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7/23/2019 Tesis Taller Final
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Ao de la Diversifcacin Productiva y El ortalecimiento de la
Educacin
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
FACULTAD INGENIERIAEAP INGENIERIA CIVIL
Plan de tesis
DISEO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
ENAZAPAMPA-CHILCA-HUANCAYO-UNIN
C!-ases!" #"!#$est!s%MG& I'(n Est"ada C!""ea
El #"esente t"a)a*! +a sid! "eali,ad! de a$e"d! a l!sRe.la/ent!s
de Uni'e"sidad
P!"%
C!"neli! P$$+$a0la1 ean P!!l2222&A3Ca/#!s Va".as1 !s4
Edis!n22222&&A3
Ma"as H$a0"a1 L$is Mi.$el22222&&A3Valdi'ie,! Sala,a"1
R!nald222222&A3Ya"asa Ca""as!1 5$esl0 Os/a"222&A3
SECCION % 6VO& 7 A3
H$ana0! - 893:
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
DEDICATORIA:
ESTE TRABAJO VA DEDICADO AL MG.
IVAN ESTRADA CORREA POR
BRINDARNOS LAS HERRAMIENTAS PARA
REALIZAR ESTE TRABAJO Y A NOSOTROS
MISMOS POR NUESTRA DEDICACION Y
TIEMPO INVERTIDO PARA EL TRABAJO.
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
RESUMEN
La generacin de aguas residuales producidas en el sector rural
de la comunidad
campesina de Azapampa es la problemtica a solucionar ya ue es un
continuo sin !in la
generacin de aguas residuales de todo orden para nuestro caso
estas aguas se denominan
aguas negras o aguas ser"idas# traen per$uicios a la salud y al
ambiente% por esto es
necesario realizar el tratamiento de ellas% para poder conseguir
esto se &an in"entado una
serie de procedimientos ue tienen ciertos e!ectos secundarios
como por e$emplo los
olores emanados ocasionando ue estas plantas de tratamiento se
construyan ale$adas de
la poblacin% esto muc&as "eces es complicado ya ue las
comunidades no brindan las
!actibilidades necesarias para el uso y disposicin !inal del
terreno'
El mantenimiento del sistema de tratamiento de aguas residuales
(tanue im&o!!) no
reuiere de un personal cali!icado por lo tanto los pobladores
pueden encargarse del
mantenimiento adecuado para su buen !uncionamiento'
Debemos de tener en cuenta ue la composicin y el *ndice de
generacin de aguas
residuales "ar*an seg+n di!erencias econmicas% culturales%
climticas y geogr!icas' En elcaso de nuestro pa*s las aguas
residuales contienen residuos orgnicos e inorgnicos en
igual proporcin pero sobrepasando en porcenta$e al agua sin
contaminar'
La comunidad campesina de Azapampa no desec&a agua de
empresas mineras ni de
industrias% de este modo el sistema de tratamiento (tanue
im&o!!) cumplir su !uncin sin
la necesidad de utilizar un sistema adicional'
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
INTRODUCCION
La in"estigacin es un recurso necesario ue debe aplicarse en el
desarrollo de todos los
proyectos tendientes a me$orar las condiciones de e!luentes
l*uidos residuales y usos del
suelo% me$orando as* la calidad de los mismos# lo anterior
redunda en la obtencin de
productos agr*colas de buena calidad% como en la salud de los
&abitantes de zonas urbanas
y rurales'
El incremento de "ol+menes cada "ez mayores de agua residual en
los n+cleos urbanos e
industriales del pa*s% &a dado origen a di"ersos estudios
sobre control y pre"encin de la
contaminacin tendientes a solucionar los crecientes problemas%
entre otros el ue presenta
la contaminacin de cuerpos receptores de agua% misma ue pro"iene
de los di!erentes
usos del agua tanto municipal como industrial'
Los limitantes de agua &acen necesario dise,ar modelos para
apro"ec&ar el recurso agua
residual con !ines agroecolgicos para obtener un ptimo
apro"ec&amiento de las
cualidades !ertilizantes del agua residual y los subproductos a
obtenerse% sin causar
problemas de contaminacin de suelos y transmisin de sustancias
t-icas a tra".s de la
cadena alimenticia'
La escasez de agua debida a la poca disponibilidad% los aspectos
econmicos para la
e-plotacin de nue"a !uentes de abastecimiento de agua de buena
calidad y paralelamente
a esto los serios aspectos de la disposicin de agua residual#
son contemplados en este
proyecto para !undamentar t.cnicamente la aplicacin de aguas
residuales en la
agricultura'
El apro"ec&amiento del recurso /agua residual/ en zonas de
riego de 0er+ &a permitido
incrementar la producti"idad en algunos culti"os% ms no por ello
es posible generalizarlas cualidades ben.!icas de este
apro"ec&amiento% ya ue tambi.n &an sido detectados
serios problemas de a!ectacin agr*cola deri"ados en general del
desconocimiento de las
caracter*sticas del agua y de las t.cnicas de utilizacin de
tales recursos'
Es por ello ue el presente proyecto en!oca la aplicacin del agua
residual en la agricultura
con tratamiento pre"io por medio de sistemas baratos y !ciles de
operar% incluyendo los
e!ectos en el suelo y producti"idad de !orma tal ue se minimicen
los e!ectos ad"ersos%
permitiendo el uso y mane$o del agua residual con el m-imo
apro"ec&amiento de lascaracter*sticas !isicou*micas ue
poseen'
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
CAPITULO I& PLANTEAMIENTO DEL PRO>LEMA3&3&
Tit$l!
DI1E2O DE 34A 0LA4TA DE TRATA5IE4TO DE A63A1 RE1ID3ALE1 E4
A7A0A50A/C8ILCA/83A4CA9O/34I4
3&8& Anteedentes&1.2.1. Antecedente Mundial.
