Los resultados del análisis que realizó la Entidad Prestadora de Servicios de Saneamiento de Lambayeque S.A. (EPSEL) se presentan en la siguiente tabla.
TABLA 3.1 Resultados de los análisis organolépticos y microbiológicos de la PTAP “San Rafael” – Febrero 2014
RESULTADOS DE ENSAYOS FÍSICOS QUÍMICOS Y MICROBIOLÓGICOS DE LAS QUEBRADAS QUE ABASTECEN LA PLANTA "SAN RAFAEL"
PARAMETROS QUEBRADA HONDA QUEBRADA PACHACHACA QUEBRADA ANGURRA LIMITE MAXIMO PERMISIBLE Codigo de Muestra LCC-5219-13 LCC-5220-13 LCC-5221-13 Fecha de Análisis 19/12/2013 19/12/2013 19/12/2013 pH 7,58 7,63 7,84 6,5 a 8,5 Turbidez, NTU 3,69 6,15 8,81 5 Conductividad,Us/cm 64,8 43,4 314 1 500 Dureza Total, mg/L 39,88 21,73 155,72 500 Cloruros, mg/L 4,998 3,998 5,800 250 Sulfatos, mg/L 1,74 1,07 2,25 250 Nitratos, mg/L 5,46 3,9 4,75 50 Hierro, mg/L 0,28 0,238 0,131 0,3 Manganeso, mg/L 0,009 0,009 0,011 0,4 Zinc, mg/L 0,007 0,008 0,006 3,0 Sodio, mg/L 0,763 1,008 1,433 200 Plomo, mg/L 0,003 0,004 0,003 0,010 Cromo,mg/L 0,002 0,001 0,001 0,050 Cadmio, mg/L 0,0013 0,0009 0,0005 0,003 Aluminio,mg/L 0,046 0,068 0,053 0,2 Arsenico, mg/L 0 0,0025 0,0010 0,010 Color, UCV 3 3 3 15
Biblioteca
de Ingeniería
Química
UNT
FUENTE: Entidad Prestadora de Servicios de Saneamiento de Lambayeque S.A. (EPSEL). La tabla 3.1 nos muestra que las quebradas Pachachaca y Angurra sobrepasan los 5 NTU, y a su vez las 3 captaciones presentan contaminación por coliformes.
Los resultados del análisis en las redes de distribución en diferentes zonas de la ciudad de Cutervo, realizados por la Entidad Prestadora de Servicios de Saneamiento de Lambayeque S.A. (EPSEL) se muestran en la siguiente tabla.
TABLA 3.2. Resultados de los análisis microbiológicos en la localidad de Cutervo – Mayo 2014
DIRECCION CODIGO DILUCION
PARAMETROS Cl2 mg/L Coliformes Totales UFC/100 ml Coliformes Termotolerantes UFC/100 ml Recuento Heterotrofo UFC /1 ml * L.M.P. 0 0 < 500 Agua cruda San Rafael LCC -2223 -14 700 200 J.R. Santa Rosa N° 557 LCC -2224 -14 0,62 0 0 12
Av. San Juan
Botica Santa Celia LCC -2225 -14 0,50 0 0 15
Av. Salomón
Vílchez Murga LCC -2226 -14 0,50 0 0 9
*L.M.P: Límites Máximos Permisibles según D.S N° 031 -2010 –SA, para agua de Consumo Humano.
FUENTE: Entidad Prestadora de Servicios de Saneamiento de Lambayeque S.A. (EPSEL).
La tabla 3.2 nos muestra que en las redes de distribución en las diferentes zonas de la ciudad no presenta contaminación por coliformes, mientras que en la entrada de la planta existe contaminación microbiológica.
Coliformes Totales Presuntivo 1,70 E+3 4,90 E+3 3,50 E+3 0
Coliformes Totales
Confirmativos 1,70 E+3 4,90 E+3 3,50 E+3 0
Coliformes Termotolerantes 2,00 E+1 4,50 E+1 7,80 E+1 0
Biblioteca
de Ingeniería
Química
a. RESULTADOS DE MONITOREO
Monitoreo de parámetros de calidad organoléptica del agua para consumo
humano - Sistemas de Abastecimiento Cutervo
1. TURBIDEZ
FIGURA 3.1 Turbidez de agua en planta de tratamiento de agua potable en la bocatoma - Enero 2015.
La figura 3.1 nos muestra que la turbidez registrada en los 11 días que llovieron en el mes de enero del 2015, supera los 50 NTU de acuerdo al diseño actual de la planta, con un valor máximo de 845,81 NTU el dia 12 de enero del 2015.
