo de elevación con componentes sumergidos de acero galvanizado.
Datos característicos

n. 8

Voltaje
V
440

Aislamiento del estator
Clase
F

Cable eléctrico sumergido
tipo
SUBCAB 4G4+2X1,5

Longitud
m
10

Palas de la hélice
n°
2

Diámetro hélice
m
2,5

Potencia
kW
6,3

Alojamiento del motor:
Hierro fundido GGG 40 / GG 25

Hélice:
acero inoxidable AISI 316
agitadores sumergidos (AGC 04 01-08)
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
Equipos:
- equipo de instalación y levantamiento a trípode en acero galvanizado, bolsillo a
piso, ancho 6 m compuesta de:

Cadena calibrada en acero Inox AIS 316L ancho 9 m, capacidad 500 kg

Gancho de levantamiento en acero Inox AISI 316L completo de grillo y pieza
de cadena, capacidad 500 kg

Equipo en acero galvanizado completo de tubería guía con ménsula de
soporte altura 1350 mm, ancho 6 m para hélices hasta 2500 mm

Kit de número cuatros cuñas químicas 16x190 m en acero Inox AISI 316
completo de arandelas para los pies de acoplamiento

Soporte inferior de acero cincado para tubería guía 100x100x4 cm

Pasador en acero Inox AISI 316 para soportes

Grúa a bandera en acero galvanizado, capacidad 320 kg

Perno 22x78 cm en acero Inox AISI 316 para soportes.

Grillo en acero Inox AISI 316 de capacidad máxima 3.3 ton para bombas
hasta 3201 kg

Cabrestante para exterior de capacidad 320 kg completo de 15 m de cuerda
de diámetro 6 mm, polea y soporte de fijación
Sistema de oxigenación a burbuja fina realizado con difusores a disco 9”
a membrana
El sistema estará formado por una red de tuberías con diámetro externo de 110 mm sobre
los que serán montados, por encoladura, los difusores a disco. Las tuberías serán fijadas en
el fondo del tanque a través de soportes adecuados regulables en altura.
Los difusores se componen de un cuerpo difusor, de un plano de soporte de la membrana
en EPDM especial y de una abrazadera de cierre de la misma membrana.
La membrana micro perforada es el corazón del sistema, la forma particular de los poros y
su colocación ha sido optimizada para obtener un flujo uniforme y una consecuente
transferencia de oxígeno extremadamente eficiente. La misma membrana funciona como
válvula de retención, incorporando una pequeña zona ciega central que va a coincidir con
un anillo hermético sobre el plano de soporte.
Completan el suministro otras partes adaptas: juntas rígidas y flexibles, soportes fijos y de
guía y tuberías colector principal, completada con sistema de purga de la condensación, de
breve tramo de bajada (aprox. 1 m) y brida de acoplamiento y fácil instalación.
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El sistema se suministrará ensamblado, para consentir una rápida y fácil instalación.
Datos característicos

Cuerpo difusor
PVC – ASTM D 3915

Membranas
EPDM tipo Silver

Junturas
PVC – ASTM D 3915

Tuberías transporta difusores y colectores
PVC – EN 1452 - 2

Uniones
PVC – UNI 7442

Soportes tuberías y pernos
acero Inox AISI 304

Cola para PVC
Tipo “Tangit”

Caudal de aire / difusor
4 Nm3/h

Rendimiento con. estándar S.O.T.E.
40%
Parámetros utilizaos para al cálculo A.O.R. / S.O.R. **
-

:

:

:
O.D.
:
Temperatura de las agua residuales
Altura de la planta
:
A.O.R./S.O.R.21
:
21
Formula de trasformación A.O.R./S.O.R.:
A. O. R. 𝜗
=
S. O. R
𝑇−20
0.6
0.98
1.024
2.0
:
2940
0.309
0.6
0.98
1.024
2.0
12
2940
0.299
…
…
…
…
20
2940
…
…
…
…
……
…
2940
…
…
…
…
mg/l
°C
2940
…
m slm
𝐶𝑠𝑢𝑟𝑓
𝑃
∗ 𝛼 [𝛽 ∗ 𝐶𝑠𝑎𝑡20 ∗ ( 9.07 𝑇 ) ∗ ( 𝑃𝑠𝑖𝑡𝑒 ) − (𝑂𝐷)]
𝑠𝑐
𝐶𝑠𝑎𝑡20
donde:
A.O.R. (kg O2/h)
S.O.R. (kg O2/h)
S.O.T.E. (%)
oxígeno suministrado en condición de trabajo
oxígeno suministrado estándar
rendimiento de transferencia de oxígeno suministrado en condición
estándar
:
:
:
Relación entre el coeficiente global de transferencia (KLA) en condición de trabajo e estándar
: Relación entre el valor de saturación dell’O2 en condición de trabajo e estándar
: Factor de corrección del KLA entre la temperatura de trabajo T e en condición estándar
T (°C)
Psc
:
:
Temperatura del aguas residuales en condición de trabajo
Presión ambiente en condición estándar (101325 Pa)
Psite (m H2O)
O.D. (mg/l)
CsurfT (mg\l)
:
Presión ambiente en condición de trabajo (m H2O)
:
:
Concentración de oxígeno disuelto en condición de trabajo
Valor de saturación del O2 en condición de trabajo
9.07 (mg\l)
:
Valor de saturación del O2 a T = 20° C
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El rendimiento completo del sistema con altura de agua sobre los difusores es de 6.75 m.
Oxígeno suministrado estándar22(S.O.R.): 655.1 719.7
621.7
1018
1361
kgO2/h
Caudal de aire/difusor
:
2.78
3.09
2.62
4.56
6.34
Nm3/h
Caudal de aire total
:
5336
5929
5031
8762
12170
Nm3/h
Rendimiento estándar S.O.T.E.25
:
40.95
40.48
41.21
38.75
37.29
%
Presión para la brida
:
7.23
7.27
7.22
7.49
7.83
mH2O
Nm3/h referido @ 0 °C, 101325 Pa, aire seca.
Composición indicativa del sistema con difusores 9" a membrana (por cada tanque)

n. de redes por tanque:
6

n. de difusores/red:
160

n. de difusores por tanque:
960

n. de tuberías transporta difusor:
10
( est. 110 mm)
(paralelas a la longitud)

n. de tuberías colectores :
12
( est. 160 mm)
(paralelas al ancho)

n. de bajantes:
12
(DN 150)
Los factores a considerar en la elección de un aireador.
1. Eficiencia y su mantenimiento en el tiempo de consumo.
2. La fiabilidad y la necesidad de mantenimiento.
3. Frecuencia de mantenimiento y la complejidad programada (En relación con el número de
líneas de plantas).
4. Complejidad estructural y coste de la inversión inicial (Debido al tamaño de la planta).
5. Ajuste de la capacidad de consumo de combustible Ajuste de la capacidad.
Csat20 (mg\l)
22
:
Valor de saturación del O2 en el taque, en condición estándar
El valor en condición estándar se refiere a pruebas en agua limpia con método físico “no a régimen”. Este
procedimiento, según lo recomienda EPA / ASCE, se refieren a una temperatura del agua de 20°C, presión
1013 mbar, Oxígeno disuelto (DO) a inicio de la prueba igual a 0 mg/l, TDS < 2000 ppm. En el caso de test se
adoptan las siguientes tolerancias: +/- 10% para test sobre plantas reales, +/- 5% para test en tanque piloto
con escala reducida con igual densidad y sumergencia de los difusores.
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El sistema es hecho con una red de tuberías con diámetro exterior de 110 mm sobre las
cuales son fijados, a través de pagamentos, los difusores a discos de 9’’. Las tuberías son
fijadas en el fundo de los tanques con adecuados soportes ajustables en altura.
Los difusores son compuestos con un cuerpo difusor con plato de soporte de la membrana,
con una membrana en EPDM especial y con un anillo de cerradura de la membrana misma.
La membrana micro perforada es el corazón del sistema, la particular forma de los agujeros
y sus ubicación fue diseñada para obtener un flujo uniforme y una transferencia del oxígeno
muy eficiente. La misma membrana hace de válvula de retención, incorporando una
pequeña zona ciega central que encaja con un anillo sobra el plato de soporte.
Completan la suministración otras partes, cuales articulaciones rígidas y flexibles, soportes
fijos y guía y tubería colector principal, completa de sistema de descarga de la
condensación, trozo de bajada y brida de enganche de la bajada.
Otras características importantes del sistema son:
-
soportes en acero Inox reforzados y roscados sobra toda la longitud, para garantizar
una fácil nivelación de la red en el tanque y la resistencia de la red también a
esfuerzos creadas por el mixer u otro (de ubicar según las indicaciones del
proveedor), collares de resistencia de las tuberías en acero Inox, conformados de
modo de permitir el desplazamiento de las tuberías a la dilatación;
-
articulaciones especiales Sanitaire D110 mm, con dientes que impiden la rotación de
las tuberías también en presencia de esfuerzos, permitiendo la perfecta ubicación de
las tuberías;
-
ausencia de cerramiento con anillo de las redes gracias a un orificio con función de
equilibrar las redes y con función de seguridad y tuberías de diámetro adecuado;
esta ausencia garantiza también una mayor libertad de las redes de dilatación;
-
difusores con pegamento de alta resistencia, con estándares de calidad de ejecución
típicos de la fabricación en serie y directamente controlables en fase de producción.
El sistema es suministrado preconstruido para permitir una rápida y fácil instalación.
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Figura 27: Sistema de circulación de aire, bombeo de aire con burbujas finas
Medidor de nivel por ultrasonidos
Instrumento para medición de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonido en
tanques de almacenamiento, depósitos o canales abiertos.
Datos característicos

n. 2 medidores de nivel (MNU 04 01-02)

Procesamiento de señal para proporcionar inmunidad al ruido y las falsas
alarmas causadas por obstáculos fijos.

Alimentación en 2 hilos;

Carcasa de plástico (PBT) con pantalla de visualización local de medición y de la
configuración del dispositivo;

Grado de protección IP68;

Conexiones eléctricas: 2 X M20X1,5;

Rango de medición: 10 m. Cuerpo del sensor in PVDF;

Resolución: más de 3mm, con precisión de ±6mm;

Transductor integrado con compensación de temperatura interna;

Rango de temperatura -40 e 85°C;

Presión de trabajo: ambiente (tanque abierto);

Señal de salida: 4.20mA;

Comunicación. protocolo HART23;
23
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automación para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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
Aprobado para su uso en una zona segura, cumple con FM, CSA, CE.

Dispositivo programable a través de interfaz HART o del teclado de configuración
IR.

Voltaje/frecuencia

Sensor y trasmisor
V/Hz
440/60
separados
Medidor de SST
Medición continúa de SST
Datos característicos
n. 6 Sondas de proceso (MSS 04 01-06) junto con la absorción de la luz para la medida de
sólidos suspendidos independiente del color de la muestra de agua (tanques de oxidación,
las instalaciones de procesos de producción, las aguas superficiales).

Instalación sumergida en tanques de tratamiento y canales abiertos.

Configuración: sensor de inmersión, cuerpo de la sonda en PVC, con 10 metros
de cable.
Datos técnicos:
Técnica de medición: fotómetro de doble detector de luz infrarroja

Medida independiente de color

Método de medición:
medición
de
la
turbidez
de
acuerdo con la norma DIN EN
7027

Rango de medición:
0,001.....4000 FNU

Precisión:
1,0%, ± 0,001 FNU

Tiempo de respuesta:
0,5 s < T90 < 5 min

Temperatura muestreo:
+0_C a +40_C

Dimensiones:
(D*L) 60 * 200 mm

Peso:
aprox. 0,520 kg

Incluidos los soportes de montaje de acero y del codo de 90°
Especificaciones del sensor

Principio de medición
Medición continua de la turbidez y
la concentración de sólidos suspendidos con doble sistema de medición con luz
difusa, libre de la interferencia de color

Tecnología de medición
Principio óptico con detector de
dispersión de 90° y 140°
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
Método de medición
Turbidez de acuerdo con las
normas DIN ISO EN 7027

Rango de medición
0,001- 1000 FNU

Precisión de la medición
< 1% o 0,001 FNU

Calibración
No es necesario

Señales en salida
0/4-20 mA

Comunicación.
protocolo HART24;

Limpieza del sistema
Automático

Tempo di risposta T100
0,5 s < T90 < 5 min

Cable del sensor
Cables
para
la
comunicación
digital y enchufe rápido, longitud 10 m (se pueden proporcionar para diferentes
extensiones de los cables estándar de hasta un máximo de 100 m)

La temperatura del medio
Da 0 °C a +40 °C

Materiales
SS (V4A) o plástico (PVC)

Instalación
Sumergido

Profundidad de la instalación
Hasta a 60 m

Dimensiones
60 x 200 mm (DxL)

Incluidos los soportes de montaje de acero de y de 2,3 m el codo de 90° para
instalar sobre el borde del tanque
Datos técnicos

Temperatura
mín. 0°C
max 60°C

Peso específico del líquido
mín. 0,95 kg/dm3
Máx. 1,10 kg/d m3
Profundidad de inmersión
máx. 20 m

Cuerpo:
polipropileno

Protector de revestimiento del cable:
goma EPDM

Cable:
PVC o goma neopreno

Materiales
24
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automación para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir un señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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Medidor de pH/redox
Medición continua de pH/redox del agua que entra en la planta
Datos característicos
n. 6 Sensores para la medición de pH/redox (MPHR 04 01-06). La calidad digital y tamaña
de la abertura del electrodo de referencia asegura una alta resistencia a la intoxicación y
contaminación del elemento de detección.
La vida medía del sensor es entonces incrementada.
Datos técnicos:

Electrodo:
Vidrio

Cuerpo del sensor:
Acero

Tipo de sonda:
Sumergido

Rango de medición:
0 - 14; T=-5_C a 50_C

Tiempo de respuesta:
pH: < 5 s; T: < 2 min

Auto test:
Control
de
electrodo
de
impedancia
medición
del
y
de
referencia

Cable del sensor:
10 m de cable con conector rápido
para la conexión al controlador
serie sc o la extensión

Grado de protección:
IP68

Condiciones de temperatura:
da -20 a 50_ C

Termo compensador:
Automático

Calibración:
de proceso y/o soluciones tampón

Dimensiones:
405 x 42 mm (longitud x diámetro)

Montaje:
cadena o con tubo de inmersión

Peso:
aprox. 1 kg

Voltaje/frecuencia
V/Hz

Señales en salida
0/4-20 mA

Comunicación.
protocolo HART25;
440/60
25
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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Kit sonda de inmersión para sensores E chem de 1” en PVC de 2,3 m para instalar sobre el
borde del tanque.
Medidor de fósforo total
Servicio: Medición continua de fósforo total
Descripción:

n. 2 Analizadores fotométrico (MF 04 01-02) de alta precisión para la
determinación de la concentración de fosfatos con el método molibdeno-vanadio.

Rango de medición: 0.05 -15 mg/l PO4-P.

Módulo de filtración: tubo de succión de 5m calentado,

Alimentación 440V

Kit de montaje a lado del tanque por unidad de filtro
Especificaciones del sensor

Principio de medición
Analizador in-situ en continuo de
orto-fosfato para ser instalado a
bordo del tanque cerca del punto
de medición, lo que garantiza
resultados rápidos, significativos y
libre
de
interferencias,
acompañado por un elemento de
filtro que se auto-limpia que extrae
la muestra continuamente

Tecnología de medición
Método colorimétrico (método de
amarillo molibdeno-vanadio)

Rango de medición
0,05-15,0 mg/l PO4-P, 1-50,0 mg/l
PO4-P

Precisión de la medición
+ 2% del valor de lectura + 0,05
mg/l

Intervalo de medición
5-120 min

Tiempo de respuesta T100
5
minutos
incluyendo
la
preparación de la muestra

Funciones especiales
Se auto-limpia con una solución
detergente; extensas funciones de
auto-diagnóstico

Calibración
No necesaria
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
Cable del sensor
2
m
(para
alimentación
y
comunicación digital)

Grado de protección
IP55

Instalación
A pared, sobre pasamanos, en
interiores o en el exterior

Materiales
Carcasa de plástico resistente

Temperatura de la muestra
De +4 °C a +40 °C

Preparación de la muestra
Con unidad de filtro de membrana
que se auto-limpia (con aire)

Voltaje/frecuencia

Señal de salida: 4.20mA;

Comunicación. protocolo HART26;
V/Hz
440/60
Medidor de oxígeno disuelto
Sistema automático para el control de la concentración del oxígeno disuelto.
El control viene efectuado a través de los siguientes instrumentos:
Datos característicos

n. 2 medidores de oxígeno disuelto (MOD 04 01-02)

n. 1 confección contenedora de una sonda completa de electrodos en Ag y Au
con cuerpo en PVC, con compensación automática de la temperatura con cable
de 6 metros multipolar, temperatura de ejercicio –20/+50°C, n. 1 enchufe
multipolar, n. 1 celda de 50 um., con compensación automática de temperatura,
alimentación 24V d.c., salida analógica 4-20 mA, directamente proporcional al
contenido de oxígeno diluido, protección IP 68;

n. 1 estribo de montaje en acero Inox AISI 316 L, para el montaje sobre el
tanque;

n. 1 flotador a esfera en PVC, con adhesivo, par auto limpieza de la sonda;

n. 1 caja de juntas IP 65, con selector rango, alarma de mal funcionamiento y
agotamiento celda y conector para el calibrador;

n. 1 calibradora;

Transmisor;
26
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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
Escalas disponibles
mg/l % SAT

Número de bordes límite
2

Señales en salida
0/4-20 mA aislado galvánicamente

Funda
para montaje de campo

Protección
IP 65

Material
policarbonato

Display
grande a dos líneas

Parámetros medidos
oxígeno, temperatura

Sensor
tipo integrado con medida de la
temperatura

Rango
0,05-20 mg/l

Autodiagnóstico
por ruptura membrana

Voltaje/frecuencia
V/Hz

Señal de salida: 4.20mA;

Comunicación. protocolo HART27.
440/60
Unidad multiparamétrica – Medidor de Nitratos
Servicio: Medición continúa de nitratos
Descripción:
n. 2 Instrumentos de proceso (MN 04 01-02) con alta precisión para la determinación de la
concentración de nitratos, a través de un electrodo de gas sensible (GSE).

Rango de medición:
1-100 mg/l nitratos

Módulo de filtración:
tubo de muestreo calentada 5 m,
127V

Kit de montaje al borde de la piscina
por unidad filtrante

Kit de instalación analizador
27
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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Especificaciones del sensor

Inicio de medida
Analizador in-situ en continuo de
nitratos para ser instalado a bordo
del tanque cerca del punto de
medición,
lo
que
garantiza
resultados rápidos, significativos y
libre
de
interferencias,
acompañado por un elemento de
filtro que se auto-limpia que extrae
la muestra continuamente

Tecnología de medición
GSE (electrodo gas sensible)

Rango de medición
0,05-20,0 mg/l NO3-N, 1-100,0
mg/l NO3-N, 10-1000 mg/l N=3-N

Precisión de la medición
+ 3% del valor de lectura + 0,05
mg/l 0,05-20,0 mg/l + 3% del valor
de lectura + 1,0 mg/l 1-100,0 mg/l
+ 4,5% del valor de lectura + 10
mg/l 10-1000 mg/l

Intervalo de medición
5-120 min

Tiempo de respuesta T100
5
minutos
incluyendo
la
preparación de la muestra

Funciones especiales
Se auto-limpia con una solución
detergente; extensas funciones de
auto-diagnóstico

Cable del sensor
2
m
(para
alimentación
y
comunicación digital)

Grado de protección
IP55

Instalación
A pared, sobre pasamanos, en
interiores o en el exterior

Materiales
Carcasa de plástico resistente

Temperatura de la muestra
De +4 °C a +40 °C

Preparación de la muestra
Con unidad de filtro de membrana
que se auto-limpia (con aire)

Voltaje/frecuencia

Señal de salida: 4.20mA;
V/Hz
127/60
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
Comunicación. protocolo HART28.
Unidad multiparamétrica
Servicio: Unidad multiparamétrica
Descripción:
n. 1 Unidad multiparamétrica para sensores digitales hasta 6 entradas, con dos tarjetas de
salida analógica con 8 salidas 0/4-20 mA, con una tarjeta de salida analógico /digital con 4
salidas configurables como entradas 0/4-20 mA o entradas digitales
Pantallas gráficas a color con protección del controlador.
Controlador multi–canal para 8 analizadores o sensores digitales, modulares y ampliables en
cualquier momento a través de redes.
El sistema de control a que se pueden conectar todos los sensores se compone de un solo
módulo de pantalla y uno o más módulos básicos.
Módulo Base

Tipo de comunicación
Comunicación digital de señales
entre
el
módulo
base
del
controlador y sensor sin fallas por
distancias elevadas y con autodiagnóstico de las funciones del
sistema

Instalación Plug and Play de los sensores al controlador

Entrada de los sensores
Sensores de entrada, para los
sensores con tecnología digital sc,
opcional 4, 6 u 8 sensores. Todos
los parámetros son configurables
y se pueden combinar libremente.

Rango de medición
Depende del sensor conectado
28
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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
Salida en electricidad
Salidas analógicas: salida a 0/4 –
20 mA, máx. 500 Ohm

Módulo opcional de comunicación: Modbus RS485, Profibus DP u otro

Salidas de relé
Contactos libres de potencial en
abertura SPST-NC (normalmente
cerrado), 250 V CA máx. 5 A, 125
V CA máx. 5 A, módulo de sonda
125 V CC máx. 0,15 A, 30 V CC
máx. 5 A, programables como
valor
límite,
el
estado
o
el
temporizador

Funciones integradas
P, PI o PID. El controlador puede
ser programado fácilmente en el
campo,
que
permite
la
automatización y el control sin
necesidad de módulos externos
directamente en el campo

Grado de protección
IP65

Alimentación
127 , 60 Hz,

Opcional: 24 V CC, 75 Watt

Temperatura ambiente
De -20 hasta +55 °C
Modulo Pantalla:

Pantalla
gráficos en color, QVGA 320 x 240
de matriz de puntos, 256 colores

Operación
Pantalla touch-screeen con guía
intuitiva para el operador

Temperatura ambiente
De -20 hasta +55 °C

Grado de protección
IP65

Características especiales
Soporte de la interfaz, slot para
tarjeta multimedia

Opciones
Sistema tri-banda GSM para la
transmisión
de
datos
y
funcionamiento a distancia con
antena integrada.
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10.
SEDIMENTACIÓN SECUNDARIA
A través de la sedimentación secundaria se puede separar los sólidos coloidales en
suspensión y las impurezas orgánicas disueltas de los flóculos de lodos activados. La
separación tiene lugar en la modalidad de la sedimentación de masa. La función del
sedimentador no es únicamente la clarificación del efluente, sino también la recuperación de
la biomasa, para permitir la recirculación, con características de espesamiento compatibles
con el mantenimiento de las concentraciones de diseño previstas en el reactor.
Existen varios procedimientos que pueden ser utilizados para el diseño del sedimentador
secundario. Entre estos, el procedimiento más utilizado es lo que se basa en el uso de la
carga hidráulica de superficie y de la carga de sólidos. Como en la realidad es difícil tener
efectivamente condiciones de estado estacionario, por las fluctuaciones del caudal en
entrada, del caudal de los lodos de recirculación y de la concentración de MLSS, es
importante tener en cuenta en el diseño también los valores que se producen en las
condiciones de pico y, por esta razón, considerar factores de seguridad adecuados. Hay que
tomar en cuenta que los valores de carga superficiales tabulados se basan en el caudal de
entrada y no en los caudales de la mezcla líquida, dado que la carga superficial es
equivalente a la velocidad de subida del flujo. El caudal del lodo de recirculación se extrae
de la parte inferior del sedimentador secundario y no contribuye a la velocidad de subida. El
valor de Ci se debe seleccionar sobre la base de la calidad deseada del efluente final y
sobre la necesidad de garantizar la eficiencia del proceso constante en el tiempo.
Cuando se diseñan los sedimentadores y no son disponibles los resultados de los ensayos
de sedimentación en columna, podemos referirnos a los valores publicados en la literatura
relativos a la carga hidráulica y a la carga de sólidos.
Para el diseño del sedimentador secundario se define el valor de la proporción de
recirculación de los lodos de acuerdo con la relación:
𝑄𝑟 𝑋𝑟 = (𝑄 + 𝑄𝑟 ) ∗ 𝑋
Qr = caudal del lodo de recirculo, m3/d;
Xr = concentración de los lodos de recirculación, g/m3;
la proporción de recirculación es R=Qr/Q pues RXr=(1+R)X y luego la proporción de
recirculación es igual a:
𝑅=
𝑋
+𝑋
𝑋𝑟
Para el diseño del sedimentador secundario, se impone un Xr de recirculación y se
determina R.
Existen varios procedimientos que se utilizan para llevar a cabo el diseño del decantador
secundario. Entre estos, el procedimiento más utilizado se basa en la consideración de la
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carga hidráulica de superficie y de la carga de sólidos. Los valores de carga hidráulica están
tabulados (ver Tabla 20) y se basan en el caudal de entrada y no en los caudales de la
mezcla líquida, ya que la carga hidráulica de superficie es equivalente a una velocidad de
subida del flujo. El caudal del lodo de recirculación viene extraído de la parte inferior del
decantador secundario y no proporciona ninguna contribución a la velocidad de subida. El
valor de la carga hidráulica se elige sobre la base de la calidad deseada del efluente final y
sobre la necesidad de garantizar una eficiencia del proceso constante en el tiempo.
La carga de sólidos relativa a una unidad de sedimentación de lodos activados puede
evaluarse dividiendo la cantidad total de sólidos que salen del tanque de oxidación biológica
por la superficie horizontal del sedimentador, pues:
𝐹𝑆𝐿 = (𝑄 + 𝑄𝑟 ) ∗
𝑋
𝐴
Dónde:
FSL = carga de sólidos;
Q = caudal volumétrico en entrada;
Qr = caudal volumétrico de recirculación;
X = concentración de MLSS;
A = área de la sección transversal del decantador secundario.
En un tanque de sedimentación la calidad del efluente se deteriorará si la carga de los
sólidos aumenta más del valor característico de la suspensión.
Aunque la carga hidráulica de superficie ha sido durante mucho tiempo el principal
parámetro utilizado para tanques de sedimentación, la carga de sólidos es ahora
considerado por muchos como el parámetro que ejerce la mayor influencia sobre la calidad
del efluente secundario. Parker et al. (2001) han demostrado que, si se garantiza el correcto
diseño hidráulico y la gestión de los sólidos en el tanque, la carga hidráulica de superficie
tiene un efecto limitado o incluso ningún efecto sobre la calidad del efluente en un amplio
rango de variabilidad del mismo parámetro y por lo tanto se puede basar el diseño sólo en la
carga de sólidos y verificarlo con la carga hidráulica.
Los valores de flujo sólido y de carga hidráulica usados en la fase de diseño se reportan en
la tabla 20 en base al tipo de proceso. Los valores de flujo sólido se refieren a la cantidad de
sólidos efectivamente introducidos en el tanque en la unidad de tiempo y, como producto
entre la concentración de entrada y la suma del caudal de cálculo y del caudal de
recirculación.
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Tabla 20.-Valores de carga hidráulica y de flujo de sólidos para ciertos tipos de
proceso
Tipo de proceso
Flujo sólido [kg
SS/m2/h]
Carga hidráulica
(m/h) tiempo seco
Carga hidráulica
(m/h) tiempo de
lluvia
4,0-5,0
0,5-0,6
1,0-1,2
5,0-6,0
0,6-0,8
1,2-1,4
6,0-8,0
0,8-1,2
1,6-2,0
6,0-8,0
0,7-0,8
1,4-1,6
Proceso de
aireación extendida
Proceso de carga
mediana y de alta
carga de aire
Proceso de carga
mediana y de alta
carga de oxígeno
puro
Procesos de
desnitrificación o
selector biológico
Elegido el valor de flujo sólido se determina la superficie del sedimentador. La superficie así
calculada mantiene la estabilidad de la interfase turbia/suspensión clarificada (dentro de la
oscilación producida por las variaciones de caudal) y el espesamiento deseado de los lodos
extraídos de la parte inferior. El sedimentador, sin embargo, tiene también que evitar de
arrastrar los flóculos escapados a la sedimentación de masas, en suspensión sobre la
interfase. Para permitir su recuperación en la turbia es necesario que la velocidad de subida
sea menor que la velocidad de sedimentación de partículas aisladas sujetas por lo tanto a
un movimiento hacia Abajo. Esta condición está satisfecha imponiendo que la carga
hidráulica aplicada al tanque no exceda los valores mostrados en la Tabla 20 que
corresponden a la velocidad de sedimentación de los flóculos aislados.
En un tanque de sedimentación que funciona en continuo, el flujo sólido total GT, cantidad
máxima de sólidos en suspensión que puede pasar a través de la unidad de tiempo por la
unidad de superficie horizontal del sedimentador, se calcula mediante la relación:
GT = C∙v + C∙ u
[0]
Dónde:
GT= flujo sólido total, [Kg/m2/h];
C= concentración de sólidos en suspensión [Kg /m3];
v= velocidad de sedimentación [m/h]
u = velocidad hacia el fondo debida al caudal de recirculación [m/h].
A su vez, el flujo sólido aplicado al tanque, Ga, masa de sólidos en suspensión que entran en
la unidad de tiempo en la unidad de superficie, se puede expresar como:
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𝐺𝑎 = 𝐹𝑆𝑆𝐿 = 𝐶0 ∗ (1 + 𝑅) ∗
𝑄
𝐴
Dónde:
Ga= flujo sólido aplicado [Kg/m2/h];
C0= concentración de sólidos en suspensión en la mezcla aireada [Kg/m3];
R= proporción de recirculación
Q= caudal que entra en la planta [m3/h];
A= área de la sección horizontal del tanque de sedimentación [m2];
Para garantizar el correcto funcionamiento del sedimentador, una condición necesaria es
que Ga<GT, cualquiera que sea el valor asumido por la relación de la carga de sólidos
totales.
Se ha comprobado experimentalmente que la ley de potencia y la ley exponencial son las
dos funciones que son más adecuadas para definir ese vínculo. Con la ley de potencia:
𝑣 = 𝑣0 ∗ 𝐶 −𝑎
[1’]
La [51] asume la expresión:
𝐺𝑇 = 𝐶 ∗ 𝑣0 ∗ 𝐶 −𝑎 + 𝐶𝑢
[1]
Para un dado u, la [1 '] está representada por la siguiente figura:
Figura 28: Variación del flujo sólido total en función de la concentración de sólidos
suspendidos.
La búsqueda del mínimo se lleva a cabo anulando la primera derivada de la [1], y verificando
la positividad de la segunda derivada en ese punto; llegamos de esta forma a las dos
expresiones de la concentración límite CL y del flujo sólido limitante GL.
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1
𝐶𝐿 = [𝑣0 ∗
(𝛼−1) 𝛼
]
𝑢
[2]
1
𝛼
𝐺𝑇 = (𝛼−1) ∗ [𝑣0 ∗
(𝛼−1) 𝛼
]
𝑢
∗𝑢
(𝛼−1)
𝛼
[3]
Por lo dicho tiene que ser Ga≤GT. La concentración Cu de lodo extraído de la parte inferior
del sedimentador se puede obtener a partir de [1], considerando que en la parte inferior del
tanque v=0:
𝐶𝑢 =
𝐺𝑇
𝑢
[3’]
Por GT = GL sustituyendo la [1] en la [2]:
1
−1
𝛼
(𝛼 − 1) 𝛼
𝐶𝑢 =
∗ [𝑣0 ∗
] ∗𝑢𝛼
(𝛼 − 1)
𝑢
La Cu, obtenida a partir de la [58] es la más alta entre las concentraciones obtenidas en el
lodo de recirculación porque, por una u fija, está directamente relacionada con G L, que por
definición es el flujo sólido más alto que puede atravesar todo el sedimentador y llegar a la
parte inferior. Puesto Ga= GL y teniendo en cuenta que u = RQ/A se obtiene la expresión de
la carga hidráulica Q/A en función de C0 y R:
𝑄
𝐴
𝛼
𝛼
𝑅(𝛼−1)
𝛼
0 ∗(1+𝑅)]
[3’’]
= 𝑣0 ∗ (𝛼 − 1) ∗ (𝛼−1) ∗ [𝐶
Cualquiera que sea C0, Q/A se incrementa con R hasta un punto máximo, correspondiente
a R=a-1 y luego disminuye lentamente; en el punto máximo Q/A es igual a la velocidad de
sedimentación expresada por la ley de potencia:
𝑄
𝐴
= 𝑣0 ∗ 𝐶0 − 𝑎
[4]
El modelo expresado por la [0] se puede desarrollar utilizando la ley exponencial:
𝑣 = 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝑎𝐶
[5]
Convirtiéndose en:
𝐺𝑇 = 𝐶 ∗ 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝑎𝐶 + 𝐶 ∗ 𝑢
Por un dado u, la [4] se muestra en la figura siguiente:
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Figura 29: Variación del flujo sólido total en función de la concentración de sólidos
suspendidos
Incluso en este caso, la búsqueda de su valor mínimo se obtiene por derivación de la [5] en
comparación con C:
𝜕𝐺𝑇
𝜕𝐶
= 𝑢 + 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝛼𝐶 − 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝛼𝐶
[6]
Anulando la [62] se obtiene la expresión en la que aparece CL:
𝑣0 ∗ 𝑒 −𝛼 ∗ 𝐶𝐿 ∗ (1 − 𝛼 ∗ 𝐶𝐿 ) + 𝑢 = 0
[7]
La [5] no se puede resolver directamente, sino por intentos obteniendo CL una vez asignado
u. Para verificar que a CL corresponde efectivamente un mínimo de la función tiene que ser
respetada la relación:
𝜕2 𝐺𝑇
𝜕𝐶 2
= 𝑣0 ∗ 𝛼 2 ∗ 𝐶𝐿 ∗ 𝑒 −𝛼𝐶𝐿 − 2𝑣0 ∗ 𝛼 ∗ 𝑒 −𝛼𝐶𝐿 > 0
[8]
De la que se obtiene:
𝑣0 ∗ 𝛼 ∗ 𝑒 −𝛼𝐶𝐿 ∗ (𝛼𝐶𝐿 − 2) > 0
2
𝐶𝐿 > 𝑎
[9]
[10]
Sustituyendo [5] a [4] el respeto de [6] está relacionado a la expresión siguiente:
𝑢 < 𝑣0 ∗ 𝑒 −2
[11][
El valor de GL para la [61] es igual a:
𝐺𝐿 = 𝐶𝐿 ∗ 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝐴𝐶𝐿 + 𝐶𝐿 ∗ 𝑢
[12]
Recordando la [3 '] y teniendo en cuenta [6], Cu toma la forma:
𝐶0 ∗ 𝑢 = 𝐶𝐿 + 𝐶𝐿 ∗ 𝑣0 ∗
𝑒 −𝐴𝐶𝐿
𝑢
[13]
Sustituyendo en [8], la expresión de u obtenido a partir de [7] se tiene:
𝐶𝑢 ∗ 𝑢 =
𝛼∗𝐶𝐿 2
𝛼∗𝐶𝐿
−1
[14]
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De [71] en la forma:
𝐶𝐿 2 − 𝐶𝑢 ∗ 𝐶𝐿 +
𝐶𝑢
𝛼
=0
[15]
Resolviendo la [13], se obtienen las dos raíces:
𝐶
′
𝐿
=
𝐶𝑢
2
±
𝐶 2
( 4𝑢
1
−
𝐶𝑢 2
)
𝛼
[16]
De las dos raíces la [15] positiva es la única que, realizada la condición Cu > 4/ a, respeta la
[8].
A plena capacidad, el balance de masa de sólidos en suspensión enviados al sedimentador,
en la ausencia de sólidos en suspensión en el efluente clarificado, es igual a:
𝐶0 (1 + 𝑅) = 𝑅 ∗ 𝐶𝑢
[17]
y sustituyendo en [15], el valor de Cu obtenido a partir de [16], se tiene:
𝐶𝐿 =
(1+𝑅)
𝑅
∗
𝐶0
2
+
1+𝑅 2
[( 𝑅 )
1
𝐶 2
∗ 40
−
1+𝑅
𝐶 2
( 𝑅 ) ∗ 𝛼0 ]
[18]
La concentración CL toma valores reales sólo si el término bajo la raíz de [16] es positivo. De
ello se deduce:
𝑅𝑐 ≤
𝐶0
4
𝛼−𝐶0
[19]
Donde Rc es la relación de recirculación crítica.
Para obtener finalmente, también en el caso de la ley exponencial la expresión Q/A como
una función de C0 y Rc,
Para obtener finalmente también en el caso de la ley exponencial la expresión Q/A en
función de C0 y se procede a la sustitución del valor de u de la [7] e igualando el valor de G L
para el valor de Ga, obteniendo:
𝑄 𝑣0 ∗ 𝛼 ∗ 𝐶 2 𝐿 ∗ 𝑒 −𝛼𝐶𝐿
=
(1 + 𝑅) ∗ 𝐶0
𝐴
Se deduce que, por un dado dato u≥v0∙ e-2, en el intervalo de Co, Cu la [3''] es siempre
creciente y su valor mínimo, por definición igual al flujo sólido limitante, corresponde a la
concentración de alimentación C0, que por lo tanto asume el valor de la concentración
limitante. Con C0 igual a CL de la [3’’] se obtiene:
𝐺𝐿 = 𝐶0 ∗ 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝑎 ∗ 𝐶0 + 𝐶0 ∗ 𝑢
Con la [19] igual a la [1’] se obtiene:
𝑄
= 𝑣0 ∗ 𝑒 −𝑎 ∗ 𝐶0
𝐴
A partir de la [19], en el campo donde R>RC, la carga hidráulica aplicada coincide con la
velocidad de sedimentación expresada por la ley exponencial y no es una función de la
relación de recirculación R.
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Es evidente, por lo tanto, que para un valor dado de C0, Q/A crece con el crecimiento de R
hasta un máximo correspondiente a R = RC . Posteriormente para R> RC no varía con el
cambio de R.
Con la ley de potencia el flujo sólido total, sea cual sea la velocidad u, siempre presenta un
mínimo en correspondencia de una concentración CL> Co, concentración de entrada. Para
Ga=GL el sedimentador alcanza su capacidad máxima de espesamiento; por cada aumento
de Ga con respecto a GL, no siendo capaz de coincidir con un aumento de CL, tendrá
necesariamente que determinarse una acumulación de sólidos por encima de la sección
limitante que dará lugar a la crisis del sedimentador y por lo tanto el espesamiento
gobernará la fase de sedimentación en todas las condiciones de ejercicio. Para cualquier R,
la expresión Q/A es única y proporciona valores que, excepto para un caso en el que hay
coincidencia, son siempre inferiores a la velocidad de sedimentación de la capa de lodo.
Con la ley exponencial, el caudal sólido total presenta un mínimo con concentración CL
mayor que C0 solamente para los valores de u > e-2 y para R ≤ RC. Para R> Rc la velocidad
es tal que no permite la formación en el interior del tanque del cuello de botella ideal que
limita el paso de los sólidos hacia la parte inferior; la concentración C0 en entrada es
limitante y por lo tanto el espesamiento no afecta a la fase de sedimentación. La Q/A es
coincidente con la velocidad de sedimentación de la capa de lodo; el diseño de la fase está
vinculado solamente con el fenómeno de clarificación de la mezcla aireada y sólo a esto se
debe la posible crisis de la sedimentación. La ley exponencial prevé dos diferentes
condiciones de crisis del sedimentador, una o la otra relacionada con los valores asumidos
por la velocidad u y por el coeficiente de recirculación R.
Cálculo de la producción de lodo sobre una base volumétrica.
El caudal de lodo Qf en m3/d depende de la humedad, complemento a uno del nivel de seco
s, de acuerdo con la expresión:
𝑄𝑓 =
𝑋𝑓
𝛾𝑓 ∙ (1 − 𝑢)
Donde Xf representa la producción de lodo sobre base seca (kgSS/d) y γf es el peso
específico del lodo (kg/m3) que se calcula como:
𝛾𝑓 =
1
𝑝
∑𝑛𝑖=1 𝑖
𝛾𝑖
Siendo pi la fracción en peso de la componente i-ésima y γi
el peso específico
correspondiente.
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Considerando que el lodo se compone de tres componentes (agua, sólidos volátiles y
sólidos no volátiles), γf se expresa mediante la relación siguiente:
𝛾𝑓
𝑣 ∙ (1 − 𝑢) (1 − 𝑣) ∙ (1 − 𝑢)
= (
+
+
)
𝛾𝐻2𝑂
𝛾𝑣
𝛾𝑛𝑣
𝑢
−1
En la cual:
𝛾𝐻20 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑎𝑔𝑢𝑎 (1000
𝑘𝑔
);
𝑚3
𝛾𝑣 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑣𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙 (1050
𝑘𝑔
);
𝑚3
𝛾𝑛𝑣 = 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑙𝑎 𝑠𝑢𝑏𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑛𝑜 𝑣𝑜𝑙𝑎𝑡𝑖𝑙 (2500
𝑘𝑔
);
𝑚3
v= fracción en peso de sólidos volátiles sobre el seco total (%).
La relación anterior también se puede escribir como:
𝑄𝑓 =
𝑋𝑓
𝑥𝑓
Dónde Xf representa la concentración de sólidos en el flujo de lodo (kgSS/m3), de donde se
deduce que:
𝑦𝑓 ∗ (1 − 𝑢) = 𝑥𝑓
En nuestro caso recordando la suposición hecha anteriormente con respecto a la
concentración de sólidos en el lodo extraído del sedimentador secundario (concentración
relativa al flujo de lodo recirculado y al flujo de lodo extraído), el caudal volumétrico del lodo
en exceso debe ser calculado utilizando la relación Qf=Xf/xf, donde Xf coincide con ΔXf y xf
con xr. Alternativamente el cálculo puede llevarse a cabo utilizando la primera relación de
este párrafo, adoptando un valor de humedad compatible con el valor supuesto para la
concentración xr. A este respecto podemos considerar la relación entre xf a la humedad y al
peso específico del lodo, donde xr es un valor conocido y γf puede ponerse en una primera
aproximación igual al peso específico del agua.
Finalmente es necesario diseñar la estación de bombeo para el bombeo de los lodos en
exceso y su envío al sedimentador primario y se refiere a un tiempo de trabajo de las
mismas bombas de 6-8 h por día, dado que la extracción de los lodos se lleva a cabo de una
manera discontinua. Considerando un número de líneas de tratamiento igual a n y un
número de bombas (excluidas las de reserva) por línea igual a p, el valor de caudal que
tenemos que considerar en la elección de las bombas es igual a:
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𝑄𝑝𝑜𝑚𝑝𝑒 =
𝑄𝑓
𝑛∗𝑝∗h
Dónde:
n= en nuestro caso se refiere al número de líneas de la sedimentación secundaria;
p= bombas utilizadas.
10.1. Criterios de dimensionamiento29
Tabla 21.-Criterios dimensionamiento Sedimentador secundario
Número de sedimentadores
Número de sedimentadores en operación
Tipología de sedimentadores
Diámetro
Profundidad
Superficie
Volumen
Superficie total
Volumen total
Cargas hidráulicas 30
Velocidad de ascenso de diseño para Qpromedio
Velocidad de ascenso de diseño para Q horario
máximo
Velocidad de ascenso de diseño para Q horario pico
TIEMPOS DE RETENCIÓN
Tiempo de retención para Qpromedio + Q
recirculación
Tiempo de retención para Qmax + Q recirculación
Tiempo de retención para Q seco pico + Q
recirculación
m
m
m2
m3
m2
m3
A temp.
máxima
2
1
circular
35
35
3
3
962
962
2886
2886
962
962
2886
2886
m/h
0,75
0,75
m/h
m/h
2,11
2,0
2,11
2,0
h
h
4,0
1,4
4,0
1,4
h
1,5
1,5
n
n
A temp.
Mínima
2
1
10.2. Principales equipos instalados31
Medidor de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonidos
n. 1 Instrumento para medición de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonidos
(MNU 05 01) en tanques de almacenamiento, depósitos o canales abiertos.
La metodología utilizada en los cálculos para el diseño de la planta deriva de los procedimientos
obtenidos en la bibliografía indicada en los diferentes procedimientos
29
Metcalf & Eddy, “Ingenieria De Aguas Residuales” - editorial McGraw Hill capítulo 8 pag 658-660
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
30
31
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
Procesamiento de señal para proporcionar inmunidad al ruido y las falsas
alarmas causadas por obstáculos fijos.

