Los reactores biológicos de José Domingo Choquehuacna, están compuesto por dos reactores en paralelo que tiene las mismas dimensiones y tiene como medio filtrante rocas pómez, los cuales son de forma rectangular, y tienen las siguientes dimensiones:
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Tabla 13Dimensiones del Reactor biológico o filtro percolador de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca Estructura Unidad de medida Dimensión Largo m 3.46 Ancho m 2.79 Alto m 0.91
Fuente: Por el investigador
Tabla 14
Dimensiones de los Reactores biológicos o filtros percoladores en paralelo de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca
estructura unidad de
medida dimensión
Largo m 9.32
Ancho m 3.87
Alto m 1.20
Fuente: Por el investigador
El método de dosificación del agua sobre el lecho filtrante, en cada uno de los reactores biológicos es realizado mediante un sistema manifold de 7 tuberías de PVC de 2 pulgadas de diámetro, cada ramal está separado a 0.77 cm del otro con orificios en los ramales de 1/4” a cada 10 cm, cada tubo cuanta con una válvula para la regulación del flujo de agua.
Figura 22: Orificios en los ramales de 1/4" de diámetro con una separación de 10 cm. Fuente: Por el investigador
El medio se soporte tiene un sistema de falso piso, que tiene agujeros con tubos de ½ pulgada, que tiene como función recoger el agua residual percolada y además apoyar en la ventilación. La ventilación es apoyada con 8 tubos de 3 pulgadas de diámetro colocada en grupos de cuatro en dos extremos de cada reactor, el canal de transporte del agua hacia
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la otra unidad de tratamiento tiene una pendiente del 1 %, con una salida en cada reactor biológico.
Figura 23: Sistema de aireación y recolección de agua filtrada de los reactores biológicos. Fuente: Por el investigador
Metcalf y Eddy, (1996) en su libro Ingeniera de Aguas Residuales tratamiento, Vertido y reutilización, dicen que los filtros o reactores biológicos deben de ser de forma circular o rectangular, pero deben de tener un distribuidor rotatorio ya que es el método más utilizado para estas unidades de tratamiento. El dosificador debe de estar formado por dos o más brazos montados sobre un pivote central los cuales deben de giran en un plano horizontal. Los brazos deben de ser huecos y contar con una serie de boquillas por las cuales se distribuye el agua residual sobre el medio filtrante. El movimiento del distribuidor puede estar gobernado por la reacción dinámica de la descarga del agua residual en su salida por las boquillas, o por un motor eléctrico. La velocidad de rotación, varía en función de la carga orgánica y del caudal. Entre la parte inferior del distribuidor y la superficie del medio filtrante debe existir un espacio libre de entre 1.5 y 2.25 cm. Ya que este espacio libre permite la distribución del agua residual de forma que el medio quede uniformemente cubierto, y evita que las acumulaciones de hielo que se puedan producir en los periodos fríos interfieran con el movimiento del distribuidor.
A continuación se puede apreciar en las figuras 24, 25 y 26 los planos. Con la vista de planta y de sus respectivos cortes.
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Figura 24: Plano de reactores biológicos de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choque huanca
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Figura 25: vista del corte A-A de los reactores biológicos de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca
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Figura 26: vista del corte B-B de los reactores biológicos de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca
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4.1.2.1. Evaluación granulométrica del medio filtrante de los Reactores biológicos
El lecho filtrante está compuesta por roca volcánica pómez, que es en donde se formar la película biológica que está compuesta por una capa anaerobia y esta a su vez está recubierta por una capa aeróbica, lo que se busca es obtener es una mayor área con un menor volumen. Cuando el agua residual es puesta en contacto con la biomasa, se forma un lecho de oxidación biológica logrando así la reducción de la carga orgánica que se encuentran en las aguas residuales domésticas. Una vez que el agua es filtrada se recolecta por medio del falso piso, y es transportada por medio de un canal de recolección hacia las naves de macrofitas.
