UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCAFACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA CIVIL

ASIGNATURA: ECOLOGIA

TEMAS : PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA EL MILAGRO

DOCENTE : AMAYA NORIEGA YESENIA

ALUMNOS : _ JULCA CASAS MARCO ANTONIO _ PELAEZ ALIAGA KRANTZ JOSE NAGEL

CICLO : II

GRUPO : A1

Diciembre del 2014

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE EL MILAGRO

I. INTRODUCCION:El desarrollo de la actividad humana necesita utilizar el agua para numerosos fines, entre los que destacan, por su importancia para el hombre, los usos potables. Por tanto, el hombre se sirve del agua existente en la naturaleza para consumirla y utilizarla, pero es evidente que debido a determinadas caractersticas qumicas, fsicas y biolgicas del agua, sta no puede ser utilizada de forma directa, y es por eso que dicha agua requerir de una serie de correcciones y tratamientos que eliminen aquellas partculas o sustancias perjudiciales para el hombre.De aqu, destacar la gran importancia que tiene la potabilidad del agua, ya que agua en mal estado o simplemente con sustancias nocivas para el hombre pero inherentes en ella, pueden provocar, como ya se ha visto en numerosas ocasiones, enfermedades tales como la difteria.Llamamos agua potable al agua que podemos consumir o beber sin que exista peligro para nuestra salud. El agua potable no debe contener sustancias o microorganismos que puedanprovocar enfermedades o perjudicar nuestra salud. Por eso, antes de que el agua llegue a nuestras casas, es necesario que sea tratado en una planta potabilizadora. En estos lugares se limpia el agua y se trata hasta que est en condiciones adecuadas para el consumo humano. Desde las plantas potabilizadoras, el agua es enviada hacia nuestras casas a travs de una red de tuberas que llamamos red de abastecimiento o red de distribucin de agua.Hacia el ao 2025, aproximadamente 48 pases, ms de 2800 millones de habitantes, se vern afectados por la escasez de agua. Otros nueve pases, inclusive China y Pakistn, estarn prximos a sufrir la falta de agua. Ms all del impacto del crecimiento mismo de la poblacin, el consumo de agua dulce ha estado aumentando en respuesta al desarrollo industrial y agrcola, por lo que la demanda creciente de la poblacin se ha triplicado de esa manera la extraccin de agua se ha visto sobreexplotada. Adems, el suministro de agua dulce del que dispone la humanidad se est reduciendo a raz de una constante contaminacin de los recursos hdricos; es preocupante y alarmante observar la descarga de aguas residuales a cuerpos de agua superficiales y la infiltracin de agroqumicos a acuferos.

SEDACAJ S.A. fue reconocida como empresa prestadora de servicio de saneamiento por esta Superintendencia mediante Resolucin de Superintendencia No.038-95-PRES/VMI/SSS del 13 de marzo de 1995, determinndose como mbito de responsabilidad las provincias Hualgayoc, Cajamarca, Celendn, Cajabamba, Chota, Contumaz, San Miguel y Cutervo ; en la actualidad la empresa presta los servicios de saneamiento en las siguientes localidades: Cajamarca, Contumaz y San Miguel.

II.-

Figura N 01.

II. OBJETIVOS:

Conocer el impacto del crecimiento demogrfico en el abastecimiento de agua. Conocer el tratamiento de agua potable de Cajamarca. Conocer medios fsicos y qumicos que se usan para potabilizar el agua. Conocer el trabajo que viene haciendo SEDACAJ S.A. en la planta de tratamiento de aguas residuales. Fomentar en los estudiantes el uso adecuado y consiente del agua potable en sus usos personales.Conocer los reactivos que se usan para eliminar impurezas en el agu

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALESLas aguas residuales pueden provenir de actividades industriales o agrcolas y del uso domstico. Los tratamientos de aguas industriales son muy variados, segn el tipo de contaminacin, y pueden incluir precipitacin, neutralizacin, oxidacin qumica y biolgica, reduccin, filtracin, smosis, etc.En el caso de agua urbana, los tratamientos suelen incluir la siguiente secuencia: pretratamiento tratamiento primario tratamiento secundarioLas depuradoras de aguas domsticas o urbanas se denominan EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), y su ncleo es el tratamiento biolgico o secundario, ya que el agua residual urbana es fundamentalmente de carcter orgnico .