Alimentación en 2 hilos;

Carcasa de plástico (PBT) con pantalla de visualización local de medición y de la
configuración del dispositivo;

Sensor y transmisor separados


Grado de protección IP68;

Conexiones eléctricas: 2 X M20X1,5;

Rango de medición: 6 m. Cuerpo del sensor in PVDF;

Resolución: más de 3mm, con precisión de ±6mm;

Transductor integrado con compensación de temperatura interna;

Rango de temperatura -40 e 80°C;

Presión de trabajo: ambiente (tanque abierto);

Señal de salida: 4-20mA;

Comunicación. protocolo HART32;

Aprobado para su uso en una zona segura, cumple con FM, CSA, CE.

Dispositivo programable a través de interfaz HART o del teclado de configuración
IR.

Voltaje/frecuencia
V/Hz 440/60
Compuerta manual alimentación sedimentación final
Datos característicos

n. 2

Dimensiones
compuertas manual (CMP_M_05_01-02)
500X500 mm
Tamaño
agujero
(mm)
500x500
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
6720
32
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automación para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir un señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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
Marco
hecho
con
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4

Compuerta manual salida sedimentación final

n. 2

Dimensiones
compuertas manual (CMP_M_05_01-02)
500X500 mm
Tamaño
agujero
(mm)
500x500

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
3550
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.
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
La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.
Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado

sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4
Puente raspador circular a succión a tracción periférica (PRATP)
Descripción del PRATP
El puente raspador circular a succión a tracción periférica se compone de los siguientes
partes:
(PR_SF_01-02)
A. Puente principal;
B. Sistema de colección de los materiales flotantes;
C. Grupo periférico;
D. Sistema de limpieza de los canales de colección de las aguas tratadas;
E. Sistema eléctrico.
A.
Puente principal:
-
Viga móvil en lámina de acero encorvado con sección a C adecuadamente
reforzada con función de puente peatonal de ancho de acerca 1000 mm y
longitud 23,3 m; la viga es completa de rejilla en acero galvanizado,
pasamanos hecho con el mismo material por ambos los lados, escalera de
acceso desde el plan del suelo con montantes en secciones tubulares y
gradas en sección cuadra. Estructura diseñada para el cargo excesivo
accidental de 250 kg/m2 y flecha máxima 1/750 de la luz.
-
Carretilla lateral en lámina de acero preso doblado adecuadamente reforzada
y completa de ruedas motriz. Diámetro ruedas de 457,2 mm, ancho 203,2
mm; revestimiento en caucho (para estas tipologías de ruedas se requiere un
canal de desplazo de 400 mm);
-
Grupo central en acero adecuado a soportar el puente principal y el puente
auxiliar constituido de dos platos giratorios con esferas contra empujes.
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Colector de 22 anillos y doble brocha distribuidor para alimentación usuarios
eléctricos;
-
Moto reductor de la tipología a ejes ortogonal acoplado directamente sobre el
eje de la rueda motriz del puente, con transmisión del movimiento a las
ruedas mismas a través del árbol vacuo;
-
Cámara de distribución en acero AISI 304 con diámetro 3700 mm, completa
de cuatros deflectores en acero AISI 304 ajustables desde el bordo del puente
a través de subastas de maniobra;
-
Grupo móvil suspendido a la viga compuesto de:
-
N. 9 hojas raspadoras de fundo en AISI 304 y válvulas varias
adecuadamente conformadas de planta trapezoidal y con patines; las
hojas son conformadas de modo que sea posible colectar los lodos en el
punto de acumulación y succión;
-
N. 9 tuberías DN250 de succión de los lodos completas, en la parte
terminal inferior de entrada y en la parte superior, de válvula telescópicas
con manivela maniobrable desde el puente peatonal;
-
N. 2 tanques en chapa de acero para la acumulación de los lodos
aspirados;
-
N. 2 sifones para la descarga de los lodos de recirculación en el colector
central constituidos con tuberías de acero y relativos accesorios.
-
N. 1 electro-aspirador de la tipología ‘a canales laterales’ adecuado para
cebar los sifones automáticamente, con potencia instalada de 1,5 kW;
-
Tuberías en AISI 304 para puesta en marcha automática de los sifones
completos de toda la instrumentación por trabajar en seguridad.
Sistema de colección de los materiales flotantes:
B.
-
Puente auxiliar:
-
Puente auxiliar, en chapa preso-doblada en acero de carbono, sección a
C, de longitud igual al rayo del sedimentador, completo de soporte
central;
-
Carretilla lateral en lámina preso-doblada de acero de carbono, completo
de ruedas motriz de caudal adecuado, diámetro 355 mm, longitud 114
mm y revestimiento en caucho;
-
Moto reductor de tipo ejes ortogonales acoplado directamente sobre el
eje de la rueda motriz del puente, con transmisión del movimiento a las
mismas ruedas a través de árbol vacuo;
-
Hoja de colección de espumas por lo largo del puente auxiliar completa
de moto reductor para el manejo de la misma
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-
Varios componentes:
-
N. 2 canales en AISI de colección de substancias flotantes instaladas
sobre el puente principal, completas de tobogán basculante y tanques
para el levantamiento;
-
N. 6 cilindros neumáticos para la manipulación automática del tobogán
basculante de las substancias flotantes regulados con fine carrera y
temporizadores instalados en el tablero eléctrico principal;
-
N. 2 bombas sumergidas a instalar en los tanques de levantamiento
completas de tuberías en AISI 304 para el bombeo de las substancias
flotantes hacia el canal en concreto armado;
-
Electrobomba centrífuga de tipo auto aspirante con caudal 30 m3/h, 20 m
de prevalencia y 4 kW de potencia instalada. La bomba tiene que ser
instalada sobre el puente principal completa de tubería de succión en
AISI 304 directamente desde el sedimentador (acerca de 0,8 m debajo
del nivel del agua);
-
Tubería de entrega en AISI 304 DN 80 por lo largo de los canales de
colección de las substancias flotantes completa de n. 60 boquillas
pulverizador;
-
N. 3 válvulas a mariposa completas de actuador eléctrico;
-
Tubería de entrega de las aguas de lavado en AISI 304 DN 80 desde la
bomba hasta los tres pozos de levantamiento de espumas completa de e
n. 6 boquillas pulverizador de grande caudal , dos cada pozo;
-
Compresor de aire a instalar sobre el puente principal para el
funcionamiento de los cilindros neumáticos de tipo giratorio con
engranaje, completo de pulmón de aire y cabina insonorizada.
Grupo periférico:
C.
-
Casi 202 metros de orificios Thompson en AISI 304 completos de soportes de
fijación;
-
Casi 98 m de deflectores completos de soportes;
-
Aletas periféricas (Standford Baffles) de ancho 1500 mm en acero AISI 304,
completas de angulares de soporte.
Sistema de limpieza de los canales de colección de las aguas tratadas:
D.
-
N. 8 cepillas para cada canal así distribuidas: n.2 para la limpieza de los dos
orificios de colección y salida, n.2 para la limpieza de los bordes superiores
del canal, n. 2 para la limpieza de las dos paredes interiores del canal y n.2
con instalación superpuesta para la limpieza del fundo del canal;
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-
Sistema de ancladero al puente con fijadores en acero AISI 304 atornillados
rígidamente al puente y alojamiento de cepillas adecuado a superar
desniveles y asperezas del concreto;
Soportes de guía en AISI 304 a inserir sobre las aberturas de los canales
-
radiales exteriores para conducir las cepillas en correspondencia de estas
aberturas.
Sistema eléctrico de borde de puente;
E.
N. 1 tablero eléctrico de comando y control, de tipo a pared, a instalar sobre el
-
borde del puente principal, completo con comandos manuales e automáticos,
seccionador general, fusibles generales, tele iniciador, rieles térmicos,
programadores de pausa y actividad e accesorios generales;
Cables eléctricos entre el tablero de comando y los usuarios completos de
-
tuberías conductivas rígidas y flexible, casete de derivación e accesorios
varios;
Sistema de iluminación del puente peatonal con plafones con lámparas
-
fluorescentes y activación con interruptor crepuscular;
Botón-hongo de emergencia fijado cerca de la escalera de entrada.
-
Características técnicas del PRATP

Servicio:
sedimentador secundario

Unidad total:
2 (PR SF 05 01-02)

Material de construcción :
concreto armado

Diámetro del tanque:
35 m

Altura del tanque:
4,70 m

Nivel de agua acerca de:
4,05 m

Inclinado del fundo:
0,0 %

Velocidad periférica:
1,2 m/s

Peso total acerca de:
22234 kg
A. Puente principal:

Longitud del puente principal:
23,3 m

Ancho puente principal:
1,0 m

Número de canal de colección aguas tratadas:
1
Modo reductor traslado puente principal

Número de unidades a suministrar por cada sedimentador: 2

Potencia instalada:
0,55 kW

Factor de servicio del reductor:
fs=2,3
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
Aislamiento motor eléctrico:
clase F

Protección mecánica motor :
IP 55

Voltaje/frecuencia/polos motor eléctricos:
440V/ 60 Hz / 4
Aspirador activación del sifón

Unidad a suministrar por cada sedimentador:

Potencia instalada:
1,5 kW

Caudal:
87 m3/h

Aislamiento motor eléctrico:
clase F

Protección mecánica motor :
IP 55

Voltaje/frecuencia/polos motor eléctricos:
2
440V/ 60 Hz / 2
B. Sistema de colección de las substancias flotantes

Longitud del puente auxiliar:
17,50 m
Motoreductor traslado puente auxiliar

Unidad a suministrar por cada sedimentador: 1

Potencia instalada :
0,37 kW

Factor de servicio del reductor:
fs=2,1

Aislamiento motor eléctrico:
clase F

Protección mecánica motor :
IP 55

Voltaje/frecuencia/polos motor eléctricos:
440V/ 60 Hz / 4
Motoreductor levantamiento raspadores del puente auxiliar

Unidad a suministrar por cada sedimentador: 1

Potencia instalada :
0,75 kW

Factor de servicio del reductor:
fs=1,6

Aislamiento motor eléctrico:
clase F

Protección mecánica motor :
IP 55

Voltaje/frecuencia/polos motor eléctricos:
440V/ 60 Hz / 4
Electrobomba sumergida extracción espumas

suministrar por cada sedimentador: 1

Potencia instalada:
4 kW

Prevalencia:
12 m

Caudal:
60 m3/h

Aislamiento motor eléctrico:
clase F

Protección mecánica motor :
IP 55

Voltaje/frecuencia/polos motor eléctricos:
440V/ 60 Hz / 2
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Materiales del PRATP

Viga:
acero S235JR

Rejillas:
acero galvanizado

Patines:
gaucho

Ruedas:
acero S235JR / gaucho lleno

Orificios Thompson y todas las partes sumergidas o baña/enjuga: AISI 304

Tornillos y pernos:
acero galvanizado/A2
Retoque de todas las superficies del PRATP
Partes en acero de carbono:

Desengrasado / Decapado

Galvanización térmica por un mínimo de 500 g/m2
Partes en acero inoxidable:

Desengrasado / Decapado / Pasivación
Medidor de SST
Medición continua de SST
Datos característicos
n. 2 Sondas de proceso (MSS 05 01-02) junto con la absorción de la luz para la medida de
sólidos suspendidos independiente del color de la muestra de agua (pozo de recirculación
de lodos, las instalaciones de procesos de producción, las aguas superficiales).

Instalación sumergida en tanques de tratamiento y canales abiertos.

Configuración: sensor de inmersión, cuerpo de la sonda en PVC, con 10 metros
de cable.
Datos técnicos:
Técnica de medición: fotómetro de doble detector de luz infrarroja

Medida independiente de color

Método de medición:
medición
de
la
turbidez
de
acuerdo con la norma DIN EN
7027

Rango de medición:
0,001.....4000 FNU

Precisión:
1,0%, ± 0,001 FNU

Tiempo de respuesta:
0,5 s < T90 < 5 min
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
Temperatura muestreo:

Dimensiones:
(D*L) 60 * 200 mm

Peso:
aprox. 0,520 kg

Incluidos los soportes de montaje de acero y del codo de 90°
+
0_C a +40_C
Especificaciones del sensor

Principio de medición
Medición continua de la turbidez y
la concentración de sólidos suspendidos con doble sistema de medición con luz
difusa, libre de la interferencia de color

Tecnología de medición
Principio óptico con detector de
dispersión de 90° y 140°

Método de medición
Turbidez de acuerdo con las
normas DIN ISO EN 7027

Rango de medición
0,001- 1000 FNU

Precisión de la medición
< 1% o 0,001 FNU

Calibración
No es necesario

Señales en salida
0/4-20 mA

Comunicación.
protocolo HART33;

Limpieza del sistema
Automático

Tempo di risposta T100
0,5 s < T90 < 5 min

Cable del sensor
Cables
para
la
comunicación
digital y enchufe rápido, longitud
10 m (se pueden proporcionar
para diferentes extensiones de los
cables estándar de hasta un
máximo de 100 m)

La temperatura del medio
Da 0 °C a +40 °C

Materiales
SS (V4A) o plástico (PVC)

Instalación
Sumergido

Profundidad de la instalación
Hasta a 60 m

Dimensiones
60 x 200 mm (DxL)
33
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automación para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir un señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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
Incluidos los soportes de montaje de acero de y de 2,3 m el codo de 90° para
instalar sobre el borde del tanque
Datos técnicos

Temperatura
mín. 0°C
máx. 60°C

Peso específico del líquido
mín. 0,95 kg/dm3
Máx. 1,10 kg/d m3

Profundidad de inmersión
máx. 20 m
Materiales

Cuerpo:
polipropileno

Protector de revestimiento del cable:
goma EPDM

Cable:
PVC o goma neopreno
10.3. Bombeo de lodos de recirculación y lodos de exceso 34
Bombas lodos de recirculación
Los lodos extraídos del pozo central de recogida, presentes en el tanque de sedimentación
final, serán recirculados en la fase inicial del tratamiento biológico mediante electrobombas
sumergibles
Se prevé el uso de electrobombas sumergibles para instalación fija con impulsor
centrifugador a canal , motor eléctrico asincrónico trifase protección IP68, aislamiento en
clase F, situado en depósito hermético y conectado mediante eje al impulsor. Doble
hermeticidad mecánica a carburo de tungsteno con depósito de aceite interpuesto, cojinetes
pre- engrasados, enfriamiento con líquido circundante. Cuerpo e impulsor en hierro fundido,
eje de acero al carbono, tornillos en acero Inox.
Las bombas serán suministradas con:

Pie de acoplamiento automático para fijar sobre el fondo del tanque, con codo a
brida UNI PN10, completo de armazón de fijación y portador de guías superiores;
34

Cadena en acero galvanizado de longitud de 10,0 m;

Tubo guía de la bomba de 2" UNI3524 en acero galvanizado de longitud 5,0 m;

Cable eléctrico sumergible de potencia para activación directa de longitud 20 m;

Las bombas tendrán las siguientes características:
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm
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
Número bombas
n. 3+2R (LLR 16 01-05)

Caudal total
m3/h
372,6

Altura manométrica
m
9,0

Diámetro
mm
100

Tensión / frecuencia
V/Hz
440/60

Potencia nominal motor
kW
3,7

Peso
Kg
218
10.3.1.1.
Criterios de selección de la bomba
Para elegir las bombas adecuadas por el levantamiento de lodos se utiliza un programa
informático producido por un proveedor internacional35 , que es útil en el diseño de un
sistema de bombeo. El programa incluye la selección de productos y una serie de
herramientas tales como análisis de funcionamiento y económico. También permite imprimir
los datos del producto y los planos dimensionales.
Cuando se selecciona un producto, se genera una serie de información como curvas de
funcionamiento y planos dimensionales, que pueden también imprimirse; Las características
del sistema se definen por la curva de sistemas o por el sistema dado de tuberías.
El programa selecciona las bombas cuya curva esté dentro del margen de tolerancia
definido para el punto de trabajo requerido. La selección puede limitarse a uno o varios tipos
de bombas, instalación en cámara seca o húmeda y otra serie de criterios de selección.
Si el sistema de tuberías es conocido, se puede calcular la altura total requerida, incluyendo
las pérdidas, y utilizarla para encontrar la bomba más adecuada. Las pérdidas internas se
tendrán en cuenta al seleccionar bombas en paralelo. Se pueden tener en pantalla los datos
de producto y las curvas de funcionamiento de la bomba seleccionada. Los datos incluyen
características generales, datos eléctricos y curvas de funcionamiento.
En la siguiente figura se puede ver las curvas de funcionamiento de la planta y de las
bombas.
35
FLYPS 2.1
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20
Altura - [m]
15
10
5
0
0
50
100
150
200
250
Caudal - [l/s]
Figura 30: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento lodos
En la figura 30 La curva en azul representa la curva de la bomba y la curva negra representa
la curva de la planta. La curva característica de la bomba expresa el enlace entre la
prevalencia transmitida al líquido y el caudal levantado. La curva característica de la planta
representa la energía por unidad de peso que debe ser transferida al agua para poderla
entregar a través de un circuido definido Htot. Esta curva es el resultado de la suma del
desnivel geodésico Hg y de las pérdidas de cargas continuas y localizadas a lo largo del
recorrido.
Considerando el flujo al interior del conducto puramente turbulento, la perdidas resultan
proporcional al cuadrado del caudal; la curva toma así una tendencia parabólica con
concavidad hacia arriba que intercepta sobre el eje y qp=0, igual a Hg.
El punto rojo de intersección entre la curva de la planta y la curva de la bomba. Indica el
punto óptimo de funcionamiento de la bomba de levantamiento lodos
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Figura 31: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada
La figura anterior muestra los valores del punto de trabajo para el caudal/altura, la potencia
absorbida, la potencia hidráulica, el rendimiento y el rendimiento hidráulico de la bomba
seleccionada.
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El punto de trabajo se utiliza para estudiar las curvas de funcionamiento y las condiciones de
trabajo en un sistema individual o múltiple. Se pueden visualizar para su comparación, una o
varias curvas caudal/altura, potencia, rendimiento y NPSH.
Se pueden estudiar las condiciones de trabajo, totales e individuales, en un sistema con
varias bombas idénticas. Los datos de trabajo se basan en las características del sistema y
se presentan en formato de tablas y de diagramas.
Con el programa utilizado se pueden llevar a cabo cálculos de pérdidas para determinar la
altura total requerida; los valores típicos utilizados en estos cálculos, como rugosidad,
coeficientes C para distintos materiales y factores de pérdida pueden ser modificados.
Los diámetros interiores de tuberías estándar utilizados en los cálculos están en la base de
datos. Se pueden manejar sistemas individuales y en paralelo. Los cálculos están basados
en el bombeo de agua con lodos.
La curva de funcionamiento de la bomba seleccionada puesta en la figura anterior incluye
datos del producto y diagramas con curvas que contienen la altura, la potencia absorbida e
hidráulica, el rendimiento y el NPSH requerido.
La tipología de bombas a utilizar para el levantamiento lodos de recirculación de Quitumbe
es con instalación fija extraíble, sumergida y con tubos guía. Acoplamiento por su propio
peso a la conexión de descarga.
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Diseño sistema tub.
13/06/2013
Proyecto: pompediricircoloEnd - Caso1
Lotti
Ingegneria
S.p.A.en
Asociación
con
ACS
International
S.r.l.
BEGLAR
Ingegneria S.r.l.
Cliente:
mc
Individual 1
Longitud
Material
Tipo de presión
Dimensión
Rugosidad
Diam. interior
3,0
Acero
NORM
250
0,400
250,0
m
Velocidad agua:
0,6
m /s
Longitud
Material
Tipo de presión
Dimensión
Rugosidad
Diam. interior
3,0
Acero
NORM
250
0,400
250,0
m
Velocidad agua:
0,6
m /s
Longitud
Material
Tipo de presión
Dimensión
Rugosidad
Diam. interior
64,0
Acero
NORM
405
0,400
400,0
m
Velocidad agua:
0,9
m /s
mm
mm
mm
Conex. descarga
Codo a 90º
Válvula
Pieza pantalón
Valv. retención
0,30
0,30
0,30
0,40
0,90
Salida
Propio
1,00
0,00
Total:
Individual 2
mm
mm
mm
0,30
0,30
0,30
0,40
0,90
Salida
Propio
1,00
0,00
Común 1
mm
mm
mm
0,30
0,30
0,30
0,40
0,90
Salida
Propio
1,00
0,00
Individual 1
Caudal total:
Individual 2
109,0
Altura geométrica: 9,0
l/s
m
0,0 m
Nº de
0
0
1
0
1
0
0
1,20
Pérdida en sección de
tubería:
Conex. descarga
Codo a 90º
Válvula
Pieza pantalón
Valv. retención
Total:
0
0
0,60
Pérdida en sección de
tubería:
Conex. descarga
Codo a 90º
Válvula
Pieza pantalón
Valv. retención
Total:
Nº de
1
1
0
0
0
0,0 m
Nº de
0
4
0
1
0
1
0
2,60
Pérdida en sección de
tubería:
0,2 m
Común 1
Nº de
4
Pérdidas carga:
0,3 m
Altura total:
9,3 m
Figura 32: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento lodos de
recirculación de Quitumbe
Coleb rook-White
Como se puede observar en la figura anterior, se obtienen los siguientes datos:
• Pérdida de carga total;
• Altura total, incluyendo altura geométrica y pérdidas;
• Velocidad del agua en cada sección de tubería (sólo si se ha fijado un sistema de tubería
única);
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• Si se ha fijado un sistema múltiple, se obtienen diferentes valores para la pérdida total (el
caudal en las tuberías individuales variará según el número de bombas en funcionamiento).
Las pérdidas de carga calculadas por el programa están basadas en que las tuberías están
llenas y que se está bombeando agua con lodos.
Las pérdidas de carga se dividen en dos partes: H f= hfl+ hpl, donde hfl = pérdidas por
fricción, hpl = pérdidas puntuales.
Las bombas serán integradas con:

n. 5 válvulas a puerta metálica, idóneas para ser fijadas entre bridas UNI PD 10,
cuerpo en hierro fundido esferoidal disco en hierro fundido esferoidal, cerradura
hermética en EPDM o goma nitrilo, eje en acero al carbono, manual con reductor
irreversible a engranaje en baño de aceite, hermético, y manilla-volante diámetro
250 mm;

n. 5 válvulas anti retorno, construcción compacta, tamaño unificado a norma DIN
3202 en hierro fundido esferoidal, extremidades de bridas con dimensiones y
foros a norma UNI PN10, adaptados para instalaciones verticales, diámetro 250
mm;

n. 2 reguladores de nivel a variación de hélice equipado con 10 m de cable
electrónico funcionante en el modo siguiente. El interruptor incorporado a una
envoltura hermética, cuelga libremente de un cable eléctrico. Cuando el líquido
sube o baja hasta el regulador, éste cambia hélice (vertical/horizontal) cerrando o
abriendo el contacto del interruptor.
Datos técnicos

Temperatura
min 0°C
más 60°C

Peso específico del líquido
mín. 0,95 kg/d m3
Más 1,10 kg/d m3

Profundidad de inmersión
más 20 m
Materiales


Cuerpo
polipropileno

Protector de revestimiento del cable
goma EPDM

Cable
PVC o goma neopreno
n.1 grúa eléctrica a puente con estructura monoviga en perfilado de las siguientes
características indicativas:
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
Ambiente de servicio al abierto

Unidad de levantamiento
polea eléctrica a cadena

Caudal
1000
Kg

Monoviga
6000
mm

Velocidad máxima
15
m

Velocidad de levantamiento
8/2
m/min

Velocidad de desplazamiento
15
m/min

Velocidad de desplazamiento puente reducida 7,5
m/min

Dos motores de potencia cada uno
0,37
kW
R.I. 25%
150
m/min

Velocidad traslación carro
7/1

Tensión de alimentación
440 Volt – 60 Hz

Mandos de teclado colgante corredizo

Independiente, tensión de comandos

Vigas de apoyo

Conexiones eléctricas
m/h
440 Volt – 60 Hz
Bombas lodos de exceso
Los excesos de lodo producidos por el tratamiento biológico y extraídos del pozo central de
del tanque de sedimentación serán conducidos al espesador de lodos mediante
electrobombas sumergibles.
Se prevé el uso de electrobombas sumergibles para instalación fija con impulsor
centrifugador a canal, motor eléctrico asincrónico trifase protección IP68, aislamiento en
clase F, situado en depósito hermético y conectado mediante eje al impulsor. Doble
hermeticidad mecánica a carburo de tungsteno con depósito de aceite interpuesto, cojinetes
pre engrasados, enfriamiento con líquido circundante. Fusiones principales e impulsor en
hierro fundido, eje de acero al carbono, tornillos en acero Inox.
Las bombas serán completadas con:

Pié de acoplamiento automático para fijar sobre el fondo del tanque, con codo a
brida UNI PN10, completo de armazón de fijación y portador de guías superiores;

Cadena en acero galvanizado de la longitud de 10,0 m;

Tubo guía de la bomba de 2" UNI 3524 en acero galvanizado de longitud 5,0 m;

Cable eléctrico sumergible de potencia para activación directa de longitud 20 m;

Las bombas tendrán las siguientes características:
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
Número bombas
n

Caudal
l/s
8

Altura manométrica
m
12

Diámetro
mm
80

Tensión / frecuencia
V/Hz
440/60

Potencia nominal motor
kW
1,3

Peso
Kg
68
2+2Reserva (LLE 16 01-04)
Las bombas serán suministradas con:

n. 4 válvulas a puerta metálica, idónea para ser fijada entre bridas UNI PD 10,
cuerpo en hierro fundido esferoidal disco en hierro fundido esferoidal, cerradura
hermética en EPDM o goma nitrilo, eje en acero al carbono manual con reductor
irreversible a engranaje en baño de aceite, hermeticidad y volante de diámetro
100 mm;

n. 4 válvulas anti retorno, construcción compacta, tamaño unificado a norma DIN
3202 en hierro fundido esferoidal, extremidades de bridas con dimensiones y
foros a norma UNI PN10, aptos para instalaciones verticales, diámetro 1500 mm;

n. 2 reguladores de nivel a variación de hélice equipado con 10 m de cable
electrónico. El interruptor incorporado a una envoltura hermética, cuelga
libremente de un cable eléctrico. Cuando el líquido sube o baja hasta el
regulador, éste cambia eje (vertical/horizontal) cerrando o abriendo el contacto
del interruptor.
10.3.2.1.
Criterios de selección de la bomba 36
Para elegir las bombas adecuadas por el levantamiento de lodos de exceso se utiliza un
programa informático producido por un proveedor internacional37 , que es útil en el diseño de
un sistema de bombeo. El programa incluye la selección de productos y una serie de
herramientas tales como análisis de funcionamiento y económico. También permite imprimir
los datos del producto y los planos dimensionales.
Cuando se selecciona un producto, se genera una serie de información como curvas de
funcionamiento y planos dimensionales, que pueden también imprimirse; Las características
del sistema se definen por la curva de sistemas o por el sistema dado de tuberías.
36
37
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm
FLYPS 2.1
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El programa selecciona las bombas cuya curva esté dentro del margen de tolerancia
definido para el punto de trabajo requerido. La selección puede limitarse a uno o varios tipos
de bombas, instalación en cámara seca o húmeda y otra serie de criterios de selección.
Si el sistema de tuberías es conocido, se puede calcular la altura total requerida, incluyendo
las pérdidas, y utilizarla para encontrar la bomba más adecuada. Las pérdidas internas se
tendrán en cuenta al seleccionar bombas en paralelo. Se pueden tener en pantalla los datos
de producto y las curvas de funcionamiento de la bomba seleccionada. Los datos incluyen
características generales, datos eléctricos y curvas de funcionamiento.
En la siguiente imagen se puede ver las curvas de funcionamiento de la planta y de las
bombas.
20
Altura - [m]
15
10
5
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Caudal - [l/s]
Figura 33: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento lodos
La curva en azul representa la curva de la bomba y la curva negra representa la curva de la
planta.
La curva característica de la bomba expresa el enlace entre la prevalencia transmitida al
líquido y el caudal levantado.
La curva característica de la planta representa la energía por unidad de peso que debe ser
transferida al agua para poderla entregar por lo largo de un circuido definido Htot. Esta es el
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resultado de la suma del desnivel geodésico Hg y de las pérdidas de cargas continuas y
localizadas a lo largo del recorrido.
Considerando el flujo al interior del conducto puramente turbulento, las pérdidas resultan
proporcionales al cuadrado del caudal; la curva toma así una tendencia parabólica con
concavidad hacia arriba e intercepta la curva característica de la bomba
El punto rojo en la imagen anterior muestra el punto de funcionamiento óptimo que es la
intersección entre la curva de la planta y la curva de la bomba.
Figura 34: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada
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La figura 34 muestra los valores del punto de trabajo para las variables caudal/altura, la
potencia absorbida, la potencia hidráulica, el rendimiento y el rendimiento hidráulico de la
bomba seleccionada.
El punto de trabajo se utiliza para estudiar las curvas de funcionamiento y las condiciones de
trabajo en un sistema individual o múltiple. Se pueden visualizar para su comparación, una o
varias curvas caudal/altura, potencia, rendimiento y NPSH.
Se pueden estudiar las condiciones de trabajo, totales e individuales, en un sistema con
varias bombas idénticas. Los datos de trabajo se basan en las características del sistema y
se presentan en formato de tablas y de diagramas.
Con el programa utilizado se pueden llevar a cabo cálculos de pérdidas para determinar la
altura total requerida; los valores típicos utilizados en estos cálculos, como rugosidad,
coeficientes C para distintos materiales y factores de pérdida pueden ser modificados.
Los diámetros interiores de tuberías estándar utilizados en los cálculos están en la base de
datos; Se pueden manejar sistemas individuales y en paralelo. Los cálculos están basados
en el bombeo de agua con lodos de exceso.
La curva de funcionamiento de la bomba seleccionada puesta en la figura anterior incluye
datos del producto y diagramas con curvas que contienen la altura, la potencia absorbida e
hidráulica, el rendimiento y el NPSH requerido.
La tipología de bombas a utilizar para el levantamiento lodos de exceso de Quitumbe es con
instalación fija extraíble, sumergida y con tubos guía. Acoplamiento por su propio peso a la
conexión de descarga.
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Figura 35 : Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento
lodos de exceso de Quitumbe
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Como se puede observar en la figura anterior, se obtienen los siguientes datos:
• Pérdida de carga total;
• Altura total, incluyendo altura geométrica y pérdidas;
• Velocidad del agua en cada sección de tubería (sólo si se ha fijado un sistema de tubería
única);
• Si se ha fijado un sistema múltiple, se obtienen diferentes valores para la pérdida total (el
caudal en las tuberías individuales variará según el número de bombas en funcionamiento).
Las pérdidas de carga calculadas por el programa están basadas en que las tuberías están
llenas y que se está bombeando agua con lodos de exceso.
Las pérdidas de carga se dividen en dos partes: H f= hfl+ hpl, donde hfl = pérdidas por
fricción, hpl = pérdidas puntuales.
Medidor de caudal de tipo electromagnético

n. 3 medidores (MCE 16 01-03) de caudal de tipo electromagnético
de los cuales:
A. n.1
sobre tubería DN250
B. n.2
sobre tubería DN50
Los medidores tendrán las siguientes características indicativas:
A.
-
medidor de caudal electromagnético de recirculación de los lodos, fundo escala máx. 30
m3/min /7930 gpm
-
idioma: ingles
-
revestimiento: caucho duro
-
ataque al proceso: PN10, St37-2/Fe 410W B, brida EN 1092-1 (DIN2501)
-
electrodos: 1,4435/316L
-
calibración: 0,5%
-
sin test adicionales
-
aprobación: área segura
-
caja de custodia: compacta Alu, IP67 NEMA4x
-
Cable para versión separada: no incluida
-
Ingreso cable: prensa cable M20
-
Alimentación; Display: 85-250VAC; dos líneas, pulsantes
-
Configuración; función software: impostación de fábrica; versión básica
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-
Salida: 4-20mA HART38 más impulso pasivo
-
Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
B.
-
medidor de caudal electromagnético lodos de exceso, fundo escala más 1100 l/min /290
GPM
-
idioma: ingles
-
revestimiento: poliuretano
-
ataque al proceso: PN40, St7-2/FE 410W B, brida EN 1092-1 (DIN2501)
-
electrodos: 1,4435/316L
-
sin test adicionales
-
aprobación: área segura
-
caja de custodia: compacta Alu, IP67 NEMA4x
-
Cable para versión separada: no incluida
-
Ingreso cable: prensa cable M20
-
Alimentación; Display: 85-250VAC; dos líneas, pulsantes
-
Configuración; función software: impostación de fábrica; versión básica
-
Salida: 4-20mA HART más impulso pasivo
-
Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
Medidor de nivel por ultrasonidos
Datos característicos
Instrumento para medición de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonido en
tanques de almacenamiento, depósitos o canales abiertos.
Datos característicos

n. 1 medidor de nivel (MNU 16 01)

Procesamiento de señal para proporcionar inmunidad al ruido y las falsas
alarmas causadas por obstáculos fijos.

Alimentación en 2 hilos;
38
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir un señal analógico en
corriente (4-20 mA).
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
Carcasa de plástico (PBT) con pantalla de visualización local de medición y de la
configuración del dispositivo;

Sensor y transmisor separados

Grado de protección IP68;

Conexiones eléctricas: 2 X M20X1,5;

Rango de medición: 6 m. Cuerpo del sensor in PVDF;

Resolución: máx. de 3mm, con precisión de ±6mm;

Transductor integrado con compensación de temperatura interna;

Rango de temperatura -40 e 85°C;

Presión de trabajo: ambiente (tanque abierto);

Señal de salida: 4.20mA ;

Comunicación. protocolo HART (leer nota página anterior);

Aprobado para su uso en una zona segura, cumple con FM, CSA, CE.

Dispositivo programable a través de interfaz HART o del teclado de configuración
IR.

Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
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11.
FILTRACIÓN SOBRE TELA
La filtración sobre tela es un tratamiento de afinación que sirve cuando:
-
La especial sensibilidad medioambiental de algunas zonas de descarga con límites
más estrictos de lo habitual también con referencia a los contaminantes
convencionales, tales como DBO, DQO, fósforo, color, surfactantes, parámetros de
contaminación bacteriológica;
-
Interés en la reutilización del agua en la agricultura, en las actividades industriales y
en los servicios urbanos, con necesidades elevadas en términos de sólidos en
suspensión y de calidad higiénica;
-
Atención para los compuestos con alta toxicidad, generalmente presentes en el agua
residual en concentraciones muy bajas, pero mal eliminados en ciclos normales de
depuración para su baja capacidad bio degradable.
Las decisiones y el diseño de una tecnología de filtración se basan en:
-
El conocimiento de los tipos de filtros disponibles;
-
La comprensión general del rendimiento del proceso de filtración.
Algunos aspectos importantes a tener en cuenta para el dimensionamiento de un sistema de
filtración de un efluente son:
-
Las características del agua en entrada;
-
Las características de diseño y de funcionamiento del proceso de tratamiento
biológico;
-
El tipo de tecnología de filtración adoptado
-
Las opciones disponibles para el control de los caudales;
-
El tipo de sistema de lavado a contracorriente;
-
El equipo auxiliar requerido;
-
Los sistemas y la instrumentación de control del filtro.
En el caso de plantas de tratamiento de aguas residuales de nueva construcción, parte de la
cadena de la planta estrechamente relacionado a la filtración es la sedimentación
secundaria. La elección del tipo de sistema de filtración normalmente se basa en los factores
relacionados con la planta tales como la disponibilidad de espacio, el período en el que el
tratamiento de filtración se lleva a cabo (estacional o anual), el tiempo disponible para la
realización y los costos. Las características más importantes para un tratamiento de filtración
de los efluentes resultantes de un tratamiento secundario están representadas por la
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concentración de sólidos en suspensión, por el tamaño y la distribución de las partículas, así
como por la resistencia mecánica de los flóculos. La concentración de sólidos en suspensión
en el efluente de un tratamiento con lodos activados varía típicamente entre 6 y 30 mg/L.
En la elección de una tecnología de filtración algunos aspectos importantes deben ser
tomados en cuenta:
-
El tipo de filtro que se utilizará (patentado o realizado de forma individual)
-
La velocidad de filtración;
-
La fuerza motriz del proceso de filtración;
-
El número y el tamaño de cada unidad de filtración;
-
Equipos necesarios para el lavado a contracorriente;
En el caso del filtro patentado, el fabricante tiene la responsabilidad de proporcionar la
unidad de filtración completa con el equipo de control asociado, sobre la base de criterios
generales de diseño y de la eficiencia de tratamiento requerida.
La velocidad de filtración es un parámetro particularmente importante ya que influye en el
tamaño del filtro necesario para la ejecución del tratamiento. La velocidad de filtración
depende principalmente de la resistencia mecánica de los flóculos y del tamaño de las
partículas que constituyen el medio de filtro. En el caso de filtración de efluentes
procedentes de una sedimentación secundaria, aguas Abajo de un proceso de lodos
activados, velocidad de filtración entre 80-320 l/m2∙min no implican una disminución de las
características del efluente final (Metcalf & Eddy, 2003). Para el diseño de un sistema de
filtración de superficie (sistema elegido en este caso), se resumen en el siguiente cuadro los
parámetros básicos y los valores típicos respectivos.
Tabla 22.-Parámetros básicos y valores típicos para diseño de sistemas de filtración
de superficie a través de Discfilter
Listado
Unidad de
medición
Valor típico
Tamaño de las
Aberturas de la tela
filtrante
µm
20-35
carga hidráulica de
superficie
m3/m2∙min
0,25-0,83
Pérdidas de carga
a través de la tela
mm
75-150
Comentarios
Telas filtrantes bi-dimensional de
acero inoxidable o poliéster con
Aberturas de tamaño entre 10 y 60
µm
Función de las características de los
sólidos suspendidos que hay que
eliminar
Función de la parte sumergida de la
superficie filtrante
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filtrante
Sumergimiento
% de la
altura
% del área
70-75
60-70
Diámetro de los
equipos
m
0,75-1,50
Velocidad de
rotación
m/min
4,5 por pérdida
de carga de 50
mm,
30-40 por
pérdida de carga
de 150 mm
Necesidad de
lavado a
contracorriente
% del
caudal de
salida
2 a 350 kPa
5 a 100 kPa
Es aconsejable prever un bypass
para ser utilizado en el caso en que
las pérdidas de carga sean
superiores a 200 mm
Función de las características de
construcción del filtro; el tamaño
generalmente adoptado es igual a 3
m; valores inferiores aumentan la
frecuencia del lavado a
contracorriente
El valor de la velocidad de rotación
tiene un límite superior por
cuestiones de carácter práctico
La filtración permite la eliminación de los contaminantes presentes en la suspensión. La
filtración de superficie elimina el material particulado presente en suspensión en un líquido
como resultado de un mecanismo de selección de tipo mecánico en el que el líquido pasa a
través de un tabique delgado poroso. Los materiales utilizados para la construcción de los
tabiques porosos en los procesos de filtración de superficie son redes de tejido de metal,
telas filtrantes de distintos tejidos, y materiales sintéticos de varios tipos.
La filtración se produce por gravedad desde el exterior al interior de los discos con la
eliminación del filtrado a través del eje central y con un depósito de sólidos sobre las
superficies exteriores de las telas. Sigue un aumento progresivo de las pérdidas de carga y
del nivel del tanque: alcanzado el valor máximo admisible (20-30 cm), se activa el sistema
de lavado a contracorriente que consta de dos elementos aspirantes, de ancho igual a la de
los sectores, colocado en una posición fija en los lados exteriores de cada disco. La
depresión producida atrae el agua filtrada desde el interior de los discos y se realiza un
lavado a contracorriente de las telas con la eliminación de la suspensión a través de una
tubería de descarga.
Para la evaluación de la pérdida de carga con telas limpias se han obtenidos diferentes
relaciones. Kozeny (1927) esquematizó el flujo de filtración en forma de movimiento laminar
en más tubos cilíndricos, cada uno de los cuales se describe mediante la ley de Poiseuille
(1841) derivable directamente de la ecuación de Navier-Stokes. La ley de Poiseuille, válida
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para un flujo laminar, por un tubo cilíndrico de diámetro d y de longitud L, se puede expresar,
en términos de pérdida de carga, de la siguiente manera:
ℎ 32𝜇𝜈
=
𝐿 𝜌𝑔𝑑 2
Dónde h: pérdida de carga; : viscosidad dinámica del fluido; ρ: densidad del fluido; g:
aceleración de gravedad; v: velocidad de filtración.
Considerando equivalente el volumen de huecos del lecho poroso al volumen interno del
canal cilíndrico y considerando también equivalente la superficie del medio poroso a la
superficie interior del canal, se obtiene la ecuación de Kozeny:
ℎ 𝑘𝜇 𝑆 2
=
∙ ∙𝜈
𝐿 𝜌𝑔 𝜀 2
Dónde h: pérdida de carga;  porosidad; S: área superficial específica (superficie total de los
granos dividida por el volumen del lecho filtrante); : viscosidad dinámica del fluido; k:
constante de Kozeny (generalmente próxima a 5); v: carga hidráulica de superficie
(caudal/superficie del lecho); L: profundidad del filtro o de cada capa. En el caso de esferas
mono-granulares S= 6∙(1-ε)/d, donde d es el diámetro de la esfera. Cuando el número de
Reynolds es mayor que 1 la ecuación de Kozeny subestima las pérdidas de carga por la
presencia de un componente ya no insignificante debido a la pérdida de cargas causada por
las fuerzas inerciales. En 1952 Ergun propuso la siguiente relación:
ℎ
𝜇(1 − 𝜀)2
1 − 𝜀 𝜈2
= 𝑘𝑣
∙
𝜈
+
𝑘
∙
1
𝐿
𝜌𝑔𝜀 3
𝜀 3 𝑔𝑑
Dónde:
kV (coeficiente de pérdidas de carga por fuerzas viscosas) = 150 (número puro)
kI (coeficiente de pérdidas de carga por fuerzas inerciales) = 1.75 (número puro)
Durante el proceso de filtración en el lecho poroso hay tres zonas distintas:
1) capa superior completamente obstruida y no capaz de separar los sólidos suspendidos.
2) capa intermedia, que constituye la zona activa, cuyo espesor varía con la carga hidráulica
y la granulometría del lecho. Esta capa retiene los sólidos y aquí hay cambios constantes
tanto de la suspensión que del lecho filtrante.
3) la capa inferior no afectada por la obstrucción.
Cuando la capa inferior no tiene espesor se tendrá una mala calidad del agua filtrada. En
esta situación se dice que el filtro está "perforado".
Los criterios para definir la duración de un ciclo de filtración se basan en el logro de una
pérdida de carga máxima admisible que tendría que ser alcanzada antes del empeoramiento
de las características del filtrado (perforación).
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El filtro alcanza la pérdida de carga y empieza el lavado a contracorriente antes del
empeoramiento del filtrado.
Figura 36: Pérdida de carga en el filtro
El inicio de la perforación coincide con el logro de la pérdida de carga máxima admisible
como se muestra en la siguiente figura:
Figura 37: Pérdida de carga en el filtro
La cantidad de agua utilizada depende del tipo de lavado a contracorriente, de la
temperatura del agua, de las características cualitativas del agua en entrada y de la tipología
del medio filtrante.
La viscosidad del agua disminuye con el aumento de la temperatura. Las fuerzas de fricción
que actúan sobre el filtro y que determinan su expansión, disminuyen a medida que
aumenta la temperatura, lo que exige una mayor cantidad de agua para obtener el mismo
resultado.
Se puede estimar un aumento de caudal del lavado a contracorriente igual a 2% por cada
grado Celsius de aumento de la temperatura del agua.
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La tipología de filtración elegida está constituida por una serie de discos paralelos montados
verticalmente que se utilizan como soportes del material filtrante. Cada disco está conectado
a un tubo de alimentación central.
El líquido que tiene que ser tratado se envía al interior del filtro a través de un conducto
central y posteriormente forzado a pasar a través de la tela de filtro. Durante el
funcionamiento normal del filtro aproximadamente el 60-70% de la superficie filtrante está
sumergido y cada disco está sometido a un movimiento de rotación con una velocidad
variable entre 1 y 8.5 vueltas/min. El Discfilter puede funcionar con un lavado a
contracorriente intermitente o continua; en el caso de lavado continuo cada disco puede
continuar a producir efluente filtrado durante las operaciones de lavado a contracorriente.
Al comienzo de cada rotación el líquido que tiene que ser tratado entra a través del conducto
central desde el cual se distribuye dentro de cada disco. Mientras que el filtro está
sumergido, el líquido, junto con las partículas de tamaño inferior a la de las Aberturas de la
tela filtrante, pasa a través de la tela hacia el canal de recogida de los efluentes, mientras
que las partículas de mayor tamaño son retenidas por el filtro.
Como los discos giran dentro del líquido a tratar, este pasa a través de las telas filtrantes
hasta el agotamiento completo del líquido dentro del sistema. Las telas filtrantes que
contienen los sólidos en suspensión retenidos continúan su rotación hasta alcanzar una
serie de boquillas de lavado a contracorriente que permiten, mediante el envío de chorros de
agua, la eliminación de partículas sólidas y por lo tanto la limpieza de las telas. La
suspensión de agua de lavado a contracorriente y las partículas sólidas separadas de las
telas filtrantes se recogen dentro de un canal o un tubo de recogida. Después de pasar las
boquillas para el lavado a contracorriente, las telas filtrantes pueden comenzar un nuevo
ciclo de filtración. Cuando el sistema funciona con lavado de contracorriente discontinuo, el
envío de chorros de agua a presión se activa sólo cuando la pérdida de carga a través de
las telas filtrantes llega a un valor predefinido.
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11.1. Principales equipos instalados39
Compuertas manual alimentación filtros
Datos característicos

n.4

Dimensiones
compuertas manual(CMP_M_01-04)
600x600 mm
Tamaño
agujero
(mm)
600x600

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
2800
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado.

n.3

Dimensiones
compuertas manual(CMP_M_05-07)
600x600 mm
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
39
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Tamaño
agujero
(mm)
600x600

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
1700
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Pérdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado.

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4
Descripción:
Marco realizado con perfilados de acero al carbono electro soldado. Escudo de láminas de
acero al carbono con niervos de refuerzo electros soldadas. Fijación sobre tres lados hecha
con guarniciones en EPDM fácilmente sustituible.
Perdidas permisible: 0.4-1 l.m.m.
Guías de deslizamiento sobre canales de latón. Subasta roscada de maniobra en acero Inox
AISI 420, extensiones y tornillos en acero de carbono.
Tratamiento superficial: galvanización caliente.
Comando:
De tipo manual con subasta creciente; la maniobra es hecha a través de un volante que
trabaja sobre una caja de reducción con engranajes cónicos puesta sobre la parte superior
del marco.
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La caja de reducción es realizada en hierro fundido gris G22, cojinetes radiales portantes
contra empujes con esferas, lubricación con grasa permanente.
Protección de la subasta creciente con tubo en plexiglás pintado.
Compuertas manual bypass filtros

n. 1

Dimensiones
compuerta manual (CMP_M_08)
DN600
Tamaño
agujero
(mm)
Φ600

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
2800
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4


n.1
Dimensiones
compuertas manual(CMP_M_09)
1000x1000 mm
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Tamaño
agujero
(mm)
1000x1000

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
2800
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado.

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4

Accionamiento manual con volante y reducción.
Filtro mecánico con placas en tela
Datos característicos

Instalación
en tanque de hormigón

Estructura
acero inoxidable Aisi 304

Cobertura
acero inoxidable Aisi 304

Paneles filtrantes
estructura de plástico y tela en
poliéster

Diámetro discos
mm 2300

Discos
n°11

Caudal máxima total
1215 m3/h máx. 3/6 h/gg

peso
2750 Kg

Área de filtración total
m2 206,25
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
Potencia del motor
kW 8,60 (440 V - 60 Hz)

Bomba de lavado
centrifuga estadio múltiple
L/s 2,9
Composición de la dotación
Número 3 filtros (FMT 06 01-03) con placas giratorias en cada uno constituido de:
o n.1 estructura de soporte y árbol vacuo central en acero Inox AISI 304
o n.11 discos con marco en acero Inox AISI 304 ubicados sobre el árbol vacuo central.
Cada disco es fabricado con dos caras, sobre las cuales son montados los paneles
filtrantes. Cada panel filtrante está constituido de un marco filtrante en PP sobre el cual
hay un tejido filtrante fijado sin utilizar pegamentos. El tejido filtrante es en poliéster y el
grado de filtración es igual a 18 μm
o n.1 cobertura con posibilidad de apertura en AISI 304
o n.1 canal interior de recogida de agua de retro lavado en AISI 304
o n.1 dispositivo de limpieza constituido de:

n.1 electrobomba vertical inmersa a alta eficiencia eléctrica con las
siguientes características:
Caudal: 22 m3/h
Presión: 6.5 bar
Potencia instalada: 7.5 kW (440 V-60Hz)
Ejecución: acero Inox AISI 304

n.1 grupo de limpieza constituido de un colector de alimentación,
boquillas, manómetro, filtro de seguridad a protección de las boquillas
en acero Inox AISI 304, presóstato y válvula
o n.1 grupo de rotación filtro constituido de un moto reductor en pareja con un grupo de
transmisión a cadena. Potencia moto reductor 1,1 kW (440 V-60 Hz), motor a alto
rendimiento
o n.1 interruptor de nivel a conductibilidad por el comando del sistema de limpieza del
filtro
Número 1 tablero eléctrico para el comando y la protección de los tres filtros, protección IP
55, carpintería en material plástico completo de:
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n. 3 invertidor para arranque y parada progresiva del moto reductor de accionamiento
de rotación de los discos
o n.3 arrancador suave (soft starter) para el accionamiento y la parada progresiva de la
bomba de retro lavado
o predisposición señales de telecontrol
El tablero eléctrico puede montarse en un sitio adyacente al equipo. Las conexiones entre el
tablero eléctrico y los diferentes equipos deben considerarse por separado.
Aplicación: filtración final en salida del depurador
Número filtros: 3
Caudal máximo total: 1215 m3/h
SST máximos en entrada con Qmax: 40 mg/l
Caudal promedio total: 431 m3/h
SST máximos en entrada con Qpromedio: 35 mg/l
Material de construcción: acero Inox AISI 304
Instalación: al interior del tanque en concreto
Filtro a discos giratorios
Aplicación: tratamiento terciario de las aguas que llegan de la sedimentación final en una
planta de lodos activados
Número filtros: 3
Modelo: FRD.W-IC-230/11
Funcionamiento: a gravedad, filtración continua y desde el interior hasta el exterior de los
discos, rotación de los discos solo durante la fase de retro lavado.
Número discos cada filtro: 11
Diámetro disco: 2.300 mm
Superficie filtrante unitaria: 68.75 m2
Superficie filtrante total: 206.25 m2
Caudal máximo total: 1215 m3/h máx. 3/6 h/d
SST máximos en entrada con Qmax: 40 mg/l
Caudal promedio tota: 431 m3/h
SST máximos en entrada con Qpromedio: 35 mg/l
SST en salida: ≤ 10 mg/l (+/- 5 mg/l incertidumbre)
Elemento filtrante: tejido monófilo en poliéster con malla tridimensional
Grado de filtración: 18 μm
Material de construcción: acero Inox AISI 304
Instalación: al interior del tanque en concreto
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Máxima pérdida de carga: 300 mm
Funcionamiento
El filtro trabaja a gravedad y es instalado casi sumergido, por casi el 60% de diámetro al
interior de un tanque adecuado. El agua a filtrar entra en el árbol vacío, fluye en los discos,
pasa a través los paneles filtrantes desde el interior hasta el exterior y depositan sobre el
tejado los sólidos, luego prosigue en el tanque del filtro y sale hacia la salida a través de un
adecuado orificio.
Durante el normal funcionamiento no hay órganos mecánicos en movimiento y no se
desarrolla ningún desgaste o consumo de energía. El progresivo atasco de tejido filtrante
reduce la permeabilidad con elevación del nivel líquido arriba del filtro, hasta llegar a un
sensor que comanda en automático la fase de retro lavado.
El moto reductor pone en rotación los discos y en el mismo tiempo se pone en marcha una
bomba centrífuga que alimenta un colector con boquillas que rocían agua filtrada sobre la
superficie exterior de los paneles que son momentáneamente afuera del agua. Esto permite
la remoción de los sólidos tenidos por el tejido filtrante.
La rotación de los discos permite la completa limpieza de los elementos filtrantes en un
tiempo muy corto. Un canal adecuado puesto al interior del árbol vacío recoge el agua de
retro lavado y la entrega por gravedad al exterior del filtro.
La operación de limpieza implica la bajada del nivel de agua arriba del filtro hasta llegar a un
otro sensor, el cual comanda la parada de la bomba de retro lavado y la rotación de los
discos.
El ciclo se repite cada vez se llega el sensor de nivel máximo, sin interrumpir el flujo normal.
Características

El tejido filtrante de alta resistencia es fijada al marco en PP sin usar pegamentos. En
el caso de mantenimiento el marco es reutilizado y es posible cambiar solo el tejido el cual
es fácilmente desmontable, logrando un alto ahorro económico e ambiental.
Es también posible remplazar el tejido con un otro que ha un diferente grado de filtración, si
es necesario lograr nuevos rendimientos o modificar las condiciones de trabajo.

Durante el mantenimiento de los discos y de las boquillas no es necesario vaciar el
tanque o remover el filtro

El tejido es plano y por eso es fácilmente lavable. Esto permite una más simple y
mejor limpieza en comparación con el tipo de plisado, requiriendo una menor presión de
retro lavado y un ahorro de energía con una mayor durada del tejido.

Doble fase de limpieza del tejido filtrante

Retro lavado en presión del tejido filtrante
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
Eliminación de los sólidos tenidos al interior de los discos con descarga a gravedad
al interior de canal. Evita el aumento de la concentración de los sólidos al interior de los
discos filtrantes

El inserción de un filtro para la protección de las boquillas totalmente en acero Inox
AISI 304 sobre la tubería de retro lavado:
o
Ulterior garantía de un correcto funcionamiento de la máquina
o
Evita el problema del atasco de las boquillas de retro lavado
o
Fácil limpieza del solo filtro, sin la necesidad de desmontar las
boquillas

Alta área de filtración con estorbo reducido

El filtro normalmente no tiene órganos en movimiento. Solo durante la fase de retro
lavado los discos ruedan y la bomba es en función. Esto permite de reducir el desgaste y el
consumo de energía

Posibilidad de regulación en el tiempo de la resistencia hidráulica a través de un
particular equipo.
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12.
DESINFECCIÓN UV
A los gérmenes patógenos presentes en las aguas residuales municipales e industriales, se
asocia el riesgo de enfermedades infecciosas y parasitarias, causadas las primeras por
microorganismos unicelulares y virus, y las segundas por organismos multicelulares.
La aparición de la enfermedad depende de la propagación de gérmenes y de su transmisión
de un organismo huésped a otro. Por estas razones se recurre a la desinfección, para
controlar el número de microorganismos patógenos presentes en el agua con el fin de
reducirlo por debajo de un valor considerado aceptable. En este proyecto se han
seleccionado dos tipos de desinfección, el primero es la desinfección con rayos UV
(ultravioleta), el segundo, utilizado en condiciones de emergencia, es la desinfección
mediante cloración.
En dosis apropiadas, los rayos UV han mostrado una eficiente capacidad bactericida y de
eliminación de virus en las aguas residuales y han sido capaces de no contribuir a la
formación de subproductos de desinfección.
La porción del espectro electromagnético característico de los rayos UV, está entre 100-400
nm. El rango de la radiación UV se divide más en función de la longitud de onda. La porción
de rayos UV germicida cae en el intervalo de 220-320 nm, al que pertenecen principalmente
los rayos UV-C. La generación de los rayos UV se lleva a cabo por medio de lámparas que
contienen vapores de mercurio producidos a través de un arco eléctrico. La energía
generada por la excitación de los vapores de mercurio contenidos en la lámpara emite la
radiación UV.
La producción de la radiación UV se realiza por medio de lámparas tubulares a descarga,
recubiertas con fundas de cuarzo en cuyos extremos están puestos dos electrodos.
La tipología de lámparas elegida es la de baja presión y de alta intensidad con instalación
vertical de los paquetes de lámparas. Estas lámparas son similares a la de baja presión y de
baja intensidad, pero utilizan una amalgama de mercurio y de indio en lugar de sólo
mercurio. Operan con descargas de corriente eléctricas más elevada y presiones que
oscilan entre 0.001 y 0.01 mm Hg. La utilización de una amalgama de mercurio permite
producir una cantidad de radio UV-C, igual a 2-4 veces la de las lámparas convencionales.
En lámparas de baja presión y de alta intensidad, la amalgama realiza la función de
mantener constante la concentración de átomos de mercurio y por esta razón se utiliza para
lograr una mayor estabilidad en un amplio rango de valores de temperatura y de duraciones
que exceden la vida útil de las lámparas.
La eficiencia de la desinfección es una función de la cantidad de UV y se define como:
D= I ∙ tc
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Donde D es la cantidad de UV en mJ/cm2, I es la intensidad de la radiación UV (mW/cm2) y t
es el tiempo de exposición (s). Contrariamente a los desinfectantes químicos, la
desinfección con radiación UV requiere tiempos de contacto muy cortos, del orden de
segundos (4-10 segundos). Nótese cómo el significado del término D es similar a la del
producto c ∙ tc usado para los desinfectantes químicos.
La dosis de UV a la que los microorganismos están expuestos es diferente de la dosis de
UV aplicada, función de la potencia absorbida por las lámparas, como resultado de la
absorción de la radiación a lo largo del camino desde el punto de generación.
Las propiedades ópticas del medio líquido están influidas por la presencia de compuestos
disueltos y suspendidos: de hecho a 254 nm hay Absorción de muchas sustancias
orgánicas, en particular las constituidas por anillos aromáticos, y sustancias inorgánicas
tales como Fe3+,Mn2+, NO3- , Br- , SO3-, SO4- .
Las partículas suspendidas además de Absorber o reflejar la radiación UV, también pueden
proteger a los microorganismos que se adhieren a ellas. El grado de Absorción del medio
líquido se define, por analogía con los desinfectantes químicos, como una demanda de UV
en el agua. Dicha demanda puede ser indirectamente evaluada mediante la medición de la
transmitancia a 254 nm.
En el siguiente cuadro se presentan los valores de transmitancia a 254 nm para ciertos tipos
de efluentes.
Tabla 23.-Valores de transmitancia a 254 nm para diversos tipos de efluentes
Tipología agua de descarga
Transmitancia a 254 nm
Efluente primario
28-50%
Efluente secundario
45-70%
Efluente secundario nitrificado
55-80%
Efluente secundario filtrado
55-80%
Efluente secundario microfiltrado
55-90%
Efluente de embalse
25-50%
El cálculo de la dosis UV por lo tanto, debe llevarse a cabo teniendo en cuenta las
propiedades ópticas del medio líquido, la distribución de los tiempos de residencia (por lo
tanto de la exposición a la radiación UV) dentro del canal y la geometría del sistema de
contacto, típica por cada lámpara, ya que determina la distribución espacial de la radiación.
En este sentido, la EPA sugiere un método de cálculo de la intensidad dicho PSS "Point
Source Summation", que supone que cada lámpara está constituida por una serie de fuentes
puntuales que emiten radialmente en todas las direcciones. La intensidad en un punto
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genérico del reactor se obtiene entonces como la suma de las intensidades de cada fuente
puntual en el mismo punto. La intensidad medía se obtiene mediante la integración de este
procedimiento con respecto a todo el volumen del reactor.
La eficiencia del proceso depende de la penetración de la radiación en el medio líquido
directamente relacionada con la intensidad. Está influenciada por:
el envejecimiento de las lámparas, así como incrustaciones y depósitos que se
-
forman en la superficie de las lámparas por la precipitación de sales o en presencia
de aceites y grasas;
la presencia de sustancias orgánicas e inorgánicas disueltas, en condiciones de
-
Absorber la radiación a 254 nm;
los sólidos en suspensión, turbidez, microorganismos agregados en colonias, tanto
-
en términos de calidad que de distribución del tamaño de las partículas.
La dosis de UV que se aplica es una función de la tasa de inactivación que queremos
alcanzar y se calcula utilizando la siguiente expresión que deriva de la ley de Chick:
𝑁
𝑙𝑜𝑔 𝑁 = −𝑘 ∗ 𝐷
0
En donde el coeficiente k es una función del tipo de microorganismo; con referencia a
Escherichia coli, vale 0.13 cm2 /mJ. La presencia de sólidos en suspensión genera un
aumento de la dosis de UV necesaria para obtener la misma tasa de inactivación con
referencia a los coliformes totales.
El diseño de un sistema de desinfección por UV consta de tres fases generales:
1. determinación de la dosis de radiación UV necesaria para eliminar los microorganismos
de interés, identificada mediante la realización de pruebas biológicas;
2. validación de las prestaciones del sistema de desinfección declaradas por el fabricante;
3. determinación de la configuración óptima del sistema, es decir el número de lámparas
por módulo, el número de módulos por banco, los bancos por canal y el número total de
canales
De las características de las aguas residuales (caudal mínimo de diseño, caudal máximo) y
establecido un valor de transmitancia con las características del sistema (posición de las
lámparas, en este caso vertical, el rendimiento validado de las lámparas, el coeficiente que
tiene en cuenta las pérdidas del sistema, el diámetro de la lámpara, el área de sección
transversal de la lámpara, el espacio entre las lámparas) datos del fabricante, se determina
el número de canales del sistema relacionado con la dosis. Una vez establecido el número
de canales, se determina el número de lámparas, que deriva de la relación entre caudal
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relacionado con el número de canales y la carga hidráulica, por cada banco. Se verifica que
el diseño cumpla con las especificaciones técnicas sugeridas tanto por la relación entre el
caudal mínimo y el número de lámparas elegido, cuanto por la relación entre el caudal
máximo y el número de lámparas.
Las ventajas de la utilización de la radiación ultravioleta son:
1. se disipa rápidamente en el agua, sin dejar residuos potencialmente nocivos para la
salud humana y la vida acuática;
2. actualmente no tiene evidencia de la formación de subproductos;
3. no es necesario producir, manipular o almacenar reactivos tóxicos o corrosivos, con una
mayor facilidad de administración con respecto a la desinfección química.
12.1. Principales equipos instalados40
Compuertas manual alimentación UV
Datos característicos

n. 2

Dimensiones
compuerta manual (CMP_M_07_01-02)
850x850 mm
Tamaño
agujero
(mm)
850x850

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de maniobra
(mm)
2330
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
40
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
La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4.
Compuertas manual bypass UV

n. 1

Dimensiones
compuerta manual (CMP_M_07_05)
DN600
Tamaño
agujero
(mm)
Φ600

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
2860
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado
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
Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4
Compuertas manual salida UV

n. 2

Dimensiones
compuerta manual (CMP_M_07_03-04)
850x850 mm
Tamaño
agujero
(mm)
850x850

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
3120
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado.

Tratamiento superficial:
limpieza manual y galvanizado a
fuego.

n. 1

Dimensiones
compuerta manual (CMP_M_07_06)
DN600
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Tamaño
agujero
(mm)
Φ600

Marco
hecho
con
Distancia
agujero -plan
de manobria
(mm)
3000
perfiles
en
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo hecho en hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.
Fijación en cuatro lados con EPDM ajustable y reemplazable, fijados con tornillos
de acero.

Perdida permisible 0,4-1 l.m.m.

Guía deslizante de latón mecanizado.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el
pasador de pivote de acero al carbono.

La compuerta está equipada con:

N. 1 soporte de montaje

Sistema de bloqueo para asegurar el sello en ambas direcciones estante en
acero al carbono, galvanizado en caliente para apoyar voladizo pedestal.

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado
sobre la viga superior del marco.

Protección varilla ascendente con plexiglás tubo graduado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4
Módulos desinfección UV
Datos característicos

N. Canales
2 (DUV 08 01-02)

Caudal máx. por cada canal
500
m3/h

Caudal medía por cada canal
250
m3/h

Tipo de agua a tratar
filtrada

Temperatura agua
+5 ÷ +35 °C

Transmitancia UV-C (referida a uno espesor liquido de 10mm) ≥ 65 [%]

SST
≤ 10
mg/l

E.Coli en entrada UV
< 105
UFC/100ml
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
E.Coli en salida UV
< 10
(80-esimo percentil)
< 100 (como máximo puntual)
UFC/100ml

Dose UV-C (al final de la vida, calculada a la Qmax según procedimiento de
cálculo de EPA)

Potencia eléctrica adsorbida
≥ 70,5
mWs/cm2
20
Kw
o La solución propuesta garantiza el objetivo de desinfección establecido con
adecuado margen de seguridad para el caudal máximo calculado en fase de
dimensionamiento.
o El sistema UV-DOSE CONTROL, se está suministrado por el proveedor, hace una
modulación de la potencia en el intervalo 50/120%, en función de la variabilidad del
caudal y/o de la transmitancia efectiva del agua, al fin de permitir al sistema UV de
ajustar los propios consumos con las verdaderas características del agua residual.
El consumo de electricidad del sistema, que se puede ver a continuación, se refiere a
las condiciones de caudal promedio.
o Si falta el sistema UV DOSE CONTROL, el sistema UV trabaja constantemente a la
potencia de 2808 kW
Configuración

Número de canales de desinfección
2

Número de bancos por cada canal
2

Número de módulos por bancos
1

Número total de módulos
4

Número lámparas por módulo
24

Número total lámparas
96

Número de tableros eléctricos
1

Longitud canales
6.000
mm

Ancho canales
420
mm

Altura canales
2.520
mm

Nivel hídrico nominal
1.520 ÷ 1.600 mm

Línea: lámparas instaladas en vertical

Lámparas en baja presión y alta intensidad, amalgama de mercurio y de indio,
con forro interior;
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
Vida útil de la lámpara
16.000
ore
Materiales:

Acero inoxidable AISI 316 L

N. 4 módulos UV-C GH 30X 24 SC-VR2 – línea canal SC-VR2, con lámparas
instaladas en vertical. Los módulos son hechos en acero Inox AISI 316 por todas
las partes sumergidas, en aluminio por las partes en contacto con la agua. La
suministración por el proveedor comprende todo lo que es necesario para la
instalación de los módulos UV-C en el interior del canal de alojamiento.

N. 96 Lámparas germicidas tipo GH30X – Lámparas de amalgama de mercurio e
indio de última generación. Potencia máxima absorbida 325 kW

Duración garantizada de las lámparas: 16000 horas

Alimentación: las lámparas son alimentadas con ballast electrónicos (fuentes de
alimentación) ubicados directamente al borde de los módulos UV al fin de
simplificar el cableado general y de permitir la instalación del tablero eléctrico de
comando a cualquier distancia del canal UV; los ballast
están ubicados de
manera que sea permitida la substitución sin la necesidad de extracción del
módulo del canal

Protección de las lámparas: n. 96 tubos de cuarzo puro, con transmitancia a la
radiación UV-C≥ 92%

N. 1 tablero de comando: la estación de desinfección es gestionada por un PLC
capaz de verificar las diferentes fases de funcionamiento y alarma. El tablero se
puede instalar por cualquier distancia del canal de desinfección, al interior de un
local cerrado o abajo de un cobertizo. El tablero está ubicado en una caja de
acero con pintura epoxi contra garfio. La suministración por el proveedor es
completa de conexiones tablero módulos (longitud estándar 10 m, hasta 50 m
si requerido)

N. 2 sondas de nivel hídrico mínimo en el canal de desinfección, n. 1 sonda de
temperatura del tablero eléctrico y n. 2 sondas de temperatura de las aguas a
tratar.

Limpiador automático de los tubos de cuarzo (WCS AUT): n.4 pistones
neumáticos (uno para cada módulo); n.288 anillos raspadores (tres para cada
lámpara) – sistema de limpieza mecánico automático patentado operado por
pistón neumático: la limpieza se realiza a través de diferentes anillos raspadores
(hechos con materiales non biodegradables a la radiación UV-C) capaz de hacer
una cerradura eficaz sobre la superficie del cuarzo y mantener una eficiencia
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constante en el tiempo independientemente del progresivo desgaste de los
anillos raspadores

N.1 compresor para la producción de aire comprimida para el circuito neumático
de accionamiento del sistema de limpieza de los módulos UV-C. La alimentación
eléctrica del compresor está en el tablero eléctrico de comando incluido en el
equipamiento.
12.2. Muestreo aguas abajo de la sección de desinfección con UV
Descripción:
El muestreador permite recoger muestras de agua con el fin de evaluar el estado de las
descargas, aguas de superficie y cualquier otra cosa que necesita ser monitorizada. Las
muestras pueden ser de tipo secuencial o promedio compuestas de botella única o más
botellas. Las muestras pueden obtenerse sobre la base de tiempo o de caudal.
El muestreador está construido específicamente para ser instalados al exterior, por lo que es
resistente a la intemperie a la radiación solar y las atmósferas corrosivas.
Características:

Peso
86
Kg

Altura
1300
mm

Diámetro
810
mm

Ancho
760
mm

Tensión de alimentación

Temperatura de almacenamiento
-30 +60 °C

Temperatura ambiente
-40 +50 °C
127V/60Hz
Construcción:
El muestreador ha sido diseñado para soportar ambientes altamente corrosivos, los
componentes electrónicos son totalmente independientes de las partes húmedas y las
tarjetas están protegidas de manera hermética. La parte de control se ha probado en
atmósfera a alta temperatura y alta humedad.

Controlador y protección electrónica IP 67.

Reloj interno para el sistema de control a fin de indicar los datos de la fecha y la
hora en correspondencia con el muestreo llevado a cabo, los parámetros de
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lectura y para el programa de activación del programa. Resistencia a la
humedad: 0-100%

Carcasa del muestreador: En polietileno contra los arañazos. Fabricado en una
sola pieza con fusión centrífuga. El aislamiento térmico está garantizado incluso
en ambiente caliente y húmedo, con una doble pared con aislamiento.

Otros materiales: resistente a la corrosión o acero inoxidable
Certificación:
Está certificado para cumplir con la norma ISO 5667-10 por el servicio MSincert.
Está
certificado E32 por la agencia ambiental del Reino Unido que verifica el cumplimiento de la
norma ISO 5667-10 y es muy restrictiva con respecto a la capacidad de refrigeración de las
muestras.
Alimentación:
127 VAC, 60 Hz, consumo al arranque (desde muestreador apagado) 17 amperios,
consumo de mantenimiento 0,82 amperios.
Conformidad a las normas:
Está realizado de acuerdo con las actuales normas europeas (marcado CE). Está diseñado
y construido de acuerdo con los requisitos de la norma ISO 5667-10 y EPA. Cumple con la
ley 152/99 y sucesivas modificaciones. El cumplimiento de las normas ISO es confirmado
por certificaciones realizadas por organismos y laboratorios independientes.
Controlador
Realizado con protección IP 67
Memoria:
Memoria ROM no volátil
Batería de reserva:
Está equipado con una batería de reserva que mantiene en la memoria los últimos datos de
muestreo, los programas preestablecidos, los datos del reloj y la configuración. Esta batería
tiene una vida medía de 5 años.
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Reloj interno:
Está equipado con un reloj interno al sistema de control para indicar los datos de la fecha y
la hora en correspondencia con la toma de muestreos, los parámetros de lectura y para
programar la activación del programa.
Activación muestreador:

Con activación manual: inmediata o con retardo de arranque.

En base al calendario y reloj;

El muestreador se puede activar de forma remota a través de una alarma, un
botón o una llamada de teléfono.
Temperatura:
La temperatura de los recipientes de muestra se visualiza en la pantalla y se graba en el
registrador de datos interno. Se puede transferir al PC.
Fin de muestreo:
Normalmente, la secuencia de muestreo se para automáticamente cuando la/las botellas
disponibles se han llenado, incluso cuando se detiene la secuencia de muestreo, continúa la
refrigeración de las muestras.
Toma de muestras:
Como exige la norma, la muestra se toma con un contacto mínimo entre los materiales y el
líquido extraído.
Esto con el fin de reducir el tiempo de mantenimiento, asegurar la calidad de la muestra
extraída y evitar la "contaminación cruzada". La bomba de aspiración está separada de la
parte electrónica para evitar accidentes causados por rotura fortuita del tubo de aspiración.
Longitud del tubo de succión aceptable: de 1 a 30 m. En dotación estándar de 7,6 m.
El principio de muestreo es por aspiración de la muestra (depresión) por medio de una
bomba peristáltica.
Los muestreadores están equipados con un sensor de LD 90 (PATENTADO) para
determinar la llegada del líquido en el instrumento.
Gracias a este sensor, además de aumentar la precisión del muestreo, el muestreador
puede hacer hasta 3 ciclos de lavado del tubo antes del muestreo.
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El sensor LD 90 calcula exactamente el volumen de la muestra tomada sin influencia de las
burbujas que pueden estar presentes en el tubo.
Es posible también calcular automáticamente la prevalencia de muestreo (máx. 8,5 m) de la
bomba peristáltica.
Una patente de invención ISCO prevé que el volumen de muestra sea determinado por el
número de revoluciones de la bomba y no por el tiempo de activación de la misma; esto es
muy útil en casos de alimentación con batería; de hecho cuando esta comienza a
descargarse en el mismo tiempo la bomba ya no tiene el mismo número de vueltas
El ciclo estándar de muestreo prevé: limpiado del tubo de aspiración, muestreo, limpiado del
tubo después del muestreo
La precisión de muestreo es igual a 5% del volumen máximo, y de toda forma (en los peores
de los casos) no es superior a 5 ml, la repetitividad está dentro de un 5% del volumen medio
muestreado.
El filtro estándar del toma muestra es en acero inoxidable y PVC, y está cargado para
asegurar siempre el correcto grado de inmersión
La sección interna del tubo y el diámetro de los orificios del filtro cumplen con las
dimensiones requeridas por las normas ISO 5667-10, teniendo un diámetro 10 mm. La
longitud de tubo estándar es de 7,5 m pero puede variar entre 0,9 m y 30 m. Cabe destacar
que es oportuno no tener el tubo de recogida más largo de lo necesario para tener siempre
una muestra representativa y limitar el consumo de energía y la tensión del tubo de la
bomba peristáltica.
Se sugiere no tomar muestras de volumen de menos de 50 cc para asegurar cierta
representatividad
Bomba peristáltica:
Longitud máxima del tubo de aspiración exterior (vinilo) = aceptable desde 1 hasta 30 m
Tubo de la bomba, de silicona con un diámetro interno de 10 mm.
Vida medía de 2 años o 1.000.000 revoluciones de la bomba
La velocidad de aspiración cumple con la ISO y EPA de 0,66 m/s, con una prevalencia de
7,5 m
Volumen de la muestra de 10 ml a 9999 ml con incrementos de 1 ml.
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Frecuencia de muestreo seleccionable en horas y minutos entre muestras consecutivas.
Incrementos de 1 minuto hasta 1 a 999 horas. En proporción al caudal de 1 pulso a 9.999
pulsos.
Funciones varias:
Programación del instrumento sobre la base del tiempo:

Intervalos fijos de tiempo, volumen de muestra constante

Intervalos no homogéneo, volumen de muestra constante

Fechas y horarios establecidos
Sobre la base del caudal:

Intervalos de caudal regulares, volumen de muestra constante

Intervalos de tiempo constantes, volumen dependiendo del caudal
Muestreo a ocurrencia: (con comandos externos)
Distribución de la muestra:

Compuesto: las mismas muestras en una botella

Secuencial: una muestra por cada botella

Multiplexor:
Más muestras en la misma botella
Más botellas por la misma muestra
Indicaciones útiles visualizadas en el Display y protección contra errores:

Indicación de la vida útil del tubo de la bomba peristáltica

Códigos de error para mal funcionamiento o errores durante el funcionamiento
debidos a otras causas

Bomba bloqueada

Distribuidor bloqueado

Probable sobrellenado

Falta de alimentación

No fue recogido algún líquido

No fue recogido el volumen de muestra necesario por falta de líquido

Botella/s llenas

Protección contra errores de programación por configuración de datos
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Enlaces al muestreador y datos de salida, alarmas:

Salidas
4 alarmas digitales (5V, 100 mA) Conexión a PC para
transferir datos de muestreo (mediante cable opcional y
software HiperTerminal ® di Windows ®)

Entradas
Conexión con medidor de caudal externo que dé una
señal proporcional al caudal en pulsos con contactos
aislados a partir de 25 milisegundos o de 5 a 15 Voltios
DC Señal de entrada de 4-20 mA por cada muestra
proporcional a la señal procedente por ejemplo de
medidor de caudal. Un solo conector (ubicado en la parte
posterior del toma muestras) permite la conexión con
dispositivos (relés, PC, medidores de caudal, etc.)

