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PLAN DE TESIS
DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN EL DISTRITO DE CHILCA
ALARCON GUERRA
DAVID BASALDUA
RODRIGUEZ FLORES
ESTEBAN LESMES B1
ESTRADA FERNANDEZ
INDIRA PALOMINO
LOA RAFAEL
TALLER DE INVESTIGACION
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TALLER DE INVESTIGACIÓN
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TALLER DE INVESTIGACIÓN
PLAN DE TESIS
INTEGRANTES:
ALARCON GUERRA DAVID
BASALDUA RODRIGUEZ
FLORES ESTEBAN LESMES
ESTRADA FERNANDEZ INDIRA
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PALOMINO LOA RAFAEL
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-A mis queridos padres Por su apoyo incondicional y el esfuerzo diario Que realizan por brindarme una buena educación.
ALARCON GUERRA DAVID
Dedico A Dios Por la sabiduría e inteligencia que me da día a día. A mi madre por su apoyo incondicional que me brinda siempre.
FLORES ESTEBAN LESMES
Dedico este trabajo al docente por los conocimientos impartidos y a todos los interesados en aprender el tema
BASALDUA RODRIGUEZ
Dedico el presente trabajo a mis padres y hermanos por el apoyo incondicional que me brindan en cada etapa de mi vida.
ESTRADA FERNANDEZ INDIRA MELISSA
A Dios Por iluminarme durante este trabajo y Por permitirme finalizarlo con éxito
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PALOMINO LOA RAFAEL
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PLAN DE TESIS
El presente trabajo contiene información sobre la presentación y
justificación del diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales
para el distrito de chilca , así como los objetivos, los alcances y sus
limitaciones a contemplar durante el proceso de investigación, así
como también el marco teórico referencial en el cual se mencionan
definiciones y conceptos de tratamientos sobre aguas residuales, marco
normativo en el cual se presentan las normas y leyes para el
tratamiento de aguas residuales en el distrito de chilca
Por otra parte el cálculo de la población futura la cual nos ayudará a
conocer el caudal que nos regirá para el diseño de la planta de
tratamiento de aguas residuales en la zona de estudio, así como
también el diseño de los elementos que conforman la planta de
tratamiento con su respectiva cuantificación económica y su manual
de operación y mantenimiento.
Por último se presentaran las conclusiones y recomendaciones para
tomar en cuenta en la ejecución del proyecto, anexados los planos con
sus detalles de diseño, los estudios de suelos y estudio de la calidad del
agua los cuales nos permitirán un mejor manejo del proyecto en su
debida realización.
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INTRODUCCION i
CAPITULO I: ASPECTOS GENERALES pág.
1. ANTECEDENDES 13
1.1.1.UBICACIÓN
1.1.2. RECURSOS NATURALES 15
1.1.2.1.AIRE
1.1.2.2.FLORA
1.1.2.3.FAUNA
1.1.3. RECURSOS AMBIENTALES 20
1.1.3.1.SUPERFICIE
1.1.3.2.TOPOGRAFIA
1.1.3.3.MORFOLOGIA
1.1.3.4.GEOMORFOLOGIA
1.1.3.5. CAPACIDAD DE USO DE LOS SUELOS
1.1.3.5.1. SUELO APTO PARA CULTIVO EN LIMPIO
1.1.3.5.2. SUELO APTO PARA PASTOS
1.1.3.5.3. SUELO PARA PRODUCCION FORESTAL
1.1.3.6. PISOS ECOLOGICOS
1.1.3.7.CLIMA
1.1.3.7.1. CLIMA FRIO BOREAL
1.1.3.7.2. CLIMA FRIGIDO O DE TUNDRA
1.1.3.8.HIDROGRAFIA
1.1.3.8.1. CUENCA Y MICROCUENCA
1.1.3.8.2. LAGUNAS
1.1.3.8.3. RIOS
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1.1.3.9.PRECIPITACION PLUVIAL
1.1.3.10. TEMPERATURA
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1.1.4. VIVIENDA Y SANEAMIENTO 27
1.1.4.1.MATERIALES
1.1.4.2.N° DE HABITACIONES
1.1.4.3.EQUIPAMIENTO
1.1.4.4. AGLOMERACION DE VIVIENDAS
1.1.4.5. LIMPIEZA PUBLICA
1.1.5. ACTIVIDADES ECONOMICAS 29
1.1.5.1. ACTIVIDAD AGRICOLA
1.1.5.2. ACTIVIDAD PECUARIA
1.1.5.3. ACTIVIDAD FORESTAL
1.1.5.4. ACTIVIDAD AGROINSDUSTRIAL
1.1.5.5. ACTIVIDAD INDUSTRIAL
1.1.5.6. ACTIVIDAD ARTESANAL
1.2.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 31
1.3.JUSTIFICACION
1.4.OBJETIVOS DE LA INVESTIGACION 34
1.4.1.OBJETIVO GENERAL
1.4.2.OBJETIVOS ESPECIFICOS
1.5.FORMULACION DE LA HIPOTESIS 35
1.5.1.HIPOTESIS GENERAL
1.5.2.HIPOTESIS ESPECIFICO
1.6.IDENTIFICACION Y CLASIFICACION DE VARIABLES
1.6.1.VARIABLES INDEPENDIENTES
1.6.2.VARIABLES DEPENDIENTES
CAPITULO II: MARCO TEORICO DE LA INVESTIGACION
2.1.AGUA RESIDUAL 38
2.2. ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES
2.3. COMPOSICION DE LAS AGUAS RESIDUALES
2.4. SISTEMAS DE TRATAMIENTO
2.5. TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES
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2.5.1. TRATAMIENTO PRELIMINAR
2.5.2. TRATAMIENTO PRIMARIO
2.5.3. TRATAMIENTO SECUNDARIO
2.5.3.1. ALTERNATIVAS DE PROCESOS DE TRATAMIENTO SECUNDARIO
2.5.3.1.1. PROCESOS DE CRECIMIENTO EN
SUSPENSIÓN 2.5.3.1.1.1. EL PROCESO
CONVENCIONAL DE LODOS ACTIVADOS
2.5.3.1.1.2. EL PROCESO DE AERACION POR
ETAPAS
2.5.3.1.1.3. EL PROCESO DE ESTABILIZACION POR CONTACTO
2.5.3.1.1.4. EL PROCESO DE AERACION EXTENDIDA
2.5.3.1.1.5. ZANJAS DE OXIDACION
2.5.3.1.1.6. LAS PLANTAS DE TRATAMIENO CON OXIGENO PURO
2.5.3.1.1.7. REACTORES SECUENCIALES DE FLUJO INTERMITENTE (SBR)
2.5.3.2. PROCESOS DE PELICULA FIJA
2.5.3.2.1. FILTROS PERCOLADORES
2.5.3.2.2. DISCOS BIOLOGICOS ROTATIVOS (RBC)
2.5.3.3. SISTEMAS NO CONVENCIONALES
2.5.3.3.1. LAGUNAS DE ESTABILIZACION
2.5.3.3.2. EL SISTEMA FACULTATIVO
2.5.3.3.3. LAGUNAS AEREADAS
2.5.4. COMPARACION DE ALTERNATIVAS DE PROCESOS SECUNDARIOS
2.5.5. EVALUACION DE ALTERNATIVAS: MATRIZ DE SELECCIÓN
2.5.6. SELECCIÓN DE LTERNATIVAS
2.5.7. APLICACIÓN DE LA MATRIZ DE SELECCIÓN
2.5.8. SEGUNDA ETAPA DE EVALUACION: EVALUACION ECONIMICA
2.5.9. SISTEMA DE TRATAMIENTO RECOMENDADO.
CAPITULO III: MARCO NORMATIVO DE LA INVESTIGACION
3.1. NORMAS Y LEYES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
3.2. NORMAS INTERNACIONALES
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CAPITULO IV: PRESUPUESTO Y MANUAL DE MANTENIMIENTO.
4.1. CUADRO GENERAL DEL PRESUPUESTO.
4.2. MANUAL DE OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE
AGUAS RESIDUALES EN EL DISTRITO DE CHILCA
CAPITULO V: CONCLUCIONES Y RECOMENNDACIONES.
5.1. CONCLUSIONES
5.2. RECOMENDACIONES
ANEXOS
FIGURA CONTANCIA 1
FIGURA
CONTANCIA 2
FOTOGRAFIAS
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INTRODUCCION
A partir de que la sociedad avanza en cuanto a modernización se
afronta a grandes problemas como la contaminación, ya que los
principales responsables de la formación de aguas negras somos los
seres humanos.
En la actualidad el problema de la contaminación del agua es grave en
países menos desarrollados, y nuestro país no es la excepción; es
por esta razón que uno de los métodos más efectivos para
contrarrestar este problema es la construcción de plantas de
tratamiento de aguas residuales, las cuales estén aptas para darle
un tratamiento a dichas aguas antes de ser descargadas a un cuerpo
receptor.
Cabe mencionar que el siguiente estudio va acorde a las posibilidades
económicas de la municipalidad, y es por ello que se diseñará un
sistema de tratamiento que trabaje por gravedad; lo cual implica la
utilización del terreno actual que está proyectada en plan director del
distrito de chilca donde están siendo depositadas dichas aguas sin
tratamiento, produciendo contaminación al medio ambiente y algunas
enfermedades endémicas principalmente en la población infantil.
2
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Con la implementación de dicho sistema lo que se pretende es mejorar
las condiciones de salud y saneamiento en el distrito en vías de
desarrollo y se necesita para ello un tratamiento eficiente para el
manejo de aguas residuales, de tal manera que contribuya al progreso
sustentable de dicha localidad el cuál es un problema social que afecta
las mayorías de ciudades que carecen de este servicio de sistemas de
tratamientos de aguas residuales.
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Así que siempre que existe una necesidad en una sociedad,
independientemente de que tipo sea, es necesario generar soluciones
que las satisfagan, se tratara de buscar una solución a este problema
ya que el mismo perjudica a toda la ciudadanía así como también a
las plantas y animales, por lo cual el presente documento de carácter
social aporta una propuesta de diseño de una planta de tratamiento
que ayude a solucionar problemas de aguas residuales en el distrito de
chilca.
Por otra parte el diagnóstico en el cual determinaremos la densidad
poblacional la cual nos ayudará a conocer el caudal que nos regirá para
el diseño de la planta de tratamiento de aguas residuales en la zona de
estudio, así como también el diseño de los elementos que conforman la
planta de tratamiento con su respectiva cuantificación económica y su
manual de operación y mantenimiento.
Por último se presentaran las conclusiones y recomendaciones para
tomar en cuenta en la ejecución del proyecto.
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TITULO:
“DISEÑO DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN
EL DISTRITO DE CHILCA”
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1.1ANTECEDENTES
El distrito de chilca fue creado el 2 de mayo de 1957, año en el que
gobernaba el presidente Manuel Ignacio prado Ugarteche; tiene una
extensión territorial de 28.04km2 y según el censo realizado por el
INEI en el año 2007 cuenta aproximadamente con una población
de 77,392 habitantes, además presenta un crecimiento de 1,92%
anual, (Periodo 1993-2007) siendo 94.89% urbana y 5.11% rural;
predominando el sexo femenino con 51.89% con una densidad de
2,760 habitantes/km2.