La evaluación de la granulometría del medio filtrante de los dos reactores biológicos en paralelo. Se realizó Midiendo el tamaño de 100 rocas volcánicas pómez al azar de cada reactor biológico. Ver anexo Nº 1.
En las tablas 15 y 16, se puede observar la granulometría del lecho filtrante, en el cual se midieron 100 piedras volcánicas al azar de cada reactor biológico, se puede observar que el tamaño de las piedras de los medios filtrantes oscilan entre los 6.9 cm y 19.20 cm. Con un promedio de rocas pómez para el primer reactor biológico de 11.93 cm y 11.8 cm para el segundo.
Tabla 15
Dimensión promedio del medio filtrante de los reactores biológicos de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca.
Dimensión del tamaño promedio del medio filtrante
Reactor Biológico menor mayor promedio
1 7.8 19.2 11.93
2 6.9 18.6 11.8
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Tabla 16Distribución de frecuencias porcentual y acumulada en función al tamaño del medio filtrante de los reactores biológicos de la planta de tratamiento de aguas residuales de José Domingo Choquehuanca.
Reactor Biológico
Frecuencias 1 2
Porcentual Acumulada Porcentual Acumulada
6 a 7 0 0 1 1 7.1 a 8 1 1 4 5 8.1 a 9 8 9 8 13 9.1 a 10 12 21 12 25 10.1 a 11 15 36 15 40 11.1 a 12 15 51 12 52 12.1 a 13 21 72 20 72 13.1 a 14 14 86 12 84 14.1 a 15 5 91 6 90 15.1 a 16 5 96 5 95 16.1 a 17 2 98 3 98 17.1 a 18 1 99 0 98 18.1 a 19 0 99 2 100 19.1 a 20 1 100 0
Fuente: Por el investigador
Según Metcalf y Eddy, (1996) Cualquier roca usada para este propósito debe ser de tamaño uniforme para asegurar el volumen de vacíos adecuado para el paso del agua y circulación del aire. El tamaño efectivo de las rocas debe de ser de 75 a 125 milímetros. Ya que las piedras de menor diámetro no proporcionan suficiente volumen de vacíos y las demasiado grandes, tienen área superficial insuficiente para el crecimiento biológico.
4.1.2.2. Porcentaje de área mojada del medio filtrante de los reactores biológicos Se tomaron mediciones del área de mojado debajo de cada uno de los tubos perforados del filtro percolador para determinar un porcentaje de área mojada en todo el lecho filtrante. A continuación se calculó el área de mojado de cada ramal para obtener un área total de mojado. Este se comparó con el área actual del filtro percolador para determinar el porcentaje de área mojada.
En las tablas 17 y 18, se puede observar que el área de mojado de los reactores biológicos, es solamente del 36.39 %, es decir que de toda el área útil del medo filtrante el 63.61 % es un área muerta, por lo que no realiza ningún tipo de tratamiento.
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Tabla 17Determinación del área de mojado del medio filtrante de los reactores biológicos
Área de mojado de los reactores biológicos reactor biológico
Ramal 1 ramal 2
Ancho (m) Largo (m) Área (m2) Ancho (m) Largo (m) Área (m2)
1 0.25 2.78 0.70 1 0.24 2.50 0.60 2 0.21 2.30 0.48 2 0.22 2.10 0.46 3 0.22 1.90 0.42 3 0.21 2.40 0.50 4 0.25 2.10 0.53 4 0.21 2.10 0.44 5 0.21 2.10 0.44 5 0.25 2.15 0.54 6 0.20 2.27 0.45 6 0.24 1.50 0.36 7 0.22 2.70 0.59 7 0.21 2.60 0.55 total 3.61 total 3.45
Fuente: por el investigador
Tabla 18
Porcentaje del área mojada del medio filtrante de los reactores biológicos
Porcentaje de área mojado de los reactores