“
AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIÓN”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA INFORMÁTICA
CURSO: -
AUTOMATIZACIÒN DE PROCESOS INDUSTRIALES
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INFORME DE VISITA A LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA - UNP
TEMA:
DOCENTE: - Ing. Msc. FERNANDO MADRID GUEVARA .
INTEGRANTES: -
CORDOVA BARRIENTOS YESENIA MEZA PARRILLA MICHAEL PALACIOS MORAN MARCELA TEJADA CASTAÑEDA EVELYN TUME FLORES ANITA YERREN TAVARA JOEL
PIURA – PERU 2015
INTRODUCCIÓN Desde hace mucho tiempo el hombre se ha dado cuenta que el agua es un recurso renovable por lo que constantemente busca métodos para aprovecharla de la mejor manera posible. Tal es el caso que en la actualidad incluso a partir de agua residual se puede obtener agua apta para el consumo humano de buena calidad, la cual es extraíble por medio de diferentes tecnologías que toman como base diversas fuentes de suministro como aguas Subterráneas (acuíferos) o aguas superficiales (ríos, mares, lagos, lagunas, glaciares).
El constante desarrollo tecnológico e industrial al igual que la alta demanda en las necesidades básicas y los rápidos cambios no nos dan la oportunidad de preguntarnos en realidad quién o quiénes son los responsables del alto nivel de contaminación del río.
Es por eso que esté presente informe se explicara el funcionamiento de la planta de tratamiento de las aguas residuales. En donde Cada proceso tiene características particulares, y se diferencian principalmente en el proceso que tiene el agua residual con el fin de ser tratada. La idea consiste en extraer agua de la universidad, para tratarla y posteriormente distribuirla por todo el campus con la finalidad de que su población pueda acceder a ella. El sistema de tratamiento del agua nos brindara agua de mayor calidad, logrando un mejor servicio bajo estándares de salubridad.
A lo largo del informe iremos viendo, entre otras cosas, cada uno de los aspectos por los que se puede reconocer y entender aquellos procesos, y el resultado que se obtiene al realizar dicho tratamiento al agua.
Finalmente La visita a esta planta de tratamiento nos permite ver la situación actual que atraviesa los países subdesarrollados con respecto al tratamiento de agua, es de suma importancia que diversas instituciones públicas o privadas implementen sistemas de mejora para el tratamiento que se le da a la misma con la finalidad de poder brindar agua de alta calidad a las personas.
OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL
Conocer el funcionamiento, construcción y utilidad de la planta de tratamiento de agua.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Conocer paso a paso el tratamiento que es aplicado para las aguas que llegan a esta planta.
Conocer el terreno y los principales materiales con los cuales fue construida la Planta de tratamiento de agua.
DESCRIPCION DE LA ACTIVIDAD Se realizó una visita a la planta de tratamientos de aguas residuales universidad nacional de Piura, el día miércoles 17 de junio del 2015. En donde hicimos un recorrido por toda la planta guiado en su totalidad, en el cual se nos explicó cada uno de los diferentes procesos realizados por la planta para el tratamiento de las aguas residuales de la zona.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES
Una planta de tratamiento de agua se define como el conjunto de operaciones unitarias que pueden ser de tipo físico, químico o biológico y que tienen como fin último eliminar o, en su defecto, reducir la contaminación o los parámetros no deseables de las aguas naturales o residuales. El propósito del proceso de desinfección que se lleva a cabo es obtener agua con las características deseadas, según sea el uso que se le vaya a dar. Según sea el tipo de agua que se tenga como afluente, se pueden tener tratamientos de potabilización del agua y tratamientos de depuración de aguas residuales, procesos que tienen en común muchas operaciones.