1.1.1. UBICACIÓN
Este distrito esta ubicada en la depresión interandina de las
cordilleras occidental, oriental y sub andina de los Andes
Centrales del Perú. Forma parte dela Cuenca Intermedia del
Río Mantaro (Margen Izquierda). Ocupando el lado Sur del
Valle del Mantaro, con pendientes hacia el lado Oeste.
FIG. 01 MAPA N°1 PROVINCIA DE HUANCAYO
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FIG. 02 MAPA N°2 DISTRITO DE CHILCA - HUANCAYO
CUADRO 01. LIMITES DEL DISTRITO DE CHILCA
LADO DISTRITO
DESCRIPCION PROVINCIA
Norte HuancayoDesembocadura del riachuelo Chilca en el rio
Mantaro sigue, aguas arriba, por el cauce de este riachuelo y por el arroyo de Ocopilla hasta sus nacientes en el ramal de los Andes Centrales
Huancayo
Este Huancayo Cumbres de la Cordillera Central entre Huinchos y el origen de la torrentera de Huicho Cruz
Huancayo
Sur Sapallanga Huancan
Lindero que desciende por la torrentera de Huicho Cruz hasta el lugar donde corta el camino de
Huayllaspanca, sigue por el borde occidental de esta ruta a Tontochaca, desde donde continua en linea recta, hasta la bifurcacion de la carretera Central y el camino a Auray, bajando hasta el rio mantaro por
Huancayo
Oeste
3 Diciembre Huamancaca Chico
Cauce del rio Mantaro entre Llamus Pampa y la desembocadura del riachuelo Chilca
Chupaca
FUENTE: Ley n° 12829 (1957)Demarcación territorial – CTAR JUNIN 2002
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1.1.2. RECURSOS NATURALES
1.1.2.1. Agua Potable
La captación de agua potable proviene de la micro
cuenca del Rio Chilca, y de otras fuentes de manantiales.
Asimismo SEDAM HUANCAYO
S.A. sostiene en su Estudio determinación de la formula
tarifaria, estructura tarifaria y metas de gestión aplicable a
la empresa de servicios de agua potable y alcantarillado
municipal de Huancayo Sociedad Anónima, SEDAM
Huancayo S.A. SUNASS (PMO diciembre 2008)
Abastecimiento de fuentes de agua superficial y
subterránea. El río Shullcas representa la principal fuente
de abastecimiento de agua para el consumo humano de la
ciudad. Su caudal promedio en épocas de avenida
alcanza los 5 m3/s y en estiaje su caudal baja hasta 1.5
m3/s. El recurso superficial de agua de este río es
compartido con la agricultura. Dentro del ámbito
geográfico de esta sub cuenca del río Shullcas,
identificamos 43 lagunas, todas emplazadas sobre los 4000
msnm, de los cuales la de mayor longitud son: Lazo Huntay
33 Has. Aproximadamente y Chuspicocha con 22.5 Has.
En época de sequía, se realiza la regulación del caudal
con el agua almacenada en 6 lagunas ubicadas en la parte
alta de la cuenca, que en total pueden almacenar hasta 5.8
millones de metros cúbicos.
El personal de SEDAM HUANCAYO S.A. realiza el control del
almacenamiento, así como el mantenimiento de los canales
de conducción a las lagunas y el camino de acceso a la
zona. LINEA CERRITO DE LIBERTAD: Constituido por
tuberías AC. De 14” (400 mm) abastece a la zona alta
del distrito de Huancayo en cotas mayores al reservorio
vía una desviación de tubería PVC 10” (250 mm) ubicada en
la Av. Palian a la altura del colegio C.E. “La Asunción”
alimenta a su vez al reservorio Cerrito de La Libertad y
mediante bypass al reservorio Leoncio Prado para
abastecer la parte Sur Oeste del distrito de Huancayo y
distrito de Chilca.
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CUADRO 02. PRODUCCION DE LAS FUENTES SUBTERRANEAS
NOMBRERENDIMIE
NTO(l/s)
HORAS DE FUNCIONAMIE
PRODUCCION PROMEDIO
Yanama 65.0 11.0
29.8San Antonio 40.0 12. 20.0Pozo N°18 45.0 7.
013.1
Urpaycancha 40.0 11.5
19.2La Florida 67.0 9.
827.4
La Esperanza 80.0 12.0
40.0Colegio Castila 50.0 15.
331.9
Estadio Castilla 60.0 13.2
33.0Parque Túpac Amaru
50.0 14.0
29.2Umut
o51.0 13.
929.5
Chilca 30.0 9.0
11.3Agua de las Virgenes
85.0 9.8
34.7TOTA
L319.
1FUENTE: Estructura Tarifaria SEDAM S.A 2008
CUADRO 03. CARACTERISTICAS DE LOS RESERVORIOS EXISTENTES
NOMBRE VOLUMEN
ANTIGÜEDAD
COTAmsnm
ESTADO
OBSERVACIONES
Urpaycancha 4.000 32
3.293 Bueno Presenta filtracionesSan Antonio 3.000 3
13.297 Bueno
Leoncio Prado
2.500 28
3.266 Bueno Ubicada en ChilcaCerrito 1.370 3
83.295 Malo Presenta
filtracionesBelén 150 18
RegularAza 2.000 1 Bueno
Azapampa 2.000 1 Bueno Ubicada en ChilcaTOTAL 15.020
FUENTE: Estructura Tarifaria SEDAM S.A 2008
CUADRO 04. REGISTRO DE LA CALIDAD DEL AGUA DISTRIBUIDA
INDICADORESTRIMESTRES ACUMULADOS
%I II III IVCloro residual libre
N° de muestras totales cloro residual
1570 3316 4625 561393.7N° de muestras satisfactorias
> ó = 5 UNT1399 3102 4325 5261
TurbidezN° de muestras turbidez 1570 3316 4625 5613
93.6N° de muestras satisfactorias > ó = 5 UNT
1426 3134 4408 5256
FUENTE: PMO SEDAM HUANCAYO S.A 2008
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CUADRO 05. LINEAS DE IMPULSION DE AGUA
LINEADiame
tro (pulg
Longitud (ml)
Antigüedad (años)
Estado fisic
Tipo de
tuberia
Capacidad (lps)
Presion
Max m.c.
Actual
MáximaYANAMA* 8 4.000 3
0Regular
A.C. 32.00
63.00 30.00
SAN ANTONIO
8 150 30
Regular
A.C. 19.00
38.00 0.00
POZO N°18 10
400 6 Bueno PVC 24.00
45.00 10.00
URPAYCANCHA
10
100 30
Regular
A-C 22.00
45.00 0.00
LA FLORIDA* 8 1.200 10
Regular
PVC 35.00
65.00 40.00
LA ESPERANZA*
10
400 8 Regular
PVC 41.00
82.00 5.00
COLEGIO CASTILLA*
8 500 8 Regular
PVC 30.00
65.00 10.00
ESTADIO CATILLA*
10
200 9 Regular
PVC 32.00
60.00 10.00
AGUA DE LAS VIRGENES*
10
200 9 Regular
PVC 44.00
85.00 50.00
PARQUE TUPAC AMARU
8 1.200 1 Bueno PVC 25.00
50.00 20.00
UMUTO 8 300 10
Regular
PVC 30.00
70.00 10.00
CHILCA* 6 400 6 Regular
A.C. 15.00
30.00 5.00
TOTAL 9.050 349 698
(*) Líneas que van directamente a la red FUENTE: PMO SEDAM HUANCAYO S.A 2008
El barrio San Francisco de Asís al lado Este del Distrito de
Chilca, tiene su JASS para atender a 150 pobladores (Chilca
y Huancayo), con un reservorio en mal estado de 8M3, y
que se alimenta de un manante en la parte superior, de
donde también se surte para el reservorio del Cerrito de
la Libertad, tiene autorización de explotación del Distrito
de Riego Mantaro (Dirección Regional de Agricultura).
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TALLER DE INVESTIGACIÓN
3
TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.1.2.2.AireLa atmósfera es contaminada. Sin embargo, es latente el
riesgo de contaminación severa por el incremento del
parque automotor que actualmente supera más de 12000
vehículos, sin contar los vehículos menores ni de los
ómnibus que proliferan por la ciudad de Chilca.
Sus riachuelos, canales de riego, sequias y diversos
espacios libres con basurales y elementos en
descomposición, ocasionan hedores nauseabundos que no
permiten una respiración normal. Urge tratar este aspecto
en Chilca por ser parte de una pérdida de calidad de vida
para sus habitantes y para los visitantes.
1.1.2.3.FloraEn el distrito de Chilca se encuentran diversas especies de
la flora nativa, entre las principales tenemos:
CUADRO 06. RELACION DE ESPECIES PRINCIPALES DE FLORA
N° NOMBRE VULGAR
NOMBRE CIENTÍFICO
FAMILIA USOS
1 Alverja
Pisum Sativum Leguminosas 92 Alfalfa Medicago Sativa Labiadas 2,
63 Berro Mimulus Glabratus Escrofulariaceae
14 Calabaza Cucuribita pepo L. Cucuribitácea
s9
5 Cebada
Hordeum Vulgare Graminae 11, 96 Culantro Coriandrum Sativum Umbelíferas 9
7 Diente de león,
Taraxacum officinalis Asteraceae 1
8 Haba Vicia faba L. Papilonaceas 99 Huacatay,
ChinchoTagetes elíptica Smith.
Asteraceae 9
10 Ichu Calamagrostis ampliflora Tovar
Poaceae 1111 Ichu, Ocsha Stipa ichu. K. Poaceae 11, 1212 Maíz Zea
maysGramíneas 9
13 Ortiga de sierra Loasa urens Jacq. Loasaceae 1
3
TALLER DE
14 Orégano Origanum
Lamiaceae 9
15 Pasto Calamagrostis ampliflora Tovar
Poaceae 1116 Papa, patata Solanum Tuberosum Solanacea 1,
9
3
TALLER DE
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17 Perejil Petroselinum crispin (Mill) Nym
Umbelíferas 9
18 Poro Allium ampeloprasum Alliceae 919 Rabanito Raphanus sativus L. Cruciferae 9
20 Rocoto
Capsicum pubescens Ruiz
Solanacea 9
21 Romero
Calceolaria lineris R&P Escrofulariaceae
1, 322 Salvia Huarmata Savia sigatata R&P Lamiaceae 1
23 Totora Typha latifolia Typhaceas 4, 1224 Trigo Aegiilops ovata Graminae 11, 9
25 Verbena Verbena sp Verbenaceae 1, 2, 3, 4, 526 Zanahoria Apium graveolens Cruciferae 1,
9FUENTE: Recopilacion de campoELABORACION: Equipo técnico PDC CHILCA 2011-2021
CLAVE DE USOS
N°
APLICACIONES N° APLICACIONES
1 Medicinal
7 Taninos2 Agroforesteria 8 Maderas3 Leña 9 Comestible ( Frutos,
etc.)4 Protección ribereña 1 Flora apícola5 Protección de canales y
acequias11
Forrajera6 Mejoramiento y fertilización de
suelos12
Artesanía
1.1.2.4.FaunaCUADRO 07. CLASIFICACION DE PRINCIPALES AVES ALTOANDINAS
N° NOMBRE VULGAR NOMBRE CIENTÍFICO UTILIDAD
1 Gaviota andina Larus serranus Regulador2 Gavilá
nFalco rufigularis Regulador
3 Golondrina Notiochelidon sp Regulador4 Gorrión Passer domesticus Regulador5 Palom
aColumba fascista Regulador
6 Pato de los Merganetta armata Regulador7 Picaflor cordillero Oreotrochilus estella Regulador8 Yanavico Plegadis ridgwayi Regulador
FUENTE: Recopilacion de campoELABORACION: Equipo técnico PDC CHILCA 2011-2021
PLAN DE TESIS
1.1.3. RECURSOS AMBIENTALES
1.1.3.1.Superficie
El Distrito de Chilca tiene una superficie de 28.04 Km2, que
representa el 0.79% de la provincia de Huancayo y
0.063% de la región Junín. La Provincia de Huancayo
tiene 3,558.10 Km2 y la Región Junín alcanza 44,197.23
Km2.
