“A˜ no del Buen Servicio al Ciudadano”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTOBAL DE HUAMANGA Facultad de Ingeniera de Minas, Geolog´ıa y Civil Escuela Profesional Profesio nal de Ingenier´ Ingenier´ıa Civil
ABASTECIMIENTO DE AGUA Y ALCANTARILLADO (IC-446)
´ INFORME DE LA VISITA TECNICA PLANTA DE QUICAPATA Recorrido por las ´ areas de tratamiento de agua potable - SEDA ayacucho
DOCENTE:
Ing. Edward Le´on on Palacios ESTUDIANTES:
´ LVEZ CHOCCE, Maxwell Renol GA GARC´IA BENDEZU, James Pa´ul ˜ A, Arturo MENDOZA HUAN PALACIOS QUISPE, Daniel Joshep PALOM ALOMIN INO O TORR TORRES ES,, Ric Richa hard rd Jhon Jhonat atan an TERRAZA HUAMAN, Leidy Margot RUIZ CUAREZ, Rosmery VELARDE FERNANDEZ, Iv´an an H´anover VILA HUAMAN, Mihail Pedro VILCHEZ ALVITES, Emiliano ´ HORARIO HORARIO DE SESION:
16130514 16130565 16130470 16134406 1613 161322 2217 17 16133919 16130508 16130918 16105723 16137633
Lunes 3-5 pm y mi´ercoles ercoles 6-9 pm. ´ SEMESTRE ACADEMICO: 2017-II FECHA FECHA DE ENTREGA ENTREGA:: 15 de noviembre de 2017 ´ AYACUCHO-PERU 2017
´ Indice 1. Prese Present ntaci´ aci´ on on
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2. Dur Duraci aci´ ´ on de la visita on
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3. Ubi Ubicac caci´ i´ on on
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4. Re Rese˜ se˜ na hist´ na orica orica
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5. Objet Objetiv ivos os
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5.1. Objeti Objetivo voss Genera Generales les . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2. Ob Objetivos jetivos Espec´ Espec´ıficos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Reco Recorrid rrido o de la planta planta de trat tratamie amiento nto
6.1. Descripci Descripci´on o´n general . . . . . . . . . . . . . 6.1.1. 6.1. 1. Capt Captaci´ aci´ on . . . . . . . . . . . . . . on 6.1.2. 6.1. 2. Cond Conducci ucci´ o´n . . . . . . . . . . . . . on 6.1.3. 6.1. 3. Rese Reserv rvorio orio . . . . . . . . . . . . . . 6.2. 6. 2. An An´´alisis alisis de aguas y ensayo de laboratorio . 6.2.1. 6.2. 1. Dete Determi rminaci naci´ o´n de la turbiedad . . . on ´ 6.3. Area de floculaci´ on . . . . . . . . . . . . . on 6.3.1. 6.3. 1. Estr Estructu uctura ra de Mezc Mezcla la R´ Rapida a´pida . . . 6.3.2. 6.3. 2. Cana Canall de dis distri tribuci buci´ o´n . . . . . . . . on 6.3.3. 6.3. 3. Flocu Floculado ladores res . . . . . . . . . . . . . 6.3.4. 6.3. 4. Ayu Ayudan dantes tes . . . . . . . . . . . . . . ´ 6.4. Area de Decantaci´ on . . . . . . . . . . . . on ´ 6.5. Area de Sedimentaci´ on . . . . . . . . . . . on ´ 6.6. Area de filtraci´on on . . . . . . . . . . . . . . ´ 6.7. Area de cloracion . . . . . . . . . . . . . . ´ 6.8. Area de almacenamiento . . . . . . . . . .
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3 3 4 4 6 6 7 7 8 8 9 10 10 11 13 13
7. Concl Conclusion usiones es
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8. Obser Observ vacio aciones nes
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9. Ane Anexos xos
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1.
