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TRABAJO ENCARGADO:SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS POR LAGUNAS & HUMEDALES CASO DE DISEOCURSO: Ingeniera de Aguas Residuales PROFESOR: Ing. Lawrence E. Quipuzco UshahuaALUMNOS: Giancarlos Arcayo PalaciosJhoan P. Chvez SuazoRodrigo M. Del Campo OrMilushka L. Llanos CruzLuis E. Loaiza GuillenGonzalo M. Ponce de Len JaraEileen Soto GuevaraESPECIALIDAD: Ingeniera Ambiental2013UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINAFACULTAD DE CIENCIAS

NDICE

I. INTRODUCCION

II. OBJETIVOS1. Objetivo General2. Objetivos Especficos

III. GENERALIDADES1. Tratamiento de Aguas Residuales2. Lagunas Facultativas3. Humedales Artificiales

IV. DISEO: SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS POR LAGUNAS-HUMEDALES1. Caso2. Sistema de Tratamiento2.1. Descripcin2.2. Justificacin3. Diseo Hidrulico Estructural3.1. Aguas Servidas3.2. Laguna Facultativa Primaria3.2.1. Descripcin3.2.2. Dimensionamiento3.2.3. Cuadro Resumen3.3. Humedal Artificial de Flujo Horizontal3.3.1. Descripcin3.3.2. Dimensionamiento3.3.3. Cuadro Resumen

4. Anlisis4.1. Eficiencia & Cargas4.2. Tiempo de Retencin4.3 Requerimiento de rea

V. CONCLUSIONES

VI. REFERENCIAS

VII. ANEXOS1. ANEXO I: ESTANDARES NACIONALES DE CALIDAD AMBIENTAL PARA AGUA

2. ANEXO II: REA USADA PARA EL TRATAMIENTO EN LAS PLANTAS DE SEDAPAL

I. INTRODUCCIN

Dado que el agua es un elemento vital y multifuncional, su obligado uso implica la generacin de aguas residuales, cuya composicin ha sido alterada por el uso al que se la han sometido; pudiendo distinguirse: aguas residuales domsticas, urbanas, agrcolas e industriales. Entonces, las aguas residuales se caracterizan por poseer sustancias que representan prdida en su calidad; conllevando a la necesidad de tratamiento.El objetivo del tratamiento de aguas residuales es mejorar su calidad para cumplir las normas del cuerpo receptor o de reutilizacin. Una vez conocido el grado de tratamiento que se requiere, se selecciona el proceso de tratamiento en funcin a los valores de remocin predeterminados.Las plantas de tratamiento de aguas residuales, son regidas conforme a la Norma OS.090 del Reglamento Nacional de Edificaciones, y consisten en sistemas donde se realiza el tratamiento, y comprenden un conjunto de procesos y operaciones sobre las aguas que contiene desechos fisiolgicos y otros provenientes de la actividad humana, as como de la mezcla con aguas de drenaje pluvial o con aguas de origen industrial siempre y cuando cumplan los requisitos para ser admitidas en los sistemas de alcantarillado. En el presente informe se presenta el diseo de un sistema de tratamiento de aguas residuales, para el caso de una pequea comunidad, el cual estar constituido por dos lagunas facultativas primarias en paralelo seguidas por dos humedales artificiales de flujo horizontal en paralelo; se dimensionarn dichas unidades y se analizar la eficiencia del sistema, as como, se evaluar de forma general algunos criterios para su aplicacin.

II. OBJETIVOS1. Objetivo GeneralDisear un sistema de tratamiento para las aguas servidas de una comunidad pequea (1800 habitantes), mediante lagunas facultativas y humedales artificiales.

2. Objetivos Especficos Dimensionar estructural e hidrulicamente las unidades propuestas para los sistemas de tratamiento.

Incorporar criterios de aplicabilidad en trminos de legislacin (Norma Tcnica OS90), calidad (Estndares de Calidad) y requerimientos (rea y materiales).

Evaluar los tiempos de retencin y eficiencias parciales y globales de los sistemas.III. GENERALIDADES

1. Tratamiento de Aguas ResidualesReduccin y/o remocin total o parcial de las sustancias que alteran la composicin del agua tras su uso (agua residual); es decir, de los contaminantes que le dan la condicin de residual. Comprende una serie de procesos y operaciones de distinta naturaleza:

Fsicas: mtodos en los cuales el cambio en la calidad del agua se lleva a cabo mediante aplicacin de fuerza fsica. Ej.: sedimentacin, enrejado, filtracin, etc.

Qumicos: procesos en los que la eliminacin del contaminante se realiza por adicin de productos qumicos o a travs de reacciones qumicas. Ej.: desinfeccin

Biolgicas: la eliminacin del contaminante se lleva a cabo por procesos biolgicos. Ej.: fangos activos, biomasa fija, lecho fluidizado, etc.

En trminos generales, en los sistemas de tratamiento de aguas residuales se distinguen niveles de tratamiento segn las sustancias sobre las que se acta y se avanza en el proceso:

Pre-tratamiento. Principalmente, busca la homogenizacin del agua a tratar y la eliminacin de slidos gruesos. Incluye procesos como el desbaste, desarenado, etc.

