Unive rsidad Facultad de Nacio Ingeniería nal de Química Ingeni ra#a ería
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Ing."m#iental
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Gema Daday Rivas Álvarez
ema: Cuestionario de la visita de Campo a la PT J uigalpa-Chontales ales PTA AP de Juigalpa-Chont Docente: Dr.
Indiana
García
Grupo: 6N2Q
Fecha: V. 8 de Julio del 2011 Gema Rivas & Eddysson Flores
(#$etivos
Conocer
las diferentes etapas de tratamiento para obtener agua de consumo humano
Gema Rivas & Eddysson Flores
Introducci)n La PTAP de Juigalpa forma parte del nuevo sistema de agua potable para dar respuestas a la escasez de agua que por muchos años ha padecido gran parte de los juigalpinos. Con la nueva planta se procesaran !" litros por segundo provenientes del lago Cocibolca# acueducto construido en el ""$ durante la primera fase del pro%ecto % que logra transportar el agua del &ran Lago hasta la Planta de Tratamiento ubicada en el barrio 'anta Clara de Juigalpa. Para cumplir este fin se constru%( una toma interna del Cocibolca % una estaci(n de bombeo en Puerto )*az# a $ +il(metros al oeste de Juigalpa# as* como una estaci(n de rebombeo ubicada a ,- m del lago de /icaragua# la instalaci(n de 0 +il(metros de tuber*a para transportar el agua a la Planta de Tratamiento e1istente# % un tanque de 2-" mil galones de capacidad. La planta de tratamiento de Juigalpa es una planta convencional que tiene las siguientes etapas de tratamiento3 1. Toma 2. Caja disipadora de energ*a 3. 4ezcla r5pida 4. 6loculadores 5. 'edimentadores 6. 6iltros r5pidos 7. )esinfecci(n . Tanque de almacenamiento
9.
Laguna de recirculaci(n
10. 7l esquema que describe a la PTAP de Juigalpa es el siguiente3
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1! "#$mo %e llama la &uente 'ue a(a%tece a e%ta planta)
La fuente que abastece la PTAP de Juigalpa es el Lago Cocibolca# el nombre de lugar espec*fico es Puerto Díaz 8*+a%e Fig.19,.
2! "Qu+ tipo de pretratamiento e% u%ado en la cuenca)
7n la cuenca el agua no recibe ningún tipo de tratamiento# es decir# que el agua es succionada por las bombas % luego transportada por medio de sistema de tuber*as a una distancia de 2! m hasta la PTAP# porque se considera que es de buena calidad. 3! "#$mo e% en,iada el agua de la cuenca a la -/- de 0uigalpa)
Para lograr que el agua que proviene de Puerto )*az llegue hasta la PTAP de Juigalpa se utilizan estaciones de bombeo % rebombeo que permiten que el agua sea transportada por el sistema de tuber*as que poseen un di5metro de 0"" % !"" mmm a una distancia de 2! m 8*+a%e Fig.2 Fig.39. /o obstante# en los tramos principales el agua es transportada por gravedad.
Fig.2 :Primera Planta de bombeo de agua en Puerto )*az;Juigalpa.
Fig.3 :'egunda Planta de bombeo de agua en Puerto )*az;Juigalpa.
1 &oogle 7arth: Puerto )*az;/icaragua 2 http3<<===.panoramio.com
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http3<<===.panoramio.com$"$>-"2 Gema Rivas & Eddysson Flores
4!
"Qu+ anli%i% acen en la planta con 'u+ periocidad)
7n general se realizan an5lisis f*sicos;qu*micos % bacteriol(gicos# entre estos est5n3 a9 b9 c9
Pruebas de Jarra para determinar la dosificaci(n de coagulantes Pruebas para la determinaci(n de hierro 86e9 Prueba determinaci(n de 7. coli.