Cuerpo refrigerado
Botellas disponibles:

12 diferentes configuraciones

24 botellas: de 1 litro de polipropileno o de 350 ml de vidrio

botellas: de 10 litros de polipropileno o de vidrio

2 botellas: de 10 litros de polipropileno o de vidrio

1 botella de 20 litros de polipropileno o de vidrio

1 botella de 10 litros de polipropileno o de vidrio

24 Pro Pack de 1 litro (botellas desechables)

1 Pro Pack de 10 litros (botellas desechables)
Resistencia a la corrosión:
Serpentina de intercambio de calor del motor (recubrimiento de resina de poliuretano
resistente a UV), Serpentina de enfriamiento de la parte de refrigeración (electro-deposición
de resina epoxi), compresor (esmaltado), tubos de refrigeración (recubiertos con resinas
fenólicas y tubo de poliéster).
Regulación de temperatura:
El muestreado mantiene la temperatura interna de 4 º C, incluso cuando las temperaturas
exteriores van desde - 29 º C a + 49 ° C.
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Parte de refrigeración:
La fuente de alimentación y el termostato, están cerrado en protección IP 56 resistente a
fuertes chorros de agua; el índice de protección no puede ser mayor, porque tienes que
dejar aberturas para permitir el intercambio de calor con el exterior.
Fuente de alimentación:
127 VAC, 60 Hz.
Materiales en contacto con la muestra:
Al estar construido de acuerdo con las indicaciones de la norma ISO 5667 y las indicaciones
de la EPA, los toma-muestras tienen el menor número posible de piezas en contacto con la
muestra. Por la misma razón, son fáciles de limpiar y fácil de mantener.
El filtro estándar del toma muestra, está hecho de acero inoxidable y PP. El filtro está hecho
de forma cilíndrica con una longitud de 20 cm y 3 cm de diámetro, con agujeros de 10 mm,
se auto-limpia, para permitir una muestra lo más homogénea posible y representativa. Hay
filtros de diferentes materiales y de diferentes tamaños.
El tubo de succión de la muestra es de vinilo cristalino transparente con el fin de facilitar la
inspección, para la limpieza y el mantenimiento.
El tubo de la bomba peristáltica, es de silicona, diseñado específicamente para ser utilizado
con la bomba de toma de muestras. Las propiedades de lubricación, resistencia mecánica,
durabilidad no se pueden comparar con otros disponibles en el mercado.
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13.
DESINFECCIÓN CON CLORO
El proceso de desinfección de las aguas residuales es un tratamiento que, por medio de un
agente desinfectante, tiene como objetivo reducir la cantidad de bacterias, virus y parásitos
a un nivel que garantice su disposición final en condiciones seguras y el cumplimiento de la
normativa ambiental.
Los desinfectantes más utilizados son de tipo químico o físico cada uno caracterizado por
diferentes técnicas de uso.
Es importante destacar, sin embargo, que cada técnica requiere un análisis y un ajuste
específico de todo el sistema, teniendo en cuenta factores tales como la calidad del agua a
tratar, el modo de dispersión y la geometría del tanque de contacto.
Entre los desinfectantes químicos, el cloro es el más utilizado en todo el mundo. Esto porque
el cloro cumple la mayoría de los requisitos que se indican en el cuadro a continuación.
Tabla 24.-Características de la desinfección con cloro
Características
Disponibilidad
Capacidad de desodorizar
Homogeneidad
Interacción con materiales extraños
No corrosivo y que no manche
Falta de toxicidad por las formas superiores
de vida
Penetración
Seguridad soluble en agua o en el tejido
celular
Solubilidad
Estabilidad
Tóxico para los microorganismos
Toxicidad a temperatura ambiente
Propiedades/respuesta
Disponible en grandes cantidades y a un
precio razonable
Elimina los olores durante la desinfección
La solución debe poseer una concentración
uniforme
No debe ser absorbido por la materia orgánica
y otras células bacterianas
No debería afectar metal o recubrimientos de
acero
Tóxico para los microorganismos, pero no
para los animales y los seres humanos
Debe ser capaz de penetrar a través de las
superficies
Seguro de transportar, almacenar, manipular
y utilizar
Soluble en agua o en el tejido celular
Poder germicida inalterado en el tiempo
Eficaces para soluciones elevadas
Eficaz en condiciones de temperatura
ambiente
Los principales compuestos de cloro utilizados en las plantas de tratamiento de aguas
residuales son: cloro elemental (Cl2), el hipoclorito de sodio (NaOCl), el hipoclorito de calcio
[Ca (OCl) 2] y el dióxido de cloro (ClO2).
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El cloro puede estar presente en forma de gas o líquido. El cloro en forma de gas posee un
color amarillo-verde y un peso igual a aproximadamente 2,48 veces el del aire. El cloro en
forma líquida es ambarino y posee un peso de aproximadamente 1,44 veces mayor que el
del agua. El cloro líquido tiende a pasar rápidamente a la fase gaseosa y en las condiciones
estándar de temperatura y presión, de 1 l de líquido se producen alrededor de 450 litros de
gas.
El cloro es moderadamente soluble en agua, con un máximo de solubilidad de
aproximadamente 1% a una temperatura de 10 ° C. El cloro está dado como un gas licuado
bajo condiciones de altas presiones, en el interior de contenedores cilíndricos de tamaño
variable entre 45 y 68 kg en contenedores de 908 kg, tanques presurizados, posiblemente
preparados para el transporte por ferrocarril o con mayor capacidad entre 14,5 y 49,9 Mg
(16-55 toneladas).
La elección del tamaño del recipiente depende de las necesidades del sistema, del coste del
cloro mismo, y de la facilidad de suministro. A continuación se detallan las características
principales del cloro.
Tabla 25.-Propiedades del cloro
Propiedad
Cloro (CL2)
Peso molecular
70,91 g
Punto de ebullición
-33,97 °C
Punto di fusión
-100,98 °C
Calor latente de evaporación a 0°C
253,6 kJ/kg
Densidad del líquido a 15,5 °C
1422,4 kg/m3
Solubilidad en agua a 15,5 °C
7 g/l
Densidad relativa a 15,5 °C
1,468 s.g.
Densidad de vapor a 0°C y 1 atm
3,213 kg/m3
Volumen específico de vapor a 0°C y 1 atm
2,486
Densidad de vapor comparado con el aire
seco a 0°C e 1 atm
0,3112 m3/kg
Temperatura crítica
143,9 °C
Presión crítica
7811,8 kPa
Aunque el uso de cloro para la desinfección del agua potable y de las aguas residuales es
de gran importancia para la protección de la salud pública, el uso continuado de este método
de desinfección plantea serias preocupaciones.
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En este caso se ha seleccionado el hipoclorito de sodio. La mayoría de los problemas
relacionados con las fases de transporte, almacenamiento y dosificación del cloro en forma
de gas o de líquido pueden ser superados utilizando el hipoclorito de calcio o de sodio. El
hipoclorito de sodio (NaOCl) se proporciona sólo en forma líquida y generalmente contiene
un porcentaje de cloro disponible entre 12,5 y 17%. El hipoclorito de sodio se puede comprar
en lotes con concentración de cloro disponible variable entre 12 y 15%, o se puede preparar
directamente en la planta de tratamiento de aguas residuales.
La solución se descompone más rápidamente a altas concentraciones y es sensible a la
exposición a la luz y el calor. Las soluciones por lo tanto se deben almacenar en un lugar
fresco y en recipientes hechos de materiales resistentes a la corrosión.
A través de la adición de NaClO al agua se forma ácido hipocloroso (HClO), que es el
verdadero agente desinfectante (el efecto germicida es 80-200 veces más alto que la del ión
hipoclorito).
El poder de desinfección de los derivados de cloro se evalúa basándose en la cantidad de
cloro presente (definido como cloro activo) sobre la base de una equivalencia electroquímica
con el gas de cloro; es decir, se evalúan los moles de sustancia electroquímicamente
equivalentes a los del gas cloro. A los efectos del diseño, para la descarga en las aguas
superficiales, se utilizan dosis de cloro activo (NaClO corresponde a 95,3% en peso de cloro
activo), que aseguren una concentración de cloro residual en el efluente de alrededor de 1-2
mg/L; la dosis de cloro activo se obtiene de la curva de breakpoint que describe el
comportamiento como función del cloro residual (White, 2010). Los tiempos de contacto
varían de 20 a 30 minutos: dosis de cloro activo de 5 mg/L y tiempos de contacto de 20
minutos. A pesar de la facilidad de utilización y de los excelentes resultados que se pueden
obtener, la aplicación de este tipo de desinfección implica inevitablemente la formación de
compuestos organohalogenados nocivos y esto normalmente no permite el cumplimiento de
estrictos límites normativos para los residuos (Nurizzo et al., 2005).
Todos los desinfectantes derivados de cloro hidrolizan en agua para formar ácido
hipocloroso parcialmente disociado.
En el caso de NaClO:
𝑁𝑎𝐶𝑙𝑂 → 𝑁𝑎+ + 𝐶𝑙𝑂−
𝐶𝑙𝑂− + 𝐻2 𝑂 → 𝐻𝐶𝑙𝑂 + 𝑂𝐻 −
Para valores de pH en el rango de 6,5 a 8,5 la disociación es incompleta, o sea están
presentes tanto el ácido hipocloroso (HClO) cuanto el ion hipoclorito (ClO-). Por debajo de
pH 5 no hay disociación de HClO, mientras que por arriba de pH 10 la disociación es casi
completa. El efecto germicida de ácido hipocloroso es aproximadamente 80-200 veces
mayor que lo del ion hipoclorito: por lo tanto HClO ejerce una acción desinfectante, mientras
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ClO- es principalmente un agente oxidante. En la práctica, el poder de desinfección de
NaClO se evalúa de acuerdo con la cantidad de cloro presente en la base de una
equivalencia electroquímica con Cl2. Por lo tanto, hay que tener en cuenta las siguientes
reacciones redox:
𝐶𝑙2 + 2𝑒 − → 2𝐶𝑙 −
𝐶𝑙𝑂 + 2𝑒 − + 2 𝐻 + → 𝐶𝑙 − + 𝐻2 𝑂
−
Esto implica que 1 mol de ClO- es equivalente (electroquímicamente) a 1 mol de Cl2 ya que
intercambian la misma cantidad de electrones. NaClO corresponde casi a 95,3% en peso de
cloro activo. NaClO está disponible comercialmente como una solución líquida con título de
cloro activo en el intervalo de 12-17% y en este caso se considera el 12%.
En presencia de formas de nitrógeno oxidables (en los efluentes secundarios amonio y en
las aguas residuales sea amonio que nitrógeno orgánico), se produce la formación de
cloramina:
𝑁𝐻3 + 𝐻𝐶𝑙𝑂 → 𝑁𝐻2 𝐶𝑙 + 𝐻2 𝑂
(monoclorammina)
𝑁𝐻2 𝐶𝑙 + 𝐻𝐶𝑙𝑂 → 𝑁𝐻𝐶𝑙2 + 𝐻2 𝑂
(diclorammina)
𝑁𝐻2 𝐶𝑙 + 𝐻𝐶𝑙𝑂 → 𝑁𝐶𝑙3 + 𝐻2 𝑂
(triclorammina)
El cloro presente en la forma de cloramina se llama cloro combinado para distinguirlo del
ácido hipocloroso llamado cloro libre: la cloramina tiene un buen poder como desinfectante
pero necesita de un tiempo más largo que el de cloro libre. El contenido de cloro activo
disminuye de monocloramina a tricloruro de nitrógeno.
Estas reacciones dependen del pH, la temperatura, el tiempo de contacto y la relación entre
cloro activo y NH4 +-N: por esta razón, para tiempos de contacto de más de 10 minutos,
pueden estar presentes simultáneamente tanto el cloro libre que el cloro combinado. Las
dos especies predominantes son sin embargo la monocloramina y dicloramina; el tricloruro
de nitrógeno está presente en cantidades insignificantes hasta proporciones iguales a 2; por
encima de este valor hay también la oxidación de parte del amonio a N2 y NO3-.
Además de amonio, el cloro activo reacciona con otros compuestos oxidables presentes (por
ejemplo con enlaces insaturados), orgánicos e inorgánicos (H2S. SO3-, NO2-, Fe2+, Mn2+, Br-)
reduciéndose a la forma estable de cloruro.
La presencia de cloro residual en el medio líquido, función de la dosis aplicada, sigue la
tendencia que se muestra en la siguiente figura.
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Figura 38: Curva descriptiva de la cloración en el breakpoint
La cantidad inicial abarca la demanda inmediata; a partir del punto A de la curva, la fracción
residual reacciona con el nitrógeno amoniacal, formando cloramina hasta el punto B. Entre
el punto B y el punto C (definido breakpoint o punto de ruptura), se realiza la conversión de
monocloramina a dicloramina, tricloruro de nitrógeno junto a la oxidación parcial a N2 y
nitratos de acuerdo con la siguiente reacción general:
2𝑁𝐻3 + 3𝐻𝐶𝑙𝑂 → 𝑁2 + 3𝐻2 𝑂 + 3𝐻 + + 3𝐶𝑙 −
Una nueva adición de cloro, por encima del breakpoint, lleva a un aumento proporcional del
cloro residual libre. La forma de la curva de breakpoint puede cambiar significativamente en
presencia de cantidades importantes de nitrógeno orgánico.
El cloro activo necesario para alcanzar el punto B es igual (en términos de moles) a la
concentración de amonio originalmente presente; lo necesario para alcanzar el punto C es
igual a 1,5 veces esta concentración (siempre en términos de moles).
El cloro residual libre o combinado, presente en el líquido puede ser objeto de control
permanente por medio de amperímetros especiales: este control es fundamental para definir
las dosis y evitar la inmisión excesiva de cloro en el ambiente.
La dosificación de cloro necesaria para la desinfección se puede estimar considerando:
-
La demanda inmediata de cloro de las aguas residuales;
-
La cantidad de cloro que se descompone durante el tiempo de contacto ;
-
La concentración requerida de cloro residual.
Es importante tener en cuenta que el cloro añadido para satisfacer la demanda inmediata
debida a los compuestos inorgánicos se reduce a ion cloruro y por tanto no se determina
como cloro residual.
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En la tabla 26, se reportan los valores típicos de dosis de cloro para los distintos tipos de
aguas residuales que contienen coliformes totales en el caso que el tiempo de contacto es
igual a 30 minutos. La Tabla proporciona la guía para estimar la cantidad de cloro necesaria.
Tabla 26.-Valores típicos de dosificación de cloro necesarios para cumplir diferentes
estándares de concentración de coliformes en el efluente para diferentes tipos de
aguas residuales y tiempo de contacto igual a 30 minutos
Tipología de agua
residual
Agua residual no
tratada
Efluente de filtración
Efluente de lodos
activados
Efluente de lodos
activados filtrado
Efluente nitrificador
Efluente nitrificado y
filtrado
Número
inicial de
coliformes
MPN/100ml
Dosificación de cloro (mg/L)
Estándar en el efluente (MPN/100ml)
1000
200
23
≤ 2,2
107-109
15-40
105-106
3-10
5-20
10-40
105-106
2-10
5-15
10-30
104-106
4-8
5-15
6-20
8-30
104-106
4-12
6-16
8-18
8-20
104-106
4-10
6-12
2-6
4-10
Con el fin de proporcionar un marco de referencia con respecto al cual se puede evaluar la
eficacia de la desinfección y los factores por los que se ve influenciada, es conveniente
realizar un análisis de los métodos por los cuales está evaluada la eficiencia del proceso de
cloración y analizados los resultados.
Además de variables tales como el pH y la temperatura, los principales parámetros que se
pueden medir en las aguas residuales desinfectadas mediante cloración, son el número de
microorganismos y el cloro residual presente después de un intervalo de tiempo dado.
La determinación de cloro residual (libre y combinado) deberá realizarse a través de
amperímetros, que hasta hoy resulta ser el método más fiable.
Además, puesto que casi todos los analizadores disponibles utilizan este método, su
adopción confiere significatividad a la comparación de los datos experimentales. Utilizando
sondas se determinará el valor de cloro residual registrado y reenviado en el laboratorio en
el que se podrán desarrollar también gráficos para los logaritmos de los valores de
eliminación en función de los valores correspondientes de cloro residual en el tiempo.
Los factores que influyen la eficiencia de la cloración incluyen: la eficiencia del mezclado
inicial, las características químicas de las aguas residuales, el impacto de las partículas
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presentes en las aguas residuales, las partículas con organismos coliformes y las
características de los microorganismos.
La mezcla inicial debe ser considerada con precaución para el diseño de la desinfección. De
hecho, el uso de cloro en alta turbulencia41 elimina los microorganismos dos veces más que
los sistemas separados de mezcla rápida en condiciones similares.
Se ha observado que la eficiencia de la cloración puede ser variable de planta a planta,
incluso en el caso de plantas similares desde el punto de vista de diseño y con efluentes que
se caracterizan por las mismas propiedades en términos de DBO, DQO y nitrógeno. Con el
fin de analizar la razón de este fenómeno y para evaluar los efectos ejercidos por los
diferentes compuestos durante la cloración, Sung (1974) ha Abordado el estudio de los
compuestos presentes en las aguas residuales tratadas y no tratadas. Las principales
conclusiones derivadas de este estudio son:
-
En presencia de compuestos orgánicos que interfieren, la determinación de cloro
residual total no es una medida fiable para la evaluación de la eficiencia de la
cloración
-
La magnitud de la interferencia ejercida por los compuestos objeto de este estudio
depende de los grupos funcionales y de la estructura química de los mismos;
-
Los compuestos saturados e los hidratos de carbono dan lugar a una demanda de
cloro muy pequeña o nula y no parecen capaz de interferir con el proceso de
cloración;
-
Los compuestos orgánicos caracterizados por enlaces insaturados pueden dar lugar
a una demanda de cloro inmediata, en relación con los grupos funcionales presentes
en ellos;
-
Compuestos caracterizados por la presencia de anillos policíclicos que contienen
grupos hidroxilo y compuestos que contienen azufre reaccionan rápidamente con el
cloro dando lugar a especies que pueden ser determinadas como cloro residual;
-
Para lograr valores modestos de bacterias se requieren sobredosis de cloro y
tiempos de contacto elevados.
A continuación se muestra un cuadro que resume los efectos que las características de las
aguas residuales pueden tener en el uso de cloro como desinfectante.
41
NR ≥ 104
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Tabla 27.-Impacto de las características del agua residual en el uso de cloro para los
fines de desinfección
Características
DBO,DQO,COT
Sustancias húmicas
Aceites y grasas
SST
Alcalinidad
Dureza
Amoníaco
Nitritos
Nitratos
Hierro
Manganeso
pH
Aguas residuales industriales
Efecto
Los compuestos orgánicos que determinan la DBO y
la DQO pueden ejercer una demanda de cloro. La
cantidad de interferencia depende de su grupo
funcional y de la estructura química
Reducen la eficacia de cloro para la formación de
compuestos orgánicos clorados que contribuyen al
valor de cloro residual, pero no son eficaces para los
fines de desinfección.
Pueden ejercer una demanda de cloro
Pueden proteger a las bacterias
Ningún efecto significativo
Ningún efecto significativo
Reacciona con el cloro para producir cloraminas
Se oxidan por el cloro y forman N-nitrosodimetilamina
La dosis de cloro se reduce porque no hay formación
de cloramina. La nitrificación completa puede conducir
a la formación de N-nitrosodimetilamina en presencia
de cloro libre. En el caso de nitrificación parcial,
puede complicar la estimación de la dosis apropiada
de cloro
Oxidado por el cloro
Oxidado por el cloro
Influye en la distribución entre el ácido hipocloroso y
el ión hipoclorito
De acuerdo a las características se pueden tener
variaciones diarias o estacionales de la demanda de
cloro
Hay numerosos modelos para la representación de la cinética de la desinfección. En
general, los modelos de desinfección expresan la velocidad de inactivación (N/N0),
posiblemente en la forma logarítmica (log (N/N0)), como una función de los parámetros de
proceso (concentración activa de desinfectante y tiempo de contacto, para los agentes
químico) y de los coeficientes, dependiendo del tipo de microorganismo, del tipo de
desinfectante y de las características del medio líquido. En el diseño se prefiere el modelo
de Chick-Watson por su sencillez de aplicación. El fenómeno de desaparición puede ser
descrito con un modelo de primer orden (ley de Chick) según el cual la velocidad de
eliminación bacteriana depende principalmente del tiempo transcurrido, a partir de las
características del agua y del tipo de bacterias:
𝑑𝑁
= −𝑘 ∙ 𝑁
𝑑𝑡
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Que integrada entre el instante inicial t = 0 y el instante t genérico, es:
𝑁
= 𝑒 −𝑘∙𝑡 = 10−𝑘′∙𝑡
𝑁0
Dónde:
N= número de bacterias presentes en el tiempo t;
N0 = número de bacterias presentes en el instante inicial;
k= coeficiente de muerte bacteriana (logaritmos naturales);
k’ = coeficiente de muerte bacteriana igual a k∙log (s)
0,4343 ∙ k.
El coeficiente de muerte bacteriana depende de la temperatura de acuerdo con la relación
simplificada de Van't Hoff-Arrhenius:
𝑘 𝑇 = 𝑘20 ∙ 𝜃 (𝑇−20)
Dónde θ asume valores de 1,02-1,06.
El orden de magnitud de t90 (tiempo necesario para que haya desaparición del 90% de los
microorganismos inicialmente presentes: N/N0 = 0,1) para coliformes fecales en agua dulce
es de unos pocos días (2-5 días), mientras que en agua de mar es de un par de horas (78h). Esta diversidad está relacionada con el alto contenido de sal en el agua de mar. Los
virus son mucho más resistentes: en agua dulce tienen una t90 de aproximadamente 2-4
veces mayor que la de los coliformes fecales y en agua de mar tienen una t90 del orden de
unos pocos días, aproximadamente 10 veces mayor que la de los coliformes.
En la tabla 28, se exponen el rendimiento de eliminación de la carga bacteriana obtenible en
algunos tratamientos mecánicos y biológicos como un efecto secundario en comparación
con la función principal del proceso. En los tratamientos mecánicos, además de los
fenómenos de muerte natural cuando los tiempos de residencia hidráulicos son
significativos, se eliminan exclusivamente los microorganismos asociados con las partículas
eliminadas.
Tabla 28.-Eliminación de coliformes totales en diferentes procesos de tratamiento
Proceso
Cribado grueso
Cribado fino
Desarenador aireado
Sedimentación
Lodos activados
Porcentaje de eliminación [%]
0-5
10-20
10-25
25-75
90-98
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13.1. Principales equipos instalados42
Medidores de caudal sobre vertedero
Transmisor ultrasónico de caudal de vertedero, compuesto por sensor y convertidor de
señal, separado.
Datos característicos

n. 2

Rango de medida

Convertidor de señal

Microprocesador

Alimentación
127V/60Hz

Salida analógica
0/4-20mA
medidores de caudal (MCU 08 01-02)
0-400
l/s
directamente
proporcional al flujo y a impulsos pasivos

Protección
IP 65

Contenedor
en policarbonato transparente

Display LCD 3 ½ cifras de los valores medidos y de los parámetros a programar

n. salida relé de alarma
4

Precisión
+/- 1% del valor leído

Transductor ultrasónico, montaje pendiente, protección IP 68, máximo rango 0-2
metro, contenedor externo en PP

12 metros de cable

Temperatura de trabajo:

Señal de salida: 4.20mA;

Comunicación protocolo HART43;
-20/+30°c
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
42
43
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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Medidores de cloro residual
Analizador-transmitidor de cloro residual con electrodos de oro-cobre
Datos característicos

n. 2

Consumo agua
50-100 l/h

Salida
4-20 mA no estabilizados

Escala a petición
0-2 ppm

Alimentación
a
medidores de caudal (MCR 08 01-02)
través
de
instrumentos
reguladores
muestra porta goma ½”

Entrada/salida agua

Contenedor en fibra de vidrio predispuesto para instalación de los instrumentos
para el control del cloro residuo, tamaño 400 x 300 x 190, puertecilla de vidrio.

Grupo de regulación ingreso
4-20 mA auto balanceada

Salidas
serial RS 232 4-20 mA

Funciones salida
on-off

IF (proporcional directa)

PI (proporcional más integración)

PIQ (proporcional, integración y control de caudal

Límites de trabajo y alarma
n. 3

Carga máx. en los relé
24 V.a.c. 1 A

Tensión de alimentación para sonda
15 V.d.c. 50 mA

Visualizador LCD

Instalación de tablero

Posicionador manual del caudal

Bomba dosificadora

Voltaje/frecuencia

Comunicación: protocolo HART ;
V/Hz
127/60
44
44
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógico en
corriente (4-20 mA)
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Bomba de alimentación clororesiduómetro
Bombas de muestreo para cloro residual
Datos característicos

bombas dosificadoras a pistón (BDCR 08 01-
n. 2
02)

Caudal
31,2 l/h

Altura manométrica
10 bar

Regulación
0-100% manual

Testa
PP

Alojamiento válvulas
PTFE

Membrana
PTFE

Válvulas
cerámico

Motor
127 V monofasico 60 Hz

Potencia del motor
0,25 kW

Polos
4

Protección
IP 55

Completada con válvula AS

Tuberías
7/10 en polietileno
Compuertas manual desinfección con hipoclorito de sodio
Datos característicos

n. 2

Dimensiones
1000x1700 mm

Operación
manual
compuertas manual
Ancho
canal
(mm)
1200

Marco
hecho
con
(CMP_02_01-08)
Altura
canal
(mm)
750
Altura
marco
(mm)
2600
perfiles
en
Altura
escudo
(mm)
750
acero
inoxidable
AISI
304.
Escudo de la hoja de acero inoxidable AISI 304 con nervaduras de refuerzo
soldadas.

Fijado en tres lados con juntas de EPDM fácilmente ajustable y reemplazable,
informó sobre el escudo con tornillos de acero.
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
Pérdida 0,4-1 l.m.m.

Guías sobre las listas de latón.

Barra roscada de maniobra en acero inoxidable AISI 420, la extensión y el pasador
de pivote de acero al carbono.

Manual de control de tipo varilla saliente

Manubrio que comanda la caja de reducción del engranaje cónico colocado sobre la
viga superior del marco

Caja de reducción en fundición G22, lubricación con grasa permanente

Protección varilla ascendente con tubo de acero al carbono pintado

Norma de referencia para la determinación del valor máximo permisible de fuga:
DIN 19569-4 clase 4

Depósito de almacenamiento hipoclorito de sodio
n. 1 Depósito cilíndrico a eje vertical bombeado en la parte superior y de fondo plano, en
fibra de vidrio con doble barrera química anticorrosión en resina bifenólica, idónea al
almacenamiento de solución comercial de hipoclorito de sodio al 12%, complementado con:
Datos característicos

Plataforma de pasaje
DN500 con brida y contra brida

Grifo de abertura bridada
DN25

Grifo de carga bridada
DN40

Grifo de descarga de fondo bridada
DN25

Grifo para toma bridada
DN25

Grifo de medición bridada
DN150
El depósito estará dotado con acabado externo translúcido y completado con anillos y
pilastros de anclado y tirafondos en acero galvanizado a fuego.

Fluido
hipoclorito de sodio al 12%

Número depósitos
n.
1

Capacidad depósito
l
15000

Diámetro depósito
mm
2200

Altura total
mm
4190

Diámetro boquilla de carga
mm
40

Diámetro boquilla de descarga de fondo
mm
25
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
Diámetro de grifo de descarga a la sobrecarga
mm

Diámetro de grifo de toma
mm
25

Diámetro grifo para medidor a ultrasonido
mm
150

Número grifos de toma
n.
1

Bridas grifos
UNI PN16
25
Bombas dosificadoras de hipoclorito de sodio
Para la dosificación del hipoclorito de sodio se prevén los siguientes instrumentos:

n. 2 electrobombas (BDI 08 01-02) con recorrido de vuelta a muelle y reductor a tornillo
sin fin con rueda helicoidal encerrada en carter de aluminio en baño de aceite. Cabeza
bombeante a membrana mecánica, cuerpo en PVC, membrana en teflón, válvula en
acero AISI 316, sedes de las válvulas en acero AISI 316. Regulación automática del
caudal a bomba inmóvil o en movimiento mediante un dispositivo manual de variación
de recorrido. Las bombas serán ensambladas con motor eléctrico asincrónico trifase con
rotado en corto circuito, protección IP 55. Las electrobombas tendrán las siguientes
características:
Datos característicos

Fluido

Servicio dosaje hipoclorito de sodio en desinfección de aguas residuales

Caudal máx.
l/h
24

Altura manométrica aprox.
bar
2

Potencia motor
kW
0,25

Recorrido al 1’
70

Cuerpo
PVC

Válvulas
cerámico

Alojamiento válvulas
PTFE
hipoclorito de sodio al 12%
Grupo de presurización agua de servicio
Grupo de presurización (GP 08 01) de velocidad fija, control electrobombas a través de
presóstatos. Modelo GSD20/FHE 50-250/1856 /440 / 60 compuestos de:
-
n. 2 electrobombas centrífugo con eje horizontal y cuerpo de la bomba en
hierro fundido esferoidal y rodete en acero Inox AISI 304, soporte mecánico
cerámico con carbón, NBR, sellos OR en NBR
-
Motores eléctricos asincrónicos IEC de 18.5 kW cada uno, 440 V, 60 Hz a jaula
de ardilla, alimentación trifásica, con acoplamiento directo a la bomba,
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ventilación exterior, índice de protección IP55 y aislamiento en clase F, grado
de eficiencia IE2.
-
n.1 tablero eléctrico para alimentación, comando y protección caja en hoja
metálica en acero, protección IP55.
Principales características:
-
Interruptor general bloque-puerta, contenedor para fusibles y fusibles, contacto
de comienzo y protecciones térmicas
-
Voltaje estándar de alimentación 3*440 Vca ±10%, 60 Hz.
-
Transformador para circuito auxiliar en baja tensión , tensión auxiliar 24 Vac
-
Unidad de control digital Lowara SM30 con microprocesador con visualización
LCD y teclado de programación que ofrece las siguientes funciones:

n.1 modelo GSD20/FHE 50-250/1856 / 440 – 60 Hz

n.1 tanque autoclave galvanizado con cojín de aire de LT 3000 8BAR

según la directiva 97/23/CE-PED cod. 106220690 n.1 válvula de
seguridad TA10/8BAR G3/8” cod. 186220080

n.1 manómetro D63 0-10BAR cod. 002110242

n.1 kit indicador de nivel PN10 con grifo cod. 109690170

n.1 compresor mono cilíndrico de LT 120/M P52DM Kw 0,75 10 AR
V.230 Hz 60

cuadro
de
comando
para
compresor
QM/07/CO/2EV24
cod.
108519800

n.1 interruptor de nivel magnético AD52P G1” ¼ IP 54 cod. 140170110

n.1
presóstato
XMPA12B2131C
(escala
1,3-12)
24VAC
cod.
002160715

n.1 electroválvula 2 vías ½” 24VAC cod. 002831100
Depósito galvanizado a fuego externa e internamente en construcción vertical.
Datos característicos

n. 1
grupo de presurización

Volumen
3000 l

Presión de ejercicio
6 Atm.

Presión certificada
10 bar

Potencia nominal
18,5 + 18,5 kW
El depósito está equipado con los siguientes accesorios:

Descarga de fondo con conexiones a compuerta;
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
Indicador de nivel con tubo de vidrio dotado de protección y grifos en latón;

Grifo trasporta- manómetro con conectores para manómetro de muestra;

Válvula de seguridad a muelle lado área tarada a 8 Kg/cm2 (caudal del proyecto >
caudal del compresor;

Manómetro con grifo de intercepción de escala 0-10 bar;

n. 2 tubos flexibles anti vibrantes;

n 2 manómetros a muelle para la puesta en marcha y apagado diferenciado de las
electrobombas idóneas para la instalación al aire libre

Presión inserción bombas

Presión desinserción bombas

Compresor monofásico a accionamiento manual dat 0.37 Kw con válvula de
retención manómetro de seguridad y conexión aire;


Electrobombas situadas en el depósito n.2

caudal
m3/h 60

presión
6 atm
Tablero de mando y potencia protección mínima IP-45, con todos los instrumentos
de alimentación, protección mando y lógica relativa a los instrumentos descriptos, el
tablero se completará con caja de abrazaderas de contacto para señalización
central en no funcionamiento, contacto para señalización central inserido y orden
para puesta en marcha de las bombas levantamiento agua servicios.
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14.
ESPESAMIENTO DE LODOS
Una disminución de humedad genera una reducción sensible del volumen de lodo con
evidentes ventajas en los tratamientos posteriores.
La concentración en secos de lodos primarios, secundarios y mixtos (primarios más
secundarios) varía considerablemente en función de sus características, de los sistemas de
extracción y transporte y de los métodos de tratamiento. El espesamiento es una operación
utilizada para aumentar la concentración de sólidos del lodo mediante la eliminación de una
parte del agua. Por ejemplo, si un lodo activado extraído de un proceso biológico con
biomasa en suspensión, típicamente caracterizado por una concentración en seco del orden
de 0.8%, se somete a un espesamiento hasta alcanzar una concentración de 4%, significa
que se ha logrado una reducción del volumen inicial de lodo igual a cinco veces.
La reducción en volumen de los lodos que se puede lograr mediante el espesamiento es
ventajosa para los fines de los procesos de tratamiento posteriores, tales como la digestión y
la deshidratación, desde muchos puntos de vista:
-
En relación con el potencial necesario para los tanques y los aparatos
empleado;
-
En relación con la cantidad de agentes químicos necesarios para el
acondicionamiento del fango;
-
En relación con la cantidad de calor que se suministra al digestor o con la
cantidad de combustible auxiliar necesario para los procesos de secado
térmico o de incineración.
Para diseñar las unidades espesadores es importante:
-
Prever volúmenes adecuados que tengan en cuenta los valores de pico de la
carga;
-
Evitar la aparición de fenómenos sépticos y la consiguiente formación de olores
desagradables durante el proceso de espesamiento.
Se ha optado por el espesamiento a gravedad. Este método de tratamiento reduce el caudal
volumétrico del lodo y se realiza en los tanques dedicados cuyo funcionamiento es similar al
de un sedimentador convencional. Por lo general se utilizan tanques de tipo circular en las
que se alimenta el lodo por el conducto central.
El dimensionamiento de los tanques de espesamiento se lleva a cabo sobre la base de la
carga de sólidos y de la carga hidráulica de superficie aplicada que en el caso de lodos
secundarios es entre 6-12 m3/m2d.
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La profundidad útil de un tanque de espesamiento es de 3-5 m, que comprende tanto la
zona de engrosamiento propiamente dicho que la superior ocupada por el sobrenadante
donde hay la sedimentación discreta de partículas aisladas escapadas a la sedimentación
masiva.
No es necesario verificar la carga hidráulica aplicada, porque las necesidades del
espesamiento son siempre mucho más restrictivas que las de la sedimentación discreta.
El pre-engrosamiento del lodo se utiliza para reducir el caudal de lodo para la siguiente
sección de estabilización y se lleva a cabo con procedimientos específicos de la
sedimentación masiva.
La sección de engrosamiento está constituida por artefactos circulares, similares a los
utilizados para la sedimentación; generalmente tienen rasquetas de fondo diametral con
arrastramiento central, piquetas verticales para romper las agregaciones de lodo y liberar las
burbujas de gas, facilitando la densificación de los flóculos sólidos.
El raspador de lodo gira a una velocidad del orden de 5-15 rpm/h con velocidades periféricas
de 3-7 m/min. Para prevenir la propagación de los malos olores, los artefactos serán
cubiertos y el aire recogido será tratado a través de un bíofiltro antes de librarlo a la
atmósfera. El caudal de lodo entrante en el espesador se divide en lodo espesado y
sobrenadante. Para el dimensionamiento de la sección de espesamiento se procede de la
siguiente manera:
Se asume un valor apropiado de la carga de sólidos expresado en kgSS/m2d, función del
tipo de lodo que se necesita espesar, se calcula la superficie del artefacto:
Aisp =
Xf
Cis
Dónde Xf = cantidad de lodos sobre base seca.
Para lodo mixto se pueden tomar valores de carga sólida variables en el intervalo de 25-40
kgSS/m2d (Metcalf & Eddy, 2006). No es necesario verificar la carga hidráulica aplicada,
porque las necesidades del espesamiento son siempre mucho más restrictivas que las de la
sedimentación discreta.
El volumen del artefacto se determina mediante la imposición de la profundidad medía útil
(que comprende tanto la zona de engrosamiento real que la superior ocupada por el
sobrenadante). El caudal de lodos espesados sobre base seca (Xisp) no varía (es decir: Xisp
= Xf); varía el caudal de lodo espesado sobre base volumétrica (Qisp) como resultado de la
reducción.
Para el cálculo del caudal volumétrico del lodo espesado se puede utilizar la siguiente
fórmula, en la que γisp y uisp están relacionados con los lodos espesados.
𝑄𝑖𝑠𝑝 =
𝑋𝑖𝑠𝑝
[𝑦𝑖𝑠𝑝 ∗ (1 − 𝑢𝑖𝑠𝑝 )]
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El peso específico del lodo γisp debe ser evaluado de acuerdo con la fórmula propuesta para
el cálculo de γf según la relación [75].
El caudal de sobrenadante (Qsur) se evalúa como diferencia entre el caudal de lodo en la
entrada al espesador y el caudal de lodo espesado extraída.
14.1. Criterios de dimensionamiento45
Tabla 29.-Criterios de dimensionamiento - Espesamiento estático
espesamiento estático
Q med
Xssv (producción de lodo
biológico por oxidación)
kgSSV/d
A temp.
Mínima
A temp.
máxima
2480
2490
Características lodo después espesamiento
Contenido de SS (valor máximo)
kgSS/m3
11,44
11,0
Caudal volumétrico de lodos a la
303,90
316,97
m3/d
salida del espesador
12,66
13,21
m3/h
Q max
A temp.
A temp. máxim
Mínima
a
2480
2490
11,44
303,90
11,0
316,97
12,66
13,21
cálculo densidad de lodos
kg/m3
1000
kg/m3
1050
3
kg/m
2500
kg/m3
1006,40
Q med
Q max
A temp. A temp. A temp. A temp.
Mínima
máxima
Mínima máxima
El contenido sólido en entrada al
espesador resulta, SSin (lodos kgSS/m3
frescos)
11,44
11,0
11,44
11,0
El contenido sólido a la salida del
espesador resulta, SSe (lodos kgSS/m3
30,19
30,19
30,19
30,19
espesados)
La
carga
de
materia
seca
3.477
3.487
3.477
3.487
kgSS/d
alimentada, Css
Superficie total, A
157,08
157,08
157,08
157,08
m2
γH2O
γv
γnv
γf
Flujo sólido FS,
Tiempo medio de retención
kgSS/m2/d
d
22,13
22,20
22,13
22,20
2,33
2,23
1,81
1,73
El método utilizado en los cálculos para el diseño de la planta deriva de los procedimientos
obtenidos en la bibliografía indicada en las diferentes cortes
45
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El contenido mínimo de material
seco garantizado a la salida del
espesador
kgSS/m3
30,19
Q med
A temp.
A temp.
Mínima
máxima
caudal lodo espesado:
Mínimo
contenido
seco
kgSS/m3
garantizado
Máximo contenido seco
kgSS/m3
garantizado
Caudal de los lodos al
mínimo/máximo contenido en
m3/d
peso de seco
Valor aproximado
m3/d
30,39
30,19
Q max
A temp.
A temp.
Mínima
máxima
30,39
30,39
30,39
108,69
109,00
108,69
109,00
109
110
109
110
194,90
206,97
194,90
206,97
0,0015
0,0014
0,0015
0,0014
caudal sobrenadante :
Caudal de volumen de
sobrenadante
al
mínimo
contenido de seco en los lodos
Caudal
de
masa
de
sobrenadante
al
mínimo
contenido de seco en los lodos
m3/d
kgSS/d
14.2. Principales equipos instalados46
Puente raspador circular a piquetes
Espesadores de lodos con tracción central de instalación en tanque circular con pasarela de
apoyo en c.a.
Dimensiones depósito

Diámetro del depósito
m
10,90

Altura cilíndrica
m
3,50
Datos característicos

n. 2

Diámetro interno tanque
m

Otras dimensiones del depósito
como de obras civiles

Potencia instalada
kW
0,22

Peso maquina
Kg
6500

Reductor Rossi/Bonfiglioli
a baño de aceite
puentes raspadores (PR ESP 09 01-02)
10,90
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
46
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
Velocidad periférica

Dispositivo de accionamiento comprende un motor reductor con engranajes
m/min 1,2
epicicloides a baño de aceite tipo Brevini o Trasmital Bonfiglioli, directamente
acoplado al eje de tracción mediante bridas, y con las siguientes características:


Protección motor
IP 55

Aislamiento clase
F

Vueltas/hora
5 aprox.
Eje de tracción en tubería de acero completado con bridas para la conexión del
arrastramiento móvil y de las planchas raspadoras del pozo de recogida de
lodos;

Castillete móvil en tubería de acero bridado al eje central, dotado de barras
verticales y planchas raspadoras de fondo en plancha de acero regulables en
altura;

Cilindro deflector de las aguas negras en entrada en plancha de acero reforzada
con elementos de acero electro soldado. El cilindro deflector será anclado a la
pasarela en c.a;

Borde de desagüe de perfil Thompson en plancha de acero Inox AISI 304
completado con accesorios de fijación y regulación;

Tirantearía, pernos, guarniciones y accesorios para el montaje completo de la
maquinaria;

Tratamiento de protección
galvanizado a fuego completo
Cobertura en P.R.F.V. espesadores
La elección del material para el sistema de cobertura en P.R.F.V., debe tener en cuenta las
dilataciones o contracciones provocadas por las variaciones de temperatura con el fin de
evitar que el material escogido se dañe.
Datos característicos

N. 2
coberturas en PRFV

Superficie cubierta por cada tanque
100
m2
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A - Parámetros utilizados para el cálculo
Cada cobertura será auto portante y deberá responder a las siguientes necesidades:

Peso concentrado accidental: 120 Kg/m2

Peso debido al viento en base en cuanto previsto por las reglas locales en vigor

Presión interna máxima: 200 Pa

Factor mínimo de seguridad: 4,0
B- Características mínimas del material
La resina líquida que será utilizada tendrá las siguientes características:

Densidad relativa (a 25º) 1,10 g/cm3

Valor de acidez: 15

Contenido de estireno (volátil): 45
Las características mínimas de la resina y de la camada de gel-coat neopentano son las
siguientes:

Dureza Barcol: 40 - 45

Resistencia a la flexión: 79 - 90 N/mm2

Módulo de flexión: 3700 N/mm2

Carga de ruptura (por tracción): 70 - 90 N/mm2

Alargamiento por tracción: 4,5 - 5%

Temperatura de flexión: 92 - 94ºC
El refuerzo en fibra de vidrio poseerá las siguientes características
Densidad relativa: 14 N/mm2
Carga de ruptura: 1380 MPa
A continuación se presentan fotografías de la cobertura en fibra de vidrio instaladas encima
de los espesadores a puente fijo, y cómo serán instaladas en la Planta de Quitumbe.
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Figura 39: Cobertura en PRFV para espesador de tipo a puente fijo
Figura 40: Particular de la cobertura en PRFV para un espesador
Sistemas de fijación de las coberturas
Fijación de las coberturas a pared
El sistema de fijación en la obras es en cemento armado y hecho con pernos de expansión,
autoblocantes en acero AISI 316, capaces de resistir a un esfuerzo de tracción de más de
1000 Kg. Las placas de fijación, también en acero inoxidable, podrán ser sometidas a un
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esfuerzo de tracción de 1500 Kg. Por tanto el mayor riesgo, en caso de viento fuerte o
cargas accidentales excesivas es del asentamiento de la pared.
Entre paneles
El sistema de fijación entre los paneles representa también características de seguridad
excepcionales. Está fijado con tornillos AISI 316, de paso muy reducido. La impermeabilidad
de los gases está asegurada con la colocación, entre los dos paneles de guarniciones
especiales de neopreno, especialmente resistentes a los agentes agresivos presentes en la
atmósfera interna de los tanques cubiertos.
Entre panel y pared vertical
La fijación de las paredes verticales (como por ejemplo, los parapetos de las pasarelas en
cemento armado) está hecha mediante la colocación de un perfilado de soporte angular con
forma de L.
Cobertura por el espesador
Los espesadores tendrán una cobertura convexa que se apoyará en un borde externo y en
una canaleta diametral en cemento, siendo por lo tanto fácilmente inspeccionable.
La cobertura tiene forma de cúpula cónica con generatriz rectilínea.
Serán construidas pasarelas para la inspección interna y bridas para la extracción.
Los materiales que constituyen las coberturas son concebidos contra los efectos de
envejecimiento de las resinas para hacerles invariables en el tiempo. La parte externa es lisa
y constituida por gel-coat isoftálico neopentano de alta resistencia a los rayos ultravioleta y
será del color estudiado y propuesto. En el caso de que un color no sea aprobado por el
Contratante, será siempre posible modificar la tinta de cobertura.
Medidor de SST
Medición contínua de SST
Datos característicos
n. 2 Sondas de proceso (MSS 09 01-02) junto con la absorción de la luz para la medida de
sólidos suspendidos independiente del color de la muestra de lodos.