TIPOS DE TRTAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Pretratamiento. Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos propiamente dichos, y preservar la instalacin de erosiones y taponamientos. Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y desengrasadores. Tratamiento primario o tratamiento fsico-qumico: busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitacin o sedimentacin, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidacin qumica. Tratamiento secundario o tratamiento biolgico: se emplea de forma masiva para eliminar la contaminacin orgnica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos fsico-qumicos. Suele aplicarse tras los anteriores. Consisten en la oxidacin aerobia de la materia orgnica o su eliminacin anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen fangos en mayor o menor medida que, a suvez, deben ser tratados para su reduccin, acondicionamiento y destino final. Tratamiento terciario, de carcter fsico-qumico o biolgico: desde el punto de vista conceptual no aplica tcnicas diferentes que los tratamientos primarios o secundarios, sino que utiliza tcnicas de ambos tipos destinadas a pulir o afinar el vertido final, mejorando alguna de sus caractersticas. Si se emplea intensivamente pueden lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades agrcolas, industriales, e incluso para potabilizacin (reciclaje de efluentes).

Figura N 02.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE SEDACAJLa empresa Prestadora de Servicios de Saneamiento Sedacaj S.A, tiene dos Plantas de tratamiento de agua potable, Planta el Milagro y la Planta Santa Apolonia.La planta El Milagro tiene una capacidad mxima de tratamiento de 160 L/Seg, abastece al 70% de la poblacin con el servicio.

ETAPAS EN EL PROCESO DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE: CAPTACION:Es el punto donde se capta el agua de la fuente (ro) para abastecer a las Plantas de Tratamiento.Consta de una estructura construida de concreto reforzado, tiene la capacidad de remover el material suspendido mas pesado que se encuentra en el agua (turbiedad). DOSIFICACION DE SUSTANCIAS QUIMICAS:En el proceso de potabilizacin del agua se utiliza las siguientes sustancias qumicas:Sulfato de Aluminio: Esta sustancia es la coagulante, se utiliza con la finalidad de remover los slidos que se encuentran suspendidos en el agua, principalmente el material mas fino como limo o arcilla y otros.Es una de las sustancias qumicas mas usadas para promover la coagulacin en los procesos de tratamiento de agua Potable.Su formula qumica es Al2(SO4)3 18H2O.Tipos: Puede presentarse bajo tres formas, blanco, conocido tambin como sulfato libre de fierro. Amarillo, el ms comn y barato. Negro: Mezcla homognea de sulfato de aluminio blanco o Amarillo, con 2 a 5% de carbn activado.Cal Hidratada: La adicin de cal tiene por finalidad ajustar el pH, por lo general, en la floculacin. Su formula qumica es (CaOH).Mezcla rpida:Realiza la dispersin del coagulante en toda la masa del agua.Homogeniza los productos en el agua a ser tratada.La mezcla rpida debe ser instantnea y uniforme.

FLOCULACION:Es el proceso que consiste en transformar, pequeas partculas en grandes aglomerados, de manera que facilite la Sedimentacin.Es el proceso en el cual transformamos partculas pequeas en grandes aglomerados denominados floc. SEDIMENTACION:En esta etapa del proceso de tratamiento se produce la separacin del material solido del agua, ya que esta estructura permite la precipitacin por gravedad de los flocs formados en la floculacin, debido a que la velocidad del desplazamiento del agua es mnima. FILTRACION:Consiste en hacer pasar el agua a travs de un medio poroso normalmente constituido por:GravaArenaAntracitaCarbn activado

Tipos de filtros:Se presenta alguna de las caractersticas de estos filtros:Filtros lentos Planta Santa ApoloniaEstos filtros requieren de mayor extensin de terreno.Estos se limpian manualmente.Filtros rpidos- Planta El MilagroFuncionan a velocidades altas pero se colmatan rpidamente.Se lavan por medio de retrolavado.Se colmatan en 50 a 70 horas de funcionamiento.