7stas pruebas se realizan frecuentemente cada hora. 5! "Qu+ anli%i% %on lo% 'ue en,ían al la(oratorio central de N/#/ en anagua)
Las muestras que se env*an al laboratorio central de 7/ACAL son para realizar an5lisis de metales pesados# espec*ficamente para la determinaci(n de ars@nico. Tambi@n se env*an muestras mensualmente que los an5lisis rutinarios que se realizan diariamente. 6! "#ul e% el caudal 'ue proce%a la planta)
La planta est5 divida en dos secciones3 L s L 180 s
a9 La existente que procesa b9 La nueva que procesa
90
Por lo tanto en total procesa un caudal total de
270
L s
7! "Qu+ tipo% de tratamiento e%tn pre%ente% en la -/- de 0uigalpa de%cri(a cada uno de ello%)
7l tipo de tratamiento es el convencional que se estructura de los siguientes procesos3
: "e#cla r$%ida3 La mezcla r5pida es una operaci(n empleada en el tratamiento del agua con el fin de dispersar diferentes sustancias qu*micas % gases. 7ste proceso consiste en distribuir el coagulante en forma r5pida e instant5nea en toda la masa de agua. La mezcla debe ser instant5nea porque las reacciones de coagulaci(n apenas demoran entre "., % ! segundos dependiendo de la turbiedad del agua. 7n plantas de purificaci(n de agua el mezclador r5pido tiene generalmente un prop(sito de dispersar r5pida % uniformemente el coagulante a trav@s de toda la masa o flujo de agua. La mezcla r5pida puede efectuarse mediante turbulencia# provocada por med ios hidr5ulicos o mec5nicos. 'e basa en el principio fundamental de agitar violentamente el agua que se va a tratar# con el producto qu*mico que se aplique# durante un corto tiempo# pudi@ndose llevar a cabo mediante canales con deflectores# de tal manera que se crean condiciones turbulentas.
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: oa'ulaci(n3 La coagulaci(n qu*mica puede definirse como un proceso unitario usado para causar la coalescencia o agregaci(n de material suspendido no sedimentable % part*culas coloidales del agua el cual consiste en la adici(n de sustancias qu*micas al agua# sus distribuci(n uniforme en ella % la formaci(n de un floculo f5cilmente sedimentable. 7n este proceso se reducen las fuerzas repelentes e1istentes entre part*culas coloidales para formar part*culas ma%ores de buena sedimentaci(n2. Las principales sustancias con propiedades coagulantes utilizadas en el tratamiento de aguas son3 las sales de hierro# como sulfato ferroso % f@rrico % clorosulfato f@rrico % las sales de aluminio como sulfato de aluminio# el sulfato de aluminio amoniacal % el aluminato de sodio.
Fig. 4 : Proceso de coagulaci(n
: Floculaci(n3 La floculaci(n se refiere a la aglomeraci(n de part*culas coaguladas en part*culas floculentas consiste en la reuni(n de los co5gulos formados# venciendo las fuerzas de repulsi(n % consiguiendo la precipitaci(n de los hidr(1idos. )urante @ste proceso# la agitaci(n debe ser lo suficientemente lenta para no deshacer los fl(culos formados# dando entonces nuevamente lugar a una suspensi(n coloidal3. La floculaci(n se ve influenciada por fuerzas f*sico;qu*micas tales como3 la carga el@ctrica de las part*culas# la capacidad de intercambio# el tamaño % la contracci(n del fl(culo# el pB# la temperatura del agua % la concentraci(n de los electrolitos. 7l grado (ptimo de agitaci(n cualquiera que sea# depende de la temperatura % caracter*sticas del agua# del tipo de coagulante usado % otras condiciones 8*+a%e Fig. 59.
Fig. 5 : Proceso de floculaci(n 3 omero 4oncada Justina# Acosta 4ungu*a 7stela valuaci!n de la calidad del agua potable en cuatro Plantas Potabilizadoras
de la regi!n "oaco#Chontales para el período de tiempo $%%& ' $%%( # ,>> p5ginas# 4anagua;/icaragua# /oviembre ""$# Dniversidad /acional de Engenier*a.
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: )edimentaci(n3 La sedimentaci(n es una operaci(n por la cual se remueven part*culas s(lidas de una suspensi(n mediante la fuerza de gravedad3. La sedimentaci(n despu@s de la adici(n de coagulantes % de la floculaci(n se usa para remover los s(lidos sedimentables que han sido producidos por el tratamiento qu*mico# como en el caso de remoci(n de color % turbiedad o en el ablandamiento con cal. Los factores m5s importantes que afectan la eficiencia de remoci(n de una unidad de sedimentaci(n son las caracter*sticas del proceso % las condiciones de flujo hidr5ulico. Los cuales a su vez dependen de3 Las caracter*sticas f*sico;qu*micas de las aguas# especialmente turbiedad# color % temperatura. Las caracter*sticas del pretratamiento3 coagulaci(n % floculaci(n. Configuraci(n % diseño de las unidades# zonas de entrada# sedimentaci(n dep(sito de lodos % salida
del agua. Las caracter*sticas de las obras de intercone1i(n. Fperaci(n % mantenimiento. : Filtraci(n3 La filtraci(n es el proceso mediante el cual los fl(culos remanentes de los decantadores son retenidos en medios filtrantes formados principalmente por arena. 7n la pr5ctica se tiene como objetivo remover turbiedad e impedir la interferencia de la turbiedad con la desinfecci(n# al proveer protecci(n a los microorganismos de la acci(n desinfectante3. 7n las PTAP de /icaragua se utilizan principalmente los filtros r5pidos.
