Memoria Descriptiva Aguas Residuales_Arasi

COMPAA MINERA ARASI SAC

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

MEMORIA DESCRIPTIVA

PROYECTO MINERO ARASI TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

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INDICE

1.0. ANTECEDENTES

2.0 OBJETIVO.

3.0 ASPECTOS GENERALES.

3.1 Ubicacin Geogrfica

3.2 Vas de Acceso

3.3 Clima

3.4 Topografa y Tipo de Suelo

3.5 Sismicidad

3.6 Zonificacin por Densidades y Uso de Tierra

3.7 Poblacin

4.0 DATOS BASICOS DE DISEO

4.1.- Calculo de la demanda de agua. 4.2.- Parmetros de diseo.

5.0. EVALUACION DE LOS SISTEMA DE DISPOSICION DE AGUAS

RESIDUALES DOMESTICAS. 5.1.- Nivel de Tratamiento.

a). Zona Alta.

b). Zona Baja.

6.0 DESCRIPCION DEL SISTEMA PROPUESTO PARA EL TRATAMIENTO DE

LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICA.

6.1. Zona Alta.

a). Cmara de rejas.

b). Tanque sptico

b). Filtro biolgico.

6.2. Zona Baja.

a). Cmara de Rejas.

b). Tanque Imhoff.

c). Filtro biolgico.

d). Lecho de Secado.


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7.0. MEMORIA DE CLCULO DEL DISEO.

7.1. Zona Alta.

a). Diseo del tanque sptico

b.) Diseo del pozo de absorcin.

7.2. Zona Baja.

a). Parmetros de diseo

b). Diseo de la cmara de rejas.

c). Diseo del tanque imhoff.

d). Diseo del filtro biolgico.

e). Diseo de la cmara de desinfeccin

f). Diseo del lecho de secado

8.0. Relacin de Planos.

8.1. Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domesticas Zona Alta.

8.2. Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domesticas Zona Baja.


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1.0. ANTECEDENTES. ARASI S.A.C, es una empresa peruana establecida para desarrollar el Proyecto

Minero denominado Arasi en el sur del Per. El Proyecto considera la explotacin del

yacimiento aurfero mediante una operacin a tajo abierto, con sistema de lixiviacin

en pad y recuperacin en una planta Merrill Crowe.

El Proyecto fue explorado inicialmente durante los aos 2000 y 2004 por la empresa

Anglogold Ashanti Exploration Per S.A.C. (Anglogold), para luego ser adquirido por

RILLO SAC (Rillo) quien ha celebrado una cesin minera con Arasi para que se haga

cargo del desarrollo de dicho proyecto. Continuadas las exploraciones se determin la

factibilidad de desarrollar el proyecto minero para explotar el yacimiento respectivo.

En el ao 2005, Rillo encarg a la empresa consultora D&MA S.A. (D&MA) la

elaboracin de la lnea de base del proyecto. En Diciembre, Arasi encarga a Vector

Per S.A.C. (Vector) la elaboracin del Estudio de Impacto Ambiental (EIA).

Los resultados de estos estudios identificaron como un aspecto ambiental significativo

a los efluentes de las aguas residuales domsticos, que se generaran durante el

desarrollo de la actividad minera, lo cual podran generar impactos negativos hacia la

salud de la poblacin y al medio ambiente. Como parte de las acciones del programa

de mitigacin ambiental, se plantea como medida de solucin el tratamiento de

dichos efluentes antes de ser dispuestos hacia algn cuerpo receptor.

2.0 OBJETIVO. Establecer los criterios tcnicos sanitarios y ambientales para la elaboracin del diseo

del sistemas de saneamiento bsicos correspondientes al tratamiento de las aguas

residual domestico, que se implementaran en el proyecto del yacimiento minero

ARASI.

3.0. ASPECTOS GENERALES. 3.1. Ubicacin Geogrfica. El Proyecto Arasi se encuentra en la circunscripcin poltico administrativa de distrito

de Ocuvuri, provincia de Lampa, departamento de Puno, en las partes altas de las

microcuencas de los riachuelos Azufrini y Huarucani, afluentes del ro Chacapalca. La

ubicacin central del Proyecto presenta las siguientes coordenadas UTM promedio:

301,000 E y 8314,000 N. El rea superficial que tendr en concesin el proyecto

abarca un total de 818.16 ha, aproximadamente.


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3.2. Vas de Acceso. El acceso hacia el proyecto se puede realizar en dos etapas, la primera por medio de

dos vas: la terrestre y la area, que van desde Lima hacia las localidades de Arequipa

o Juliaca, luego se sigue por va terrestre mediante las siguientes rutas:

RUTA N 1

Tramo Distancia (Km) Tipo

Arequipa Imata 145 Asfaltada Imata Carretera a Tintaya 50 Afirmada Carretera a Tintaya - Arasi 46 Afirmada

RUTA N 2

Tramo Distancia (Km) Tipo Puno - Juliaca 45 Asfaltada Juliaca Lampa 33 Asfaltada Lampa Palca 35 Afirmada Palca Vila Vila 18 Afirmada Vila Vila Chivay 12 Afirmada Chivay - Arasi 17 Trocha Carrozable

3.3. Clima. En la zona donde se desarrollara el proyecto se han identificado dos tipos de climas

predominantes; El Semiseco Frigido la cual abarca la mayor rea del proyecto y el

Semiseco Gelido que abarca en menor parte el rea del proyecto, ambos climas

presentan una sola estacin lluviosa (durante los meses de enero, febrero y marzo)

siendo por lo tanto seco en las estaciones de otoo, invierno, y primavera.

Temperatura. La temperaturas media mensual (segn reportes de la estacin metereolgica de

chuquibambilla, la mas cercana al proyecto) fluctan entre 2.9 y 9.3 C; la mxima

media mensuales ascienden hasta 11.3 C, mientras que las mnima media mensual

desciende a 1C, que se presenta en el mes de junio.