TECNOLOGÍAS EXISTENTES Y COMUNES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES El tratamiento de aguas residuales consta de etapas o procesos con diferentes características que contribuyen a un nivel de purificación. Dentro de los procesos del tratamiento se encuentra la autodepuración. En esta etapa, los microorganismos y algas comparten la función de descomponer los desechos, gracias a la metabolización de las sustancias. Es aquí cuando se transforma todas las sustancias simples en dióxido de carbono, nitrógeno, entre otras. También cabe señalar que dentro del proceso de autodepuración, se encuentra la acción de microorganismos para absorber sustancias orgánicas. A pesar de estos procesos de descomposición orgánica, debemos eliminar patógenos que causan enfermedades a la salud e higiene de las personas. Esta eliminación requiere de fases que tengan como resultado estándares que cuiden el bienestar humano y ambiental. Todas estas fases se realizarán dentro de una planta, llamada planta de tratamiento de aguas residuales. Es un área destinada a la recuperación del agua, mediante procesos físicos, químicos y biológicos. De acuerdo a la calidad de agua que se desea obtener en el proceso de reutilización se colocan más exigentes los estándares de calidad. Con respecto a la planta de tratamiento, se deberá buscar en todo momento, un diseño eficiente y económico que satisfaga la necesidad de la población específica en un tiempo específico, incluyendo un plan de mantenimiento y revisión constante.
OPERACIONES Y PROCESOS DISPONIBLES PARA EL TRATAMIENTO DE AGUA a) Pre-tratamiento El pre-tratamiento es un proceso mediante el cual se busca reducir y quitar las partículas sólidas que podrían causar problemas en los procesos físicos o biológicos. Es decir, se trata de descomponer el material en una cantidad y tamaño razonable, esto también involucra la separación de elementos que no son orgánicos. Para poder cumplir con su objetivo puede utilizar rejas, tamices, desarenadores.
Dentro del pre-tratamiento se encuentran procedimientos que minimizan la carga sólida antes que entre al tratamiento primario para su mayor eficiencia, es así que se tiene:
DESBASTE Procedimiento que consiste en la separación de partículas de tamaños considerables mediante el uso de rejillas. El tamaño de las partículas separadas es elegido de acuerdo al tipo de tratamiento posterior que se le dará. Se tienen diferentes tamaños entre los cuales se puede señalar como importantes los siguientes:
Desbaste fino: con separación libre entre barrotes de 10 – 25 mm.
Desbaste grueso: con separación libre entre barrotes de 50 – 100 mm.
En cuanto a los barrotes, estos han de tener unos espesores mínimos según sea: -Reja de gruesos: entre 12 – 25 mm. -Reja de finos: entre 6 – 12 mm. Además estas rejas tienen características de su uso, como la limpieza manual o automática.
REJAS Las rejas remueven los desechos sólidos de gran tamaño y volumen.
BOMBEO Mediante las bombas centrifugas se toma el agua del rio dirigiéndola hacia los desarenadores.
TAMIZADO El tamizado es un procedimiento similar al desbaste pero su calidad de separación de partículas es más minuciosa.
DESARENADOR Los desarenadores son filtros que tienen por finalidad separar partículas superiores a 200 micras. Este procedimiento es necesario para evitar que los sedimentos entren a los equipos o bombas, además de proteger los aparatos de la abrasión.
DESACEITADO Y DESENGRASADOR En esta etapa se tiene como objetivo eliminar grasas, aceites y materiales flotantes ligeros en el agua. El desaceitado es un sub proceso que consiste en separar los materiales líquido-líquido, mientras que el desengrase separa los materiales sólido-líquido. En los dos casos se eliminan por la insuflación de aire, para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad. Este proceso se podría realizar en los decantadores primarios, si estos están provistos de unas rasquetas superficiales de barrido. Sin embargo, la cantidad y el volumen de las partículas generarían problemas haciendo que el proceso sea ineficiente
b) Tratamiento Primario En este primer tratamiento se busca eliminar en la mayor cantidad posible la Materia suspendida por medio de diversos métodos como son la precipitación o Sedimentación, ya sea usando reactivos u omitiendo su uso. Los procesos que involucran al tratamiento primario son:
SEDIMENTACIÓN Este proceso depende de los pesos específicos de los sólidos, debido a que determinará su comportamiento. Algunos sólidos que tienen el peso específico mayor que el agua sedimentada pasarán a sedimentarse y las partículas que tiene peso específico menor flotarán. También se puede encontrar la sedimentación floculenta que consiste en ir generando mayor velocidad en las partículas sólidas que van cayendo a la superficie por aumento de tamaño de las mismas. Este aumento de tamaño se origina generalmente por floculación, es decir por la acción de barrido o por turbulencias que tiene como resultado agrupar material. Finalmente se tiene la sedimentación primaria la cual tiene como objetivo el remover las partículas que son sedimentables.
COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN La coagulación y floculación tienen como objetivo retirar los sólidos en suspensión y las partículas coloidales. Debido a que estos procesos actúan casi simultáneamente, muchas veces no se logran diferenciar sus funciones. En el caso de la coagulación se genera la desestabilización de la suspensión coloidal y la floculación genera modificaciones en el transporte de sólidos, evitando que se junten y unan, tratando de minimizar las partículas. La coagulación es un proceso que utiliza un reactivo químico llamado coagulante. Los coagulantes más utilizados en el mercado son el sulfato de alúmina, sulfato férrico, cloruro férrico. Los coagulantes metálicos son los más usados en la clarificación de aguas y eliminación de DBO y fosfatos de aguas residuales. Tiene como ventaja trabajar como coagulantes-floculantes al mismo tiempo. La floculación es un proceso de separación de líquido-sólido de las partículas suspendidas en aguas residuales. Este método sirve para remoción de grasas, aceites y sólidos de densidad baja. Para lograr que los sólidos lleguen a flotar de una manera artificial y con mayor velocidad, se busca ayuda de instrumentos como el compresor de aire, la válvula reductora de presión y el tanque de presión. El proceso de floculación se realiza inyectando aire a las aguas residuales crudas, o el efluente recirculado del tanque de flotación. Cabe señalar que, en el tratamiento primario se pueden encontrar tanques de sedimentación y tanques de flotación, ambos por separado. En el caso del tanque de sedimentación, genera la acumulación de material mediante gravedad, esperando recolectar la mayor cantidad de material sólido residual en el fondo. Para el retiro temporal de los lodos, cada cierto tiempo de mantenimiento, se retira el material mediante equipo de bombeo, el cual también tendrá que ser especificado mediante diseño para no perjudicar los procesos del tanque. Finalmente el tanque de flotación, como su mismo nombre lo dice, trata de remover los materiales suspendidos, usando el aire como agente de flotació n.
c) Tratamiento Secundario Hay compuestos que no se pueden eliminar en el primer tratamiento físico porque van más allá de simplemente algo físico, ahora influye un componente más difícil de eliminar como es el componente biológico. En este tratamiento se busca eliminar la contaminación orgánica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos fisicoquímicos.
Para que la transformación biológica se ejecute de una manera más eficiente, se deberá contar con ciertas características que no deben dejarse de lado. El crecimiento bacteriano debe contar con ciertos parámetros como la temperatura (30° - 40°C), oxígeno disuelto (1-2 mg/lt), pH (6.5 -8.0), salinidad (menor a 3,000 ppm). También se debe considerar que actúan de forma inhibidora sustancias tóxicas como Cadmio (Cd), Cobre (Cu), Cromo (Cr), entre otros. Asimismo, las grasas y aceites en desengrasadores previos deben ser evitados. Se señalan como procesos biológicos más comunes al proceso de lodos activados, laguna aireadas, filtros percoladores, biodiscos, y tanques de estabilización, los cuales son descritos a continuación:
LAGUNAS AIREADAS Son depósitos donde se trata el agua residual a manera de flujo continuo sin recirculación de los sólidos. Tiene como principal tarea convertir la materia Orgánica, mediante aireadores superficiales o difusores sumergidos que aportan oxígeno. La turbulencia creada por los aireadores tiene como finalidad mantener en suspensión el contenido del depósito. Se debe tener en consideración para el diseño de una laguna aireada, la eliminación de DBO, las características del efluente, la demanda de oxígeno, el efecto de temperatura, la demanda energética para el mezclado y la separación de sólidos.
