PLANTA POTABILIZADORA

Transcripción

1 PLANTA POTABILIZADORA CIUDAD DE SAN PEDRO Departamento de Construcciones y Estructuras -Trabajo Profesional de Ing. Civil

2 El Agua en el Mundo 97,49% Agua Salada 0,03% 0,50% 1,98% Dulce Hielos Dulce Profunda Dulce Superficial 18% Usos del Agua 73% Residencial Industrial 9% Agrícola

3 Provisión de agua en la Argentina Rural 21% 79% Con cobertura Sin cobertura 70% 30% Con cobertura Sin cobertura 15% Urbano 100% 80% 60% 40% 20% 0% Agua de Red 68% 85% Con cobertura Sin cobertura En el mundo muere un niño menor a 5 años cada 20 segundos por enfermedades causadas por la insalubridad del agua.

4 Contaminación de napas Aguas Profundas Tanques Sépticos Vertidos Químicos de la Industria Pesticidas y Fertilizantes en Medio Rural Arsénico Natural Patógenos Infectantes Generación de Nitratos Plomo Mercurio Cadmio PCBs Compuestos Nitrogenados Fosfatos Zinc Cobre Potasio Cadmio

5 Consecuencias Enfermedades que se propagan en el agua Cólera Tifoidea Disentería bacilar Gastroenteritis Hepatitis Poliomelitis Disentería amebiana Esquistosiomiasis Persona susceptible Persona infectada Patógenos en excreta El consumo de agua contaminada con Arsénico genera grandes lesiones en la piel y Cáncer. Consumo de agua sin tratar Fuente de agua contaminada

6 Características del Agua Parámetro Agua Cruda Agua Potable Turbiedad 84 NTU 3 NTU Color 45 UC 5 UC ph ph de saturación Hierro total 2 mg/l 0.3 mg/l Coliformes totales 3000 NMP/100ml 3 NMP/100ml

7 Proyecto de Ingeniería 1. PREFACTIBILIDAD 2. MODELO 3. PROYECTO

8

9 Prefactibilidad Evaluación de la Viabilidad del Proyecto mediante el uso de Analogías con proyectos existentes semejantes. BENEFICIO SOCIAL

10 Etapas de la Prefactibilidad Recopilación de Antecedentes ANALOGÍAS Anteproyecto Preliminar Estudio de COSTOS

11 Antecedentes PLANTA POTABILIZADORA DE FORMOSA n habitantes al año 20: hab. CAUDAL DE DISEÑO Q diseño = 1,70 m 3 /seg COSTO TOTAL $

12 EGRESOS Inversión inicial INGRESOS Impuestos Costos Operativos Flujo de Fondos Valor Actual Neto VAN I E (1 i) n $/hogar x mes

14 Anteproyecto PLANTA POTABILIZADORA DE SAN PEDRO

15 Anteproyecto PLANTA POTABILIZADORA DE SAN PEDRO n habitantes al año 20: hab. CAUDAL DE DISEÑO Q diseño = 0,28 m 3 /seg - Caudal máximo anual - Pérdidas en la red - Usos internos de la planta Q B

17 Costos INVERSIÓN INICIAL SAN PEDRO Región A: 60% del presupuesto

18 EGRESOS Inversión inicial INGRESOS Impuestos Costos Operativos Flujo de Fondos San Pedro Valor Actual Neto VAN I E (1 i) n $/hogar x mes

19

20 El recorrido del agua

21 Cámara de Carga Es la unidad a la que descarga el agua cruda conducida desde la captación Fijar una cota determinada que posibilite que todos los procesos que componen la planta se realicen por gravedad Aquietamiento del agua La energía de presión en la cañería de aducción se transforma en energía de altura en la cámara de carga

22 Mezcla Rápida - Coagulación Dispersión instantánea del coagulante en toda la masa del agua Desestabilizar a las partículas coloidales presentes en el agua Se utilizan sales de aluminio o hierro. Generalmente Sulfato de Aluminio Se anulan o disminuyen las fuerzas de repulsión Debe existir una fuerte turbulencia para que la mezcla del coagulante y la masa de agua se dé en forma instantánea

23 Floculación Objetivo Aumentar el volumen, el peso y la cohesión del floc Procedimiento Proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta con velocidades decrecientes. Produce colisiones entre las partículas Ayuda química Se adiciona Polielectrolito el cual ayuda en el proceso reuniendo los flóculos en una red aglomerando las partículas

24 Decantación Proceso físico por el cual se produce la remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión presentes en el agua. Partícula discreta Partícula coloidal Fuerzas actuantes: 1. Flotación 2. Gravedad 3. Fricción El tamaño de los flocs varía entre 0.001mm y 5mm Los flocs al descender se aglutinan con otros, aumentando su peso. Se realizan ensayos para obtener la velocidad de sedimentación

25 Filtración Remoción de partículas suspendidas y coloidales presentes en una suspensión acuosa que escurre a través de un medio poroso Mecanismos

