cliente servicio de agua potable y ... - sedapar… · sedapar : documento emitido para...

Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos, Departamento

y Región de Arequipa

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN

DE AREQUIPA”

Doc. 003

Rev. 1

INFORME FINAL Fecha Julio 2017 Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A. Página 1 de 14

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA DE

CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA”

PARÁMETROS DE DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

JULIO 2017

CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS Rev. Fecha Descripción Elaborado Revisado Aprobado

1 Julio2017 DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS LKS SEDAPAR

DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS LKS SEDAPAR

Firmas de la Revisión Vigente:



2

ÍNDICE

1.0 PARÁMETROS DE DISEÑO ................................................................................................ 3

1.1 POBLACIÓN ...................................................................................................................... 3

1.2 CAUDALES ........................................................................................................................ 3

1.3 CALIDAD DE LAS FUENTE DE AGUA ................................................................................. 7

1.4 CALIDAD DEL AGUA TRATADA ....................................................................................... 12

1.5 RESUMEN DE LAS BASES DE DISEÑO ............................................................................. 14

ÍNDICE DE TABLAS TABLA Nº 1: POBLACIÓN TOTAL, COBERTURA Y POBLACIÓN SERVIDA ..................................... 3

TABLA Nº 2: CAUDALES A SER TRATADOS EN LA PTAP CHUQUIBAMBA ................................... 4

TABLA Nº 3: DEMANDA DE AGUA POTABLE. ............................................................................. 5

TABLA Nº 4: OFERTA DE AGUA CRUDA PARA LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA .................... 6

TABLA Nº 5: CALIDAD DE LAS FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA LOCALIDAD DE

CHUQUIBAMBA AÑO 2015 ......................................................................................................... 7

TABLA Nº 6.- CALIDAD DE LAS FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA LOCALIDAD DE

CHUQUIBAMBA AÑO 2016 ......................................................................................................... 9

TABLA Nº 7: CALIDAD DE LAS FUENTES DE ABASTECIMIENTO DE AGUA A LA LOCALIDAD DE

CHUQUIBAMBA AÑO 2017 ....................................................................................................... 10

TABLA Nº 8: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE PARÁMETROS MICROBIOLÓGICOS Y

PARASITOLÓGICOS ................................................................................................................... 12

TABLA Nº 9: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE CALIDAD ORGANOLÉPTICA ........................ 13

TABLA Nº 10. RESUMEN BASES DE DISEÑO DE LA PTAP CHUQUIBAMBA ............................... 14



3

1.0 PARÁMETROS DE DISEÑO 1.1 POBLACIÓN

La población total estimada de Chuquibamba al año 2018 (Año 1) será de 2,849 habitantes. Se calcula que al año 2037, correspondiente al horizonte del proyecto, la población ascenderá a 2,945 habitantes. A su vez, se estima que para el año 2037 serán atendidos el total de la población, es decir 2,945 personas, lo que corresponde a una cobertura de agua potable de 100.0%. En la tabla Nº 01 se presenta un resumen de la proyección de la población para diferentes períodos del proyecto.

Tabla Nº 1: Población total, cobertura y población servida

Año Población total Cobertura

Población servida

Hab (%) hab

0 2,017 2,844 88.13 2,506 1 2,018 2,849 100.0 2,849 5 2,022 2,869 100.0 2,869

10 2,027 2,894 100.0 2,894 15 2,032 2,919 100.0 2,919 20 2,037 2,945 100.0 2,945

Fuente: Elaboración propia

Para la determinación de la curva de crecimiento poblacional se ha determinado con los datos de los censos (1972, 1981, 1993 y 2003) y con los diferentes modelos: aritmético, geométrico, parabólico y curva exponencial modificada. Las estimaciones se han realizado en forma independiente para la localidad de Chuquibamba. Finalmente se eligió el método geométrico para la estimación de la población. Se eligió el modelo geométrico y una tasa de crecimiento de 0.17% anual, como resultado de los análisis poblacional de los años 1972 - 2007. Esta tasa es equivalente al último periodo intercensal 1993 - 2007. De acuerdo a los criterios planteados y conforme a lo establecido en los términos de referencia, el periodo de diseño será igual a 20 años, cuyo horizonte es el año 2037.

1.2 CAUDALES El caudal de agua potable que demanda una población depende principalmente de las condiciones climáticas, uso, actividades y costumbres en una zona determinada.



4

En la tabla Nº 02 se presenta un resumen de la proyección de la población servida y la demanda de agua en el horizonte del proyecto.

Tabla Nº 2: Caudales a ser tratados en la PTAP Chuquibamba

Año Población

servida (habitantes)

Caudal promedio Caudal máximo diario

m3/d L/s m3/d L/s

0 2,844 743.90 8.61 967.07 11.19 1 2,849 744.76 8.62 968.19 11.20 5 2,869 749.08 8.67 973.81 11.27

10 2,894 758.59 8.78 986.17 11.41 15 2,919 765.50 8.86 995.15 11.51 20 2,945 770.69 8.92 1,001.89 11.59


De la tabla anterior, se observa que la población tiene una demanda de agua de 11.59 l/s (Caudal máximo diario) al final del horizonte del proyecto (Año 2037).

En la siguiente tabla N° 03 se adjunta el cálculo del caudal máximo diario y caudal promedio.

Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos, Departamento y Región de Arequipa

Tabla Nº 3: Demanda de Agua Potable.

COBERTURA (%) DEMANDA AGUA

C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL C/MED. S/MED. TOTAL

2016 B 2840 88.13% 11.87% 2503 963 848 153 1001 81 14 95 17 2 19 25 2 27 1 0 1 972 171 1143 377908 68968 11957 65239 2,742 526812 8.76 276255 11.39 15.77

2017 0 2844 100.0% 0.0% 2844 1094 1094 0 1094 95 0 95 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1236 0 1236 409885 68463 11894 64998 2,742 557982 8.61 271525 11.19 15.50

2018 1 2849 100.0% 0.0% 2849 1096 1096 0 1096 95 0 95 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1238 0 1238 410635 68463 11894 64998 2,742 558732 8.62 271840 11.21 15.52

2019 2 2854 100.0% 0.0% 2854 1098 1098 0 1098 95 0 95 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1240 0 1240 411384 68463 11894 64998 2,742 559481 8.63 272156 11.22 15.53

2020 3 2859 100.0% 0.0% 2859 1100 1100 0 1100 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1243 0 1243 412133 69184 11894 64998 2,742 560951 8.66 273102 11.26 15.59

2021 4 2864 100.0% 0.0% 2864 1102 1102 0 1102 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1245 0 1245 412883 69184 11894 64998 2,742 561700 8.67 273417 11.27 15.61

2022 5 2869 100.0% 0.0% 2869 1103 1103 0 1103 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1246 0 1246 413257 69184 11894 64998 2,742 562075 8.67 273417 11.27 15.61

2023 6 2874 100.0% 0.0% 2874 1105 1105 0 1105 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1248 0 1248 414007 69184 11894 64998 2,742 562824 8.69 274048 11.30 15.64

2024 7 2879 100.0% 0.0% 2879 1107 1107 0 1107 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1250 0 1250 414756 69184 11894 64998 2,742 563574 8.70 274363 11.31 15.66

2025 8 2884 100.0% 0.0% 2884 1109 1109 0 1109 96 0 96 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1252 0 1252 415505 69184 11894 64998 2,742 564323 8.71 274679 11.32 15.68

2026 9 2889 100.0% 0.0% 2889 1111 1111 0 1111 97 0 97 19 0 19 27 0 27 1 0 1 1255 0 1255 416255 69905 11894 64998 2,742 565793 8.73 275309 11.35 15.71

2027 10 2894 100.0% 0.0% 2894 1113 1113 0 1113 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1258 0 1258 417004 69905 11894 67405 2,742 568950 8.78 276886 11.41 15.80