El tratamiento de las aguas residuales es una cuestin
prioritaria a ni"el mundial% ya ue
es importante disponer de agua de calidad y en cantidad
su!iciente% lo ue permitir una
me$ora del ambiente% la salud y la calidad de "ida' En 5.-ico%
debido a la insu!icientein!raestructura% los altos costos% la !alta
de mantenimiento y de personal capacitado% slo
;< = de las aguas residuales generadas reciben tratamiento%
lo cual crea la necesidad de
desarrollar tecnolog*as para su depuracin' Los &umedales
arti!iciales son una alternati"a
de tratamiento debido a su alta e!iciencia de remocin de
contaminantes y a su ba$o costo
de instalacin y mantenimiento' En el presente traba$o se e"al+a
el porcenta$e de
remocin de la carga orgnica de aguas residuales% en un sistema
de tratamiento por
&umedales arti!iciales de !lu$o &orizontal y con dos
especies "egetales' El sistema !uedise,ado con tres mdulos
instalados de manera secuencial' En el primero se integraron
organismos de la especiePhragmite a!tra"i(Ca"') Trin' e-
1teudel% en el segundo%
organismos de la especie T#$ha %&mi'g!e'i(0ers') 1teudel y
en el tercero las dos
especies' Los mdulos e-perimentales !ueron instalados a la
salida de un tratamiento
primario% el cual contiene aguas residuales municipales
pro"enientes de un edi!icio de
in"estigacin' En el agua se analizaron los siguientes parmetros:
demanda u*mica de
o-*geno (D>O)% los iones de nitrgeno (4?4O;?% 4?4O@? y 4?48B)
y el !s!oro total'
Tambi.n se realiz el conteo de bacterias asociadas al sistema'
Los resultados
demostraron ue el sistema es una opcin para la remocin de la
carga orgnica y de
nutrimentos% de ba$o costo de operacin y mantenimiento'
1.2.2. Antecedente Nacional.
El tratamiento de aguas residuales est cobrando gran importancia
en nuestro pa*s% como
la planta de tratamiento de tanue imo!! ue en su .poca marco un
&ito en la Ingenier*a
1anitaria y Ambiental al ser"ir "alidar los m.todos emp*ricos
utilizados en el
dimensionamiento de lagunas !acultati"as gracias a las
in"estigaciones realizadas en los
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
racional de clculo% as* como un conocimiento ms pro!undo de los
mecanismos
en"ueltos en el proceso% pero con el paso del tiempo% el
crecimiento desordenado de la
ciudad% esta planta uedo obsoleta y &ab*a ue rescatarla%
logrando ue se incluyera en un
proyecto ue la re&abilitara y ampliara' El autor como parte
integrante del 0royecto de
5e$oramiento del 1istema de Alcantarillado de la 7ona 1ur de
Lima 5etropolitana ms
conocido por sus siglas como 0RO5AR% ue estudio la solucin a la
disposicin !inal de
la zona sur de Lima% traba$o en la e$ecucin de este proyecto de
re&abilitacin y desea
darlo a conocer a la comunidad uni"ersitaria% compartiendo sus
conocimientos acerca del
tratamiento de aguas ser"idas y aspectos ue inciden en el
anlisis y seleccin del
proceso de tratamiento adecuado'
1.2.3. Antecedente Local.
8uancayo% capital de la 0ro"incia del mismo nombre% es la ciudad
ms importante de la
sierra central del 0er+% en la pro"incia de 8uancayo el F@= de
la poblacin &abitan en la
ciudad metropolitana% ue est con!ormada por las reas urbanas de
los distritos de
8uancayo% C&ilca y El Tambo% mientras ue el @= de la
poblacin restante est
distribuida en los @G distritos ue con!orman la pro"incia de
8uancayo' 83A4CA9O
ostenta el t*tulo de I4CO4TRA1TAHLE% ubicada a slo ; Jilmetros
de Lima# con un
clima templado y seco durante todo el a,o% centro comercial de
!ama internacional%
propulsor de !erias desde tiempos ancestrales% traba$ador por
e-celencia% con"ertido en
emporio de la produccin y del abastecimiento' 1u desarrollo
&istrico es paradigma de
!ortaleza libertad y laborismo# la calle Real (el camino Real de
los Incas) cruza la ciudad
de norte a sur% es la principal de la ciudad y en ella se ubican
la mayor cantidad de
comercios de la ciudad'
A7A0A50A es una comunidad campesina ubicado en el distrito de
C&ilca% pro"incia de
8uancayo% departamento de 34I4' 1e encuentra a dos Jilmetros al
sur de la cuidad de
8uancayo% posee una e-tensin de
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
La comunidad de Azapampa adems de los problemas ya mencionados
tambi.n presenta
problemas de aguas residuales debido a ue el sistema de
alcantarillado no es el
adecuado% donde esta no cuenta con una planta de tratamiento de
aguas residuales as*
mismo el distrito de C&ilca carece de un sistema de
tratamiento de aguas residuales y
comunidades aleda,as a estas% una plata de tratamiento seria la
posible solucin para
estas comunidades% donde cabe resaltar ue se me$orar*a la
calidad de "ida de los
pobladores
3&;& Identi@iain del P"!)le/a&
Dise,o de una planta de tratamiento de aguas residuales en el
distrito de C&ilca ?
