Apendice P - Modelacion Zona de Mezcla RIO CHILI.pdf

7/25/2019 Apendice P - Modelacion Zona de Mezcla RIO CHILI.pdf

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ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL DEL PROYECTO AMPLIACIN Y MEJORAMIENTO DELSISTEMA DE EMISORES Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE AREQUIPA METROPOLITANA -

PLANTA DE AGUAS RESIDUALES ENLOZADA

Calle Virgen del Pilar Nro. 1701

Arequipa

APNDICE P

MODELACIN ZONA DE MEZCLA

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www.mwhglobal.com | Av. Conquistadores 638, San Isidro, Lima 27PERU - Telfono (511) 700-3200

Preparado para:

Avenida Virgen del Pilar N 1701,Arequipa, Per

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL DEL PROYECTO

AMPLIACIN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE

EMISORES Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE

AREQUIPA METROPOLITANA PLANTA DE AGUAS

RESIDUALES ENLOZADA

Noviembre 2012

Preparado por:

MWH PERU S.A.Av. Conquistadores 638

San Isidro, Lima 27

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ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL DEL PROYECTO AMPLIACIN YMEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE EMISORES Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE

AREQUIPA METROPOLITANAPLANTA DE AGUAS RESIDUALES ENLOZADASEDAPAR

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INTRODUCCIN

La Sociedad Minera Cerro Verde (SMCV) propone construir una planta de tratamiento de aguasresiduales (PTAR) de la ciudad de Arequipa como parte del proyecto de expansin de mina de CerroVerde. Se espera que esta PTAR, tambin conocida como la PTAR de Enlozada, se encuentra en ellado sur de la ciudad y a orillas del ro Chili. Este lugar en particular fue elegido para permitir que lamayor parte existente sistema de coleccin de la ciudad fluya a la PTAR por gravedad, con el efluentetratado ser descargado al ro Chili. La WWTP Enlozada se espera que sea plenamente operativa apartir del ao 2015 y finalmente proporcionar transporte de aguas residuales y capacidad detratamiento hasta el final del ao 2043.

Los objetivos de esta evaluacin de zona de mezcla son para examinar los cambios en la calidad deagua del ro Chili causados debido a la descarga del efluente tratado de la WWTP Enlozada y dilucinde predecir las caractersticas de la mezcla inicial zona por lo que se puede evaluar el cumplimientode las agencias reguladoras. La foto 1 muestra la ubicacin aproximada donde el efluente de la PTAREnlozada descarga al ro Chili.

FOTO 1. RO CHILI Y LA UBICACIN APROXIMADA DE LA DESCARGA DEL EFLUENTE DE LA PTAR ENZOLADA

Ubicacin Aproximada de

la descarga del efluente

de la PTAR Enzolada

Rio Chili

Captacin de Agua

Fresca de la Planta

existente de Degremont

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ESTNDARES Y OBJETIVOS DE CALIDAD DE AGUA

LIMITES DE CALIDAD DE AGUA DEL EFLUENTE TRATADO DE LA PTAR DE ENLOZADA

Los lmites de descarga de la PTAR estn establecidos en Per por el Ministerio del Ambiente

(MINAM). En 2010, Per estableci los lmites mximos permitidos (LMP) para las descargas deefluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales domsticas y municipales a travs del ,Decreto Supremo N 003-2010-MINAM. Estos requisitos se muestran en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1. Lmites Mximos Permisibles para Plantas de Tratamiento de Per (LMPs)

PARMETERO UNIDADES LMP BASIS

BOD5 mg/L 100 Mximo

COD mg/L 200 Mximo

TSS mg/L 150 Mximo

Aceites y Grasas mg/L 20 Mximo

Coliformes Fecales Termo-tolerantes

NMP/100mL 10,000 Mximo

pH - 6.5-8.5 Mnimo- Mximo

Temperatura C


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ESTANDARES DE CALIDAD DE AGUA NACIONALES (ECAS)

Habiendo establecido los lmites de efluentes PTAR de Enlozada para el anlisis de zona de mezcla,

fueron revisadas las normas peruanas sobre los criterios de calidad de agua de rio (Rio Chili).. En2009, El Per adopt reglas para sus estndares de calidad ambiental nacional para el agua, tambinconocido como los Estndares de Calidad Ambiental (ECAs). El Decreto Supremo 023-2009-MINAMdefine las disposiciones fundamentales de las ECAS que se muestran en la tabla 2.3 y requiere a la

ANA el ponerlos en prctica en cuanto a la regulacin de descargas de efluentes en cuerposreceptores. Los ECAS relacionados con riego de vegetales y que se utilizan para el efluenteseleccionado se muestra en la tabla 2.2 de parmetros se muestran en la tabla 2.3.

Tabla 2.3 ECAs para Clase 3: Irrigacin y Agua para Animales

PARAMETERO UNIDADES VALOR

BOD5 mg/L 15

COD mg/L 40

TSS mg/L No especificado


NMP/100 mL 1,000

Aceites y grasas** mg/L 1

pH - 6.5 - 8.5

Temperatura C


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La presencia de elevadas concentraciones de contaminantes significa que el efluente proveniente dela PTAR pueda no diluirse lo suficiente como para que pueda cumplirse con los ECAs en el ro aguasabajo de la descarga. Para que una zona de mezcla para establecerse en el ro Chili, es necesarioutilizar valores de concentracin de contaminantes que sean representativos de las condicionesfuturas. Se prev que una vez que la PTAR Enlozada est en pleno funcionamiento, la mayora de las

aguas residuales que hoy descargan en el Ro Chili sean desviadas a la PTAR conduciendo, muyposiblemente, a una mejora significativa en la calidad del agua del ro Chili. Dado que definitivamenteno podemos predecir las concentraciones de contaminantes del ro Chili despus de la operacin dela PTAR, se asume que las futuras condiciones en el ro sern similares a las actuales condicionesdel ro aguas arriba de descarga de cualquiera de los colectores de aguas residuales msimportantes. Tras examinar datos de calidad de agua a temperatura ambiente previamenterecopilados, se encontr que haba habido varios grupos de estaciones de control a lo largo del roChili, como se muestra en la figura 2.3. Las ubicaciones de grupos de estaciones de monitoreo varandesde aguas arriba de los colectores de aguas residuales descarga ubicaciones (PTAR-3, PTAR-4)hasta aguas abajo de la estructura propuesta de desviacin de SMCV (PTAR-7). De las dosestaciones de monitoreo que se consideran aguas arriba de los interceptores Alata y Arancota, elgrupo de estaciones PTAR-4 fue seleccionado como representativo de las condiciones de calidad deagua futura del ro Chili. Las concentraciones de los parmetros seleccionados se muestran en la

tabla 2.4.