2028 11 2899 100.0% 0.0% 2899 1115 1115 0 1115 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1260 0 1260 417753 69905 11894 67405 2,742 569699 8.79 277201 11.43 15.82

2029 12 2904 100.0% 0.0% 2904 1117 1117 0 1117 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1262 0 1262 418503 69905 11894 67405 2,742 570448 8.80 277517 11.44 15.84

2030 13 2909 100.0% 0.0% 2909 1119 1119 0 1119 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1264 0 1264 419252 69905 11894 67405 2,742 571198 8.81 277832 11.45 15.86

2031 14 2914 100.0% 0.0% 2914 1121 1121 0 1121 97 0 97 19 0 19 28 0 28 1 0 1 1266 0 1266 420001 69905 11894 67405 2,742 571947 8.83 278463 11.48 15.89

2032 15 2919 100.0% 0.0% 2919 1123 1123 0 1123 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1270 0 1270 420751 70625 12520 67405 2,742 574043 8.86 279409 11.52 15.95

2033 16 2925 100.0% 0.0% 2925 1125 1125 0 1125 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1272 0 1272 421500 70625 12520 67405 2,742 574792 8.87 279724 11.53 15.97

2034 17 2930 100.0% 0.0% 2930 1127 1127 0 1127 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1274 0 1274 422249 70625 12520 67405 2,742 575542 8.88 280040 11.54 15.98

2035 18 2935 100.0% 0.0% 2935 1129 1129 0 1129 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1276 0 1276 422999 70625 12520 67405 2,742 576291 8.89 280355 11.56 16.00

2036 19 2940 100.0% 0.0% 2940 1131 1131 0 1131 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1278 0 1278 423748 70625 12520 67405 2,742 577040 8.90 280670 11.57 16.02

2037 20 2945 100.0% 0.0% 2945 1133 1133 0 1133 98 0 98 20 0 20 28 0 28 1 0 1 1280 0 1280 424497 70625 12520 67405 2,742 577790 8.92 281301 11.60 16.06

CON

SUM

O

ESTA

TAL

CON

SUM

O

COM

ERCI

AL

Qp (t/seg)

CON

SUM

O

TOTA

L CO

NEC

TAD

O

TOTAL CONEXIONESOTROS MEDIOS

(*) CON

SUM

O

IND

UST

RIA

L

CONEXIONES DOMESTICO

CON

SUM

O

DO

MES

TICO

Qp (m3/año)

CONEXIONES SOCIALES

CONSUMO DE AGUA (l/día)

Qmh (lt/seg)

Qmd (lt/seg)

CON

SUM

O

SOCI

ALCONEXIONES

ESTATALESCONEX.

VIV

IEN

DA

S SE

RVID

AS

(uni

dade

s)

CONEXIONES INDUSTRIALES

AÑOPO

BLA

CIO

N

POBL

ACI

ON

SER

VID

A

(hab

)

CONEXIONES COMERCIALES



Respecto a la oferta de agua, actualmente el abastecimiento a la localidad de Chuquibamba es del tipo subterránea a través de 4 manantiales: Cabracancha, El Calato, Pacchia y Umpuyo, ubicadas en la parte alta de la localidad urbana. Según los aforos realizados por SEDAPAR e indicados en el perfil del proyecto, la producción total de estas fuentes es de 6.63 l/s y el flujo es conducido mediante un tubería de PVC de Ø4” hacia una cámara de desinfección existente. Por otro lado, la Municipalidad de Condesuyos con el financiamiento del Gobierno Regional de Arequipa, construyeron la nueva captación denominada “Palljaruta”, que ha permitido ampliar la producción de agua. Esta nueva captación cuenta con resolución de licencia de uso poblacional de la Autoridad Nacional del Agua – Ministerio de Agricultura otorgado a la Municipalidad Provincial de Condesuyos mediante la Resolución Administrativa Nº 0097-2010-ANA/ALA.CM. Según esta resolución, se ha autorizado captar un caudal de 7.00 l/s provenientes del manantial Palljaruta que son conducidos por una tubería de PVC de Ø6” que se junta con el flujo de los otros 4 manantiales antes de ingresar a la cámara de desinfección existente.

En la tabla Nº 04 se muestra un resumen de la oferta de agua existente en la localidad de Chuquibamba.

Tabla Nº 4: Oferta de agua cruda para la localidad de Chuquibamba

Fuente / Manantial

Caudal de producción

(l/s) Antigüedad Estado físico

Estado operativo

Cabracancha

6.63

> 30 años Regular Adecuado El Calato > 50 años Regular Adecuado Pacchia > 60 años Regular Adecuado

Umpuyo > 60 años Regular Adecuado

Palljaruta 7.0 < 10 años Bueno Adecuado TOTAL 13.63

Fuente. PMO SEDAPAR – Trabajo en campo.

De la tabla Nº 03, se observa que la oferta actual de agua en la zona es de 13.63 l/s, valor superior a la demanda al final del periodo de diseño (Qmd= 11.59 l/s), por lo cual se garantiza la disponibilidad del recurso hídrico al año 2037. El flujo total (11.59 l/s) será conducido hacia una planta de tratamiento de agua y posteriormente a los reservorios de almacenamiento para ser distribuida a la población.



7

1.3 CALIDAD DE LAS FUENTE DE AGUA Para el diseño de la planta de tratamiento de agua potable para la localidad de Chuquibamba se tendrá en cuenta la Norma Técnica OS.020 – Plantas de Tratamiento de Agua para Consumo Humano - del Reglamento Nacional de Edificaciones que establece los criterios básicos de diseño de los procesos de tratamiento. Inicialmente, se requiere conocer la calidad físico-química y microbiología del agua cruda de las diversas fuentes de agua que abastecen a la localidad de Chuquibamba para definir el grado de tratamiento requerido. Los valores de los parámetros físico-químicos, inorgánicos y microbiológicos de las fuentes de agua serán comparados con los Estándares de Calidad Ambiental de Agua (ECAs) establecidos en el Decreto Supremo Nº 15-2015-MINAM. En las tablas Nº 05 y 06 se muestran los resultados de los análisis físico-químicos, microbiológicos e inorgánicos (metales pesados) de los años 2015 y 2016 en las diversas fuentes de agua. En el año 2015, los análisis inorgánicos (metales pesados) fueron realizados por el laboratorio Certificaciones del Perú S.A. (CERPER) según se indica en el informe de ensayo Nº 3-15992/15 mientras que los análisis físico-químicos y microbiológicos fueron realizados por el Departamento de Control de Calidad y efluentes de SEDAPAR según reportes Nº 003-2015/F.Q. Inspecciones y Nº 067-2015/ BACT inspecciones. Respecto a los resultados del año 2016, los análisis físico-químicos, microbiológicos e inorgánicos (metales pesados) fueron realizados por el Departamento de Control de Calidad y efluentes de SEDAPAR según Reportes de laboratorio Nº 007-2016/ F.Q. Inspecciones y Nº 096-2016/ BACT inspecciones de fecha 22 de junio de 2016.