Azapampa' En el distrito de C&ilca / Azapampa no se cuenta
con una planta de
tratamiento de aguas residuales' Las aguas residuales son
e"acuadas &acia los a!luentes
naturales ocasionando contaminacin' 0ara la mitigar esta
contaminacin se propone
como alternati"a de solucin el dise,o de una planta de
tratamiento de aguas residuales'
9a ue esta planta "a disminuir enormemente la contaminacin a los
a!luentes%
permitiendo a su "ez la reutilizacin del agua tratada en
sistemas de riego y $ardiner*a'
En adicin a los !actores ue bene!ician a este sistema como el
uso de los lodos
orgnicos obtenidos sern utilizados como !ertilizantes'
1.3.1. Problema General.
Cmo lograr una disposicin adecuada de las aguas residuales del
distrito de
C&ilca/Azapampa para e"itar la contaminacin de
a!luentesM
1.3.2. Problemas Especficos.
>u. 1istema de tratamiento ser el adecuado para esta
poblacinM Cmo se bene!iciara la poblacin con esta plata de
tratamientoM En u. lugar de la comunidad de Azapampa se deber
establecer la ubicacin de la
planta para un !uncionamiento ptimoM Cmo lograr ue este sistema
de tratamiento sea utilizado en comunidades como
AzapampaM
3&
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
Dise,ar una planta de tratamiento de aguas residuales en el
distrito de Azapampa para
e"itar la contaminacin de los a!luentes de la localidad y
permitir la reutilizacin de estas
mismas y me$orar la calidad de "ida de los &abitantes de
este distrito'
1.4.2. Obeti!os especficos.
Los ob$eti"os espec*!icos de la presente tesis son:
a' E"aluar el tipo de sistema de tratamiento de aguas residuales
a utilizar en la
poblacin'
b' Determinar los bene!icios ue nos puede brindar el uso de las
aguas ya tratadas'
c' 3bicar estrat.gicamente la planta de tratamiento para ue
cumpla su !uncin sin
a!ectar negati"amente a la poblacin'
d' omentar el uso de sistemas de tratamiento de aguas residuales
especi!icadas en el
reglamento'
3&:& $sti@iain&
En la actualidad la &umanidad se preocupa poco del agua%
pensando ue es un recurso
ue nunca se acabara porue en el planeta en ue "i"imos una
tercera parte est !ormada
por agua pero esta es salada% en realidad el agua dulce ue
&ay en nuestro planeta es muy
poca y pocos se preocupan por ella' Es all* donde surge la
necesidad del dise,o de una
planta de tratamiento de aguas residuales'
En la actualidad la mayor parte de contaminacin pro"iene de
nuestros &ogares porue
no se &a realizado un proyecto de ba$o costo para instalarlo
en las casas ue cumpla con
las normas de calidad% en el desarrollo de este proyecto se
buscara inno"ar los elementosde la planta tratadora de aguas
residuales obteniendo su dise,o y un bene!icio para la
&umanidad adems de disminuir la contaminacin de los r*os
porue esta es la principal
!uente de contaminacin de oc.anos'
El crecimiento demogr!ico &a pro"ocado la contaminacin y la
sobre e-plotacin de las
!uentes del agua en los Estados% 5unicipios% situacin
preocupante'
Realizar el tratamiento de aguas residuales del tipo urbano
municipal% desde su origen de
generacin: Las casa &abitacin% esto es% para reducir el
impacto a las aguas receptoras%(lagos% r*os barrancas% lagunas%
etc') ma-imizar los bene!icios de re&us% minimizar el
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
El distrito de C&ilca% espec*!icamente en el ane-o de
Azapampa% la poblacin ue en su
mayor*a es de zonas rurales% no cuentan con tratamiento de aguas
residuales% &e a&*
donde surge la necesidad del dise,o de la misma% es por esa razn
ue en el desarrollo de
este proyecto% se mostrara parmetros de dise,o de una planta de
tratamiento'
La poblacin de la zona% generalmente cuenta con grandes
e-tensiones de terreno%
e-clusi"o para siembra' El agua ue ellos obtienen para regar sus
culti"os% en ocasiones
no es la adecuada% usan aguas sucias y contaminadas' La
preocupacin es a+n ms% ya
ue esos culti"os se lle"an en su mayor*a al mercado mayorista
donde o!ertan sus
productos% esto a la larga pro"oca en!ermedades a los
compradores% es preocupante'
Tambi.n surgi por la necesidad de ue la poblacin pueda tener
agua limpia todo el d*a'
La empresa 1EDA5 no puede satis!acer las necesidades de toda la
poblacin del ane-o
de Azapampa% por lo ue solo las "i"iendas ms cercanas a la calle
principal ue es la
Calle Real% solo ellos cuentan con agua% pero limitadamente'
Otra necesidad% es por el traba$o ue "a generar en el distrito%
otorgndoles bene!icios a
los pobladores ms cercanos a la planta de tratamiento de aguas
residuales'
3&=& Alanes 0 Li/itai!nes
1.#.1. Alcance.
El distrito de Azapampa se encuentra en una zona accesible desde
la ciudad de
8uancayo% por lo cual la obtencin de datos y "isitas a campo
sern realizadas sin
di!icultad'
1.#.2. Limitaciones.
La pro"incia de 8uancayo cuenta con pocos sistemas de
tratamiento de aguas residuales
en sus distritos% es por ello ue se &ace di!*cil la obtencin
de in!ormacin y datos de
re!erencia'
3&?& Met!d!l!.aTodas las metodolog*as empleadas en el
proceso de dise,o son +tiles para simpli!icar y
ordenar el traba$o' 4inguna es general y estrictamente aplicable
paso a paso' Cada
dise,ador tiene o aduiere una metodolog*a propia ue incluso
puede "ariar en "arios
problemas del mismo tipo' (0lazola% KK@)'
CAPITULO II MARCO TEORICO
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
8&3& El a.$a&
2.1.1. El a"ua residual
6eneralmente son "ertidos a cuerpos de agua continental o
marina' 1eg+n la norma
o!icial 5e-icana 4O5//ECOL/KK
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
2.1.3. %omposici&n de las a"uas ne"ras.