Tabla 2.4 Calidad de Agua Ambiental de Rio Chili rio arriba de Alata and Arancota*

PARAMETERO UNIDADES VALOR

BOD5 mg/L 0.71

COD mg/L 23

TSS mg/L 27.5


NMP/100 mL 1,441

Aceites y grasas** mg/L 0.71

pH - 7.35

Temperatura C 14.1

Cloro residuo mg/L No especificado

*Resumen de los valores mximos, mnimos y promedio para los parmetros considerados en la reglamentacin para ladescarga de efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales domsticas y municipales, Plantas de aguas residualesEnlozada, PTAR-4

REGULACION DE LA ZONA DE MEZCLA

Las zonas de mezcla son utilizadas por las agencias reguladoras como una herramienta importantepara elaboracin de normas de calidad de ajuste alto en agua de ros y lagos. Incluso con las mejorestecnologas de tratamiento de aguas residuales, los vertidos de efluentes tratados de PTARs a vecescontienen bajos niveles de contaminantes. La zona donde esta descarga de efluente est autorizadapor la autoridad reguladora para mezclarse con el cuerpo de agua receptor se denomina una zona demezcla. El cuerpo receptor diluye el efluente en el punto de descarga, permitiendo as al efluentediluido cumplir los requerimientos regulatorios luego de recorrer una distancia dada aguas abajo de ladescarga. Sin una zona de mezcla, podra tener un ente regulador que establecer paa el agua lmitesde inferior calidad para el cuerpo receptor basado nicamente en las limitaciones actuales de lastecnologas de tratamiento, resultando en un descenso general de las normas de calidad de agua.Esta seccin examinan las definiciones de zona de mezcla y reglamentos en el Per y los EstadosUnidos.

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REGULACIONES DE ZONA DE MEZCLA EN PERU

Debido a las exigentes normas de calidad de agua requeridas por ANA para cuerpos receptores delPer, la zona de mezcla ms probable, aquella que debe exhibir el cumplimiento de los ECAs (Vertabla 2.2) con el fin de poder recibir un permiso adecuado para la descarga del efluente tratado en el

Ro Chili. Sin embargo, aunque el D.S N 023-2009-MINAM indica que deben cumplirse ECAs msall de la zona de mezcla aprobada, no existen definiciones ni los procedimientos relativos a losmtodos que deben utilizarse para obtener la aprobacin de una zona de mezcla definida de lasagencias reguladoras. La ANA vagamente define la zona de mezcla como "la zona donde realiza ladilucin inicial de la descarga de efluente", pero una vez ms, no proporciona ninguna orientacinformal respecto al modelamiento de dilucin o a los requisitos de las zona relativas a los vertidos deefluentes tratados en cuerpos de agua de la mezcla. La ANA proporciona alguna documentacinsobre los procedimientos administrativos necesarios para la expedicin de permisos sobrereutilizacin y vertido de aguas residuales tratadas, mientras que el Ministerio de medio ambiente(MINAM) simplemente afirma que deben cumplirse ECAs ms all de una zona autorizada de mezcla.Debido a la falta de orientacin formal en Per, esto es, reglamentos relativos a las normas de la zonade mezcla, las normas ms estrictas y bien definidas en los Estados Unidos fueron usadas en elpresente trabajo como base para el Chile de Rio anlisis de zonas de mezcla.

REGULACIONES DE ZONA DE MEZCLA EN LOS ESTADOS UNIDOS

El Per est todava ultimando las regulaciones sobre los vertidos de efluentes y mezcla de dilucin.Como resultado, este memorando utilizar los bien definidos reglamentos de zona (RMZ) de mezclanormativo definidos en los Estados Unidos como base para el debate. El Ttulo 40 del cdigo deregulaciones federales de Estados Unidos (parte 131.12A) define una zona de mezcla como "un realimitada o volumen de agua donde tiene lugar la dilucin inicial de una descarga y donde puedensuperarse los criterios numricos de calidad de agua, pero deben prevenirse condiciones de toxicidadaguda". Se observa que slo la superacin en la definicin de la zona de mezcla se refiere a lacalidad del agua receptora en el rio (ECAS) sin eximir a SMCV del cumplimiento de los requisitosestablecidos para la descarga de efluentes de plantas de tratamiento de aguas residuales ymunicipales (Decreto Supremo N 003-2010-MINAM) especificados en la tabla 2.1.

La RMZ en los permisos de calidad de agua en los Estados Unidos se define desde el punto dedescarga a la salida del tubo de descarga aguas abajo del punto de vertimiento. El tamao de la zonade mezcla depende de varios factores, incluyendo la ubicacin de la descarga, descarga deconcentracin, estndares de calidad del agua, tamao de cuerpo de agua, etc.

La RMZ se explica mejor mediante la figura 3.1. Los criterios de calidad de agua en la corrientenormalmente consiste en una concentracin mxima de criterio (CMC) para protegerse de los efectosagudos (a corto plazo); y una concentracin continua de criterio (CCC) para proteger contra crnicos(efectos a largo plazo). Esta zona de mezcla aguda (se muestra como zona 1 en la figura 3.1)normalmente est dimensionada para evitar el contacto de organismos vivos que se desplazan conaltos niveles de toxicidad , mientras que la zona de mezcla crnica (zona 2) est dimensionada para

proteger el cuerpo de agua en su totalidad. Ya que los criterios agudos y crnicos de calidad en loscursos de aguas naturales no han sido especificados por las agencias reguladoras peruanas, por loque para el Ro Chili se defini una sola zona de mezcla general (consistente en zona 1 y zona 2)para la que ms all de la cual se espera el cumplimiento de los ECAS mostrados en la tabla 3.1.

