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El presente Manual de Operaciones y Mantenimiento proporciona la información necesaria para operar y mantener la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR). Se ha considerado aspectos básicos como son: la descripción de los procesos, condiciones de operación; equipo sujeto a mantenimiento; programa de mantenimiento correctivo; problemas de operación y acciones para resolverlos. Los objetivos de este manual son:
Informar sobre los controles del proceso.
Informar sobre las labores de operación y mantenimiento.
Presentar la guía para programas de monitoreo y mantenimiento.
El Manual será considerado como un documento de referencia para los operadores de la planta de tratamiento, las experiencias propias del mantenimiento y operación enriquecerán el presente Manual.
Como cualquier otra planta de procesos, esta se compone de procesos y operaciones unitarios; y para los sistemas de tratamiento de aguas se acostumbra a distinguir en tres fases:
La PTAR XX 200 Habitantes instalada en el campamento Yy, no comprende ningún sedimentador primario, ni sistema de desbaste como tratamiento primario. Sin embargo existe un tanque ecualizador donde se recepciona el agua trasladada por el alcantarillado.
Como tratamiento secundario se conoce al cualquier tratamiento biológico para depuración de aguas. La PTAR XX 200 Habitantes, fue diseñada bajo el concepto de lodos activados en aireación prolongada; un proceso biológico aerobio (requiere de oxigeno) de tratamiento para aguas residuales domésticas, por el cual el agua residual (alimentación o sustrato) y el lodo biológico (microorganismos) son mezclados y aireados en un tanque. En esta mezcla se da la progresiva aglomeración de microorganismos (flóculos formados), que es la unidad ecológica y estructural alrededor del cual se desarrolla el proceso de depuración biológica del
4 a n i g á P
agua denominado “lodos activados”. La mezcla del agua residual, los lodos activados y el oxígeno
del aire se denomina licor mezclado. En forma general se puede plantear la siguiente ecuación:
Sustrato Oxígeno
Lodo Activado
depurada
Lodos en formación Energía (calor) Agua
Dióxido de Carbono Nitratos Fosfatos
Estos productos de la anterior ecuación requieren ser separadas, en el caso de los gases como el dióxido de carbono (CO2) se volatizará y los sólidos decantaran por la gravedad en el sedimentador logrando la clarificación del agua. Del proceso de separación sólido-líquido en el sedimentador, los sólidos conformados en su mayoría por los lodos son recirculados al tanque de aireación para continuar con el proceso de depuración de la nueva alimentación de agua residual; y el agua clarificada pasa al tratamiento terciario.
Esquema del Principio básico del proceso de lodos activados: (1) Aire, (2) Agua residual, (3) Retorno de lodos, (4) Purga de lodos en exceso, (5) Agua depurada, (6) Sedimentador, (7) Reactor biológico.
Después del tratamiento biológico, viene un tratamiento terciario que comprende algunas operaciones como la filtración, y la desinfección como es el caso de la PTAR XX 200 Habitantes.
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Es bueno partir de la idea que se trata de un proceso biológico que se caracteriza por conceptos como: crecimiento microbiano, edad del lodo, carga orgánica, población microbiana, DBO5, DQO, etc. y que se combina con sistemas electromecánicos como electrobombas, aireadores, válvulas y calentadores, que nos permitirán la manipulación de volúmenes, caudales, tiempos, temperatura, etc. como parte de la operación. En los anexos 1 y 2 se presentan las plantillas del programa de monitoreo de parámetros de control del proceso biológico. Y por otro lado es importante el monitoreo requerido por la normatividad vigente respecto a las PTAR´s D.S N° 003-2010-MINAM “Límites Máximos Permisibles para los Efluentes de Plantas de Tratamiento de Aguas Residuales Domésticas o Municipales”
LMP Para Los Efluentes de PTAR – D.S 003 - 2010 MINAM
Aceites y grasas Coliformes
mg/L
20
NMP/100mL
10,000
mg/L
100
mg/L
200
unidad
6.5 – 8.5
mg/l
150
°C
<35
Termotolerantes Demanda Bioquímica de Oxigeno Demanda Química de Oxigeno pH Sólidos Totales en Suspensión Temperatura
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Existe una variedad de factores que influyen en el metabolismo aerobio, siendo los más importantes en la práctica: la temperatura, el pH, la concentración de oxígeno disuelto y la composición de sustrato.
La cinética de un proceso biológico depende de la temperatura en que éste se desarrolla. Incide sobre la velocidad de transferencia de gases, la concentración máxima de equilibrio de oxígeno disuelto y las características de sedimentación de los flóculos debido a la influencia sobre la viscosidad del agua.
La medición de la temperatura se realizará con un termómetro o un equipo multiparámetros en el tanque de aireación y en el tanque de almacenamiento de agua tratada, y se registrará en las plantillas de control diario y mensual.
-
Para la preservación del proceso biológico (tanque de aireación) debería encontrarse por encima de 10°C
-
Para el cumplimiento de la norma (tanque de almacenamiento) debería ser menor de 35°C
El agua residual que entra al sistema de lodos activados es diluido con los contenidos del tanque de aireación y neutralizado por el CO 2 producido por la respiración microbiana. El bicarbonato resultante presenta buena capacidad de buffer alrededor de pH 8,0 y en el caso de su mantenimiento este pH no variará aún bajo suministro de efluentes ácidos o básicos.