Presentaci´ on
El d´ıa 11 de noviembre del 2017 se realiz´ o la visita t´ecnica a la planta de tratamiento de agua potable (Ayacucho), fuimos recibidos por personal t´ecnico encargado, quien nos explico los procesos por los que tiene que pasar el agua desde la entrega que se hace en el terminal del canal de suministro lugar Campanayocc distrito de Carmen alto con un caudal de 500 l/s hasta derivar agua potabilizada apto para el consumo humano. Por otro lado se suma el sistema Chiara con un aporte de 105 l/s para el abastecimiento con agua para la poblaci´ on ayacuchana, haciendo un total de 605 l/s.
2.
Duraci´ on de la visita
La visita t´ecnica tuvo un tiempo estimado de 1:30 horas aproximadamente desde 8:00am hasta 12:30 pm (tres grupos diferentes) observando y anotando al rededor de la planta de tratamiendo de agua potable el cual se encuentra administrado por la entidad SEDA AYACUCHO.
3.
Ubicaci´ on
´ Ayacucho. REGION: PROVINCIA: Huamanga. DISTRITO: Carmen Alto. LOCALIDAD: Quicapata. ALTITUD: 3120 m.s.n.m
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VISTA SATELITAL
4.
Rese˜ na hist´ orica
El sistema de tratamiento de agua potable costa de dos plantas, el primero es de tipo CEPIS construido primigeniamente en el a˜ n o 1974 para una capacidad de 158 l/s; con el transcurso del tiempo ha sido ob jeto de modificaciones y ampliaciones hasta que actualmente tiene una capacidad de tratamiento de 360 l/s. Y el segundo de tipo autolavante,construido en el a˜ no de 1985 para una capacidad de 180 l/s, que a´ un no ha sido sometido a mejoramientos y/o modificaciones.
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5.
Objetivos
5.1.
Objetivos Generales
1. Observar, conocer e identificar los componentes en el proceso de potabilizaci´ o n del agua cruda en la planta de tratamiento de Quicapata-SEDA Ayacucho.
5.2.
Objetivos Espec´ıficos
1. Identificar, conocer y verificar el funcionamiento de las estructuras hidr´ aulicas, que intervienen en el proceso de potabilizaci´ on del agua. 2. Observar los factores que da˜ nan a las estructuras hidr´ aulicas. 3. Conocer los aditivos qu´ımicos y su proporci´ on en el proceso de purificaci´ on y cumplimiento de la calidad de agua.
6.
Recorrido de la planta de tratamiento
6.1. 6.1.1.
Descripci´ on general Captaci´ on
PERC
El Proyecto Especial R´ıo Cachi (PERC), mediante la creaci´ on de la Unidad Hidrol´ogica en el a˜ no 1987, es la responsable de la toma de datos de las Ofertas de Agua de los Afluentes del r´ıo Cachi,se presentan a continuaci´ on los r´ıos que integran estas cuencas para el PERC: Paccha. Apacheta. Choccoro. Chicllarazo. CHIARA
El SEDA- AYACUCHO adem´as de proveerse de agua del canal del PERC, toma agua del canal conocido como C ¸ anal Chiara”, el que re´ une aguas de los r´ıos: Chiara o Molinohuaycco . Mutuyhuaycco . Ccosccohuaycco. Lambrashuaycco.
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6.1.2.
Conducci´ on
Se empieza en el r´ıo Paccha a 4100 msnm, luego es llevado a la Qda. Churiac, y posteriormente y en forma descendente a los r´ıos Apacheta, Choccoro y Chicllarazo. All´ı todo el volumen recolectado es almacenado en la Represa Cuchoquesera a 3716 msnm, desde la cual se distribuye el agua para los 3 grandes grupos demandantes del agua, uno de los cuales es el agua para Uso Poblacional. Para que se le entregue el agua a EPSASA, se toma adem´as las agua del r´ıo Allpachaca y luego es conducido mediante el T´ unel de lchocruz que tiene una longitud de 7 km hacia Hospitalniyooc para ser conducido a la Represa Hidroel´ectrica que est´a a los 3310 msnm para finalmente almacenarse en los embalases de Quicapata a 2863.8 msnm. ´ DE AGUA POTABLE-AYACUCHO SISTEMA DE PRODUCCION 6.1.3.