Instalación sumergida en tanques de tratamiento y canales abiertos.
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
Configuración: sensor de inmersión, cuerpo de la sonda en PVC, con 10 metros
de cable.
Datos técnicos:
Técnica de medición: fotómetro de doble detector de luz infrarroja

Medida independiente de color

Método de medición: medición de la turbidez de acuerdo con la norma DIN EN
7027

Rango de medición:
0,001.....4000 FNU

Precisión:
1,0%, ± 0,001 FNU

Tiempo de respuesta:
0,5 s < T90 < 5 min

Temperatura muestreo:
+0_C a +40_C

Dimensiones:
(D*L) 60 * 200 mm

Peso:
aprox. 0,520 kg

Incluidos los soportes de montaje de acero y del codo de 90°
Especificaciones del sensor

Principio de medición
Medición continua de la turbidez y
la
concentración
de
sólidos
suspendidos con doble sistema de
medición con luz difusa, libre de la
interferencia de color

Tecnología de medición
Principio óptico con detector de
dispersión de 90° y 140°

Método de medición
Turbidez de acuerdo con las
normas DIN ISO EN 7027

Rango de medición
0,001- 1000 FNU

Precisión de la medición
< 1% o 0,001 FNU

Calibración
No es necesario

Señales en salida
0/4-20 mA

Comunicación.
protocolo HART47;
47
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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
Limpieza del sistema
Automático

Tempo di risposta T100
0,5 s < T90 < 5 min

Cable del sensor
Cables
para
la
comunicación
digital y enchufe rápido, longitud
10 m (se pueden proporcionar
para diferentes extensiones de los
cables estándar de hasta un
máximo de 100 m)

La temperatura del medio
Da 0 °C a +40 °C

Materiales
SS (V4A) o plástico (PVC)

Instalación
Sumergido

Profundidad de la instalación
Hasta a 60 m

Dimensiones
60 x 200 mm (DxL)

Incluidos los soportes de montaje de acero de y de 2,3 m el codo de 90° para
instalar sobre el borde del tanque
Datos técnicos

Temperatura
mín. 0°C
máx. 60°C

Peso específico del líquido
mín. 0,95 kg/dm3
Máx. 1,10 kg/d m3
Profundidad de inmersión
máx. 20 m

Cuerpo:
polipropileno

Protector de revestimiento del cable:
goma EPDM

Cable:
PVC o goma neopreno

Materiales
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Medidor de nivel por ultrasonido
Instrumento para medición de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonidos en
tanques de almacenamiento, depósitos o canales abiertos.
Datos característicos

n. 2 medidores de nivel (MNU 09 01-02)

Procesamiento de señal para proporcionar inmunidad al ruido y las falsas
alarmas causadas por obstáculos fijos.

Alimentación en 2 hilos;

Carcasa de plástico (PBT) con pantalla de visualización local de medición y de la
configuración del dispositivo;

Sensor y transmisor

Grado de protección IP67;

Conexiones eléctricas: 2 X M20X1,5;

Rango de medición: 6 m. Cuerpo del sensor in PVDF;

Resolución: máx. de 3mm, con precisión de ±6mm;

Transductor integrado con compensación de temperatura interna;

Rango de temperatura -40 e 85°C;

Presión de trabajo: ambiente (tanque abierto);

Señal de salida: 4..20mA;

Comunicación. protocolo HART48;

Aprobado para su uso en una zona segura, cumple con FM, CSA, CE.

Dispositivo programable a través de interfaz HART o del teclado de configuración
separados
IR

Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
Bomba mono levantamiento lodos 49
Bombas volumétricas del tipo mono, que tienen las siguientes características constructivas:

Cuerpo bomba en hierro fundido gris 0.6025

Guarniciones cuerpo en perbunan NBR
48
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguen un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
49
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm
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
Zonas rotatorias en acero AISI 420

Rotor en acero AISI 433 temperado a inducción

Estator en goma sintética BUNA CB

Compartimento de enchufe, lubrificación al baño de aceite y membrana de
protección hermética

Puesta en marcha con moto-variador a correas y poleas con junta elástica y
motor eléctrico cerrado a ventilación externa, regulación manual de la velocidad
mediante volante

Instalación horizontal sobre pilares de acero barnizado

Grifo de salida aspiración de bridas UNI PN16

Tratamiento de las superficies

Arena Sa 2 ½

Extracto de base resina epoxídica-poliester con espesor de capa seca  60;

Pintura epóxica con espesor di capa seca  200;

Pintura poliuretánica con espesor de capa seca  40

Lodo
lodo espesado

Número bombas
n 2+2R (BML_ESP_17_01-04)

Transporta bomba
m3/h
0-20

Presión máxima bomba
bar
6

Velocidad rotación bomba
vueltas/min 80 - 450

Material cuerpo
hierro fundido

Material rotor
acero al cromo

Material eje
acero al cromo

Material tornillos y pernos
acero inoxidable caliente

Material bridas aspirantes
acero

material bridas de presión
acero

Alimentación eléctrica
V/Hz

Grado protección motor
IP55

Forma constructiva motor
B5

Potencia nominal motor
kW
4

Diámetro aspiración
mm
80

Diámetro de presión
mm
80
440/60
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Las bombas serán integradas con los siguientes accesorios:

n. 8 compuertas del tipo plano, con extremidades bridadas UNI PN10, tornillo
interno, mando manual con volante. Cuerpo, tapadera, obturador, cámara
obturador de empaque en hierro fundido o acero, guarniciones en goma, rosca
hembra y guarnición en latón; volante en lama di acero moldeado o hierro
fundido; diámetro 80 mm.
Medidor de caudal de tipo electromagnético
n. 1 medidor de caudal de tipo electromagnético (MCE 17 01) de los cuales:
su tubería DN100
 n.1
El medidor tendrá las siguientes características indicativas:

Servicio
medida lodos

Caudal de ejercicio
l/s
0-10

Caudal máximo
l/s
1,25

Velocidad máxima en el medidor
m/s
3

Diámetro medidor 1
mm
80

Alimentación eléctrica
V/Hz
127/60

Señales en salida
mA
4-20
Impulsos de tensión Comunicación.
protocolo HART50;
50
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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15.
ACONDICIONAMIENTO Y DESHIDRATACIÓN
Se asume que el acondicionamiento del lodo aguas arriba de la deshidratación se lleve a
cabo con polielectrolitos orgánicos sin aumento significativo de la carga de SSV y SST.
El acondicionamiento interviene sobre las características químicas físicas de los lodos
permitiendo aumentar la velocidad de separación sólido-líquido, aumentar la sequedad del
panel y mejorar las características del sobrenadante separado, especialmente en términos
de sólidos en suspensión.
El acondicionamiento químico prevé la adición al lodo de reactivos polielectrolitos, para
obtener la coagulación de las partículas coloidales y sobre coloidales. Los métodos son
similares a los de la coagulación-floculación. La deshidratación se realiza por centrífugas
con polielectrolitos orgánicos obtenidos por polimerización de monómeros orgánicos en
largas cadenas lineales o ramificadas en las que están situados los grupos funcionales con
carga positiva, negativa o neutra. La interacción entre el polímero y las partículas coloidales
es dada por las fuerzas de Van der Waals, por fenómenos de sustitución iónicos o por la
formación de enlaces hidrógeno, y por fuerzas de Coulomb.
Cada molécula de un polímero catiónico, por ejemplo, libera algunos miles de aniones en
solución, reteniendo dentro de su estructura un número par de cargas positivas.
La acción de acondicionamiento se desarrolla por tres etapas
-
Adsorción del polímero sobre la fase sólida;
-
Neutralización de la carga de las partículas de lodo;
-
Formación de puentes electrostáticos entre las partículas coloidales.
El polielectrolito se diluye en función del producto utilizado. Los dispositivos de preparación
constan de una serie de tanques para mezclar:
La dosificación del polielectrolito en el lodo depende de la concentración y tipo de producto
utilizado. El equipo de preparación prevé una serie de reservorios de mezcla: el primero en
el que se realiza la dispersión el producto comercial en agua; el segundo para la
maduración, o sea para la disolución de los compuestos sólidos o la homogenización
completa de la solución; el tercero con función de acumulación y de alimentación a los
reactores de acondicionamiento. La tabla 30 muestra las dosis referenciales de
polielectrolito en base al tipo de lodo expresadas en kilogramos de acondicionador por
tonelada de lodo seco. La identificación del tipo y la dosis de acondicionamiento todavía
requieren pruebas de laboratorio que definan las características de rendimiento de
deshidratación del lodo en función del tratamiento llevado a cabo.
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El proceso de acondicionamiento se realiza, como se ha mencionado anteriormente, con las
mismas modalidades de coagulación-floculación de las aguas residuales, excepto por un
incremento del tiempo transcurrido en la fase de mezcla rápida. Después de su preparación,
los polielectrolitos se introducen directamente en una tubería de descarga para centrífugas,
proporcionando mezcladores en línea.
Tabla 30.-Dosis indicativa de polielectrolito de lodos civiles para centrífugas. Las
dosis se expresan en % en peso sobre el contenido de materia seca del lodo original
Tipo de lodo
Primario
lodo activado
Mixto (primario + lodo activado)
Mixto digerido
Modalidad de deshidratación
Centrífuga
5-7
8-10
5-8
5-8
El tratamiento de deshidratación por medio de centrífugas sirve para reducir el contenido de
agua en el lodo para:
-
Reducir el volumen de lodos que deben evacuarse;
-
Facilitar el manejo de los lodos;
-
Incrementar el poder calorífico de los lodos;
-
Ajustar el contenido de agua antes del compostaje para reducir el uso de agentes
mejoradores del suelo;
-
Reducir la emisión de olor y la capacidad de descomposición del lodo gracias a la
eliminación del exceso de agua.
En las centrífugas la entrada de las aguas residuales se lleva a cabo a un caudal constante
en la zona de rotación, en la que se separa en una corriente de lodo espesado que contiene
los sólidos y en una corriente diluida indicada como centrado. El lodo espesado,
caracterizado por un contenido de agua que oscila entre el 70-80%, se extrae del tambor por
medio de un transportador de tornillo y se descarga sobre una cinta transportadora rotativa
en las tolvas.
La eficiencia de la diminución de sólidos varía entre 80-95 % gracias al condicionamiento
químico aguas arriba de la deshidratación.
La elección del tipo de equipo se basa en las especificaciones técnicas suministradas por
los fabricantes.
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15.1. Criterios de dimensionamiento51
Tabla 31.-Criterios de dimensionamiento – deshidratación de lodos
Deshidratación Lodos: Centrifugación
Qmed
A temp.
A temp.
Mínima
máxima
Caudal de masa de lodo diario
Horas de funcionamiento diarias
mínimas
Horas de funcionamiento diarias
máximas
Caudal de masa de lodo horario
mínimo
Caudal de masa de lodo horario
máximo
kg/d
h/d
h/d
kg/h
kg/h
Qmax
A temp. A temp.
Mínima máxima
3.302,7
3.312,29
9
3.302,79
3.312,29
8,00
8,00
8,00
8,00
16,00
16,00
16,00
16,00
206,42
207,02
206,42
207,02
412,85
414,04
412,85
414,04
Concentración de lodo
kg/m3
30,19
30,19
30,19
30,19
Caudal de volumen de lodo
m3/d
109,39
109,70
109,39
109,70
Período de deshidratación
d/sem.
5,0
A temp.
Mínima
153,14
5,0
A temp.
máxima
153,58
5,0
A temp.
Mínima
153,14
5,0
A temp.
máxima
153,58
m3/h
12,76
19,20
19,14
19,20
Número unidad instaladas
Número unidad en función
Periodo de funcionamiento
Mínima Concentración en seco en los
lodos deshidratados
n
n
h/d
3,0
2,0
16,0
3,0
2,0
16,0
3,0
2,0
16,0
3,0
2,0
16,0
%
22,00
22,00
22,00
22,00
Conc. lodos deshidratados
%
22,0
21,23
22,0
21,29
22,0
21,23
22,0
21,29
15,16
15,21
15,16
15,21
Caudal diario de lodos que hay que
deshidratar
m3/d
Produc. lodos deshidr.(en 5 d/sem.)
m3/d
Produc. lodos deshidr.(en 7 d/sem.)
m3/d
Aguas arriba de la deshidratación el lodo es acondicionado con poli electrólito
Qmed
Qmax
A temp. A temp. A temp. A temp.
Mínima máxima Mínima máxima
10,00
10,00
10,00
10,00
Dosis previstas
kg/tMS
Consumo diario (en 5 d/sem.)
kg/d
46,24
46,37
46,24
46,37
El aproche metodológico utilizado en los cálculos para el diseño de la planta deriva de los
procedimientos obtenidos por la bibliografía indicada en los diferentes procedimientos
51
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Dosis horaria 100%
kg/h
Concentración
%
2,89
-
0,50
A temp.
Mínima
0,7
%
22,0
Relación SSV/SST
Porcentaje de seco en los lodos
deshidratados
Contenido de agua en el lodo digerido u
γH2O
Γv
γnv
γf
%
Kg/m3
Kg/m3
Kg/m3
Kg/m3
el caudal de los lodos deshidratados
kgSS/d
2,90
2,89
2,90
0,50
0,50
0,50
A temp. A temp. A temp.
máxima Mínima máxima
0,7
0,7
0,7
22,0
0,780
0,780
1000
1000
1050
1050
2055
2055
1100
22,0
22,0
0,780
0,780
1000
1000
1050
1050
2055
2055
1100
3.349,
3.358,67
0
3.349,03
3.358,6
m3/d
13,84
13,88
13,84
13,88
El flujo de las aguas de separación es
m3/d
95,55
95,82
95,55
95,82
Caudal horario mínimo
m3/h
5,972
5,989
5,972
5,989
Caudal horario máximo
m3/h
11,944
11,978
11,944
11,978
15.2. Principales equipos instalados52
Agitador axial de lodos
Está formado por un motor eléctrico, un reductor de velocidad, una linterna, un eje y un rotor
de turbina. El rotor se realiza en chapa de acero debidamente perfilada en función del
tratamiento que se deba efectuar. Éste está provisto de palas, generalmente seis,
conectadas mediante uniones o atornilladas. Para ejes de longitud superior a cinco metros el
rotor se conduce y se sostiene a la base de un soporte de material auto lubrificante.
El electro agitador garantiza el mantenimiento en suspensión de biomasa o de otros
materiales de forma continua, manteniendo en movimiento toda la masa líquida y evitando
vórtices o pequeñas turbulencias. Bajo pedido se puede instalar un variador del número de
vueltas para optimizar la velocidad de rotación.
La realización estándar es en acero al carbono. Solicitándolo es posible realizarlo en acero
inoxidable o con revestimientos de protección especiales. Se instala fundamentalmente en
Cualquier otra información requerida para comprender el funcionamiento y los componentes de las
máquinas serán presentes en las instrucciones proporcionadas por los fabricantes en el momento de
la entrega de los equipos
52
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las plantas de depuración de aguas de origen civil o industrial para llevar a cabo la
desnitrificación o el mezclado blando
Datos característicos

n. 1

Tensión
V
440/60 Hz

Velocidad
rpm
66

Grado de protección
IP68

Aislamiento del estador
Clase
F

Cable eléctrico sumergido
tipo
AVS2-0,75/66-A

Longitud motor
mm
520

Diámetro hélice
mm
900

Peso
kg
65

Potenza
kW
0,75

Hélice:
acero inoxidable AISI 316
agitadores sumergidos (MXL 10 01)
Medidor de nivel por ultrasonido
Datos característicos
Instrumento para medición de nivel de líquidos, volumen y caudal por ultrasonidos en
tanques de almacenamiento, depósitos o canales abiertos.
Datos característicos

n. 1 medidores de nivel (MNU 10 01)

Procesamiento de señal para proporcionar inmunidad al ruido y las falsas
alarmas causadas por obstáculos fijos.

Sensor y transmisor separados

Alimentación en 2 hilos;

Carcasa de plástico (PBT) con pantalla de visualización local de medición y de la
configuración del dispositivo;

Grado de protección IP67;

Conexiones eléctricas: 2 X M20X1,5;

Rango de medición: 6 m. Cuerpo del sensor in PVDF;

Resolución: máx. de 3mm, con precisión de ±6mm;

Transductor integrado con compensación de temperatura interna;

Rango de temperatura -40 e 85°C;

Presión de trabajo: ambiente (tanque abierto);
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
Señal de salida: 4..20mA;

Comunicación. protocolo HART53;

Aprobado para su uso en una zona segura, cumple con FM, CSA, CE.

Dispositivo programable a través de interfaz HART o del teclado de configuración
IR.

Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
Bomba mono para alimentación de lodos a centrifugadores54
Bombas volumétricas del tipo mono, que tienen las siguientes características constructivas:

Cuerpo bomba en hierro fundido gris 0.6025

Guarniciones cuerpo en perbunan NBR

Zonas rotatorias en acero AISI 420

Rotor en acero AISI 433 temperado a inducción

Estator en goma sintética BUNA CB

Compartimento de enchufe, lubrificación al baño de aceite y membrana de
protección hermética

Puesta en marcha con moto-variador a correas y poleas con junta elástica y
motor eléctrico cerrado a ventilación externa, regulación manual de la velocidad
mediante volante

Instalación horizontal sobre pilares de acero barnizado

Grifo de salida aspiración de bridas UNI PN16

Tratamiento de las superficies

Arena Sa 2 ½

Extracto de base resina epóxica-poliéster con espesor de capa seca  60;

Pintura epóxica con espesor di capa seca  200;

Pintura poliuretánica con espesor de capa seca  40

Lodo
lodo espesado

Número bombas
n 2+2R(BMA_DES_10 01-04)

Transporta bomba
m3/h
0-20

Presión máxima total
bar
6
53
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
54
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm
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Lotti Ingegneria S.p.A.en Asociación con ACS International S.r.l. - BEGLAR Ingegneria S.r.l.

Velocidad rotación bomba
rpm 47-374

Material cuerpo
hierro fundido

Material rotor
acero al cromo

Material eje
acero al cromo

Material tornillos y pernos
acero inoxidable caliente

Material bridas aspirantes
acero

Material bridas de presión
acero

Alimentación eléctrica
V/Hz

Grado protección motor
IP55

Forma constructiva motor
B5

Potencia nominal motor
kW
4

Diámetro aspiración
mm
80

Diámetro de presión
mm
80
440/60
Las bombas serán integradas con los siguientes accesorios:

n. 8 compuertas del tipo plano, con extremidades bridadas UNI PN10, tornillo
interno, mando manual con volante. Cuerpo, tapadera, obturador, cámara
obturador de empaque en hierro fundido o acero, guarniciones en goma, rosca
hembra y guarnición en latón; volante en lama di acero moldeado o hierro
fundido; diámetro 80 mm;

n. 4. válvula anti retorno con extremidades bridadas UNI PN10, diámetro 80 mm;
Medidores de caudal de tipo electromagnético
 n. 2 medidores (MCE 10 01-02) de caudal de tipo electromagnético
El medidor tendrá las siguientes características indicativas:

servicio
medida lodos

Caudal de ejercicio
l/s
0-120

Caudal máximo
l/s
1.25

Velocidad máxima en el medidor
m/s
3

Diámetro medidor 1
mm
80

Alimentación eléctrica
V/Hz
127/60

Señales en salida
mA
4-20
Impulsos de tensión
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
Comunicación.
protocolo HART55;
Impulsos de tensión
Centrifugadores lodos
Centrifugadora horizontal, motores dobles, inverter para el cambio en la velocidad, la unidad
de control, desaireadores, amortiguadores anti golpe
Datos característicos

n. 2
centrifugadores (CL 10 01-02)

Tipo de lodo :
biológico estabilizado

Caudal de lodo a tratar:
12

Concentración de lodo en entrada mínimo:
30 gr/l

Concentración de SSV:
60 %

Consumo de polielectrolito en polvo:
10

Grado de seco alcanzado:
23 – 25 %

Grado de captura de sólidos:
>95 %

Peso cóclea
250 Kg
m3/h
Datos dimensionales

Dimensiones exterior (L x l x h)
3383 x 970 x 1296 mm

Peso de los motores
1800

Alimentación lodo
DN 40- PN 10

Salida lodo
465 x 272 mm

Desaireadores en entrada flujo
conexión flexible ( DN 100 mm)

Salida filtrado
DN100 PN 10

Salida aire
DN150 PN 10
Kg
Motores instalados

Velocidad del tambor y de la barrena ajustable a través de inverters

Motor principal + Inverter de frecuencia

Motor secundario (generador) + Inverter di frecuencia 7.5 kW

Cyclo reductor
30 kW
3150 Nm
55
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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Corrección de velocidad del tornillo

Tipo
Inverter de frecuencia asociado al
motor secundario

Intervalo
0-15 rpm
Características de los Motores

Motor asincróno
IE2 440 V - 60 HZ

Protección
IP 55 – aislamiento Clase F

Partes en contacto con agua y lodos:
AISI 304 L

Armazón exterior
acero pintado

Cobertura
fibra de vidrio

Desaireadores
acero inoxidable
Materiales
Tambor

Diámetro
340

L/D
4,7

Longitud total
1598
mm

Velocidad nominal
3500
rpm

Velocidad máxima
4000
rpm

Aceleración G a la velocidad máxima obtenible

Angulo de la sección cónica
mm
3040
11°
Accesorios
n. 4 puertas metálica, n. 2 en entrada, n. 2 en salida; diámetro 100.
Grúa eléctrica a puente
Datos característicos

n.1 grúa eléctrica a puente (G 10 01) con estructura monoviga en perfilado de las
siguientes características indicativas:

Ambiente de servicio al abierto

Unidad de levantamiento
polea eléctrica a cadena

Capacidad de peso
5
t

Monoviga
6000
mm
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
Carrera del sistema de elevación del gancho
6m

Velocidad levantamiento principal
3,3 m/min

Velocidad reducida levantamiento
0,3 m/min

Motor de tipo con rotor en corto circuito
3,5 kW

Velocidad desplazo puente principal
30 m/min

Velocidad reducida desplazo puente
7,5 m/min

Dos motores tipo con rotor en corto circuito
0,37 kW

Velocidad traslación del carro principal
10 m/min

Velocidad reducida traslación del carro
2,5 m/min

Motor de tipo con rotor en corto circuito
0,75 kW

Sistema eléctrico para red trifásica

Comando a través de: teclado corredizo independiente, voltaje 127 V

Peso indicativo de la grúa

Protección IP55 para el sistema eléctrico y motores con exclusión de los frenos

Protección máxima de los frenos IP23

Condiciones de ejercicio:
440V / 60Hz / BT127V / 60Hz
1,65 t

Temperatura
mínima -10 °C / máxima +40 °C

Con inverter
de -5 °C hasta máximo +40 °C

Humedad relativa
máx. 80%
Tornillo inclinado transporte lodos deshidratados
El tornillo ha sido diseñado para el transporte del lodo y del material de desbaste en general.
Está compuesto por: un canal de chapa muy resistente dotado, en el extremo delantero, de
una tolva superior de alimentación y, en el extremo opuesto, de una apertura de descarga;
un eje tubular en el cual está soldada una espira de diámetro y paso constante y un motor
reductor de accionamiento. La espira, girando alrededor de su eje, empuja el material hacia
el extremo de descarga. A petición, el canal se puede cerrar con tapas de chapa que
permitan garantizar higiene y seguridad. Para aplicaciones particulares es posible
suministrar el transportador con el tornillo completamente entubado, este tipo de ejecución
es necesaria en el caso de fuertes inclinaciones. La fabricación estándar es en acero al
carbono protegido con un baño de zinc fundido, bajo pedido se puede realizar en acero
inoxidable.
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Datos característicos

n. 1
tornillo (TI 10 01)

Tipo de hélice
sin eje central

Caudal máximo
3 m3/h

Longitud tornillo
6000 mm

Inclinación
15-30°

Diámetro
200 mm

Realización hélice
simple

Diámetro exterior
180 mm

Espesor hélice
20 mm

Paso hélice
180 diámetro

Cobertura
atornillado

Boca de descarga N°
1

Boca de descarga tipo
vertical

Boca de descarga N°
1

Boca de descarga tipo
axial

Potencia instalada
1,5 kW 440 V- 60 Hz IP55

velocidad de rotación
29 rpm

Revestimiento de desgaste
Plástico alta densidad

Material de construcción
acero inoxidable Aisi 304
Tornillo horizontal para transporte lodos deshidratados
El tornillo ha sido diseñado para el transporte del lodo y del material de desbaste en general.
El tornillo ha sido diseñado para el transporte del lodo y del material de desbaste en general.
Está compuesto por: un canal de chapa muy resistente dotado, en el extremo delantero, de
una tolva superior de alimentación y, en el extremo opuesto, de una apertura de descarga;
un eje tubular en el cual está soldada una espira de diámetro y paso constante y un motor
reductor de accionamiento. La espiral, al girar alrededor de su eje, empuja el material hacia
el extremo de descarga. A petición el canal se puede cerrar con tapas de chapa que
permitan garantizar higiene y seguridad. Para aplicaciones particulares es posible
suministrar el transportador con el tornillo completamente entubado, este tipo de ejecución
es necesaria en el caso de fuertes inclinaciones. La versión estándar está hecha en acero al
carbono protegido con un baño de zinc fundido, bajo pedido se la puede obtener en acero
inoxidable.
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Datos característicos

n. 1
tornillo (TH 10 01)

Tipo de hélice
sin eje central

Caudal máximo
3 m3/h

Longitud tornillo
6000 mm

Inclinación
0-15°

Diámetro
200 mm

Tipo de hélice
simple

Diámetro exterior
180 mm

Espesor hélice
20 mm

Paso hélice
180 diámetro

Cobertura
atornillado

Boca de descarga N°
1

Boca de descarga tipo
vertical

Boca de descarga N°
1

Boca de descarga tipo
axial

Potencia instalada
1,5 kW 440 V- 60 Hz IP55

Velocidad de rotación
29 rpm

Revestimiento de desgaste
Plástico alta densidad'

Material de construcción
acero inoxidable AISI 304
Contenedor de recogida de lodos
Datos característicos

n. 2
contenedor recogida de lodos

Fabricación
acero;

Incluye:
rueda;

Volumen útil
20

Dimensiones
6000x2500x1500
m3
mm
Estación para preparación y dosificación de polielectrolito
La estación de preparación y dosificación del polímero (EPP 10 01) tendrá las siguientes
características:

Número bombas de dosificación
n

Concentración
%

Caudal/cada uno/capacidad por cada bomba l/h
3
0,1-0,3
400-2000
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
Volumen solución producto
l

Peso
Kg
2100
320
Sistema de almacenamiento y dosis de polvo de polielectrolito

Tolva de almacenamiento en AISI304 con tapa, volumen total 70 l, espía de nivel del
polvo

Dosificador de polvo a cóclea en AISI304 con caudal regulable a través de moto
variador de 2,3-10,4 l/h, motor eléctrico de 0,25 kW, alimentación 440V/3/60 Hz,
protección IP55

Resistencia contra la condensación instalada sobre el conducto del polvo
Sistema de dilución y dispersión

Medidor de flujo en Plexiglass, escala 300-3000 l/h

Presóstato para agua regulable, pression de trabajo entre 1 y 2 bar

Manómetro Ø 63

Valvules esféricas de regulación de agua.

Electroválvula en bronce para intercepción entrada de agua

Conexión entrada de agua Ø ½’’ G F

Boquilla dispersora

Piezas de montaje galvanizadas y/o cromada

Reductor de presión, válvula de interceptación y filtro
Sistema de disolución, maduración, almacenamiento

N. 1 tanque en AISI304, espesor 2 mm, dividida en tres secciones cubiertas
conectadas a través de sifones:

o
Volumen almacenamiento 210 l
o
Volumen útil total 1395 l
N. 2 agitadores lentos con subasta y hélice en AISI 316 L instalados en la sección de
disolución y maduración, motor eléctrico de 0,18 kW, alimentación 440V/3/60 Hz

N.2 interruptores de nivel flotante en PVC instalados en la sección de
almacenamiento

N. 1 boquilla roscada de reboso Ø 1’’ G.F

N. 3 boquillas de drenaje con tapas en PVC Ø 2"
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Bomba monotonillo para dosificación de la solución preparada
n. 3 Bombas monotonillo (BMDP 10 01-03) en hierro fundido para la dosificación de la
solución de polielectrolito de las siguientes características:

Caudal 400-2000 l/h (@60 Hz)

Presión máxima 2 bar

Giros 113 – 660 spm (@50Hz)

Motor eléctrico: 0.75kW, 6 polos, protección IP55

Regulación manual
Medidores de caudal de tipo electromagnético

n. 2 medidor (MCE 10 03-04) de caudal de tipo electromagnético
El medidor tendrá las siguientes características indicativas:

servicio
medida lodos

Caudal de ejercicio
l/s
0-120

Caudal máximo
l/s
10

Velocidad máxima en el medidor
m/s
3

Diámetro medidor 1
mm
25

Alimentación eléctrica
V/Hz
127/60

Señales en salida
mA
4-20
Impulsos de tensión


Comunicación.
protocolo HART56;
Desodorización del aire de ventilación
deshidratación y espesamiento de lodos
del
edificio
de
El bíofiltro para tratamiento de olores, fue diseñado para el abatimiento de los olores fuertes
que se propagan desde las instalaciones de depuración de aguas, de compostaje,
instalaciones industriales, etc. degradando las sustancias malolientes (hidrógeno sulfurado,
mercaptanos, dimetil sulfuros, amoniaco de origen natural o de síntesis inorgánica,
compuestos aromáticos o alifáticos) en compuestos inodoros. Dicho equipo está constituido,
esencialmente, por:
56
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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
Una pila de soporte y contención del lecho filtrante compuesta por módulos
estándar de acero curvado, enrejado con fibra de vidrio completo con estructura
de sustentación y tejido semipermeable de contención del lecho;

Un lecho filtrante compuesto por una mezcla calibrada de maderas provenientes
de los trituradores de alta calidad caracterizado por un alto grado de porosidad,
elevada retención de humedad y con características idóneas para el crecimiento
y el arraigo de una flora bacteriana capaz de metabolizar los compuestos
olorícenos;

Un ventilador centrífugo para la aspiración del aire extraído de las secciones de
la instalación mayormente sujetas a la liberación de sustancias olorosas y la
consecuente entrada de estas en el bíofiltro;

Un sistema automático de humidificación del lecho filtrante constituido por tubos
en PVC, boquillas nebulizadoras y electroválvula de accionamiento;

Una protección integral del bíofiltro que, dejando libre la salida del aire tratado,
evita la exposición directa del lecho a los rayos solares, que causaría su secado
incontrolado;

Un sistema de control de los parámetros de funcionamiento del bíofiltro
constituido por un sensor de temperatura y de humedad relativa del lecho
filtrante y lector de presión del aire, conectados directamente al cuadro local de
control;

Cuadro eléctrico local de mando y potencia, instalado en la máquina. El aire
aspirado por el ventilador se distribuye de forma uniforme dentro del bíofiltro y
poco a poco atraviesa el lecho desde abajo hacia arriba. La flora bacteriana
anidada sobre el lecho flotante depura el aire de los compuestos olorosos y el
aire depurado sale del punto más alto del bíofiltro. El crecimiento bacteriano se
aleja automáticamente del excedente de agua y drenaje. En condiciones
operativas la naturaleza del lecho filtrante contrasta con la tendencia natural de
la acidificación debida al aire a tratar, por lo tanto, el control del pH del lecho
debe efectuarse solamente de vez en cuando mediante simples exámenes de
laboratorio o utilizando simplemente instrumentación de campo. El bíofiltro está
diseñado para respetar las normativas más restrictivas en vigor sobre el
tratamiento de olores. La simplicidad constructiva del equipo y la calidad de
todos los componentes garantizan bajos costes de gestión y una elevada
fiabilidad con el paso del tiempo.
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Datos característicos

n. 1 desodorización (Bíofiltro)

contenedor en paneles de acero AISI 304
Dimensiones:

Longitud

Ancho
4136 m

Altura
2270 m

Caudal de aire tratable

Temperatura del aire a tratar
5-55°C

Volumen lecho filtrante
70 m3

Carga superficial específica

Tiempo de contacto
42 sec

Potencia ventilador
15 kW

Peso en vacío

Peso en funcionamiento
62060 Kg

Tensión de alimentación
440 Volt – 60 Hz

Rejilla de apoyo

Viga de AISI 304 perimetral

Tablero eléctrico

Canales de ventilación entre el ventilador y el bíofiltro, y entre el bíofiltro y el
12168 m
6000 m3/h
120 m3/h/m2
6060 Kg
GRP
tanque de tratamiento aguas residuales

Sistema de riego del lecho filtrante

Lecho filtrante en material triturado de alta calidad caracterizado por un alto
grado de porosidad

Tubería de agua de humidificación en PVC

Tubería de aire en AISI 304 SS

Cobertura bíofiltro
AISI 304 SS
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Levantamiento de sobrenadantes y descargas
15.2.12.1. Levantamiento de sobrenadantes y descargas desde espesador y
deshidratación
Las aguas separadas en la fase de espesamiento y centrifugación vendrán conducidos a un
pozo, del cual mediante bombeo se dirigirán al tramo inicial de los tratamientos preliminares.
Se prevén los siguientes aparatos:

n. 1+1 bombas sumergibles para instalación fija con impulsor centrifugador a canal
motor eléctrico asincrónico trifase protección IP68, aislamiento en clase F ubicada en
recipiente hermético y comunicado mediante eje a el impulsor.
Las bombas serán completadas con:

Pié de acoplamiento automático a fijar en el fondo de con brida codo UNI PN10
completado con armazón de fijación y guías;

eslabón de cadena en acero galvanizado de m 6 de longitud;

Tubo guía de la bomba 2” UNI 3524 en acero galvanizado de 10 metros de
longitud;

Cable eléctrico sumergible de potencia para puesta en marcha directa, longitud
10 m.
Las bombas tendrán las siguientes características:

Número bombas

Caudal
l/s
15

Altura manométrica
m
15,50

Diámetro acoplamiento
mm
100

Velocidad nominal
rpm
1740

Tensión frecuencia
V/Hz
440/60

Potencia nominal motor
kW
5,60

Peso
Kg

n. 2 válvulas de anti retorno DN 200;

n. 2 puertas metálica DN200;
n.
1+1 reserva (BLS 15 01-02)
152
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15.2.12.2.
Criterios de selección de la bomba 57
Para elegir las bombas adecuadas por el levantamiento sobrenadantes desde espesador se
utiliza un programa informático producido por un proveedor internacional58 , que es útil en el
diseño de un sistema de bombeo. El programa incluye la selección de productos y una serie
de herramientas tales como análisis de funcionamiento y económico. También permite
imprimir los datos del producto y los planos dimensionales.
Cuando se selecciona un producto, se genera una serie de información como curvas de
funcionamiento y planos dimensionales, que pueden también imprimirse; Las características
del sistema se definen por la curva de sistemas o por el sistema dado de tuberías.
El programa selecciona las bombas cuya curva esté dentro del margen de tolerancia
definido para el punto de trabajo requerido. La selección puede limitarse a uno o varios tipos
de bombas, instalación en cámara seca o húmeda y otra serie de criterios de selección.
Si el sistema de tuberías es conocido, se puede calcular la altura total requerida, incluyendo
las pérdidas, y utilizarla para encontrar la bomba más adecuada. Las pérdidas internas se
tendrán en cuenta al seleccionar bombas en paralelo. Se pueden tener en pantalla los datos
de producto y las curvas de funcionamiento de la bomba seleccionada. Los datos incluyen
características generales, datos eléctricos y curvas de funcionamiento.
57
58
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm
FLYPS 2.1
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En la siguiente figura se puede ver las curvas de funcionamiento de la planta y de las
bombas.
25
20
Altura - [m]
15
10
5
0
0
10
20
30
40
50
60
70
Caudal - [l/s]
Figura 41: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento sobrenadantes desde
espesador
El punto rojo en la figura 41 muestra las condiciones de trabajo del equipo de bombeo, que
corresponde a la intersección entre la curva del sistema, y la curva de funcionamiento.
Considerando el flujo al interior del conducto puramente turbulento, las pérdidas resultan
proporcionales al cuadrado del caudal; la curva toma así una tendencia parabólica con
concavidad hacia arriba e intercepta la curva característica de la bomba
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Figura 42: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada
La figura 42 muestra los valores del punto de trabajo para el caudal/altura, la potencia
absorbida, la potencia hidráulica, el rendimiento y el rendimiento hidráulico de la bomba
seleccionada.
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El punto de trabajo se utiliza para estudiar las curvas de funcionamiento y las condiciones de
trabajo en un sistema individual o múltiple. Se pueden visualizar para su comparación, una o
varias curvas caudal/altura, potencia, rendimiento y NPSH.
Se pueden estudiar las condiciones de trabajo, totales e individuales, en un sistema con
varias bombas idénticas. Los datos de trabajo se basan en las características del sistema y
se presentan en formato de tablas y de diagramas.
Con el programa utilizado se pueden llevar a cabo cálculos de pérdidas para determinar la
altura total requerida; los valores típicos utilizados en estos cálculos, como rugosidad,
coeficientes C para distintos materiales y factores de pérdida pueden ser modificados.
Los diámetros interiores de la tubería estándar utilizada en los cálculos están en la base de
datos; Se pueden manejar sistemas individuales y en paralelo. Los cálculos están basados
en el bombeo de agua residual.
La curva de funcionamiento de la bomba seleccionada puesta en la figura anterior incluye
datos del producto y diagramas con curvas que contienen la altura, la potencia absorbida e
hidráulica, el rendimiento y el NPSH requerido.
La tipología de bombas a utilizar para el levantamiento sobrenadantes desde espesador de
Quitumbe es con instalación fija extraíble, sumergida y con tubos guía. Acoplamiento por su
propio peso a la conexión de descarga.
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Figura 43: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento sobrenadantes
desde espesamiento de Quitumbe
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Como se puede observar en la figura anterior, se obtienen los siguientes datos:
• Pérdida de carga total;
• Altura total, incluyendo altura geométrica y pérdidas;
• Velocidad del agua en cada sección de tubería (sólo si se ha fijado un sistema de tubería
única);
• Si se ha fijado un sistema múltiple, se obtienen diferentes valores para la pérdida total (el
caudal en las tuberías individuales variará según el número de bombas en funcionamiento).
Las pérdidas de carga calculadas por el programa están basadas en que las tuberías están
llenas y que se está bombeando agua residual.
Las pérdidas de carga se dividen en dos partes: H f= hfl+ hpl, donde hfl = pérdidas por
fricción, hpl = pérdidas puntuales.
15.2.12.3.
Medidores de caudal de tipo electromagnético
 n. 1 medidor (MCE 15 01) de caudal de tipo electromagnético
El medidor tendrá las siguientes características indicativas:

servicio
medida lodos

Caudal de ejercicio
l/s
0-120

Caudal máximo
l/s
15

Velocidad máxima en el medidor
m/s
3

Diámetro medidor 1
mm
100

Alimentación eléctrica
V/Hz
127/60

Señales en salida
mA
4-20
impulsos de tensión

15.2.12.4.
Comunicación.
protocolo HART59;
Grúa eléctrica a puente
Datos característicos

n.1 grúa eléctrica a puente (G_ 15_ 02) con estructura mono viga en perfilado de
las siguientes características indicativas:

Ambiente de servicio al abierto

Unidad de levantamiento
polea eléctrica a cadena
59
Los medidores HART(Highway Addressable Remote Transducer) siguiendo un protocolo de
comunicación difundido en el sector de la automatización para trasmitir a doble sentido informaciones
digitales a través de un equipo que normalmente se utiliza para transmitir una señal analógica en
corriente (4-20 mA)
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
Capacidad de peso
1
t

Mono viga
6000
mm

Velocidad máxima
15
m

Velocidad de levantamiento
8/2
m/min

Velocidad de desplazamiento
15
m/min

Velocidad de desplazamiento puente reducida 7,5
m/min

Dos motores de potencia cada uno
0,4
kW
R.I. 25%
150
m/h

Velocidad traslación carro
7/1
m/min

Tensión de alimentación
440 Volt – 60 Hz

Mandos de teclado colgante corredizo

Independiente, tensión de comandos

Vigas de apoyo

Conexiones eléctricas
15.2.12.5.
440 Volt – 60 Hz
Bombas levantamiento sobrenadantes desde filtración 60
Las bombas tendrán las siguientes características indicativas:

Número bombas

Caudal
l/s
11

Altura manométrica
m
13

Diámetro acoplamiento
mm
65

Velocidad nominal
rpm
3405

Tensión / frecuencia
V/Hz
440/60

Potencia nominal motor
kW
2,80

Peso
Kg

n. 2 válvulas de anti retorno;

n. 2 puertas metálica ;
15.2.12.6.
n.
1+1 reserva (BLS 06 01-03)
133
Criterios de selección de la bomba
Para elegir las bombas adecuadas por el levantamiento sobrenadantes desde filtración se
utiliza un programa informático producido por un proveedor internacional61 , que es útil en el
diseño de un sistema de bombeo. El programa incluye la selección de productos y una serie
60
61
La altitud de la planta de tratamiento de Quitumbe es igual a 2930 msnm
FLYPS 2.1
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de herramientas tales como análisis de funcionamiento y económico. También permite
imprimir los datos del producto y los planos dimensionales.
Cuando se selecciona un producto, se genera una serie de información como curvas de
funcionamiento y planos dimensionales, que pueden también imprimirse; Las características
del sistema se definen por la curva de sistemas o por el sistema dado de tuberías.
El programa selecciona las bombas cuya curva esté dentro del margen de tolerancia
definido para el punto de trabajo requerido. La selección puede limitarse a uno o varios tipos
de bombas, instalación en cámara seca o húmeda y otra serie de criterios de selección.
Si el sistema de tuberías es conocido, se puede calcular la altura total requerida, incluyendo
las pérdidas, y utilizarla para encontrar la bomba más adecuada. Las pérdidas internas se
tendrán en cuenta al seleccionar bombas en paralelo. Se pueden tener en pantalla los datos
de producto y las curvas de funcionamiento de la bomba seleccionada. Los datos incluyen
características generales, datos eléctricos y curvas de funcionamiento.
En la siguiente imagen se puede ver las curvas de funcionamiento de la planta y de las
bombas.
25
20
Altura - [m]
15
10
5
0
0
5
10
15
Caudal - [l/s]
Figura 44: Punto óptimo de trabajo del equipo de levantamiento sobrenadantes desde
filtración
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El punto rojo en la imagen de la figura 44 muestra el punto de funcionamiento que es la
intersección entre la curva de la planta y la curva de la bomba. La curva en azul representa
la curva de la bomba y la curva negra representa la curva de la planta.
La curva característica de la bomba expresa el enlace entre la prevalencia transmitida al
líquido y el caudal levantado.
La curva característica de la planta representa la energía por unidad de peso que debe ser
transferida al agua para poderla entregar por lo largo de un circuido definido Htot. Esa es el
resultado de la suma del desnivel geodético Hg y de las pérdidas de carga continuas y
localizadas a lo largo del recorrido.
Considerando el flujo al interior del conducto puramente turbulento, la pérdidas resultan
proporcional al cuadrado del caudal; la curva toma así una tendencia parabólica con
concavidad hacia arriba e intercepta la curva característica de la bomba.
La figura a continuación (figura 45) muestra los valores del punto de trabajo para el
caudal/altura, la potencia absorbida, la potencia hidráulica, el rendimiento y el rendimiento
hidráulico de la bomba seleccionada.
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Figura 45: Curva de funcionamiento de la bomba seleccionada
El punto de trabajo se utiliza para estudiar las curvas de funcionamiento y las condiciones de
trabajo en un sistema individual o múltiple. Se pueden visualizar para su comparación, una o
varias curvas caudal/altura, potencia, rendimiento y NPSH.
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Se pueden estudiar las condiciones de trabajo, totales e individuales, en un sistema con
varias bombas idénticas. Los datos de trabajo se basan en las características del sistema y
se presentan en formato de tablas y de diagramas.
Con el programa utilizado se pueden llevar a cabo cálculos de pérdidas para determinar la
altura total requerida; los valores típicos utilizados en estos cálculos, como rugosidad,
coeficientes C para distintos materiales y factores de pérdida pueden ser modificados.
Los diámetros interiores de tuberías estándar utilizados en los cálculos están en la base de
datos; Se pueden manejar sistemas individuales y en paralelo. Los cálculos están basados
en el bombeo de agua residual.
La curva de funcionamiento de la bomba seleccionada puesta en la figura anterior incluye
datos del producto y diagramas con curvas que contienen la altura, la potencia absorbida e
hidráulica, el rendimiento y el NPSH requerido.
La tipología de bombas a utilizar para el levantamiento sobrenadantes desde filtración de
Quitumbe es con instalación fija extraíble, sumergida y con tubos guía. Acoplamiento por su
propio peso a la conexión de descarga. La bomba es semipermanente y húmeda, es
instalada en un pozo sobre dos tubos guías con conexión automática a la descarga.
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Figura 46: Diseño del sistema de las tuberías en el levantamiento sobrenadantes
desde filtración de Quitumbe
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Como se puede observar en la figura anterior, se obtienen los siguientes datos:
• Pérdida de carga total;
• Altura total, incluyendo altura geométrica y pérdidas;
• Velocidad del agua en cada sección de tubería (sólo si se ha fijado un sistema de tubería
única);
• Si se ha fijado un sistema múltiple, se obtienen diferentes valores para la pérdida total (el
caudal en las tuberías individuales variará según el número de bombas en funcionamiento).
Las pérdidas de carga calculadas por el programa están basadas en que las tuberías están
llenas y que se está bombeando agua residual.
Las pérdidas de carga se dividen en dos partes: H f= hfl+ hpl, donde hfl = pérdidas por
fricción, hpl = pérdidas puntuales.
15.2.12.7.
Grúa eléctrica a puente
Datos característicos

n.1 grúa eléctrica a puente (G_ 15_ 01) con estructura mono viga en perfilado de
las siguientes características indicativas:

Ambiente de servicio al abierto

Unidad de levantamiento
polea eléctrica a cadena

Capacidad de peso
1

Mono viga
6000
mm

Velocidad máxima
15
m

Velocidad de levantamiento
8/2
m/min

Velocidad de desplazamiento
15
m/min

Velocidad de desplazamiento puente reducida 7,5
m/min

Dos motores de potencia cada uno
kW
t
0,4
R.I. 25%
150
m/h

Velocidad traslación carro
7/1
m/min

Tensión de alimentación
440 Volt – 60 Hz

Mandos de teclado colgante corredizo

Independiente, tensión de comandos

Vigas de apoyo

Conexiones eléctricas
440 Volt – 60 Hz
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16.
EDIFICIO SOPLADORES
16.1. Soplador para desarenador con dos lóbulos
Datos característicos

N. 2
sopladores

caudal de aire
205 Nm3/h

soplador en aleación de aluminio

filtro y silenciador en aspiración

alimentación motor eléctrico

motor eléctrico, 2 polos
11 kW
V 440 - Hz 60 - IP 55 - clase de aislamiento
H

silenciador y válvula de seguridad en envío

válvula de retención y válvula de seguridad en salida

manómetro

presión sonora

peso específico aire 0,8 kg/m3

humedad relativa 50%

temperatura 25°C

altitud 2940 msnm

caudal 339 m3/h

presión diferencial 500 mbar

potencia absorbida 7 kW

velocidad 3700 rpm

velocidad motor 3504 rpm

diámetro polea motor 132 mm

diámetro polea soplador 125 mm

2 gargantas

Cinturón tipo SPA

Longitud 1500 mm

Maquina completo de: soplador, base de los silenciadores reactivos de
<70 dB
aspiración con filtro y de descarga, válvula de no retorno, unión elástico,
soportes contra vibraciones, cabina insonorizada con ventilador de extracción de
aire caliente con voltaje 440V/60Hz, manómetro, indicador de atasco de filtro,
transmisión a cinturones y poleas.
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Las siguientes figuras indican la curva de funcionamiento del soplador y la relación entre el
caudal y el número de giros y la potencia y la relación entre el caudal y la variación de
temperatura.
Los datos que influyen mayormente sobre el tipo de soplador son la altura, la temperatura, la
humedad; por eso en la elección de la máquina el proveedor tiene que considerar todos
estos parámetros.
Figura 47: Curva de funcionamiento por soplador (Q, N)
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Figura 48: Curva de funcionamiento (Q, DT)
16.2. Medidor de caudal de aire por sopladores
Medidor de caudal térmico para gas y aire.

Cantidad medidores
n. 1(MCA _12_02)

Tipo inserción para tubos circulares
DN100

Caudal mínima
23.022 Nm3/h

Caudal máxima
4604.41 Nm3/h

Longitud tubo de conexión:
235 mm /9”

Material tubo de conexión:
acero Inox; acero Inox

Conexión al proceso:
G1 A, ISO 228

Junta reforzada:
PEEK,Nitrile,-35..+130oC/-
31...+266oF

Terminación superficie:
Versión base

Calibración:
calibración de fábrica

Aprobación:
Versión base

Carter:
compacto Alu, IP67 NEMA4X

Pasa cable:
pasa cable M20
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
Display; teclado:
20-55VAC/16-62VDC,2-líneas+
pulsadores

Función software:
Versión base

Salida, Entrada:
4-20 Hart + frecuencia

Voltaje/frecuencia
V/Hz
440/60
16.3. Soplador a tornillos
El soplador es del tipo a tornillos sirve para la producción de aire para el funcionamiento del
compartimento biológico.
La fabricación de soplador y de los accesorios se adapta a la normativa de las
características ambientales del lugar de instalación. La ejecución particularmente robusta, se
realiza con materiales de alta calidad y garantía de servicio continuo.
En el compresor del tipo a tornillo, dos tornillos a paso reverso y diámetro diferente se
ubican el uno sobre el otro, de manera de crear con el cuerpo del compresor una cavidad
que progresivamente se mueve desde la zona de aspiración hasta la zona de entrega,
disminuyendo el volumen y comprimiendo así el gas.
Los sopladores a tornillos tienen la ventaja de una mecánica simple, y de moto continuo, así
que los esfuerzos resultan menores. Se pueden obtener relaciones de compresión menores,
pero aunque altos (3°:1-4°:1) y es posible instalar más estadios en serie.
El grupo de bombas de un compresor a tornillo se compone de dos árboles rotantes, que
desfrutando el principio de compresión interna, giran con sentido opuesto entre ellos. Los
dos tornillos acoplados retienen el aire entre las formas de acero en las cuales son
ubicados.
El aire es empujado longitudinalmente creando un efecto de compresión que genera
diferentes cantidades de aire con diferentes atmosferas.
El gas (mezcla de aire y aceite) es retenido en volúmenes siempre más pequeños y logra la
presión requerida saliendo a presión atmosférica poco antes de la descarga al interior de la
línea, pasando por un filtro que elimina el aceite separando la mezcla de aire – aceite.
Datos característicos:

n. 5 (4+1R)
sopladores (S BIO 12 01-03)

Caudal
3648
Nm3/h

Presión diferencial
800
mbar

Potencia adsorbida
131,5
kW
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
Velocidad
2581

Diámetro boca aspirante/presión
250 mm

Acoplamiento con motor
mediante poleas

Ejecución
compacta

Nivel presión sonora
84 dBA

Tmin
20°C

Tmax
118°C

humedad
50%

densidad
0,83 kg/m3

Polos
2

Potencia motor
160

voltaje
r.p.m.
kW
440 V/60 Hz
Motores eléctricos:
Todos los motores se han previsto para un servicio continuo a carga llena para un período
de 24 horas diarias.
Ventilador:

Número

A palas radiales (bidireccional)
5 (V BIO 12 01-03)
Accesorios
El soplador viene suministrado con los siguientes accesorios:

Basamento metálico;

Filtro de aire aspirante;

Silenciador aspirante;

Silenciador presión;

Junta de dilatación y anti vibración;

Válvula de retención a clapeta;

Válvula de seguridad a muelles y platillo;

Soportes anti vibración;

Manómetro en baño de glicerina para el control presión en el envío;

Cabina insonorizada con ventilador su movilidad y la simplicidad de conexión
eléctrica (tablero auxiliar posterior).
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Otras ventajas son:

Simple mantenimiento desde el lado frontal;

Control inmediato de nivel de aceite;

Fácil cambio aceite;

Simple sustitución del filtro de aire y filtro de aceite (versión con lubricación forzada
con sistema de enfriamiento aceite);

Regulación simple de la presión de aceite;

Simple sustitución del cinturón de transmisión
En la siguiente figura se evidencian las curvas características de los equipos.
Figura 49 : Curvas características (Q,N)
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16.4. Medidores de caudal de Pitot
Medidor de caudal de Pitot

Cantidad medidores
n. 1(MCA _12_01)

Tipo inserción para tubos circulares
DN150-DN2000

Tubería múltiples agujeros (Sonda Pitot) para medida del caudal unidireccional
de los flujos

Cálculo sec.ISO5167.

Realización en AISI 316

Cuatro tomas de corriente eléctrica en condición dinámica

Una toma de corriente eléctrica en condición estática

Enganche de alineación, a soldar, de dos pulgadas al carbono

Ataques roscados lado instrumento de ½ pulgada NPT-F

Ataque: dos enganches a soldar de una pulgada (para tubería múltiples agujeros
de ¾ ); material acero A 105 para DN 400 hasta DN 2000

Material de la múltiples de medida: AISI 304 de 1,10 pulgadas

Diámetro tubería: DN 700-28 pulgadas

Material y tipología de ataques y de tomas de corriente eléctrica: AISI 316, NPT
½ pulgadas

Ataque: material AISI 316

Tapones de limpieza: 1/8’’,1

Válvulas de interceptación: pareja de válvulas a aguja AISI 316, PN 100, ½ ‘’

Medida de presión diferencial, con sensor metálico

Aplicación: presión / nivel / caudal

Membrana de proceso: metálica

Precisión típica: +/- 0,075% (Platino +/- 0,05%)

TD máximo: 100:1

Trasmetidor modular

Completo de test report (tres puntos)

Fácil puesta en marcha en campo

Alta estabilidad de largo tiempo

Doble barrera hacia el proceso

Alta robusteza mecánica

Máxima confiabilidad gracias a las funciones de auto diagnóstico

Salida, control: 4-20 mA HART, interior + LCD
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
Custodia pasa cable: T14 Alu IP66/67 NEMA6P

Prensa cable M”= T14: tapa lateral (EEx d > filete M20)

Campo nominal; PN: 500 mbar /50 kPa / 7,5 psi; 316 L; 420 bar

Calibración ; unidad: personalizado ; ver informaciones adicionales

Material de la membrana: 316L

Ataque al proceso: NPT ¼-18 IEC61518 UNF7/16-20, 316L incluidas dos
válvulas , 316L

Guarnición: KKM Viton

Tensión
127V/60Hz
16.5. Ventilador para cambio aire
Ventilador e impulsor centrífugo de aspiración simple formado por:

Acoplamiento ventilador/motor directo, completado con carter de protección a
normativa ISPESL;

Motor eléctrico asincrónico trifase cerrado autoventilado protección IP55 forma
B3 integrado con correderas ;

Cubo en aluminio;

Persiana a gravedad y distanciador.
Los ventiladores tendrán las siguientes características:

n. 2
ventiladores (VCA 12 01-02)

Servicio
cambio aire local sopladores

Volumen
m3/h
10000

Altura manométrica
mmH2O
20-30

Velocidad rotación
rpm
1120

Potencia nominal motor
kW
1,50

Tensión frecuencia motor
V/Hz
440/60
16.6. Puente Grúa
Datos característicos

n.1 grúa eléctrica a puente (G 12 01) con estructura monoviga en perfilado de las
siguientes características indicativas:

Ambiente de servicio al abierto

Unidad de levantamiento
polea eléctrica a cadena

Capacidad de peso
45
t
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
Monoviga

Carrera del sistema de elevación del gancho
6m

Velocidad levantamiento principal
3,3 m/min

Velocidad reducida levantamiento
0,3 m/min

Motor de tipo con rotor en corto circuito
3,5 kW

Velocidad desplazo puente principal
30 m/min

Velocidad reducida desplazo puente
7,5 m/min

Dos motores tipo con rotor en corto circuito
0,37 kW

Velocidad traslación del carro principal
10 m/min

Velocidad reducida traslación del carro
2,5 m/min

Motor de tipo con rotor en corto circuito
0,75 kW

Sistema eléctrico para red trifásica

Comando a través de: teclado corredizo independiente, voltaje 127 V

Peso indicativo de la grúa

Protección IP55 para el sistema eléctrico y motores con exclusión de los frenos

Protección máxima de los frenos IP23

Condiciones de ejercicio:
6000
mm
440V / 60Hz / BT127V / 60Hz
1,55 t

Temperatura
mínima -10 °C / máxima +40 °C

Con inverter
de -5 °C hasta máximo +40 °C

Humedad relativa
máx. 80%
A continuación se presenta el balance de materia en la implantación de Quitumbe.
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Figura 50: Balance de materia
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17.
EQUIPOS DE
QUITUMBE
LABORATORIO
PARA
LA
PLANTA
DE
La planta de Quitumbe tiene un laboratorio así como está descrito a continuación.
Descripción:
El laboratorio de la planta de tratamiento de Quitumbe tiene los siguientes equipos:
1. N. 1 Ph - metro potenciado portátil a circuitos integrados (adecuado para medidas con
electrodo con ion especifico y medida de conductibilidad y p. Redox):
-
escala normal 0-14 pH dividido 1/10 de pH;
-
escala expandida 4-10 pH dividido 5/100 de pH;
-
precisión de medida +/- 0.05 pH;
-
medida de millivolt +/- 700 mV (+/- 1400 mV, con abolición de los ceros);
-
conexión para la compensación automática de la temperatura;
-
corrección manual de la temperatura de 0 a 100 grados Centígrados;
-
conexión DIN para electrodos;
-
electrodo monotubolar en vidrio de tipo a baja resistencia eléctrica de la membrana,
alta resistencia a los choques;
2. N. 1 medidor de oxígeno y de temperatura tipo portátil:
- campo de medida de oxígeno 0-1, 0-3, 0-10 mg/l e 100% de saturación;
- temperatura: -10 hasta a +60 grados centígrados a lectura directa;
- precisión: oxígeno a temperatura constante +/- 1.50%;
- precisión temperatura: +/- 1 grado Centígrado;
- salida para la registración a compensación con Ri 500 Kohm;
- electrodo para la medida del oxígeno en PVC con 2 termistores para la compensación
automática de la temperatura;
3. Equipo portátil test in cubeta, modelo para las determinaciones de:

Amoníaco;

Nitritos;

Nitratos;

nitrógeno total;

fósforo;

DQO;
tipo a lectura óptica para las diferentes concentraciones; completo di fotómetro
con filtros portátil;
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4. Equipos para análisis de DBO, comprende:
-botellas para DBO capacidad útil 300 ml;
-termostato de refrigerador, temperatura de ejercicio 20 °C (rango: + 5  +35 °C);
-oxímetro (se vea punto 1);
-pH - metro (se vea punto 2);
5. N. 1 turbidímetro para análisis de turbidez;
6. Equipos para normal filtración adecuada a análisis de sólidos suspendidos, comprende:
-bomba para vacío (o en alternativa eyector a agua) con frasco con cola;
-filtros;
-embudos Buchner;
-estufa, con temperatura di esercicio a 105 - 110 °C;
-destilador;
7. Normal equipos de laboratorio, que incluye:
-conos Imhoff capacidad 1000 ml;
-soportes para conos con dos sitios;
-cilindros graduados de 1000 ml;
-pipetas calibradas de 10-25-100 ml;
-Frasco de 100 - 500 - 1000 ml;
-Becker de 50 - 100 - 500 ml;
-Frascos calibrados de 25 - 50 - 100 - 250 ml;
8. N. 1 analizador portátil de toxicidad con las siguientes características:
-estandarizado su Photobacterium Fischerii (NRLBB11177);
-n. 2 líneas Display;
-tiempo de respuesta 15 mm;
-almacenamiento de los resultados;
9. equipo de ultrasonido portátil para la lectura sobre campo de los niveles de lodos;
10. N. 1 balanza analítica a 4 cifras decimales, con paso de 0.1 mg;
11. N. 1 horno con manopla;
12. N. 3 secadoras para filtros secos;
13. N. 1 plato caliente con agitador magnético;
14. N. 1 refrigeradora para mantenimiento reactivos, temperatura de ejercicio 4 ° C (rango:
015 °C);
15. N. 1 refrigeradora para mantenimiento maestra de aguas residuales;
16. Capas aspirantes ;
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En el laboratorio son necesarios los siguientes equipos:

gafas de protección

guantes de látex

guantes resistentes a productos químicos

camisas

calzados de laboratorio

probetas

soportes para probetas

bombas de vacuo

breakers en vidrio (varios tamaños)

platos de evaporación en vidrio

platos de evaporación en cerámica

pinzas para filtros de membrana

espátulas

buretas

cuchara para muestras

homogeneizador

agitadores magnéticos con calefacción

termómetros

áncoras magnéticas

secadores en vidrio

secador en nalgene (más o menos plástico común)

papel para filtro

filtros de membrana

jeringas

filtros de membrana para jeringas

bomba pequeña de gaucho

soportes para pipetas

pipetas

espectrofotómetro uv

termostato

kit de análisis para espectrofotómetro di cui:

Amoníaco
 NH4-N range
0,015-2,0 mg/l
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




 NH4-N range
2-47 mg//l
 NH4-N range
1-12 mg/l
Nitritos
 NO2-N range
0,015-0,6 mg/l
 NO2-N range
0.6-6,0 mg/l
Nitratos
 NO3-N range
0,23-13,50 mg/l
 NO3-N range
5-35 mg/l
DQO
 Range
5-60 mg/l O2
 Range
50-300 mg/l O2
Fosfatos
 PO4-P range
0,05-1,50 mg/l
 PO4-P range
0.5-5,0 mg/l
 PO4-P range
2-20 mg/l
Nitrógeno total
 range
5-40mg/l
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18.
ESPECIFICACIÓN DE PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA62
Este capítulo cubre los requerimientos generales y específicos para la realización de la
especificación de procedimiento de soldadura (EPS) correspondientes a uniones soldadas
de estructuras planas y tubulares sometidas tanto a cargas estáticas como cíclicas.
La utilización de dos modalidades de EPS, precalificada y la que requiere proceso de
calificación. La elaboración de un EPS precalificada debe ser considerada como una
condición de excepción y para su elaboración se seguirán las directivas específicas de este
capítulo.
La utilización de EPS precalificada deberá ser acordada a través de los documentos de
contrato y del Ingeniero de soldadura responsable.
Para cada EPS calificada deberá emitirse un documento denominado registro de calificación
del procedimiento (RCP).
Todo EPS, tanto del tipo precalificada como calificada, deberá ser escrito y es considerado
para este Reglamento como un documento de ingeniería y/o fabricación.
18.1. Elaboración de la EPS
Formato de la EPS
En el Anexo VI de este Reglamento se fija un formulario modelo con los contenidos
necesarios para la confección de la EPS. Para el caso de una EPS que requiera calificación
cada uno de los campos del formulario EPS puede tener la categoría de variable esencial.
Toda EPS precalificada deberá ser desarrollada de acuerdo a los requerimientos generales
y particulares de este Capítulo, no obstante todos estos requerimientos pueden ser
aplicados o servir de guía a una EPS calificada con emisión de RCP.
Tuberías subterráneas aguas residuales y lodos en acero protección exterior con revestimiento
bituminoso grueso e internamente de betún. Tuberías sobre el suelo aguas residuales y lodos de
acero Inox 304, espesor 3mm por diámetros hasta 400mm, espesor mayor de 3mm por diámetros
superior de 500mm. Tuberías aire sobre el suelo de acero inox304 espesor 3mm por diámetros hasta
400mm, espesor mayor de 3mm por diámetros superior de 500mm. Tuberías alcantarillado interno en
PVC.
62
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18.2. Procesos de soldadura
Procesos de Soldadura Aprobados por este Reglamento
Todos los procesos de soldadura por arco eléctrico así como otros procesos de soldadura
distintos de éstos pueden ser aplicados a la elaboración de las EPS cuando los mismos son
calificados con emisión de RCP.
Procesos de Soldadura para EPS Precalificada
Los procesos permitidos para la elaboración de las EPS precalificadas son:
(a) soldadura por arco con electrodo revestido (SMAW)
(b) soldadura por arco sumergido (SAW)
(c) soldadura por arco eléctrico con protección gaseosa (semiautomática alambre macizo),
excepto modo de transferencia por cortocircuito (GMAW)
(d) soldadura por arco con alambre tubular (semiautomática alambre tubular), con o sin
protección gaseosa. (FCAW)
(e) Para los procesos (c) y (d) deberán ser utilizadas únicamente máquinas de soldar con
fuente de poder de tensión constante.
18.3. Combinaciones de metal base y metal de aporte
En las EPS precalificadas se deben usar sólo los metales base y los metales de aporte
listados en el siguiente cuadro. Se debe usar el criterio de relación entre la resistencia del
metal base y el metal de aporte descripto a continuación, en el cuadro siguiente a este
párrafo, en conjunto con la tabla 32 se determinara si se requieren metales de aporte que
igualen o se ubiquen por debajo de la resistencia del metal base.
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Tabla 32.-Relación de Resistencia
Relación
Metal(es) Base
Relación de Resistencia
Requerida del Metal de
Aporte
Cualquier acero
consigo mismo o
cualquier acero a
otro del mismo
grupo
Cualquier metal de aporte
listado en el mismo grupo
Iguala
Cualquier acero
de un grupo con
un acero de otro
grupo
Metal de
Aporte Por
Debajo
Cualquier acero
con otro de
cualquier grupo
Cualquier metal de aporte
listado para un grupo de menor
resistencia. (Los electrodos
para soldadura manual deben
estar clasificados como bajo
hidrógeno.) Metal de aporte por
debajo Cualquier acero con
otro de cualquier grupo
Cualquier metal de aporte
listado para el correspondiente
al grupo de menor resistencia.
(Los electrodos para soldadura
manual deben estar
clasificados como bajo
hidrógeno.)
18.4. Mínima temperatura de precalentamiento y entre pasadas
La temperatura mínima de precalentamiento y entre pasadas debe ser suficiente para
prevenir la aparición de fisuras en frío asistidas por hidrógeno en la unión soldada (tanto en
ZAC como en
metal de soldadura). Se debe usar
la tabla 32 para determinar las
temperaturas mínimas de precalentamiento e entre pasadas correspondiente a una EPS
precalificada, en relación con los metales base o aceros estructurales agrupados en la tabla
33.
Metal Base y Combinación de Espesores.
La temperatura mínima de precalentamiento o entre pasadas aplicada a uniones soldadas
compuestas de metales base de diferentes grupos, según el Ошибка! Источник ссылки
не найден., debe ser la mayor de esos precalentamientos mínimos.
Temperaturas Alternativas de Precalentamiento y Entre Pasadas
en Soldadura por Arco
Las temperaturas de precalentamiento y entre pasadas para soldadura por arco sumergido
con sistemas de alambres múltiples (paralelos o en línea) deberán ser seleccionadas en
conformidad con la tabla 33. Para pasada única de soldaduras con juntas de bisel o filete,
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para combinaciones de metales base y con previa aprobación del Ingeniero responsable, se
deberán establecer las temperaturas de precalentamiento y entre pasadas que permitan
reducir la dureza del metal base en la ZAC a una dureza Vickers menor que 225 Hv para
aceros que tengan una resistencia a la tracción mínima especificada que no exceda los 415
MPa y una dureza de 280 Hv para aceros que tengan una resistencia a la tracción mínima
especificada mayor que 415 MPa, pero que no exceda los 485 MPa.
Requerimientos de Dureza.
La determinación de la dureza de la ZAC se efectuará de la siguiente forma:
(1) Corte de una sección transversal con macrografía sobre una probeta de muestra para
ensayo.
(2) La superficie deberá ser preparada para presentar una configuración plana previo al
ensayo de dureza:
(a) La frecuencia de tales ensayos en la ZAC debe ser al menos un área de ensayo por
Soldadura del metal base de mayor espesor y por cada 15.000 mm de soldadura con bisel o
pares de soldaduras de filete.
(b) Las determinaciones de dureza pueden ser discontinuadas después que el
procedimiento haya sido establecido y probado a satisfacción del Ingeniero responsable.
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Tabla 33.-Selección del metal de aporte
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NOTAS:
(1) Para la realización de una EPS precalificada los materiales base a ser soldados, de cada
uno de los Grupos de la tabla 33, deberán cumplir con los requisitos de la norma IRAM que
corresponda para cada caso.
(2) Cuando no se disponga de las normas IRAM correspondientes y hasta tanto no se
realice el estudio de las mismas, se podrán emplear para la elaboración de una EPS
precalificada otras normas reconocidas por IRAM para los materiales de la tabla 33. Esta
alternativa deberá ser aprobada por el Ingeniero responsable y tener el acuerdo contractual
correspondiente.
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18.5.
Limitaciones en las variables de las eps precalificadas.
Los parámetros de soldadura indicados de (1) a (4) deben ser especificados y considerados
en la EPS, deberán ser considerados cambios esenciales y requerirán una EPS
precalificada escrita nueva o revisada:
(1) Corriente de soldadura(o velocidad de alimentación del alambre)
(2) Tensión de soldadura
(3) Velocidad de Avance o Velocidad de Soldadura
(4) Velocidad de Flujo del Gas de Protección (caudal)
Combinación de EPS.
Se puede utilizar la combinación de una EPS calificada y otra precalificada sin calificación
de la combinación, debiendo observarse las limitaciones de las variables esenciales
aplicables a cada proceso.
18.6. Requerimientos generales para una eps precalificada
Todos los requerimientos indicados deberán ser cumplidos para la realización de una EPS
precalificada. Además deberán considerarse los siguientes requisitos
Requerimientos de la Soldadura Vertical Ascendente.
La progresión para todas las pasadas de soldaduras, deberán considerarse en posición
vertical ascendente, excepto que haya que reparar una socavación. En este último caso
podrá indicarse la soldadura en posición vertical descendente, conforme el precalentamiento
esté de acuerdo con la figura 51, pero a una temperatura mayor o igual que 20 °C. Para
elementos estructurales tubulares, la progresión de soldaduras verticales puede ser tanto
ascendente como descendente, pero sólo en la(s) dirección(es) para la(s) que el soldador
esté calificado.
Limitación de Ancho / Profundidad de Pasada.
Ni la profundidad ni el ancho máximo en la sección transversal del metal de soldadura
depositado en cada pasada deberán exceder el ancho en la superficie de la pasada de
soldadura (ver Figura 51).
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Requerimientos con Aceros Resistentes a la Intemperie.
Para aplicaciones de aceros del tipo “patinables” o resistentes a la intemperie, expuestos
sin esquemas de protección o pinturas, requerirán un metal de soldadura con resistencia a
la corrosión atmosférica y con características de color similares a las del metal base, el
metal de aporte en electrodo o combinaciones electrodo-fundente deberán seguir el criterio
de selección la figura 51, excepto que:
(a) Para soldaduras de junta que se ejecutarán con una sola pasada, de un solo lado o de
cada uno de ambos lados, podrán ser utilizados metales de aporte correspondientes al
grupo 2 de metales base de la tabla 33.
(b) Este mismo criterio se aplicará para soldaduras de filete con los siguientes tamaños o
catetos según el proceso a aplicar:
-Soldadura Manual 6 mm;
-Soldadura por Arco sumergido 8 mm;
-Soldadura Semiautomática con alambre macizo o tubular 8 mm.
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Figura 51: Cordón de Soldadura en el Cuál la Profundidad y el Ancho Excede el Ancho
de la superficie o Cara de la soldadura
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Tabla 34.-Mínima Temperatura de Precalentamiento y Entre Pasadas para una EPS
Tabla 35.-Metal de Aporte para aplicaciones en aceros resistentes a la intemperie
expuestos sin protección
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18.7. Requerimientos comunes para arco sumergido con alambres en paralelo
y múltiples alambres correspondientes a una eps precalificada
La pasada de raíz de soldaduras con bisel o de filete podrán efectuarse usando soldadura
semiautomática con alambre macizo, seguidas por las pasadas de relleno con arco
sumergido utilizando alambres en paralelo o múltiples, con tal que la soldadura
semiautomática esté conforme a los requerimientos y siempre que el espaciado entre el arco
con proceso semiautomático y el siguiente correspondiente al arco sumergido no exceda
los 380mm.
18.8. Requerimientos de la soldadura de filete para una eps precalificada
Deberán ser considerados, únicamente, como tamaños mínimos para garantizar un aporte
térmico a fin de minimizar el riesgo de fisuración.
Detalles para Elementos Estructurales Tubulares.
Para que puedan considerarse precalificadas, las uniones de elementos estructurales
tubulares con soldadura de filete deben conformar las siguientes disposiciones: las uniones
tubulares realizadas con soldadura de filete hechas con procedimientos de soldadura
manual, semiautomática con alambre macizo y con alambre tubular que pueden ser
realizados sin pasar por los ensayos de calificación de EPS .Estos detalles se podrán utilizar
en soldadura semiautomática con alambre macizo.
La profundidad del relleno de las soldaduras en botones o ranuras en metales base de
espesor ≤ 16 mm deberá ser igual al espesor del metal base. En metales base con espesor
> 16 mm, debe ser por lo menos la mitad del espesor del metal base, pero no menor que 16
mm.
18.9. Requerimientos comunes para soldaduras de bisel con jpp o jpc
correspondientes a una eps precalificada.
Se podrán usar las preparaciones de biseles detallados para juntas SMAW precalificadas en
procesos GMAW o FCAW precalificados. Para juntas en esquina, la preparación del bisel
externo puede ser en cualquiera de los dos o ambos miembros, con tal que la configuración
básica del bisel no sea cambiada, y se mantenga una distancia adecuada al borde para
soportar las operaciones de soldadura sin una fusión excesiva. De cualquier manera, para
soldadura automática o mecanizada usando los procesos FCAW, GMAW, y SAW, la
máxima variación de la abertura de raíz será menor o igual que 3mm. Las variaciones
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mayores que 3 mm deberán ser corregidas antes de realizar la soldadura automática o
mecanizada.
Figura 52: Juntas Tubulares Precalificadas Soldadas con Filete Hechas con
Soldaduras por Arco
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En Figura 52 (B-L1-S), las soldaduras con bisel sin respaldo de acero, soldadas de un solo
lado, soldaduras con bisel soldadas de ambos lados, pero sin repelado de raíz, son
consideradas soldaduras con junta penetración parcial. El tamaño de la soldadura (E) en
una unión soldada con JPP deberá ser como muestra en la figura 52 a la Figura 59 para el
proceso de soldadura en particular, designación de la junta, ángulo del bisel, y posición
propuesta para usar en la fabricación. El tamaño mínimo de soldaduras de JPP con bisel en
V, X, 1/2V, J, o U. Los tamaños mínimos de soldaduras para JPP a tope con borde recto (BP1) y con junta ensanchada o abocardada (BTC-P10) se deberán calcular de la figura 52 a
la Figura 59. Los planos de taller o de trabajo deberán especificar las profundidades (S) del
bisel, según diseño, aplicables para el tamaño de soldadura. Las dimensiones de las
soldaduras con bisel especificadas previamente podrán variar en el diseño o planos de
detalles de acuerdo con las discrepancias mostradas en la columna “Según Detalle” de la
figura 52 a la Figura 59. Las discrepancias en la columna “Según Presentación”, que
corresponden para montaje o armado en fabricación, podrán ser aplicadas a las
dimensiones mostradas en los planos de detalle. Los detalles para soldaduras tubulares con
JPP que tienen carácter de precalificados, deberán cumplir las siguientes disposiciones:
(1) Las soldaduras de filete tubulares con JPP, que no sean uniones T, Y, o K, podrán ser
usadas sin realizar los ensayos de calificación de EPS, si se cumplen todas las limitaciones
de dimensiones para la junta tal como se indica en la figura 52 a la Figura 59.
(2) Las uniones tubulares con JPP en uniones T, Y, o K, soldadas bajo los procesos SMAW,
GMAW, o FCAW, podrán ser usadas sin realizar los ensayos de calificación de la EPS, si se
cumplen todas las limitaciones de dimensiones para la junta tal como se indica en la Figura
siguiente. Esos detalles pueden ser usados también para proceso semiautomático con modo
de transferencia corto circuito (GMAW-S). En la Figura siguiente se encuentran los detalles
de las soldaduras con JPP para estas uniones, las dimensiones de la esquina, y los radios
del tubo principal. Se podrán usar soldaduras de filete en las zonas de la punta de la
soldadura y talón. Si las medidas de la esquina, o el radio del tubo principal, o ambos,
resultan menores que lo indicado en la Figura siguiente se deberá hacer una junta de
muestra o prueba y realizar un corte de la sección para verificar el tamaño de la soldadura.
La soldadura de prueba deberá hacerse en posición horizontal. Este requerimiento puede
ser descartado si el tubo ramal está biselado como se muestra para soldaduras con JPC en
la Figura siguiente.
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18.10. Requerimientos para juntas de penetración
correspondientes a una eps precalificada
completa
(jpc)
Las soldaduras con JPC que podrán ser usadas sin realizar los ensayos de calificación de la
EPS, están detalladas en la Figura siguiente y quedarán sujetas a las limitaciones en las
dimensiones de la junta. Las dimensiones de las soldaduras pueden variar en el diseño o
planos de detalle de acuerdo con las tolerancias indicadas en la columna “Según Detalle” de
la Figura siguiente. Las tolerancias de presentación de la Figura siguiente pueden ser
aplicadas a las dimensiones mostradas en los planos de detalle. En dobles biselados de
juntas o en biselados simples con retoma de raíz del otro lado, después del repelado de la
raíz, el otro lado de la junta X o K parcialmente soldada deberá asemejarse a la forma de
una junta precalificada U o J, en la raíz de la misma.
Figura 53: Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP) Precalificadas
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Figura 54:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP)
Precalificadas
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Figura 55:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP)
Precalificadas
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Figura 56:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP)
Precalificadas
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Figura 57:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP)
Precalificadas
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Figura 58:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP)
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Figura 59:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Parcial (JPP)
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Figura 60: Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC) Precalificadas
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Figura 61:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 62:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 63:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 64:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 65:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 66:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 67:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
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Figura 68:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificada
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Figura 69:(continuación) Detalles de Juntas con Penetración Completa (JPC)
Precalificadas
Notas para la Ошибка! Источник ссылки не найден. a la Figura 69:
1. No precalificadas para soldadura por arco eléctrico con alambre macizo y
protección
2. Gaseosa usando modo de transferencia cortocircuito (GMAW-S), ni GTAW
3. La junta está soldada de un solo lado.
4. La aplicación de cargas cíclicas limita estas juntas a la posición horizontal de
soldadura.
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5. Repelar la raíz hasta el metal sano antes de soldar el segundo lado.
6. Las juntas detalladas para SMAW podrán ser usadas para GMAW precalificadas,
excepto GMAW-S(transferencia en cortocircuito) y FCAW.
7.
El tamaño mínimo de la soldadura (E) como se indica en la tabla 36
8.
Si las soldaduras de filete son usadas para reforzar soldaduras con bisel en
estructuras cargadas estáticamente en juntas en L o de esquina y en T, estos
deberán ser igual a ¼ T1, pero no es necesario que exceda 10 mm. Las
soldaduras con bisel en esquina y juntas en T cargadas cíclicamente, deberán
estar reforzadas con soldaduras de filete iguales a ¼ T1, pero ≤ que 10 mm.
9.
Las soldaduras de bisel doble podrán tener biseles de distinta profundidad, pero
la parte de bisel menos profunda será ≥ que 1/4 del espesor correspondiente al
elemento estructural más fino.
10. Las soldaduras de bisel doble podrán tener biseles de distinta profundidad.
También el tamaño de la soldadura (E) se aplica individualmente para cada bisel.
11. La orientación de los dos elementos estructurales en las juntas podrán variar
desde 135° a 180° para juntas a tope, 45° a 135° para juntas en L y 45° a 90°
para juntas T.
12. Para juntas en L o esquina, la preparación del bisel exterior podrá ser en ambos
o en uno solo de los elementos estructurales, con tal que la configuración básica
del bisel no sea cambiada, y se mantenga una distancia adecuada al borde para
soportar las operaciones de soldadura sin una fusión excesiva de los mismos.
Tabla 36.-Tamaños mínimos de soldaduras precalificadas con JPP
Espesor del Metal
Base (T)
1
mm (in.)
Tamaño Mínimo de
2
la Soldadura
mm
3≤T≤5
2
5<T≤6
3
6 < T ≤ 12
5
12 < T ≤ 20
6
20 < T ≤ 38
8
38 < T ≤ 57
10
57 < T ≤ 150
12
T > 150
16
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Figura 70: Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T, K e Y con JPP
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Figura 71:(Continuación) Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T,
K e Y con JPP
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Figura 72:(Continuación) Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T,
K e Y con JPP
Notas: la figura 70 a la Figura 72:
1.t = espesor de la parte más delgada.
2. Biselado excepto en las zonas de transición y talón.
3. Abertura de raíz de 0 a 5 mm
4. No precalificado por debajo de 30°.
5. Tamaño de soldadura (garganta efectiva) tw ≥t; dimensión de pérdida Z.
6. Cálculos deberán ser hechos para un largo de cateto menor que 1,5 t.
7. Para secciones rectangulares, la preparación de la junta para transiciones en esquina
deberá proveer una transición suave de un detalle a otro. La soldadura deberá ser
llevada en forma continua alrededor de las esquinas, con las esquinas totalmente
rellenadas, los comienzos y finales de soldaduras entre caras planas.
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8. W.P. = punto de trabajo (punto teórico de contacto)
Figura 73Detalles de Juntas Precalificadas para Uniones Tubulares T, K e Y con JPC
Notas:
1. Detalles A, B, C, D se deberán aplicar como se muestra en la figura 70 y todas las notas
de la tabla 37.
2. La preparación de la junta para transiciones en esquina deberá proveer una transición
suave de un detalle a otro. La soldadura debe ser llevada en forma continua alrededor
de las esquinas, con estas totalmente rellenadas y los inicios y cortes de arco dentro de
las caras planas.
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Figura 74: Definiciones y Selecciones de Detalles Precalificados para Uniones
Tubulares T, K e Y con JPC
Tabla 37.-Aplicación de Detalles Precalificados para Uniones T, K e Y con JPC
Detalle
Rango Angulo Diedro Local Aplicable
A
180° a 135°
B
150° a 50°
C
75° a 30°
D
40° a 15°
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Figura 75: Detalles de Juntas Precalificadas para Soldaduras con Bisel y JPC en
Uniones Tubulares T, K e Y – Perfiles Planos Estándares para Espesor Limitado.
Notas figura:
1. Ver tabla 38 para las dimensiones tw, L, R, W, ω, φ.
2. Perfil de soldadura plana estándar mínima como se muestra por la línea llena.
3. Perfil cóncavo, es también aplicable como se muestra por líneas discontinuas.
4. Convexidad, solape, etc. están sujetos a las limitaciones
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5. Espesor del montante o díagonal, tb
Figura 76: Detalles de Juntas Precalificadas para Soldaduras con Bisel y JPC en
Uniones Tubulares T, K e Y – Perfiles con Punta de Filete para Espesor Intermedio
Notas figura:
1. Los esquemas ilustran perfiles alternativos estándar con filete en el pie.
2. Espesor del montante o diagonal tb
3. Mínimo tamaño de filete de soldadura, F = tb/2
4. Ver tabla 38 para las dimensiones tw, L, R, W, ω, φ.
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5. Perfil cóncavo, es también aceptable como se muestra por líneas discontinuas.
Tabla 38.-Dimensiones de Junta y Ángulos de Bisel Precalificadas para Soldaduras
con JPC, en Uniones Tubulares T, Y, y K, Realizadas con Procesos SAMW, GMAW-S y
FCAW
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Figura 77: Detalles de Juntas Precalificadas para Soldaduras con Bisel y JPC en
Uniones Tubulares T, K e Y – Perfiles Cóncavos Mejorados para Secciones Pesadas o
Bajo Cargas de Fatiga
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Figura 78: Detalles de Juntas Oblicuas Precalificadas (No Tubulares)
Notas figura:
1. (En), (E’n) = Las gargantas efectivas dependen de la magnitud de la abertura de raíz (R)
2. t = espesor del elemento estructural más fino
3. No precalificado para soldadura GMAW-S, transferencia en cortocircuito.
4. Detalle D. Aplicar la medida Z para determinar la garganta efectiva.
5. El Detalle D no está precalificada para menos de 30°.
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19.
CONDUCTOS DE INTERCONEXIÓN DE UNIDADES (PIPING):
PERFIL HIDRÁULICO DE LAS PLANTAS
19.1. Consideraciones generales
El perfil hidráulico de la planta de tratamiento de Quitumbe se encuentra en las hojas de
cálculos “Calculo perfil hidráulico_Quitumbe.xls” contenidos en la carpeta de del Anexo 1.1.
En las hojas de cálculos sobre citadas, en números de color azul que indican los valores
conocidos, que son obtenidos aparte (literatura u otro).
A través del perfil hidráulico de una planta de tratamiento de aguas residuales se destacan
los niveles piezométricos y geodésicos de las aguas residuales en cada sección de
tratamiento: desde el colector de llegada hasta la salida. Para el diseño de los perfiles
hidráulicos se usa una escala de alturas múltiplo en comparación con la del ancho, con el fin
de ver mejor los niveles hídricos en las diversas secciones de la planta. El perfil hidráulico
permite también de controlar las pérdidas de carga de las aguas residuales en su paso de
una sección a otra, y permite analizar la disposición geométrica de los distintos tanques para
decidir la disposición mejor para contener los costos del bombeo y la excavación para
enterrar los tanques.
Los cálculos de las pérdidas de carga se realizan por medio de las fórmulas hidráulicas y
hay también que considerar el caudal medio y el caudal máximo admisible a la planta.
Gracias al caudal máximo se determinan los gradientes entre los tanques; la mayoría de las
pérdidas de carga se producen por el caudal máximo en tránsito, mientras que con el flujo
promedio ocurre que, establecidas las diferencias de altura entre las diferentes unidades de
la planta, se cumplen las velocidades mínimas de flujo a través de las secciones. La pérdida
de carga total ΔHTOT se calcula desde el primer tanque aguas abajo del bombeo inicial hasta
la última sección de tratamiento (desinfección) procediendo al revés y sumando las pérdidas
de carga individuales.
En general, las pérdidas de carga individuales que hay que calcular son:
-
Pérdida de carga en la tubería de descarga;
-
Pérdida de carga en la desinfección;
-
Pérdida de carga en el canal que conecta la sedimentación secundaria a la
desinfección;
-
Pérdida de carga en la sedimentación secundaria;
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-
Pérdida
de
carga
en
el
canal
que
conecta
el
tanque
de
nitrificación/desnitrificación y la sedimentación secundaria;
-
Pérdida de carga en la tubería o canal que conecta el tanque de aireación con el
tanque aguas arriba;
-
Pérdida de carga en las secciones de cribado, desarenado, desengrasado y de
bombeo mecánico.
A lo largo de toda la planta de tratamiento, el agua residual fluye en canales Abiertos,
tanques y tuberías a presión.
Por lo tanto los cálculos hidráulicos realizados para
determinar las pérdidas de carga, se basan en las fórmulas tradicionales de la hidráulica, en
relación con los canales abiertos y las tuberías a presión.
19.2. Pérdidas distribuidas.
Pérdidas de cargo en las tuberías a presión.
En el interior de un conducto a presión se teoriza que ocurra un moto uniforme; la carga
piezométrica J de la corriente depende de varias medidas, como aquellas relativas a las
características del conducto (área, formas y rugosidad interna), las medidas cinemáticas
(caudal de la corriente y su velocidad medía) y las medidas físicas relativas al fluido
(viscosidad y densidad). La carga piezométrica J representa la pérdida de energía por parte
de la unidad de peso del líquido en la unidad del recorrido.
A lo largo de todo el conducto L en la imagen siguiente, la línea de las cargas totales (en
rojo) se baja de la cantidad LJ; el desnivel Y, por consiguiente es la suma de tal descenso y
de la altura cinética de la corriente:
V2
V2
( 2g ): Y = LJ + 2g.
Solo una parte de la energía potencial se transforma en energía cinética, mientras que la
otra parte viene disipada para las resistencias encontradas por la corriente. Tales
disipaciones son convencionalmente llamadas ‘pérdidas de carga’:
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Linea de
cargas to
tales
LJ
Y
V^2/2g
L
Figura 79: Línea de las cargas totales
La conducta entre la cual se mueve el fluido debe ser cilíndrica y la única dimensión linear
que define geométricamente la forma de su sección transversal es el radio hidráulico,
calculado como la relación entre el área de la sección y el perímetro mojado.
En el interior del conducto es posible colocar las pérdidas distribuidas a lo largo de todo el
conducto y las pérdidas localizadas en determinados cortos troncos, además determinados
por particularidades del conducto.
En un régimen puramente turbulento, en cambio, la carga piezométrica J resulta ser
proporcional al cuadrado de la velocidad. Para el cálculo de las pérdidas de cargas
distribuidas en el conducto en este caso, se utiliza la siguiente relación (formula de DarcyWeisbach), sacada de las “Normas de Diseño de Sistemas de Alcantarillado Para la
EMAAP-Q”:
𝐽=𝜆∗
𝑉2 1
𝑄2
1
∗ = 𝜆∗
∗
2
2𝑔 𝐷
2𝑔 ∗ 𝐴 𝐷
Donde los símbolos tienen el siguiente significado:
- J = pérdida de carga unitaria (m/m);
- λ = coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach;
- V = velocidad medía del escurrimiento (m/s);
- g = aceleración de gravedad = 9,81 m/s2;
- D = diámetro hidráulico (m).
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Para la determinación del coeficiente de resistencia de Darcy-Weisbach (λ) es necesario
considerar las diferentes modalidades del escurrimiento: laminar o turbulento.
Escurrimiento laminar
Para valores del número de Reynolds (Re) menores a 2320 el coeficiente λ es
independiente de la rugosidad y solo es función del Re.