Precipitaciones. Las precipitaciones pluviales que ocurren en el rea son principalmente de origen

orogrfico, cuyas masas de humedad son provenientes tanto de la cuenca del Pacfico

como de la cuenca del lago Titicaca.


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A nivel anual la precipitacin promedio asciende a 703.2 mm, con una desviacin

estndar de 139.9 mm, lo cual implica que la mayora de los valores flucta entre

843.1 mm y 563.3 mm. El valor mximo de la precipitacin asciende a 1012.5 mm/ao,

mientras que el mnimo asciende a 362.7 mm/ao;

Humedad. La humedad relativa media mensual fluctan entre 46.1 y 63.9 %; la mxima media

mensuales ascienden hasta 82.0 % que se presentan en el mes marzo, mientras que

las mnima media mensual descienden hasta 27 %, que se presente en el mes de

setiembre.

Viento La predominancia de la direccin de los vientos en ambos puntos de muestreo de la

zona del proyecto (Datos de la lnea de base del estudio de impacto ambiental) es de

norte-noreste, sin embargo la velocidad promedio es 2.1 m/s, tendiendo un rango de

fluctuaciones entre 0.0 y 5.4 m/s.

3.4. Topografa y Tipo de Suelo. La altitud de la zona est entre los 4,400 msnm y los 5,150 msnm. El relieve vara

desde ondulado, en la parte oeste del rea del proyecto (rea valle), hasta laderas

rocosas escarpadas y fondos de valle planos.

Las caractersticas fsicas del rea son tpicas de la sierra alto andina del sur del Per.

El paisaje muestra zonas de relieve plano a ondulado (0 15 %), as como

formaciones orognicas con pendientes fuertemente inclinadas a empinadas (15 a

ms de 50 %). Los suelos se encuentran en gran parte cubiertos con ceniza volcnica,

sin vegetacin, que es ms apreciable en las reas aluviales dominadas por los cursos

de agua. Una gran extensin del rea es desrtica, observndose afloramientos lticos,

cascajo y suelos cuyas capas superficiales, de textura media a moderadamente

gruesa suelen ser arrastrados por los deshielos que suceden en la zona,

3.5. Sismicidad De acuerdo a los estudios de diseo, se tiene que para un periodo de retorno de 100

aos, la aceleracin ssmica mxima es de 182.38 cm/s2, lo cual equivale a 0.18 g en

promedio. Se puede considerar a esta zona como de moderada sismicidad.


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3.6. Zonificacin por Densidades y Uso de Tierra:

El proyecto Arasi, ha desarrollado, la forma en que se emplazarn las diversas

unidades que contempla el asiento minero. La cual esta dividida en dos zonas que se

detallan a continuacin:

La Zona Alta En la cual se desarrollaran todos las actividades productivas del proyecto en donde

estarn instalados las siguientes unidades: Zona de explotacin, Zona de Tratamiento

(PAD DE LIXIVIACION, Planta de chancado, Merrill Crowe, Refinacin y fundicin),

Almacn de insumos qumicos, Taller Mecnico, Casa de Fuerza y Posta Medica.

La Zona Baja En la cual estarn instalados las oficinas y residencia de todos los trabajadores de la

mina y esta distribuida en: Vivienda de Gerencia, Vivienda Staff, Vivienda de

Empleados, Vivienda de Obreros, Oficina Geologa, Oficina Mina, Oficina

Administrativa, Cocina Comedor, Sala de Logueo.

3.7. Poblacin. Segn la proyeccin de las actividades del proyecto se han estimado contar con un

total de 614 personas, las cuales incluyen los obreros, tcnicos, ingenieros y personal

contratista.

4.0 DATOS BASICOS DE DISEO 4.1.- Calculo de la demanda de agua. Para el clculo de la demanda de agua se ha diferenciado dos zonas de

abastecimiento, la primera ubicada en la zona alta a unos 4622 msnm

aproximadamente, donde se desarrolla las actividades explotacin y procesos de

produccin, cuya demanda de agua proyectada para los servicios de oficinas, servicios

higinicos y limpieza se detalla en el siguiente cuadro.


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CALCULO DE LA DOTACION DIARIA - ZONA ALTA

reas o Usuarios Unidades Dotacin Unidad Volumen Planta Laboratorio Taller Almacn Posta Medica Consultorio Sala de Observacin Dormitorios Lavanderas Casa de Fuerza

14

6

12

7

4

1 3

40

3

Personas Personas Personas Personas Consultorios Cama Dormitorios Kilogramos Personas

80

80

80

80

500

600 500 40

80

l/per/da l/per/da l/per/da l/per/da l/cons/da l/cama/da l/dor/da l/kg l/per/da

1120

480

960

560

2000

600 1500 1600

240

Total (l/da) 9060 Obs: Dotaciones asumidas en base al IS-010-Reglamento Nacional de Edificaciones.

Consumo Diario : 9060 litros 9.06 m3

Consumo Promedio diario : 0.11 l/s.

La segunda ubicada en la zona baja a unos 4475 msnm (en donde se encuentran

ubicados las residencias y oficinas de los trabajadores) cuya proyeccin de la

demanda de agua se detalla en el siguiente cuadro.


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CALCULO DE LA DOTACION DIARIA ZONA BAJA

reas o Usuarios

Dotacin Unidad Volumen

Vivienda de Gerencia

Vivienda Staff Vivienda Empleados Viviendas de Obreros

Cocina

Oficina Administrativa

Contabilidad. Caja.

Servicio Social. Administracin.

Medio Ambiente. Planilla Sistema Archivo

Oficina Administrativa

Ingeniera. Gabinete.

Topografa. Sub Gerencia.

Secretaria Sala de Reuniones.

Civil. Asesor.

Planta Pad. Mina.

Archivo.