La medición del pH se realizará con un pH-metro, papel tornasol o un equipo multiparámetros en el tanque de aireación y en el tanque de almacenamiento de agua tratada, y se registrará en las plantillas de control diario y mensual.
-
El pH óptimo del licor mezclado (tanque de aireación) para un adecuado funcionamiento está comprendido entre 6,5 y 8,5.
-
Para el cumplimiento de la norma (tanque de almacenamiento) debería estar entre 6.5 y 8.5.
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Dentro de las propiedades de transferencia de masa, el oxígeno es fundamental y generalmente la etapa controlante de la velocidad del proceso. Se intenta garantizar una concentración límite de oxígeno de 2 mg/L, la cual puede ser mayor, dependiendo de la carga másica aplicada, es decir del volumen del tanque de aireación, puesto que se requiere una buena mezcla con el aire inyectado.
La medición del Oxígeno disuelto se realizará con un equipo multiparámetros en el tanque de aireación, y se registrará en las plantillas de control diario y mensual.
-
El oxígeno disuelto en el tanque de aireación debe superar los 5mg/L, si es menor aumentar el flujo de aire.
-
El oxígeno disuelto en el tanque de almacenamiento debe superar los 2mg/L, si es menor aumentar el flujo de aire.
La actividad biológica de los lodos y sus propiedades con respecto a la decantación son afectadas por la composición del agua residual. En sistemas convencionales de lodos activados se requiere una tasa de DBO5:N:P de 100:5:1 para mantener el balance de nutrientes óptimo para la actividad heterotrófica de los microorganismos.
Es importante conocer los elementos que determinan el buen funcionamiento de una PTAR, para ello se describe a continuación los principales parámetros que sirven para controlar el proceso de depuración y es necesario que los encargados de la operación se familiaricen con estos conceptos. Los parámetros de control son la edad de lodos y la carga de alimentación aplicada, los que deben mantenerse dentro de ciertos rangos establecidos para un tipo de agua residual en particular. Este control se logra regulando adecuadamente el caudal de recirculación y la purga de lodos. También es importante el concepto del
; que se presenta cuando el lodo formado es ligero
y disperso (lodo esponjoso), y por ende es difícil de sedimentar. El origen del “bunking” puede deberse a muchos factores como c uando el sustrato es muy pobre y
los microorganismos pasan a la respiración endógena; es decir se autoconsumen y por tanto se convierten en microorganismos con capsulas celulares muy ligeras que no permiten la sedimentación. “Un lodo con buenas característ icas
de sedimentabilidad garantiza un proceso de depuración
adecuado”
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La edad del lodo o el tiempo de residencia celular (TRC) afectan el carácter y las condiciones de los flóculos dentro del tanque de aireación y es un factor operacional de control de la actividad de los lodos, por su influencia recíproca a la velocidad de crecimiento específico celular. En sistemas de aireación prolongada TRC puede extenderse hasta 30 días (35 días según el diseño de la PTAR XX 200 Habitantes)
El volumen de lodos aumenta diariamente, por lo que es necesario realizar un test de sedimentación para determinar el control y la frecuencia de extracción.
Extraer una muestra de un litro agua del tanque de aireación cuando este se encuentre aireando, vaciar la muestra en un cono Imhoff y dejar sedimentar durante 30 minutos, luego tomar nota del volumen del lodo sedimentado.
-
En el tanque de aireación los sólidos sedimentables se deben encontrar en una concentración máxima de 300 ml, de superar este valor se deberá evacuar lodos (purga) como medida operacional.
-
Las características organolépticas que debe presentar el lodo son: un color de tonalidad chocolate dorado, olor a tierra mojada, y una textura compacta.
Los sólidos suspendidos podemos indicar como solidos suspendidos volátiles (compuestos orgánicos incluyendo los microorganismos) y solidos suspendidos no volátiles (solidos inorgánicos). En el licor mezclado los sólidos suspendidos volátiles son indicados como SSV, y se determinan analíticamente en el laboratorio por diferencia de pesos, al calcinar una muestra a 600°C la materia orgánica se volatiliza.
Tomar una muestra de 1000mL del tanque de aireación, secar la muestra a 100°C para eliminar el agua, pesar la muestra seca y anota el peso P1; luego se calcina a 600°C y se pesa nuevamente P2. Los sólidos suspendidos totales (SST)=P1 Los sólidos suspendidos volátiles (SSV)=P1-P2
9 a n i g á P
Por ejemplo SSV=2000mg, se interpreta que 2000mg de solidos suspendidos volátiles están contenidos en 1000mL de muestra tomada en el tanque de aireación (concentración 2000mg/L)
Técnicamente es la relación entre el volumen del lodo decantado durante de 30 min en una probeta de 1000mL y el peso del lodo contenido en ese volumen (SST).
Se realiza el mismo procedimiento de determinación de solidos suspendidos y el de volumen de lodo.
Sedimentación de lodo
Volumen del Lodo decantado (mL) IVL= ------------------------------------------------- x1000 SST (mg)
0 1 a n i g á P
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Los valores típicos de IVL para lodos de buenas características de sedimentación están comprendidos dentro del intervalo 35 – 100
Nota: Este IVL debe realizarse cuando se tiene la certeza de la calidad del lodo formado. Un lodo filamentoso puede ocupar mayor volumen por tener baja propiedad de sedimentación debido a sus características físicas, esto conllevaría a errores de cálculo.