26 Desinfección Objetivos Garantizar la calidad del agua desde el punto de vista microbiológico y asegurar que sea inocua para la salud del consumidor Proceso 1 2 El desinfectante penetra a través de las membranas celulares de las bacterias. Produce reacciones con las enzimas de la célula produciendo un daño irreversible en su sistema enzimático

27 Desinfección: Cloro Destruir los organismos patógenos en un tiempo razonable No ser tóxicos para el hombre y animales. Ni presentar olor ni sabor en el agua REQUISITOS Costo razonable, ser de manejo y dosificación seguros y fáciles. Fácil determinación de concentración en agua Dejar residuales persistentes en el agua barrera sanitaria para contaminaciones futuras

28 Elevación La estación elevadora de agua tratada consta de bombas impulsoras las cuales elevan el agua a los tanques de almacenamiento encontrados en distintos puntos de la ciudad que abastecen a la red. Dispositivos antiariete

29

30 Modelo Parámetros Variables Caudal de Diseño (Q D ) Calidad del Agua a tratar Calidad Mínima Prefijada (OMS) Código de la Construcción Precios Unitarios de la Construcción Tipo de Mezcladores Tipo de Floculadores Tipo de Sedimentadores Método de Limpieza de Filtros

31 Diagrama de Árbol MODELO MEZCLADORES HIDRAULICO MEZCLADOR MECÁNICO FLOCULADOR HIDRAULICO FLOCULADOR MECÁNICO FLOCULADOR HIDRAULICO FLOCULADOR MECÁNICO DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO FUNCIONAL: INVERSIÓN INICIAL MÍNIMA

32 DESCRIPCIÓN DE VARIABLES Mezcladores Floculadores Decantadores Método limpieza de Filtros

33 Mezcladores Mecánicos Turbina de flujo radial Hidráulicos Canaleta Parshall Se genera un resalto hidráulico mediante un canal con cambio de pendiente Imparte movimiento al líquido a través de la rotación del disco. Flexibilidad frente al caudal No produce pérdida de energía hidráulica Método Ventajas Utiliza la energía disipada en forma de pérdida de carga Función dual: dispositivo de mezcla rápida y medidor de caudal No consume energía eléctrica

35 Floculadores Mecánicos Paletas horizontales Hidráulicos Pantallas flujo horizontal Agitación para fomentar choques evitando la ruptura de los flocs más grandes. Disminuye la velocidad de rotación y la cantidad de paletas cámara a cámara. Se va aumentando la separación entre pantallas para reducir el gradiente de velocidad.

37 Decantadores V max s L d Con la colocación de placas paralelas se obtiene una gran superficie de deposición de los lodos. Esto lleva a que para tratar el mismo caudal el área superficial de los tanques es mucho menor. Introducción de piso intermedio El rendimiento disminuye con la mayor inclinación de las placas. Se utiliza 60 para la remoción de lodos

39 Lavado de Filtros Lavado con agua en sentido ascensional Expansión del manto filtrante del 30 al 50% Velocidad del agua de lavado entre 80 y 100 cm/min Se deben lavar todos los días Lavado Incorrecto Barro en el manto Menor Vol. Agua producido en la filtración Peor calidad agua Aumento de pérdida de carga Bombeo directo Agua de otros filtros Se disponen 2 bombas: una en funcionamiento y otra de reserva El pozo de bombeo debe tener volumen suficiente para el lavado de 1 filtro Cuando la compuerta del canal de agua sucia de un filtro se abre, el agua filtrada del resto de los filtros de la batería es encaminada hacia el filtro a limpiar.

40 Resultado MEZCLADORES HIDRAULICO FLOCULADOR HIDRAULICO FLOCULADOR MECÁNICO DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO DECANTADOR FLUJO LAMINAR BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO INVERSIÓN INICIAL MÍNIMA MODELO MEZCLADOR MECÁNICO FLOCULADOR HIDRAULICO FLOCULADOR MECÁNICO DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL DECANTADOR FLUJO LAMINAR DEANTADOR CONVENCIONAL DEANTADOR CONVENCIONAL BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO BOMBEO DIRECTO LAVADO FILTRO PROVENIENTE DE OTRO FILTRO

41

42 Perfil hidráulico Pérdidas de Carga: - por orificios - por vertederos - canaleta Parshall - proceso de filtración - en canales - en cañerías Pérdida de Carga Total: DJ = 3,55m

43

44 Juntas water -stop

45 Laboratorio y Sala de Medición

46 Procesos Instalaciones de Cloro Instalaciones de Cal Instalaciones de Polielectrolito y Coagulante Tanques de cloro Preparación de poli Torres de neutralización de gases Almacenamiento de cal Dosificadores de coagulante

47

48 Agradecimientos Ing. Rogelio Percivati Ing. Silvina Golbert Ing. Gustavo Bassedas Latinoconsult S.A. Halcrow Argentina Nuestras familias Amigos y novios Agradecimiento Especial Ing. Sandra Vassia