UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA Facultad De Ingeniería Industrial Y Sistemas
PROCESOS INDUSTRIALES I
1. FUND FUNDAM AMEN ENTO TO TEOR TEORIC ICO: O: http://santaviviana.tripod.com/id8.html 1.1 Agua:
El agua es uno de los agentes ionizantes más conocidos. Puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en agua, se la conoce frecuentemente como el disolvente universal. El agua combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de los metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas importantes.
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Elevado calor de vaporización. Elevada constante dieléctrica. Bajo grado de ionización.
1.3 Tratamiento del Agua: Depuración Depuración del agua generalmente significa liberar al agua de cualquier clase de impureza que contenga, por ejemplo: contaminantes o microorganismos. La depuración del agua no es un proceso unilateral; el proceso de la depuración contiene muchos pasos y dependen de la clase de impurezas que se encuentre en el agua. Clasificación de los tratamientos Las tecnologías existentes para la depuración del agua residual son muy diversas y se pueden clasificar según diversos aspectos:
o
a.
Según la naturaleza del tratamiento:
Tratamientos físicos: Basándose en las características y
Desorción: Se da cuando una masa líquida se pone en contacto con una corriente de aire al cual se transfiere el contaminante. Este proceso es típico para la eliminación de amoniaco en aguas industriales con altas concentraciones.
b.
Tratamientos Químicos: Se basan en modificar las propiedades químicas de los contaminantes de modo que resulten destruidos o que se conviertan en otros productos fácilmente separables. Los tratamientos típicos son:
Coagulación-floculación: Los sólidos de pequeño tamaño, mediante el uso de reactivos químicos, se agregan en sólidos mayores que son sedimentables. Normalmente son tratamientos que van seguidos de algún medio de separación física. Mediante este tratamiento conseguimos eliminar partículas de tamaño coloidal, con velocidades de sedimentación muy bajas.
Precipitación química: Mediante la adición de reactivos de este tratamiento se consigue, que contaminantes solubles se transformen en formas insolubles o de menor solubilidad.
Oxidación-reducción química: Consiste en hacer reaccionar los contaminantes con reactivos que provoquen la pérdida de electrones (oxidación) o la ganancia de electrones (reducción) de los contaminantes.
d.
Tratamientos biológicos: En este tipo de tratamientos se emplean mecanismos biológicos o bioquímicos para llevar a cabo un cambio químico en las propiedades del contaminante. Estos tratamientos se basan en la utilización como alimento de compuestos orgánicos por parte de los microorganismos. Dependiendo del medio en el que se desarrollen los microorganismos distinguimos dos tipos de tratamientos biológicos:
e.
Incineración: Es un proceso de destrucción térmica en presencia de oxígeno. Opera en el rango de temperaturas entre 1000-1700 ºC.
Tratamientos aerobios: los microorganismos se desarrollan en presencia de aire. Tratamientos anaerobios: los microorganismos se desarrollan en condiciones de ausencia de aire.
Según el tamaño del contaminante eliminado Si definimos los niveles de depuración en función del tamaño de la partícula eliminada nos encontramos con los siguientes niveles:
Pretratamiento: Elimina las partículas que arrastra el agua residual. Normalmente está constituido por sistemas de eliminación física.
Línea de residuos: Los contaminantes generados en el pretratamiento son considerados como una línea aparte de los lodos.
2. DESCRIPCIÓN DE LA VISITA TÉCNICA: La materia prima es le fuente superficial del rió Rimác para poder mantener una caudal regular se ha construido la represa de marca poma cocha (cuenca del
Bocatoma 1: margen izquierda • •
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Caudal de Diseño: 15 m3/s. Rejillas de Protección: Para retención de troncos, ramas y otros cuerpos flotantes. Número de rejas : 4 Número de barras por reja : 43 Ángulo de inclinación : 45 grados
Al ingresar a la bocatoma (2) se realiza el proceso de tamizado por medio de un sistema de rejillas, esto para retirar los residuos sólidos y material flotante, el manejo de los sólidos es un asunto importante en el diseño de una bocatoma.
En general, la bocatoma debe diseñarse de modo que no ingresen al sistema los sólidos de mayor tamaño. Será inevitable que los finos ingresen por ello para su eliminación se dispone a continuación de la bocatoma un desarenador. Es por eso que el sistema bocatoma-desarenador conviene estudiarlo sedimentológicamente como una unidad.(Aun no hay adición de productos Químicos) este sistema de represamiento cuenta con unos
Los residuos retenidos por las rejillas son almacenados a través de una botonera con carril para luego ser recogidos por los recolectores municipales que hacen su visita cada dos días, esto para evitar contaminación según las normas ISO14000.