Tabla Nº 5: Calidad de las fuentes de abastecimiento de agua a la localidad de Chuquibamba año 2015

Parámetros Unidades M5 -

Fuente Palljaruta

M6 - Fuente Cabracancha

M7- Fuente

Umpuyo

ECA (Categoría 1 A)

A1: aguas que pueden ser

potabilizadas con

desinfección

A2: Aguas que pueden ser

potabilizadas con trat.

convencional

Fisicoquímicos

Turbiedad UNT 1.69 2.10 0.50 5.0 100 Dureza total mg/l 19.38 132.6 115.26 500 ** Cloruros mg/L 3.98 301.2 99.57 250 250 Conduc. eléctrica µS/cm 63 1193 623 1500 1600 pH Unidad 7.9 8.42 7.65 6.5 – 8.5 5.5 – 9.0



8

Parámetros Unidades M5 -

Fuente Palljaruta

M6 - Fuente Cabracancha

M7- Fuente

Umpuyo



potabilizadas con

desinfección



convencional

Temperatura ºC 15.2 19.6 19.9 ∆ 3 ∆ 3 Sólidos Disueltos Totales mg/l 31 580 303 1000 1000

Nitratos mg/L 0.51 0.63 1.99 50 1.5 Sulfatos mg/l 3.52 11.08 7.68 250 500 Inorgánicos Aluminio (Al) mg/l 0.044 0.0135 < 0.0025 0.90 5.00 Antimonio Total mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.02 0.02 Arsénico (As) mg/l < 0.0005 0.2285 0.048 0.01 0.01 Bario (Ba) mg/l 0.0123 0.0241 0.0029 0.70 1.0 Berilio (Be) mg/l < 0.00015 < 0.00015 < 0.00015 0.012 0.04 Bismuto mg/l < 0.0025 < 0.0025 < 0.0025 --- --- Boro (B) mg/l < 0.05 2.991 0.4555 2.4 2.4 Calcio (Ca) mg/l 4.77 29.33 27.38 --- --- Cadmio (Cd) mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.003 0.005 Cobalto (Co) mg/l < 0.0003 < 0.0003 < 0.0003 --- --- Cobre (Cu) mg/l < 0.0003 < 0.0003 0.0046 2.0 2.0 Cromo total mg/l < 0.0005 < 0.0005 < 0.0005 0.05 0.05 Estaño (Sn) mg/l < 0.00025 < 0.00025 < 0.00025 --- --- Estroncio mg/l 0.039 0.221 0.1157 --- --- Fosforo mg/l < 0.05 < 0.05 < 0.05 0.1 0.15 Hierro (Fe) mg/L < 0.05 < 0.05 < 0.05 0.30 1.00 Litio (Li) mg/L < 0.00025 0.7558 0.2092 --- --- Magnesio (Mg) mg/L 1.797 13.64 9.223 --- --- Manganeso (Mn) mg/L 0.0057 0.0151 0.0058 0.4 0.4 Mercurio (Hg) mg/l < 0.00005 < 0.00005 < 0.00005 0.001 0.002 Molibdeno (Mo) mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.07 ** Níquel (Ni) mg/l < 0.00035 < 0.00035 < 0.00035 0.07 ** Plata (Ag) mg/l < 0.00005 < 0.00005 < 0.00005 --- --- Potasio (K) mg/l 2.876 23.33 8,948 --- --- Plomo (Pb) mg/l < 0.0002 < 0.0002 < 0.0002 0.01 0.05 Selenio (se) mg/l < 0.0025 < 0.0025 < 0.0025 0.04 0.04 Silicio total (Si) mg/l 20.71 39.03 37.68 --- --- Sodio (Na) mg/l 2.888 168.5 64.16 --- --- Uranio (U) mg/l < 0.00005 < 0.00005 < 0.00005 0.02 0.02 Talio mg/l < 0.00025 < 0.00025 < 0.00025 --- --- Vanadio mg/l < 0.0005 0.0151 0.0058 --- --- Zinc (Zn) mg/l < 0.0005 < 0.0005 < 0.0005 3.0 5.0 Microbiológicos

Coliformes totales NMP/100 ml 23 1.6 E+3 1.6 E+4 50 5000

Coliformes termotolerantes

NMP/100 ml < 1.8 1.1 E+2 4.5 20 2000

**: No presenta valor en ese parámetro para la sub categoría.

Fuente: Reporte Nº 089-2015/ BACT zonales (SEDAPAR) e informe de ensayo 3-15992/15 (CERPER)



9

Tabla Nº 6.- Calidad de las fuentes de abastecimiento de agua a la localidad de Chuquibamba año 2016

Parámetros Unidades Fuente Pajllaruta

Ing. Res. Pajllaruta Umpuyo,

Cabracancha

Cámara recolectora

Cabracancha Umpuyo



potabilizadas con

desinfección



convencional Fisicoquímicos

Turbiedad UNT 2.32 2.96 0.68 5.0 100 Color 5 10 N.D. 15 100 Dureza total mg/l 26.26 58.59 105 500 ** Cloruros mg/L 3.02 98.63 96.61 250 250 Conductividad eléctrica µS/cm 75 412 715 1500 1600

pH Unidad 7.8 7.98 8.10 6.5 – 8.5 5.5 – 9.0 Temperatura ºC 6.5 16 17.10 ∆ 3 ∆ 3 Sólidos Disueltos Totales mg/l 29 156 272.2 1000 1000

Nitratos mg/L 0.545 1.629 2.425 50 50 Nitrógeno amoniacal mg/L 1.12 1.12 1.12 1.5 1.5

Sulfatos mg/l 3.68 7.99 8.72 250 500 Inorgánicos Aluminio (Al) mg/l 0.056 0.035 N.D. 0.90 5.00 Arsénico (As) mg/l 0.001 0.025 0.06 0.01 0.01 Calcio (Ca) mg/l 16.16 40.40 72.73 --- --- Hierro (Fe) mg/L N.D. N.D. N.D. 0.30 1.0 Magnesio (Mg) mg/L 2.42 4.36 7.76 --- --- Manganeso (Mn) mg/L 0.009 0.05 0.005 0.4 0.4 Sodio (Na) mg/l 2.98 33.75 56.6 --- --- Zinc (Zn) mg/l 0.0064 0.0072 0.0061 3.0 5.0 Microbiológicos

Coliformes totales NMP/100 ml 49 1.6 E+4 1.6 E+4 50 5000

Coliformes termotolerantes

NMP/100 ml 33 < 1,8 4.5 20 2000


Fuente: Departamento de Control de Calidad y efluentes SEDAPAR Por otro lado, en el mes de Febrero del año 2017, como parte del presente estudio, LKS contrató al laboratorio Certificaciones del Perú S.A. – CERPER (Acreditado por INACAL) para la realización de un estudio de caracterización de las fuentes de agua que abastecen a la localidad de Chuquibamba. El monitoreo y toma de muestras se realizó, en forma puntual, en la tubería que ingresa (AS-1) a la cámara de desinfección. El punto de muestreo AS-1 se ubicó en las



10

coordenadas UTM WSG 84: 18L0750755 Este y 8248021 Norte. En la tabla Nº 07 se presentan los resultados de los análisis indicados en el informe de ensayo Nº 3-03281/17.

Tabla Nº 7: Calidad de las fuentes de abastecimiento de agua a la localidad de Chuquibamba año 2017