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FIGURA 3.1 EJEMPLO DE RMZ PARA VIDA AQUATICA EN RIO (Fuente: pgina de EPA)

SELECCION DE MODELO DE MEZCLA Y METODOLOGIA

SELECCION DE MODELO DE MEZCLA

Cualquier descarga de efluente tpicamente se dispersa en las aguas receptoras en dos etapas. Laprimera etapa es la dilucin inicial como el efluente entra en las aguas receptoras cerca de la salida(campo cercano). La segunda etapa es otra dilucin ms lejos de la salida (campo lejano). Mezcla enel campo cercano est determinada por la ubicacin del emisario, diseo, caractersticas de ladescarga de efluente y recepcin de las caractersticas del agua (flotacin, velocidad, flujo, etc.).Mezcla en el campo lejano est determinada por viento inducida por la mezcla de la descarga con lasaguas circundantes, profundidad del emisario, actual acelera y remolinos en las aguas deambientales.

Para efectivamente determinar el impacto de la calidad de agua debido a la descarga de efluente enel ro Chili y calcular la extensin de la pluma de mezcla resultante, se consider conveniente lautilizacin de un modelo hidrodinmico de la mezclado. Aunque ningn reglamento peruanoparticular o cdigo especficamente indique que se requiere el software de modelado para definir losalcances de la zona de mezcla, y se recomienda encarecidamente el uso de modelos para la zonamezcla. Por lo tanto, MWH haba seleccionado el modelo mezclado CORMIX, para evaluar la zonamezcla resultante de los vertidos de fuente puntual de PTAR de Enlozada en Ro Chili. CORMIX esun modelo de escala de longitud base que simula la dilucin del efluente de descarga superficial osumergida. La agencia reguladora local (ANA) est familiarizada con el software CORMIX yrecomienda su uso as.

El Sistema de CORnell MIXing (CORMIX) para el modelamiento de zona de mezcla, fue desarrolladoen la Universidad de Cornell en los Estados Unidos (Jirka et al., 1996). CORMIX es un sistema deapoyo Estados Unidos Environmental Protection Agency (EPA) apoyada decisin y simulacin para laevaluacin de impacto ambiental de zonas resultante de descargas de punto de mezcla. CORMIXpredice las caractersticas de geometra, la trayectoria y la dilucin de penacho de efluente delemisario requeridas para la evaluacin de cerca de campo de mezcla. El modelo analiza el penachode efluente en la regin entre el emisario de la descarga y el punto de mezcla completa en el cuerpo

de agua receptor mientras poniendo nfasis en el papel de las interacciones de lmite para predecirlos alcances de la pluma de descarga. CORMIX tiene varios sub-mdulos especficos que permitediferentes tipos de emisario para utilizarse como entrada de modelo (por ejemplo, solo puertosdifusores, difusores sumergidos y comunicados con la superficie). Una de las fortalezas de CORMIX

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es que el software no contiene parmetros ajustables que deben ser estimados de detectarindirectamente; todos los datos de entrada se componen de valores que miden directamente para laregin de inters. CORMIX fue diseado con un nfasis en el modelado de la dispersin en el campocercano y no es una herramienta apropiada para simular los patrones de circulacin de la pluma decontaminacin en el campo lejano.

Los datos de entrada en el modelo CORMIX se clasifica en cuatro categoras, a saber, identificadorde sitio/lugar, condiciones ambientales, caractersticas de la descarga y mezcla los datos de zona. Elsitio/lugar identificado describe el escenario de simulacin del modelo. Las condiciones ambientalesincluyen parmetros como de muestreo de media profundidad y anchura de la recepcin, caudal,temperatura y velocidad del viento. Los datos de descarga incluyen la geometra del efluente en elpunto de descarga, ubicacin y orientacin del puerto de descarga, caudal efluente, concentracin ydensidad. Los datos de zona mezcla requieren definir la regin espacial donde se requieren lascaractersticas de la mezcla y la pluma y otra informacin opcional, incluida la norma de calidad deagua a temperatura ambiente, zona de dilucin y extensin de la zona de mezcla reglamentario.Todos los parmetros de entrada de CORMIX especficos de los escenarios de mezclas del ro Chilise describen en la tabla 5.2.

Los datos de salida desde el modelo CORMIX detallando que las propiedades hidrodinmicas yreglamentacin de la zona de mezcla se pueden presentar en diferentes formatos (grficas otabulares) utilizando los distintos mdulos de procesamiento disponibles en el modelo para lainterpretacin de los datos. Los resultados primarios generados por CORMIX son concentraciones decontaminantes a lo largo de la lnea central, la anchura y la profundidad de la pluma. El modeloCORMIX tpicamente muestra la regin de campo cercano (rea cerca de la salida de efluente),difusin por flotabilidad ambiental (extensin de la pluma bajo la influencia de la flotabilidad) y mezclade ambiente pasivo (comportamiento de la pluma ya no es flotabilidad conducida pero patronesaparecen despus de la mezcla vertical completa). Un grfico de salida tpico de CORMIX mostrandouna vista de planta de la pluma de efluente propagndose en un ro acotado se muestra acontinuacin en la figura 4.1.

FIGURA 4.1 CONFIGURACIN TPCA DE PLUMA DE EFLUENTE

METODOLOGA DE MODELO

CORMIX se utiliz para investigar el comportamiento de contaminantes vertidos predominantementeen el campo cercano. Los efectos de campo cercano se clasifican como de corto plazo, (es decirduradera de minutos a horas) y se extrajo informacin del modelo en dos lugares, a saber:

Flow Direction

Outfall Location Downstream extent of

Mixing Zone

Spreading plume

in the far field

Spreading plume

in the near field

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en el punto donde el efluente es cumple con los estndares de calidad de agua (ECAs).

a 300 metros aguas abajo del efluente punto de descarga (aguas arriba del primer usuario deriego).