: Desin*ecci(n3 La desinfecci(n es la operaci(n final que se realiza en la planta de tratamiento de agua % por consiguiente es la principal responsable de la producci(n de agua de calidad. 7l t@rmino desinfecci(n se aplica a procesos en los cuales los microorganismos pat(genos# pero no sus esporas# son destruidos. Tiene como prop(sito primario disminuir la diseminaci(n de enfermedades h*dricas. 7n el tratamiento del agua el cloro % los compuestos de cloro# hipocloritos de calcio % sodio# son los desinfectantes m5s populares3. 7n /icaragua el proceso m5s usado en las PTAP por razones econ(micas es la desinfecci(n qu*mica# donde el m5s usado es el cloro en forma gaseosa.
! 8i(u9e lo% do% e%'uema% de tratamiento 'ue ei%ten en la -/- de 0uigalpa con lo% re%pecti,o% n;mero de unidade% de tratamiento
>! "Qu+ parmetro% en el agua cruda %on lo% m% pro(lemtico% de tratar)
Gema Rivas & Eddysson Flores
Dno de los par5metros m5s problem5ticos es la turbidez# principalmente durante la @poca lluviosa provocado por el arrastre de una gran cantidad de materiales % sustancias org5nicas por el agua de lluvia que influ%e a su vez en el aumento de las suspensiones en forma coloidales. 1?! "/ cunta po(laci$n a(a%tece e%ta planta)
La PTAP de Juigalpa a bastece a una poblaci(n de apro1imadamente !2 mil habitantes. 11! "#unta% ora% e% a(a%tecida la po(laci$n)
La poblaci(n es abastecida durante un periodo de tiempo de , h# sin embargo dado que las tuber*as quedan llenas con el agua que no se ha consumido# se considera que la poblaci(n es abastecida por > h. 12! "Qu+ tipo de me@clador rpido tienen en e%ta planta)
7l tipo de mezclador r5pido est5 basado en un sistema de hidr5ulico de resalto hidr)ulico. 13! "#$mo %e llama el tipo de &loculador)
7l floculador es tipo hidr)ulico de flu*o horizontal con tres diferentes aceleraciones de mezcla que dan un efecto de flujo pist(n. 14! "#unta% %eccione% (a&&le% tienen lo% &loculadore%)
Los floculadores tienen 2 secciones con ? baffles cada una. 15! "-ara 'u+ %ir,en lo% (a&le%)
'u funci(n como paredes o muros en los tanques de floculaci(n es dirigir el sentido de flujo# evitando la formaci(n de cortocircuitos hidr5ulicos % espacios muertos 8*+a%e Fig.69.
Fig. 6 : 6loculadores
16! "Qu+ tipo de medio &iltrante utili@an lo% &iltro% rpido%)
7l tipo de medio filtrante consiste en una capa de arena % una capa de grava. Gema Rivas & Eddysson Flores
17! "Qu+ tipo de %edimentaci$n e% la ei%tente)
7l tipo de sedimentaci(n es por gravedad de alta taza. Los sedimentadores est5n diseñados para flujos laminar con deflectores de pol*meros con una inclinaci(n de 0"G. Los sedimentadores poseen dos zonas3 un alta con tubos de aluminio % una baja. 1! "#$mo &uncionan lo% &iltro% rpido%)
7n los filtros r5pidos el agua flu%e a trav@s de un lecho de arena gruesa o mediana a altas velocidades. )ebido a las altas velocidades de filtraci(n % el uso de arena mediana o gruesa# las impurezas del agua penetran a grandes profundidades del lecho# taponando r5pidamente el mismo# por lo que se requiere limpiarlo con bastante frecuencia. 7l lavado se realiza invirtiendo la direcci(n del flujo de agua# e1pandiendo % revolviendo los granos de arena# arrastrando las impurezas acumuladas 8*+a%e Fig.79. La PTAP est5 conformada por ocho unidades de filtraci(n r5pida de tasa declinantes % con retrolavados mutuo.