Las aguas negras consisten principalmente de agua% slidos
disueltos y slidos
suspendidos' La cantidad de slidos es casi siempre menos del '=
en peso% pero es la
!raccin ue representa mayor problema para su tratamiento y
disposicin' El agua
pro"ee solamente el "olumen y es el "e&*culo para transporte
de los slidos% ue pueden
estar disueltos% suspendidos o !lotando'
Las aguas negras en su estado inicial no producen olores
desagradables debido a ue
e-iste o-*geno disuelto en el agua ue permite la descomposicin
aerbica' 3na "ez ue
el o-*geno disuelto se agota% las aguas negras entran en
descomposicin anaerbica%
donde los slidos producen cido sul!&*drico y otros gases de
olor !.tido% as* tambi.n
e-isten slidos en suspensin ue da al agua un color negruzco'
La acti"idad biolgica en las aguas negras produce muc&os
cambios en la composicin
u*mica de los slidos' Estos cambios biou*micos no solo indican
las acti"idades de los
microorganismos% sino tambi.n el grado de descomposicin de los
slidos y por ende la
e!icacia de cualuier proceso de tratamiento en particular'
El o-*geno disuelto es muy importante en los cambios biou*micos%
ya ue cuando est
presente en las aguas negras o cuando se agrega a ellas por
dispositi"os de tratamiento%
permite el desarrollo de las acti"idades de los microorganismos
aerobios y con ello el
progreso de la descomposicin% sin dar lugar a
putre!acciones'
8&8& Siste/as de t"ata/ient!&
2.2.1. 'ratamientos de las a"uas ne"ras.
En el tratamiento de las aguas negras% los slidos inorgnicos ue
el agua contiene son
separados parcialmente% &aciendo ue el resto de los slidos
orgnicos ueden
con"ertidos en slidos minerales o en compuestos orgnicos
relati"amente estables'
1e puede de!inir al tratamiento de aguas residuales como el
con$unto de recursos por
medio de los cuales es posible "eri!icar las etapas de
puri!icacin de una corriente% dentro
de un rea limitada% apartada y ba$o condiciones controladas'
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
clasi!icar de manera general en tratamiento: preliminar%
primario% secundario% terciario y
de lodos'
2.2.2. 'ratamientos de las a"uas ne"ras.
En el tratamiento de las aguas negras% los slidos inorgnicos ue
el agua contiene son
separados parcialmente% &aciendo ue el resto de los slidos
orgnicos uedencon"ertidos en slidos minerales o en compuestos
orgnicos relati"amente estables'
1e puede de!inir al tratamiento de aguas residuales como el
con$unto de recursos por
medio de los cuales es posible "eri!icar las etapas de
puri!icacin de una corriente% dentro
de un rea limitada% apartada y ba$o condiciones controladas'
Las etapas ue constituyen un sistema de tratamiento de aguas
residuales se puede
clasi!icar de manera general en tratamiento: preliminar%
primario% secundario% terciario y
de lodos'
2.2.3. 'ratamiento preliminar.
En la mayor*a de las plantas% el tratamiento preliminar sir"e
para proteger el euipo de
bombeo' Los dispositi"os de esta etapa separan los slidos
mayores o !lotantes%
eliminan los slidos inorgnicos pesados y las cantidades
e-cesi"as de aceites o grasas'
0or lo tanto% el tratamiento preliminar !acilita los procesos
subsecuentes de
tratamiento'
0ara alcanzar los ob$eti"os de esta etapa se emplean com+nmente
los siguientes
dispositi"os:
Re$as de barras !inas'
Desmenuzadores ( cortadoras o trituradoras) Desarenadores Tanues
de preparacin
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
ig' 1istema de re$as o barras
ig' @ Desarenadores
El tratamiento preliminar empleado para este proyecto son las
re$as o cribas% debido aue el agua residual generado en la 3T5 no
contiene arena% slidos de gran tama,o
como botellas de plstico o de "idrio% sir"iendo +nicamente para
eliminar peue,os
slidos ue pudieran da,ar los euipos instalados en la 0TAR'
Las re$as o cribas estn !ormadas por barras generalmente
espaciadas desde @ &asta G
cm% usualmente tienen claros de @'G a G cm' Aunue algunas "eces
se usan re$as
grandes en posicin "ertical% la regla general indica ue deben
colocarse a un ngulo
deGN a
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
Tanues de sedimentacin simple con eliminacin mecnica de lodos
Clari!icadores de !lu$o ascendente con eliminacin mecnica de
lodos
E-isten casos en ue se emplean productos u*micos para el
tratamiento primario% con
el ob$eti"o de !acilitar el proceso de sedimentacin'
ig' ; Tanue Im&o!!
ig' Tanue s.ptico
0ara este proyecto% se decidi utilizar un tanue mezclador como
tratamiento primario%
con la !inalidad de &omogenizar el e!luente y controlar el
!lu$o de entrada al
tratamiento secundario'
2.2.(. 'ratamiento secundario
Este tratamiento debe &acerse cuando a pesar del tratamiento
primario% las aguas negras
tienen ms slidos orgnicos en suspensin o solucin% ue los pueden
ser asimilados
por las aguas receptoras' La descomposicin de los slidos
orgnicos en el
tratamiento secundario depende principalmente de los organismos
aerobios o anaerobios
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
Los dispositi"os ue se usan para el tratamiento secundario
son:
iltros percoladores con tanues de sedimentacin secundaria'
Tanues de aeracin Lodos acti"ados con tanues de sedimentacin simple
y Aeracin por contacto
iltros intermitentes de arena yo gra"a Estanues de
estabilizacin
0ara este proyecto% se decidi emplear un sistema de lodos
acti"ados ba$o condiciones
aerobias% ya ue poseen una gran "ariedad de microorganismos
capaces de
remo"er la materia orgnica presente en el agua residual'
2.2.#. 'ipos de sistemas de tratamiento de a"uas residuales
El sistema de lodos acti"ados es tambi.n llamado sistema de
!angos acti"ados% !ue
seleccionado por los pro!esores in"estigadores del Instituto de
Agroindustrias e
8idrolog*a% debido a ue estos sistemas presentan periodos cortos
de estabilizacin%
mayores e!iciencias de remocin de contaminantes (medida D>O)
y porue no reuieren
grandes e-tensiones de terreno para su construccin'
Este proceso !ue desarrollado en Inglaterra en K por Andern y
LocJett% llamado
as* porue supon*a la produccin de una masa acti"ada de
microorganismos capaz de
estabilizar un residuo por "*a aerobia' En la actualidad se
utilizan muc&as "ersiones del
proceso original% pero todas ellas son !undamentalmente
iguales'
)escripci&n del proceso.