La materia orgánica biodegradable se mide en términos de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), y la materia orgánica e inorgánica total por la Demanda Química de Oxígeno (DQO). Es una medida indirecta del contenido de materia orgánica. Se define como la cantidad de oxígeno requerido por los microorganismos para degradar u oxidar la materia orgánica presente bajo condiciones aeróbicas. Teóricamente se requiere un tiempo infinito para completar la oxidación de la materia orgánica, en la práctica se ha aceptado como referencia la DBO a los 5 días de tratamiento, denominada DBO5 (70-80% de la oxidación). Su unidad está dada en mgO2 /L. Todos los compuestos orgánicos se pueden oxidar por acción de un agente oxidante en condiciones muy ácidas. Este mide tanto la materia orgánica biológicamente oxidable y la no oxidable biológicamente (no permite diferenciarlas), pero su tiempo de análisis es mucho menor a la DBO5 (DBO 5 días, DQO 3 horas) (DQO > DBO). Su unidad está dada en mgO2 /L. El factor de carga másica F/M Se refiere a la relación entre la materia orgánica que entra en el tanque de aireación (DBO) y la masa de microorganismos existentes en el tanque de aireación (SSV).
Para calcular la relación F/M se utiliza la siguiente expresión:
(
(m3 /día) x
(mg/L))
= ---------------------------------------(
(Kg) x 1000)
Dónde: Q: caudal de tratamiento (m3 /día) DBO: Demanda bioquímica de oxigeno del agua residual que entra al tanque de aireación (mg/L) SSV: Sólidos suspendidos volátiles contenido en todo el tanque de aireación (Kg) Ejemplo:
1 1 a n i g á P
Q (según diseño)=0.51L/s = 44m3 /día DBO (según diseño)=375mg/L SSV
(asumiendo)=1120mg/L
--->
1120mg/L
x
44.6m3
(volumen
útil
del
tanque
de
aireación)=50Kg F/M = (44m3 /día x 375mg/L)/( 50Kg x 1000) = 0.33/día
En un sistema de aireación prolongada, como es el caso de la PTAR XX 200 Habitantes, el indicador se encuentra dentro de 0.3
A continuación se describirá secuencialmente el contenido de componentes, equipos y accesorios de la PTAR:
Las aguas residuales domesticas del campamento de la unidad minera Yy es conducida mediante el alcantarillado hasta el tanque de ecualización. En este tanque se encuentran instaladas dos bombas sumergibles y las resistencias eléctricas.
Dosificador
Bomba sumergible
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Tanque ecualizador
El agua captada en el tanque ecualizador es transferido hasta el tanque de aireación a un caudal constante por medio de las bombas sumergibles. En este tanque se encuentran instalados los 12 difusores y el sistema de aireación que comprende a los dos sopladores y uno de contingencia.
Soplador marca Repicky
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Difuso r de aire de 12” tipo plato
Difusores instalados en la cámara de aeración
El licor mezclado pasa al sedimentador para la separación sólido-líquido mediante el proceso de decantación. El sedimentador lleva instalado unas conexiones que permiten el retorno de los lodos sedimentados y las natas sobrenadantes hacia el tanque de aireación, parte del aire captado por los sopladores es derivado para esta función de retorno.
Cámara de sedimentación
Sistema de retorno de lodos
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Este filtro permite la filtración del agua clarificada, dentro del filtro de encuentra el material filtrante compuesto por grava de diferente granulometría. Este filtro lleva instalado delante una electrobomba que genera la presión necesaria y el agua pueda pasar por el material filtrante.
Este tanque permitirá la mezcla y el tiempo necesario para la desinfección del agua filtrada. En el tramo de conexión del filtro hacia este tanque se encuentra instalada una bomba dosificadora para el hipoclorito de calcio.
Cámara de contacto de cloro
El agua desinfectada luego es almacenada en un tanque para su disposición final. Para almacenar el agua se encuentra instalada una electrobomba.