64
Re
Escurrimiento turbulento
El escurrimiento turbulento presenta 3 posibilidades: hidráulicamente liso; hidráulicamente
rugoso y de transición.

Hidráulicamente liso: El núcleo del escurrimiento es turbulento, pero se desarrolla
una capa laminar cuyo espesor es inversamente proporcional al Re y que recubre
todas las irregularidades de la pared del tubo. En este caso λ solo depende del Re.
1

 Re* 2
 2 * log 
1
 2,51
2

1






Hidráulicamente rugoso: De turbulencia plena, está caracterizado por el hecho que
las irregularidades del material del tubo emergen de la capa laminar, desarrollándose una
alta turbulencia en toda la sección de escurrimiento. El coeficiente λ depende solo de la
rugosidad relativa (d/k) del material.
 D
  1,14
 2 * log 
K
 s

1
1
2
Donde:
D: Diámetro hidráulico del conducto
Ks: Rugosidad Absoluta del material

De transición: Es un régimen en que la resistencia resulta función del número de
Reynolds y de la rugosidad relativa (fórmula de Colebrook).


Ks 
 2,51
 2 * log 

1
1
3,71 * D 

2
2

 Re* 

1
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19.3. Pérdidas concentradas.
Como se expuso anteriormente, los flujos a presión se mueven dentro de conductos
cilíndricos; en el caso de breves empalmes entre una sección de conducto cilíndrico y el
sucesivo se tienen cambios de sección o de dirección, que pueden ser bruscos o más o
menos graduales. En estas situaciones no es lícito considerar una línea piezométrica y una
línea de cargas totales de la corriente en un conjunto, pero es necesario saber que hay
siempre una intensa disipación de energía y por consiguiente ocurre un brusco descenso de
la línea de carga total.
En un tramo de tubo no muy largo, las pérdidas localizadas no pueden ser descuidadas ya
que está el efecto de la separación de la vena fluida de la pared, en asociación a zonas de
agitación vertiginosa de masas fluidas sustraídas al movimiento general del transporte.
Los casos más frecuentes que deben ser considerados en el cálculo de las pérdidas
localizadas son los siguientes:
Tabla 39 -. Perdidas concentradas
Brusco ensanchamiento de la sección del conducto;
la pérdida de energía es debida a la repentina
mezcla del fluido, que estáá originada por la
disminución de la velocidad de la corriente, y a la
formación de vórtices a los bordes de la vena en
expansión.
Brusca contracción de la sección del conducto; se
obtiene una contracción de la vena liquida. Este
caso presenta fuertes analogías con aquel en el cual
se presenta el deflujo desde una luz conn ángulo
vivo. Aguas Abajo de la sección contraída, la vena
líquida se expande hasta ocupar la entera sección
transversal del conducto. En correspondencia de la
sección contraída se tienen zonas de flujo turbulento
que absorben energía.
Brusco cambio de dirección. Ocurre una contracción
de las láminas del fluido, la vena se separa de la
pared y se mezcla.
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En estos casos las pérdidas de cargaa están localizadas y son proporcionales al cuadrado
de la velocidad.
Las pérdidas de cargaa concentrada fueron calculadas con la siguiente relación:
Δ𝐻 = 𝑛 ∗
𝑉2
2𝑔
Con V velocidad de la corriente, n coeficiente numérico por determinar caso por caso.
Fórmula de Bazin para pérdidas de cargaa en vertederos con remanso:
𝑄 = 𝜇 ∗ 𝐴 ∗ √2𝑔 ∗ Δ𝐻
[1]
Donde:
Q
el caudal en mc / s;
μ
coeficiente de deflujo o coeficiente de contracción;
A
área de la sección en mq;
ΔH
diferencia de los niveles en los vertederos (m);
El coeficiente de flujo asume el siguiente valor: 0.6.
Fórmula de Bazin para las pérdidas de cargaa en vertederos rectangulares:
𝑄
2
3
Δ𝐻 = [
]
𝜇 ∗ 𝐿 ∗ √2𝑔
Donde:
ΔH
carga sobre el vertedero;
Q
caudal en mc / s;
μ
coeficiente de deflujo;
L
longitud del vertedero;
Fórmula para el cálculo de las pérdidas de carga a través de vertederos triangulares (tipo
Thomson):
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2
5
𝑄
Δ𝐻 = [
]
0,0000448
Donde:
ΔH
altura líquida del agua sobre la abertura a "V" del vertedero (mm);
Q
caudal de la corriente (litros / segundo).
Pérdidas de carga a través de la rejilla:
Se ha utilizado la fórmula:
h = 0,22 ∗ V 2 ∗ (1 − E 2 )
Donde:
E
eficiencia de la rejilla: relación entre la sección transversal de alojamiento de la rejilla
y la sección útil de pasaje del fluido entre los espacios de la misma rejilla;
V
velocidad de paso del fluido entre los espacios;
h
pérdida de carga al atravesar la rejilla (m).
Pérdidas de carga sobre vertederos rectangulares a desembocadura libre:
Para los vertederos a desembocadura libera se usa la siguiente ecuación:
3
Q2
ΔH = √ 2 2
K ∗ L ∗ 2g
donde:
ΔH
desnivel entre aguas arriba y aguas Abajo del vertedero;
L
longitud de la cresta del vertedero (m);
K
coeficiente adimensional de forma (0,40 – 0,42);
Q
caudal (m3 / s);
Como se indicó anteriormente, para el cálculo del perfil hidráulico, y por consiguiente
también de las pérdidas de carga, es necesario partir desde la sección final de la planta
para después regresar hasta las tuberías de ingreso del reflujo al bombeo inicial, con el
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objetivo de determinar con exactitud todas las alturas de los artefactos y las pendencias
necesarias para garantizar una adecuada velocidad del flujo entre los varios tanques.
Los sectores considerados para el cálculo hidráulico para las plantas de tratamiento de
Quitumbe son los siguientes:
1.
Sector colector de descarga – canal UV entrada
2.
Tramo entrada UV - salida filtración
3.
Sector filtración : canal de salida - canal de entrada
4.
Tramo filtración - pozo de unión salida de sedimentación
5.
Sector salida pozo sumidero clarificado – pozos a los sedimentadores secundarios
6.
Sector alimentación Sedimentador - salida del carrusel biológico
7.
Sector biológico carrusel - entrada al carrusel anaerobio
8.
Sector separador biológico - salida desarenador
9.
Sector salida desarenador - entrada desarenador
10.
Sector entrada desarenador - entrada cribado grueso
Para cada tramo considerado se establece la capacidad medía y máxima que transita y se
establece además la longitud de la tubería de conexión con la sección precedente. Se
configura luego la pendencia de la tubería y su capacidad de consentimiento.
Según el material de la tubería que se escoge, es posible determinar el coeficiente Ks de
rugosidad de Gauckler-Strickler según las siguientes características63:
Tabla 40.-Coeficiente de Strickler para diferentes tuberías
TUBERIA
STRICKLER Ks [mm1/3 * s-1]
Tubos nuevos PE, PVC, PRFV, Cobre, Acero Inox
/
Tubos nuevos Gres, hierro fundido revestido, Acero
120 - 100
Tubos en cemento ordinario, tubos con ligeras
incrustaciones
105 - 85
Tubos con incrustaciones y depósitos
80 - 90
PVC : Policloruro de vinilo
PRFV : Poliéster reforzado con fibra de vidrio
PE : Polietileno 64
63
http://www.oppo.it/calcoli/coef_scabrezza_tubi.htm
Normas de Diseño para Sistemas de Alcantarillado - EMAAP-Q - Redes de Alcantarillado
Sanitario
64
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Estaá además predeterminado el diámetro interior de la tubería y con los datos puestos
vienen calculadas, según la fórmula de flujo laminar, la velocidad y el caudal que puede
transitar en la sección de tubería, la cual posee las características impuestas.
Tubo de Venturi
El tubo de Venturi es un instrumento para la medición del caudal cuya forma es cónica
convergente – divergente. En el cruce de la sección estrecha, el fluido sufre una variación de
presión y de velocidad, el cambio se siente más cuando más reducidas son las dimensiones
de la sección de pasaje.
El divergente es más largo del convergente para eliminar las pérdidas de carga por
alargamiento de sección, notoriamente más elevadas de aquellas por embocadura.
Entre la sección aguas arriba y aguas Abajo del tubo viene inserido un manómetro
diferencial a mercurio.
Aplicando la extensión del principio de Bernoulli a las corrientes entre las dos sobredichas
secciones, se obtiene la fórmula que nos permite el cálculo del caudal Q:
Q
 * D  2 g m   
4   *  m  1 
2
1
2
Donde:
Q
es el caudal, expresado en m3/s
D
es el diámetro mayor, expresado en m
g
es la constante de gravedad, igual a 9.81 m/s2

es la diferencia de altura entre los meniscos de mercurio, expresada en m
m
es el peso específico del líquido manométrico (si fuera mercurio su valor sería
133.361 N/m3)

