Diseño Final Plantas De Tratamineto.docx

DISEÑO FINAL PLANTAS DE TRATAMINETO.

DANILO JARAMILLO PANCHALO. ALEJANDRA PEREA MEJIA JINETH ISABELLY PEREZ MICHAEL DARIO HURTADO WILLIAM GALARRAGA JOSE LUIS RAMIREZ

Profesor: Ing. JAVIER ERNESTO FERNANDEZ

UNIVERSIDAD DEL CAUCA FACULTAD DE INGENIERÍAS PROGRAMA DE INGENIERÍA CIVIL DEPARTAMENTO DE ESTRUCTURAS. POPAYAN, 2017

INTRODUCCION Tratamiento de aguas es el conjunto de operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales, la finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas para acondicionarlas al consumo humano. Las características de las aguas están sujetas a cambios, ya sea por condiciones naturales que producen mayor o menor concentración (lluvias, sequias, calidad mineral de los terrenos atravesados por las aguas, etc.) O por alteraciones producidas por el hombre (descarga de desechos domésticos e industriales en los ríos, lagos y demás fuente de aprovisionamiento de aguas). Las plantas de tratamiento producen agua de buena calidad a partir de agua cruda disponible de cualquier fuente, utilizando tratamientos convencionales (coagulación, floculación, sedimentación, filtración, desinfección). OBJETIVOS GENERALES: hacer el diseño de una planta de tratamiento de agua residual para el consumo humano.

1. Datos e información conocida para realizar los cálculos necesarios

TABLA 1.1: DATOS PROPORCIONADOS Nivel socio económico

medio/alto

Población actual (# habitantes)

72729

Tasa de crecimiento (%)

0.9

Dotación neta (L/h*d)

135

Gradiente de floculación 𝑠 −1

40

Tiempo de mezcla lenta (min)

23

Vecindad critica de sedimentación (m/d)

17

Velocidad de filtración (m/d)

300

Temperatura del agua (◦c)

20

INFORMACIÓN GUÍA (RAS 2010)

TABLA 1.2: Periodo de diseño según el nivel de complejidad (ras 2010) nivel de complejidad del sistema periodo de diseño máximo bajo, medio, medio alto

25

años

alto

30

años

TABLA 1.3: Coeficiente de mayo-ración según el nivel de complejidad (RAS 2010)

Nivel de complejidad k1 Baja

1.3

Medio

1.3

Medio-Alto

1.2

Alto

1.2

TABLA 1.4: Coeficiente de consumo según el tipo de red (RAS 2010)

Nivel de complejidad

k2 red menor

k2 red secundaria k2 red matiz

Bajo

1.6

Medio

1.6

1.5

Medio-Alto

1.5

1.45

1.4

Alto

1.5

1.45

1.4

2. DETERMINACIÓN DE POBLACIÓN FUTURA

Se requiere determinar la población futura de una zona con la siguiente información proporcionada en la tabla 1.1

Implementado el Método geométrico se adopta un periodo de diseño de 25 años a partir de la fecha (2017), así el proyecto será diseñado para una población proyectada a el año 2042. Las ecuaciones que define el método son:

𝑃𝑓 = 𝑃𝑢𝑐(1 + 𝑟)𝑇𝑓−𝑇𝑢𝑐

(1)

𝑃𝑢𝑐 ) 𝑃𝑐𝑖 𝑙𝑜𝑔(1 + 𝑟) = 𝑇𝑢𝑐 − 𝑇𝑐𝑖

(2)

log (

Donde:

Pf= población futura o proyectada Puc=Población del último censo Pci=Población del censo inicial r= Taza de incremento Tf= Tiempo futuro Tuc= Tiempo del último censo

En este caso se nos ha proporcionado la información sobre la tasa de crecimiento de la población por lo que no se hará uso de la ecuación 2.

Haciendo uso de los datos proporcionados en la tabla 1.1 se dispone a remplazar los valores en la ecuación 1 para el cálculo de la población futura, proyectada a los 25 años, partiendo del año actual 2017.

𝑃𝑓 = 72729 ∗ (1 + 0.009)2042−20017 = 90989 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠

La población proyectada para el año 2042 será de 90989 habitantes.