LAGUNAS DE ESTABILIZACIÓN Las lagunas de oxidación son cantidades de agua ubicadas en un tanque excavado en el terreno y pueden clasificarse de acuerdo a su actividad biológica en: aerobias, anaerobias o aerobia-anaerobia. El tratamiento en lagunas de oxidación tiene como principal desventaja, la entrega de su efluente ya que se debería descargar el material tratado cuando las algas y nutrientes puedan ser asimilados por el receptor. Esto considera un mantenimiento y evaluación constante. Cada vez que se considere descargar el material tratado, se deberá tomar muestras del efluente y compatibilizarlas con el receptor. Muchas veces este es el principal motivo de contaminación al ambiente y daño al ecosistema.
LODOS ACTIVADOS Este sistema funciona con la instalación previa de material que genere bacterias aerobias. Este ambiente se puede lograr ingresando aire con un soplador y difusores, pudiéndose también emplear difusores mecánicos. Al entrar, las aguas servidas se decantan y gracias al efecto de una bomba genera la Suspensión del material. En el proceso de los lodos activados, las bacterias son los principales actores debido a que ellos son quienes degradan la materia orgánica del agua residual entrante. En el reactor aireado, las bacterias facultativas y aerobias se encargan de utilizar la materia orgánica para generar energía, esto para la síntesis de la materia orgánica como masa biológica.
FILTROS PERCOLADORES El filtro percolador actual consiste en un lecho constituido por un medio permeable, donde los microorganismos se adhieren y a través del cual percola el agua residual. El medio filtrante puede estar compuesto por piedras o diferentes materiales plásticos. Es muy usado el filtro de piedra el cual tiene forma circular y reparte el agua residual mediante el distribuidor rotatorio. Los filtros constan de un drenaje inferior que recolecta el agua tratada. El agua tratada pasa a un tanque sedimentador, donde se genera la separación de algunos materiales sólidos restantes. Finalmente, el agua tratada pasa a ser reutilizada, mientras que los sólidos sedimentados logran generar una película biológica, la cual servirá para minimizar la carga biológica y maximizar la reducción de lodo.
d) Tratamiento terciario El principal objetivo del tratamiento terciario es pulir los resultados que se han obtenido en los primeros Procesos. No utiliza herramientas diferentes a las usadas en los 2 primeros tratamientos. Y llegar a cumplir el estándar de calidad de agua efluente de la planta de tratamiento para no generar contaminación al receptor o ser adecuada para su reutilización, según sea el caso. Este sistema tiene una eficiencia, en relación a la cantidad de coliformes eliminados, que está en función de efecto que tenga el filtro que eliminará los microorganismos patógenos por exposición de ambientes adversos; la eficiencia del filtro oscila entre 80% y 90%, lo que se complementa con una segunda fase de filtrado en la que se consigue el 100% de eliminación de Bacterias patógenas.