Reservorio
Luego de la etapa de desinfecci´ on, el agua es enviada hacia los dos reservorios principales (Reservorio Cabecera), el primero y de mayor antig¨ uedad tiene una capacidad de 1500m3 y el segundo y de actual construcci´ on posee una capacidad de 3000m3 Por lo general el tiempo de residencia en los reservorios de la planta es corto, porque a partir de ellos, el agua, es transportada hacia los diferentes reservorios que existen en la ciudad.
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Figura 1: Descripci´on y recorrido del agua Escuela Profesional de Ingeniera Civil
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6.2.
An´ alisis de aguas y ensayo de laboratorio
Previo al tratamiento que se realizan, en los laboratorios f´ısico-qu´ımicos y microbilogicos se determinan pruebas como la turbiedad, nitratos,color, temperatura, pH, s´ olidos totales, metales,cantidad de ingreso. En donde, 6.2.1.
Determinaci´ on de la turbiedad
7.2.1. Determinaci´ on de la turbiedad.-
Generalmente el agua ingresa con una turbiedad de 20 NTU, pero seg´ un OMS no debe superar 5 NTU, este ensayo se hace con el Nefel´ ometro o Turb´ımetro. 7.2.2.Determinaci´on de pH.-
Se determina con Electrodo de pH, seg´ un la OMS el agua para consumo humano debe estar en el rango de 6.5 a 8.5. 7.2.3. Determinaci´ on de Temperatura.-
La varaiaci´on de la temperatura tiene efectos en la floculaci´ on. Para el proceso de coagulaci´ on-floculaci´o n y dem´as es necesario llevar practicas en laboratorios para saber de acuerdo a las caracter´ısticas f´ısico-qu´ımicas del agua que tipo de coagulante se debe utilizar, para ellos se utiliza una t´ecnica que se denomina prueba de jarras. 7.2.4. Prueba de Jarras.-
Estas pruebas consisten en simular en vasos de precipitado o jarras, el proceso de coagulaci´on floculaci´ on que se producir´a en la planta de tratamiento y evaluar distintos par´ ametros durante o al final de los ensayos para caracterizar su funcionamiento. Esta prueba es realizada en muestras de agua cruda, tomada directamente de la fuente de agua a tratar, se homogeniza y se separa en seis vasos de dos litro de volumen, a estos vasos se les adiciona cantidades diferentes de coagulante de acuerdo a su alcalinidad y mezclar por tiempo determinado, la prueba nos mostrara que dosis es la optima calificando el vaso mediante par´ ametros definidos como: Calidad de flocs(tama˜ no). tiempo de formaci´ on. cantidad de formaci` on. velocidad de sedimentaci´ on. costos de reactivos. PROCEDIMIENTO:
a primero.- Llenar los recipientes con la muestra de agua cruda. Un contenedor se utilizar´ como control mientras que los otros cinco contenedores se puede ajustar dependiendo de qu´e condiciones se encuentran en evaluaci´ on. Por ejemplo, el pH de los frascos se Escuela Profesional de Ingeniera Civil
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puede ajustar o variaciones de las dosis de coagulante se puede agregar a determinar las condiciones o´ptimas de funcionamiento. nadir el coagulante a cada contenedor y agitar a aproximadamente a 260 o´ 270 Segundo.- A˜ rpm por 1 minuto. La etapa de mezcla r´ apida ayuda a dispersar el coagulante a trav´es de cada contenedor. Los coagulantes empleados son el sulfato de aluminio y PAC, que ayudan a producir peque˜ nos agregados para formar part´ıculas m´ as grandes. apida se adiciona el PAC, luego viene el Tercero.- Luego a los 30 segundos de la mezcla r´ proceso de floculaci´ on por un tiempo de 40 rpm y la sedimentaci´on en un tiempo de 20 minutos a una revoluci´on de cero. Inmediatamente despu´es se procede a realizar la lectura de la turbidez del agua cruda utilizando el turbidimetro. uen con sedimentadores Cuarto.- Apague los agitadores y permitir que los contenedores act´ por un tiempo de 20 minutos. A continuaci´ on, medir la turbidez final en cada contenedor. La turbidez final se puede evaluar m´ as o menos a simple vista o con m´as precisi´on usando un nefel´ ometro. Las pruebas de jarras se pueden usar para la determinaci´ on de: 1.- Dosis ´optima de coagulantes, alcalinizantes y desinfectante. 2.- Evaluaciones cualitativas: a.- Tama˜ no del fl´oculo producido. b.- Tiempo inicial de formaci´on del fl´ oculo. 3.- Evaluaciones cuantitativas: a.- Determinaciones f´ısicas: turbiedad y color residuales, as´ı como tiempos y gradientes o´ptimos de velocidad. Cuando sea pertinente pueden tambi´en determinarse: la velocidad de sedimentaci´ on de los fl´oculos formados, y el n´ umero de part´ıculas presentes por tama˜ nos. b.- Determinaciones qu´ımicas: pH y alcalinidad antes y despu´es de la coagulaci´ on. Adicionalmente la concentraci´ on del aluminio residual, hierro y/o manganeso si procede.