Desde el punto de "ista de !uncionamiento% el tratamiento
biolgico de aguas residuales
mediante el proceso de !angos acti"ados se lle"a a cabo%
normalmente% utilizando un
diagrama de !lu$o tal como el mostrado en la !igura G' El
residuo orgnico se introduce
en un reactor donde se mantiene un culti"o bacteriano aerobio en
suspensin' El
contenido del reactor se denomina l*uido mezcla' El ambiente
aerobio en el reactor se
consigue mediante el uso de di!usores o aireadores mecnicos o
neumticos ue a su "ez%sir"en para mantener el l*uido mezcla ba$o
condiciones &omog.neas' (5etcal! P
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
ig' G Reactor de mezcla completa con recirculacin celular
Tras un per*odo determinado de tiempo% la mezcla de las nue"as
c.lulas con las
"ie$as se conduce a un tanue de sedimentacin donde las c.lulas
se separan del agua
residual tratada' 3na parte de las c.lulas sedimentadas es
recirculada para mantener la
concentracin deseada de organismos en el reactor% mientras ue
otra es purgada delsistema'
0ara separar los microorganismos% se dise, un tanue sedimentador
el cual
permitir recircular una !raccin de ellos al reactor aerobio o su
disposicin !inal a
los tanues de secado% obteni.ndose al terminar este tratamiento
un agua tratada con
una menor concentracin de slidos y microorganismos'
2.2.*. 'ratamiento terciario.
En cualuier tratamiento de aguas negras ue se realiza despu.s de
la etapa
secundaria se busca eliminar contaminantes orgnicos% nutrientes
como iones !os!ato y
nitrato o cualuier e-ceso de sales minerales'
En el tratamiento terciario se pretende ue el agua sea lo ms
pura posible y libre de
bacterias patgenas% para ello se realizan las siguientes
operaciones: La micro !iltracin%
coagulacin y precipitacin% la adsorcin por carbn acti"ado% el
intercambio inico%
la smosis in"ersa% la electrodilisis% la remocin de nutrientes%
la cloracin y la
ozonizacin'
El proceso ms utilizado para la eliminacin de bacterias patgenas
es la cloracin
ya ue se puede aplicar a grandes cantidades de agua y es
relati"amente barato' El
cloro tiene una accin t-ica sobre los microorganismos y act+a
como un o-idante sobre
la materia orgnica no degradada y sobre algunos minerales'
Aunue el cloro elemental o en !orma atmica se puede usar para la
desin!eccin del
agua son ms utilizados algunos de los compuestos de cloro como
el cido &ipocloroso
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
Otros desin!ectantes como el ozono% el per-ido de &idrgeno
(agua o-igenada) y luz
ultra"ioleta empiezan a ser empleados en algunos lugares% pero
son ms costosos ue el
empleo de cloro'
ig' < 0roceso de cloracin con bombas dosi!icadoras
0ara este proyecto% el proceso terciario se lle"ar a cabo
mediante la adicin de
&ipoclorito de sodio en solucin !ig' < debido a su ba$o
costo% ba$a reacti"idad% los
grandes "ol+menes de agua a tratar y a la eliminacin de
olores'
2.2.+. 'ratamiento de los lodos.
Los lodos de las aguas negras estn constituidos por los slidos
ue se eliminan en las
unidades de tratamiento primario y secundario $unto con el agua
ue se separa con ellos'
5ientras ue en algunos casos es satis!actoria la disposicin de
ellos sin someterlos
a tratamiento% generalmente es necesario tratarlos de alguna
!orma para ue su
disposicin !inal no cause molestias'
Este tratamiento tiene dos ob$eti"os% siendo el primero de estos
eliminar parcial ototalmente el agua ue contienen los lodos% para
disminuir su "olumen en gran
proporcin y% en segundo lugar% para ue se descompongan los
slidos minerales u
orgnicos relati"amente estables'
Lo anterior se logra con la combinacin de dos o ms m.todos:
1ecado en lec&os de arena% cubierto descubiertos Digestin
con o sin aplicacin de calor Acondicionamiento con productos
u*micos
Elutriacin 1ecado I i i
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
Este proyecto contempla la estabilizacin de lodos biolgicos
mediante su
des&idratacin en tanues de secado% !acilitando su mane$o y
transporte en el empleo
de compostas o rellenos sanitarios'
)ia"rama de fluo
El proceso de tratamiento de aguas residuales queda
establecido
en el siguiente diagrama de uo! el cual servir" de apoyo para
la
#onifcacin y distribucin de los elementos$
ig' F Diagrama de !lu$o de la 0TAR
2.2.,. 'eora de dise-o.