3. CAUDAL DE DISEÑO

3.1

Dotación neta

Para la determinación de la DOTACIÓN NETA, nos remitimos a la resolución 2330 del 2010 tabla 9, la cual nos indica la dotación neta dependiendo de su nivel de complejidad y el clima de la zona.

TABLA 3.1 Dotación neta máxima para Dotación neta máxima para Nivel de complejidad poblaciones con Clima Frio o poblaciones con Clima Cálido del sistema Templado (L/hab*día) (L/hab*día) Bajo

90

100

Medio

115

125

Medio alto

125

135

Alto

140

150

En este se nos dio la información de la dotación neta en la tabla 1.1

3.2

Dotación bruta

De acuerdo con la resolución, se asumirá una perdida máxima del 25%, se calcula la dotación bruta utilizando la siguiente expresión: 𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =

𝐷𝑛𝑒𝑡𝑎 1 − %𝑃𝑒𝑟𝑑𝑖𝑑𝑎𝑠

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 =

135 1 − 0.25

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 = 180

3.3

[

[

𝐿 ] ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎

𝐿 ] ℎ𝑎𝑏 ∗ 𝑑𝑖𝑎

Caudal medio(Qmd)

𝑄𝑚𝑑 =

𝐷𝑏𝑟𝑢𝑡𝑎 ∗ 𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛 86400

𝑄𝑚𝑑 =

180 ∗ 90989 86400

𝑄𝑚𝑑 = 189.6

3.4

[𝐿𝑝𝑠]

[𝐿𝑝𝑠]

[𝐿𝑝𝑠]

Caudal máximo diario (QMD)

Para el cálculo del caudal máximo diario, es necesario multiplicar el Qmd por un factor de mayoración (de acuerdo con la RAS 2000 título B tabla b.2.5) tabal 1.3



De acuerdo con nuestro nivel de complejidad, 𝐾1 = 1.20

𝑄𝑀𝐷 = 𝐾1 ∗ 𝑄𝑚𝑑

[𝐿𝑝𝑠]

𝑄𝑀𝐷 = 1.2 ∗ 189.6 [𝐿𝑝𝑠] 𝑄𝑀𝐷 = 227.52 3.5

[𝐿𝑝𝑠]

Caudal máximo horario (QMH)

Al igual que para el QMD, se utiliza un coeficiente de consumo máximo horario K 2 tabla 1.4. El cual se encuentra en la tabla B.2.6 del título B de la RAS 2000



Basándonos en los datos población, se toma un factor de modificación K 2 de 1.4 𝑄𝑀𝐻 = 𝐾2 ∗ 𝑄𝑀𝐷 𝑄𝑀𝐻 = 1.4 ∗ 227.52 𝑄𝑀𝐻 = 318.53

3.6

[𝐿𝑝𝑠] [𝐿𝑝𝑠] [𝐿𝑝𝑠]

Caudal de incendio (Qi)

Según la RAS 2000, para una población menor a 2000 habitantes debe justificarse la necesidad de un caudal de incendios, ya que está información no ha sido proporcionada y es un nivel de complejidad medio, no se tendrá en cuenta este parámetro.

3.7

Caudal de diseño (Qmaxd)

Para calcular el caudal de diseño es necesario tener en cuenta las pérdidas generadas por el canal de aducción y la necesaria para el mantenimiento de la PTAP, pero debido a que no se tiene conocimiento de estos datos, se toma el caudal de diseño como el caudal máximo diario teniendo en cuenta pérdidas en la aducción (agua cruda).



Pérdidas en la aducción (agua cruda)

Debe establecerse un nivel de pérdidas en la aducción antes de llegar a la planta de tratamiento. El nivel de Pérdidas en la aducción debe ser inferior al 5%.

Se estableció un nivel de pérdida de 4%

De modo que el caudal de diseño será:

𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑜 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 ∗ 1.04

𝑐𝑎𝑢𝑑𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 227.52(𝑙𝑝𝑠) ∗ 1.04 = 236.62𝑙𝑝𝑠

El caudal de diseño establecido para el diseño de la planta de tratamiento es de 236.62 lps