Fuente: CTAR JUNIN 2002 – Demarcación Territorial
1.1.3.2.Topografía
El relieve en la parte baja es plana con ligera pendiente,
pero en la parte nor occidental es parte de una cadena
montañosa con abruptas pendientes. Dicho relieve
presenta pendientes que varía 1278 metros, desde los
3,172 msnm en orillas del Río Mantaro hasta el Cerro
Tanquiscancha 4,450 msnm, al lado NE del distrito de Chilca.
Fuente: IGN Carta Nacional.
1.1.3.3.Morfología
La forma del territorio distrital es irregular, el que se
prolonga en una especie de punta triangulada, para luego
bruscamente ser parte de las vías enderezadas y terminar
en el rio Mantaro, recorriendo cerros angulados en la
parte Este, y tiene la forma de un cuchillo lítico
rudimentario con mango corto.
1.1.3.4.Geomorfología
Destacan terrazas fluviales, conos de deyección de los
tributarios, colinas. En sus laderas se identifican colinas
detríticas y rocosas, depósitos de vertiente, modelado fluvial
y glacial. Chilca pertenece a la depresión interandina
relleno glacio – aluvial (Cio B3 d’) en la parte urbana, y la
parte rural pertenece al Control Estructural de la cordillera
occidental y oriental Sub húmedo y frio (Cio D’d y Cio C’d).
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TALLER DE INVESTIGACIÓN
PLAN DE TESIS
1.1.3.5. Capacidad de Uso de los Suelos
1.1.3.5.1. Suelo apto para cultivo en limpio
De los 28.04 Km2 de terreno físico que representan
2804 ha, aproximadamente 500.00 ha. 17.86% tienen
capacidad de uso agrícola, teniendo el 35% en
condición de habitadas por la expansión urbana del
distrito y el restante 65% corresponde a las cadenas
montañosas donde solo crece el Ichu, Eucaliptus,
Molles, Retamales y Cactus.
1.1.3.5.2. Suelo apto para pastos
En la parte alta del distrito se tiene cerros con
vegetación natural del Ichu, aproximadamente 1500
Ha. Que es apta para la ganadería, pertenece a las
comunidades de Azapampa y Tanquiscancha; allí
también están pequeños humedales.
En la parte baja del Distrito de Chilca no es significativo
por la expansión de construcciones que tiene Chilca y
por el incremento de la migración desde la zona sur
(Huancavelica) y otros lugares.
1.1.3.5.3. Suelo para producción forestal
CUADRO 08. CLASIFICACION DE SUELOS APTOS PARA FORESTAR
N° DESCRIPCIÓN Ha %
1 Tierras aptas para producción forestal
215.00 7.68
ELABORACION: ET PDC CHILCA 2011-2021
En la comunidad de Azapampa y Comunidad de
Tanquiscancha, existen espacios forestados, que son
adecuadas para reforestar con fines paisajísticos, y
también por las riberas de los riachuelos Chilca, Alata,
Llocllachaca y Ali.
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TALLER DE INVESTIGACIÓN
3
TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.1.3.6.Pisos Ecológicos
El territorio del distrito de Chilca abarca tres pisos ecológicos,
de acuerdo a la clasificación dada por el ilustre peruano Dr.
Javier Pulgar Vidal, en su tesis sobre las ocho regiones
naturales del Perú (1943):
CUADRO 09. CLSIFICACION DE LOS PISOS ECOLOGICOS DE CHILCA
N° REGIÓN DESDE HASTA
1 Quechua "tierra de climas templados"
2,300 msnm
3,500 msnm2 Suni o Jalca "silvestre, salvaje, tierra
desierta"3,501 msnm
4000 msnm
3 Puna "Region del soroche" 4,000 msnm
4,800 msnmFuente: Ocho Regiones Naturales del Perú 1943 - Dr.
Javier Pulgar Vidal/ Elaboración: ET PDC CHILCA 2011 - 2021
1.1.3.7.Clima
El distrito de Chilca tiene la característica Sub Húmedo y
Semifrío (Cio B3’ d’) de 3000 a 3500 msnm, con
temperaturas 11º - 12º, Sub Húmedo y Frio (Cio C’d’) de
3500 a 4000 msnm, con temperaturas de 7º - 8º; Sub
Húmedo y Semi Frígido (Cio D’d`) de 4000 a 4400 msnm,
con temperaturas de 4º - 6º, propia del valle interandino.
FIG. 03 MAPA N°3 JUNIN CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA
3
TALLER DE
3
TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.1.3.7.1. Clima Frío o Boreal
Conocida también como clima de montaña alta, se
extiende desde los 3,000 msnm hasta los 4,000
msnm, donde las precipitaciones pluviales llegan
hasta los 750 mm y las temperaturas mensuales
fluctúan entre 6ºC - 12 ºC. Comprende parte baja del
rio Mantaro, donde esta Chilca. La distribución de la
lluvia a lo largo del año permite identificar fácilmente
los meses de máximas precipitaciones en los meses
de enero, febrero, y marzo; y los meses de mínima
precipitación durante el invierno (meses de junio,
julio y agosto), durante las cuales la disminución de
temperaturas llega a valores inferiores a cero,
produciéndose las heladas, en la zona del Valle del
Mantaro.
1.1.3.7.2. Clima Frígido o de Tundra
A este tipo de clima se conoce también como clima
de "puna o páramo" y se extiende desde los 4,000
msnm hasta los 5,000 msnm, abarcando la mayor parte
del área de la micro cuenca del río Chilca, en esta zona
se ubican los pueblos de Tanquiscancha y Azapampa
(parte alta). La precipitación anual está alrededor de
750 mm, dando la sensación de mayor humedad debido
a que las temperaturas son menores que en el caso
anterior, es decir que éstas fluctúan entre 6ºC - 1.5 ºC,
llegando eventualmente en las partes más altas a
puntos de congelamiento.
Comprende colinas, mesetas y cumbres andinas.
Durante los meses de verano se presentan la mayor
3
TALLER DE
cantidad de la precipitación anual, y en los meses de
invierno, éstos disminuyen considerablemente. La
ocurrencia de heladas es frecuente a lo largo del año,
siendo mayores en los meses de junio, julio y agosto.
En estas altitudes, la condición térmica imposibilita el desarrollo de
los cultivos agrícolas, desarrollándose mayormente
pastizales, estepa matorral ralo y pajonal.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.1.3.8.Hidrografía1.1.3.8.1. Cuenca y microcuenca
El Distrito de Chilca forma parte de la Cuenca del Rio
Mantaro, que a su vez se subdivide en cuenca superior,
cuenca intermedia y cuenca inferior. En este caso,
forma parte de la denominada “Cuenca Intermedia del
río Mantaro o Valle del Mantaro”.
La Micro Cuenca del rio Chilca bordea el lado noreste
(NE), con un recorrido de14.5 Km hacia el lado Oeste
(W) colindando con el distrito de Huancayo y el
riachuelo Ali colindante con el distrito de Huancán en el
lado Sur que es la parte intermedia y baja, hasta el Río
Mantaro.
1.1.3.8.2. Lagunas
La principal laguna de Tontopato o Quillishcocha de
aproximadamente 13,500 M2, tiene diversa vegetación
acuática destacando el totoral y es el hábitat de las
gaviotas por el nombre de la misma ave. Ubicada en la
parte alta (NE) del distrito. No tiene salida ni da origen a
un manante.
El Distrito de Chilca tiene otra lagunilla de Pichas con
una extensión aproximada de 12,300 M2, donde
habitan patos silvestres y crecen diferentes plantas
silvestres. Es cerrada sin salida externa, pero tiene
filtraciones.
1.1.3.8.3. Ríos
Margen izquierda del rio Mantaro, limite con el distrito
Tres de Diciembre y Huamancaca Chico (Chupaca) en
lado Oeste aproximadamente 1.2 km.
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TALLER DE
El río Mantaro en la unión con el rio Chilca, presenta
indicios de alta contaminación, a la que se une el
colector de SEDAM HUANCAYO
S.A que descarga sus aguas servidas, ocasionado un
nauseabundo hedor.
FIG.04 TOMA DE AGUA DE SEDAM HUANCAYO
3
TALLER DE
PLAN DE TESIS
El Río Chilca tiene un recorrido con dirección del lado
Este a Oeste en el límite norte de Chilca con Huancayo,
de aproximadamente 14.5 Km., y finalmente
desemboca en el río Mantaro. Tiene un caudal de 10
M3/s. en temporada de lluvias y 40 l/s. en temporada de
estiaje.
En el cauce del rio Chilca a una distancia de dos
kilómetros rio arriba del Puente Ocopilla existe una
Toma de Agua de SEDAM HUANCAYO S.A. que capta
directamente el fluido del agua transparente.
A una cuadra de la Avenida Huancavelica, se toma de las aguas de la parte
Oeste del territorio de Chilca para regar terrenos de labranza
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TALLER DE
con sustancias contaminadas, siendo un factor altamente
riesgoso para la salud a través de la alimentación de forrajes
para la ganadería y productos de consumo humano.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
Puente Ocopilla, el río Chilca esta contaminada por efectos de
la gente que arroja sus desperdicios al cauce, y es también
contaminada por la presencia de perros muertos en el lecho.
Peligroso foco de contaminación ambiental que puede
acarrear desde enfermedades cutáneas hasta
gastrointestinales.
FIG.05 RIO CHILCA TOTALMENTE CONTAMINADO
El Rio Ali viene a ser el colector del riachuelo Llocllachaca y
riachuelo Áncala que en épocas de invierno (Diciembre Abril)
tiene un aforo de 3 M3/s. Y en temporada de estío sólo
traslada 10 l/s. Desembocando en el río Mantaro, este
riachuelo esta altamente contaminado que hasta se puede
percibir el hedor en sus aproximaciones. No apto para el
riego.
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TALLER DE
1.1.3.9. Precipitación pluvialEn el distrito de Chilca se tiene una precipitación de 70
mm. en promedio; registrando un máximo hasta 133.9
mm, y un mínimo de 3.2 mm. Según la temporada de
lluvias que suele ocurrir en los meses de
Diciembre a Abril.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.1.3.10. Temperatura
La temperatura media anual de Chilca es de 11.25°C sus
variaciones van desde 2.1º a 20.4ºC.