Todas las metodolog*as empleadas en el dise,o son +tiles para
simpli!icar y ordenar eltraba$o' 4inguna es general estrictamente
aplicable paso a paso' Cada dise,ador tiene o
aduiere una metodolog*a propia ue incluso puede "ariar en "arios
problemas del
mismo tipo'
0ara cubrir los ob$eti"os espec*!icos antes planeados se
determin ue era necesario
retomar di!erentes metodolog*as ue sir"an de orientacin en cada
una de las etapas de
dise,o% contribuyendo as* al logro del ob$eti"o principal de
este proyecto de tesis'
La siguiente metodolog*a general !ue elaborada a partir de dos
metodolog*as:
a' De Hruno 5unari% dise,ador industrial gra!ico ue plantea un
m.todo proyectual
sistemtico para la resolucin de problemas'
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
b' De Al!redo 0lazola Cisneros% ue sir"e para obtener
!uncionalidad en el dise,o de
espacios'
Los criterios para la eleccin de las metodolog*as anteriores%
!ue obtener una gu*a
prctica para el desarrollo del proyecto% el cual incluye
aspectos industriales% dise,o de
espacios y de ingenier*a'
1eg+n el reglamento nacional de edi!icaciones R4E (4orma O1
K/
ig' 5etodolog*a general% propuesta por: Hruno 5unari y Al!redo
0lazolaCisneros
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
2.2.,.1. tanues im/off
2.2.,.1.1. 1on tanues de sedimentacin primaria en los cuales se
incorpora la digestin de
lodos en un compartimiento localizado en la parte in!erior'
2.2.,.1.2. 0ara el dise,o de la zona de sedimentacin se utilizar
los siguientes criterios:
El rea reuerida para el proceso se determinar con una carga
super!icial de
m;m@&% calculado en base al caudal medio'
El per*odo de retencin nominal ser de 'G a @'G &oras' La
pro!undidad ser el
producto de la carga super!icial y el per*odo de retencin'
El !ondo del tanue ser de seccin trans"ersal en !orma de Q y la
pendiente de los
lados% con respecto al e$e &orizontal% tendr entre G y
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
considerando un "olumen de F litros por &abitante para la
temperatura de GNC'
0ara otras temperaturas este "olumen unitario se debe
multiplicar por un !actor de
capacidad relati"a de acuerdo a los "alores de la siguiente
tabla:
La altura m-ima de lodos deber estar 'G m por deba$o del !ondo
del
sedimentador'
El !ondo del compartimiento tendr la !orma de un tronco de
pirmide% cuyas
paredes tendrn una inclinacin de G grados# a ; grados# con
respecto a la
&orizontal'
2.2.,.4. 0ara el dise,o de la super!icie libre entre las paredes
del digestor y las del
sedimentador (zona de espumas) se seguirn los siguientes
criterios:
El espaciamiento libre ser de ' m como m*nimo'
La super!icie libre total ser por lo menos ;= de la super!icie
total del tanue'
2.2.,.(. Las !acilidades para la remocin de lodos digeridos
deben ser dise,adas en !orma
similar los sedimentadores primarios% considerando ue los lodos
son retirados para
secado en !orma intermitente' 0ara el e!ecto se deben tener en
cuenta las siguientes
recomendaciones:
El dimetro m*nimo de las tuber*as de remocin de lodos ser de @
mm'
La tuber*a de remocin de lodos debe estar G cm por encima del
!ondo del tanue'
0ara la remocin &idrulica del lodo se reuiere por lo menos
una carga &idrulica
de ' m'
1eg+n el Organizacin 0anamericana de la 1alud/rea de desarrollo
sostenible y salud
ambiental
2.2.10. "eneralidades.
El tanue Im&o!! es una unidad de tratamiento primario cuya
!inalidad es la remocin de
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
0ara comunidades de G &abitantes o menos% los tanues
im&o!! o!recen "enta$as para
el tratamiento de aguas residuales dom.sticas% ya ue integran la
sedimentacin del agua
y la digestin de los lodos sedimentados en la misma unidad% por
ese moti"o tambi.n se
llama tanues de doble cmara'
Los tanues im&o!! tienen una operacin muy simple y no
reuiere de partes mecnicas%
sin embargo% para su uso concreto es necesario ue las aguas
residuales pasen por los
procesos de tratamiento preliminar de cribado y de remocin de
arenas'
El tanue Im&o!! t*pico es de !orma rectangular y se di"ide
en tres compartimientos:
a' Cmara de sedimentacin'
b' Cmara de digestin de lodos'
c' rea de "entilacin y acumulacin de natas'Durante la operacin%
las aguas residuales !luyen a tra".s de la cmara de
sedimentacin%
donde se remue"en gran parte de los slidos sedimentables% estos
resbalan por las
paredes inclinadas del !ondo de la cmara de sedimentacin pasando
a la cmara de
digestin a tra".s de la ranura con traslape e-istente en el
!ondo del sedimentador' El
traslape tiene la !uncin de impedir ue los gases o part*culas
suspendidas de slidos%
producto de la digestin% ue ine"itablemente se producen en el
proceso de digestin% son
des"iados &acia la cmara de natas o rea de "entilacin'
igura ' Esuema de un tanue Im&o!!' (O01CE0I1G'
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
uni!orme en los dos e-tremos del digestor de acuerdo con el
dise,o y retirarlos
peridicamente al lec&o de secado'
Los lodos acumulados en el digestor se e-traen peridicamente y
se conduce a lec&os de
secado% en donde el contenido de &umedad se reduce por
in!iltracin% despu.s de lo cual
se retiran y se disponen de ellos enterrndolos o pueden ser
utilizados para me$oramiento
de los suelos'
1eg+n E"aluacin T.cnica de un Tanue Im&o!! para el
tratamiento de aguas residuales
en Centro% Tabasco
2.2.11. "eneralidades