La utilizacin de CORMIX para simular las diluciones de la concentracin en un cuerpo de aguapuede hacerse de varias maneras. Puede adoptar un enfoque de 'dilucin' en donde un rastreo pasivopuede insertarse en la corriente del efluente a una concentracin del 100%, y la dilucin puedeatribuirse simplemente como un porcentaje del original. Este mtodo se utiliza principalmente cuandono se tiene consideracin especfica respecto a algn contaminante. El segundo mtodo consiste enespecificar concentraciones de efluentes reales para distintos parmetros bajo consideracin (DBO,etc.) con el fin de predecir las concentraciones de dilucin a diferentes distancias aguas abajo de lasalida. Las corridas del modelo CORMIX se describe en este memorando utilizan el segundo enfoquey predicen la longitud de la zona de mezcla por separado para cada parmetro de inters que semuestra en la tabla 4.1

Tabla 4.1. Resumen de las concentraciones de descargo de la PTAR de Enlozada, condicionesambientales de rio Chili, y objetivos de calidad de agua

PARAMETERO UNIDADES CONCENTRACIONDE EFLUENTE

TRATADO DE LAPTAR DE

ENLOZADA (veerTabla 2.2)

CONCENTRACIONAMBIENTAL DERIO CHILI (veer

Tabla 2.4)

OBJETIVOS DECALIDAD DE AGUA o

ECAs(veer Tabla 3.1)

BOD5 mg/L 30 2.5 15

COD mg/L 100 23 40

TSS* mg/L 30 27.5 No especificado

Aceites y grasas mg/L 20 0.71 1

Coliformes FecalesTermo-tolerantes **

NMP/100mL 1,000 1,441 1,000

pH - 6.5-8.5 7.35 6.5-8.5

Temperatura*** C


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Tabla 5.1. CORMIX MODELING SCENARIOS

PARAMETERO

EFLUENTE DEDESCARGA TRATADO

DE LA PTAR DE

ENLOZADA*(AO 2015)

FLUJO DE RIOCHILI**

TIPO DE ESCENARIO

BOD5, COD,Aceites y grasas

Descarga de efluentetratada mxima

(1.287 m3/s)

Flujo alto(14.83 m

3/s, En-Mar)

La mayora conservadora (mximaconcentracin aguas abajo, escenario de

la dilucin mnima)

Flujo medio (9.38m

3/s)

Escenario medio

Flujo bajo6.67 m

3/s, Jun-Ag)

Menos conservador (concentracin aguasabajo del mnimo, escenario de dilucin

mxima)

La descarga de efluente de PTAR de 1.287 m3/s usado anteriormente se obtuvo de estudios previosde tasa de flujos desarrollados por Tahal Consulting Engineers as como de recopilacin de datosrecientes generados por MWH. Los flujos de corriente de Ro Chili en la ubicacin de efluente delemisario PTAR se estimaron por MWH mediante flujo informacin de gage, predijo las condicioneshidrolgicas y patrones de drenaje existentes (vase el Apndice 2).

DATOS DE ENTRADA AL MODELO CORMIX

Los parmetros de entrada generales de CORMIX se describen anteriormente en la seccin 4.1,mientras que los valores especficos de escenario se describen a continuacin en el cuadro 5.2. LaWWTP Enlozada asume la descarga efluente tratado en el ro Chili a travs de un nico emisario de1.82 metros situado en la Ribera del ro Chili. Se asume la ubicacin de la descarga del emisario lejosde la orilla sur a 90 grados del flujo de ambiental. Para simular un escenario conservador que ofrece

la zona de mezcla ms larga, no hay descargas de difusores de salida que se asuman paracualquiera de las carreras de modelo CORMIX.

Tabla 5.2. Parmetros de Input al Modelo CORMIX

Tipo Parametro Valor Unidades Notas

Parmetros de Modelamiento Comunes

ParmetrosAmbientales

Tipo de Contaminante - - Todo los parmetros del efluente se asumen como conservativos

}Densidad del Efluente 997 kg/m3 Se assume constant a lo largo de un ao

Parmetros del

Efluente

DBO 27.5 mg/l

Todos los contaminantes de inters se muestran por encima de losniveles base.

DQO 77 mg/l

Aceites y Grasas 19.29 mg/l

Velocidad del Viento 2 m/s Valores bajos representan condiciones conservadoras.

n deMannings 0.04 -El valor de n de Manning se assume para un canal relativamenterecto y corto conteniendo guijarrros y maleza.

Geometra de laDescarga

submodelo CORMIX CORMIX1 -

Un submodelo de descarga superficial, CORMIX 1, fue utilzado.Una nica tubera de descarga de efluente de 1.82 m de dimetrofue considerada para representar el escenario ms conservador dela dilucin representando la zona de mezcla de mxima longitud ymnima dilucin..

Banco ms cercano Left - La tubera est ubicada a la izquierda (sur) mirando aguas abajo..

Angulo vertical 0 deg La descarga del efluente es horizontal

Angulo horizonatal 270 degLa tubera de descarga del efluente tratado es perpendicular alflujo ambiental.

Diametro del puerto 1.82 m

Ubicacin de la descarga 0.2 mLa descarga de la tubera se assume estar ubicada a 0.2 m sobrela superficie del agua.

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Tipo Parametro Valor Unidades Notas

Zona de Mezcla

DBO 12.5 mg/l

Los contaminantes de inters se muestran estar en excesorespecto a los objetivos de calidad del agua (ECAs).

DQO 17 mg/l

Aceites y Grasas 0.29 mg/l

Regin de inters 300 m

ESCENARIO 1 - Mxima Descarga de Efluente Tratado por la PTAR Enlozada en el Rio Chili Flujo MnimoCASO MAS CONSERVATIVO (MINIMADILUCION)

Parmetros delEfluente

Flujo anticipado de ladescarga de la PTAR

1.287 m3/sFlujo mximo de efluente anticipado en el ro Chili para e l ao2015. Se asume que SMCV no utioloizar ninguna porcin delagua ajudicada.


Flujo del Ro Chili 6.67 m3/sAveraged over the dry season (June-August); see Appendix 3 formore details.

Profundidad del ro Chili 1.34 mLa profundidad el agua en el ro Chili de acuerdo a la velocidad deflujo.

Seccin transversal unida(ancho del canal en lavecindad de la descarga)

10 m

ESCENARIO 2 - Mxima Descarga de Efluente Tratado por la PTAR Enlozada en el Rio Chili / Flujo Promedio del Ro Chili CSO PROMEDIO

Parmetros delEfluenteFlujo anticipado de ladescarga de la PTAR

1.287 m3/s Flujo mximo de fluente anticipado en el ro Chili para el ao 2015.


Flujo del Ro Chili 9.38 m3/s Promediado a lo largo del ao complete, ver apndice 3.

Profundidad del ro Chili 1.64 mLa profundidad del agua en el ro Chili vari de acuerdo con elflujo..