1.1.4. VIVIENDA Y SANEAMIENTO
El distrito de Chilca con una población en rápido crecimiento
(1.92% anual), bordea los cien mil habitantes, tiene urgencias
de viviendas dignas, que no esta avanzando en la misma
proporción. Se tienen en 22,000 viviendas en la actualidad,
creando brechas de insatisfacción habitacional.
El saneamiento del distrito se complementa con el recojo de
los residuos sólidos (basura) mediante camiones y furgonetas
motorizadas, para llevar a la Planta de tratamiento de estos
desechos que no tiene Chilca. No hay horarios establecidos
para el recojo de estos desperdicios, Chilca produce
diariamente 50 TM de desechos sólidos.
1.1.4.1.Materiales
La característica principal de las construcciones en las
nuevas viviendas Predomina el material noble 48.11%.
CUADRO N°10 CARACTERISTICAS DE CONSTRUCCION DE VIVIENDAS
CARACTERISTICAS CANTIDAD %Tierra 7,042 44,2
2Cemento 7,662 48,1Loseta, terrazos, cerámico, o similares 451 2,83Parquet o madera pulida 246 1,54Madera (pona, tornillo, etc.) 486 3,05Lamina asfáltica, vinílico o similares 17 0,11Otros material 22 0,14FUENTE: LINEA DE BASE ECODEP – MDCH 2011
También hay gran cantidad de viviendas con material de
adobe y tierra 44.22% que paulatinamente van renovando
6
TALLER DE
con el fierro y cemento sus moradas, en especial las que
se encuentran en la zona central, con fines comerciales.
PLAN DE TESIS
1.1.4.2. Nº de habitaciones
En la parte urbana de Chilca la distribución de habitaciones
por lo general son mayores a tres habitaciones, con más
espacios libres.
1.1.4.3. Aglomeración de las Viviendas
En el Distrito de Chilca las viviendas urbanas están
aglomeradas de manera que se han constituido en cuatro
zonas, que facilitan la implementación de sistemas de
agua, desagüe, teléfonos y energía eléctrica.
La zona Rural de Tanquiscancha y Azapampa están en la
parte urbana marginal, que son los cerros a donde no se
implementan el servicios de agua, desagüe y recojo de
residuos sólidos
1.1.4.4. Limpieza pública
En el Distrito de Chilca la recolección de residuos sólidos
(>50 TM/día) es Precaria, no hay atención permanente (Ni
horarios establecidos para el recojo) hay un camión
compactador, otro camión mediano y 03 pequeñas
furgonetas, afecta el paisaje urbanístico y crea
disconformidad de sus pobladores. Inundando las riberas de
los riachuelos y espacios libres con basuras y estos
Ocasionan malos olores. No se tiene planta de
tratamiento de la basura; es Competencia de la
municipalidad provincial y local.
CUADRO N° 11 DEFICIT DE AGUA Y SANEAMIENTO
AREA DE RESIDENCIARANKINGTOTAL AREA URBANA AREA RURAL
TOTAL %DEFICIT TOTAL %DEFICIT TOTAL %DEFICIT15,926 18.9 15123 16.7 803 61.1 116
De acuerdo al cuadro, chilca tiene el año 2007 un déficit
de 18.9% en saneamiento básico de las viviendas por áreas
de residencia, siendo mayor este déficit en el área rural que
alcanza 61.1%; en cuanto al área urbana es de 16.7%.
SEDAM
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TALLER DE INVESTIGACIÓN
PLAN DE TESIS
HUANCAYO S.A. informa al 2011, que atiende en Chilca los
servicios de alcantarillado a 11,693 conexiones, suministra
de agua potable a 13,263 conexiones domiciliarias, y
complementando con servicios de agua potable a través
de 24 conexiones instaladas en piletas publicas de
diferentes zonas alejadas, donde no alcanza la cobertura de
distribución de agua potable. En resumen hay carencia de
servicios de SEDAM a la población por la falta de ampliación
de servicios básicos.
1.1.5. ACTIVIDADES ECONOMICAS
1.1.5.1. Actividad agrícola
Escasa producción agrícola por el crecimiento de la
urbanización de la ciudad y por la parcelización del terreno.
El reducido espacio y la carencia de agua de riego limpia no
permiten desarrollar esta actividad de manera intensiva,
pero si para el autoconsumo de productos orgánicos.
1.1.5.2. Actividad pecuaria
En la Zona urbana de Chilca no hay espacios apropiados
para pastar animales mayores, sin embargo hay
pobladores que mantienen su costumbre de criar
animales mayores o menores, pero en mínima escala. La
parte de la comunidad de Tanquiscancha tiene espacios
para criar animales menores en los cerros y espacios
de la quebrada. Por la dimensión no muy grande
tampoco se puede masificar.
1.1.5.3. Actividad forestal
Chilca tiene espacios forestados en las lomadas de
Azapampa, Ocopilla, Tanquiscancha y en Llamus, en los
alrededores de los cauces de riachuelos, canales lo que
significa en conjunto regular cantidad de especies como
eucalipto, molle, retamas, cactus y otros.
1.1.5.4. Actividad agroindustrial
Se tienen empresas madereras en Chilca que van
depredando paulatinamente pequeños bosques, pero lo
más importante es que también transforman en carbón. Los
madereros traen productos de otros lugares cercanos y
también de la Selva Central.
42
TALLER DE INVESTIGACIÓN
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
La elaboración productos lácteos, tales como yogurt,
quesos, quesillos, que se venden a diario, siendo una
actividad secundaria muy alentadora que genera ingresos
para algunos pobladores.
1.1.5.5. Actividad industrial
Este sector ocupa el 15 % de las actividades principales, el
sector industrial se caracteriza por tener pequeños
establecimientos con bajos niveles de inversión, no existen
inversiones privadas de mediana magnitud por la falta de
condiciones favorables. La actitud artesanal se reduce al
6,4% de centros artesanales, quienes cuentan con
instrumentos caseros poco tecnificados y generalmente es
a través del trabajo manual. El Turismo se desarrolla en lo
gastronómico, pese a contar con una riqueza turística
poco explotada, como Sitio arqueológico de Coto Coto, la
Feria Dominical Ganadera de Coto Coto y anual de Feria
Regional Cuasimodo, el mirador natural de Tanquiscancha,
los Bosques de Ocopilla, el monumento histórico de
Azapampa, el Mirador de Auquimarca y la riqueza folklórica
muy variada de los residentes sureños, yauyinos y otros.
1.1.5.6. Actividad artesanal
Sobresalen los pirotécnicos que están en los límites de
Huancayo avenida Huancavelica, y los que tienen sus
talleres en la parte baja de Chilca en la zona de Puzo y
Auquimarca.
FIG.06 RIO CONTAMINADO POR LAS AGUAS RESIDUALES
4
TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.2PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
El tratamiento de aguas residuales es necesario para la
prevención de la Contaminación ambiental y del agua, al igual
que para la protección de la salud. El agua una vez ha sido
utilizada, sufre cambios en sus características físicas, Químicas y
biológicas, las cuales pueden afectar en mayor o menor grado el
medio ambiente.
La problemática de las aguas residuales, en el distrito chilca no
cuenta con un sistema adecuado de tratamiento para aguas
residuales. por lo que el agua proveniente del alcantarillado
sanitario son descargadas sin tratamiento alguno al rio Áncala y
posteriormente al rio Mantaro, degradando así la calidad del agua
y aumentando su contaminación, en tal sentido es necesario
que se realice un estudio para el diseño de una planta de
tratamiento de aguas residuales, que sirva para disminuir
considerablemente los niveles de contaminación ambiental tanto
en el agua, suelo y aire; así también para minimizar los riesgos
en la salud que aquejan a la población.
4
TALLER DE
De no tomarse en cuenta la propuesta presentada en esta
investigación, lamentablemente aumentaran los niveles de
contaminación y los riesgos de salud pública que en futuro serán
los principales causales para el incremento de la tasa de
mortalidad.
PLAN DE TESIS
1.2.1. Problema principal
La contaminación del agua
1.2.2. Problemas específicos
Perdida de fauna acuática
Incremento de riesgos en la salud
publica Aumento de la
enfermedades infecciosas
Incremento de los malos olores alrededor de la zona afectada
1.3. Justificación
Debido al rápido incremento poblacional y al hecho de no existir
un adecuado sistema de tratamiento para aguas residuales En el
distrito de chilca, se genera un incremento acelerado del nivel de
contaminación del agua, sujeta a problemas de salud en la
población,
El presente proyecto pretende dar respuesta a la necesidad de
tratar las aguas residuales generadas en el distrito de chilca, con
la finalidad de reducir los niveles de contaminación ambiental y los
riesgos de Salud en la zona. Asimismo se espera que el proyecto
sirva de apoyo y de ejemplo a aquellas entidades con las mismas
necesidad El tratamiento de mayor cantidad de aguas residuales
domesticas generadas por las ciudades y la recuperación de un
mayor número de efluentes en forma factible y segura será un
reto de suma importancia ecológica, social y económica.
45
TALLER DE INVESTIGACIÓN
FIG.06 RIO CONTAMINADO POR LAS AGUAS RESIDUALES
PLAN DE TESIS
Algunas empresas de servicios públicos e instituciones
gubernamentales y técnicas de la Región han iniciado esfuerzos
para tratar apropiadamente las aguas residuales domesticas en
las zonas urbanas y, utilizar los efluentes tratados en diversas
aplicaciones agrícolas.
Sin embargo, no se le ha dado solución a esta problemática, es
por ello que se realizará el presente estudio para ayudar a
resolver el problema existente al no tener un sistema de
tratamiento adecuado, previo a su descarga, para evitar en lo
posible la contaminación que causa la descarga directa de las
aguas residuales, en el cuerpo Receptor.
Con la implementación de este servicio se vendrá a beneficiar
aproximadamente a un porcentaje de la población de habitantes,
garantizándoles la eliminación de contaminantes presentes en el
agua residual y la exposición a la proliferación de enfermedades
Sintomatológicas por agentes como virus y bacterias.
El propósito de dicha planta es producir agua tratada para ser
depositada en el cuerpo receptor y que no produzca
contaminación ambiental, razones por las cuales surge la
necesidad de crear un sistema de tratamiento de agua residual que
reúna las condiciones de saneamiento básicas, para evitar o
aliviar los impactos negativos que se Causan al ambiente humano
y natural.
46
TALLER DE INVESTIGACIÓN
PLAN DE TESIS
Para la creación del sistema de tratamiento es necesario realizar
estudios previos para saber el grado de contaminación del agua
residual, con el objetivo de determinar las diferentes etapas de
tratamiento que están enmarcadas en los resultados de las
pruebas de Aguas, guardando una relación directa con el DBO, PH
del agua, Coliformes fecales, Coliformes totales, Microorganismos
bentónicos, como también las grasas y aceites de dichas aguas
descargadas, etc.
Por todo lo mencionado anteriormente se considera que el
proyecto tiene prioridad respecto a las necesidades que presenta la
población; y que a su vez éste mejorará el nivel de vida de las
futuras generaciones, generando una ciudad limpia y ordenada.es.