5 1 a n i g á P
Listado de estructuras
01 Tanque de Aereacion
Largo: 4000 mm Ancho: 2000 mm Altura: 2800 mm Tipo de Material: Acero Estructural ASTM A-36 Espesor de Plancha de la Base: PL 6.0mm Espesor de Plancha del Cuerpo: PL 6.0mm Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base Interior: Jet 85MP, JET, Gris Ral 7035 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Acabado Interior: Jet 85MP, JET, Gris niebla 1680 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Base Exterior: Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado Exterior: Esmalte Durapox 950, JET, verde Ral 6029 Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Diametro de Entrada: 2" Diametro de Salida: 4" Largo: Ver Descripcion Altura: 1000 mm Tipo de Material: ASTM A-53 Diametro de Tuberia: 1 1/2" Espesor de Tuberia : SCH-40
Barandas de Plataforma
Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base : Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Amarillo Ral 1003 Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Largo: 2000 mm Ancho: 1000 mm Altura: 2300 mm Tipo de Material: Acero Estructural ASTM A-36
01 Tanque Sedimentador
Espesor de Plancha de la Base: PL 6.0mm Espesor de Plancha del Cuerpo: PL 6.0mm Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base Interior: Jet 85MP, JET, Gris Ral 7035
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Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Acabado Interior: Jet 85MP, JET, Gris niebla 1680 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Base Exterior: Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado Exterior: Esmalte Durapox 950, JET, verde Ral 6029 Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Diametro de Entrada: 4" Diametro de Salida: 4" Largo: 1000 mm Ancho: 1000 mm Altura: 1000 mm Tipo de Material: Acero Estructural ASTM A-36 Espesor de Plancha de la Base: PL 6.0mm Espesor de Plancha del Cuerpo: PL 6.0mm Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 01 Camara de Contacto de Cloro
Pintura Base Interior: Jet 85MP, JET, Gris Ral 7035 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Acabado Interior: Jet 85MP, JET, Gris niebla 1680 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Base Exterior: Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado Exterior: Esmalte Durapox 950, JET, verde Ral 6029 Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Diametro de Entrada: 4" Diametro de Salida: 4" Diametro: 400 mm Altura: 1200 mm Tipo de Material: Acero Estructural A-36 Espesor de Plancha de la Parte Bombeada: PL 6.0mm Espesor de Plancha del Cuerpo: PL 6.0mm
01 Filtro a Presion
Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base Interior: Jet 85MP, JET, Gris Ral 7035 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Acabado Interior: Jet 85MP, JET, Gris niebla 1680 Espesor de Pelicula Seca: 5.0 mills Pintura Base Exterior: Anticorrosivo 62ZP, JET, verde
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Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado Exterior: Esmalte Durapox 950, JET, verde Ral 6029 Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Diametro de Entrada: 2" Diametro de Salida: 2"
01 Escalera Metalica
Largo: Ver Descripcion Ancho: 900 mm Altura: 2800 mm Tipo de Material: Acero Estructural A-36 Espesor de Plancha Estriada : PL 6.0mm Espesor de Canal: C10"x15,3 lbs./pie Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base : Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Negro Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Largo: Ver Descripcion Altura: 1000 mm Tipo de Material: ASTM A-53 Diametro de Tuberia: 1 1/2" Espesor de Tuberia : SCH-40
Barandas de Escalera Metalica Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base : Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Amarillo Ral 1003 Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Largo: Ver Descripcion Ancho: 792 mm Tipo de Material: Acero Estructural A-36 Espesor de la Platina: PLT 1 1/2" Espesor de Fe Redondo: 3/8" Parrillas Metalicas
Tipo de Proceso de Soldadura: SMAW Arenado: SSPC-SP-10 Pintura Base : Anticorrosivo 62ZP, JET, verde Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills Pintura Acabado: Esmalte Durapox 950, JET, Negro Espesor de Pelicula Seca: 3.0 mills
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Listado de equipos
Marca: Pedrollo Modelo: ZX 1A/40 Material: Hierro fundido 02 Bombas sumergibles
Potencia: 0.85 HP Carcasa del Motor: Acero Inoxidable Eje del Motor: Acero Inoxidable Procedencia: Italiana Características eléctricas: 220V-AC/ monofásica Marca: SSI Stamford Scientific International inc. Modelo: Disco Estándar 12" - AFD350 Material: EPDM (Etileno Propileno Dieno tipo M)
06 Difusores
Flujo de Diseño: 2.5-5.0 SCFM (4.2-8.3 Nm³/hr) Rango de Flujo: 0-12 SCFM (0-20 Nm³/hr) Cantidad de Perforaciones: 10,155 Procedencia: E.E.U.U Marca: Repicky Modelo: R-200 Material: Fierro Fundido
02 Sopladores
Potencia: 3.8 HP Velocidad: Procedencia: Argentina Características eléctricas: 220V-AC/ Trifasico Marca: WEG Modelo: Material: Fierro Fundido
02 Motores
Potencia: 4.0 HP Velocidad: Procedencia: E.E.U.U. Características eléctricas: 220V-AC/ Trifasico Marca: BlueWhite Modelo: C-614P Material: Zinc metálico
01 Bomba Dosificadora
Temperatura Maxima de Fluido: 130°F / 54°C Rango de Temperatura Ambiente: 10°C a 43°C Presión de trabajo: máx. 125PSI / 1GPH Procedencia: E.E.U.U. Características eléctricas: 220V-AC/ monofásica
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Marca: Repicky Modelo: R-200 Material: Fierro Fundido 01 Sopladores
Potencia: 2.8 HP Velocidad: Procedencia: Argentina Características eléctricas: 220V-AC/ Trifasico Marca: WEG Modelo: Material: Fierro Fundido
01 Motores
Potencia: 3.0 HP Velocidad: Procedencia: E.E.U.U. Características eléctricas: 220V-AC/ Trifasico Marca: BlueWhite Modelo: C-614P Material: Zinc metálico
01 Bomba Dosificadora
Temperatura Maxima de Fluido: 130°F / 54°C Rango de Temperatura Ambiente: 10°C a 43°C Presión de trabajo: máx. 125PSI / 1GPH Procedencia: E.E.U.U. Características eléctricas: 220V-AC/ monofásica Marca: Hidrostal Modelo: Multi H 204N
01 Bomba Centrifuga
Material: Hierro fundido Potencia: 1.5 HP Caudal: Material del Eje: Acero Inoxidable Procedencia: PERU Características eléctricas: 220V-AC/ Monofasica
La puesta en marcha de la PTAR es una actividad mecánica, y la activación de lodos es un proceso biológico que se logrará su máximo rendimiento con el transcurso de la operación de la PTAR; es decir, que la generación de microorganismos y por ende el lodo activado se formará poco a poco al mantener encendidos los equipos electromecánicos bajo las condiciones del diseño y la operación.