6.3. 6.3.1.
´ Area de floculaci´ on Estructura de Mezcla R´ apida
Al llegar el agua cruda proveniente del canal, pasa primero por la c´ amara de mezcla r´apida, estructura donde se aprovecha el resalto hidr´ aulico y se le adiciona un coagulante qu´ımico denominado sulfato de aluminio que ayudar´ a a separar las impurezas mediante una gradiente de velocidad alta. En ocasiones se le adiciona Cal. Escuela Profesional de Ingeniera Civil
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Figura 2: Aqu´ı se vierte el Sulfato de Aluminio haciendo uso de tuber´ıas con agujeros para una distribuci´ on regular
Figura 3: Se aprovecha el resalto hidr´ aulico para que una mezcla homog´enea del agua y el coagulante 6.3.2.
Canal de distribuci´ on
´ Este qu´ımico inicialmente traba jar´a durante el paso del agua por el canal de distribuci´ on hacia los floculadores y ya act´ u a en no m´as de 30 segundos aproximadamente. 6.3.3.
Floculadores
Despu´es de este proceso, el agua pasa por los 6 floculadores. Cada con pantallas de flujo vertical de 4.85 m de largo, 1.375 m de ancho y 2.40 m de alto cada una, La separaci´ on de las pantallas es de 0.51m. El volumen total de los floculadores es de 83,30m3 . Tienen 44 divisiones con planchas onduladas de eternit donde se aglutinan las part´ıculas que hay Escuela Profesional de Ingeniera Civil
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en el agua por acci´ on del coagulante, formando as´ı lo flocs mediante agitaci´ on lenta. Esta velocidad de paso debe de ser de tal manera que favorezca a la aglutinaci´on, porque si es demasiado r´ apido puede llegar a romper los flocs y raramente vuelven a formarse a un estado ´optimo. La floculaci´ on no solo aumenta el tama˜ no de las part´ıculas sino tambi´en su peso.
´ Figura 4: Area de la floculaci´ on, donde se da la aglomeraci´on de part´ıculas ajenas al agua
Figura 5: Nuestro grupo, haciendo el recorrido respectivo para poder comprender el proceso de floculaci´ on 6.3.4.
Ayudantes
En ciertas ´epocas del a˜ no, el agua tiene una turbiedad mayor a la normal. Entonces, se hace uso de un ayudante que en este caso es el Plorifloruro de Aluminio o POLIFLOC, que es u ´ til hasta turbiedades de hasta 1500 NTU. Si se usa tiene que ser dentro de los limites permisibles (0.1-2mg/l)
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Figura 6: El encargado nos muestra la consistencia gelatinosa del ayudante (POLIFLOC), vertidas en los canales de floculaci´on
6.4.
´ Area de Decantaci´ on
Se procede con la separaci´ on de las part´ıculas m´ as pesadas que trae el agua como gravas, ´areas, arenillas, o flocs que por fuerza de gravedad se quedan en el fondo del decantador. Se tiene un decantador del tipo din´ amico, que asegura la continuidad del flujo y una mayor r´apidez en purificacion del agua.
6.5.