1.4. Objetivos de la investigación
1.4.1. Objetivo general
Diseñar una planta de tratamiento para el distrito de chilca,
utilizando el área disponible actual, permitiendo así reducir
los niveles de contaminación del agua y mejorar la salud de
la población.
1.4.2. Objetivos específicos
Determinar la cantidad y el crecimiento poblacional del
distrito de chilca. Ubicar la zona donde se construirá la
planta a diseñar
Ubicar la zona de descarga de las aguas residuales.
Calcular el caudal total de aguas residuales del distrito de chilca
Identificar qué tipo de planta de tratamiento de aguas
residuales se diseñara en el distrito de chilca.
Calcular el volumen total de las aguas residuales que se
descargan en el rio Ancala.
Realizar los planos básicos del PTAR.
47
TALLER DE INVESTIGACIÓN
4
TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.5. Formulación de la hipótesis
1.5.1. Hipótesis general
Diseño de una planta de tratamiento para aguas residuales
en el distrito de chilca una opción viable.
1.5.2. Hipótesis especificas
Es posible hallar la cantidad y el crecimiento poblacional
basándose en los datos que proporciona el INEI.
La ubicación de la zona de construcción de PTAR se
determinara a partir de los planos del plan director de la
municipalidad.
Se ubicara la zona de descarga según el plano de red
matriz de alcantarillado (SEDAM) distrito de Chilca.
Es posible hallar el caudal total de aguas residuales
mediante fórmulas pre–establecidas en bibliografías de
Agua y Saneamiento.
Se diseñara la planta de tratamiento basándose en la
necesidad de la población,
Se determinara el volumen total de las aguas residuales
vertidas tomando en cuenta el total de puntos de descarga
verificados en el plano de la red de alcantarillado.
Se realizaran los planos básicos del PTAR basados el tipo
de planta de tratamiento a diseñar.
1.6. Identificación y clasificación de variables
1.6.1. Variables dependientes
Indicar el mantenimiento que necesita la planta de
tratamiento de aguas residuales durante todo su
funcionamiento.
Demanda Biológica De Oxígeno (DBO) en el agua al
4
TALLER DE
comienzo y culminación del sistema.
Caudal final de salida para el diseño de la planta de
tratamiento de aguas residuales.
Caudal y la calidad de agua de salida en el proceso final del sistema.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
1.6.2. Variables independientes
Ubicación del planta de tratamiento de aguas residuales
Dimensiones de los tanques del planta de
tratamiento de aguas residuales.
Establecer normativas y el modo de trabajo para el manejo
para el de la planta de tratamiento de aguas residuales.
Diseño de una planta de tratamiento de aguas residuales
Indicar el mantenimiento que necesita la planta de
tratamiento de aguas residuales durante todo su
funcionamiento.
Demanda Biológica De Oxígeno (DBO) en el agua al
comienzo y culminación del sistema.
Caudal final de salida para el diseño de la planta de
tratamiento de aguas residuales.
Caudal y la calidad de agua de salida en el proceso final
del sistema. Tratamiento de aguas residuales y
mejorar la calidad del agua.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.1. AGUA RESIDUAL
El agua residual se define como el agua usada por el ser humano
proveniente del uso doméstico, comercial e industrial, y que
generalmente son vertidas a cuerpos de agua continental o marina.
Las aguas residuales o efluentes se clasifican en dos tipos para
su tratamiento: urbanas e industriales. Las aguas residuales
urbanas ó domesticas se refieren a aquellas que provienen de
residencias, instalaciones comerciales, publicas y similares, que
contienen principalmente desechos orgánicos. Las aguas residuales
industriales son aquellas en las que predominan los residuos
industriales y que requieren un tratamiento especial dependiendo
del tipo de residuos que se trate. Independientemente de que se
reutilice o no el agua residual, se realiza un tratamiento con el
propósito de remover los contaminantes que pueden perjudicar a
todos los seres vivos.
2.2. ORIGEN DE LAS AGUAS RESIDUALES
El uso doméstico del agua ofrece como resultado las aguas de los
alcantarillados de las ciudades, que han de retornar al ciclo
hidrológico previa su depuración, y que comportan toda una
problemática de saneamiento bastante compleja.
Desechos humanos
Desechos líquidos provenientes del uso domestico
Desechos líquidos provenientes de las industriales
2.3. COMPOSICION DE LAS AGUAS RESIDUALES
Las aguas residuales consisten principalmente de agua, solidos
disueltos y solidos suspendidos. La cantidad de solidos es casi
siempre menos del 0.1% en peso, per es la fracción que
representa mayor problema para su tratamiento y disposición. El
5
TALLER DE
agua provee solamente el volumen y es el vehículo para
transporte de los solidos, que pueden estar disueltos, suspendidos
o flotando.
Las aguas residuales en su estado inicial no producen olores desagradables
debido a que existe oxigeno disuelto en el agua que permite la
descomposición aeróbica. Una vez que el oxigeno disuelto se
agota, las aguas residuales en
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
descomposición anaeróbica, donde los solidos producen acido
sulfhídrico y otros gases de olor fétido, así también existen solidos
en suspensión que da al agua un color negruzco.
La actividad biológica en las aguas negras produce muchos
cambios en la composición química de los solidos. Estos cambios
bioquímicos no solo indican las actividades de los
microorganismos, sino también el grado de descomposición de los
solidos y por ende la eficacia de cualquier proceso de
tratamiento en particular.
2.4. SISTEMAS DE TRATAMIENTO
Entre los sistemas de tratamiento de las aguas residuales se
encuentran los que emplean procesos fisicoquímicos y los que se
sustentan en procesos biológicos. Los fisicoquímicos son aquellos
donde la transformación es llevada acabo por medio o a través
de reacciones químicas. Por ejemplo, la precipitación química de
las aguas residuales lleva consigo la adición de productos
químicos con la finalidad de alterar el estado físico de los
solidos disueltos y en suspensión y facilitar su eliminación por
sedimentación.
Los procesos biológicos son aquellos que buscan la coagulación y
la eliminación de los solidos no sedimentables así como la
estabilización de la materia orgánica, se dividen en procesos
aerobios y anaerobios dependiendo del suministro de oxigeno
en cada etapa que componen al sistema de tratamiento. Sin
embargo, la amplia variedad de alternativas disponibles, hace
posible obtener virtualmente cualquier calidad de agua tratada a
partir de cualquier fuente, excepto las más contaminadas; por
5
TALLER DE
consiguiente, las consideraciones económicas y operacionales se
convierten en los factores restrictivos al seleccionar las
unidades de tratamiento.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5. TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
En el tratamiento de aguas residuales, los solidos inorgánicos que el
agua contiene son separados parcialmente, haciendo que el resto
de los solidos orgánicos queden convertidos en solidos minerales
o en compuestos orgánicos relativamente estables.
Se puede definir al tratamiento de aguas residuales como el
conjunto de recursos por medio de los cuales es posible verificar
las etapas de purificación de una corriente, dentro de un área
limitada, apartada y bajo condiciones controladas.
Las etapas que constituyen un sistema de tratamiento de aguas
residuales se puede clasificar de manera general en tratamiento:
preliminar, primario, secundario, terciario y de lodos.
2.5.1. Tratamiento preliminar
En la mayoría de las plantas, el tratamiento preliminar sirve
para proteger el equipo de bombeo. Los dispositivos de esta
etapa separan los solidos inorgánicos pesados y las cantidades
excesivas de aceites o grasas.
Por lo tanto, el tratamiento preliminar facilita los procesos
subsecuentes de tratamiento.
Para alcanzar los objetivos de esta etapa se emplean
comúnmente los siguientes dispositivos:
Rejas de barras finas
Desmenuzadores( cortadoras o
trituradoras) Desarenadores
Tanques de preparación
2.5.2. Tratamiento primario
5
TALLER DE
En este tratamiento se separan o eliminan la mayoría de los
solidos suspendidos en las aguas residuales,
aproximadamente de 40 a 60 %, mediante el proceso físico de
asentamiento en tanques de sedimentación. La actividad
biológica en las agua negras durante esta etapa, es mínima.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
Los dispositivos para el tratamiento primario, tiene como
propósito fundamental DISMINUIR las velocidades de las
negras para que solido puedan sedimentarse. Por
consiguiente, a estos dispositivos
Les puede distinguir bajo el nombre de tanque
sedimentadores o de sedimentación.
Los tanques de sedimentación tienen una diversidad de diseños
y sistemas de operación sin embargo pueden dividirse en
cuatro.
Lagunas de sedimentación primaria
Lagunas de sedimentación secundaria
Tanques de sedimentación simple como eliminación
mecánica de lodos
Clarificadores de flujo ascendente con eliminación mecánica de lodos
2.5.3 Tratamiento secundario
El tratamiento secundario se refiere a un grupo de procesos
capaces de eliminar la DBO y los sólidos suspendidos a un
nivel de aproximadamente 30 mg/l o menos. Los procesos de
tratamiento secundario normalmente utilizan altas
concentraciones de microorganismos para convertir la materia
orgánica biodegradable en masa celular y productos
derivados, lo que luego son eliminados mediante
sedimentación u otro medio físico.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.3.1 ALTERNATIVAS DE PROCESOS DE TRATAMIENTO SECUNDARIO
Los procesos de tratamiento de aguas residuales
propuestos, debido al área donde se ubicará la planta se
encuentra a las orillas de la ciudad, rodeada de
viviendas, y es de conocimiento que estos procesos son
susceptibles de generar malos olores al menor cambio de
la calidad del afluente, que es lo que normalmente ocurre
en esta área de la ciudad por no poseer un servicio
continuo de agua potable, así como tener una puesta en
marcha que demanda mayor tiempo que un proceso de
tratamiento y riesgos que pueden implicar quejas de la
población vecina, además teniendo en consideración que
este proyecto es de una planta, de tratamiento de aguas
residuales en la que el agua residual va a seguir fluyendo
durante el proceso de construcción.
Los procesos aerobios secundarios son los considerados
como alternativas. El tratamiento secundario se refiere a
un grupo de procesos capaces de eliminar la DBO y los
sólidos suspendidos a un nivel de aproximadamente 30
mg/l ó menos.
Los procesos de tratamiento secundario normalmente
utilizan altas concentraciones de microorganismos para
convertir la materia orgánica biodegradable en masa
celular y productos derivados, lo que luego son eliminados
mediante sedimentación u otro medio físico.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.3.1.1 PROCESOS DE CRECIMIENTO EN
SUSPENSIÓN 2.5.3.1.1.1 EL PROCESO
CONVENCIONAL DE LODOS ACTIVADOS
Este proceso incorpora un tratamiento primario seguido por
aeración y sedimentación final. El efluente de los
clarificadores primarios se mezcla con el lodo que contiene
microorganismos activos; luego, la mezcla es aireada en un
reactor por un período de tiempo que fluctúa entre 0.5 y 24
horas.
Luego de haber transcurrido un tiempo suficiente para que se
completen las reacciones biológicas deseadas, la mezcla es
transportada a un estanque de sedimentación o clarificador,
para permitir la separación por gravedad de los sólidos
suspendidos. El líquido tratado es normalmente sujeto a
desinfección para eliminar las bacterias que sobreviven la
aeración y las etapas de clarificación.