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Para empezar a tener un buen control de los equipos electromecánicos que conforman la PTAR, tenemos que considerar que un equipo electromecánico debe encenderse y mantenerse encendido cuando el elemento (agua) a tratar, transformar, transferir, etc. se encuentre en condición de presente y apto. Otro aspecto de la misma importancia es que los equipos electromecánicos se encuentren en un buen estado de funcionamiento para cumplir con su rol dentro del proceso de depuración del agua.
El centro de mando de los equipos electromecánicos de la PTAR se encuentra en el Tablero de Control General (TCG) Tablero de Control General
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Tablero del Sistema de Calentamiento
Hay que considerar que el operador tiene que tener una noción básica en el manejo y reconocimiento de equipos energizados, así también conocer los riesgos y peligro al que se expone al manipular o configurar los circuitos energizados del TCG. Al reconocer y familiarizarse con el manejo del TCG y los equipos electromecánicos el operador tendrá una gran ventaja sobre las posibles dificultades que se presentarán en la operación. También tenemos el tablero del sistema de calefacción (TSC). Tomando las medidas correspondientes podemos dar inicio a la puesta en marcha y manejo del día a día de la PTAR instalada.
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Inicialmente la llave que energiza el
(apagado)
Verificar y reconocer los selectores en el exterior del TCG Inicialmente todos los Verificar en el interior del
(neutralizados) o en off que la llave que energiza esté en
En el
poner los selectores en cero (neutralizados)
Energizar el TCG poniendo la llave en “on”
Levantar todos los contactores dentro del TCG, excepto el de alumbrado publico
Equipado con dos bombas sumergibles de función alterna, una bomba dosificadora y el sistema de calentamiento con resistencias eléctricas.
Al inicio el nivel del agua en el tanque de ecualización debe sobrepasar la altura de las bombas sumergibles elevando los sensores de nivel.
La válvula de entrada al tanque de aireación debe estar abierta al 50% solo al inicio.
Poner en modo automático los selectores de las electrobombas del filtro y tanque de almacenamiento, para evitar desbordes.
Poner el filtro en posición de filtrado, para evitar desbordes.
En el TCG, localizar el selector de las bombas sumergibles. Seleccionar funcionamiento, seleccionar
y verificar
y verificar funcionamiento, finalmente seleccionar modo
de funcionamiento
Inspeccionar y verificar el funcionamiento correcto de las instalaciones hidráulicas (tuberías, válvulas, accesorios, etc.)
Arrancar el TSC (resistencias eléctricas) en modo automático, está configurado en 0 °C de encendido/ 50 °C de apagado, verificando un adecuado nivel de agua que sumerja las resistencias en el tanque ecualizador.
3 2 a n i g á P
Encender la bomba dosificadora de ACCELL desde el TCG, solo cuando se tenga preparada la solución y sea necesario su uso.
Está equipado con una serie de conexiones de tubería de fierro galvanizado que transmiten aire que llegan desde los sopladores, también tiene instalados 12 discos difusores de aire instalados en el fondo del tanque y sus reguladores de flujo mediante válvulas, y un sistema regulado (válvula) de recirculación de lodos que llegan desde el sedimentador. Este tanque (reactor biológico) trabaja en forma continua; es decir no hay acumulación ni perdida de agua, el caudal de entrada es el mismo en el rebose hacia el sedimentador.
Regular el caudal de entrada al tanque de aireación según diseño: 0.51 L/s ó 30 L/min
Al inicio el nivel del agua en el tanque de aireación debe sobrepasar y sumergir los difusores de aire en el fondo del tanque.
En el TCG, localizar el selector de los sopladores. Seleccionar funcionamiento, seleccionar modo de funcionamiento
y verificar
y verificar funcionamiento, finalmente seleccionar Mantener el
en stand by.
Verifique que haya una
por
parte de todos los difusores.
Inspeccionar y verificar el funcionamiento correcto de las instalaciones hidráulicas y neumáticas (tuberías, válvulas, accesorios, etc.)
Cuando el tanque este lleno en su volumen útil (44m3) verificar el grado de mezcla, debería generarse una considerable turbulencia al suministrar suficiente aire por la manipulación de las válvulas. Se suministra aire para la oxigenación y para generar mezcla completa.
Diseñado con fondo cónico para la concentración de los sólidos en la parte baja, está equipado con un sistema de retorno de lodos y natas “Air Lift”
Verificar el pase del agua por rebose de la cámara de aireación hacia el sedimentador. Controlar el caudal de retorno de lodos de las bombas y natas, cuyo flujo deberá ser poco pero constante 15L/min, está controlado por la válvula en la parte superior del sedimentador.
4 2 a n i g á P
Inspeccionar y verificar el funcionamiento correcto de las instalaciones hidráulicas y neumáticas (tuberías, válvulas, accesorios, etc.)
El efluente proveniente del tanque de agua sedimentada son bombeadas a través de un filtro que tiene como lecho filtrante arena de cuarzo. En esta etapa, se retiene los sólidos suspendidos remanentes a fin de obtener un efluente con baja turbiedad y libre de sólidos suspendidos. Solo para la puesta en marcha se recomienda aperturar las válvulas N°1 y N°4, las demás válvulas permanecerán cerradas.