Seccin transversal unida(ancho del canal en lavecindad de la descarga)

17 m

ESCENARIO 3Mxima Descarga de Efluente Tratado por la PTAR Enlozada en el Rio Chili / Flujo Mximo del Ro ChilisCASO MENOSCONSERVADOR (MAXIMA DILUCION)

Parmetros delEfluente

Flujo anticipado de ladescarga de la PTAR

1.287 m3/sLos flujos mximos aceptados en el ro Chili en el ao 2015 asumeque SMCV no utilizar ninguna porcin del agua adjudicada.

Parmetros

Ambientales

Flujo del Ro Chili 14.83 m3/sPromediado a lo largo de la poca hmeda (enero a marzo), verapndice 3.

Profundidad promedio del ro

Chili

2.17 mLa profundidad del agua en el ro Chili vari de acuerdo a las

velocidades de flujoSeccin transversal unida(ancho del canal en lavecindad de la descarga)

22 m

Algunos parmetros mostrados en la tabla 5.2 se explican en lo siguiente.

DATOS DE EFLUENTE

Las concentraciones de la descarga: CORMIX requiere que los vertidos de efluentes se introduzcanen el modelo como valores "exceso por encima de fondo" en lugar de las concentraciones reales en lasalida de la descarga. Por ejemplo, segn la tabla 4.2.1, la concentracin de DBO en el efluente deagua de la PTAR tratada es 30 mg/l con concentraciones en el Ro Chili de 2,5 mg/l. Por lo tanto, laconcentracin de "exceso por encima de fondo" como dato de entrada en CORMIX fue 27.5 mg/l (30mg/l 2,5 mg/l). Todos los valores de concentracin deben interpretarse en consecuencia, y losvalores de concentracin real se calculan sumando los valores de concentracin de fondo a losvalores predichos.

Efluente caudal: El caudal mximo del efluente para el ao 2015 se utiliz para todos los escenarios.Se supona que no hay agua de la PTAR sera desviado a SMCV para operaciones mineras en 2015.Esto result en una tasa de flujo de descarga de efluentes tratados de 1.287 m3/s que se descarganen el Rio Chili (corregido para la evaporacin). Las proyecciones de flujo se muestran en el apndice3.

Densidad de efluente: Una densidad de efluente de 997 kg/m3 fue utilizada para todos los escenarios.

DATOS AMBIENTALES

Caudal de Ro Chili: Ya que hay varios controles aguas arriba en el ro Chili para desvos de riego, seentiende que este sistema no responde instantneamente. Tambin no hay ninguna secuencia de

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registros de la descarga de flujo disponibles en las cercanas de la salida de efluente propuesta parala PTAR. Por lo tanto, se realiz un anlisis de hidrologa usando patrones de drenaje para estimar ladescarga de flujo de corriente en el lugar de descarga de efluentes. Tras este anlisis, MWH fuecapaz de estimar que los flujos de corriente de Ro Chili cerca del efluente del emisario fueron 6.67m3/s (condiciones de flujo bajo, junio-agosto), 9.38 m3/s (media anual) y 14,83 m3/s (condiciones de

alto flujo, enero-marzo). El estudio de la hidrologa se adjunta como apndice 3.

profundidad y ancho Medio de canal: a los efectos del anlisis de modelado, la seccin transversaldel ro Chili debe esquematizarse como un canal rectangular. Las profundidades de agua de Ropromedio fueron variadas entre bajo flujo, flujo medio y condiciones de alto flujo (los valores semuestran en la tabla 5.2.1). La profundidad y la anchura del ro Chili en la ubicacin de descarga sedetermin utilizando informacin parcial del transecto, imgenes areas, reconocimiento de campo yrelaciones predictivo de descarga de la etapa.

Densidad del agua dulce: Una densidad ambiente de 999 kg/m3 fue utilizada para todos losescenarios.

DATOS DE DESCARGA

Dimetro del orificio de salida y lugar: el puerto de salida est situado en la orilla izquierda (mirandoaguas abajo) y se asumi una tubera de 1,82 metros de dimetro para todos los escenarios de flujo.

Configuracin de la descarga del emisario: Se supona que una sola tubera podra transmitir todo elflujo de la PTAR al ro Chili. Esto se considera una estimacin conservadora, ya que habrprobablemente una estructura de emisario para dispersar el efluente en el ro Chili de manera eficaz.El puerto de descarga es actualmente modelado situndolo a 0.2 m por encima de la superficie delagua.

DATOS DE ZONA DE MEZCLA

Concentraciones estndar de calidad de agua: Los valores de concentracin real se calculansumando los valores de concentracin de fondo a los valores predichos. Por ejemplo, lasconcentraciones de BOD especificadas en ECAs son 15 mg/l, mientras que la concentracin en el roChili es 2,5 mg/l. Por lo tanto, la concentracin de "exceso por encima de fondo" de calidad de agua atemperatura ambiente entrada en CORMIX fue 12.5 mg/l (15 mg/l 2,5 mg/l).

RESULTADOS

De acuerdo a los valores input de CORMIX que se muestran en la Tabla 6.1, los resultados delmodelamiento de dilucin para cada escenario se resumen en esta seccin. Los resultados abordanlas concentraciones ambientales a 300 metros aguas abajo del punto de descarga de efluentes. Paraconcentraciones o dilucin en otras ubicaciones a lo largo del ro, consulte el output tabular y grficopresentado en el Anexo A.

El manual del modelo CORMIX indica que las predicciones de diluciones y concentraciones seencuentran dentro de un rango de cerca de 50%. Esto debera tomarse en cuenta al considerar losresultados de dilucin para los diversos escenarios.

DEMANDA BIOLGICA DE OXGENO

El lmite actual permitido en todo el ao de Demanda Biolgica de Oxgeno permite unaconcentracin de descarga promedio de 30 mg/l. Con una concentracin anterior de 2.5 mg/l, laconcentracin resultante al borde de una zona de mezclado de 300 metros en el caso msdesfavorable sera 7.81 mg/l. Esta concentracin se encuentra dentro el objetivo de calidad de aguade mg/l. La Tabla 6.1muestra las concentraciones de Demanda Biolgica de Oxgeno a 300 metrosaguas abajo del punto de descarga de efluentes de la PTAR para diferentes escenarios.