Los sólidos sedimentados son recirculados al reactor de
aeración para mantener una concentración apropiada de
microorganismos. Sin embargo, una parte de los sólidos
activados son desechados con el fin de mantener el equilibrio
del proceso. Casi todas las plantas de lodos activados cuentan
con medios de desagüe, tratamiento y eliminación del lodo de
desecho.
5
TALLER DE
Un aspecto muy importante en el diseño de una planta
convencional de lodos activados, es el tener un sistema
efectivo de aeración que permita altas tasas de transferencia
de oxígeno. También, es importante el diseño detallado de los
clarificadores finales para lograr un máximo de eliminación de
sólidos. Diseñada y operada adecuadamente una planta
convencional de lodos activados puede eliminar hasta el 90%
de la DBO del agua residual cruda.
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
Las desventajas del proceso convencional de lodos
activados incluyen la necesidad de equipos de aeración y
alimentación química, el uso de operaciones complejas, así
como, la necesidad de eliminar grandes cantidades de exceso
de lodos. Así mismo, se emplean químicos para desinfección,
para ayudar al desagüe y para estabilización de los lodos de
desecho. La necesidad de adquirir, almacenar y manipular
químicos, es una desventaja que se aplica a todos los procesos
relacionados a lodos activados.
2.5.3.1.1.2 EL PROCESO DE AERACION POR ETAPAS
Similar al proceso de lodos activados convencional, excepto
que el afluente del estanque de aeración es alimentado en
dos o más puntos en el trayecto del flujo. Este método
proporciona una tasa de asimilación de oxígeno más
balanceada comparado con el sistema convencional en que
los requerimientos de oxígeno van disminuyendo de una tasa
muy alta al comienzo del trayecto de la corriente.
Las plantas de aeración por etapas ofrecen una mayor
capacidad de sintonización, permitiendo ajustes en las tasas
de cargado de sólidos y concentraciones de los lodos de
recirculación. Las desventajas de las plantas de aeración por
etapas son esencialmente las mismas que para las plantas
convencionales, requiriendo un nivel ligeramente más alto de
entrenamiento por parte del operador.
2.5.3.1.1.3 EL PROCESO DE ESTABILIZACION POR CONTACTO
5
TALLER DE
Difiere del proceso convencional en que los periodos de
aeración son más cortos, las cargas orgánicas más altas y
también generalmente se omite la sedimentación primaria,
aunque esto último puede afectar el rendimiento de la planta.
Normalmente, estas plantas son menos costosas de operar
que las plantas convencionales. La efectividad del tratamiento
es menor en términos
5
TALLER DE
PLAN DE TESIS
de eliminación de DBO y SST, y el proceso es susceptible de
problemas por variaciones súbitas en concentración o flujo.
2.5.3.1.1.4 EL PROCESO DE AERACION EXTENDIDA
Se diseña sin sedimentación primaria y requiere de un largo
periodo de retención en los tanques de aeración seguido
también de largos períodos de retención en los clarificadores
finales. Estas plantas pueden manejar variaciones de
concentración y caudal fácilmente y producen usualmente
menos volúmenes de lodos que las plantas convencionales. En
el proceso de aeración extendida se utiliza más comúnmente
en plantas tipo paquete, pero algunas plantas más grandes
han sido diseñadas con este proceso y el de alimentación por
etapas. Sin embargo requieren de más aeración y los costos de
energía pueden ser muy altos.
2.5.3.1.1.5 ZANJAS DE OXIDACION
Son variantes del proceso de aeración extendida, en el cual
la aeración se logra mediante cepillos rotatorios (u otros
dispositivos) y bombas que impulsan la mezcla a lo largo de
un canal ovalado.
Debido a que las zanjas de oxidación requieren largos
períodos de detención, los volúmenes del tanque y los
requerimientos del área de terreno son mayores que para las
plantas convencionales de igual capacidad. Sin embargo, son
muy confiables y pueden manejar las variaciones de flujo y
5
TALLER DE
producir un efluente de alta calidad. La producción de lodos es
menor que la producida por las plantas convencionales y los
costos de energía son más razonables.
6
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.3.1.1.6 LAS PLANTAS DE TRATAMIENO CON OXIGENO PURO
Este sistema como su nombre lo indica, utiliza oxígeno de
alta pureza en lugar de aire para la aireación, requieren de
estanques reactores cerrados y materiales resistentes a la
corrosión. Estas plantas consumen menos energía para la
aeración y tiene la capacidad de tratar aguas residuales de
alta concentración. La producción de lodos es similar a la
producida por las plantas convencionales. Las desventajas de
este proceso incluyen la necesidad de comprar oxígeno o
generarlo “in situ”, una tendencia hacia efluentes con bajo
pH y la posibilidad de que se desarrollen condiciones
explosivas en caso que el agua residual que ingresa contenga
altos niveles de hidrocarburos volátiles.
2.5.3.1.1.7 REACTORES SECUENCIALES DE FLUJO INTERMITENTE (SBR)
Sistema que utiliza un proceso por etapas que incluye: el
llenado del reactor con aguas residuales, un período de
aeración y un período de sedimentación y finalmente,
decantar el líquido clarificado como efluente. Los lodos son
desechados en cualquier ciclo, excepto para la porción que se
deja en el reactor para mezclarla con la siguiente cantidad
de aguas residuales. Los reactores son flexibles y confiables
en la mayoría de casos, pero su uso se ha limitado a
corrientes relativamente pequeñas. Debido a la falta de
experiencia en este tipo de plantas para la cantidad de caudal
6
TALLER DE
esperada en Lima, este proceso no será considerado
posteriormente en este estudio.
6
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.3.2 PROCESOS DE PELICULA FIJA
2.5.3.2.1 FILTROS PERCOLADORES
Es históricamente el tipo más utilizado de planta de
tratamiento de película fija. El proceso implica el cultivo de
microorganismos en un lecho de roca o en materiales
sintéticos, sobre los cuales se distribuye el agua residual
permitiendo su percolación por gravedad. Los
microorganismos localizados en los medios filtrantes
convierten la materia orgánica del agua residual en masa
celular y productos derivados tal como en un sistema de
crecimiento suspendido.
Los filtros percoladores son precedidos por tratamiento
primario y seguido por la clarificación final para eliminar los
sólidos desechados por la biomasa del filtro. Mientras que los
filtros percoladores usualmente se han considerado apropiados
para las aplicaciones de efluente de baja calidad, el diseño y
las técnicas de operación corrientes pueden dar como
resultado un rendimiento que se aproxime al de las plantas
con lodos activados. Las nuevas técnicas incluyen el uso de
distribuidores accionados por electricidad, disposición en
serie, y ventilación forzada.
Los filtros percoladores tienen la ventaja de ser adaptables a
las fluctuaciones de carga e implican un menor consumo de
6
TALLER DE
energía. Las plantas con filtro percoladores suelen utilizar
químicos para aumentar el rendimiento hasta hacerse
similares a las plantas convencionales para lodos activados.
Normalmente se incluye la desinfección como etapa final de
tratamiento.
6
TALLER DE
PLAN DE TESIS
Las desventajas de los filtros percoladores incluyen algunos
agentes molestos como moscas, que pueden alterar las
funciones de la planta. A menos que se opere y mantenga
convenientemente, una planta con filtros percoladores puede
volverse anaeróbica, menoscabando la ejecución del
tratamiento. En áreas intensamente desarrolladas, estas
plantas pueden convertirse en foco de olores ofensivos.
2.5.3.2.2 DISCOS BIOLOGICOS ROTATIVOS (RBC)
Poseen similar función que los filtros percoladores, pero con la
diferencia de que la superficie de crecimiento de biomasa
consiste de discos de material plástico que rotan sobre un eje
horizontal con una porción del disco siempre sumergida en el
agua residual. A medida que la biopelícula crece en los
discos, parte de esta se desprende y volúmenes de lodo son
desechados y capturados en el clarificador final.
Las plantas con discos biológicos de contacto casi siempre
incorporan tratamiento primario, sedimentación final y
desinfección. Las plantas más modernas, pueden proveer de
aire al agua residual como medio de acomodar la mayor
demanda de oxígeno en las etapas de maduración de los
discos. Estas plantas son capaces de producir efluente de
alta calidad, pero casi siempre presentan problemas de
índole mecánico. Los discos de reemplazo y otras piezas no
se hallan fácilmente en el mercado, lo que puede ser muy
problemático.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.3.3 SISTEMAS NO CONVENCIONALES
2.5.3.3.1 LAGUNAS DE ESTABILIZACION
Existen varias clases de lagunas de oxidación las cuales se
clasifican de acuerdo al proceso biológico predominante:
lagunas anaeróbicas, facultativas, aeróbicas, de maduración o
pulido, lagunas aireadas (de mezcla parcial o de mezcla
completa), de lodos, etc.
2.5.3.3.2 EL SISTEMA FACULTATIVO
Es el que mejor aceptación ha tenido en nuestro medio,
requiere normalmente de largos períodos de retención para
que se lleven a cabo los procesos naturales de oxidación y
reducción. Generalmente, los estanques son dispuestos en
unidades en serie y en paralelo, tienen una profundidad de
1.5 a 2 metros, con una capa superficial aeróbica y una capa
anaeróbica en el fondo. La aeración se realiza mediante
proceso de fotosíntesis con algas que crecen en el agua, con
períodos de retención para que se lleven a cabo los procesos
naturales de oxidación y reducción.
Los problemas típicos con las lagunas facultativas incluyen la
sobreproducción de algas y de cortocircuitos hidráulicos.
Otro problema común es que, en ocasiones, los tanques se
llenan de lodo y deben ser drenados, limpiados y
renovados. Este tipo de operación paraliza la operación de
uno a más de los estanques por un período de tiempo de 2 a 5
6
TALLER DE
meses, lo que origina la disminución temporal de la capacidad
del sistema.
Las lagunas facultativas no son costosas de construir y
requieren un nivel relativamente pequeño de atención por
parte del operador. Estas unidades pueden lograr una
remoción de la DBO5 filtrada hasta 30 mg/l si el diseño
incluye un tiempo suficiente de detención.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
El contenido de sólidos de los efluentes de la laguna puede
ser alto por la presencia de algas en el efluente. Sin embargo,
esto se puede controlar con un adecuado diseño y operación.
Un alto contenido de algas puede ser aceptable para un
sistema de irrigación en el que se distribuya el agua con
canales abiertos.
En caso que el efluente deba ser distribuido mediante
tuberías pueden ocasionar obstrucciones y restricciones.
Estas mismas algas pueden ser además indeseables si el
efluente es descargado en una corriente superficial.
Usualmente se requiere períodos de detención muy largos,
posiblemente de 15 a 20 días, para que los sistemas de
estanques de estabilización cumplan con la norma
recomendada de 1000 NPM/100 ml para coliformes fecales y
requieren un período de detención total de 10 días mínimo
para la eliminación efectiva de los huevos de helmintos.
En conclusión, este tipo de sistema de tratamiento de aguas
residuales puede producir un efluente que satisfaga las
normas de calidad recomendadas. Una desventaja es que se
requiere extensas áreas de terreno que por lo general no están
disponibles en las grandes ciudades.