Esquema del Filtro
5 2 a n i g á P
Diseñado con una serie de deflectores metálicos, con capacidad de retención de 1h, para el proceso de la desinfección
Verificar en el TCG que el selector de la bomba dosificadora de hipoclorito de calcio este en automático.
La dosificación de hipoclorito de sodio se graduara progresivamente hasta alcanzar una medición de cloro residual de 0.2mg/L en el efluente
Equipado con una electrobomba, interruptor de
nivel y un tanque de 2.5m3.
Verificar en el TCG que el selector de la electrobomba del tanque de agua tratada se encuentre en automático.
Disposición final y descarga.
Una vez realizada la puesta en marcha, las funciones frecuentes que el operador debe realizar se centra básicamente en:
Limpieza de los componentes de la PTAR
Medición de los parámetros de control
Registro de los parámetros de control
Control del proceso
Operación mecánica del filtro
Preparación de soluciones químicas
El personal necesario es un técnico electromecánico y un operador de planta por cada turno.
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Personal Responsable de la Operación y Mantenimiento
Funcionamiento correcto de los equipos eléctricos y mecánicos (incluyendo limpieza, lubricación y engrase, etc.)
Instruir al personal operario del prendido y apagado del sistema eléctrico de la PTAR
01 Técnico
Mantenimiento de los tableros eléctricos, lecturas de voltaje, amperaje y consumo de energía eléctrica.
electromecánico
Elaboración de reportes de las horas de funcionamiento de los equipos mecánicos eléctricos.
Elaborar informes de las fallas en los equipos.
Realizar el inventario de los accesorios, herramientas y repuestos de los equipos.
Mantener limpias las instalaciones de la PTAR.
Manipular las bombas y válvulas del sistema de tratamiento.
Llenado de registros operacionales en lo referente a medición de caudal,
01 Operario
volumen de sólidos sedimentables, pH, temperatura, cantidad de sólidos retirados, etc.
Apoyo en el mantenimiento eléctrico de los equipos eléctricos y/o mecánicos.
Responsable de las herramientas y equipos utilizados para realizar su l abor.
Es recomendable que la PTAR cuente como mínimo con las siguientes herramientas, herramienta y materiales.
Carretilla de mano
Espumadera de 12 pulgadas de diámetro con malla metálica y mango de 2 m.
Caja de herramientas con martillo, alicate, llaves Allen, llaves boca y corona, llaves francesas y stylson de 12 pulg, multitester, destornilladores perilleros.
Escoba y recogedor.
Jabón carbólico o jabones desinfectantes o gel desinfectante
7 2 a n i g á P
Hipoclorito de calcio al 70%
Bageta (mango para remover de 1.5 m)
30m de manguera de ¾ pulgada para el lavado superficial de las unidades de tratamiento.
Soga de nylon de 10m
Escobillones de cerda con mago de 2 m.
Linterna
Balanza
Medidor de oxígeno disuelto
Medidor de cloro residual
Equipo multiparámetro
Termómetro
pH metro
Cronómetro
Cono imhoff de 1000mL
Soporte de cono imhoff
2 Jarras de plástico de 1000mL
Recipiente plástico de 5L
Probeta graduada de plástico de 1000mL
Todos los componentes y equipos de la PTAR deberán ser limpiados y en el caso del tanque aireador lavado cuando se generen espumas. El operador debe rociar con agua la espuma emergente hasta desaparecer, evitar que el lodo se adhiera a la espuma. En todo momento el operador debe velar por conservar en estado limpio las instalaciones de la PTAR. De esta manera estaremos evitando los malos olores que puedan generarse. Los olores pueden provenir del tanque ecualizador, para ello se ha provisto de una línea de aire que llega hasta el ecualizador, el operador deberá fijar el nivel de aire para garantizar el adecuado funcionamiento de los difusores y el retorno de lodos, y el aire sobrante irá directamente al tanque ecualizador. Otro punto que puede generar malos olores es el tanque de aireación, para evitar esto el operador deberá mantener y limpiar a diario las paredes internas de este tanque.
8 2 a n i g á P
Para la medición de los parámetros de control, el operador debe sacar muestras representativas según los procedimientos indicados en el ítem 3 del presente manual. En el anexo 1 del presente manual se presenta la plantilla de la medición de los parámetros que el operador debe tomar diariamente. Parámetros de Medición Diaria
Parámetros Tanque de Aireación
Caudal (m3 /día)
30L/min
Oxígeno
Volumen
Disuelto
de lodo
(mg/L)
(mL)
> 5mg/L
Prom 300mL
Características del Lodo
Color café dorado y olor a tierra mojada
Tanque de Almacenamiento
pH
6.58.5
Temperatura
Cloro
(°C)
residual libre
35°C<
pH
min
6.5-
0.5mg/L
8.5
Temperatura (°C)
35°C<
En el anexo 2 del presente manual se presenta la plantilla del programa de monitoreo y análisis que el laboratorio debe reportar mensualmente.