Parámetros Unidades Ing. Caseta de cloración

ECA (Categoría 1 A) A1: aguas que

pueden ser potabilizadas

con desinfección



convencional Fisicoquímicos

Color UCV 4.51 5.0 100 Turbiedad UNT 0.90 15 100 Dureza total mg/l 115.7 500 ** Cloruros mg/L 88.9 250 250 Conductividad eléctrica µS/cm 592 1500 1600 pH Unidad 8.14 6.5 – 8.5 5.5 – 9.0 Temperatura ºC 16.7 ∆ 3 ∆ 3 Sólidos Disueltos Totales mg/l 376 1000 1000 DBO mg/L < 2.0 3.0 5.0 Sulfatos mg/l 10.9 250 500 Inorgánicos Aluminio (Al) mg/l 0.0222 0.90 5.00 Antimonio Total mg/l < 0.00002 0.02 0.02 Arsénico (As) mg/l 0.0809 0.01 0.01 Bario (Ba) mg/l 0.00931 0.70 1.0 Berilio (Be) mg/l < 0.00015 0.012 0.04 Bismuto mg/l 0.0025 --- --- Boro (B) mg/l 0.77 2.4 2.4 Calcio (Ca) mg/l 23.6 --- --- Cadmio (Cd) mg/l < 0.00005 0.003 0.005 Cobalto (Co) mg/l < 0.0003 --- --- Cobre (Cu) mg/l < 0.0003 2.0 2.0 Cromo total mg/l 0.0005 0.05 0.05 Estaño (Sn) mg/l < 0.00025 --- --- Estroncio mg/l 0.128 -- --- Fosforo mg/l < 0.1 0.10 0.15 Hierro (Fe) mg/L 0.06 0.3 1.0 Litio (Li) mg/L 0.244 --- --- Magnesio (Mg) mg/L 9.96 --- --- Manganeso (Mn) mg/L 0.00951 0.4 0.4 Mercurio (Hg) mg/l < 0.00005 0.001 0.002 Molibdeno (Mo) mg/l < 0.0002 0.07 ** Níquel (Ni) mg/l 0.00035 0.07 ** Plata (Ag) mg/l < 0.00005 --- --- Potasio (K) mg/l 9.63 --- --- Plomo (Pb) mg/l 0.0002 0.01 0.05 Selenio (se) mg/l < 0.0010 0.04 0.04 Silicio total (Si) mg/l 35.5 --- ---



11

Parámetros Unidades Ing. Caseta de cloración

ECA (Categoría 1 A) A1: aguas que

pueden ser potabilizadas

con desinfección



convencional Sodio (Na) mg/l 66.1 --- --- Uranio (U) mg/l 0.00050 0.02 0.02 Talio mg/l < 0.00002 --- --- Vanadio mg/l 0.0114 --- --- Zinc (Zn) mg/l < 0.0005 3.0 5.0 Microbiológicos Coliformes totales NMP/100 ml 79 50 5000 Coliformes termotolerantes NMP/100 ml < 1.8 20 2000


Fuente: Informe de ensayo Nº 3 – 03281/17 (CERPER)

De las tablas anteriores se tiene los siguientes comentarios acerca de la calidad del agua de las diversas fuentes: • La turbiedad en las fuentes de Palljaruta, Cabracancha y Umpuyo varió entre 0.50 y

2.96 UNT, siendo menores al ECA de 5.00 UNT establecido para la subcategoría 1A. • Los valores de los parámetros físico-químicos como dureza total, cloruros, sólidos

disueltos totales, nitratos y sulfatos de las diversas fuentes de agua se encuentra por debajo de los ECAs para las subcategorías A1 y A2.

• La concentración de metales pesados en las fuentes de agua es inferior a los ECAS de las subcategorías A1 y A2, a excepción del arsénico que supera el ECA de 0.01 mg/L en las fuentes de Cabracancha y Umpuyo.

• La concentración de coliformes totales en los años 2015 y 206 en las fuentes de Cabracancha y Umpuyo varió entre 1.6 E+3 NMP/100 ml y 1.6E+4 NMP/100 ml respectivamente, valores que cumplen con el ECA de la subcategoría A2 “Aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional”.

• La concentración de coliformes totales en la fuente de Palljaruta en los años 2015 y 2016 fue de 49 y 23 NMP/100 ml, valores que cumplen con el ECA de la subcategoría A1 “Aguas que pueden ser potabilizadas con desinfección”.

En general, después de reunirse todas las fuentes de agua, éstas pueden ser clasificadas dentro de la Subcategoría A2 “aguas que pueden ser potabilizadas con tratamiento convencional”. En tal sentido, en el diseño de los procesos de la planta de tratamiento de agua se deberá tener especial consideración en la eliminación de los siguientes contaminantes: • Remoción de la turbiedad, especialmente en épocas de lluvia. • Remoción de arsénico mediante procesos convencionales.



12

• Sistema de desinfección eficaz que permita la remoción total de Coliformes totales, fecales y E. Coli.

1.4 CALIDAD DEL AGUA TRATADA La calidad del agua tratada a la salida de la planta de tratamiento Chuquibamba deberá cumplir con los límites máximos permisibles establecidos en el Reglamento de Calidad de Agua para Consumo Humano aprobado mediante Decreto Supremo N° 031-2010-SA. En las tablas Nº 08 y 09 se indican los límites máximos permisibles de los parámetros microbiológicos, parasitológico y organolépticos.

Tabla Nº 8: Límites máximos permisibles de parámetros microbiológicos y parasitológicos

Parámetros Unidad de medida Límite máximo permisible

Bacterias Coliformes totales UFC/100 ml a 35ºC 0 (*)

E. coli UFC/100 ml a 44.5ºC 0 (*) Bacterias Coliformes fecales o termotolerantes UFC/100 ml a 44.5ºC 0 (*)

Bacterias heterotróficas UFC/100 ml a 35ºC 500 Huevos y larvas de helmintos, quistes y ooquistes de protozoarios patógenos

Nº Org/L 0

Virus UFC/ml 0 Organismos de vida libre como algas, protozoarios, copépodos, rotíferos, nematodos en todos sus estadios evolutivos.

Nº org/l 0

UFC: Unidad Formadora de Colonias (*) En caso de analizar por la técnica del NMP por tubos múltiples = < 1.8 /100 ml



13

Tabla Nº 9: Límites máximos permisibles de calidad organoléptica

Parámetros Unidad de medida Límite máximo

permisible

Olor --- Aceptable

Sabor --- Aceptable

Color UCV escala Pt/Co 15

Turbiedad UNT 5

pH Valor de pH 6.5 a 8.5

Conductividad (25 ºC) Uhmo/cm 1500

Sólidos Totales Disueltos mg.L-1 1000

Cloruros mg Cl.L-1 250

Sulfatos mg SO4.L-1 250

Dureza total mg CaCO3.L-1 500

Amoniaco mg N.L-1 1.5

Hierro mg Fe.L-1 0.3

Manganeso mg Mn.L-1 0.4

Aluminio mg Al.L-1 0.2

Cobre mg Cu.L-1 2.0

Zinc mg Zn.L-1 3.0

Sodio mg Na.L-1 200

Respecto a los parámetros orgánicos e inorgánicos, se verificó que la concentración de metales pesados, a excepción del arsénico, cumplen con los ECAs para las subcategoría A1 y A2, por lo cual cumplirá con las concentraciones de agua para consumo humano. Asimismo, el agua potable a la salida de la planta de tratamiento deberá tener una concentración de cloro libre residual no menor a 0.5 mg/L para evitar su contaminación durante su conducción en las redes de distribución.



14

1.5 RESUMEN DE LAS BASES DE DISEÑO En la tabla Nº 10 se presenta el resumen general de las bases de diseño para las estructuras hidráulicas y de los procesos para el tratamiento de aguas en el área del proyecto. Los valores de caudal correspondiente al horizonte del proyecto (Año 2037) han sido redondeados en el marco del concepto de cifras representativas a fin de minimizar el nivel de incertidumbre. De esta manera, el caudal máximo diario de 11.59 l/s ha sido redondeado a 12 l/s a fin de considerar una capacidad adicional para compensar las pérdidas en la remoción de lodos y para la limpieza de la unidades. Estos valores redondeados, no significan ningún desmedro en el diseño de la PTAP, sino más bien se convierte en parte del factor de seguridad en el diseño. Por otro lado, al no existir información del ciclo hidrológico completo de la calidad de las fuentes de agua, especialmente en la captación Palljaruta, se ha establecido que el agua cruda alcanzará un valor de turbiedad de 100 UNT en épocas de lluvia.