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Tabla 6.1. Escenarios de Modelamiento de CORMIX para Demanda Biolgica de Oxgeno (BOD)

PAR METRO MODELADO CARACTER STICAS DE DILUCI N

BOD

Objetivos

de Calidadde Agua

(ECA)

Escenario 1QWWTP = 1.287 m3/sQRio Chili= 6.67 m

3/s


3/s


3/s

Concentracin de BOD a 300m aguas abajo de punto dedescarga de efluentes de laPTAR (mg/l)

15 7.81 mg/l 6.27 mg/l 5.93 mg/l

DEMANDA QUMICA DE OXGENO

El lmite actual permitido en todo el ao de Demanda Qumica de Oxgeno permite una concentracin

de descarga mxima de 100 mg/l. Con una concentracin anterior de 23 mg/l, la concentracinresultante al borde de una zona de mezclado de 300 m en el caso ms desfavorable sera de 37.9mg/l. Esta concentracin se encuentra dentro del objetivo de calidad de agua de 40 mg/l. La Tabla6.2 muestra las concentraciones de Demanda Qumica de Oxgeno a 300 metros aguas abajo delpunto de descarga de efluentes de la PTAR para diferentes escenarios.

Tabla 6.2. Escenarios de Modelamiento de CORMIX para Demanda Qumica de Oxgeno (COD)


COD

Objetivosde Calidad

de Agua

(ECA)

Escenario 1QWWTP = 1.287 m

3/sQRio Chili= 6.67 m

3/s



3/s


3/sQRio Chili= 14.83

m3

/s

Concentracin de BOD a300 m aguas abajo de puntode descarga de efluentes dela PTAR (mg/l)

40 37.9 mg/l 33.6 mg/l 32.59 mg/l

ACEITE Y GRASA

El lmite actual permitido en todo el ao de Aceite y Grasa permite una concentracin de descargapromedio de 20 mg/l. Con una concentracin anterior de 0.71 mg/l, la concentracin resultante alborde de una zona de mezcla de 300 metros en el caso ms desfavorable sera de 4.43 mg/l. LaTabla 6.3 muestra las concentraciones de Aceite y Grasa a 300 metros aguas abajo del punto dedescarga de efluentes de la PTAR para diferentes escenarios.

3094


15/165



14


Tabla 6.3. Escenarios de Modelamiento de CORMIX para Aceite y Grasa


Aceite y Grasa(20 mg/l de concentracinen efluentes)

Objetivos

de Calidadde Agua

(ECA)


3/s


3/s


3/s


1 4.43 mg/l 3.36 mg/l 3.11 mg/l

En la Tabla 6.3, se observa que la concentracin ambiental de aceites y grasas no alcanza los objetivosde concentracin (ECA) que la norma exige para el escenario de descarga de efluentes mxima. Parapoder cumplir con los estndares de ECA, los aceites y grasas deberan registrar una concentracin de1 mg/l o menos en cualquier momento, en el cuerpo de agua ambiental. La concentracin ms baja queaceite y grasa pueden alcanzar en flujos de descarga mxima en concentraciones de efluentes tratadosmximos es de 3.11 mg/l con una descarga de 1.287 m

3/s y una concentracin de 20 mg/l.

Un segundo grupo de modelamientos en CORMIX fueron efectuados empleando la concentracinanticipada de efluentes de 10 mg/l y los resultados se muestran en la Tabla 4. Esta vez, lasconcentraciones ambientales a 300 metros aguas abajo del punto de descarga de efluentes estuvomucho ms cerca de alcanzar los objetivos de calidad de agua exigido para los casos de flujo bajo yflujo promedio, mientras que se alcanzaron los ECA para el caso de alto flujo.

Tabla 6.4. Escenarios de Modelamiento de CORMIX para Aceite y Grasa


Aceite y Grasa(10 mg/l de concentracin

en efluentes)

ObjetivosdeCalidadde Agua

(ECA)



3/s



3/s



3/s


1 1.16 mg/l 1.07 mg/l 0.94 mg/l

LONGITUD REGLAMENTARIA DE ZONA DE MEZCLADO

En base a los resultados de CORMIX, BOD y COD alcanzaron los objetivos de calidad de agua deefluentes para el Ro Chili dentro de 45 metros y 135 metros aguas abajo de la descarga de fluentes,respectivamente. La mayor de las dos distancias, 135 metros, es utilizada como la extensin aguasabajo de la zona de mezclado. Con el primer usuario de las aguas del Ro Chili ubicado a o aalrededor de 300 metros aguas abajo de la ubicacin del punto de descarga de efluentes de la PTAR,los resultados de CORMIX indican que se alcanz la Categora 3 de las ECA y que la calidad de aguautilizada para fines de irrigacin no ser afectada.

RESUMEN

El modelo de mezclado de CORMIX fue utilizado para predecir las zonas de mezclado para la

descarga de efluentes tratados de la PTAR Enlozada en el Ro Chili.

Se emple un punto de descarga nico perpendicular al caudal del ro, a fin de representar unescenario conservador y proporcionar las longitudes mximas de mezclado. Un punto de descarga

3095


16/165



15


nico proporciona una condicin ms conservadora que un difusor de puertos mltiples, porque laconcentracin inicial es ms elevada con un punto de descarga nico. Por otro lado, el modelo deinput de CORMIX tambin fue ejecutado para simular la condicin de descarga de efluentes tratadosms conservadora: una descarga de efluentes mxima de 1.287 m3/s a un flujo ambiental mnimo.Esta simulacin predijo una extensin mxima de la zona de mezclado de 135 metros (sin incluir

aceite y grasa) aguas abajo del punto de descarga de efluentes. Esta es la distancia mnima predichapor el modelo de CORMIZ para proporciona una dilucin suficiente del efluente de la PTAR, a fin dereducir las concentraciones de todo contaminante potencial (sin incluir aceite y grasa) a nivelesdebajo de la Categora 3 de los ECA peruanos en irrigacin. No existen tomas de irrigacin conocidasen el Ro Chili dentro de los 300 m aguas abajo de la ubicacin del punto de descarga de efluentes dela PTAR. Por lo tanto, la zona de mezclado reglamentaria propuesta de 135 metros es dimensionadade manera que la calidad del agua para la primera irrigacin aguas abajo no sea afectada.