Oficina de Geologa

Sala de reuniones Planoteca. Almacn

33 Dormitorios 20 Personas 96 Personas

432 Personas 462 m2

551 Personas

11.79 m2 12.95 m2 11.20 m2 11.20 m2 11.20 m2 11.84 m2 10.08 m2 12.96 m2

35.77 m2 13.23 m2 18.00 m2 20.75 m2 18.84 m2 34.82 m2 18.03 m2 18.03 m2 18.03 m2 18.03 m2 16.72 m2

24.00 m2 9.00 m2 10.00 m2 11.96 m2 12.00 m2

1200

50 50 50 40 8

6 6 6 6 6 6 6

0.5

6 6 6 6 6 6 6 6 6 6

0.5

6 6 3

0.5 0.5

l/dep.

l/per/da l/per/da l/per/da

l/m2 l/per/da

l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2

l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2 l/m2

l/m2 l/m2

l/asiento l/m2 l/m2

3600 1000 48000 21600 18560 4408

70.77 77.70 67.20 67.20 67.20 71.04 60.48 6.48

214.62 79.38 108

124.50 113.06 208.94 108.19 108.19 108.19 108.19

8.36

144 54 30

5.98 6

Total (l/da) 99190

Consumo Diario : 99190 litros 99.19 m3.

Consumo Promedio diario : 1.15 l/s.

4.2.- Parmetros de diseo.

Coeficiente de variacin horaria (k1) K1= 2.00. Coeficiente de variacin diaria (k2) k2= 1.30. Coeficiente mnimo (K3) K3= 0.50.


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Contribucin de retorno C C = 80 %. Temp. Prom. del mes mas fro T= 1C Poblacin Servida. 614 hab. Aporte per cpita para agua residual domestica S: O90

4.0 EVALUACION DE LOS SISTEMA DE DISPOSICION DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS. En base a la distribucin del uso de terreno, se han definido dos zonas de

abastecimiento de agua potable, cuya operatividad generara de manera reciproca

efluentes residuales de caractersticas domesticas que deber de ser sometido a un

tratamiento antes de su disposicin final. Mediante el siguiente anlisis se establecer

el tipo de disposicin que tendr cada efluente.

a). Zona Alta. Presenta caractersticas moderadas de permeabilidad del terreno y cuyo nivel fretico

en los primeros 10 m no se presentan. En base a estas caractersticas, al caudal de

descarga que se genera (Qp= 0.11 l/s) y su ubicacin se recomienda que la

disposicin de este efluente se realice mediante la absorcin en el terreno, con un

previo tratamiento primario.

b). Zona Baja. En base a las caractersticas del terreno, su ubicacin y el caudal de descarga que se

genera (Qp= 1.15 l/s), se recomienda que la disposicin de este efluente se realice

hacia el cuerpo receptor del Ro Chacapalca, previo a un tratamiento completo cuyo

nivel de complejidad ser definido mas adelante adelante.

5.1.- Nivel de Tratamiento. El nivel de tratamiento se determino en base a las caractersticas que presenta el cuerpo receptor.

a). Zona Alta.

Para el caso de la zona alta se requiere de una tratamiento primario que permitir la

remocin y digestin (por descomposicin) de los slidos sedimentables, para dar

paso a los efluente que contenga la carga orgnica en estado coloidal, esto permitir


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que su descomposicin se realice de manera natural aprovechando la carga biolgica

que se encuentra presente en el suelo y su capacidad de percolacin.

b). Zona Baja.

Para el caso de la zona baja se estableci un balance de masas, deacuerdo a las

condiciones mas criticas del cuerpo receptor como : Caudal mnimo, parmetros que

definen su calidad ( DBO, Coliformes, OD) y en base al tipo de uso que tendrn aguas

abajo

En base al resultado de este anlisis que se detalla en el cuadro siguiente, para

controlar la carga orgnica como DBO, solamente se requiere de un pretratamiento y

un tratamiento primario que por lo general remueve el 30 % de DBO y con lo cual se

cumplira con lo establecido por la ley general de aguas; Asimismo, se tiene que

controlar otro parmetro como es el de Coliformes fecales para ello se hace necesario

establecer unidades complementarias de tratamiento, como es el caso de una cmara

de desinfeccin, mediante la cual, se puede eliminar y controlar totalmente este

parmetro. La eficiencia de esta unidad esta condicionada a que halle una baja carga

orgnica, para que no interfiera en la demanda del desinfectante y en la oxidacin de

los Coliformes fecales.

Para ello se plantea que el tratamiento este conformado por las siguientes unidades:

Pre Tratamiento (Cmara de rejas), Tratamiento Primario, Tratamiento Secundario y

Complementario (Mediante una desinfeccin). Mediante este sistema propuesto se

lograra reducir en ms del 90 % de DBO y eliminar o tener concentraciones bajas de

coliformes.


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Resultados de la evaluacin del nivel de tratamiento de las aguas residuales domsticas Modelo Simplificado

Parmetros Ro Descarga

Datos de Ingreso: Caudal ( l/s) DBO (mg/l) Coliformes Fecales. (NMP/100ml) Temperatura del ro mes. ( C) Profundidad media del ro en estiaje. (m) Elevacin del tramo del ro (m.s.n.m) Uso del ro (de acuerdo a la Ley de Aguas)

100 - -

10 0.8

4200 3

1.15 390

10 ^ (8) - - - -

Valores aguas arriba de la descarga DBO 5 (mg/l) Coliformes fecales (NMP/100 ml)

2 12

- -

Clculos. DBO 5 en la mezcla 16.30 mg/l DBO (mg/l) ultima en la mezcla 23.79 mg/l Coliformes Fecales en la mezcla 1.14 x 10 ^6 NMP/100ml Oxigeno disuelto de saturacin 6.61 mg/l Dficit critico de Oxigeno 3.51 mg/l Oxigeno disuelto mnimo 3.10 mg/l Valores Lmites. Uso de Agua Tipo 3 : Agua para riego de vegetales de consumo crudo y bebida de animales. DBO 5 15.00 mg/l Coliformes Fecales en la mezcla 1000 NMP/100ml Oxigeno disuelto 3.00 mg/l

Comentarios y Recomendaciones. DBO 5 Se requiere de tratamiento Coliformes Fecales en la mezcla Se requiere de tratamiento Oxigeno disuelto No requiere de tratamiento

Concentraciones mximas en el efluente. DBO 5 275.87 mg/l Coliformes Fecales en la mezcla 8.69 x 10 ^4 NMP/100ml Oxigeno disuelto 390.00 mg/l

% de remocin requerido. DBO 5 29.30 % Coliformes Fecales en la mezcla 99.9131 % Oxigeno disuelto


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6.0. DESCRIPCION DEL SISTEMA PROPUESTO PARA EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DOMESTICA.