DESINFECCION:La Desinfeccin es un proceso que tiene como objetivo eliminar los microorganismos presentes en el agua.Para la desafeccin del agua se puede utilizar los siguientes productos:Cloro gasHipoclorito de calcioDixido de CloroOzono, etc.

En las plantas de tratamiento de la EPS, se utiliza cloro gas.La cantidad de cloro que se adiciona en planta es de 1.2 mg/L (Planta Santa Apolonia) y 1.45 mg/L (Planta El Milagro), cantidad suficiente y necesaria para proteger al agua de cualquier contaminacin por algn agente microbiolgico extremo.

Segn el Ministerio de Salud, la concentracin de cloro libre residual en el ultimo punto de la red de distribucin debe ser mayor o igual a 0.5 mg/L.

ALMACENAMIENTO:Se realiza en reservorios. Su funcin es regular la disponibilidad de agua.Se almacena cuando hay poco consumo, para utilizar este volumen en momentos de mayor consumo, debido a que estas plantas tienen una produccin continua.R!: Capacidad nominal de 1000 m3 recibe el agua tratada de la Planta de Tratamiento Santa Apolonia.R2: Capacidad Nominal de 2500 m3 recibe el agua tratada de la planta de Tratamiento El MilagroR3: Capacidad nominal de 700 m3, recibe el agua de bombeo desde el reservorio R1.R4: Capacidad nominal de 1500 m3, recibe el agua por gravedad de reservorio R2.

DISTRIBUCION:Son las tuberas instaladas desde los reservorios hasta las conexiones domiciliarias estn divididas en redes primarias (matrices) y redes secundarias.

CONTROL DE CALIDAD DE AGUA POTABLE Y AGUA QUE ABASTECE A LAS PLANTAS DE TRATAMIENTOSe encarga de evaluar la calidad del agua crida que abastece a las plantas de tratamiento, la calidad del agua a la salida de las plantas de tratamiento, la calidad del agua a la salida de los reservorios y la calidad del agua hasta el ultimo punto en la red de distribucin.Para que el agua llegue a cada uno de los usuarios en condiciones optimas de calidad para su consumo.Se realiza anlisis de calidad de agua agrupados en los siguientes parmetros:Anlisis de MetalesAnlisis fisicoqumicosAnlisis Microbiolgicos.

PLANTA DE TRATAMIENTO EL MILAGRO

Est unidad de tratamiento se ubica en el casero de Huambocancha Baja a unos 5.4 km. de Cajamarca en la cota 2844 msnm., con una capacidad nominal de tratamiento de 140 l/s. Fue construida en 1980, opera con tecnologa del tipo hidrulico con filtracin rpida. En el ao 2008 fue ampliada a 90l/s con financiamiento de la KfW de Alemania. Esta inversin le permite a la planta una capacidad de tratamiento de 200 l/s. Cualquier intento de ampliar las horas de servicio est limitado por la capacidad de la planta de la PAPT.El agua tratada es distribuida a los reservorios R2 de 2,500 m3, y R4 de 1,500 m3; de stas, se abastece al 70% de la poblacin con una continuidad promedio de 15 horas. Sin embargo, existen zonas como las del sector de Mollepampa con 4 horas de servicio.

La lnea de conduccin PT El Milagro al reservorio R2 est conformado por una tubera de AC de 16en una longitud de 3,916 m y continuado por tubera de HFD 24 en una longitud. El primer tramo de esta lnea de conduccin de 16 es una limitante para poder ampliar las horas de servicio, dado que sta slo puede conducir 200 l/s a los reservorios R2 y R4.