´ Area de Sedimentaci´ on
se procede con la tarea de la clarificaci´ o n del agua, teniendo como misi´ o n la remoci´on de las part´ıculas en suspensi´ on por efecto de la gravedad. Se denominan ”part´ıculas Escuela Profesional de Ingeniera Civil
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sedimentables.a aquellas que sedimentan en un tiempo elegido, ”part´ıculas discretas.a las que no cambian de caracter´ısticas durante el proceso, y ”part´ıculas floc´ ulenlas”las que se producen por la uni´ on de part´ıculas coloidales gracias a agentes qu´ımicos. La sedimentaci´ on de estas part´ıculas est´a en funci´on del tama˜ no, forma y densidad. En la planta se maneja un promedio de turbiedad de las aguas crudas de 57.30UNT que es igual a 57.30 mg/L del pol´ımero formacina, y debido a esta cantidad la suspensi´ on con la que trabajan las plantas son de CA´IDA LIBRE. El mecanismo de Ca´ıda Libre es para plantas que tengan ´ındices de turbiedad menores a 500 mg/L, lo que significa que las part´ıculas sedimentan o decantan libremente. Siendo nuestra estructura de flujo horizontal, de 26,10m de largo, 11,6 m de ancho y altura variable de 2,36 m en la zona de recolecci´on y 3,15m en la zona de entrada. La estructura de recolecci´ on est´ a conformada por un vertedero a todo lo ancho de la unidad. Los sedimentadores 1 y 2 tienen en la zona de entrada o presedimentaci´ on vol´ umenes de 29.52 y 29.34 m3 respectivamente. Las zonas de sedimentaci´ on propiamente dicha tiene vol´ umenes de 334.63 m3 y 336.24 m3 respectivamente.
6.6.
´ Area de filtraci´ on
Son unidades en donde las part´ıculas en estado coloidal suspendidas que no alcanzaron sedimentar en la etapa anterior son removidas a trav´es de un medio poroso construida de grava y arena.
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Fig. Partes de un pozo de filtraci´on lenta de arena y antracita. FILTRO A. Est´a constituida por 4 filtros paralelos de tasa constante haciendo un area ´ total de cada pozo de 36.90m2, con un a´rea de lecho de filtraci´ on de 32m2 y haciendo 2 parciales de 16.05 m2 cada filtro. Tiene una profundidad de 3m cada uno de los filtros cuentan con una v´alvula de control ya sea para el ingreso o salida de estas unidades. FILTRO B Consta de 4 filtros de lecho doble, de antracita y arena preparadas para operar con taza declinante r´ apida un sistema de retro lavado, del tipo en una unidad se lava con el flujo que producen por lo menos los tres restantes.
Fig. Ubicaci´on de los 4 pozos de filtraci´ on lenta.
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6.7.
´ Area de cloracion
Al igual que el proceso de la Mezcla R´apida, la Desinfecci´on es un proceso unitario que tiene como objetivo eliminar cualquier tipo de microorganismos del agua mediante el uso del Cloro. Para llegar a este paso, es necesario haber concluido con la etapa de clarificaci´ on del agua. A la salida de la planta se asegura la ausencia de pat´ogenos del agua, sin embargo, pueden contaminarse otra vez dependiendo del grado de deterioro de los reservorios y redes de distribuci´on, por lo que debe existir una cantidad de cloro residual que asegure estas probables nuevas fuentes de contaminaci´ on. Sin embargo el proceso de Desinfecci´ on es un proceso selectivo, ya que no destruye todos los pat´ogenos ni todos los organismos del agua, pero si es condici´on eliminar todos los seleccionados. Le vierten de 1.8 a 2 partes por mill´ on; en el momento le estuvieron vertiendo 2 partes por mill´on.
6.8.
´ Area de almacenamiento
Luego de la etapa de desinfecci´ on, el agua es enviada hacia los dos reservorios principales (Reservorio Cabecera), el primero y de mayor antig¨ uedad tiene una capacidad de 1500m3 y el segundo y de reciente construcci´on posee una capacidad de 3000m3 .