FIGURA 3.2 Turbidez de agua en planta de tratamiento de agua potable en la bocatoma - Febrero 2015.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
En cuanto a la figura 3. 2 se observa que la turbidez registrada de 11 días de lluvia en el mes de Febrero se encuentra por arriba de los 50 NTU, llegando a un valor máximo de 715,49 el dia 23 de Febrero del 2015.
FIGURA 3.3 Turbidez de agua en planta de tratamiento de agua potable en la bocatoma - Marzo 2015.
En relación a la medida de la turbidez del agua en la bocatoma, durante el mes de Marzo del 2015, la figura 3.3 nos muestra que en 15 días de lluvia a excedido los 50 NTU. El día 3 de Marzo del 2015 se obtuvo el valor máximo de 763,43 NTU.
FIGURA 3.4 Turbidez de agua en planta de tratamiento de agua potable en la bocatoma - Abril 2015.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
Se representa mediante la figura 3.4 que la turbidez de 12 días de lluvia excede los 50 NTU con un valor máximo de 831,59 NTU ocurrido el día 24 de Abril del 2015.
FIGURA 3.5 Turbidez de agua en planta de tratamiento de agua potable en la bocatoma - Mayo 2015.
A diferencia de los meses con lluvia, en el mes de Mayo del 2015 se observa una considerable disminución de la turbidez que no llega a superar los 50 NTU, que permite tratar la planta actual, según se muestra la figura 3.5.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
FIGURA 3.6 Turbidez de agua en planta de tratamiento de agua potable en la bocatoma - Junio 2015.
Durante el mes de Junio ningún valor de turbidez supera los 50 NTU tal y como se observa en la figura 3.6.
2. CAUDAL
FIGURA 3.7 Caudal en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable - Enero 2015.
En la figura 3.7 se muestra un caudal mínimo de 31,18 L/s, ocurrido el dia 30 de Enero del 2015 y un caudal máximo de 91 L/s ocurrido el dia 9 de Enero del 2015.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
FIGURA 3.8 Caudal en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable - Febrero 2015.
Se presenta en la figura 3.8 un caudal mínimo de 28,57 L/s y un caudal máximo de 90,43 L/s, ocurridos el dia 21 y 8 de Febrero del 2015, respectivamente.
FIGURA 3.9 Caudal en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable - Marzo 2015
.
En el mes de Marzo se observa un caudal mínimo de 34,74 L/s producido el 31 de Marzo del 2015 y un caudal máximo de 90,60 L/s producido el 17 de Marzo del 2015.
FIGURA 3.10 Caudal en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable - Abril 2015.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
En la figura 3.10 se observa un caudal mínimo de 20,79 L/s y un caudal máximo de 91L/s, establecidos los dias 20 y 23 de Abril del 2015, respectivamente.
FIGURA 3.11 Caudal en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable - Mayo 2015.
Los caudales disminuyeron considerablemente en el mes de mayo, con un caudal minimo de 26,73 L/s el día 22 de mayo del 2015 y un caudal máximo de 50 L/s, el dia 7 de Mayo del 2015.
FIGURA 3.12 Caudal en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable - Junio 2015.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
La figura 3.12 nos muestra un caudal mínimo de 19,09 L/s producido el dia 10 de Junio del 2015 y un caudal máximo de 43,91 L/s producido el dia 20 de Junio del 2015.
3. TEMPERATURA DEL AGUA EN LA BOCATOMA
FIGURA 3.13 Histograma temperatura promedio en la entrada a la planta de tratamiento de agua potable Enero-Junio 2015.
Se presenta en la figura 3.13 las temperaturas promedio de cada mes, durante los 6 primeros meses del año 2015 con un valor promedio de 16,44 °C.
4. PH EN LA SALIDA DE LA PLANTA
Biblioteca
de Ingeniería
Química
FIGURA 3.14 Histograma pH promedio de agua tratada, Enero - Junio 2015 La figura 3.14 nos muestra valores mensuales máximos, mínimos y promedios de pH, con un valor máximo de 7,42 en el mes de Enero y valor mínimo de 5,58 en el mes de Mayo.
5. CONDUCTIVIDAD EN LA SALIDAD DE LA PLANTA
FIGURA 3.15 Histograma conductividad promedio del agua tratada, Enero - Junio 2015
Los valores promedio de conductividad de los 6 primeros meses del año 2015, se presentan en la figura 3.15, con un valor máximo de 203,33 µS/cm en el mes de Junio del 2015 y un valor mínimo de 61,81 µS/cm en el mes de Abril del 2015.
6. TURBIDEZ EN LA SALIDA DE LA PLANTA
Biblioteca
de Ingeniería
Química
FIGURA 3.16 Turbidez promedio de agua tratada en la salida de la planta Enero- Junio 2015.