2.2.11.1. ntroducci&n
El primer sistema utilizado para tratar slidos sedimentables del
agua residual !ue el
eliminador automtico 5ouras% y su in"entor !ue el !ranc.s Louis
5ouras de Qesoul%
uien en
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
anaerbico' Es uno de los procesos ms antiguos empleados en la
estabilizacin de la
materia orgnica y slidos biolgicos' Algunas de las "enta$as del
tratamiento anaerbico
sobre el aerobio reside en ba$os costos de ser"icio% debido a ue
no se emplean euipos
de aireacin% tienen un coe!iciente de produccin de biomasa
in!erior ue los sistemas
aerbicos% por lo tanto una menor generacin de lodos a operar
cargas orgnicas
superiores ue para ue el caso de los procesos aerbicos% lo ue
lle"a a reactores ms
peue,os y por +ltimo en la produccin de metano como potencial
"enta$a debido a su
"alor como combustible (Crites et al'% @% I5TA% @;)'
Actualmente se &an construido plantas de tratamiento de
aguas residuales (0TAR) para
ali"iar un poco la presin e$ercida a los cuerpos de agua% a los
cuales se &a superado su
capacidad de auto recuperacin% ya ue se e-traen cantidades cada
"ez mayores de agua
y se regresan a ellos igualmente cantidades enormes de aguas
residuales% produciendo
e!ectos negati"os al cuerpo receptor y al ambiente'
En 5.-ico se &a iniciado la aplicacin de tecnolog*a basada
en la combinacin de
procesos biolgicos anaerobio y aerobio' Las e!iciencias ue se
obtiene con estos
sistemas son mayores ue las de los sistemas por separado# adems%
presentan como
"enta$a adicional una mayor estabilidad ante "ariaciones de
!lu$o y de carga orgnica'
Este tipo de tecnolog*a es particularmente recomendable cuando
se pretende el re+so del
agua tratada' (4oyola% @)'
El in"entario nacional de 0TAR dom.stica (CO4A63A% @
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
El uso acertado de reactores anaerobios para el tratamiento de
las aguas residuales
dom.sticas crudas en regiones tropicales y subtropicales abri la
oportunidad de los
procesos aerobios en el retiro de la materia orgnica del
in!luente' (oresti et al'% @
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
CAPITULO III& ENTORNO ACTUAL DE AZAPAMPA;&
;&3& U)iain P!ltia 0 Ge!."(@ia
0a*s : 0er+
Regin : un*n0ro"incia : 8uancayo
Distrito : C&ilca
Latitud 1 : @VW@';FX @V
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PLAN DE DESARROLLO CONCERTADO DISTRITO DE CHILCA 2011 I
P!"#n$#a %eHuan$a&!
MAPA N 0' DI(TRITO DE CHILCA ) HUANCAYO
Etens i& n%/i l c a
2 + . 0 4 / a
C+il-a
uente: 6oogle Imgenes ? unio @G
uente: 6oogle Imgenes ? unio @G
http://proyectos.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asphttp://proyectos.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asphttp://proyectos.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asphttp://proyectos.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asphttp://proyectos.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asphttp://proyectos.inei.gob.pe/mapas/bid/zoomin.asp
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;&;& De/!."a@a
La P!*+a$#,n %e+ %#-t#t! %e C.#+$a -e/n Cen-! INEI 200 a+$an3a
'42 .a*#tante-
pe-enta un $e$#5#ent! %e 1426 anua+ 7Pe#!%! 144'82009 -#en%! 4;
pe%!5#nan%! e+ -e?! @e5en#n! $!n =1; $!n una %en-#%a% %e 20
.a*#tante-B52;
POLACION DE CHILCA
Fuente: Cen-! %e p!*+a$#,n & V#"#en%a INEI 200
VIVIENDA( DE CHILCA URANO Y RURAL
Fuente: INEI CEN(O DE POLACION Y VIVIENDA 200 PROYECTADO
ELAORACION: ET PDCDCH
DESCRIPCION INDICADORUNIDAD CANTID
Cen-! p!*+a$#!na+ 200 INEI Ha*#tante- '420P!*+a$#,n 2011
7P!&e$$#,n9 Ha*#tante-
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CAPITULO IV&EVALUACION GENERALPARA EL PROCESO DE DISEO
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4.2.1. %ribado.
Re$as o re$illas de barras metlicas paralelas e igualmente
espaciadas' 1u !uncin es
retener slidos gruesos ue !loten o ue se encuentren suspendidos
en el agua'
0ueden ser de limpieza manual (gruesas) o de limpieza mecnica
(!inas)
Cri(a%&)E$e*i+i*a*i&'e %e "a re,a
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4.2.2. )esarenadores
Estructuras destinadas a remo"er arenas y otros gui$arros
presentes en las aguas
residuales'
Los desarenadores pueden ser rectangulares o circulares# de
!lu$o &orizontal o
&elicoidal# aireados o no# de limpieza manual o mecnica'
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Tienen como !uncin pre"enir la abrasin de euipos mecnicos%
e"itar la
sedimentacin de arenas en tuber*as% canales y tanues ubicados
aguas aba$o'
4.2.3. )esarenadoresEspecificaciones
0armetros de dise,o para desarenadores rectangulares de !lu$o
&orizontal'
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0armetros de dise,o para desarenadores aireados'
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4.(.1. 5iltraci&nA tra".s de materiales granulares de
di"ersos tipos y tama,os% tales
como arena !ina y carbn'
4.(.2. )esinfecci&nEs la etapa !inal en la ue se utilizan
productos u*micoscomo el cloro' La luz solar desin!ecta el agua de
!orma natural% por lo
ue se puede usar luces especiales ue emiten rayos
ultra"ioletas'
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El tanue Im&o!! t*pico es de !orma rectangular y se di"ide
en trescompartimientos:
' Cmara de sedimentacin'@' Cmara de digestin de lodos'
;' rea de "entilacin y acumulacin de natas'