El único escenario en que las plantas de tipo laguna puedan ser
utilizadas convenientemente para tratar grandes cantidades de
agua residual seria construir las unidades en un área remota
en que el terreno sea disponible y barato, así como el
6
TALLER DE
transporte de las aguas residuales crudas a la planta.
6
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.3.3.3 LAGUNAS AEREADAS
Son más profundas que las lagunas facultativas y pueden
alcanzar un nivel mayor de remoción de DBO en menos
espacio.
Río abajo el flujo se desvía para su tratamiento en la planta
para formar parte del abastecimiento de agua potable de la
ciudad.
Las conclusiones para este tipo de sistema de tratamiento
son similares a aquellas indicadas para las lagunas
facultativas. El área requerida para el diseño no es tan
grande, pero es muy significativa. Además se requiere el
consumo de energía para los aireadores.
2.5.4 COMPARACION DE ALTERNATIVAS DE PROCESOS SECUNDARIOS
Los tratamientos aerobios considerados incluyen lagunas de
estabilización y lodos activados:
Laguna facultativa: presenta una de las mejores opciones para
ser seleccionada desde que se disponga de suficiente área,
tanto actual como en el futuro, así como suelos que posean
características que faciliten el movimiento de tierra y su
impermeabilización.
Laguna aireadas seguidas de lagunas de sedimentación:
presenta el hecho de requerir menos espacios que los otros
sistemas, pero tomando en cuenta que el uso de energía
eléctrica será un elemento que precisará analizarse.
Lodos activados convencionales: los aspectos fundamentales a
ser analizados son relacionados con las cimentaciones,
estructuras, mano de obra, consumo de energía así como la
6
TALLER DE
complejidad de la operación.
Lodos activados por aireación prolongada y zanjas de oxidación:
el análisis será el mismo que para lodos activados
convencional, enfatizando en el consumo de energía para el
primero y operación aún más especializada.
Filtros percoladores: es una de las opciones que presenta
bajos costos de operación, debiendo analizarse los
aspectos relacionados con las
cimentaciones, estructuras y equipamiento.
PLAN DE TESIS
2.5.5 EVALUACION DE ALTERNATIVAS: MATRIZ DE SELECCIÓN
La selección de los procesos de tratamiento con posibilidades
de ser empleados para el tratamiento de las aguas residuales
en los terrenos donde se ubican las lagunas en chilca se
realizarán con ayuda de un procedimiento de selección
denominado Método de Valor de Importancia Relativa (método
implementado por las consultoras NJS asociada con Black &
Vetch en el proyecto de Infraestructura Hidráulica para el
Saneamiento Ambiental.
Para la evaluación se tomaron cinco (5) parámetros básicos:
Costos, Factibilidad de Implementación, Factibilidad Técnica,
Facilidad de Operación e Impacto Ambiental.
Alrededor de los anteriores parámetros estarán las
consideraciones para establecer un orden de elegibilidad para
las diferentes alternativas consideradas. Cada uno de los
parámetros establecidos conforma un conjunto de variables a
considerar y que a continuación se especifican.
Con el fin de establecer una comparación ponderada y
disminuir la subjetividad en la elección se tiene una matriz de
comparación de opciones, que se denomina “Matriz de Valores
de Importancia Relativa - VIR” cuya forma de utilización se
explica más adelante.
Se deben llenar en el formato suministrado, las casillas
correspondientes al Cálculo por Parejas de Opciones y el total
de puntos. El cómputo del VIR se hará posteriormente.
Los procesos de tratamiento de aguas negras a evaluar son los
indicados en el acápite
Laguna facultativa
Laguna aireada seguida de laguna de
sedimentación Lodos activados
convencionales
Lodos activados por aireación prolongada y zanjas de
oxidación Filtros percoladores
65
TALLER DE INVESTIGACIÓN
6
TALLER DE
PLAN DE TESIS
2.5.6 SELECCIÓN DE ALTERNATIVAS
Para el procedimiento de selección de la alternativa óptima se
utiliza la metodología de matriz de selección con la
ponderación de valores para los parámetros de evaluación
escogidos, según la importancia relativa de los mismos,
importancia determinada por un grupo de profesionales
participantes en el proyecto para evitar la subjetividad de la
selección.
En primer lugar, las alternativas a evaluar se clasificaron del 1
al 5 para cada uno de los cinco parámetros de evaluación,
asignándole el N° 1 a la que se considera más barata o más
factible o de menor impacto y el valor 5 a la más cara, difícil o
de mayor impacto. Se utiliza para esa clasificación.
Para adelantar una evaluación ponderada, se realiza una
comparación entre los diferentes parámetros de evaluación, por
parejas, asignándose el valor de 1 a aquel que se considera
como más importante del par y 0 al menos importante. Cuando
se consideran de igual importancia se les asigna el valor de
0.5. Se busca que la asignación de los valores de importancia
relativa se realizada por el grupo de profesionales involucrados
en el proyecto, tanto de la parte de diseño como de la parte
operativa.
2.5.7 APLICACIÓN DE LA MATRIZ DE SELECCIÓN
Utilizando los criterios descritos se desarrollaron los cuadros
de la matriz de selección obteniéndose los siguientes
6
TALLER DE
resultados:
2.5.8 SEGUNDA ETAPA DE EVALUACION: EVALUACION ECONIMICA
El objetivo de esta segunda etapa de evaluación es determinar
la factibilidad de cada uno de los procesos basándose en costos.
Para esta evaluación de costos se han considerado los costos de
construcción, equipamiento y los de operación y
mantenimiento.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
Los costos de operación y mantenimiento (O&M) incluyen costos
de mano de obra, químicos, materiales y herramientas. Este
tipo de costo continúa indefinidamente y algunas veces
puede llegar a influenciar a los administradores de las plantas
a suprimir o modificar algunos de los procesos de tratamiento
con el fin de reducir costos.
Para calcular los costos de construcción se hizo un pre diseño
de las alternativas consideradas teniendo en cuenta el caudal
de ingreso, la calidad del afluente y la calidad esperada del
efluente, así como utilizar una topografía preliminar de la
probable ubicación.
Se muestran los costos de construcción, operación y
mantenimiento de las alternativas planteadas:
Con la estimación de costos de construcción y operación se
efectúa una evaluación económica, con una estimación de los
costos de operación a 20 años, la tasa de descuento usada en
los cálculos de valor presente es de 10%, reposición de equipos
electro mecánicos a los 10 años y no se ha considerado valor de
rescate de las instalaciones al final del periodo de
amortización, los resultados se muestran el Valor actualizado de
esquemas de tratamiento, en la misma se comparan las
alternativas seleccionadas resultando los procesos más
económicos los de lagunas aireadas y lagunas facultativas.
2.5.9 SISTEMA DE TRATAMIENTO RECOMENDADO
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TALLER DE
Basándonos en la evaluación antes descrita, la alternativa de
lagunas aireadas con lagunas facultativas de acabado es la
más conveniente, debido a que es un sistema de tratamiento
intermedio entre los sistemas lagunares y los sistemas
avanzados.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
La DBO lograda en el efluente es adecuada para alimentar las
lagunas facultativas, produciéndose en el efluente de las
lagunas facultativas una DBO inferior a 30 mg/l Permite tener
más versatilidad en la selección de diversos tipos de aireación
posibilitando reducir los costos de inversión y O&M hallados
preliminarmente.
Disminución drástica de los olores al suministrar oxígeno en la
primera etapa del tratamiento, no dependiendo de factores
naturales (luz solar, fotosíntesis, viento).
Este tipo de tratamiento produce muy poco lodo, y el lodo
producido es digerido en la misma laguna, por lo que requiere
solamente de un área para disponerlos directamente.
Debido a su alto periodo de retención (de 6 a 10 días),
pueden asimilar sobrecargas hidráulicas y orgánicas sin afectar
sustancialmente su eficiencia.
Adicionalmente hay que considerar que de acuerdo al área
existente destinada para la elaboración del proyecto, la
alternativa de lagunas facultativas requerían de una mayor
área que no estaba disponible para su obtención.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
MARCO NORMATIVO
A continuación se muestran las principales normas que se deben cumplir. Obedece al marco legal e institucional del país e internacionalmente.
3.1. NORMAS Y LEYES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Norma Técnica OS.090 Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales, del Reglamento Nacional de Edificaciones, aprobada mediante D.S. N° 011-2006- VIVIENDA y modificada por D.S. N° 022-2009-VIVIENDA.
Ley N° 29338, Ley de Recursos Hídricos. Ley N° 28611, Ley General del Ambiente.
Ley N° 28245, Ley Marco del Sistema Nacional de Gestión Ambiental. Ley N° 29325, Ley del Sistema Nacional de Evaluación y
Fiscalización Ambiental. Decreto Supremo N° 001-2010-AG, aprueba el Reglamento de la Ley N° 29338,
Ley de Recursos Hídricos. Decreto Supremo N° 008-2005-PCM, aprueba el Reglamento
de la Ley N° 28245, Ley Marco del Sistema Nacional de Gestión Ambiental.
Decreto Supremo N° 002-2008-MINAM, aprueba los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua.
Decreto Supremo N° 023-2009-MINAM, aprueba disposiciones para la implementación de los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para Agua.
Resolución Jefatural N° 202-2010-ANA, aprueba la clasificación de cuerpos de aguas superficiales y marino-costeros.
Resolución Jefatural N° 489-2010-ANA, modifica el Anexo N° 1 de la Resolución Jefatural N° 202-2010-ANA referente a la clasificación de los cuerpos de agua marino-costeros.
Decreto Supremo N° 003-2010-MINAM, aprueba los Límites Máximos Permisibles para los efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales.
Decreto Supremo N° 007-2010-AG, declara de interés nacional la protección de la calidad del agua en las fuentes naturales y sus bienes asociados.
Resolución Jefatural N° 182-2011-ANA, aprueba Protocolo Nacional de Monitoreo de la Calidad de los Cuerpos Naturales de Agua Superficial.
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TALLER DE
Resolución Jefatural N° 274-2010-ANA, dicta medidas para la implementación del Programa de Adecuación de Vertimiento y Reúso de Agua Residual – PAVER.
Decreto Supremo N° 014-2011-MINAM, aprueba el Plan Nacional de Acción Ambiental – PLANAA PERÚ: 2011-2021.
Decreto Supremo N° 012-2009-MINAM, aprueba la Política Nacional del Ambiente.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
3.2. NORMAS INTERNACIONALES
Normas de la OMS, referente a la calidad del aguaIndica las guías referentes a la calidad de agua potable, responsabilidades y mitigación de riesgos; además indica los diferentes patógenos que son transmitidos por el agua.Estable los mecanismos o procedimientos a seguir en situaciones de emergencia y catástrofes referentes a agua envasada, sistemas de desalinización, transformación de alimentos, salubridad en grandes edificios.