Muchas veces suele pasar el agua residual del tratamiento secundario con algunos microorganismos patógenos, o agua tratada con mal olor, mal color y con diferentes características con las que no sería adecuado reutilizarse, es por ello que se debe tener un tratamiento final para dar seguridad a las comunidades. De acuerdo al tipo de reutilización, se debe cumplir con la eliminación de ciertos microorganismos, es así que los tratamientos pueden pasar de los más a menos estrictos. Se pueden utilizar los métodos de cloración, filtros con material apropiado, humedal artificial de flujo sub-superficial, etc. METODOS DE TRATAMIENTO
PLANTA DE TRATAMIENTO El abastecimiento de agua se realiza a través de dos tramos de tubería bien definido El primero tramo es Boro - Chescope de 40 pulg. de diámetro y 8520 ml ambas tuberías de concreto armado cuyo recorrido pasa por 4 cámaras de regulación, La planta tiene una capacidad de tratamiento de 700 l/seg. Que son recepcionados en una cisterna de 150 m ³ de donde se impulsa a través de una batería de 03 electrobombas de HP y 250 l/seg. Cada una instalada en una Estación de Rebombeo N°1 hacia una cámara de rompe presiones de 200 m³. El agua que llega a la planta es conducida por gravedad hacia 2 módulos de tratamiento mediante tuberías de 30 pulg. De diámetro.
El sistema de tratamiento de la planta es de tipo convencional y comprende los siguientes pasos: CUAGULACION.- se realiza en las cámaras de mezcla rápida después de un periodo de retención de 30 seg. Se produce la desestabilización de las partículas coloidales que tare el agua cruda, se le adicionan sustancias quininas como: sulfato de Aluminio polímeros, cal y sulfuro de cobre cuando se requiere. FLOCULACION.- ocurre en la cámara de mezcla lente donde se promueve la formación de flósculos hasta un tamaño y peso adecuado para su posterior periodo de sedimentación luego de 13 min. DECANTACIÓN.- se da a través de 2 tipos convencional y laminar, donde se produce primero la sedimentación simple o arrastre de los floculós de mayor tamaño y luego la decantación laminar a través de un sistema presentado de angotubos. FILTRACIÓN.- a través de 8 unidades de filtro descendentes, cada unidad formada por 2 secciones, donde el agua por gravedad pasa a través del lecho formado por antracita arena y grava, para luego recolectarla por medio de una tubería ubicada debajo de la galería de las válvulas, en el sótano de la planta. DESINFECCIÓN.- se emplea solución clorada que se inyecta en la tubería de recolección de agua filtrada, destruyéndose los organismos patógenos, asegurando mantener un residual de cloro en los sistemas de almacenamiento y distribución protegiendo así el agua potable de contaminantes posteriores, El agua ya filtrada se recolecta a través de una línea principal que la conducen a los reservorios N°1 y N°2 con capacidad de 4000m³ cada uno y a un reservorio elevado de 750m³. En estas unidades el agua tiene un periodo de contacto necesario para una acción efectiva del cloro. Finalmente el agua potable es impulsada a través de las redes públicas de la cuidad por una estación de bombeo de 4 electro bombas de 200HP y capacidad promedio de 350l/seg. Cada una.
TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
Se comprendió el completo funcionamiento de la planta de agua potable desde el proceso de captación que comienza del rio atravez de una tubería, para luego recolectarlas en una cisterna las cuales cuentan con sedimetadores de particulas gruesas y finas; luego el agua recolectada pasara a los sistemas de tratamiento de aguas con los que cuenta la planta. También se nos indicó que la filtración que se realiza es con 10 filtros de arena con capacidades de filtración de 300 lt/seg. y un filtro piloto a presión de 35 lt/seg. También se observó en visita que la planta de tratamiento cuenta con 2 casas químicas que ayudan a quitar las impurezas del agua a tratar añadiendo soluciones en el proceso de purificación, dichas soluciones se experimentan en esta casa. la primera casa química que fue construida al mismo tiempo que la planta de tratamiento, que consta de 1 dosificador de sulfato de aluminio, y un dosificador de cal. . la segunda casa química que está situada en un ambiente independiente, consta de 2 dosificadores de sulfato de aluminio, 2 dosificadores de cal y 2 dosificadores de policloruro de aluminio.