Tratamiento Primario. Se separa la materia en suspensin, reducindose los slidos suspendidos y la demanda bioqumica de oxgeno; pudiendo darse algn tipo de digestin. Suele ocurrir en algn tipo de sedimentador primario como el tanque sptico o el tanque Imhoff. Se producen los lodos primarios.

Tratamiento Secundario. Elimina la materia orgnica biodegradable, reduciendo notablemente la DBO; suele ser de naturaleza biolgica aerbica, anaerbica o facultativa. Entre los mtodos ms comunes se tienen los biodiscos, lechos bacterianos, lagunas y humedales artificiales, etc. Tambin se generan lodos.

Tratamiento Terciario. Se elimina contaminantes especficos, dependiendo del uso al que se destinan las aguas tratadas. No necesariamente se incluye en todos los tratamientos.Aqu se incluye el uso de tecnologas como la smosis inversa, intercambio inico, etc.

*Flujograma de tecnologias empleadas en el tratamiento de aguas residuales (MINAM. 2009)

2. Lagunas FacultativasSon aquellas lagunas de estabilizacin que se caracterizan por presentar tres zonas bien definidas. La zona superficial, donde las bacterias y algas coexisten simbiticamente como en las lagunas aerobias. La zona del fondo, de carcter anaerobio, donde los slidos se acumulan y son descompuestos, fermentativamente. Y por ltimo una zona intermedia, parcialmente aerobia y parcialmente anaerobia, donde la descomposicin de la materia orgnica se realiza mediante bacterias aerobias, anaerobias y facultativas. (CNA. 2007)

Segn su ubicacin como unidad de tratamiento en un sistema de tratamiento, se considera (OPS/CEPIS. 2005): Laguna Primaria: son las que reciben agua residual cruda. Laguna Secundara: reciben el efluente de una unidad primaria. Laguna de Maduracin: reciben efluentes de grado ms all de la unidad secundaria.

Ventajas: Desventajas:

Pueden recibir y retener grandes cantidades de agua residual, soportando sobrecargas hidrulicas y orgnicas con mayor flexibilidad, comparativamente con otros tratamientos. Debido a los tiempos de retencin prolongados y a los mecanismos del proceso, son sistemas altamente eficaces para la remocin de bacterias, virus y parsitos, comparativamente con otros tratamientos. Mnimo mantenimiento.

Requieren de grandes reas de terreno para su implantacin. Es un sistema sensible a las condiciones climticas. Puede producir vectores. No permite modificaciones en las condiciones de proceso.

*Representacin esquemtica de las lagunas de estabilizacin. (Depura Natura)3. Humedales ArtificialesLos humedales artificiales son sistemas que simulan la zona de transicin entre un ambiente terrestre y uno acutico, siendo construidos con el propsito de tratar aguas residuales bajo condiciones contraladas de dimensionamiento, ubicacin y capacidad. (Gerba et al.1999)

Los humedales artificiales estn compuestos por agua, sustrato y plantas (emergentes o flotantes). Estas ayudan a airear el sistema radicular, haciendo que el oxgeno llegue a los microrganismos de la rizsfera. Tambin absorben nutrientes, principalmente nitrgeno y fsforo, adems de la eliminacin de contaminantes. Finalmente, filtran los slidos a travs del entramado que forma su sistema radicular. Existen dos tipos de humedales:

Flujo superficial (FWS), donde el agua circula a travs de los tallos de las plantas estando expuesta a la atmosfera directamente. Poseen una profundidad mxima de 60cm.

Flujo sub superficial (SSF), donde la circulacin del agua ocurre a travs de un medio granular (subterrneo). Las plantas interactan en este medio granular, estando el agua en contacto con los rizomas y las races de las plantas. A su vez, estos se dividen en:

Flujo horizontal: El agua ingresa permanentemente en la parte superior y es recogida por un tubo de drenaje al otro lado inferior, y es tratada a medida que fluye lateralmente a travs del medio.

Flujo vertical: son cargados intermitentemente. Se estimula el suministro de oxgeno alternando entre periodos de saturacin e instauracin. Reciben el agua de arriba hacia abajo, con un sistema de tuberas.

Entre las ventajas principales de estos sistemas se encuentra el bajo costo de operacin y mantenimiento, como tambin una baja produccin de residuos y una eliminacin natural de slidos en suspensin, materia orgnica, microorganismos patgenos y elementos eutrofizantes. Sin embargo, los tiempos del proceso pueden ser largos y tambin es limitado por la poca profundidad. La eficiencia de remocin de DBO5 de un humedal varia de 58 a 81%, en solidos suspendidos de 98% y para coliformes fecales, se alcanza hasta 99%.

*Representacin esquemtica de los tipos de humedales (Fernndez, J. 2011)IV. DISEO: SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS SERVIDAS POR LAGUNAS-HUMEDALES

1. CasoDisear un sistema de tratamiento para las aguas servidas de una pequea comunidad, cuya poblacin (P) es de 1800 habitantes con una dotacin (D) de agua potable de 100 L/hab/da. El ambiente del lugar de implementacin tiene las siguientes caractersticas: Temperatura ambiental mnima: Taire, min = 17 C Precipitacin: Pp = 0.0 cm/da Evaporacin: Ev = 0.2 cm/da Infiltracin: I = 0.0 cm/da Suelo: Arenoso