Desarenador
Medidor de Caudal - Canaleta Parshall Mezcla Rápida
Coagulación - Floculación (Separada en 03 Compartimentos) Decantación Laminar (Cuatro Unidades)
Cloración - Unidad de Cámara de Contacto 3.4.1 Desarenador.
El Desarenador, se construyó recientemente, para una capacidad de 500 L/s, como un pre tratamiento de las aguas captadas en el Canal Pasto Grande, mejorando así la calidad del agua ingresada a la PTAP Chen Chen, con este componente se pretende remover la gran turbiedad que se genera en los meses de avenida, actualmente trabaja con una caudal de 250 l/s.
3.4.1.1 Parámetros Básicos de Diseño.
Diámetro de las partículas a retener : 0,02 mm. Número mínimo de tolvas : 02
Caudal de Diseño : 250 L/s
3.4.1.2 Planteamiento Hidráulico.
Se ha determinado la construcción de un Desarenador Tipo Convencional con dos naves, con mecanismos de control o accionamiento manual mediante compuertas metálicas y válvulas de purga.
3.4.1.3 Descripción de los componentes del desarenador. Caja de Derivación:
La construcción de una caja de derivación de concreto de 1,35 m x 1,50 m, la cual intercepta la tubería existente D = 0,60 m (24”), derivando las aguas captadas desde el canal Pasto Grande hacia el Desarenador.
Desarenador Convencional:
Desarenador convencional con dos naves. Cada una considera un canal de aproximación, así como un vertedero y canal de recolección.
Instalación de una línea de conducción de agua hacia el medidor Parshall: Línea de Conducción con tubería PVC, en una longitud de 29,72 m.
Sistema de purga del Desarenador:
Sistema de purga con tubería PVC con un pendiente promedio 28 %, DN = 250 mm y L = 109,19 m hasta interceptar la línea de purga existente de la PTAP.
FIGURA 06: Fuente, E.P.S. Moquegua. 3.4.2 Canaleta Parshall.
Con una garganta de 2 pies, que cumple la función de Medidor de Caudal, instalado en un canal rectangular de 8,00 m de longitud y una sección 0,80 m x 0,80 m.
Para la medición de caudal, en la zona de contracción de la canaleta Parshall, se ha instalado un pozo de medición de 4" de diámetro, donde se medirán las alturas de agua.
Antes de llegar al Floculador, el agua pasará por un vertedero rectangular de madera con altura útil de 0,07 m. Este canal se prolonga hasta la batería de Filtros, y se utilizará como by-pass cuando se realice el tratamiento sólo mediante Filtración Directa. El gradiente de velocidad en el canal de aproximación al Floculador se mantendrá aproximadamente igual al del primer compartimiento del Floculador.
FIGURA 07: Fuente, E.P.S. Moquegua. 3.4.3 Mezcla Rápida.
Para 250 l/s, el Resalto Hidráulico que se forma por el cambio de pendiente a la entrada del Floculador, produce una Gradiente de Velocidad de 1,106 s-1con un Número de Froude de 2,5. En el lugar que se empieza a formar el resalto, en la parte superior, se ha instalado una media caña de tubería de 6” de diámetro con 5 orificios de 1/2", que distribuye las soluciones de coagulante.
3.4.4 Floculador.
La unidad de floculación es del tipo de pantallas con Flujo Horizontal, divididas en tres tramos con Gradientes de Velocidad decrecientes en el sentido del flujo que varían entre 75 y 25 s-1, con una altura de agua de 1,50 m, siendo el tiempo total de retención de 21,3 minutos. Las pantallas son planchas de HDPE PVC, con un espesor de 6 mm.
Todos los pasos entre los tramos están diseñados con Gradientes de Velocidad menores que el tramo que le antecede y mayores que el tramo siguiente.