DESCRIPCIOND. EL SISTEMA

Fuentes de abastecimiento

Las fuentes de aguas superficiales que alimentan los procesos de tratamiento de la Planta El Milagro, son los ros Porcn y RoGrande. Las condiciones climatolgi cas propias de la zona, son las que determinan las variaciones del caudal afluente en ambasfuentes, produciendo dos etapas marcadas en el transcurso del ao; una poca caracterizada por una gran afluencia de lluvias, poca de creciente y otra de seca o estiaje. De acuerdo a la presentacin de las lluvias, se produce un incremento y disminucin de caudales en las referidas pocas, los que an bajo las condiciones climatolgicas expuestas, satisfacen la capacidad de diseo de la Planta (120 l/s), y el caudal de operacin actual de 140 l/s.

Rio Porcn

Este ro corresponde a la cuenca del Mashcn y el punto de captacin se ubica en la cota 2,750 m.s.n.m., su mayor afluente es el ro Quilish procedente de la zona de Yanacocha.

La infraestructura de captacin se compone de instalaciones de barraje, desarenador y compuerta reguladora.

La Uneade conduccin est conformada por tuberias de asbesto-cemento con dimetros de 14"; 12"; 10" de dimetro con una longitud total de 1,700 m.l. desde la captacin hasta la cmara de reunin en Planta.

El caudal promedio anual es de 60 lIs, el mismo que sufre discontinuidad durante los meses de julio, agosto y setiembre, debido a la demanda para regado de los agricultores de la zona.

Rio Grande

Este ro tambin pertenece a la cuenca del Mashcn y el punto de captacin se ubica en la cota 2,920 m.s.n.m., su mayor afluente es el ro Llushcapampa con influencia de la zona aurfera de Yanacocha. La infraestructura de captacin est compuesta por instalaciones de barraje, desarenador y compuerta reguladora. El caudal promedio anual correspondea 60 lIs. Debido a sus condiciones topogrficas, el caudal de esta fuente no es afectado significativamente en poca de estiaje por el uso para regado en la agricultura, a diferencia de la captacin en el ro Porcn. La lnea de conduccin est compuesta por tuberas de asbesto cemento de 16" y 12" de dimetro, con una longitud total de 1,800 m.1.desde el punto de captacin hasta la cmara de reunin en la Planta de Tratamiento.

A continuacin se realiza una sntesis de las caractersticas de las unidades que conforman la planta.

Mezclador y cmara de llegada

Constitudo por un tanque en el cual se aplica el coagulante aprovechando la turbulencia que producen las descargas de las tuberas de conduccin de 16",q,14" y q,12" de dimetro hasta la caja del mezclador mecnico de turbina, el que actualmente se encuentra parado (funcionaba hasta el mes de febrero en el que se efectu una auditora tcnica al sistema y se recomend pararlo).En esta unidad el agua coagulada recibe la dosificacin de cal y se distribuye mediante dos canales en los que se han instalado compuertas para interrumpir el paso del flujo a los floculadores.

A cada lado de la cmara del mezclador mecnico, hay un tanque de concreto de 2.41 cm" con la lechada de cal, el cual se comunica con un tanque pequeo con llave a la salida para calibrar la dosis. Estos tanques carecen de agitacin constante para mantener la cal en suspensin y de un sistema de flotadores que permita aplicar con una altura de toma constante, para garantizar una dosis constante

Floculadores

Constituidos por dos unidades mecnicas, de dos cmaras de 57.75 y 60.34 m3 cada una. Cada cmara tiene dos agitadores de eje horizontal, con dos brazos de dos paletas cada uno. Las cmaras estn separadas por un tabique de madera con91 orificios de 3" de dimetro uniformemente distribuidos en toda el rea del mismo.

Los agitadores son accionados por un sistema moto-reductor de 3 HP y1,730 rpm.