Contenedor de la basura
¿Qué es ISO 14000? Es una serie de estándares internacionales, que especifica los requerimientos para preparar e implantar un sistema de gestión de calidad que asegure que la organización se preocupa por la preservación del medio ambiente y la prevención de la contaminación. 2.2. SEGUNDA ETAPA o DESINFECCIÓN
Desarenador 2.2.2. PRE-cloración Luego de pasar por las posas el flujo de agua hace su ingreso a unas cámaras donde recibirá una dosis de cloro, que viene a ser el desinfectante usado en la planta de SEDAPAL, esto con la finalidad de reducir la carga bacteriana y eliminar el crecimiento de algas en las unidades posteriores de tratamiento. También existen otros desinfectantes como el ozono y los rayos ultravioleta (de este se posee un pequeño equipo que se uso de experimentación).
Clorado r
Rotámetro del clorador
El cloro extraído de las cisternas (cloro licuado) pasa a través de un sistema de válvulas al evaporador (cloro gaseoso) para luego ingresar al clorador, por otro lado el agua a través de una bomba es traída a esta sala donde por medio de un inyector absorbe el cloro gaseoso (en el inyector se crea un vacío donde llegara el gas de cloro, consecutivamente pasa la corriente de agua y es ahí donde lo absorbe). Esta mezcla es enviada a las cámaras para su respectiva dosificación.
Sistema de válvulas del clorador En esta etapa hay un equipo para medir la turbiedad que es aproximadamente de 19 NTU.
Tablero de control del desarenador Observación, el evaporador es un medio de evitar perdidas de cloro que queden en las cisternas de Química Del Pacifico
Visualizador de turbiedad
En la época de huaycos (turbiedad alta, mayor de 2000 NTU) SEDAPAL hace uso de unos polímetros aniónicos que son coagulantes químicos para bajar la turbiedad en gran proporción.
2.2.3. EMBALSES REGULADORES Luego el flujo de agua PRE-tratada hace su ingreso a la poza de almacenamiento o embalses regulador que tiene una capacidad de 1 millón de metros cúbicos de agua estos embalses se encargan de almacenar el agua PRE-tratada para asegurar la continuidad de la producción de las
Sin embargo también cumplen con otras funciones, por el tiempo de retención: Sirven de cámara de contacto entre el agua y el cloro adicionado. Eliminar las partículas remanentes provenientes de los desarenadores. • •
Las plantas de la Atarjea cuentan con dos reservorios de almacenamiento:
Capacidad Largo Profundidad
Reservorio 1 500,000 m3 500 m 8.5 m
Reservorio2 1 200,000 m3 555 m 9.5 m
En estos embalses se han colocado cilindros flotantes de Sulfato de cobre (alguicida), cada cilindro se carga con 15Kg de CuSO 4 y por dilución dura aproximadamente 15 días, con la finalidad de evitar o eliminar la formación de algas en los embalses. También se han colocado mallas con el propósito de retener la basura y residuos sólidos remanentes, la mayoría de estas queda acá pero algunas siguen su marcha. Además sirven para dar abastecimiento sostenido a la población de Lima, por ejemplo si el río trae 15 mts por segundo y mi producción es también igual a 15 mts/s entonces el nivel permanece constante, pero si trae menos y se produce 15, el nivel de la laguna va a bajar pero la población no se va
Cisterna con sulfato de aluminio
Descargue del sulfato de aluminio
están sometidas a ningún tipo de tratamiento cuando la turbiedad es baja, sin embargo están disponibles como alternativas de operación. Coagulación o desestabilización de los coloides. Floculación aglomeración de los coloides y su respectiva sedimentación.
2.3.3. Decantación En esta etapa se realiza el proceso de clarificación, el agua que ingresa a los decantadores previamente ha recibido una dosis de coagulantes; por acción del coagulante se forman los flóculos que son pequeñas partículas que luego se van aglomerando formando una espesa capa por la que deben
Decantadores ¿Cómo se da el proceso dentro de los decantadores? El agua ingresa por la parte inferior a través de un conducto a los decantadores tipo pulsador de manto de lodos, esa tubería se encuentra con un diámetro mayor, por lo que el efecto de reducir la velocidad se realiza. Siendo el flujo vertical ascendente los flóculos formados por efecto de la gravedad y por la misma corriente llega aun equilibrio, esto se manifiesta por la formación del mencionado manto aproximadamente por la parte intermedia del decantador, es así que se da el filtrado del agua a través del manto de lodos, que es mantenido en suspensión por las pulsaciones intermitentes de la velocidad ascendente. Esta suspensión de manto de lodos permite retener los grumos pesados y voluminosos por contacto,
Recolección de agua decantada
Cantidad de decantadores Caudal de tratamiento
Planta 1 6
Planta 2 6
10 m3/s
10 m3/s
Cámara de filtración
Panel de control de los filtros
Sala de control de filtros
Las salidas de los filtros son regulados por sifones, con admisión parcial de
El lavado del filtro se da porque la arena se ensucia por el efecto del filtrado del agua ya que las partículas que salieron con éste en el decantador, cubren la superficie y lo colmatan o ensucian al estar en continuo proceso. ¿Proceso de lavado? El lavado consiste en cerrar el ingreso de agua a los filtros, luego se hace entrar agua y aire en contracorriente, (el aire es producido por un sistema de bombas) el aire hace que las partículas se friccionen entre sí, se desprendan de las cubiertas de lodo y el agua se encarga de enjuagar de abajo hacia arriba.