Los tramos tienen la pendiente del fondo igual a la pérdida de carga, de manera que el nivel- de agua en la superficie permanezca paralelo al fondo para mantener las Gradientes de Velocidad de acuerdo al estudio y evitar la ruptura de los flóculos.
En Primer Tramo de floculación, se ha diseñado con una Gradiente de Velocidad de 76,8 s- 1 y un Tiempo de Retención de 7,0 min; consta de 16 canales de 0,485 m. de ancho y 9,00 m de largo, y la pérdida de carga en el tramo es de 0,241 m.
Los pasos entre los canales tienen 0,728 m. de ancho. AÍ inicio de este tramo, se ha considerado una plancha de concreto de 0,10 m. de espesor.
En Segundo Tramo de floculación, se ha diseñado con una Gradiente de Velocidad de 45,2 s-1 y un Tiempo de Retención de 7,1 min, consta de 12 canales de 0,657 m de ancho y 9,00 m de largo, y la pérdida de carga en el tramo es de 0,091 m. Los pasos entre los canales tienen 0,986 m. de ancho.
En Tercer Tramo de floculación, se ha diseñado con una Gradiente de Velocidad de 27,6 s- 1 y un Tiempo de Retención de 7,1 min, consta de 9 canales de 0.878 m de ancho y 9,00 m de largo, y la pérdida de carga en el tramo es de 0,034 m. Los pasos entre los canales tiene 1,317 m de ancho.
La unidad cuenta con una tubería de 12" de diámetro, ubicado en la salida del Floculador, que permite descargar completamente la unidad.
FIGURA 09: Fuente, E.P.S. Moquegua. 3.4.5 Decantador
El agua floculada ingresa a un canal de distribución a los Decantadores, que tiene como función distribuir el caudal en forma equitativa a los cuatro Decantadores, de tal modo que cada uno reciba 62,50 l/s de agua floculada, cuidando además de que el floculo no sufra el afecto de fuertes cambios de Gradiente de Velocidad.
Para cumplir tal objetivo existe un canal de sección variable, de manera que al ir distribuyendo a los Decantadores, la sección va disminuyendo, manteniendo la velocidad constante, con lo cual debe lograr una desviación del caudal entregado a los Decantadores de 5,2 %.
El canal de sección variable tiene una longitud de 20,0 m, con una altura útil inicial de 1,50 y final de 0.60 m. El ancho inicial es de 1,00 m y el final de 0,60 m. El ingreso al canal central de distribución en cada decantador se realiza por medio de una compuerta de 0,50 m. x 0,50 m.
Existen cuatro unidades de decantación de Alta Tasa con Flujo Laminar Ascendente, a través de placas paralelas, las cuales están inclinadas 60° con la horizontal.
El ingreso de agua floculada a cada unidad y la recolección del agua decantada, se efectuará mediante el canal central de sección variable, de dos niveles. El canal inferior distribuye el agua floculada y el superior recoge el agua decantada.
Para cumplir con esta función está diseñado, el canal, con alturas variables desde 2,465 m al inicio y 0,60 m al final, consiguiéndose una desviación de caudal entre el primer y último orificio de 5,3%.
Se ha considerado 12 orificios de 6" de diámetro a cada lado del canal, espaciados a 0,60 m centro a centro y 0.25 de los extremos. El Gradiente de Velocidad que se produce en cada orificio es de 13,6 s-1. En la parte superior de este canal está ubicado el otro canal de recolección de agua decantada. Debido a las características del canal inferior, la sección de este canal también es variable.
La recolección de agua decantada se efectúa mediante 7 tubos de 8" de diámetro y 2,45 m de largo, con 16 perforaciones de 1" separados cada 0,15 m, y ubicadas a 1,95 m de altura sobre el soporte de las placas a cada lado del canal central.
Cada Decantador tiene dos zonas de decantación formadas por placas de 2,44 m de longitud por 1,22 m de ancho y 1,0 cm de espesor.