6.1. Zona Alta. El sistema de tratamiento propuesto para esta zona esta conformada por un Tanque

sptico y tres pozos de absorcin (ver plano PTA-01). Cuya descripcin se detallan a

continuacin:

a). Cmara de Rejas. Unidad de pre tratamiento que presenta dos camaras de rejas con las siguientes

dimensiones: 1.80 m de largo, 1.20 m de ancho, 1.20 m de alto y 0.15 m de ancho de

pared cada uno, en esta cmara se encuentran las barras metlicas de fierro fundido

de de espesor ( 10 und) paralelas e igualmente espaciadas, que se encuentran

ubicada de forma transversal al canal haciendo un ngulo de 60 con respecto a la

horizontal, en la parte lateral del lado derecho se encuentra ubicado un by pass que

permitir desviar el efluente excedente producto de las aguas de lluvias o debido a

una obstruccin repentina en las rejas. Finalmente se tiene otro tramo de transicin

que acopla la seccin del canal con la tubera de 8 que va hacia el tanque imhoff.

Esta unidad esta diseada para conducir el caudal mximo horario. Su funcin

principal es la de es retener slidos gruesos, de dimensiones relativamente grandes,

que estn en suspensin o flotantes. De esta manera se logra proteger contra

obstrucciones los diversos componentes de las dems unidades de tratamiento. (ver

plano PTA-02).

b). Tanque sptico. Unidad de tratamiento primario que presenta las siguientes dimensiones: 4.0 m de

largo x 2.10 m de ancho x 2.20 m de altura .En cuyo interior tiene instalado un

conjunto de accesorios (que permiten la retencin de espumas y grasas) y esta

conformada por dos cmaras de digestin (de 4.5 m3 de capacidad c/u) que en su

conjunto tiene un periodo de retencin de 8 horas y cuyo periodo de mantenimiento

optimo ser de cada dos aos, mediante las recomendaciones que se detallan en el

manual de operacin y de mantenimiento. La funcin principal de esta unidad ser la

de dar las condiciones de estabilidad hidrulica, que permita la sedimentacin por

gravedad de las partculas pesadas, los procesos de digestin que de la carga

orgnica sedimentada se dan en condiciones anaerobias, por lo que se logra

transformarlas parte de ellas en agua y gases reducindolos as la carga orgnica


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entre un 20-30%, dando paso a efluentes que presentan cargas orgnicas en solucin

o en estado coloidal que sern mas fcil su estabilizacin (ver plano PTA-03).

c). Filtro Biolgico. Unidad de tratamiento secundario cuyas dimensiones son de 3.45 m de ancho, 2.00

m de largo, 2.85 m de profundidad y 0.20 m de ancho de pared. En la parte interna

presenta un lecho filtrante compuesta por gravas de 2 4 pulg. en una profundidad de

2.15 m, el falso fondo esta conformado por ladrillos de 0.10 x 0.15 x 0.30 m, las cuales

conforman canales secundarios ( de 0.20 m de ancho ) que captan el efluente filtrado y

los dirigen hacia el canal principal que se encuentra ubicado en el centro del lecho

cuyas dimensiones son 0.25 m de ancho , 2.85 m de largo y 0.15 m de alto, con una

pendiente del 1%, complementariamente se tiene una caja de vlvula de 0.80 m de

ancho, 0.60 de largo, 0.70 m de alto y 0.15 m de ancho de pared , en la cual se

encuentra instalado una vlvula compuerta de PVC - 6. Tambin a la salida del lecho

se tiene una cmara de ventilacin (de 1.10 m de largo, 1.00 m de ancho, 2.25 m de

alto y 0.15 m de ancho de pared) que permitir airear el lecho filtrante para mejorar

sus procesos de tratamiento.

La distribucin del agua pre tratada hacia el lecho ser a travs de una red de tuberas

con sus correspondientes accesorios de PVC.

Los criterios de diseo de esta unidad esta definidas para poder tratar el caudal

promedio diario, debido al efecto que tiene la temperatura sobre los procesos

bioqumicas que se desarrollan en esta unidad se ha usado el modelo de Eckenfelder,

en la cual estableci un modelo matemtico para las condiciones de funcionamiento a

temperaturas menores a 10 C, mediante este modelo se modifica el coeficiente de

tratabilidad por efecto de la temperatura y se determina al rea til de trabajo y se

verifica el cumplimiento del intervalo recomendado para la carga hidrulica y la carga

orgnica. (ver plano PTA-04).

El rendimiento esperado en la remocin de la carga orgnica es de 93 %, mientras que

la remocin de los coliformes fecales es de dos ordenes de magnitud.


MEMORIA DESCRIPTIVA

ESQUEMA DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS - ZONA ALTA

(ver plano PTA-01) 6.2. Zona Baja. Los componentes del sistema de tratamiento propuesto para esta zona de describen a

continuacin (ver plano PTB-01). a). Cmara de Rejas. Unidad de pre tratamiento que presenta las siguientes dimensiones: 1.80 m de largo,

1.20 m de ancho, 1.20 m de alto y 0.15 m de ancho de pared, en esta cmara se

encuentran las barras metlicas de fierro fundido de de espesor ( 10 und) paralelas

e igualmente espaciadas, que se encuentran ubicada de forma transversal al canal

haciendo un ngulo de 60 con respecto a la horizontal, en la parte lateral del lado

derecho se encuentra ubicado un by pass que permitir desviar el efluente excedente

producto de las aguas de lluvias o debido a una obstruccin repentina en las rejas.