Tabla Nº 10. Resumen Bases de Diseño de la PTAP Chuquibamba

Parámetro 2018 2027 2037 Población total (hab) 2,844 2,894 2,945 Población servida (hab) 2,291 2,894 2,945 Caudal promedio m3/día L/s Caudal máximo diario m3/día L/s

744.77

8.62

968.19 11.20

758.59

8.78

986.17 11.41

770.69

8.92

1,001.89 11.59

Caudales de diseño (L/s) Estructuras hidráulicas y Procesos de tratamiento

12

12

12

Parámetros de calidad del agua cruda Turbiedad (NTU) (90% del tiempo) Color (UC) Coliformes totales (NMP/100 ml) Coliformes fecales (NMP/100 ml)

100 < 15

5.0E+04 2.0E+03

100 < 15

5.0E+04 2.0E+03

100 < 15

5.0E+04 2.0E+03

Parámetros de calidad del agua tratada Turbiedad (NTU) Color (UC) Coliformes totales (UFC/100 ml) Coliformes fecales (UFC/100 ml)

< 5

< 15 0 0

< 5

< 15 0 0

< 5

< 15 0 0



DE AREQUIPA”

Doc. 001

Rev. 1

INFORME FINAL Fecha Julio 2017 Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A. Página 1 de 20

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA

DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA”

MEMORIA DE CÁLCULO DE LA PLANTA DE

TRATAMIENTO DE AGUA

JULIO 2017

CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS Rev. Fecha Descripción Elaborado Revisado Aprobado

1

Julio2017

DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE

LKS

SEDAPAR

SEDAPAR

DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE

LKS

SEDAPAR

SEDAPAR


Ampliación y Mejoramiento del Sistema de Agua Potable y Alcantarillado Sanitario en la Localidad de Chuquibamba, Distrito de Chuquibamba, Provincia de Condesuyos,

Departamento y Región de Arequipa

2

ÍNDICE

1.0 GENERALIDADES .................................................................................................................. 3

2.0 CRITERIOS DE DISEÑO ......................................................................................................... 4

3.0 HOJAS DE CÁLCULO DE PROCESOS .................................................................................... 11



3

1.0 GENERALIDADES

El dimensionamiento de los procesos de tratamiento de la PTAP Chuquibamba se ha

diseñado en función a la calidad del afluente y efluente indicado en el documento

“Parámetros de Diseño”. Estos valores han sido definidos hasta el horizonte del proyecto

de 20 años.

El diseño de los procesos de tratamiento se realizó tomando como referencia la Norma

Técnica OS.020 “Plantas de Tratamiento de Agua para consumo humano” del

Reglamento Nacional de Edificaciones, que fue promulgada en Junio de 2006. Los

criterios y lineamientos indicados en esta norma son referenciales y muchos de los

vacíos u omisiones, han sido complementados con los sustentos técnicos y cálculos en

base a literatura especializada así como la experiencia de los especialistas.

Entre la literatura complementaria utilizada para el diseño de la PTAP Chuquibamba se

ha considerado los siguientes:

• Guía para el diseño de sistemas de tratamiento de filtración en múltiples etapas.

CEPIS, 2005.

• Manual de tratamiento de agua para consumo humano. CEPIS, 2006.



4

2.0 CRITERIOS DE DISEÑO • MEZCLA RAPIDA

Al ingreso de la PTAP se construirá una estructura de mezcla rápida para la dosificación de productos químicos como sulfato de aluminio o cloruro férrico para la remoción de turbiedad y el arsénico que contienen las aguas crudas. La unidad para la mezcla rápida será un vertedero triangular de 90º para producir la dispersión homogénea del coagulante en toda la masa de agua a tratar en el resalto hidráulico que se genera. La altura de agua sobre el vertedero se calculó mediante la siguiente fórmula:

h = (Q /1.4) 0.4

Donde:

h: altura de agua sobre el vertedero (m) Q: caudal de diseño (m3/s)

Asimismo, en esta unidad se verificaron las condiciones hidráulicas del número de Froude, gradiente de velocidad y tiempo de retención instantáneo. Las fórmulas utilizadas fueron las siguientes:

hc = (q2/g) 1/3 Donde: hc: altura crítica (m) q: caudal unitario por ancho de canal (m3/s)

F = v1 / √ (g*h1) Donde:

F: Número de Froude V1: Velocidad al inicio del resalto (m/s) h1: altura de agua al inicio del resalto (m) g: aceleración de la gravedad (m/s2)



5

T = Lm / Vm Donde:

T: tiempo de mezcla (m) Lm: longitud del resalto (m) Vm: velocidad promedio en el resalto (m/s)

G = √ (γ/u) *hp/T Donde:

G: Gradiente de velocidad (s-1) γ : Peso específico del agua (Kg/m3) u: coeficiente de viscosidad (Kg.s/m2) hp: Energía disipada en el resalto (m9 T: tiempo de mezcla (s)

Por otro lado, la dosificación de productos químicos se realizará en solución y por gravedad. La dosis final de la solución se deberá ajustar durante la operación de la PTAP.

• FLOCULADOR DE FLUJO HORIZONTAL En la planta de tratamiento se ha considerado la construcción de un floculador de flujo horizontal con tres compartimientos para la formación de flóculos. Los rangos de gradiente de velocidad han variado en forma decreciente entre 75 y 25 s-1 , con un tiempo de retención total de 20 minutos. Los criterios considerados en el diseño del floculador de flujo horizontal han sido que el ancho de vueltas es de 1.5 veces el espacio entre las pantallas. Asimismo, el tirante de agua en la unidad ha sido de 1.10 m y el coeficiente de pérdida de carga en las vueltas (K) ha sido de 2.



6

• SEDIMENTADOR

El diseño de los sedimentadores tiene como objetivo la decantación de partículas de tamaño superior a 1um. Para efectos de mantenimiento, en el diseño de la planta se consideraran 2 unidades de forma rectangular. Para el cálculo del área superficial de la unidad (As) se utilizó la siguiente fórmula donde se utilizó una velocidad de sedimentación de 0.00013 m/s.

As = Q / Vs Siendo:

As: área superficial de la unidad (m2) Vs : Velocidad de sedimentación (m/seg) Q : Caudal de diseño (m3/seg)

Seguidamente se determinaron las dimensiones del sedimentador: largo (m), ancho (m) y altura (m) de manera tal que se cumplan las relaciones de largo – ancho entre 2 y 5 así como la relación largo – profundidad de 5 a 20.

En el diseño se asumió un ancho de 3.00 m por cada sedimentador y un altura de 1.50 m. La longitud de la zona de sedimentación (L2) se calculó con la siguiente fórmula:

L2 = AS / B Siendo:

L2: longitud de la zona de sedimentación (m) As: área superficial de la unidad (m2) B: ancho de la unidad (m)

A este valor se adicionó la longitud de entrada (L1) por lo cual la longitud total del sedimentador corresponde a la suma de L1 y L2. Asimismo, en el diseño se verificó que el periodo de retención es de 3.2 horas, valor dentro del rango recomendado en la Norma OS.020 (1.5 y 5 horas). La velocidad horizontal de flujo (VH) fue menor a 0.55 cm/s y fue calculado con la siguiente fórmula:

VH=100*Q/ (B*H) Siendo:

VH: Velocidad horizontal de flujo (cm/s) Q: Caudal de diseño (m3/seg)



7

H: altura de agua del sedimentador (m) B: ancho de la unidad (m)

Por otro lado, en el fondo de la unidad se consideró una pendiente de 10% para facilitar el deslizamiento de lodo hacia la tolva. En esta sección, la profundidad total se calculó mediante la siguiente fórmula:

H1=H+(S)*L2 Siendo: H1: altura máxima del sedimentador (m) H: altura de agua del sedimentador (m) L2: longitud de la zona de sedimentación (m)

En cuanto a la pantalla de ingreso, se asumió un diámetro de orificio de 0.025 m (1”) y una velocidad de paso (Vo) entre los orificios de 0,1 m/seg. Con estas consideraciones, se determinó el área total de los orificios (Ao) mediante la siguiente fórmula:

Ao = Q/Vo

Siendo: Ao: área total de los orificios (m2) Q: Caudal de diseño (m3/seg) Vo: velocidad de paso en los orificios (m/s)

El número total de orificios se distribuyó uniformemente espaciados en todo el ancho y la altura útil del sedimentador, manteniendo una distancia entre orificios menor a 0.50 m. La altura de la pantalla con orificios (h) se calculó con la siguiente fórmula:

h = H - 2/5 H Siendo:

h: altura de la pantalla con orificios (m) H: altura del sedimentador (m)



8

• PREFILTRO DE GRAVA Los prefiltros de grava son unidades de pretratamiento de los filtros lentos. En el diseño de la PTAP Chuquibamba se asume que la turbiedad de agua cruda o sedimentada del afluente es de 100 UNT. Asimismo, se considerarán dos unidades con 3 compartimientos cada uno. El área de filtración de cada prefiltro de grava fue calculada con una tasa de filtración de 0.8 m/h y utilizando la siguiente formula.