Durante la operacin% las aguas residuales !luyen a tra".s de la
cmara de
sedimentacin% donde se remue"en gran parte de los slidos
sedimentables% estos
resbalan por las paredes inclinadas del !ondo de la cmara de
sedimentacin
pasando a la cmara de digestin a tra".s de la ranura con
traslape e-istente en el
!ondo del sedimentador'
El traslape tiene la !uncin de impedir ue los gases o part*culas
suspendidas de
slidos% producto de la digestin% ue ine"itablemente se producen
en el proceso de
digestin% son des"iados &acia la cmara de natas o rea de
"entilacin'
Fi.$"a 3& Es$e/a de $n tan$e I/+!@@&
OPSCEPIS9:&3=
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Estas unidades no cuentan con unidades mecnicas ue reuieran
mantenimiento y
la operacin consiste en la remocin diaria de espuma% en su
e"acuacin por
el ori!icio ms cercano y en la in"ersin del !lu$o dos "eces al
mes para distribuir losslidos de manera uni!orme en los dos
e-tremos del digestor de acuerdo con
el dise,o y retirarlos peridicamente al lec&o de secado'
Los lodos acumulados en el digestor se e-traen peridicamente y
se conduce
a lec&os de secado% en donde el contenido de &umedad se
reduce por in!iltracin%
despu.s de lo cual se retiran y se disponen de ellos
enterrndolos o pueden ser
utilizados para me$oramiento de los suelos'
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las lagunas de estabilizacin'
Y 1on adecuados para ciudades peue,as y para comunidades donde
no se
necesite una atencin constante y cuidadosa% y el e!luente
satis!aga ciertos
reuisitos para e"itar la contaminacin de las corrientes
Des'enta*as&
1on estructuras pro!undas' (Z
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!acultati"a para ue &aya una buena remocin de
microorganismos en el e!luente'
1eg+n el reglamento nacional de edi!icaciones R4E (4orma O1
/
Consideraciones bsicas de dise,o de in!raestructura
1anitaria)
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La dotacin promedio diaria anual por &abitante% se !i$ar en
base a un estudio de
consumos t.cnicamente $usti!icado% sustentado en in!ormaciones
estad*sticas
comprobadas'
1i se comprobara la no e-istencia de estudios de consumo y no se
$usti!icara su
e$ecucin% se considerar por lo menos para sistemas con
cone-iones domiciliarias
una dotacin de I&abd% en clima !r*o y de @@ I&abd en
clima templado y
clido'
0ara programas de "i"ienda con lotes de rea menor o igual a K
m@% las dotaciones
sern de @ I&abd en clima !r*o y de G I&abd en clima
templado y clido'
0ara sistemas de abastecimiento indirecto por surtidores para
camin cisterna o
piletas p+blicas% se considerar una dotacin entre ; y G
I&abd respecti"amente'0ara &abitaciones de tipo industrial%
deber determinarse de acuerdo al uso en el
proceso industrial% debidamente sustentado'
0ara &abilitaciones de tipo comercial se aplicar la 4orma
I1' Instalaciones
1anitarias para Edi!icaciones'
4.,.3. 6ariaciones de %onsumo
En los abastecimientos por cone-iones domiciliarias% los
coe!icientes de las"ariaciones de consumo% re!eridos al promedio
diario anual de la demanda% debern
ser !i$ados en base al anlisis de in!ormacin estad*stica
comprobada' De lo
contrario se podrn considerar los siguientes coe!icientes:
/ 5-imo anual de la demanda diaria: ';
/ 5-imo anual de la demanda &oraria: ' a @'G
4.,.4. )emanda %ontra incendio
0ara &abilitaciones urbanas en poblaciones menores de %
&abitantes% no
se considera obligatorio demanda contra incendio'
0ara &abilitaciones en poblaciones mayores de %
&abitantes% deber
adoptarse el siguiente criterio:
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/ El caudal necesario para demanda contra incendio% podr estar
incluido en el
caudal dom.stico# debiendo considerarse para las tuber*as donde
se ubiuen
&idrantes% los siguientes caudales m*nimos:
0ara reas destinadas netamente a "i"iendas: G Is'
0ara reas destinadas a usos comerciales e industriales: ;
Is'
4.,.(. 6olumen de %ontribuci&n de Ecretas
Cuando se proyecte disposicin de e-cretas por digestin seca% se
considerar una
contribucin de e-cretas por &abitante y por d*a de '@
Jg'
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CAPITULO V& DIMENSIONAMIENTO Y CKLCULOS
G'0ara el dimensionamiento de tanue im&o!! se tomar*a en
consideracin los criterios
de la 4orma 1K [0lanta Tratamiento de Agua ResidualesX del
Reglamento
4acional de Construccin'
(.1. dise-o del sedimentador.
El sedimentador se construir de la misma !orma ue el digestor%
la parte in!erior
tendr !orma de Q% con una pendiente con un ngulo de GN a
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R ] 0eriodo de retencin &idrulica% entre 'G a @'G &oras
(recomendable @&oras)'
^ El !ondo del tanue ser de seccin trans"ersal en !orma de Q y
la
pendiente de los lodos respecto a la &orizontal tendr de GN
a
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(.2. )$E8O )EL )GE$'O9.
Y 6olumen de almacenamiento 7 di"esti&n. 6d :m3;
0ara el compartimiento de almacenamiento y digestin de lodos
(cmara in!erior) se
tendr en cuenta lo siguiente'
Ta)la 3& Fat!" de Ca#aidad "elati'a&
Temperatura NC actor de capacidad
relati"a !cr
G @'
I I'A
IG I'
@ 'F
Z @G 'G
Donde:
cr: !actor de capacidad relati"a
0: poblacin'
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Fi.$"a ;& DiseJ! de di.est!"&OPSCEPIS9:&3=
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Temperatura NC Tiempo de digestin en
D*as'
G II
I F