Los promedios de turbidez reportada de Enero a Junio del 2015, son menores a 5 NTU, establecidos como límite máximo permisible.
7. CLORO RESIDUAL EN LA SALIDA DE LA PLANTA
FIGURA. 3.17 Porcentaje de muestra de agua que contienen cloro residual ≥ 0.5 ppm Enero-Junio 2015
En la figura 3.17 se observa los porcentajes mensuales de las muestras que contienen cloro residual mayor a 0,5 ppm.
b. PARÁMETROS DE DISEÑO DEL DESARENADOR 3.1.1 Condiciones de operación.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
El desarenador opera con las siguientes condiciones:
- Opera a presión atmosférica (1atm), está abierto al medio. - La temperatura a tratar será de 16,4 °C.
- La densidad del lodo es 2,65 g/cm3
3.1.2 Calculo de las dimensiones del tanque: a) Datos:
Caudal de diseño.
Por cuestión de diseño y de acuerdo a las gráficas de caudales diarios, observamos que la tendencia es menor a 91 l/s, y no sobrepasa a este, por lo que tomaremos 100 l/s como base de cálculo para el desarenador.
Densidad relativa del lodo.
…peso sin muestra
…peso total con la muestra …peso de la muestra
Biblioteca
de Ingeniería
Química
… volumen del lodo
…volumen del agua clara= peso del agua (Densidad del agua=1g/cm3) …peso del lodo
Densidad del lodo=
= =
TABLA 3.3. Resumen de densidades
FUENTE: Elaboración propia
Diámetro de la partícula.
b) Calculo de la velocidad de flujo “v” en el tanque:
Ver tabla 5 para identificar a en función del diámetro de la partícula. Fecha (2015) 07/01 08/01 09/01 13/02 14/02 03/03 04/03 Promedio Densidad (g/cm3) 2,40 2,73 2,80 2,65 2,43 2,75 2,80 2,65
Biblioteca
de Ingeniería
Química
UNT
0,20mm 44
c) Calculo de la velocidad de caída “w”: Según tabla de Arkhangelski
Ver tabla 6 para el cálculo de w según el diámetro de la partícula.
Usando nomograma Stokes y Sellerio
Ver figura 9 para el cálculo de w según el diámetro de la partícula según STOKES.
Ver figura 9 para el cálculo de w según el diámetro de la partícula según SELLERIO.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
UNT
Usando la fórmula de Owens.
Ver tabla 7 para el valor de k según el diámetro de la partícula para OWENS.
Según la fórmula de Scotti- Foglieni.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
TABLA 3.4 Resumen de la velocidad de caída según los diferentes métodos w m/s 1 0,0216 2 0,0400 3 0,0200 4 0,1500 5 0,0550
FUENTE: Elaboración propia
Promedio W= 0,05732 m/s
d) Calculo de la dimensiones del tanque.
Fig.11. Ancho, largo y altura del desarenador
d.1 Ancho del desarenador (b).
Suponiendo una altura (h) de 1,9 m
d.2 Longitud del desarenador (L).
Biblioteca
de Ingeniería
Química
d.3 Tiempo de sedimentación (t).
d.4 Volumende agua conducido en ese tiempo (t).
d.5 Verificación de la capacidad del tanque (t).
e) Calculo de la longitud de transición.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
f) Calculo de la longitud del vertedero al final (gresta).
Velocidad puede llegar a v = 1 m/s, esta velocidad pone un límite al valor máximo de la carga h sobre el vertedero, el cual es de 0,25 m Para un h = 0,20 m, C = 2 (para un perfil Creager) ó C = 1,84 (cresta aguda),
g) Cálculo del ángulo central α y el radio r con que se traza la longitud del vertedero.
C a l c u
Fig. 12. Esquema del tanque desarenador.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
Por tanteo, calculamos α :
TABLA 3.5: Calculo de α por tanteo
α valor
65° 112,6
60° 120
54° 131
FUENTE: Elaboración propia
α = 54°
Calculo de R.
h) Cálculo de la longitud de la proyección longitudinal del
vertedero .
Biblioteca
de Ingeniería
Química
i) Cálculo de la longitud promedio
)/
j) Cálculo de la longitud total del tanque desarenador (Lt).
k) Cálculos complementarios.
Cálculo de la caída del fondo
3,72) x 0,02
Cálculo de la profundidad del desarenador frente a la
compuerta de lavado.
Biblioteca
de Ingeniería
Química
Cálculo de la altura de cresta del vertedero con respecto al fondo.
Cálculo de las dimensiones de la compuerta de lavado
Suponiendo una compuerta cuadrada de lado l, el área será
Cálculo de la velocidad de salida