es el peso específico del agua, igual a 9.800 N/m3

es el coeficiente correctivo de Coriolis, próximo a la unidad en los flujos turbulentos
m
es el coeficiente de contracción, igual a D2/d2 (adimensional)
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El tubo de Venturi introduce una bajísima pérdida de carga y en el tramo divergente del tubo
se recupera la energía cinética en presión estática.
Parte
rectilinea
Parte
convergente
Parte
divergente
Tabla 41: Tubo de Venturi
El Venturímetro constituye el medidor de caudal más adapto para las redes de distribución
en cuanto permite precisar medidas de caudal con pequeñas pérdidas de energía.
19.4. Cálculo del perfil hidráulico
Tabla 42.-Caudal de diseño
Caudal de diseño
Caudal promedio díario in temporada seca Qmed seco
Caudal promedio horario, Qm
m3/d
m3/h
l/s
9409
392
109.90
Caudal máximo diario en temporada seca, Qmax seco
Caudal horario referido al máximo diario
m3/d
m3/h
l/s
25216
1051
291,85
Caudal horario de pico en temporada seca
Caudal horario referido al máximo diario
m3/h
l/s
1051
292
Caudal horario máximo en entrada a los tratamientos preliminares
m3/h
l/s
1051
292
Caudal máximo en entrada a la planta
m3/h
l/s
1176
327
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Caudal mínimo en entrada a la planta (sin datos igual a 75% Qmed) 65
m3/h
79
Sector colector de descarga – inserción con bypass
Tabla 43.-Cálculos sector colector de descarga –inserción con bypass
Longitud tuberia
Ddifférencia de nivel entre la sección de descarga y la conexión al
bypass
Inclinación fondo tuberia
Grado de llenado impuesto
Material tuberia
Coeficiente Gauckler-Strickler, Ks
Diámetro interno tubería
vr = 0,630 Ks r 2/3i ½
Qr = 1,979 Ks r 8/3 i ½
Velocidad efectiva en tubería
Calado efectivo en tubería
Grado de llenado efectivo
Nivel fondo tubería
Altura fondo tubería sección aguas abajo (límite planta)
Altura terreno sección inserción
Calado tubería (plan suelo - parte superior tubería)
Calado tubería (plan suelo - fondo tubería)
m
188
m
7,50
%
h/D
m1/3/s
mm
m/s
m3/s
0,04
0,6
acero
90
800
6,1481
3,0901
m/s
m
%
m
msnm
msnm
msnm
msnm
3,781
0,1267
15,8
2,50
2913,50
2923,50
1,70
2,50
Sector inserción con bypass -pozo de salida UV
Tabla 44.-Cálculos sector inserción con bypass-pozo de salida UV
Tubería a presión _ Colebrook
Número líneas de diseño
Caudal
Diámetro interno tubería de salida
Area mojada
Velocidad líquido en la tubería
Material tuberia
Coeficiente de rugosidad, e
Valor de lamda asumido
Longitud adoptada
Caída piezométrica J
Pérdida de carga distribuida
Pérdida de carga localizada
n
m3/s
mm
m2
m/s
escenario
Qpromedio
1
0,12312
600
0,283
0,435
acero
0,60
0,019
70,0
mm
m
m/m
m
m
escenario
Qmáximo
1
0,34089
600
0,283
1,206
0,000306
0,021422
0,0324
0,002346
0,464232
0,2482
Metcalf & Eddy, “Ingenieria De Aguas Residuales” - editorial McGraw Hill capítulo 3 pág. 190, el
caudal minimo se define como el 75% del caudal promedio; esto es el resultado de la combinación de
dos factores: un factor de natura antrópica y un factor generado por parte de las aguas del infiltración
65
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Pérdida de carga total
m
Altura fondo tubería
m
Altura fondo tubería anterior a inserción con
msnm
bypass
Altura terreno sección UV
msnm
Movimiento por gravedad
Longitud adoptada
Inclinación fondo tubería
Grado de llenado impuesto
Material tubería
Coeficiente Gauckler-Strickler, Ks
Diámetro interno tubería
vr = 0,630 Ks r 2/3i ½
Qr = 1,979 Ks r 8/3 i ½
Velocidad efectiva en la tubería
Calado efectivo en tubería
Grado de llenado efectivo
Altura fondo tubería
Altura fondo tubería sección salida UV
Altura parte superior tubería
Altura nivel líquido
Pérdidas concentradas en el vertedero con
borde
afilado con sección circular con tuberia exterior
Total Pérdidas Tramo
Altura del fondo del tubo
Altura parte superior tubería de salida UV
0,054
2,50
0,412
2,50
2921
2921
2923,50
m
%
h/D
escenario
Qpromedio
70,0
0,002
0,6
escenario
Qmáximo
70,0
0,002
0,6
m1/3/s
mm
m/s
m3/s
m/s
m
%
m
msnm
msnm
msnm
90
600
1,1364
0,3213
1,136
0,2570
42,80
2,10
2921,40
2922
2921,66
600
1,1364
0,3213
1,277
0,3613
60,20
2,10
2921,40
2922
2921,76
m
0,00289
0,0222
m
msnm
msnm
0,07
acero
0,54
2921,40
2922,0
Entrada pozo de unión - Entrada canal UV
Tabla 45.-Entrada pozo de unión – Entrada canal UV
Orificio efluente con borde afilado fondo pozo
escenario
Qpromedio
Con Coeficiente de contracción µ=0.82.
Orificio efluente circular, diámetro
mm
700
escenario
Qpromedio
Area mojada
m2
Velocidad líquido en la tubería
m/s
Pérdidas Totales tramo
m
Altura nivel líquido aguas arriba del orificio
m
vertedero de pared gruesa
Altura vertedero de salida de pared gruesa
m
Pérdidas Totals tramo
m
0,320
0,009
2922,08
escenario Qmáximo
700
escenario Qmáximo
0,385
0,886
0,067
2922,612
2924,02
0,0364
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0,0718
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Altura w.l. en el canal aguas arriba del vertedero msnm
2924,05
orificio efluente bajo calado
Altura orificio
m
Ancho orificio
m
Area orificio efluente
m2
Coeficiente de contracción
Pérdidas concentradas
m
0,00147
Altura nivel aguas arriba del orificio
msnm
2924,06
2924,09
0,85
0,70
0,60
0,61
0,01124
2924,103
Tramo entrada UV - salida filtración
Tabla 46.-Tramo entrada UV – Salida filtración
Tubería a presión _ Colebrook
escenario
Qpromedio
escenario Qmáximo
Número líneas de diseño
n
1
1
3
Caudal
m /s
0,12312
0,34089
Díametro interno tubería de salida
mm
600
600
Area mojada
m2
0,283
0,283
Velocidad líquido en la tubería
m/s
0,435
1,206
Material tuberia
acero
Coeficiente de rugosidad, e
mm
0,60
Valor de lamda asumido
0,019
Longitud adoptada
m
4,0
Caída piezometrica J
m/m
0,000306
0,002346
Pérdida de carga distribuida
m
0,001224
0,009385
Pérdida de carga localizada
m
0,0144
0,1111
Pérdida de carga total
m
0,015720
0,120519
Altura nivel hidráulico en el canal
msnm
2924,08
2924,25
de descarga filtración
Sector filtración: canal de salida - canal de entrada
Tabla 47.-Sector filtración: canal de salida – canal de entrada
escenario
Qpromedio
Altura vertedero (regulable) canal
de descarga filtración
msnm
escenario Qmáximo
2924,10
Carga hidráulica canal de descarga
m
0,70
0,95
Carga hidráulica canal de entrada
m
1,00
1,25
Pérdida de carga por la filtración
m
0,30
0,30
Altura nivel hidráulico sector entrada filtración
msnm
2924,38
2924,40
Altura vertedero (regulable) entrada filtración
msnm
2924,50
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Vertedero de pared delgada - vertedero Bazin
escenario
Qpromedio
escenario Qmáximo
Q = [m³/s]: Caudal del chorro
m3/s
0,1231
0,1136
b = [m]: ancho del orificio
m
3,10
p = [m]: altura del orificio
m
0,23
Número de líneas en función
n
1
3
Altura nivel hidráulico aguas arriba del vertedero
m
2924,5788
2924,5787
Tramo filtración - pozo sumidero clarificado
Tabla 48.-Tramo filtración –pozo sumidero clarificado
escenario
escenario
Qpromedio
Qmáximo
Altura pc de diseño área filtración
msnm
2924,0
b = [m]: ancho del orificio
m
2925,0
Tubería a presión _ Colebrook DN600
Número de líneas de diseño
n
1
Díametro interno tuberia de salida
mm
600
Area mojada
m2
0,283
0,283
Velocidad líquido en tuberia
m/s
0,435
1,206
Material tuberia
acero
Coeficiente de rugosidad, e
mm
0,60
Valor de lamda asumido
0,019
Longitud concio
m
28,50
Caída piezométrica J
m/m
0,000316
0,002422
Pérdida de carga distribuída
m
0,009004
0,069032
pérdida de carga localizada
m
0,027058
0,20745
Calculo de la pérdida de carga por constricción de la seccion
A1
m2
0,283
A2
m2
0,196
A2/A1
0,694
K
0,24
DH
0,002319
0,017781
pérdida de carga total
m
0,038382
0,294264
Sector salida pozo sumidero clarificado filtracion – pozos a los
sedimentadores secundarios – DN600
Tabla 49.-Sector salida pozo sumidero clarificado filtración – pozos a los
sedimentadores secundarios
escenario
Qpromedio
Número líneas
Número líneas en operación
Caudal por cada línea, con recirculación interna
n
n
m3/s
escenario
Qmáximo
2
1
0,123
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Diseños Definitivos de Dos Plantas de Recuperación de Agua para el Sur de Quito - Fase 2: Diseño Definitivo
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2
0,170
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Sector salida pozo
secundarios – DN500
sumidero
clarificado
-
sedimentadores
Tabla 50.-Sector salida pozo sumidero clarificado-sedimentadores secundarios
escenario
Qpromedio
Número líneas
Número líneas en operación
Caudal por cada línea, con recirculación interna
n
n
m3/s
escenario
Qmáximo
2
2
0,062
0,085
Tubería a presión _ Colebrook DN500
escenario
Qpromedio
escenario
Qmáximo
Número de líneas de diseño
n
2
3
Caudal
m /s
0,0615583
0,1044
Díametro interno tuberia de salida
mm
500
500
Area mojada
m2
0,196
0,196
Velocidad líquido en tuberia
m/s
0,314
0,868
Material
acero
Coeficiente de rugosidad, e
mm
0,60
Valor de lamda asumido
0,0205
Longitud adoptada
m
66,50
Caída piezométrica J
m/m
0,000206
0,001576
Pérdida de carga distribuída
m
0,013669
0,104799
Pérdida de carga localizada
m
0,01527
0,117144
Pérdida de carga Total
m
0,028949
0,221943
Altura nivel hidráulico en el pozo
msnm
2924,65
2925,09
de sumidero clarificado
Pozo agua clarificada del sedimentador
Con Coeficiente de contracción µ=0.82.
pérdida de carga
m
0,0298
0,05712
Total Pérdidas Tramo
m
0,031
0,069
Altura nivel hidráulico pozo
msnm
2924,68
2925,16
Tramo 2_ Salida de canal en pozo de agua clarificada
Nivela vertedero de borde
msnm
2925,70
Altura nivel de agua correspondiente
msnm
2925,81
2925,84
a la sección de salida del canal
Tramo 3_ Sedimentador secundario
Número líneas
n
2
2
Número líneas en funcion
n
1
2
Díametro de cada Sedimentador
m
35
Longitud del canal perimetral
m
55,0
Ancho del canal de salida
m
1,00
Nivel del canal
m
0,450
0,450
Altura lámina de agua
m
0,380
0,380
Suma de los niveles liquidos
msnm
2926,087
2926,1111
Calado en el Sedimentador
msnm
2926,205
2926,259
Pérdida Total en el Sedimentador
m
0,3678
0,68016
Altura en el separador de entrada
msnm
2926,57
2926,94
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Vertedero de pared delgada - vertedero Bazin
Q = [m³/s]: Caudal del chorro
m3/s
0,1231
0,1704
b = [m]: ancho del orificio
m
1,50
p = [m]: altura del orificio
m
0,23
Número de líneas en funcionamiento
n
1
2
Altura en el separador de entrada antes del vertedero msnm
2927,127
2927,1589
Sector alimentación Sedimentador - salida biológico carrusel
Tabla 51.-Sector alimentación sedimentador – salida biológico carrusel
Tramo 1_ Pozo separador sedimentadores - tubería de salida biológico
escenario Qpromedio escenario Qmáximo
3
Caudal total cada línea
m /s
0,2139
0,3066
número líneas
n
1
2
Caudal total
m3/s
0,213967
0,613146
Pérdida de carga distribuída
m
0,029008
0,156231
Pérdidas concentradas
m
0,02814
0,23130
Pérdida de carga Total
m
0,047149
0,387539
Tramo 2: Restriccion conica de 1x800 a 2x 600
Tramo de abajo DN 800
Diámetro
mm
800
800
Area mojada
m2
0,503
0,503
Tramo arriba DN 600
Diámetro
mm
600
600
Area mojada
m2
0,283
0,283
Calculo de la pérdida de carga hidráulico para restricción de la sección
A1
m2
0,503
A2
m2
0,283
A2/A1
0,5625
K
0,26
DH
0,007582
0,062319
Pérdida de carga total
m
0,054731
0,449857
Tramo 3 _ pozo sumidero aguas desde sedimentación final
Con Coeficiente de contracción µ=0.82.
Total Pérdidas Tramo
m
0,49
0,404
Altura hidráulica en el interior del pozo
msnm
2927,2318
2928,0131
de salida desde sedimentacion
Tramo 4_ vertedero orificio de salida carousel - vertedero Bazin
Longitud orificio, L
m
2,50
2,50
Altura calado aguas arriba del orificio
m
7,0
7,0
(en oxidación)
Total Pérdidas Tramo Sector alimentación
Sedimentador
m
0,19938
0,3583
- Tubería salida biológico desde pozo
Altura hidráulica en el reactor biológico
msnm
2930,58
2930,74
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Sector biológico carrusel - entrada al carrusel anaeróbico
Tabla 52.-Sector biológico carrusel – entrada al carrusel anaeróbico
Tramo 1_ orificio sumergido_ entrada carousel
escenario Qpromedio escenario Qmáximo
Caudal promedio por cada línea
m3/s
0,107
0,307
Ancho del orificio, l
m
2
Altura del orificio, P
m
2
Sección áreal orificio
m
4
Coeficiente de descarga
n
1
Altura hidráulica en el reactor anaeróbico
msnm
2930,589
2930,749
Altura vertedero
msnm
2930,80
Tramo 2_ vertedero en pared entrada anaeróbico
escenario Qpromedio escenario Qmáximo
Longitud orificio, l
m
2,50
Pérdida de carga inducida por el orificio
m
0,0970
0,1684
Total Pérdidas Sector
m
0,18829
0,3574
Altura hidráulica en el separador
msnm,
2930,988
2931,1574
Sector separador biológico - salida desarenador
Tabla 53.-Sector separador biológico – salida desarenador
escenario Qpromedio
Número de Línea de diseño
Díametro interno tuberia de salida
Area mojada
Velocidad líquido en la tubería
Material
Coeficiente de rugosidad, e
Valor de lamda asumido
Longitud tubería
Caída piezométrica J
Pérdida de carga distribuita
Pérdida de carga localizada
Pérdida de carga Total
n
mm
m2
m/s
1
600
0,283
0,435
acero
0,60
0,0196
44,0
mm
m
m/m
m
m
m
escenario Qmáximo
0,000316
0,013901
0,0260
0,0399
Tramo 2 _ pozo de salida desarenador
escenario Qpromedio
con Coeficiente de contracción µ=0.82.
Total Pérdidas Tramo
m
0,016
Altura nivel hidráulico pozo salida
msnm
2931,04
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0,002422
0,106576
0,200041
0,3066
escenario Qmáximo
0,125
2931,60
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Sector salida desarenador - entrada desarenador
Tabla 54.-Sector salida desarenador – entrada desarenador
escenario Qpromedio
escenario Qmáximo
Número de Línea de diseño
n
2
Caudal
m3/s
0,0616
a) vertedero de salida desarenador in pared delgada - Bazin
Longitud orificio, l
m
1,50
Ancho orificio
m
0,30
Altura orificio
m
1,10
Altura hidráulica aguas arriba del vertedero
msnm
2932,19
b) vertedero de entrada desarenador in pared delgada - Bazin
Altura impuesta vertedero
msnm
2932,40
Longitud orificio, l
m
1,50
Ancho orificio
m
0,30
Altura orificio
m
1,10
Total Pérdidas Tramo
m
0,146
Altura hidráulica aguas arriba del vertedero de
msnm
2932,55
entrada desarenador
c) vertedero de salida cribado in pared delgada - Bazin
Pérdida de carga sobre vertedero, H
m
0,04852
Altura impuesta vertedero
msnm
2932,80
Altura hidráulica aguas arriba del vertedero
msnm
2932,85
0,1704
2932,23
0,229
2932,63
0,09568
2932,90
Sector entrada desarenador - entrada cribado grueso
Tabla 55.-Sector entrada desarenador – entrada cribado grueso
canal de cribado - Caudal de diseño
Caudal máximo hacia los tratamientos preliminares
m3/h
l/s
1227,22
340,894
Caudal promedio diario de temporada seca, Q med
m3/d
m3/h
l/s
10637,30
443,20
123,1
Caudal máximo diario de temporada seca, Qmax
m3/d
m3/h
l/s
26454,90
1102,30
306,20
Caudal máximo horario de temporada seca, Qor max
m3/h
l/s
1227,22
340,894
Caudal mínimo en entrada a la planta (sin datos igual a 75% Qmed) 66
m3/h
l/s
310,254
86,1816
Espaciamiento
mm
5
Metcalf & Eddy, “Ingenieria De Aguas Residuales” - editorial McGraw Hill capítulo 3 pag 190, el caudal minimo
se define como el 75% del caudal promedio; esto es el resultado de la combinación de dos factores: un factor de
natura antrópica y un factor generado por parte de las aguas del infiltración
66
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Tipologia de limpieza
escenario Qpromedio
Número de canales de diseño
n
1
Canal de cribado fino
Tamaño canal de cribado : rectangular
Puesta una Velocidad de acercamiento
m/s
0,29
La sección mojada del canal resulta, A=L*h
m2
0,4245
El tirante hidráulico h, sin rejilla y por la
m
0,42
máxima Velocidad impuesta resulta de
Perímetro mojado; P=L+2h
m
1,85
Radio hidráulico, R=A/P
m
0,2579
s, Espesor delle barre de la rejilla
mm
1,50
ib, espaciamiento libre entre barras
mm
5
De Chezy : V=KsR2/3 i 1/2
Altura del calado
m
0,42
Asumido un Coeficiente de rugosidad, Ks
m1/3/s
70
Inclinación del fondo del canal, i
%
0,001
Se obtiene un valor de Velocidad en el canal
m/s
0,83
(sin rejilla)
Pérdida de carga
m
0,15
Altura hidráulica aguas en el canal de cribado
msnm
2933,0
Canal de cribado grueso
Tamaño canal de cribado : rectangular
Puesta una Velocidad de acercamiento
m/s
0,35
La sección mojada del canal resulta, A=L*h
m2
0,123
El tirante hidráulico h, sin rejilla y por la
0,35
m
máxima Velocidad impuesta resulta de
Perímetro mojado ; P=L+2h
m
1,70
Radio hidráulico, R=A/P
m
0,2065
s, Espesor delle barre de la rejilla
mm
10,0
ib, espaciamiento libre entre barras
mm
30,0
De Cheszy : V=KsR2/3 i 1/2
Altura del calado
m
0,35
1/3
Asumido un Coeficiente de rugosidad, Ks
m /s
70,0
Inclinación del fondo del canal
%
0,001
Se obtiene un valor de Velocidad en el canal
m/s
0,77
(sin rejilla)
Pérdida de carga
m
0,04
Altura hidráulica aguas en el canal de cribado
msnm
2933,0463
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automatica
escenario Qmáximo
2
0,32
0,5326
0,53
2,07
0,2296
1,50
5
0,53
70
0,001
0,90
0,19
2933,08
0,35
0,170
0,49
1,97
0,2467
10,0
30,0
0,49
70,0
0,001
0,87
0,04
2933,1268
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Tabla 56.- Resumen de Cálculos del Perfil Hidráulico de la Línea de agua
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL "QUITUMBE"
RESUMEN DE CALCULOS DEL PERFIL HIDRÁULICO DE LA LINEA PRINCIPAL DE DEPURACIÓN
Caudales considerados para el cálculo
Valor (l/s)
Caudal mínimo (operación de una bomba en el cárcamo de
ingreso):
Caudal máximo (operación de dos bombas en el cárcamo
de ingreso):
Caudal permanente de recirculación de lodos del
sedimentador al tanque de tratamiento biológico
No.
1
2
326,7
103,5
LÍNEAS DE
FLUJO
ELEMENTO
DESCRIPCIÓN
COLECTOR DE DESCARGA DEL AGUA
(D=800mm)
Caudales de diseño
Cota del ínvert aguas abajo
Cota del ínvert aguas arriba
Calado de agua
Cota del nivel de agua en el extremo inferior
Cota del nivel de agua en el extremo superior
163,3
DEPURADA
COLECTOR DESDE LA SALIDA DE LA CAMARA DE
DESINFECCION ULTRAVIOLETA AL COLECTOR DE
DESCARGA DEL AGUA DEPURADA (D=800mm)
Caudales de diseño
Cota del ínvert aguas abajo
Cota del ínvert aguas arriba
Calado de agua
UNIDAD
Q Mínimo
VALORES SEGÚN CAUDAL
Comentario
Q Máximo
1
l/s
msnm
msnm
m
msnm
msnm
163,3
2.913,500
2.921,000
0,118
2.913,618
2.921,118
326,7
2.913,500
2.921,000
0,173
2.913,673
2.921,173
l/s
msnm
msnm
m
163,3
2.921,000
2.922,010
0,303
326,7
2.921,000
2.922,010
0,502
1
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Cota del nivel de agua en el extremo inferior
Cota del nivel de agua en el extremo superior
3
4
5
6
7
ORIFICIO CIRCULAR DE SALIDA DE LA CAMARA DE
DESINFECCIÓN ULTRAVIOLETA (D 700mm)
Caudales de diseño
Cota de fondo de la cámara del orificio
Cota del borde superior del orificio
Pérdida de carga en orificio
Cota del nivel del agua, antes del paso por el orificio
VERTEDEROS DE SALIDA DEL TANQUE DE DESINFECCIÓN
ULTRAVIOLETA
Caudales de diseño
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (en el tanque de
desinfección)
ORIFICIO RECTANGULAR DE INGRESO AL TANQUE DE
DESINFECCIÓN ULTRAVIOLETA (B=0.70m, H=0.85m)
Caudales de diseño
Pérdidas de carga en el orificio
Cota del nivel del agua, antes del paso por el orificio (cámara de
ingreso a tanques de desinfección Ultravioleta)
TUBERÍA DE INTERCONEXIÓN ENTRE SALIDA DE FILTROS
E INGRESO A TANQUE DE DESINFECCIÓN ULTRAVIOLETA
(D=600mm)
Caudales de diseño
Pérdidas de carga en el tramo de conducción
Cota del nivel del agua, en la cámara conjunta de salida de los
filtros
VERTEDEROS DE SALIDA DE LOS FILTROS
Caudales de diseño
msnm
msnm
2.921,303
2.922,313
2.921,502
2.922,512
l/s
msnm
msnm
m
msnm
163,3
2.921,810
2.922,510
0,014
2.922,327
326,7
2.921,810
2.922,510
0,055
2.922,567
l/s
msnm
m
81,7
2.924,020
0,132
163,3
2.924,020
0,209
msnm
2.924,152
2.924,229
81,7
0,003
163,3
0,010
2.924,154
2.924,240
163,3
0,028
326,7
0,111
2.924,182
2.924,350
54,4
108,9
1
2
2
l/s
m
msnm
1
l/s
m
msnm
3
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l/s
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Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (a la salida de tanque
de filtración)
8
9
10
FLUJO A TRAVES DEL FILTRO
Caudales de diseño
Pérdida de carga en el lecho filtrante
Cota del nivel de agua en la cámara conjunta de ingreso a los
filtros
VERTEDEROS DE LA CAMARA DE REPARTICIÓN DE
CAUDAL A LOS FILTROS
Caudales de diseño
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (a la entrada al sistema
de filtración)
TUBERIA DE INTERCONEXIÓN ENTRE SALIDA DE
SEDIMENTADORES E INGRESO A FILTROS (D=500/600mm)
Caudales de diseño
Pérdidas de carga en el tramo de conducción de D=600mm
2.924,350
0,077
msnm
2.924,398
2.924,427
54,4
0,300
108,9
0,300
msnm
2.924,702
2.924,741
l/s
msnm
m
54,4
2.924,750
0,048
108,9
2.924,750
0,077
msnm
2.924,798
2.924,827
l/s
m
163,3
0,068
326,7
0,270
m
0,204
0,815
2.925,070
2.925,912
163,3
326,7
msnm
2.925,700
2.925,700
m
msnm
0,209
2.925,909
0,332
2.926,032
l/s
m
3
1
Cota del nivel del agua en la cámara conjunta de salida de los
sedimentadores
CANAL RECOLECTOR DE AGUA SEDIMENTADA EN PUNTO
DE SALIDA
Caudales de diseño
Cota de fondo del canal (considerado como vertedero de cresta
ancha)
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el canal recolector
2.924,350
0,048
3
Pérdidas de carga en el tramo de conducción de D=500mm
11
msnm
m
msnm
Considera la línea de
mayor longitud
1
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l/s
10/2013
Pág. 362
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12
13
14
VERTEDERO DE SALIDA DE SEDIMENTADORES
Caudales de diseño
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (nivel de agua en el
sedimentador)
TUBERIAS DE ALIMENTACIÓN, DESDE LA CAMARA
REPARTIDORA
DE
CAUDAL
A
INGRESO
EN
SEDIMENTADORES (D=500mm)
Caudales de diseño
Pérdidas de carga en orificio de entrada al sedimentador
Pérdidas de carga en el tramo de conducción
Cota del nivel del agua a la salida de la cámara repartidora de
caudal
VERTEDERO DE LA CAMARA
CAUDALES A SEDIMENTADORES
DE
REPARTICIÓN
DE
2
16
VERTEDEROS DE SALIDA DE LOS TANQUES DE AERACIÓN
Caudales de diseño
Cota del vertedero
163,3
2.926,150
0,025
msnm
2.926,209
2.926,215
l/s
m
m
msnm
133,4
0,0001
0,061
215,1 Incluye caudal de recirculación
0,0002
0,159
2.926,270
2.926,374
133,417
215,083
msnm
m
2.927,010
0,171
2.927,010
0,224
msnm
2.927,181
2.927,234
2
l/s
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua al ingreso de la cámara de repartición de
caudales
TUBERIA DE INTERCONEXION ENTRE SALIDA DE TANQUES
DE AERACION Y SEDIMENTADORES (D=600/800mm)
Caudales de diseño
Pérdidas de carga en el tramo de conducción de D=800mm
Pérdidas de carga en el tramo de conducción de D=600mm
Cota del nivel del agua en la cámara conjunta de salida de los
Tanques de Aeración
81,7
2.926,150
0,019
2
Caudales de diseño
15
l/s
msnm
m
Incluye
caudal
recirculación
de
1
l/s
m
m
266,833
0,107
0,019
430,167 Incluye caudal de recirculación
0,278
0,051
msnm
2.927,308
2.927,563
l/s
msnm
133,417
2.930,390
215,083 Incluye caudal de recirculación
2.930,390
2
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Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (cota del nivel de agua
en el tanque de aeración)
17
VERTEDERO DE LA CAMARA DE
CAUDALES A TANQUES DE AERACIÓN
REPARTICIÓN
DE
m
19
20
CANAL RECOLECTOR DE AGUA DE SALIDA DE LOS
DESARENADORES
Caudales de diseño
Cota de fondo del canal (considerado como vertedero de cresta
ancha)
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el canal recolector
VERTEDEROS DE SALIDA DE LOS DESARENADORES
Caudales de diseño
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (cota del nivel de agua
en los desarenadores)
2.930,505
2.930,548
133,417
215,083
msnm
m
2.930,800
0,115
2.930,800
0,158
msnm
2.930,915
2.930,958
163,333
0,101
326,667
0,404
2.931,016
2.931,362
163,333
326,667
msnm
2.931,750
2.931,750
m
msnm
0,061
2.931,811
0,097
2.931,847
l/s
msnm
m
81,667
2.932,150
0,101
163,333
2.932,150
0,160
msnm
2.932,251
2.932,310
2
l/s
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua al ingreso de la cámara de repartición de
caudales
TUBERIA DE INTERCONEXION ENTRE SALIDA DE TANQUES
DE DESARENADORES Y TANQUES DE AERACION
(D=600mm)
Caudales de diseño
Pérdidas de carga en el tramo de conducción
Cota del nivel del agua, en la cámara conjunta de salida de los
Desarenadores
0,158
msnm
Caudales de diseño
18
0,115
Incluye
caudal
recirculación
1
l/s
m
msnm
1
l/s
2
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21
22
23
24
25
CANAL RECOLECTOR DE AGUA DE SALIDA DEL SISTEMA
DE REJAS
Caudales de diseño
Cota de fondo del canal (considerado como vertedero de cresta
ancha)
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el canal recolector
1
l/s
VERTEDEROS DE SALIDA DE CÁMARAS DE REJAS
Caudales de diseño
Cota del vertedero
Altura de agua sobre el vertedero
Cota del nivel de agua sobre el vertedero (cota del nivel de agua
luego de pasar la Reja Fina)
2
REJAS FINAS
Caudales de diseño
Pérdida de carga en la Reja Fina
Cota del nivel de agua antes de pasar la Reja Fina (luego de la
Reja Gruesa)
2
REJAS GRUESAS
Caudales de diseño
Pérdida de carga en la Reja Gruesa
Cota del nivel de agua antes de pasar la Reja Gruesa (Ingreso a
Cámara de Rejas)
2
SISTEMA DE BOMBEO QUE ALIMENTA A LA PLANTA DE
TRATAMIENTO
Caudales de diseño
Diámetro de la tubería
163,333
326,667
msnm
2.932,400
2.932,400
m
msnm
0,160
2.932,560
0,254
2.932,654
l/s
msnm
m
81,667
2.932,800
0,132
163,333
2.932,800
0,209
msnm
2.932,932
2.933,009
81,667
0,030
163,333
0,046
2.932,962
2.933,055
81,667
0,005
163,333
0,007
2.932,967
2.933,062
l/s
m
163,333
0,500
326,667
0,500
m
0,300
l/s
m
msnm
l/s
m
msnm
1
Pérdida de carga en la línea de impulsión
Cota piezométrica a la salida de las bombas
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msnm
2.933,267
Ver cálculo del sistema de
0,900 bombeo
2.933,962
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20.
Los
ESTUDIO DE LAS FUENTES DE OLOR Y ACCIONES PARA LA
CONTENCIÓN
olores
molestos
son
una
forma
de
contaminación
atmosférica
local
que,
independientemente al tipo de planta de tratamiento, se presentan sobre todo en la parte
inicial donde está presente la salida desde el alcantarillado y el ingreso a la planta de
tratamiento.
Las aguas residuales pueden estar en condiciones anaeróbicas, sobre todo en los puntos
del recorrido en los cuales se deposita la masa total de líquido, y por consiguiente producir
nubes de mal olor, sobre todo por desprendimiento de sulfuro de hidrógeno (H2S).
Los olores vienen difundidos en los ambientes a causa de los gases volátiles por efecto de
turbulencias del líquido en las tuberías. En general las principales clases de sustancias
generadoras de malos olores, están constituidas por compuestos azufrados y sulfurados,
orgánicos e inorgánicos. Una correcta elección de los tratamientos primarios y unas
adecuadas fases de la planta pueden minimizar el problema. Antes de diseñar la planta es
posible hacer un análisis del tipo de aguas residuales, eespecialmente en verano, de modo
de evaluar la presencia al menos de sulfuros e hidrógeno sulfurado. Si estuvieran presentes
es posible definir una serie de tratamientos preliminares que minimicen la salida de gas.
Ttambién la unidad de tratamiento de lodos genera una elevada producción de malos olores;
es importante por eso colocar tal unidad en el área de la planta más lejana y por
consiguiente no cercana a los asentamientos civiles. Además es importante escoger las
técnicas de tratamiento de lodos a menor impacto de olor. En adjunta todas las fases de
tratamiento que determinen una transferencia de olores a la atmósfera deberán ser
realizadas en el interior de una unidad cubierta, aspirado y desodorizado antes de las
emisiones a la atmósfera.
Las sustancias olorosas son sustancias químicamente definibles, orgánicas o inorgánicas,
capaces de evaporar o volatilizarse en el áire, compuestas por partículas de dimensiones
moleculares.
En virtud de las peculiares características del olor, la misma contaminación por el olor
es de difícil medición. Sus efectos están ligados a las varias respuestas del ser humano
frente diferentes intensidades de olor, y además, no es fácil poner en consideración la
intensidad haciendo referencia a técnicas analíticas, en cuanto la composición química de
un olor es infinitamente compleja.
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El método práctico para la evaluación de la intensidad de un olor resulta determinar el
tamaño de la dilución necesaria para obtener una concentración que un grupo de individuos
defina imperceptible, o casi.
La concentración de un olor viene definida como el número de unidad de volumen de áire
limpia necesaria para diluir una unidad de volumen de áire conteniente el compuesto
oloroso, hasta su valor ATC (Absolute Threshold Concentration), o sea la mínima
concentración advertible al 100% o al 50% del grupo de personas involucradas en el análisis
olfativa: este valor representa el número de olor, TON (Threshold Odor Number).
Concentraciones de olores iguales a 5 TON son fácilmente reconocibles por la mayor parte
de las personas, y se el olor es desagradable este nivel de concentración representa el nivel
máximo sobre el cual comienzan las protestas.
Existen otros índices de olor normalmente utilizados: máxima concentración de exposición,
TLV-TWA (Threshold Limit Value): representa la máxima concentración de exposición a la
cual un individuo puede ser expuesto por un periodo de 8 horas al día, 5 días a la semana,
por 50 semanas al año. El valor TLV es dado por la medía pesada en 8 horas.
Máxima concentración admisible, MAC (Maximum AllowAble Concentration): representa la
máxima concentración límite, que no debe ser superada.
La capacidad de difusión del olor de una determinada sustancia es expresable a través el
O.I. (odor index). El O.I. es definido como la relación entre la tensión de vapor de la
sustancia, (ppm) y el límite de reconocimiento al 100% del olor de la sustancia misma (1atm
= 106 ppm).
Los compuestos con O.I. inferior a 105, como los alcanos y los alcoholes a bajo peso
molecular son considerados potencialmente poco olorosos; los compuestos con O.I. más
elevado son los mercaptanos con O.I. que pueden alcanzar 109. Este parámetro combina la
capacidad de difusión de la sustancia expresada por la tensión del vapor, con la capacidad
de olor, expresada por el ORTC (odor recognition threshold concentration), ddefinida como
la concentración mínima percibida al 100% por el grupo de personas propuestas al análisis
olfativa [Fiumara et al., 1986].
El índice de olor supera la aparente excepción de aquellas sustancias que aunque
presentando bajísima tensión de vapor son fuertemente olorosas y, viceversa, de aquellas
sustancias dotadas de tensión suficientemente elevada, que todavía no dan ninguna
sensación olorosa.
Existe una serie de “valor de referencia”, ligada a los índices de olor: se trata de valores de
concentración, que indican el nivel de perceptibilidad (ATC), la máxima concentración de
exposición para el hombre (TLV-TWA) y la máxima concentración admisible (TLV-C MAC).
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En la tabla 57 están marcados los valores de estos índices, y además los límites de
perceptibilidad (ATC) de algunas de las más importantes sustancias olorosas que se pueden
encontrar en una planta de tratamiento. Tales sustancias pueden ser agrupadas en función
de su naturaleza química, en:
PRODUCTOS SULFURADOS. Son los compuestos más frecuentemente relevados en
presencia de condiciones anaeróbicas de las aguas. El compuesto más difundido es
seguramente el sulfuro de hidrógeno, con su característico y notorio olor a huevos podridos.
Otros compuestos sulfurados que muy frecuentemente causan la emisión olorosa son los
mercaptanos (metilo y etilo), encontrados también en concentraciones muy bajas. Otro
grupo de compuestos a menudo presentes en las plantas son los sulfuros orgánicos.
PRODUCTOS AZUFRADOS. El compuesto más frecuente es el amoniaco, gas sin color del
característico olor extremadamente penetrante, particularmente ligado al tratamiento de los
lodos.
OTROS PRODUCTOS. Muchos otros compuestos orgánicos mal odorantes pueden estar
presentes en concentraciones más o menos elevadas en las aguas residuales bajo forma de
ácidos grasos, aldehídos, ketones etc...
Del análisis del Cuadro se concluye que el control de los olores es relativamente fácil para
sustancias con un elevado límite de percepción, mientras se vuelve problemático para
algunos compuestos, como por ejemplo el sulfuro de hidrógeno, por lo cual tal límite es
0.00066 mg m-3.
Tabla 57.-Principales compuestos olorosos, subdivididos por clases, normalmente
encontrados en las plantas de tratamiento y relativo límite de percepción
Fórmula química
H2S
CH3SH
CH3CH2SH
(CH3)2SH
(CH3)2S2
(CH3CH2)2S
CS2
(C6H5)2S
Límite de percepción (mg/Nm3)
NH3
CH3NH2
(CH3)2NH
(CH3)3N
C9H9N
C5H5N
33
0.027
0.085
0.0005
0.00066
0.0042
0.0025
0.0025
0.067
C8H7N
CH3COOH
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CH3(CH2)2COOH
CH3(CH2)2CHO
CH3(CH2)3CHO
CH2=CHCHO
2.5
0.004
0.49
En una planta de tratamiento la intensidad de los olores producidos, o ya existentes en las
aguas residuales varían en función de:
Concentración de sustancias orgánicas: aguas residuales con un elevado contenido de DBO
pueden desarrollas más fácilmente sustancias pútridas y por consiguiente mal odorantes.
La temperatura: las elevadas temperaturas aumentan la posibilidad de descomposición
biológica del material orgánico, favoreciendo el metabolismo bacteriano.
Contenido de sulfato: es indispensable para la formación de H2S (mientras más están
presentes, mayor será la producción de olor).
Tiempo de retención en el alcantarillado y en los tanques de la planta de tratamiento (sobre
todo en los pre-tratamientos): largos tiempos de retención en el alcantarillado desencadenan
condiciones sépticas de las aguas residuales.
Agitación: fenómenos de transporte turbulento favorecen la liberación de los gases volátiles.
PH: condiciona el metabolismo bacteriano y regula el equilibrio químico de las varias formas
de sulfuros.
Los puntos de mayor criticidad resultan, de todos modos localizados, en las fases del
tratamiento (bombeo inicial, cribado, desarenadores-desengrasadores aireados) y en la
línea de tratamientoo de los lodos.
En la figura siguiente se presentan los resultados de un estudio alemán [Frechen et al, 1994]
desagregados por fuentes de emisión [Cernuschi e Torretta, 1996].
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Figura 80 : Incidencia en porcentaje de las fases de tratamiento sobre las
emisiones de compuestos mal odorantes [Cernuschi e Torretta, 1996].
20.1. Riesgo sanitario
Para las plantas de tratamiento de aguas residuales los efectos para la salud en el hombre
ligados a la presencia de olores son esencialmente dados por el fastidio que inducen: la
evaluación de la estima del riesgo sanitario resulta por eso muy simple.
De hecho nunca se han verificado daños físicos, ni por los trabajadores, ni por la población
residente alrededor de la planta: la gran mayoría de las protestas que llegan a las plantas de
tratamiento están conectadas no a los daños físicos, sino a los fenómenos de disturbio y de
molestia.
Hay que subrayar que la posibilidad de daños sanitarios ligados a un singular compuesto en
el áire como el sulfuro de hidrógeno emitido por una planta de tratamiento, es prácticamente
nulo.
Concentraciones cercanas al límite de olor (0.0008-0.2 mg m-3), no tienen algún efecto
significativo ni en el hombre, ni en los animales. Porque, para que la presencia de sulfuro de
hidrogeno en el áire sea dañina, es necesario alcanzar concentraciones contaminantes de
almeno 150-200 mg/m-3: como demostrado por los estudios conducidos por la Organización
Mundíal de la sanidad, para concentraciones variables entre el 150 y el 1500 mg m-3 (100 1000 ppm) y en el caso de exposiciones por muchas horas, se habla de intoxicaciones subagudas, cuyo efecto más comúnmente observado es la irritación de los ojos y
complicaciones respiratorias. Se trata, sin embargo de concentraciones no alcanzables en
una planta de tratamiento de aguas residuales civiles.
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Resulta mucho más difícil cuantificar y medir el efecto de disturbio y de molestia
indiscutiblemente ligado a la presencia de malos olores. Este tipo de efecto, aunque no
siendo directamente dañino para la salud puede determinar estrés psicológico, sea para los
trabajadores de la planta que se encontrarían obligados a trabajar en un ambiente
desagradable, sea para los habitantes limítrofes.
Esto se confirma por el hecho de que en la mayor parte de los casos la concentración del
límite olfativo o de disturbio de una sustancia olorosa es muy inferior a sus valores de TLV.
Es evidente, por consiguiente, que las relaciones fisiológicas de desagrado se manifiestan
mucho ántes de las concentraciones TLV, con el resultado que el operador o el ciudadano
puede emotivamente juzgar perjudicial para la salud la exposición a concentraciones que en
realidad no lo son.
20.2. Metodología de análisis y evaluación de las emisiones de olores
A causa de la grande variedad de sustancias que contribuyen a la formación de olores el
análisis ha tomado como parámetro de olor “la unidad olormétrica” que cuantifica la
intensidad de olor de las mezclas. La medida no puede ser hecha, como dicho, a través del
auxilio de instrumentos de medida, ya que es demasiado ligada a las percepciones
sensoriales humanas. La unidad olormétrica corresponde al número de diluciones
necesarias para hacer que el 50% del grupo de personas propuestas al análisis olfativo
(panel de test voluntarios) no adviertan más el olor de la mezcla.
Las líneas guía nacionales (Italia, 2005-2006) para la caracterización, el análisis y la
autorización de las emisiones gaseosas en la atmosfera por parte de las actividades de
impacto odorífero indican por cada sección de las plantas de tratamiento algunos factores de
emisión del olor (OEF) referidos al metro cubo de flujo en entrada a la planta.
Tabla 58.-Factores de emisión olorosa respecto a las fases del proceso, valores de
literatura.
Etapas del proceso
Entrada aguas
residuales
Pre-tratamientos
Desnitrificación
Nitrificación
Oxidación
Sedimentación
secundaria
Valor promedio de di
cod
(OUE/m3)
Rango de cod
(OUE/m3)
2.300
100-100.000
3.800
230
130
200
200-100.000
50 -1.500
50-200
50-1.000
120
50-500
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Espesamiento lodos
Almacenamiento lodos
1.900
850
200-40.000
00-5.000
Los caudales promedios de diseño resultan, por los dos sitios en examen, respectivamente:

Caudal promedio Quitumbe: 109 l/s = 0,109 m3/sec = 392 m3/h = 9.409 m3/d
El cálculo del grado de emisión de olor (OER) viene efectuado trámite la fórmula:
𝑂𝐸𝑅 [
𝑜𝑢𝐸
𝑜𝑢𝐸
𝑚3
] = 𝑂𝐸𝐹[ 3 ] ∙ 𝑄[ ]
𝑠𝑒𝑐
𝑚
𝑠
En relación a los factores de emisión y a los datos de caudal se obtuvieron los siguientes
valores de emisión:
Tabla 59.-Factores de emisión olorosa respecto a las fases del proceso
QUITUMBE
(OEF/m3) valor promedio
250,7
414,2
25,07
14,17
21,8
13,08
207,1
92,65
Etapas del proceso
Entrada aguas residuales
Pre-tratamientos
Desnitrificación
Nitrificación
Oxidación
Sedimentación secundaria
Espesamiento lodos
Almacenamiento lodos
Sumando los OER por cada una de las fases de tratamiento se obtiene el OER total de la
planta, como lo muestra en el Ошибка! Источник ссылки не найден.:
Tabla 60.-OER total de la planta
QUITUMBE
Fases del
proceso
Entrada aguas
residuales + Pretratamientos
Biológico
(des+nitr+oxid)
OEF
(odour
emission
factor)
ouE /m3
residuos
OER
(odour emission
ratio)
ouE/sec
664,9
72,47
61,04
6,653
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Sedimentación
secundaria
Espesamiento
lodos
Deshidratación y
almacenamiento
lodos
TOTAL
13,08
1,426
207,1
22,574
92,65
10,099
1038,77
113,226
Los valores totales obtenidos en términos de OER muestran emisiones de olor más que
nada contenidas:

OER Quitumbe: 113 ouE/seg.
El diseño prevé el confinamiento, el recubrimiento y el desodorizado de los sectores
identificados como críticos, comportando:

Recubrimiento y desodorizado de la estación de bombeo inicial, de los canales de
cribado y de los desarenadores;

Recubrimiento y desodorizado de los espesadores circulares;

Aislamiento de las secciones de deshidratación en aptos edificios cerrados, con
desodorizado y tratamiento del aire extraido.
Están por lo tanto previstos n. 2 estaciones de tratamiento de aire, a servicio,
respectivamente, de la zona pre-tratamientos y zona lodos:

Pretratamientos (estación de bombeo, cribado, desarenadores):
o

Quitumbe :
n.1 biofiltro de 6.400 Nmc/h
Sector lodos (engrosamiento, deshidratación) :
o
Quitumbe :
n.1 biofiltro de 7.300 Nmc/h
El biofiltro seleccionado garantiza un rendimiento de eliminación de olores del 80%.
Con el fin de contener cualquier dispersión de olores residuos en la atmósfera, derivados de
los almacenajes en cajas/conteiner, los materiales sólidos extraídos del proceso (material
del cribado, arenas, lodos deshidratados) el diseño prevé el uso de cajas y conteiner
cerrados, en especiales cárter para la contención de los olores.
Las acciones de mitigación para los olores previstos son por lo tanto:
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Tabla 61.-OER total de las plantas con obras de mitigación
Fases del proceso
Zona A: Pre-tratamientos
Biológico (des+nitr+oxid)
Sedimentación secundaria
Zona B: Espesamiento lodos,
deshidratación y
almacenamiento lodos
Biofiltro zona A
Biofiltro zona B
TOTAL
QUITUMBE
OEF
OER
(odour emission factor)
(odour emission ratio)
ouE /m3 residuo
ouE/sec
0
0
61,04
6,653
13,08
1,426
0
0
132,98
59,95
267,05
14,49
6,53
29,11
Las emisiones odoríferas producidas por las plantas resultan ser extremadamente modestas
y tales que no inducen un impacto de olor ya al límite de la planta.
Figura 81: Planimetría fuentes y receptores – Quitumbe
20.3. Acciones de mitigación sobre las fuentes de emisión odorífera
Se especifican las secciones potencialmente sujetas a exhalaciones de sustancias
productoras de malos olores y las intervenciones adoptadas con el fin de reducir y/o
contener su desarrollo:
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Pretratamiento mecánico:
En esta fase los gases generadores de malo olores presentes en las aguas residuales son
desprendidos en la atmósfera, sea por efecto de la turbulencia que se realiza en la fase de
cribado y en la de bombeo, sea por contextuales posibles fenómenos de producción de
gases en la fase de los desarenadores – desengrasadores.
Pueden ser fuentes de olor también los cuerpos sólidos que salen del cribado y las
sustancias inertes separadas de las aguas residuales.
Es importante que su remoción no sea precedida por largos periodos de almacenamiento.
La planta está caracterizada por las siguientes secciones:
-
Bombeo inicial
-
Primera fase de cribado fino
-
Segunda fase de desarenadores - desengrasadores aireado
El bombeo inicial está cubierto; las exhalaciones de los líquidos vienen puestas a procesos
de lavado antes de ser emitidas en atmosfera.
Con el fin de reducir los posibles impactos olorígenos, el cribado viene descargado, a través
de una cinta transportadora, en un rodadero de caída cubierto, que alimenta el cajón de
recogida final.
En la fase de los desarenadores el sistema de aireación, constituido por difusores, permite la
mezcla suave y el mantenimiento en suspensión de los líquidos, sin causar la salida de los
gases azufrados o de las fracciones volátiles orgánicas que entran en la planta.
La sección está cubierta con un sistema de cobertura a raso; las exhalaciones son
canalizadas al tratamiento aire, realizado gracias a un bíofiltro.
Tratamiento biológico:
El sistema de tratamiento biológico entra en la configuración a lodos activados a aireaciones
extendidas con producción de olores que de todos modos son muy limitados.
El problema de posibles emisiones olorosas es sin lugar a duda limitado, aunque en fase de
denitrificación gracias al posicionamiento de difusoress de aire sobre el fondo de los
sectores.
Viene, por consiguiente, garantizada la completa mezcla del líquido al interior del volumen
útil disponible, conteniendo las posibles emisiones olorosas, más frecuentes en un sistema
“plug flow” (“con piston”) que no en uno “completamente mezclado”.
Sedimentación secundaria:
En esta fase, los líquidos pueden sufrir depresión de los potenciales óxidos – reductivos, a
causa del establecimiento de condiciones de anoxia; sin embargo, es importante recordar
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que la solución de diseño adoptada prevé líquidos efluentes de la fase de nitrificación bien
oxigenada.
Por consiguiente, no debería suponerse importantes emisiones olorosas del estado de
sedimentación secundaria.
Engrosamiento lodos:
La sección está cubierta con un sistema de cobertura a raso; las estaciones son canalizadas
al tratamiento aire, realizado a través de un bíofiltro.
Deshidratación y almacenamiento lodos:
La sección de deshidratación está instalada en el interior de un especial edificio de
almacenamiento, mantenido bajo aspiración: las exhalaciones son canalizadas al
tratamiento aire, realizado a través de un biofiltro, al servicio también de los flujos extraídos
de la fase de engrosamiento.
20.4. Conclusiones
La tipología de la planta diseñada, lodos activados a aireación extendida, permite el alcance
de lodos ya estabilizados, con una buena aireación de las aguas residuales, evitando por lo
tanto el establecimiento de procesos de exhalaciones olorosas.
La simulación de las emisiones de olores, con tratamiento de aire mediante biofiltro, ha
confirmado valores bajos:

Quitumbe: 29,11 ouE/seg.
Del conjunto de resultados de las simulaciones se evalúa que las plantas de tratamiento
tendrán impacto NO SIGNIFICATIVO desde el punto de vista de los olores.
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21.
FUENTES DE EMISIÓN ACÚSTICA EN ESTADO DE DISEÑO
Con respecto a la contaminación acústica por los sonidos cabe subrayar que derivan
esencialmente del funcionamiento de varias máquinas (bombas, turbinas de aireación,
compresor, centrifugadoras para la deshidratación de los lodos, etc.).
Por consiguiente es importante usar máquinas que minimicen el sonido que producen. Por
ejemplo se pueden usar bombas sumergibles, ya que la inmersión en el medio líquido
atenúa notablemente el sonido, motores eléctricos con bajo número de giros, evitar de usar
compresores conectados directamente con la estructura metálica para evitar fenómenos de
resonancia. O en cambio se puede considerar la implementación de soluciones de diseño
que minimicen el sonido, o sea, soluciones que insonoricen las máquinas, como poniéndolas
en lugares cerrados y rodeadas de paneles acústicos y silenciadores en la tubería de
aspiración.
La cantidad total de sonido producido por la planta no es de fácil previsión. Durante el
análisis acústico es importante tener en cuenta no solo de la posición de la fuente sonora
sino también de los receptores sobre los cuales ello puede tener efecto. Obviamente es
importante considerar también que los sonidos mayores se tendrán esencialmente en el
corto tiempo durante la fase de construcción.
Estos son los principales aspectos, otros que hay que considerar pueden ser: aspectos
paisajísticos (impacto estético y su visibilidad con respecto al contenido urbano,
arquitectónico y rural existente), aspectos ecológicos (impactos sobre la flora y la fauna
presentes, en particular examinan las zonas de bosque y las especies animales que podría
ser disturbada después de la construcción de la planta), aspectos hidrogeomórficos (en
particular los impactos en el cuerpo hídrico receptor y los impactos sobre el suelo, sobre
todo en la fase de construcción).
Con el fin de evaluar el impacto acústico de la planta en la configuración de diseño, se ha
examinado todas las informaciones relativas a las fuentes de emisión sonora.
En la tabla 63 están reportadas de modo esquemático las fuentes que, en base a las
características de emisión acústica y a la colocación en el interior del área y del ciclo de
funcionamiento, fueron identificadas como posibles fuentes significativas de contaminación
acústica del medio ambiente cercano.
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Tabla 62.-Fuentes de emisión acústica
Identificativo fuente
Tipo de fuente
Ciclo de funcionamiento
S1
Sala compresores
Funcionamiento continuo
S2
S3
Centrifugadora
deshidratación
Contra lavado filtros
terciarios
Funcionamiento continuo
Funcionamiento continuo
Como fuente sonora primaria, eventualmente causa de efectos indeseados o dañinos, se ha
considerado la emisión de la actividad total de la planta con toda la maquinaria, considerada
como fuentes singulares o de grupo, en operación simultánea.
El tiempo de referencia, que representa la colocación del fenómeno acústico en el arco de
las 24 horas, es, dado el ciclo de funcionamiento de la maquinaria, sea el diurno (que va
desde las 6:00 hasta las 22:00) sea lo nocturno (que va desde las 22:00 hasta las 6:00).
Se ha elegido como tamaño indicativo principal de las singulares medidas el LHEq y como
unidad de medida el decibel ponderado A [dB(A)].
Los criterios previstos por la ley para la identificación del nivel de contaminación acústica de
una determinada área y de un impacto acústico de una determinada actividad hacen
referencia al criterio diferencial de los ambientes de vivienda, y al criterio Absoluto para los
ambientes externos.
El criterio diferencial prevé de evaluar el aporte dado por la fuente en examen al sonido de
fondo típico de la zona, comparando la diferencia entre el nivel ambiental medido en
presencia de la fuente con el nivel residual medido en su ausencia con los limites máximos
que la ley fija en 5 dB(A) para el periodo diurno y 3 dB(A) para el periodo nocturno.
Se han individuados como fuentes significativas aquellas reportadas en la tabla 64. Para
implementación del modelo se han utilizado medidas fotométricas efectuadas en las plantas
con características asimilables por tipología y dimensión, que han permitido caracterizar las
fuentes de acuerdo a la potencia acústica asociada.
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Tabla 63.-Fuentes acústicas significativas
Identificativo fuente
S1
Tipo de fuente y posición
BOX DE EMISION FUENTE: fuente superficial sobre las paredes del
cuarto técnico. Tiene las dimensiones de las paredes.
S2
PUNTIFORME 1,5 m desde tierra
S3
PUNTIFORME en tierra
21.1. Esquematización de las fuentes de emisión acústica
Se han diversificadas las fuentes en dos categorías definidas sobre la base de los niveles de
aproximación dependientes de la relativa tipología y dislocación:
- Fuentes puntiformes, que pueden ser asimiladas a fuentes con emisiones radiales.
- Fuentes superficiales, que pueden ser asimiladas a superficies radíantes de emisiones.
Esta segunda aproximación fue aplicada a fuentes encerradas en los cuartos técnicos
independientes del resto del contexto de la planta, dn modo de construir cajas de emisión
representativa del grupo de fuentes en ellas contenidas.
21.2. Análisis del escenario de emisión
Se han considerado hipotéticos receptores notables, o sea aquellos que en todas las
direcciones de propagación ocupan la posición con más desventajas acústicamente
hablando con respecto a las fuentes.
Según lo definido por las leyes citadas, puede ser individualizado como receptor cualquier
edificio de vivienda, comprendidas en las áreas externas, o de actividades laborales o
recreativas, áreas naturales vinculadas, parques públicos y áreas externas destinadas a
actividades recreativas para el desarrollo de la vida social de la colectividad.
Los receptores y las fuentes individuales para la planta de Quitumbe son reportados en la
planimetría siguiente:
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Figura 82: Planimetría fuentes y receptores – Quitumbe
21.3. Niveles residuales
El nivel de sonido residuo LR es el nivel continuado equivalente de presión sonora “A”, que
se percibe en ausencia de la específica fuente que lo genera.
Unido a los instrumentos urbanos, primeros entre todas las clasificaciones acústicas del
territorio, las medidas de los niveles residuos constituyen la base de conocimiento para la
definición de un escenario de intervención en donde resultan comprendidos todos los puntos
acústicamente “críticos” y merítales de profundización investigativa y de intervención de
recuperación.
Las campañas de detección de los niveles residuales tienen el objetivo de dar una indicación
de la atmosfera acústica.
En las fases de evaluación de los niveles de emisión en el ambiente externo y en
correspondencia de los ambientes habitables considerados como receptores principales, se
prevé utilizar, si cabe la posibilidad, estos valores combinándolos con valores homólogos de
los niveles ambientales reales y simulados.
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Los niveles residuales necesarios para la determinación previsional del impacto acústico de
ampliación de la planta, coincidiendo con las medidas de clima acústico antes de las obras,
fueron en esta fase considerados iguales a:
-
LHEq diurno = 50 dB
-
LHEq nocturno=40 dB
Los valores dichos equivalen a los valores típicos para áreas prevalentemente residenciales
y aparecen prudenciales considerando la vocación urbanística de las áreas en objeto.
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22.
EVALUACIÓN DE LOS NIVELES DE SONIDO AMBIENTAL EN
LA FASE DE OPERACIÓN
22.1. Construcción del modelo de propagación
La construcción del modelo se ha efectuado utilizando una hoja de cálculo simplificada
basado en la potencia acústica de las fuentes, en hipótesis dispuestas sobre un plano
horizontal no confinado a la altura indicada en los parágrafos precedentes. Tal modelación
parece adecuada a la fase actual de diseño y es preliminar para estudios más profundos
que tengan en cuenta los volúmenes de los edificios y de los elementos fuera de la tierra en
el área de estudio que interfieren con las emisiones acústicas, que deberán ser
acompañadas por relieves fenométricos en los receptores para la estima correcta de los
niveles de sonido ambiental previo a las obras.
22.2. Resultados
Los resultados obtenidos a través del modelo, indican que la planta de tratamiento objeto del
presente estudio contribuye con emisiones de ruido que no influye en los niveles existentes
en el entorno; por el criterio diferencial, se observa que cuando la fuente S3 está activa, las
emisiones en los receptores son tales que producen el nivel diferencial más alto, pero de
todos modos inferior a los 5dB permitidos en el período de referencia diurno.
22.3. Conclusiones
Del conjunto de los resultados de las simulaciones se evalúa que las plantas de tratamientos
tendrán un impacto NO SIGNIFICATIVO desde un punto de vista acústico.
Para garantizar el respeto de los valores límite impuestos por las normas vigentes serán
utilizados todos los aparatos útiles y más idóneos a la contención de las emisiones sonoras
también mediante la eventual realización de medidas de reducción provisionales.
En el caso que no se cumplan los límites vigentes debido al accionamiento de los nuevos
aparatos de la planta serán monitoreadas las fuentes acústicas internas mayormente
importantes y serán evaluadas las contribuciones de cada una de las fuentes, en los niveles
de intensidad sonora en periodos diurnos y nocturnos.
De los datos recogidos y de las contribuciones sonoras, si se presenta una violación de los
límites impuestos sarán tomadas adecuadas medidas de insonorización acústica con el
objetivo de cumplir con los límites de emisión diurnos y nocturnos, el respeto de los valores
máximos en proximidad de los receptores presentes y además el respeto de los valores
máximos diferenciales diurnos y nocturnos.
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23.
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