No se especificaron ECA para TSS y cloro residual, no se efectu un anlisis de la zona de mezcladopara estos parmetros. Las concentraciones de descarga de efluentes de la PTAR para coliformesfecales y pH son menores que las concentraciones ambientales en las aguas del Ro Chili y no sepuede prescribir una zona de mezclado. Al revisar las concentraciones de descarga, no se prev queni la concentracin de coliformes fecales o el nivel de pH de la PTAR degradan la calidad ambiental

del agua existente del Ro Chili.

El aceite y la grasa no alcanzan los objetivos de concentracin exigidos por la norma para el casoms conservador de una concentracin de efluentes de 20 mg/l. Es altamente probable que estoocurra debido lmites muy bajos de ECA y una variacin significativa en la metodologa de muestreopara aceites y grasas que producen un amplio rango de concentraciones en el caudal. Se efectu unmodelamiento de CORMIX adicional utilizando una concentracin de descarga de efluentesanticipada de 10 mg/l. En este escenario, las concentraciones ambientales predichas de aceites ygrasas an no alcanzaron los objetivos de concentracin exigidos por la norma para el Ro Chili. Sinembargo, las concentraciones en el Ro Chili no exceden mucho los ECA, mostrando una mejorasignificativa cuando se le compara con los modelamientos de efluentes de 20 mg/l. Finalmente, sealcanzaron los objetivos de calidad de agua para aceite y grasa dentro de los 300 metros aguas abajodel punto de descarga de efluentes cuando CORMIX fue ejecutado bajo escenarios de caudalmximo del Ro Chili y descarga mnima de efluentes. El Anexo C presenta los resultados detalladosde los modelamientos de CORMIX para escenarios adicionales, as como una explicacin de los altosvalores de aceite y grasa en el Ro Chili.

Los resultados de esta evaluacin se enfocaron en los impactos en la calidad del agua debido a ladescarga de efluentes tratados de la PTAR Enlozada en el Ro Chili. La concentracin predicha de losparmetros relevantes como BOD y COD es menos que los objetivos de agua reglamentariosespecificados (ECA) y no degrada la calidad del agua para el usuario de la primera irrigacin aguasabajo.

3096


17/165




ANEXO A

RESULTADO DEL MODELO CORMIX

3097


18/165




RESULTADOS DEL MODELO CORMIX ESCENARIO 1 (BOD):

MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE MNIMO CAUDAL DEL

RO CHILI.

3098


19/165

3099


20/165

3100


21/165

3101


22/165

3102


23/165

3103


24/165

3104


25/165

3105


26/165

3106


27/165

3107


28/165

3108


29/165

3109


30/165

3110


31/165

3111


32/165





MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE CAUDAL PROMEDIO

DEL RO CHILI

3112


33/165

3113


34/165

3114


35/165

3115


36/165

3116


37/165

3117


38/165

3118


39/165

3119


40/165

3120


41/165

3121


42/165

3122


43/165

3123


44/165

3124


45/165

3125


46/165

3126


47/165

3127


48/165





MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE Y MXIMO CAUDAL

DEL RO CHILI

3128


49/165

3129


50/165

3130


51/165

3131


52/165

3132


53/165

3133


54/165

3134


55/165

3135


56/165

3136


57/165

3137


58/165

3138


59/165

3139


60/165

3140


61/165

3141


62/165

3142


63/165




RESULTADOS DEL MODELO CORMIX ESCENARIO 1 (COD):

MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE Y MNIMO CAUDAL DEL

RO CHILI

3143


64/165

3144


65/165

3145


66/165

3146


67/165

3147


68/165

3148


69/165

3149


70/165

3150


71/165

3151


72/165

3152


73/165

3153


74/165

3154


75/165

3155


76/165

3156


77/165

3157


78/165





MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE Y CAUDAL PROMEDIO

DEL RO CHILI

3158


79/165

3159


80/165

3160


81/165

3161


82/165

3162


83/165

3163


84/165

3164


85/165

3165


86/165

3166


87/165

3167


88/165

3168


89/165

3169


90/165

3170


91/165

3171


92/165

3172


93/165





MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE Y MXIMO CAUDAL

DEL RO CHILI

3173


94/165

3174


95/165

3175


96/165

3176


97/165

3177


98/165

3178


99/165

3179


100/165

3180


101/165

3181


102/165

3182


103/165

3183


104/165

3184


105/165

3185


106/165

3186


107/165

3187


108/165




RESULTADOS DEL MODELO CORMIX ESCENARIO 1

(ACEITES Y GRASAS): MXIMA DESCARGA DE EFLUENTE

Y MNIMO CAUDAL DEL RO CHILI

3188


109/165

3189


110/165

3190


111/165

3191


112/165

3192


113/165

3193


114/165

3194


115/165

3195


116/165

3196


117/165

3197


118/165

3198


119/165

3199


120/165

3200


121/165

3201


122/165

3202


123/165






Y CAUDAL PROMEDIO DEL RO CHILI

3203


124/165

3204


125/165

3205


126/165

3206


127/165

3207


128/165

3208


129/165

3209


130/165

3210


131/165

3211


132/165

3212


133/165

3213


134/165

3214


135/165

3215


136/165

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137/165

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138/165






Y MXIMO CAUDAL DEL RO CHILI

3218


139/165

3219


140/165

3220


141/165

3221


142/165

3222


143/165

3223


144/165

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145/165

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146/165

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147/165

3227


148/165

3228


149/165

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150/165

3230


151/165

3231


152/165

3232


153/165




ANEXO B

CAUDALES ESTIMADOS DEL RO CHILI EN LOS

ALREDEDORES DEL PNTO DE DESCARGA DEL EFLUENTE

TRATADO EN LA PTAR ENLOZADA

3233


154/165

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL DEL PROYECTO AMPLIACIN Y

MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE EMISORES Y TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE

AREQUIPA METROPOLITANAPLANTA DE AGUAS RESIDUALES ENLOZADA

SEDAPAR

1

ESTIMACIN DEL CAUDAL DEL RO CHILI EN EL PUNTO DE DESCARGA DE EFLUENTES

El presente documento muestra los detalles del anlisis efectuado con el fin de estimar el caudal delRo Chili en el punto de descarga de efluentes de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales(PTAR), identificando la contribucin de los flujos de retorno desde el rea agrcola de La Campia,rea municipal e industrial de Arequipa y fuentes naturales (manantiales, filtraciones, etc.) hacia eltramo del Ro Chili entre la estructura de derivacin Cerro Verde en Congata y la estacin de aforoPuente del Diablo, el tramo donde se propone descargar los efluentes de la PTAR.