Finalmente se tiene otro tramo de transicin que acopla la seccin del canal con la

tubera de 8 que va hacia el tanque imhoff. Esta unidad esta diseada para conducir

el caudal mximo horario. Su funcin principal es la de es retener slidos gruesos, de

dimensiones relativamente grandes, que estn en suspensin o flotantes. De esta

manera se logra proteger contra obstrucciones los diversos componentes de las

dems unidades de tratamiento. (ver plano PTB-02).

CR TANQUE IMHOFF FILTRO BIOLOGICO

CR


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b). Tanque Imhoff. Esta unidad de tratamiento primario presenta las siguientes dimensiones: 3.60 m de

ancho, 4.16 m de largo, 7.74 m de profundidad. En cuyo interior se tiene ubicado tres

compartimentos:

- El primer compartimento es denominado como cmara de sedimentacin, cuyas

dimensiones son de 1.00 m de ancho, 4.16 m de largo, 2.50 m de profundidad con

0.15 m de ancho de pared, hacia una profundidad de 2.00 m la seccin transversal

cambia hasta tomar la forma de un cono en donde las paredes tienen una inclinacin

con respecto a la horizontal de 60, manteniendo un ancho de pase del flujo de 0.20 m

y un traslape de uno de los lados de 0.20 m en proyeccin horizontal. Su diseo esta

en base al tratamiento del caudal promedio diario y a una carga superficial de 1

m3/m2xhora, con un periodo de retencin de 2 horas, el efecto de la disminucin de la

temperatura sobre este componente esta en relacin directa al incremento de la

viscosidad del agua a tratar, lo cual generar que se retarde el tiempo de

sedimentacin. Para controlar esta situacin se ha considerado un factor de seguridad

de 1.33 veces, sobre el valor optimo de periodo de retencin de 1.5 h, considerando

para ello la temperatura promedio del mes mas fro de 1 C.

La funcin de esta cmara es la remover parte de los slidos sedimentables, para

facilitar este proceso las partculas cuando llegan a las paredes inclinadas del fondo,

se deslizan de manera uniforme hacia la cmara de digestin, el traslape de uno de

los lados impiden que los gases o partculas suspendidas (producto de la digestin),

interfieran en el proceso de sedimentacin.

- El segundo compartimento es denominada como cmara de digestin de lodos,

cuyas dimensiones son de 3.60 m de ancho, 4.16 m de largo, 5.24 m de profundidad y

0.25 m de ancho de pared, hacia el fondo del tanque la seccin transversal cambia

hasta tomar la forma dos troncos de conos en donde las paredes tienen una

inclinacin con respecto a la horizontal de 30. En cada tolva se han instalado una

tubera de 8 pulg., con su correspondientes accesorios las cuales van hacia la caseta

de vlvulas de 8 pulg., cuyas dimensiones son de 0.90 m de ancho, 0.90 m de largo,

2.00 m de altura y 0.20 m de ancho de pared, la que descarga hacia el lecho de

secado.

Los criterios de diseo de este compartimento tiene una incidencia directa sobre la

temperatura, ya que influye en los procesos de digestin de los lodos, para ello se ha

considerado tomar la temperatura promedio del mes mas fro que es de 1 C. En


MEMORIA DESCRIPTIVA

base a esta temperatura se asume el factor de seguridad para estimar la capacidad

relativa que es de 2.05 (Segn Norma SO90), que permitir calcular el volumen

requerido para la digestin optima del lodo que es de 88.10 m3 y Tambin permitir

estimar el tiempo mnimo de digestin de los lodos que es de 120 das. (ver plano

PTB-03).

c). Filtro Biolgico. Unidad de tratamiento secundario cuyas dimensiones son de 3.45 m de ancho, 2.00

m de largo, 2.85 m de profundidad y 0.20 m de ancho de pared. En la parte interna

presenta un lecho filtrante compuesta por gravas de 2 4 pulg. en una profundidad de

2.15 m, el falso fondo esta conformado por ladrillos de 0.10 x 0.15 x 0.30 m, las cuales

conforman canales secundarios ( de 0.20 m de ancho ) que captan el efluente filtrado y

los dirigen hacia el canal principal que se encuentra ubicado en el centro del lecho

cuyas dimensiones son 0.25 m de ancho , 2.85 m de largo y 0.15 m de alto, con una

pendiente del 1%, complementariamente se tiene una caja de vlvula de 0.80 m de

ancho, 0.60 de largo, 0.70 m de alto y 0.15 m de ancho de pared , en la cual se

encuentra instalado una vlvula compuerta de PVC - 6. Tambin a la salida del lecho

se tiene una cmara de ventilacin (de 1.10 m de largo, 1.00 m de ancho, 2.25 m de

alto y 0.15 m de ancho de pared) que permitir airear el lecho filtrante para mejorar

sus procesos de tratamiento.

La distribucin del agua pre tratada hacia el lecho ser a travs de una red de tuberas

con sus correspondientes accesorios de PVC.

Los criterios de diseo de esta unidad esta definidas para poder tratar el caudal

promedio diario, debido al efecto que tiene la temperatura sobre los procesos

bioqumicas que se desarrollan en esta unidad se ha usado el modelo de Eckenfelder,

en la cual estableci un modelo matemtico para las condiciones de funcionamiento a

temperaturas menores a 10 C, mediante este modelo se modifica el coefiente de

tratabilidad por efecto de la temperatura y se determina al rea til de trabajo y se

verifica el cumplimiento del intervalo recomendado para la carga hidrulica y la carga

orgnica. (ver plano PTB-05).