Af = Q / Vf Siendo.

Af: área de filtración (m2) Q: caudal de ingreso al prefiltro (m3/h) Vf: velocidad de filtración (m/h)

Por otro lado, para calcular la longitud de cada compartimiento del prefiltro se utilizó la siguiente fórmula:

Ln (Tf / To) L =

a Donde:

L = longitud del compartimiento (m) Tf = turbiedad del efluente (NTU) To = turbiedad del afluente (NTU) a = módulo de impedimento (m-1)

Los valores del módulo de impedimento se tomaron de los estudios realizados por el CEPIS y se encuentran en función de la velocidad de filtración y el diámetro de la grava. El diámetro de la grava será decreciente de 4 cm a 1 cm entre el primer y último compartimiento. La longitud total del prefiltro (L) es la suma de la longitud de los 3 compartimientos. Con este valor se determinó el ancho mediante la siguiente fórmula:

B = Af / L



9

Donde:

B: ancho del prefiltro (m) Af: Área de filtración (m) L: longitud total del prefiltro (m)

Finalmente, la altura de grava para cada prefiltro será de 2.00 m

• FILTRO LENTOS DE ARENA La turbiedad del agua prefiltrada que ingresará a los filtros lentos será inferior a 50 UNT y 40 UCV de color. En la PTAP se proyectará la construcción de 2 unidades que estarán interconectadas a través de la estructura de salida para que se pueda llenar en forma ascendente. El área superficial (As) requerida por cada filtro lento de arena se calculó mediante la siguiente formula

As = Qd / (N x Vf) Donde:

As: área superficial (m2) Vf = velocidad de filtración (m/h) Qd = caudal de diseño (m3/h) N = número de unidades

En el diseño se utilizó una velocidad de filtración de 0.15 m/h, valor que se

encuentra dentro del rango recomendado (0.1 a 0.3 m/h). Asimismo, para el cálculo de las dimensiones (largo y ancho) del filtro lento se

utilizaron las siguientes formulas

K = (2*N)/(N+1)

Donde: K =Coeficiente de mínimo costo N= número de unidades

L = (As*K)1/2



10

Donde: L =Longitud del filtro lento (m) K =Coeficiente de mínimo costo

B = (As/K)1/2 Donde:

B = Ancho del filtro lento (m) K =Coeficiente de mínimo costo

Por otro lado, la velocidad de filtración real (VR) se calculó mediante la siguiente fórmula:

VR = Qd/ (2*L*B) Donde:

VR = velocidad de filtración real (m/h) Qd = caudal de diseño (m3/s) L = longitud del filtro lento (m) B = ancho del filtro lento (m)

El medio filtrante estará compuesto por granos de arena duros y redondeados, libres de arcilla y materia orgánica, con una diámetro efectivo de 0.25 mm. La capa de arena será de 0.80 m y por debajo se colocará una capa de grava de 0.25 m como medio de soporte y un sistema de drenaje. Asimismo, la altura máxima de agua en la caja del filtro será de 1.00 m

• SISTEMA DE DESINFECCIÓN

A la salida de la PTAP se construirá una cámara de contacto y se implementará un sistema de desinfección para eliminar la carga bacteriana presente en el agua hasta los límites máximos permisibles indicados en las normas vigentes. La cámara de contacto se ha diseñada para el caudal máximo diario (12 l/s) y un periodo de retención de 30 minutos, lo cual resulta en un volumen de 21.60 m3. Asimismo, la cámara de contacto será construida con pantallas internas para garantizar un flujo pistón y evitar cortocircuitos. La dosis total de cloro correspondió a 4.0 mg/L que es la suma de la demanda de cloro y el cloro residual. La desinfección de la masa de agua se realizará con la aplicación de una solución de hipoclorito de sodio al 10%, estimando un caudal de 4.15 l/d para satisfacer la demanda del caudal de diseño (12 l/s). La dosis final de la



11

solución se deberá ajustar durante la operación de la PTAP para mantener una concentración de cloro residual mínimo de 0.5 mg/L en las redes de distribución de agua.

3.0 HOJAS DE CÁLCULO DE PROCESOS

A continuación se adjuntan las hojas de cálculo que sustentan el diseño de los siguientes

procesos:

• Mezcla rápida

• Floculador de flujo horizontal

• Sedimentadores

• Prefiltro de grava

• Filtros lentos

• Sistema de Desinfección


DE AREQUIPA”

Doc. 001

Rev. 1

INFORME FINAL

Cliente SERVICIO DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO DE AREQUIPA S.A.

Fecha Julio 2017

Página 1 de 10

“AMPLIACIÓN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE AGUA POTABLE Y ALCANTARILLADO SANITARIO EN LA LOCALIDAD DE CHUQUIBAMBA, DISTRITO DE CHUQUIBAMBA, PROVINCIA

DE CONDESUYOS, DEPARTAMENTO Y REGIÓN DE AREQUIPA”

ANEXOS

JULIO 2017

CONTROL DE EMISIÓN Y CAMBIOS

Rev. Fecha Descripción Elaborado Revisado Aprobado

1 Julio2017

DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS SEDAPAR SEDAPAR

DOCUMENTO EMITIDO PARA INFORMACIÓN DEL CLIENTE LKS SEDAPAR SEDAPAR


Fecha:06/03/17

Pagina 1 de 1

Simbolo Unid Ecuacion Valor

Qmd m3/s 0.012

h m h = (Q /1.4) ^0.4 0.15

L m L = 2h 0.30

B m/s B = L 0.3

q m3/s q = Q/B 0.040

g m/s2 9.81

hc m hc = (q2/g)^(1/3) 0.055

P m Asumido 1.00

Altura al inicio del resalto h1 m h1 = 1.41 *hc /√ (2.56 +(P/hc)) 0.0169

V1 m/s V1 = q/h1 2.37

Aceleracion de la gravedad

Ancho del canal

Caudal unitario

Altura critica

DISEÑO DE MEZCLA RAPIDA CON VERTEDERO TRIANGULAR

Descripcion

Caudal de diseño (Qmd)