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Por lo general el tiempo de residencia en los reservorios de la planta es corto, porque a partir de ellos, el agua, es transportada hacia los diferentes reservorios que existen en la ciudad. Reservorio
Cabecera Libertadores 1
Acuchimay
Miraflores
Llucha-Llucha Vista Alegre Pueblo Libre Libertadores 2
La Picota
Ubicaci´ on
Quicapata Carmen Alto Barrios Alto Acuchimay San Juan Bautista AA.HH. Miraflores San Juan Bautista Llucha-Llucha Carmen Alto Quicapata Carmen Alto Pueblo Libre Ayacucho Barrios Altos Ayacucho Cerro La Picota
Volumen
(m3) 1500
´ Area de servicio
Regula los servicios de Distribuci´ on de la Ciudad, y abastece a la zona Sur y Sur-Este EMADI, Bel´e n, Sta. Ana, Quinuapata (zona sudoeste de la ciudad)
1000
2500
Zona media y baja de la ciudad
100
San Jos´e, Sta.Elena, San Melchor, Miraflores, Ciudad de las Am´ericas, La Victoria, Sr. de los Milagros, 27 de Octubre (zona Este y Sudeste) C´ amara rompe presi´ on zona baja de la ciudad
200
Urb. Enace- Vista Alegre
100 2000
Zona alta de Barrios Altos, R´ıo Seco y Piscotambo Zona Norte y Nor-oeste
200
Falder´ıa Cerro La Picota, Wari-Acopampa
1500
Ayacucho Tabla: Reservorios de la ciudad de Ayacucho ´ de Operaciones EPSASA- Diciembre 2012 Fuente: Informe del Area Escuela Profesional de Ingeniera Civil
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7.
Conclusiones Despu´es de la visita t´ecnica entendimos y aprendimos que:
1. La demanda de agua es directamente proporcional a la poblaci´ on, y para proveer del l´ıquido elemental se tiene que captar de r´ıos (Churiac, Apacheta,Choccoro y Chicllarazo), siendo agua libre y expuestas a contaminarse en su recorrido, llegando as´ı al embalse de Quicapata, esta agua no es a´ un apta para el consumo humano, entonces pasa por etapas de tratamiento en la planta de Quicapata-SEDA Ayacucho hasta su purificaci´on. 2. El sulfato de aluminio es utilizado principalmente como agente coagulante y floculante primario en el tratamiento de aguas de consumo humano y aguas residuales; siendo as´ı, que la dosificaci´o n m´as adecuada para cada tipo de agua se obtiene llevando a cabo la prueba de jarras comparativas; es decir, que la dosificaci´ on est´ a en funci´on de la turbidez del agua. 3. El caudal total de tratamiento es de 360 l/s (Planta 1), en su tratamiento de esta cantidad el agua sedimentada pasa a los filtros (4 unidades) compuesto de grava, arena y antracita, los cuales sirven para retener los fl´ ocs (micro part´ıculas s´ olidas) y part´ıculas residuales. Estos filtran alrededor de 80 y 100 l/s cada una y se procede a limpiarlos con un sistema de lavado ascendente con agua a presi´ on que es generado por el tanque elevado. 4. Para finalizar el proceso de potabilizaci´ o n, llega lo m´as importante: la cloraci´ on o desinfecci´on, donde se elimina los micro organismos y g´ermenes pat´ ogenos, para tal fin se usa el CLORO considerando una dosis promedio de 1,8 a 2 ppm . Para acci´on efectiva del cloro se almacena en los dos reservorios de cabecera de la planta, uno de 1500 y otro de 3000 m3 de capacidad, donde el agua tratada permanece 30 minutos para la regulaci´ on en el sistema de distribuci´ on. Este proceso se efect´ ua las 24 horas del d´ıa, cumpli´endose los est´ andares de calidad de acuerdo a la OMS.
8.
Observaciones
1. Es necesario ampliar o construir una nueva planta de tratamiento de agua para solucionar el problema de falta de agua potable en la regi´ on. 2. Concientizaci´ on a la ciudadan´ıa para evitar la derroche del agua 3. Reducir contaminaci´ on del agua en la regi´ on que proviene de basura, residuos qu´ımicos, desechos org´ anicos. 4. Realizar pr´acticas de reutilizaci´ o n del agua, la cual traer´a beneficios econ´ omicos y salubres.
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9.
Anexos
A continuaci´on se muestra el panel fotogr´ a fico que se obtuvo en todo el recorrido a la visita t´ecnica a la Planta de Tratamiento de agua potablede Quicapata:
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