El rendimiento esperado en la remocin de la carga orgnica es de 93 %, mientras que

la remocin de los coliformes fecales es de dos ordenes de magnitud.

d). Lecho de Secado. Unidad complementaria de tratamiento de lodos que tiene las siguientes dimensiones:

4.50 m de largo, 2.35 m de ancho, 1.20 m de alto y 0.10 m de ancho de pared. En la


MEMORIA DESCRIPTIVA

zona de ingreso se tiene instalada dos tuberas de descarga de 8 pulg, en la parte

inferior de la descarga se tiene una pequea losa de 0.60 m de ancho, 0.60m de largo

y 0.10 m de alto. El piso de fondo esta conformado por lozas de concreto de 0.10 m de

alto, 0.09 de ancho y 0.24 de largo, con separaciones de 2.4 cm, distribuidos por todo

el lecho. Interiormente se tienen instalados una capa de soporte y de drenaje

conformadas por arenas y gravas, la losa del piso de fondo presenta una pendiente

lateral de 2.5 %, que permite el drenaje de los lixiviados que se generan hacia la

tubera perforada de 6 pulg , que drena los lquidos hacia la cmara de

almacenamiento que se encuentra ubicado en la salida del lecho.

Los criterios de diseo fueron asumidos para atender la demanda de slidos que

genera la poblacin servida de 614 habitantes, asimismo en base al periodo de

digestin de los lodos de 120 das, se calcula el volumen de lodo a extraerse, el rea

que se requiere y el numero de extracciones al ao, en base a ello se analiza las

condiciones mas criticas asumiendo que el tiempo de secado y de disposicin de los

lodos que demora en promedio de 12 semanas (para climas fros). Para nuestro caso

se van a realizar un total de 3 extracciones, cada 4 meses (16 semanas) por lo cual se

tiene una holgura de 4 semanas, que es lo ptimo, por que permite programar las

actividades de mantenimiento preventivo. (ver plano PTB-06).

ESQUEMA DEL SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

DOMESTICAS - ZONA ALTA

(ver plano PTB-01).

CR TANQUE IMHOFF FILTRO BIOLOGICO

CAMARA DE LECHO DE SECADO


MEMORIA DESCRIPTIVA

7.0. MEMORIA DE CLCULO DEL DISEO. 7.1. Zona Alta. a). DISEO DEL TANQUE SEPTICO 1.0 Calculo del periodo de retencin hidrulica PR= 1,5 0,3 Log(Qp) Qp= 7248 Lt/dia. Caudal promedio de contribucin

PR= 0,34 das Tiempo promedio de retencin Hidrulica. Tmin= 0,25 das

2.0 Calculo del volumen de sedimentacin Vs = (Qp) PR/1000 Vs= 2,5 m3 3.0 Calculo del volumen de digestin y almacenamiento de lodo Vd= 70 x P x N/1000 P= 42 hab Poblacin Servida

N= 2 ao Intervalo del tiempo mnimo de remocin de lodos

Vd= 5,9 m3 4.0 Profundidad mxima de espuma sumergida ( He ), He = 0,7/A A= 5,78 m2 rea superficial del tanque sptico He = 0,12 m 5.0 Profundidad libre de lodo ( Ho ), Ho = 0,82 0,26 x A Ho = -0,6828 Ho = 0,3 m Ho, est sujeto a un valor mnimo de 0,3 m 6.0 Profundidad de espacio libre (Hl) Consideraciones:

La seleccin del HI es mediante la seleccin del mayor valor de las siguientes condiciones


MEMORIA DESCRIPTIVA

(0,1 + Ho)= 0,4 m Hs=Vs/A Hs= 0,43 m HI= 0,49 m 7.0 Profundidad de digestin y almacenamiento de lodos (Hd) Hd= Vd/A Hd= 1,02 m 8.0 La profundidad total efectiva (Hte) Hte =Hd+HI+He Hte = 1,63 m

9.0 Altura libre entre el nivel superior de las natas, espumas y la parte inferior de la losa de techo.

H = 0,3 m 10.0 Altura total Interior del tanque Ht= 1,93 m 11.0 Calculo del largo y ancho del filtro Consideracin: L/w=2 w= 1,70 m Ancho del tanque L= 3,40 m Largo del Tanque 12.0 Volumen til Vu y N Compartimentos Vu=Vs+Vd Vu= 8,4 m3 Como Vu>5 m3 N Comp. 2 und

b.) DISEO DEL POZO DE ABSORCION. 1.0 Diseo del rea del pozo de absorcin A=Q/R Q= 7248 (L/da) Caudal prom., efluente del tanque sptico T= 1 min Tiempo prom. de infiltracin -tes de percolacin Mediante la siguiente tabla calculamos el coeficiente de infiltracin


MEMORIA DESCRIPTIVA

R= 120 ( Lt/m2/dia). Coeficiente de infiltracin A= 60,4 m2 2.0 Determinamos el rea lateral del pozo AL=3,1416*D*H D= 3 m Dimetro del pozo H= 2,5 m Altura del pozo AL= 23,562 m2 3.0 N de Pozos de Percolacin Npozos= 3 und 4.0 Diseo de la caja de distribucin de caudales Ancho = 0,6 m Largo = 0,6 m Se utilizar un vertedero triangular para la distribucin de los caudales Q = 1.4 x H*(5/2) H= 0,01 m Tirante max de agua

7.2. Zona Baja. a.) Parmetros de diseo


MEMORIA DESCRIPTIVA

1 Caudal Promedio consumo (Qp) Qp= 1,15 lps2 Coeficientes de maxima demanda (K1) K1= 23 Coeficientes de maxima dario (K2) K2= 1,34 Coeficientes de minima demanda (K3) K3= 0,55 Densidad Poblacional mxima D= 2 Hab/Viv6 Coeficiente de retorno (Cr) Cr= 80 %7 DBO 5 das, 20 C, CDBO= 50 g / (hab.d)8 Slidos en suspensin, Css= 90 g / (hab.d)9 Coliformes fecales. Ccf= 2E+11 N de bacterias / (hab.d)