Seguidamente se visitó la sala de cloración que consta de un dosificador de cloro para 500lb/24hrs. Luego se explicó sobre el proceso de impulsión que consta de 3 casetas:
la primera caseta que cuenta con tres equipos de bombeo horizontales de 100 lt/seg. y con un equipo de bombeo en la parte exterior que se encuentra en regular estado con capacidad de caudal de 50 lt/seg. la segunda caseta que cuenta con 4 equipos de impulsión horizontales de 100 lt/seg. cada uno. la tercera caseta que cuenta con 2 equipos de bombeo sumergibles de 35 lt/seg. cada uno, y que abastecen al reservorio del sector de independencia.
luego se procedió a visitar la casa de fuerza para comprender su funcionamiento, y se comprendió que este recinto es sumamente importante para el funcionamiento de la planta cuando en ocasiones no se cuente con energía eléctrica en el sector; dicha casa de fuerza cumple un roll importante ya que tiene la capacidad de sostener el correcto funcionamiento de los motores de bombeo a causa de ausencia de energía eléctrica; cabe mencionar que para el funcionamiento de esta sala de fuerza se requiere grandes cantidades de combustible.
La casa de fuerza cuenta con:
sub estación, transformador y tableros de control 3 grupos electrógenos en regular estado: cat de 600hp, cat de 613hp y volvo penta de 687hp; que se encuentran inoperativos actualmente debido a la falta de mantenimiento.
CONCLUSIONES Sobre la visita técnica a la planta de tratamiento de agua potable se concluye que:
Tratar de disponer los residuos de forma controlada, que todo no sea tirado por el desagüé o a los ríos hay que adoptar medidas de concientización para mejorar la calidad del agua de los ríos.
Concluimos también que los biosolidos son una muy buena alternativa para ayudar al ambiente y a los ecosistemas que están en constante cambio, esa transformación de energía que se da de forma natural que podemos tal vez mitigar un poco el impacto ambiental antropogenico derivado principalmente de actividades como la minería y la agricultura.
el tratamiento de las aguas naturales tiene como propósito el eliminar los microorganismos, sustancias químicas, caracteres físicos y radiológicos que sean nocivos para la salud humana.
la planta de tratamiento requiere de una renovación de la mayoría de los equipos de trabajo para un tratamiento eficaz.
El mantenimiento de los equipos y renovaciones es muy importante; y además cabe resaltar que el trabajo del personal es efectivo, debido a su buena organización .
Los objetivos fueron cumplidos y la visita exitosa, ya que esta inspección nos brindó grandes conocimientos sobre las aguas residuales y sus tratamientos, pues nos mostró los procedimientos de cada uno de los módulos que se encuentran en una PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA, además nos explicaron el tratamiento que se les hacen a las aguas residuales para su disposición final, además los materiales que fueron usados en la construcción de la misma.
RECOMENDACIONES
En la Posterior visita se recomienda plantear soluciones que incrementen la productividad en planta, también plantear soluciones para nuevas adquisiciones de equipos para el tratamiento de agua, ya que esto es de suma importancia.
Pero lo más importante se recomienda crear conciencia social sobre el tema de salubridad, ya que cada día los ríos y lagunas se encuentran amenazadas por minerales y sustancias toxicas (derramadas por el hombre), que contaminan el agua y en consecuencia el proceso de tratamiento será cada vez más complicado.
BIBLIOGRAFÌA
http://www.epm.com.co/site/home/institucional/nuestrasplantas/agua.asp http://www.ehowenespanol.com/planta-tratamiento-agua-residual
como_317069/
https://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/87 264/Plantas_de_Tratamiento_de_Aguas.pdf
http://www.unavarra.es/genmic/curso%20microbiologia%20general/40tratamiento%20aguas%20residuales.htm
WWW. LaFACU.com/química/purificación del agua.
ANEXO
Caseta del sistema de Bombeo y accesorios
Laboratorio de válvulas, accesorios.
Tablero de control.
Proceso de tratamiento del agua.
Friso impermeabilizado para Floculadores en Planta de Tratamiento de Agua Potable.
Pozo de inspección (cilindro-cono).