Parámetros de Medición Mensual Parámetros Tanque de Aireación
Tanque de Almacenamiento Agua Tratada
DBO (mg/L) SSV pH T ° DBO DQO SST A y G Coliformes Fecales pH T° Nitratos Fosfatos
De las dos plantillas mencionadas, el operador y el supervisor responsables de la PTAR tomarán los datos necesarios para realizar los cálculos según las ecuaciones del ítem 3 del presente manual; y luego tomará las medidas pertinentes de acuerdo a las reglas de decisión indicadas.
9 2 a n i g á P
El operador tiene la tarea de manipular los componentes, válvulas y equipos de la PTAR en función de los resultados que obtenga al realizar las mediciones de los parámetros de control.
El caudal del proceso es el mismo de diseño y es igual a 0.51L/s o 30L/min.
El operador colocará la probeta graduada a la entrada del tanque de aireación hasta llenar los 1000mL indicados en la probeta.
Simultáneamente tomará el tiempo que demora en llenar los 1000mL.
Se llevara este procedimiento iterativamente cerrando o abriendo las válvulas de entrada del tanque de aireación y/o retorno al ecualizador hasta alcanzar el caudal de 30L/min
Se mide con el equipo multiparámetro
El oxígeno disuelto en el tanque de aireación debe superar los 5mg/L
Por tema de mantener una buena mezcla en el tanque aireador debe ajustarse las válvulas de aire hacia los difusores hasta alcanzar los 7mg/L de oxígeno disuelto
Sacar una muestra representativa de la zona centro del tanque de aireación
Trasvasar al cono imhoff hasta enrazar los 1000mL indicados en el cono
Dejar decantar por unos 30 min
El volumen del lodo decantado debe estar en promedio de los 300mL
Si el volumen del lodo medido excede los 4000mL, debe evacuarse lodos hasta alcanzar nuevamente los 300mL en promedio
Para evacuar, el operador deberá abrir la válvula que se encuentra en la parte baja del sedimentador.
Puede ser evacuada a un sistema y llevada a su disposición, según corresponda a la gestión.
Visualizar del mismo cono con el lodo decantado
Color café dorado
Olor a arcilla o tierra mojada
Apariencia compacta
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El lodo filamentoso aparece cuando el agua residual cruda tiene baja carga orgánica y es y de difícil sedimentación.
En caso de presentarse este lodo filamentoso, suministrar el nutriente ACCELL o en su defecto una solución azucarada para compensar el déficit de carga orgánica en el reactor biológico (cámara de aireación)
Con un pH o el equipo multiparámetro tomar la medida del pH en el tanque de aireación o una muestra representativa
El pH debe encontrarse en el rango de 6.5 a 8.5
De presentarse más ácido o básico (fuera de este rango), realizar las indagaciones de lo que se vierte al alcantarillado que llega hasta la PTAR e impedir inmediatamente dicha contaminación.
Como medida correctiva en caso de acides, echar 100g de cal por cada 1m3 de agua
La temperatura se mide con un termómetro o el equipo mutiparámetro
La norma exige que sea menor a 35°C
El proceso biológico requiere que la temperatura sea mayor a los 10°C para mantener
sus propiedades físicas del lodo
En caso sea necesario prender las resistencias eléctricas instaladas
El manejo eficiente de la recirculación de lodos y natas desde el sedimentador al tanque de aireación es un elemento fundamental en el progreso y optimización del proceso biológico que se desarrolla en la PTAR. Este sistema deberá mantenerse operativamente y mecánicamente en buen estado para lograr la generación de buen lodo y como subproducto agua depurada de buena calidad. El conocimiento progresivo y sistemático que el operador pueda lograr acerca de cada PTAR en particular, asegurará un buen desempeño. La PTAR XX
200 Habitantes trabaja con un sistema de retorno Air Lift, que consiste básicamente
en inyectar aire a una columna de agua desde abajo. Parte del flujo de aire que va hacia los difusores es compartido con este sistema.
Verificar diariamente las condiciones físicas de las instalaciones de este sistema de retorno de lodos y natas.
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Verificar diariamente las instalaciones de la línea de aire. Corregir inmediatamente cualquier fuga de aire.
La operación consiste en manipular de las seis válvulas incorporadas en su sistema para poner en filtrado, retro-lavado y purga.
Modo de operación del filtro
Filtrado
1-4
2 – 3 – 5 – 6 - 7
Retro lavado
2 – 3
1- 4 -5 -6 - 7
Purga de Aire: 5, Drenaje: 6, Toma de muestra: 7
Apertura de la válvula Nº 01 del árbol de tubería del filtro.
Abra la Válvula Nº 5 de purga, hasta eliminar el aire que pudiera contener el cuerpo del equipo. Una vez descargado el aire procédase a cerrar.
Cierre las válvulas Nº 02, Nº 03, y Nº 06, tal como se muestra en la tabla.
Controle la presión de ingreso mediante el manómetro de la válvula Nº 01 manteniendo en el rango de 40 a 50 PSI
Verifique la salida del agua por la válvula.
La frecuencia de retro-lavado al inicio de cada turno (02 veces por día)
Abrir la Válvula Nº 5 de purga, hasta eliminar el aire que pudiera contener el cuerpo del equipo.
Cierre totalmente las válvulas Nº 01, Nº 04 y Nº 06.
Abrir las válvulas N°2 y N° 3 lentamente, que controlan el ingreso de agua en contraflujo.