10 Nematodes intestinales. Ne= 400000 N de huevos / (hab.d)11 N viviendas N viv= 33 viviendas12 Poblacin permanente Po= 548 Habitantes

Calculo

13 Caudal Promedio de descarga (Qpd) Qpd= 0,92 lps14 Caudal maximo diario (Qmd) Qmd= 1,196 lps15 Caudal maximo horario (Qh) Qh= 1,84 lps16 Caudal mnimo (Qm) Qmin= 1,058 lps17 Poblacin Total (Pt) P = 614 Habitantes18 Calculo de la carga orgnica (DBO) DBO = 308,977456 mg/l19 Calculo de los solidos en suspencin ( SS) SS= 556,15942 mg/l20 Calculo de los Coliformes Fecales ( Cf ) Cf= 123590982 NMP/100 ml21 Calculo de los Coliformes Fecales ( Ne ) Net= 2471,81965 N de huevos/l


MEMORIA DESCRIPTIVA

b.) DISEO DE LA CAMARA DE REJAS.

1 Caudal promedio de descarga (Qp)

Qp= Cr x (d x Pf ) / 86400 - NTS: S.100 0,92 l/s

3 Caudal mximo horario (Qh) Qh= k1 x Qp --- Condicin ms desfavorable 1,84 l/s

4 Velocidad de paso por las rejas ( V )

Se asume V = 0,7 m/s --- NTS : S.090 0,6 < V


MEMORIA DESCRIPTIVA

Por comparacin de Tablas Y/B =0,008 Ymin = 0,004 m Amin = 0,002 m2 Recomendado S.090: 0,3


MEMORIA DESCRIPTIVA

18 Calculo del desnivel del fondo del canal ( Z)

Z = E1 -E2 - Hft E1 = ( V*^2/2g + Yo ) , Energa en el emisor E1= 0,10 m E2 = ( Vo^2/2g + Y ) ; Energa en el canal E2= 0,03 m Z = 0,06 m Z = 0,15 m 19 Diseo del by pass del canal

El rebose lateral del by pass del canal es: Q = 1,838 L x H^ (3/2) , Se esta asumiendo el ancho L = 0,30 m Tirante max alcanzado en casos de emergencia Ho = 0,02 m c). DISEO DEL TANQUE IMHOFF. 1.0 Calculo del rea de sedimentacin As=Q/Cs Q= 3,31 m3/h Caudal medio del agua Cs= 1 m3/m2xh Carga Superficial : 1m3/(m2xhora) -S090 As= 3,312 m2 rea Superficial transversal 2.0 Calculo del volumen de sedimentacin Vs = QxR R= 2 h Periodo de retencin hidrulica: 2h-S090 Vs = 6,624 m3 3.0 Dimensionamiento del rea de sedimentacin Consideraciones : L/a = 4 Recomendable: 3 < L/a < 10 L = 3,6 m Largo de la zona de sedimentacin L = 4,0 m Valor reajustado a= 0,9 m Ancho de la zona de sedimentacin a= 1,00 m Valor reajustado 4.0 Calculo de la longitud mnima del vertedero de salida. L*=Qmax/Chv Consideraciones : k= 1,3 Coeficiente de variacin diaria Qmax = 103,33 m3/d Caudal mximo diario Chv = 250 m3/mxd Carga hidrulica sobre el vertedero L*= 0,41 m 5.0 Calculo de la altura total de la zona de sedimentacin


MEMORIA DESCRIPTIVA

Consideraciones : Vs = At x L Vs = 6,624 m3 Volumen de sedimentacin L= 4,0 m Valor reajustado At= 1,656 m2 rea total de la zona frontal del sedimentador h1= 0,87 m Altura de la zona final del sedimentador h2= 1,22 m Altura de la zona central del sedimentador H= 2,09 m Diseo de la zona de digestin 6.0 Calculo del volumen del digestor Vd=70*P*Fcr P= 614 hab Poblacin Total proyectado Fcr= 2,05 Factor de capacidad relativa para T= 1C Vd= 88,1 m3 7.0 Dimensionamiento de la zona de digestin Ho= 6,15 m Altura intermedia de la cmara de digestin h3= 0,98 m Altura del fondo de la cmara de digestin a*= 3,6 m Ancho de la zona de digestin L = 4,0 m Largo de la Zona de digestin 8.0 Calculo de la eficiencia de remocin DBO5, Coliformes Fecales DBO5 (afluente) = 308,98 mg/l % de remocin = 30 % DBO5 (efluente) = 216,28 mg/l d). DISEO DEL FILTRO BIOLOGICO (PERCOLADOR) 1.0 Calculo del rea de superficial del Filtro As = Qp x ((-Ln(So/Si)/(Kx D))^(1/n) Frmula de Eckenfelder Consideraciones: Qp= 0,92 l/s Caudal promedio So= 216,28 mg/l DBO del afluente al filtro Si= 15 mg/l DBO del efluente del filtro n = 1,249 Cte de Porosidad del medio rocoso Tmin = 1 C Temperatura promedio del mes mas frio H= 2,2 m altura del lecho filtrante

Correccin de la constante de tratabilidad para las condiciones de temperatura mas desfavorables

K=k15 x ^ (T-15)


MEMORIA DESCRIPTIVA

k15 = 0,0204 = 1,111

Constantes para medios rocosos a T=15C

K = 0,0047 As = 79 m2 As = 80 m2 2.0 Calculo del Volumen del lecho filtrante Vl= As/H Vl = 35,8 m3 3.0 Comprobacin de las cargas hidrulicas -Recomendado S090: 1 - 4 m3/m2xd Ch= (Qmin/As)*86,4 Ch= 0,5 m3/m2xd Ch= (Qmin/As)*86,4 Ch= 1 m3/m2xd Ch= (Qmin/As)*86,4 Ch= 2 m3/m2xd 4.0 Comprobacin de las cargas orgnicas -Recomendado S090: 0,08 - 0,40 Kg DBO/m3xd Ch= (Qmin/As)*86,4 Ch= 0,05 Kg/m3xd Ch= (Qmin/As)*86,4 Ch= 0,10 Kg/m3xd Ch= (Qmin/As)*86,4 Ch= 0,20 Kg/m3xd 5.0 Calculo de la red de distribucin mediante rociadores Consideraciones: Alcance de cobertura x rociador se de : 2 m 4 m2 N de rociadores = 20 und Caudal unitario x rociador = 0,046 l/s