Funcionamiento del filtro
Lavado del filtro
Agua decantada
Lecho filtrante
Expansión de arena
Toberas
Salida agua filtrada
Ingreso aire lavado (Cerrado)
Ingreso agua de lavado (Cerrado)
Cámara colectora
Ingreso aire
Ingreso agua
2.3.5. CLORACIÓN En esta etapa se aplica el cloro para la eliminación de toda contaminación bacteriana residual que pueda haber quedado después de todos los procesos anteriores y para dejar un excedente de cloro disponible como protección contra posibles contaminaciones en el transporte o distribución, finalmente pasando el agua alas tuberías que conducen a los tanques de almacenamiento y/o ala ciudad
SISTEMA AUTOMATIZADO SCADA SEDAPAL viene implementando el sistema SCADA, para la automatización de la Planta, comprendida dentro del proceso de modernización de la empresa, de manera que pueda contar con tecnología de punta para la supervisión y operar a control remoto a través de un sistema de radio o de fibra óptica. Los niveles de exigencia y de supervisión que se cumplen actualmente para ofrecer agua potable de calidad a la ciudad de Lima, han posibilitado que SEDAPAL tenga la certificación ISO 9002 en la Gestión de la Calidad para las Plantas de Tratamiento de Agua en La Atarjea. La experiencia de SEDAPAL, es un ejemplo de cómo se ha ido modificando no sólo sus
Sistemas de control 3. CONCLUSIONES. •
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El tratamiento de agua potable para Lima sigue un riguroso proceso de purificación pues su uso es vital para la población. Todo el proceso de tratamiento del agua en SEDAPAL se encuentra en un 68% automatizado con ello se brinda seguridad y confianza del correcto proceso. Aparte de la automatización no se deja de lado el trabajo manual, pues a veces pueden fallar los equipos y ahí estará el personal para apoyar. Las operaciones críticas en todo el proceso de tratamiento son el decantado y el filtrado por ello la ubicación de salas de control. Existe escasez de agua en algunas horas debido a que las fuentes de aguas no tienen el flujo adecuado en ciertos periodos, por tal motivo SEDAPAL esta ejecutando un gran proyecto que cubrirá las necesidades de Lima y Callao.
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Es necesario tener sumo cuidado con los niveles mínimos de agua, puesto que si en alguna oportunidad el nivel disminuye, existe el riesgo de que el lodo retenido en el decantador y en el filtro pase a las siguientes etapas del proceso. Se debería ampliar la planta en la parte de decantación y filtración ya que mayormente existe sobrecarga del lodo que acompaña al agua; lo cual hay mayor carga de trabajo sobre los filtros. Con esta ampliación aumentaría las horas en que se vuelvan a lavar los filtros, por ejemplo antes cuando recién se diseñó esta unidad se limpiaba cada 100 horas, pero actualmente es lavado cada 24 horas. Se debe tener cuidado cuando se hace labores de limpieza u otra en lugares cercanos al puente, ya que el agua siempre hace erosión cerca, lo que constituye un gran peligro de seguridad. La erosión puede alcanzar agujeros de hasta 2 metros de alto. Por parte de la población falta un uso racional del consumo de agua y SEDAPAL debería seguir con sus propagandas de concientización.
ESQUEMA DEL PROCESO:
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ESQUEMA DEL PROCESO:
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ANEXOS videos y audio en los documentos adjuntos al informe Si no puede reproducir los videos entrar a los siguientes links •
http://es.youtube.com/watch?v=YpcgaS9MePk
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http://es.youtube.com/watch?v=lD9WcQaFGLU
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http://es.youtube.com/watch?v=25waPJ5CW9Q
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http://es.youtube.com/watch?v=3ctoT56ggAs
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http://es.youtube.com/watch?v=Plbzzksp08E
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http://es.youtube.com/watch?v=dfW_5M6XOW0
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