Altura de agua sobre el vertedero

Ancho de la lamina vertiente

Ampliación y mejoramiento del sistema de agua potable y alcantarilladosanitario en la localidad de Chuquibamba, distrito de Chuquibamba

provincia de Condesuyos, Departamento y Región Arequipa

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA

Altura desde el vertice del vertedero a

fondo del canal aguas abajo

Velocidad al inicio del resalto V1 m/s V1 q/h1 2.37

F F = v1 /√ (g*h1) 5.8

h2 mts h2 = h1 * (√(1+8F^2) ‐1)/2 0.131

Velocidad al final del resalto V2 m/s v2 = q/h2 0.31

Energia disipada en el resalto hp m hp = (h2 ‐h1)^3 / 4 h1*h2 0.17

Lm m Lm = 6 *(h2 ‐h1) 0.68

L' m L' = 4.3 P (hc/P)^0.9 0.31

Vm m/s Vm = (V1 + V2)/2 1.34

T seg T = Lm / Vm 0.51

γ kg/m3 1000.00

u Kg.s/m2 0.000117

G s‐1 G = √(γ/u) *hp/T 1675.58

Dosificacion de productos quimicos

La coagulacion se realizara con sulfato de aluminio en solucion

Dt 20.00 mg/l

Cp 240.00 mg/s

C 8.00 %

Qh 25.92 L/d

Cb 210 litros

Nd 8.10 dias

Numero de Froude

Capacidad del bidon

Dias de operación

Dosis total

Consumo diario (Q prom)

Concentracion de la solucion

Caudal de solucion

Gradiente

Velocidad al inicio del resalto

Distancia del vertedero a la seccion 1

Tiempo de mezcla

Peso especifico del agua

Viscosidad del agua

Longitud del resalto

Altura despues del resalto

Velocidad promedio

Fecha:06/03/17

Pagina 1 de 3

Diseño del primer compartimiento


Qmd m3/s 0.012

Tiempo de retencion tramo 1 T1 min Asumida 9

Gradiente de velocidad en tramo 1 G1 s‐1 Asumida 75

Velocidad en el tramo 1 V1 m/s Asumida 0.165

Longitud del primer tramo L1 m L1 = v1 x T1 x 60 89.1

Seccion de canales tramo 1 A1 m2 A1 = Q / V1 0.073

Altura de agua en la unidad H m Asumida 1.100

Ancho de canales del primer tramo a m a1 = A1 / H 0.066

Ancho de vueltas del tramo 1 d1 m d1 = 1.5 *a1 0.099

DISEÑO DE FLOCULADOR HIDRAULICO DE FLUJO HORIZONTAL




Descripcion


Ancho util de la pantalla b m Asumida 0.850

Ancho del floculador B m B = 3b + d1 2.649

N1 m N1 = L1 /B 33.63

N1 m seleccionado 34.00

e m Asumida 0.006

L1 m L1 = N1 * (a1 + e) 2.45

K Asumido 2.00

h1 m h1 = KV1^2 * (N1‐1) / 2 g 0.09

P1 m P1 = 2H + a1 2.29

R1 m/s R1 = A1 / P1 0.032

n Asumido 0.030

h2 m h2 = (n V1 /R1 ^2/3)^2 * L1 0.2173

hf1 m hf1 = h1 + h2 0.309

γ kg/m3 1000.00

u Kg.s/m2 0.000117

G1 s‐1 G = √(γ/u) *hp/T 74.50

Numero de canales en tramo 1


Perimetro mojado de las secciones del

tramo 1

Espesor de las pantallas corrugadas

Longitud del primer tramo


Viscosidad del agua

Perdida de carga en los canales del tramo 1

Perdida de carga total en el tramo 1

Radio hidraulico de canales del tramo 1

Gradiente de velocidad en tramo 1

Perdida de carga en las vueltas primer

tramo

Coeficiente de perdida de carga en las

vueltas

Coeficiente de rugosidad

Fecha:06/03/17

Pagina 2 de 3

Diseño del segundo compartimiento


Qmd m3/s 0.012




Longitud del segundo tramo L2 m L1 = v1 x T1 x 60 48.6



Ancho de canales del segundo tramo a2 m a2 = A2 / H 0.081






Descripcion




N2 m N2 = L2 /B 18.19


Espesor de las pantallas corrugadas e m Asumida 0.006

Longitud del segundo tramo L2 m L2 = N2 * (a2 + e) 1.65

K Asumido 2.00

h1 m h1 = KV2^2 * (N2‐1) / 2 g 0.03

P2 m P2 = 2H + a2 2.23

R2 m/s R2 = A2 / P2 0.040

n Asumido 0.030

h2 m h2 = (n V2 /R2 ^2/3)^2 * L2 0.0587

hf2 m hf2 = h1 + h2 0.092

γ kg/m3 1000.00

u Kg.s/m2 0.000117

G s‐1 G = √(γ/u) *hp/T 49.83


vueltasPerdida de carga en las vueltas segundo

tramo


Gradiente de velocidad en tramo 2




tramo 2





Viscosidad del agua

Fecha:06/03/17

Pagina 3 de 3

Diseño del tercer compartimiento


Qmd m3/s 0.012




Longitud del tercer tramo L3 m L3 = v3 x T3 x 60 28.5



Ancho de canales del tercer tramo a3 m a3 = A3 / H 0.115



Descripcion







N3 m N3 = L3 /B 10.47


e m Asumida 0.006

L3 m L3 = N3 * (a3 + e) 1.33

K Asumido 2.00

h1 m h1 = KV3^2 * (N3‐1) / 2 g 0.01

P3 m P3 = 2H + a3 2.21

R3 m/s R3 = A3 / P3 0.057

n Asumido 0.030

h2 m h2 = (n V3 /R3 ^2/3)^2 * L3 0.0105

hf3 m hf3 = h1 + h2 0.020

γ kg/m3 1000.00

u Kg.s/m2 0.000117

G3 s‐1 G = √(γ/u) *hp/T 25.25Gradiente de velocidad en tramo 3

Espesor de las pantallas corrugadas

Longitud del tercer tramo


vueltas

Perdida de carga en las vueltas tercer tramo


Viscosidad del agua







tramo 3


Fecha:06/03/17

Pagina 1 de 1


Qmd m3/s 0.012

N 2

Qu m3/s Qu = Qmd/ N 0.0060

Velocidad de sedimentación VS m/s Stokes, Allen ó Newton 0.00013

Área superficial de la zona de decantación AS m2 AS=Q/VS 46.154

B mts Asumido 3

Longitud en la zona de sedimentación L2 mts L2=AS/B 15.385

Longitud en la zona de sedimentación L2 m seleccionado 15.4

L1 mts Asumido 1

Longitud total del sedimentador LT mts LT=L1+L2 16.4

H mts Asumido 1.5

Longitud de entrada al sedimentador




DISEÑO DE SEDIMENTADORES

Descripcion


Numero de sedimentadores

Caudal de diseño x sedimentador

Ancho del sedimentador

Altura del sedimentador H mts Asumido 1.5

Relación (L2/B) en la zona de sedimentación L2/B adim 3<L2/B<6; verificar 5.13

Relación (L2/H) en la zona de sedimentación L2/H adim 5<L2/H<20; verificar 10.27

Velocidad horizontal del flujo, VH<0.55 VH cm/s VH=100*Q/(B*H) 0.13

S dec. Asumido 10%

Altura máxima en la tolva de lodos H1 mts H1=H+(S)*L2 3.04

Altura de agua en el vertedero de salida H2 mts H2=(Q/1.84*L))^(2/3) 0.01

Tiempo de retención de la unidad To hr To=(AS*H)/(3600*Q) 3.205

Pantalla difusora

Vo m/s Asumido 0.1

D mts Asumido 0.025

Ao m2 Ao=Q/Vo 0.06

ao m2 ao=0.7854*D^2 0.00049

n adim 122

Altura de la cortina cubierta con orificios h mts h=H‐(2/5)*H 0.9

Numero de orificios seleccionado n adim Asumido 108

Número de orificios a lo ancho, B N1 adim 18

Número de orificios a lo alto, H N2 adim 6

Espaciamiento entre orificios (entre filas) a mts a=h/N2 0.150

Espaciamiento lateral respecto a la pared (ent a1 mts a1=(B‐a*(N1‐1))/2 0.225

Número de orificios

Altura del sedimentador

Pendiente en el fondo

Velocidad de paso en cada orificio

Diametro de cada orificio

Área total de orificios

Área de cada orificio

Fecha:06/03/17

Pagina 1 de 2

Simbolo Unidad Valores Ecuación Rango

Qmd l/s 12N 2Qu l/s 6Vf m/hora 0.8 Asumido 0.5 a 1.5A m2 27 A = 3.6* Qu / Vf

Nº compartimentos n 3

Calculo de longitud del prefiltroLa longitud necesaria de Pre‐Filtro viene dado por :