Presin de salida x rociador = 2 m

Calculo Hidralico

Tramo Caudal (Qt) L (m) pulg Hf (m)

a-b 0,023 2 1/2 " 0,010 b-c 0,069 2 1/2" 0,078 c-4 0,115 1 1/2" 0,003 4 - 3 0,115 2 1" 0,007


MEMORIA DESCRIPTIVA

3 - 2 0,23 2 1" 0,025 2 - 1 0,345 2 1 1/2" 0,007 1 - I 0,46 6 1 1/2" 0,037 Hf= 0,167 Perdida de carga por accesorios 20% Hf= 0,03 m Perdida de carga total Hft= 0,200 m Presin mnima al ingreso de la red Pmin= 2,200 m 6.0 Calculo del tanque de regulacin de caudal hacia el filtro biolgico V= %R x Qp %R 5 % V= 4 m3 e). DISEO DE LA CAMARA DE DESINFECCION tem Parmetros de Diseo Valor Unidad

1 Caudal de diseo (Qd) Qd = 0,00092 m3/s 2 Tiempo de Retencin (Tr) Asumido Tr = 50 min 3 Clculo del Volumen til de la cmara de desinfeccin Vu = 2,76 m3 4 Clculo del rea til de la cmara de desinfeccin Asumimos una altura H = 1 m A = 2,76 m2 5 Dimensionamiento del canal de la cmara de desinfeccin Asumimos un ancho del canal a = 0,5 m El largo del canal ser de b = 5,5 m

6 Determinacin de las dimensiones de la cmara de desinfeccin

Asumimos un largo de la cmara L* = 2,00 m Asumimos ancho de la pared de concreto e = 0,15 m Largo total de la cmara L = 2,30 m N de compartimentos Nc = 2,8 m Ancho total de la cmara W = 2,1 m


MEMORIA DESCRIPTIVA

7 Calculo de la Cantidad de Hipoclorito de calcio requerido

P = D x Q x 0,0864 ( al da) Se asume una dosificacin de D = 5 mg/l P = 0,40 Kg/da

8 Calculo del Volumen del Agua de Disolucin (Vd) Vd = % x P / Cf Se asume la Concentracin esperada de la solucin Cf = 1,5 g/l El % de concentracin del Hipoclorito de calcio es : 65 % Vd = 0,2 m3 Para un periodo de preparado de cinco das Vrequerido = 1,0 m3

9 Calculo de la cantidad de cloro a dosificar q = D*Q/Cf q = 0,0030667 l/s N de orificios del dosificador 4 qu = 0,0007667 l/s V = 0,5 m/s Dimetro x orificio d= 1/4" pulg.

10 Calculo de cantidad de Hipoclorito de calcio por mes Pmes = 11,9232 Kg Considerando el peso del envase promedio del hipoclorito es 45 Kg N Sacos por mes = 0,26 Bolsa

11 Calculo de rea de almacenamiento N meses de almacenamiento 6 meses N de bolsas de hipoclorito de calcio 2 und Considerando las dimensiones de la bolsa 0,60 x 0,40 x 0,20 y con apilamientos de cinco bolsas por piso se necesita 1 m2 f). DISEO DEL LECHO DE SECADO 1.0 Calculo de la carga de slidos que ingresan al sedimentador C=PxCp(gr SS/habxda)/1000 P= 614 hab Poblacin Total de habitantes Cp= 90 gr/habxda Contribucin Percapita C= 55,26 kg SS/da 2.0 Calculo de la masa de los slidos que conforman el lodo digerido Msd=(0,5x0,7x0,5xC+0,5x0,3xC) Msd= 17,96 Kg SS/da 3.0 Calculo del volumen diario de lodos digeridos Vld=(Msd/(x% de slidos/100)) = 1,04 kg/l Densidad de los lodos % de slidos = 10 % % de slidos contenidos en el lodo Vld= 172,69 l/da


MEMORIA DESCRIPTIVA

4.0 Calculo del volumen de extraccin de lodos Vel= Vld x Td / 1000 Td= 120 das Tiempo de digestin Vel= 20,723 m3 5.0 Calculo del rea del lecho de secado Als = Vel/Ha Ha= 0,4 m Se asume la profundidad Als = 51,806 6.0 Calculo del N Purgas al ao N Purgas=365/Td N Purgas= 3,0417 7.0 Dimensionamiento del lecho de secado Ancho = 7 m Largo= 7 m


MEMORIA DESCRIPTIVA

7,0. Relacin de Planos. 7.1. Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domesticas Zona Alta. - Ubicacin General de la Planta de Tratamiento PTA 01. - Cmara de Rejas (Arquitectura Estructura) PTA - 02. - Tanque Sptico (Arquitectura Estructura) PTA - 03. - Filtro Biolgico (Arquitectura Estructura) PTA - 04. 7.2. Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domesticas Zona Baja. - Ubicacin General de la Planta de Tratamiento PTB 01. - Cmara de Rejas (Arquitectura Estructura) PTB - 02. - Tanque Imhoff (Arquitectura) PTB - 03. - Tanque Imhoff (Estructura) PTB - 04. - Filtro Biolgico (Arquitectura Estructura) PTB 05. - Lecho de Secado (Arquitectura Estructura) PTB - 06.

PLANOS

Documents

Memoria Descriptiva Aguas Residuales_Arasi