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Controle el ingreso del agua de retro-lavado con la válvula N° 2, debiendo estar en el rango de presión de 8 a 12 PSI, cuya lectura se lee en el manómetro de la válvula N°4.
El tiempo que debe durar la operación de retro-lavado será de 10 a 12 min. Verifique la salida del agua por la tubería de drenaje.
La desinfección se realiza mediante la adición de una solución de hipoclorito de calcio al agua. Esta adición se realiza en con una bomba dosificadora en la entrada del tanque de contacto de cloro.
Pesar 3 kg de hipoclorito de calcio (al 30% como mínimo).
Llenar en un cilindro plástico de 200 L con agua limpia.
Verter y mezclar los 3 kg de hipoclorito de calcio. Esta solución de hipoclorito debe durar como máximo 48 horas, de lo contrario perderá su efectividad, en razón que el cloro es volátil.
Para una nueva preparación se deberá vaciar totalmente el tanque con lo sobrante de la anterior preparación, esto en razón que el hipoclorito contiene residuos insolubles que sedimentan en el fondo del tanque.
La dosificación de la solución clorara, depende el caudal de tratamiento y de la dosis. En los cuadros siguientes se muestra ejemplos de cálculos para determinar el caudal de la bomba dosificadora en base al diseño. En la operación practica la dosificación de la bomba se ajustará iterativamente hasta alcanzar un cloro residual libre de 0.5mg/L.
Cálculos para la preparación del hipoclorito de calcio
Datos de diseno Parametros Operativos
Signo
Dato
Unidad
Caudal de Tratamiento
Q
0.19
l/seg.
Dosis de Cloro
D
10
mg/l
Volumen de Tanque de Mezcla
V
200
L
Peso de hipoclorito a mezclar
P
3.0
kg
Concentración de cloro
Cl
30
%
Costo de hipoclorito de calcio por kilo
R
2.5
S/. / kg.
3 3 a n i g á P
Pa ra me tros Ope ra ti vos
Si gno
Cri te ri o
Concentración de agua clorada
C
C= 10*P*Cl / V
Caudal de Bomba dosificadora
q
q=3.6*D*Q/C
Duración de Tanque de Mezcla
T
T=V/q
Cantidad de hipoclorito por mes
M
Costo mensual de hipoclorito
CM
Re sul ta do 4.50
Uni da d gr/L
1
l/hr
135
horas
M = 720*P/T
16
kg
CM = M*R
40
S/.
La frecuencia recomendada para el cambio de aceite depende de las condiciones de trabajo a las que se encontrará sometido el soplador. Sin embargo el primer cambio de aceite se realizará a las 200 horas de funcionamiento.
Para las condiciones de trabajo del soplador y la zona donde se encuentra instalada la PTAR, se recomienda utilizar Aceite sintético Shell Omala 220HD con una frecuencia de cambio cada tres meses.
De acuerdo al ambiente donde se encuentra instalada la PTAR, los filtros deben ser limpiados semanalmente con un compresor.
También se recomienda cambiar los filtros cada tres meses.
Es importante que el soplador se encuentre aislado de la inclemencia de las lluvias.
Las correas deben encontrarse en buen estado físico, verificar antes de la puesta en marcha
La deflexión máxima debe ser de 1.5% de la longitud de la correa entre contacto con las poleas.
Revisar periódicamente los contactores principales y auxiliares del tablero.
Realizar cada 6 meses la medición de aislamiento con un megóhmetro
Revisar las conexiones eléctricas.
Mantener el voltaje de funcionamiento de la planta, dentro de los límites admisibles.
Revisar de regulación y funcionamiento de los elementos temporizadores.
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En un mantenimiento de motores eléctricos se debe inspeccionar periódicamente los niveles de aislamiento, la elevación de temperatura (bobinas y soportes), desgastes, lubricación de los rodamientos, vida útil de los soportes, examinar eventualmente el ventilador, cuanto al correcto flujo de aire, niveles de vibraciones, desgastes de escobas y anillas colectoras.
La carcaza debe ser mantenida limpia, sin acúmulo de aceite o polvo en su parte externa para facilitar el intercambio de calor con el medio.
Los motores deben ser mantenidos limpios, exentos de polvareda, detritos y aceites.
Para limpiarlos, se debe utilizar escobas o trapos limpios de algodón. Si el polvo no es abrasivo, se debe emplear un soplete de aire comprimido, soplando la suciedad de la tapa deflectora y eliminando todo el acumulo de polvo contenido en las aletas del ventilador y en las aletas de refrigeración.
Los motores WEG son provistos con grasa POLIREX EM (fabricante: ESSO) basada en polyurea, suficiente para el periodo de funcionamiento de 3 meses.
En condiciones normales de dosificación, la bomba debe ser revisada al menos una vez al
mes.
Limpieza permanente de las incrustaciones
No requiere de lubricación
Verificar la conexión eléctrica e hidráulica
Verificar el tubo y las conexiones de la bomba de pérdidas eventuales
Verificar que no haya partes de la bomba y/o del tubo corroído
Ningún fabricante hace alguna recomendación sobre mantenimiento de las electrobombas sumergibles, sin embargo podemos preservar dándole el uso correcto y mediciones indirectas.
Realizar cada 6 meses la medición de aislamiento con un megóhmetro
Medir su capacidad, abriendo las válvulas de salida del tanque de ecualización. Medir el caudal que debería resultar 24m3 /h
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