Normas de la EPA (Environmental Protection Agency), USAEstablece los mecanismos de protección para el suministro de agua potable, informa sobre contaminantes en agua potable, plantas de tratamiento de aguas de residuos sólidos y protección de aguas subterráneas.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
4.1CUADRO GENERAL DEL PRESUPUESTO
UNIVERSIDAD PERUANA LOS ANDES
PLAN DE TESIS: “PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN EL DISTRITO DE CHILCA ”
CUADRO GENERAL DEL PRESUPUESTO
DESCRIPCION CANTIDAD UNIDADPRECIO
UNITARIOSUB-TOTAL
PLANTA DE TRATAMIENTO
OBRAS PRELIMINARES 1
CANAL DE ENTRADA 1
CAMARA DE REJAS 1
DESARENADORES 1
MEDIDORES TIPO PARSHALL 1
SEDIMENTADOR 1
CAMARA CON VERTEDERO RETANGULAR 2
DOS LAGUNAS FACULTATIVAS PRIMARIAS. 1
DOS LAGUNAS FACULTATIVAS SECUNDARIAS. 2
MURO PERIMETRAL 1
CASETA DEL OPERADOR 1
AREAS VERDES Y CIRCULACION 1
TUBERIAS DE CONEXIÓN 1
ACOMETIDA DE AGUA POTABLE 1
SUB-TOTAL
IMPREVISTO DEL 25%
TOTAL DE PLANTA DE TRATAMIENTO
TOTAL $317,247.18
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
4.2. MANUAL DE OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO DE PLANTA DE
TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EN EL DISTRITO DE
CHILCA
En complemento a un buen diseño y a un correcto proceso
constructivo, es de destacar la importancia que tiene la
elaboración de un manual de mantenimiento de una planta de
tratamiento, ya que esto garantizara el buen funcionamiento y
mantendrá los parámetros de vida útil, ya que si no se elabora en
un menor tiempo se corre el riesgo de quedar inutilizadas.
Objetivo del Manual de Operación y Mantenimiento.
Establecer criterios para determinar el número y tipo de personal
administrativo de operación y mantenimiento que requiere la
planta de tratamiento, conjuntamente con una descripción de sus
responsabilidades.
Describir los procesos de operación en condiciones de: operación
inicial al ejecutarse, operaciones de rutina (indicaran
mediciones, análisis y registros a mantenerse) y operaciones de
limpieza.
Unidades del Sistema de Tratamiento.
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TALLER DE
El proceso de tratamiento adoptado es conocido como un
tratamiento secundario, ya que además del tratamiento
primario que se logra por sedimentación simple, es completado
por estabilización biológica proporcionada por los filtros
biológicos; las unidades compuestas se enlistan a continuación:
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
1. Rejillas
2. Desarenador
3. Aforo mediante canaleta parshall.
4. lagunas facultativas primarias.
5. lagunas facultativas secundaria.
EXPLICACION GENERAL DE CADA
COMPONENTE: REJILLA
Operación y mantenimiento de la rejilla
Función: Retener objetos y sólidos de mayor tamaño que son
arrastrados en el flujo de aguas negras, generalmente son trozos
de madera, telas, plásticos, papel, vidrio y parte de materia fecal.
Operación:
a) Las rejillas manuales tienen que ser limpiadas dos veces por día, por la mañana y por la tarde. Si la rejilla no se limpia, puede impedir el paso del agua y en consecuencia se puede provocar que las aguas puedan rebalsar del vertedero.
b) La rejilla frena siempre la velocidad del paso de agua, lo que provoca con frecuencia la formación de depósitos de arenas arriba de la rejilla. Lo que se recomienda realizar la limpieza con un rastrillo metálico elaborado solo para este trabajo y evacuar dichos depósitos.
c) Es de mucha importancia de que cada persona que realiza la limpieza debe de usar guantes de protección de hule, para retirar los objetos retenidos en la rejilla evitando el riesgo de infección.
d)Los residuos retirados de la rejilla se coloca en la placa
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TALLER DE
perforadora para su escurrimiento y luego retirarlos, utilizando
recipientes móviles y tapados; si es posible retirar todos los
días.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
Mantenimiento de la Rejilla.
• Limpiar toda la semana con agua a presión toda la rejilla.
• Asegurarse que la placa perforada para escurrimiento se
mantenga limpia y libre de sólidos.
• Para evitar los malos olores producido por el resto de
material secado de la rejilla aplicar oxido de calcio hidratado (cal).
• Revisar la rejilla cada mes, y si, se encuentran puntos de
corrosión limpiar y pintar con pintura anticorrosiva.
DESARENADOR.
Operación y Mantenimiento del
Desarenador Función:
Separar del agua las gravillas y arenas que no son retenidas en
las rejas y que de no ser eliminadas obstruirían y alterarían el
funcionamiento de las siguientes unidades; por esta razón
operativa esta cámara está conformado de dos desarenadores
en paralelo, al momento de la limpieza se alterna el
funcionamiento entre ellos.
Operación:
a)Es de destacar que se necesita un control diario de la cámara desarenadora, especialmente de la cantidad de arena decantada.
b) Los residuos obtenidos en el desarenador deben de colocarse en la pila de arena para luego ser trasportados a los lugares previstos para su disposición final.
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TALLER DE
c) Para el caso se instalaran dos cámaras paralelas y el
control se efectuara manualmente por medio de compuerta
funcionando, una mientras a la otra se le efectúa la limpieza.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
Mantenimiento
•El desarenador debe ser limpiados cada dos días y de preferencia realizarlo por la mañana.
• El desarenador fuera de función debe quedar limpio de sedimentos y de aguas estancadas.
• Revisar cada fin de mes la placa que funciona como compuerta, para evitar la oxidación o su deformación, pintándola con pintura anticorrosiva.
•La limpieza del canal desarenador en funcionamiento, debe realizarse del punto inicial al final del canal, en el sentido contrario al flujo, requiriendo de una pala perforada.
•Se necesita el control diario de la cámara desarenadora, para verificar la cantidad de arena decantada.
CANALETA PARSHALL
Operación y mantenimiento del
desarenador. Función:
Mantener el control adecuado dejando pasar únicamente el flujo
para el cual se diseñaron las unidades siguientes, evitando así el
asolvamiento de arenas y partículas sólidas.
Operación:
Este canal es un aforador que está ubicado después del
desarenador con una distancia apropiada, esta es el lugar donde
se tomara la lectura del flujo y es donde se pueden aplicar algún
tratamiento según lo estipulen los estudios.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
Mantenimiento:
• Limpiar las paredes y piso de los residuos de grasa o materia orgánica pegada en las paredes, este proceso se debe realizar semanalmente.
• Observar paredes de la garganta del canal, y si hay daños se deberá reparar con el cuidado de no modificar las dimensiones del diseño, para que funcione como en su principio.
LAGUNAS FACULTATIVAS PRIMARIAS.
Operación y mantenimiento de lagunas
facultativas primarias. Función:
Separar de las aguas la mayor cantidad de sólidos en suspensión y sedimentación.
Operación:
a) Cada dos días, se deberá retirar de la superficie de los sedimentadores, las grasas, natas, espumas y sólidos flotantes, se deberá utilizar un mallas fina tipo zaranda sujeta a un extremo de un palo largo, como los usados para limpiar piscinas, estos residuos serian conducidos a los lechos de secados, mediante una carretilla manual pintada con pintura anticorrosiva.
b) El lodo acumulado en el fondo del sedimentador primario, deberá ser drenado hacia los patios de secados, para esto se procede a abrir una válvula inmediata de acero fundido de diámetro de 4”, por un tiempo determinado, al momento que visualice la transición del color oscuro al gris entonces se debe cerrar la válvula.
c) A partir de evacuar los lodos, se registra esta información la cual será utilizada para cuando sea necesario repetir esta actividad. Cada 7 días, repetir el proceso llevando registro en la bitácora de operación.
Mantenimiento
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TALLER DE
Se deberán mantener todas las superficies libres de acumulaciones de espumas, sólidos, grasas o material similar. Para ello se realizaran los siguientes procesos.
• Para remover los sólidos flotantes utilizar una zaranda de malla número¼” realizando este proceso diariamente y luego ser llevados al patio de secado.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
• Las grasas acumuladas en las paredes próximas al nivel del agua retirarlas utilizando un raspador tipo escobilla efectuándose semanalmente.
• Una vez al año localizar los puntos de corrosión en las estructuras metálicas y pintar con pintura anticorrosiva para evitar el deterioro del material.
LAGUNAS FACULTATIVAS SECUNDARIO.
Operación y mantenimiento de lagunas
facultativas secundario. Función:
Separar de las aguas la mayor cantidad de sólidos en suspensión y sedimentación.
Operación:
a) Cada dos días, se deberá retirar de la superficie de los sedimentadores, las grasas, natas, espumas y sólidos flotantes, se deberá utilizar un mallas fina tipo zaranda sujeta a un extremo de un palo largo, como los usados para limpiar piscinas, estos residuos serian conducidos a los lechos de secados, mediante una carretilla manual pintada con pintura anticorrosiva.
b) El lodo acumulado en el fondo del sedimentador primario, deberá ser drenado hacia los patios de secados, para esto se procede a abrir una válvula inmediata de acero fundido de diámetro de 4”, por un tiempo determinado, al momento que visualice la transición del color oscuro al gris entonces se debe cerrar la válvula.
c) A partir de evacuar los lodos, se registra esta información la cual será utilizada para cuando sea necesario repetir esta actividad. Cada 7 días, repetir el proceso llevando registro en la bitácora de operación.
Mantenimiento
Se deberán mantener todas las superficies libres de acumulaciones de espumas, sólidos, grasas o material similar.
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TALLER DE
Para ello se realizaran los siguientes procesos.
• Para remover los sólidos flotantes utilizar una zaranda de malla número¼” realizando este proceso diariamente y luego ser llevados al patio de secado.
• Las grasas acumuladas en las paredes próximas al nivel del agua retirarlas utilizando un raspador tipo escobilla efectuándose semanalmente.
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TALLER DE
PLAN DE TESIS
• Una vez al año localizar los puntos de corrosión en las estructuras metálicas y pintar con pintura anticorrosiva para evitar el deterioro del material.
PATIO DE SECADOS DE LODOS
Operación y mantenimiento de Patios de
Secados de Lodos Función
Eliminar el contenido de agua de lodos digeridos procedentes del
sedimentador primario y secundario, esta deshidratación se
logra mediante la infiltración y evaporación del agua contenida
en el lodo.
Operación:
a)Cada uno de los patios de secado deberá recibir lodos digeridos frescos con frecuencia mínima de 15 días. Extender los lodos en el patio de secado en capas de 20 a 25 centímetros de espesor y dejar que se sequen.
b) Cuando los lodos ya estén deshidratados se procede a la limpieza del patio de secados y dejarlo apto para recibir otra descarga.
b) El lodo deshidratado proveniente de los patios de secado, depositarlo en un relleno sanitario y también se puede utilizar como abono orgánico en las áreas verdes de la Planta de Tratamiento. Esto evitará La acumulación excesiva en los alrededores de los lechos de secado.
Mantenimiento
• Para no acumular actividades operativas se debe tratar que
cuando un patio tenga lodos frescos, la otra unidad ya tenga un
promedio de 7 días de secado.
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• Verificar cada vez que los lodos son extraídos del patio de
secados y llevados al relleno sanitario, que los ladrillos de barro
no sufran alguna modificación, caso contrario colocar cada uno
en su posición correcta.
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PLAN DE TESIS
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5.1. CONCLUSIONES
5.2. RECOMENDACIONES
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ANEXOS
Constancia 1
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Constancia 2
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Constancia 2
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BLIOGRAFIA
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