Decantadores

Son dos unidades convencionales de flujo horizontal de 29.20 m de largo, 2.65 m de ancho y 2.53 m de profundidad, con un volumen de 766.54 rrr'.

La estructura de entrada est constituida por un tabique perforado con las mismas caracteristicas del anterior. La zona de salida est constituida por cinco canaletas de recoleccin de bordes dentados que descargan al canal de distribucin a los filtros.

Cada floculador se comunica con su respectivo decantador, no existiendo la posibilidadde que un floculador opere con dos decantadores. La distribucin del flujo a las unidades es rigida.

Filtros

La Planta cuenta con cuatro unidades de filtracin rpida, de 12.4 m2 cada una, con lecho filtrante doble de antracita y arena, (Anexo 1 - fotos 11 y 12). La memoria descriptiva de la planta especifica las siguientes caractersticas para el lecho filtrante:

Antracita T.E. = 1.10 mmC.U. = 1.70espesor: 0.50 m

Arena T.E. = 0.60 mmC.U. = 1.60espesor: 0.20 m

Capa soporte de grava

Cinco capas de grava de 19, 13, 6, 4, Y 3 mm de dimetro en cada una y un espesor total de 37.5 cms

El lecho filtrante fue renovado hace poco ms de un ao, pero la Empresa no tiene disponible la informacin sobre las caractersticas del nuevo lecho instalado. De acuerdo a la memoria del proyecto, el drenaje es de boquillas de plstico distribuidas uniformemente en losas prefabricadas de concreto armado; no se pudo comprobar durante las prcticas. Cmarade cloracin

Constituida por un ambiente de 6 m x 6 m con techo aligerado y sobre techo con tejas, tiene tres ventanas de vidrio de 1.5 m x 1.5, con persianas de vidrio mvi es de 0.35 m de ancho, en la parte superior.

Tambin presenta 9 ventanales de 0.20 x 0.30 a ras del piso interior, a manera de respiraderos. El ingreso a dicha sala tiene un portn corredizo de madera machihembrada de2 m x 2.5 m. En su interior, cuenta con una gra puente que permite el traslado y ubicacin de los cilindros de tonelada, con una balanza marca Fairbanks de 4,000 kg de capacidad, en buen estado de funcionamiento, la cual permite el control diario del consumo de cloro, con una sola unidad de cloracin marca Wallace& Tiernan (no hay clorador alterno), de una capacidad de 50 Ibs/24 h, en perfecto estado de funcionamiento

la sala de cloracin viene siendo utilizada como almacn de los cilindros de cloro para reserva y de otros equipos y materiales ajenos al sistema de cloracin.

Calidad de las fuentes

En la poca de lluvias (setiembre a marzo), se producen incrementos de turbiedad habindose registrado durante 1993, que fue un ao muy lluvioso, valores medios de 40 a 130 UT Y mximos hasta de 500 UT, (se desconoce el tiempo que permanecen estas condiciones). Durante el resto del ao (abril a agosto), la turbiedad disminuy fluctuando entre 6 y 7 UT. El pH promedio fluctu entre6.7 y 6.9 y la alcalinidad entre 20 y 35 mg/l,

los efectos de impacto ambiental por el crecimiento poblacional en comunidades campesinas que habitan en la cuenca, asi como la contaminacin por evacuacin de residuos fecales, son muy variables. En el muestreo efectuado durante la auditor Catcnica del sistema desarrollada en el mes de febrero, se detectaron concentraciones de coliformes fecales a la entrada de la planta del orden de4.3(10)3/100 mi, correspondiendo estas condiciones al periodo de creciente, poca en que la lluvia lava la cuenca arrastrando la contaminacin del suelo al curso de agua. Durante la presente evaluacin se registraron concentraciones de 40/100 mi,Encontrndonos en poca de estiaje con turbiedades de 6 a 10 UT y cortos picos de hasta 30 UT. En esta poca la contaminacin fecal proviene casi exclusivamente de las descargas de desages de las comunidades establecidas en sus mrgenes; a la fecha se tiene informacin que en la cuenca del Mashcn, donde se ubican las captaciones, existen cerca de 36 comunidades, habindose desarrollado campaas de letrinizacin y educacin sanitaria, durante los ltimos tres aos, como medida preventiva de lucha contra el mal del Clera, desarrollados por el Ministerio de Saludy Organismos Gubernamentales.