‐ln (cl/co)Li =

aSiendo:

cl = Turbiedad de salida (UN)




Datos

Caudal por prefiltro

Area de filtracion

DISEÑO DE PREFILTRO DE GRAVA

Caudal de diseñoNúmero de unidades

Velocidad de filtración

El pretratamiento utilizando prefiltros de grava para disminuir la carga de material en suspensión antes de la filtracion en arena consta de varias cámaras llenas de piedras de diámetro decreciente, en las cuales se retiene la materia en suspensión con diámetros hasta 10 mm

cl = Turbiedad de salida (UN)co = Turbiedad de entrada (UN)Li = Longitud del tramo i del Pre‐Filtroa = Modulo de Impedimento

El modulo de impedimento es función de la velocidad de filtración y el diámetro de grava.El CEPIS en plantas piloto ha elaborado el siguiente cuadro.

Diámetro (cm) 1 ‐ 2 2 ‐ 3 3 ‐ 4

Velocidad (m/h)0.1 1.00 ‐ 1.40 0.70 ‐ 0.90 0.40 ‐ 0.800.2 0.70 ‐ 1.00 0.60 ‐ 0.80 0.30 ‐ 0.700.4 0.60 ‐ 0.90 0.40 ‐ 0.70 0.25 ‐ 0.600.8 0.50 ‐ 0.80 0.30 ‐ 0.60 0.15 ‐ 0.50

Longitud compartimiento Nº 01Diametro de grava 3 a 4 cm

Vf = 0.80 m/hSe obtiene: a = 0.325 y considerando una turbiedad máxima co = 100.00 U.T. , y para el efluente una turbiedad cl = 75.00 U.T.

‐ln (cl/co)L1 =

a

Reemplazando valoresL1 = 0.89 m.

VALORES EXPERIMENTALES DEL MODULO DE IMPEDIMENTO (a)

Fecha:06/03/17

Pagina 2 de 2

SEGUNDO TRAMO:Grava de 2 a 3 cm.

Vf = 0.80 m/h

Se obtiene: a = 0.45 y la turbiedad al ingreso de este tramo será igual a lasalida del tramo 1 75.00 U.T. , y para el efluente una turbiedad cl = 50.00 U.T.

‐ln (cl/co)L2 =

aReemplazando valores

L2 = 0.90 m.

TERCER TRAMO:Grava de 1 a 2 cm.

Vf = 0.80 m/hSe obtiene: a = 0.65 y la turbiedad al ingreso de este tramo será igual a lasalida del tramo 2 50.00 U.T. , y para el efluente una turbiedad cl = 20.00 U.T.

‐ln (cl/co)L3 =

aReemplazando valores

L3 1 41

DISEÑO DE PREFILTRO DE GRAVA




L3 = 1.41 m.LONGITUD TOTAL DE LA UNIDAD SIN CONSIDERAR ANCHO DE MUROS:

Lt = L1 + L2 + L3

Reemplazando valoresL = 3.21 m. (Longitud total de la Unidad).

Calculo del ancho del prefiltroSimbolo Unidad Valores Ecuación

A m2 27 A = 3.6* Qu / VfL m 3.21B m 8.407 B = A / LH m 2 Asumido

DIMENSIONES DEL PREFILTRO DE GRAVA

0.89

PLANTA 3.20

0.90

1.41

8.4 8.4

CORTEh = 2.00

Area de filtracion

Datos

Longitud total del perfiltroAncho del prefiltroAltura del prefiltro

Fecha:06/03/17

Pagina 1 de 1

Simbolo Unidad Valores Ecuación

Q l/s 12.00Q m^3/h 43.20N adim 2Qu l/s 6Vf m/h 0.15

Espesor capa de arena extraída en c/d raspada

n adim 6 Asumido

K adim 1.33 K = (2*N) / (N+1)L m 13.86 L =(AS*K)^(1/2)L m 14.00B m 10.39 B = (AS/K)^(1/2)B m 10.40





DISEÑO DE FILTROS LENTOS

Datos

Caudal de diseñoCaudal de diseñoNúmero de unidadesCaudal por filtro lento

Ancho seleccionado

E m 0.03 Asumido

Número de raspados por añoArea del medio filtrante de cada

AS m^2 144.00 AS = Q / (N*Vf)unidadCoeficiente de mínimo costoLargo de cada unidadLargo seleccionadoAncho de cada unidad

Volumen del depósito paraV m^3 52.42 V = 2*L*B*E*n

almacenar arena durante 2 años

VR m/h 0.148 V = Q/(N*A*B)

Dimensiones de los filtros lentos

Unidad Valores Rangos Referencia

m/h 0.15 0.10 ‐ 0.30 CEPIS

m^2 145.6 10 ‐ 200 CEPIS

2 2

m 0.3 0.20 ‐ 0.30 CEPIS

m 1 1.0 ‐ 1.5 CEPIS

m 0.8 0.80 ‐ 1.00 CEPIS

mm 0.25 0.15 ‐ 0.35 CEPIS

m 0.25 0.10 ‐ 0.30 CEPIS

mm 1.5 ‐ 40 CEPIS

m 0.2 0.10 ‐ 0.25 CEPIS

almacenar arena durante 2 años

Altura de drenaje

Vel.de Filtración Real

Parámetros de diseño


Area máxima de cada unidad

Número de unidades

Borde Libre

Altura de agua sobre lecho filtrante

Altura del lecho filtrante

Diametro efectivo de la arena

Altura de capa soporte

Granulometria grava

Fecha:06/03/17

Pagina 1 de 1

simbolo Valor Unidad Rangos Referencia

Dimensiones de la Camara de Contacto de Cloro

Qdiseño 12.00 l/s

Td 30 minutos

V 21.60 m3

Ncc 1.00

Vu 21.60 m3

a 0.60 m

H 1.50 m

A 0.90 m2

L 24.00 m

Nc 7.00 m

Nm 6.00 unid

am 0.15 m

Lc 3.43 m

Lc 3 50 m

Caudal maximo diario

Descripcion

Tiempo de retención

Longitud x canal

Longitud x canal seleccionado

Camaras de contacto

Volumen unitario

Ancho canal

Altura de agua

Area del flujo de agua

Longitud total de canales

Ancho de muros internos



Volumen


DISEÑO DEL SISTEMA DE DESINFECCION

N° de canales

Nº muros internos

Lc 3.50 m

L/a 40.00 adim

H/a 2.50 adim

Vp 0.013 m/s

Rh 0.25 m

d 0.003 adim

Dosificacion de productos quimicos

La desinfeccion se realizará con hipoclorito de sodio liquido

Dt 4.00 mg/l 1 a 4 CEPIS

Cp 48.00 mg/s

C 10.00 %

Qh 4.15 L/d

Cb 250 litros

Nd 5.21 dias

Consumo diario (Q prom)

Concentracion de la solucion

Caudal de solucion hipoclorito

Capacidad del bidon hipoclorito

Longitud x canal seleccionado

Relación Longitud/ ancho

Relacion Altura/ancho

Dias de operación

Velocidad en el canal

Radio Hidraulico

Indice de dispersion

Dosis total

cliente servicio de agua potable y ... - sedapar… · sedapar : documento emitido para...

Documents