Las zonas de decantación tienen 2,45 m de ancho y 7,10 m de Largo cada una y están constituidas por 67 placas inclinadas 60° con respecto a la horizontal, y con una distancia normal de separación entre placas de 7,5 cm.
Las zonas de decantación ubicadas a ambos lados del canal central, van a tener una altura de agua sobre las placas de 1,01 m
La zona de lodos está constituido por tres tolvas ubicadas a lo largo de la longitud del decantador, en forma de tronco de pirámide invertido. Las descargas se efectuarán en un canal colector conformado por tubería de 16" de diámetro, en la parte superior tiene 3 orificios de 6" de diámetro.
3.4.6 Filtros.
Las Unidades de Filtración están ubicadas en una batería de seis filtros cada uno con una tasa de filtración diaria de 186,6 m3/m2., cada unidad tiene un área útil de 5,10 m. de largo por 3,783 m de ancho, con un falso fondo de 0,50 m de altura.
El drenaje está conformado por viguetas prefabricadas de 3,783 m de largo con sección triangular de 0,30 m en la base y 0,255 m de alto, con orificios de 3/4" de diámetro espaciados 0,15 m centro a centro a ambos lados de la vigueta, lo que hace un total de 50 orificios por vigueta.
El medio soporte está conformado por cinco capas de grava, con un espesor total de 0,45 m, y tamaños que varían entre 2" y 18".
El Medio Filtrante está constituido por arena, con un espesor de 0,80 m, y un diámetro efectivo de 0,50 mm, (las características se indican en la respectiva especificación técnica). El agua decantada es conducida a los Filtros a través de un canal común de distribución, de 1,50 m de ancho por 2,70 m de altura. A las unidades el agua ingresa mediante una compuerta de 16"x16" que permite controlar el ingreso de agua decantada a cada Filtro, éstas descargan en un canal central y dos laterales de 5,10 m de largo, que distribuyen el agua decantada sobre la superficie del Filtro.
Los Filtros son de Flujo Descendente, el agua filtrada de cada unidad pasa a un canal de 0,80 m. el cual tiene un vertedero rectangular de 0,60 m. de ancho, luego el agua filtrada pasa a un canal común de 0,80 m de ancho. Al final de éste hay un vertedero rectangular que permite controlar el nivel de agua en cada filtro. Las aguas filtradas se reúnen en una cámara de 0,80 m de ancho y 3,783 m de longitud, de donde con tubería de 18" de diámetro se conduce a la cámara de contacto.
Cada uno de los Filtros se lava con el agua que producen los demás filtros de la batería, el agua de lavado ingresa al Filtro por una compuerta de 18"x18" y se descarga en los canales de recolección de agua de lavado, conformado por dos canales laterales de sección 0,25 m x 0,50 m y uno central de sección 0,50 m x 0,50 m, para finalmente evacuarse por medio de una compuerta de 18"x18".
FIGURA 11: Fuente, E.P.S. Moquegua. 3.4.7 Cámara de Contacto.
Se ha considerado una Cámara de Contacto, donde se aplicará mediante un Difusor Cloro en solución al ingreso de la unidad para desinfectar el agua filtrada.
La unidad tiene capacidad para 500 l/s, con un período de retención de 6,7 minutos.
La Cámara tiene un ancho total de 5,10 m de ancho, 24,0 m de largo con una altura de agua de 1,99 m. Tiene siete canales con un ancho de 0,60 m, separados con muros de concreto de 0,15 m de espesor, el paso entre canales tiene un ancho de 0,90 m. A la salida de la unidad se ha considerado un vertedero rectangular que controla el nivel de agua en la cámara, para descargar en una pequeña cámara de 1,00 m de largo, de donde con tubería de 24" de diámetro se conduce el agua tratada al reservorio.
La cámara cuenta con una válvula de 12" de diámetro, ubicado en el fondo de la unidad, que permite desaguar completamente la cámara.