III. DEFINICIONES

A.-COAGULACION.La coagulacin consiste entonces en neutralizar la carga, generalmente electronegativa, de los coloides presentes en el agua, quedando estos en condiciones de formar flculos. Este proceso se consigue introduciendo en el agua un producto qumico denominado coagulante, pero antes de entrar en el estudio de los coagulantes y de su forma de desestabilizar las suspensiones coloidales, es necesario considerar los factores que determinan que las partculas permanezcan en suspensin, as como tambin aquellos que producen la floculacin. Por estabilidad se entiende la propiedad inherente de las partculas coloidales a permanecer en dispersin durante mucho tiempo, mientras que por inestabilidad se expresa la tendencia de dichas partculas a flocularse siempre que entren en contacto entre s.

B.-FLOCULACION.Es un procesoqumicomediante el cual, con la adicin de sustancias denominadas floculantes, se aglutinan lassustancias coloidalespresentes en elagua, facilitando de esta forma sudecantaciny posterior filtrado. Es un paso del proceso de potabilizacin de aguas de origen superficial y del tratamiento deaguas servidas domsticas, industriales y de la minera.

Figura N 03.

E.-CLORACION.Es el procedimiento dedesinfeccin de aguasmediante el empleo decloroo compuestos clorados. Se puede emplear gas cloro, pero normalmente se emplea hipoclorito de sodio(leja) por su mayor facilidad de almacenamiento y dosificacin. En algunos casos se emplean otros compuestos clorados, comodixido de cloro,hipoclorito de calcioocido cloroisocianrico. La dosis empleada en Estados Unidos en 1908 y se consiguieron eliminar las enfermedades transmitidas por el agua (clera, tifoidea, disenterayhepatitis A).

IV. CONCLUSIONES:

Se conoci la importancia del cloro, ozono, sulfato de aluminio y sulfato de cobre; al ser usados como reactivos para purificar el agua. Conocimos impacto del crecimiento poblacional en la escasez del agua. Conocer las medidas necesarias que se deben de tomar para potabilizar el agua en caso de que llegue con impurezas a las casas. La demanda poblacional de agua se ha triplicado y con ello el agua se ha visto sobreexplotada.

V. ANEXOS:

Figura N 04

Figura N 05

Figura N 06.

Figura N 07.

Figura N 08.

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

Manual tcnico del agua. TRATAMIENTOS ESPECIFICOS. Autor: Barraque. Ch., y otros. Ao 1979. Disponible en: http://aulavirtual.usal.es/aulavirtual/demos/etap/unidades/documen.alu/degremo/pr01.htm Productos qumicos para tratamiento de aguas residuales. AUTOR: Servyeco Iberia, S.L.. AO 2008. DISPONOBLE EN: http://www.servyeco.com/530053_es/ NUEVO PROCESO FSICO-QUMICO PARA LA POTABILIZACIN DE AGUA SIN LA UTILIZACIN DE POLIACRILAMIDAS. Autores: L. Guerrero*; C.Moreno; J.Sanz VEOLIA WATER Solutions & Technologies CANAL DE ISABEL II. Fecha 25 de noviembre del 2005. Disponible en: http://www.veoliawaterst.es/vwstiberica/ressources/documents/1/6215,Poliacrilamidas.pdf TRATAMIENTO De AGUA. Autor: desconocido. Disponible en: http://www.bvsde.paho.org/bvsatr/fulltext/operacion/cap8.pdf