Fig. 7 : 7structura de un filtro r5pido
1>! "#unta% ,ece% %e limpian lo% &iltro% rpido%)
Los filtros r5pidos se limpian en dos etapas. La primera etapa consiste en remover el sedimento en la arena 8cada 0 h9. La segunda consiste en el lavado de la pared % desinfecci(n 8cada $ d*as9. 2?! "#ul e% la di&erencia con un &iltro lento)
4ientras que en el filtro lento el agua flu%e por gravedad# en un filtro r5pido el agua es forzada a fluir a trav@s de las diferentes capas de material filtrante por presi(n de una bomba. Adem5s la eficiencia de remoci(n de s(lidos suspendidos es mejor en un filtro lento# sin embargo la velocidad de filtraci(n es mu% lenta % por ende da lugar a un reducido caudal de agua filtrada.
21! "#ree u%ted correcto acer la de%in&ecci$n en el tan'ue de almacenamiento)
/o porque el cloro;gas puede provocar la corrosi(n del tanque % dar lugar a fugas masivas. 7stos tanques se diseñan para almacenar el producto final 8agua potable lista para tomar9 en la cual la concentraci(n de cloro es m*nima.
Gema Rivas & Eddysson Flores
22! "Qu+ tipo% de de%in&ectante% u%an)
7l tipo de desinfectante que se utiliza es el cloro;gas# porque resulta m5s barato en comparaci(n con otros. 23! "Qu+ tipo de cloro u%an en la -/- en 'ue concentraci$n)
7l tipo de cloro que se usa es el Cloro gaseoso 8Cl9 a una concentraci(n de mg
Fig. : )osificador de Cloro;gas
24! "Qu+ otro% tipo% de producto% 'uímico% %on utili@ado% en la -/- en 'ue concentraci$n)
7l otro tipo de producto qu*mico que se utiliza en la planta es el sulfato de aluminio# el cual tiene la funci(n de coagulante % su concentraci(n es de 2"mg
25! "#ul e% la capacidad del tan'ue de almacenamiento)
71isten dos tanques de almacenamiento cada uno con una capacidad de 2,$#""" galones
Fig. > : Tanques de almacenamiento de agua potable
26! "#ul e% el tiempo de detenci$n o contacto del agua con el cloro)
7l tiempo de detenci(n o contacto es de &% minutos# esto garantiza una desinfecci(n satisfactoria. /o obstante# una vez que el cloro;gas entra en contacto con el agua este se disuelve en ella 8agua9 % permanecen en forma de una mezcla homog@nea a una mu% baja concentraci(n 8".- mg
'e env*a un efluente de 22"L cada vez que se limpian los filtros r5pidos 8cada 0 horas9. Apro1imadamente se calcula que este efluente de 22" L que se env*a a las lagunas de recirculaci(n representa un total del $ I del volumen total potabilizado.
2! "Qu+ cantidad de agua por per%ona e% %umini%trada)
Con respecto a la cantidad de habitantes la cantidad de agua por persona es3 Cantidad de agua por persona =
Q gal 90 gal / min = =0.0012328 Número dehabitantes 73,000 habitantes min×hab
Con respecto al nHmero de casa que es un total de ,$"" 8segHn el tablero de presentaci(n del pro%ecto93 Q gal 90 gal / min Cantidad de agua por casa = = =0.05 Número de casas 1800 casas min×casas
2>! "Qu+ tipo de operaci$n mantenimiento %e utili@an en la -/-)
7n cuanto al tipo de mantenimiento solamente se le da un mantenimiento preventivo constante a las estaciones de bombeo. 7n el caso de la PTAP solamente se le da mantenimiento desde el punto de vista de limpieza de la misma# pero en s*ntesis no e1iste un plan de mantenimiento preventivo. 7l m5s evidente es el plan de mantenimiento correcto cuando algo en la planta va mal.
3?! "i%te alg;n programa de mantenimiento)
/o e1iste un programa de mantenimiento que se fije a largo plazo en la PTAP de Juigalpa# para garantizar su funcionamiento a un largo periodo de tiempo# solamente se cuenta con un manual de operaciones % mantenimiento correcto proporcionado por los ingenieros que diseñaron la planta.
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Re*erencias A Bo&tCare utili@ado%: 1
Google Earth 6.0.2
ADe( %ite% con%ultado%: 2
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http+,,---.panoramio.com,photo,/0%0/3%&
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A onogra&ía% con%ultada%: 3
omero 4oncada Justina# Acosta 4ungu*a 7stela valuaci!n de la calidad del agua potable en cuatro Plantas Potabilizadoras de la regi!n "oaco#Chontales para el período de tiempo $%%& ' $%%( # ,>> p5ginas# 4anagua;/icaragua# /oviembre ""$# Dniversidad /acional de Engenier*a.
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