En base a las coberturas de GIS desarrolladas por MWH para el rea de estudio, junto con un anlisisdetallado de los patrones de drenaje en la regin, se predijo que alrededor del 75 por ciento de flujosde retorno provenientes de varias fuentes (rea agrcola de La Campia, rea municipal e industrialde Arequipa y fuentes naturales) retornan al Ro Chili aguas arriba de la estructura de derivacinCerro Verde mientras el 25 por ciento restante se espera que retornen aguas abajo de la estructurade derivacin. La Tabla 1 muestra la distribucin de los flujos de retorno entre aguas arriba y aguasabajo de la estructura de derivacin de Cerro verde. Se estim, aproximadamente, 2,855 hectreas

de terreno irrigado entre la estructura de derivacin Cerro Verde y la estacin de aforo. La Figura 6.1muestra la distribucin de las reas irrigadas en base a las ubicaciones donde los flujos de retornoprovenientes de estas reas vuelven al Ro Chili.

TABLA 1. DISTRIBUCI N DE FLUJOS DE RETORNO ENTRE AGUAS ARRIBA Y AGUAS ABAJO DE LA ESTRUCTURA DEDERIVACIN CERRO VERDE

Fuente de Ganancias

Segmentoarriba deCongata

(m/s)

Segmente entre Congata yPuente del Diablo (m3/s)

Total(m3/s) Mtodo de Estimacin

Flujo de Retorno desdelas reas municipales eindustriales de Arequipa

1.2 - 1.2Todas las descargas de desage crudo seencuentran aguas arriba de Congata

Caudal de manantial 1 - 1

Ningn manantial se encuentra aguas abajode Congata; los manantiales principales se

encuentran en el rea de Charcani y debajode la confluencia de Tingo Grande

Flujo de retorno desde elrea agrcola de LaCampia

0.5 0.8 1.3

En base a la revisin de los mapastopogrficos y fotografas areas, casi el 41por ciento del rea irrigada en La Campiacontribuye al flujo de retorno aguas arriba deCongata

Total 2.7 0.8 3.5Nota: El anlisis de flujos de retorno para el tramo aguas abajo de la estacin de aforo Puente del Diablo an no ha sido efectuada en el estudio. La distribucinde flujos de retorno en la tabla se basa en el informe de disponibilidad de agua, MWH, 2012.

Los suministros de agua para fines agrcolas en la cuenca del Ro Chili provienen de unacombinacin de agua subterrnea y agua superficial del Ro Chili. Las reas irrigadas se sitan al surde Arequipa (rea de La Campia) y aguas abajo en el rea de La Joya. La irrigacin se produce,

principalmente, por inundacin a travs de un sistema de acequias con compuertas de toma en el RoChili. Especialmente en La Campia, los terrenos ms irrigados son chacras pequeas de familias adiferencia de las empresas comerciales grandes. En base al informe de disponibilidad de agua (MWH,2012), se estima que la demanda mensual promedio de agua para fines agrcolas para la regin deLa Campia es 4.83 (m

3/s), mientras que las demandas mensuales promedio para fines municipales e

industriales de Arequipa se estiman en 1.66 m3/s y 0.05m

3/s, respectivamente. Las demandas

mensuales promedio y los patrones de demanda se muestran en la Tabla 2 y Figura 2,respectivamente.

3234


155/165

ESTUDIO DE IMPACTO AMBIENTAL Y SOCIAL DEL PROYECTO

AMPLIACIN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA DE EMISORES Y

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE AREQUIPA METROPOLITANA

PLANTA DE AGUAS RESIDUALES ENLOZADASEDAPAR

2

3235


156/165





3

TABLA 2. DEMANDAS PROMEDIOS MENSUALES LA CAMPIA Y AREQUIPA

Mes Agrcola - La Campia (m3/s) Municipal e Industrial - Arequipa (m3/s)

Ene 4.83 1.71

Feb 4.83 1.71

Mar 4.83 1.71

Abr 4.35 1.71

May 4.35 1.71

Jun 4.35 1.71

Jul 5.07 1.71

Ago 5.32 1.71

Sep 5.07 1.71

Oct 5.07 1.71

Nov 5.07 1.71

Dic 4.83 1.71

Promedio 4.83 1.71Nota:Distribucin mensual de demandas en base al informe de disponibilidad hdrica, MWH, 2012.

FIGURA 2. PATRONES DE DEMANDA MENSUAL DE LA CAMPIA Y AREQUIPA

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

DemandaPromedioMensual(m3/s

)

Agriculture Municipal & Industrial

3236


157/165





4

La estacin meteorolgica Puente del Diablo es la estacin de aforo ms activa aguas abajo en el Ro

Chili. Adems de las descargas del Reservorio Aguada Blanca, mide las escorrentas naturales y el

caudal de manantiales en la cuenca ms baja, as como flujos de retorno del sistema de alcantarillado

municipal de Arequipa y el rea agrcola La Campia. La demanda agrcola La Joya es la nica con

licencia aguas abajo de Puente del Diablo. Los abastecimientos agrcolas de La Joya es derivada a la

Estructura de Derivacin Socosani que es el punto ms alejado aguas abajo para el que se suministra

el agua del Sistema Regulado para el Ro Chili. Los caudales promedio mensuales en la estacin

meteorolgica Puente del Diablo para el perodo 1995-2009 se muestran en la Figura 3.

FIGURA 3. CAUDALES PROMEDIO MENSUALES EN LA ESTACIN METEOROLGICA PUENTE DEL DIABLO, 1995-2009

Se calcularon las ganancias histricas en el caudal entre Aguada Blanca y Puente del Diablo,excluyendo los caudales de Tingo Grande, en base a los registros histricos de caudal para estas tresubicaciones y se asumi el uso histrico de agua en este alcance. Estas ganancias representan flujosde retorno de los usos agrcolas y municipales, as como de los flujos de manantiales y otrasescorrentas naturales. Las ganancias de caudal representativas de las condiciones actuales secalcularon basndose en las ganancias histricas para el perodo 1995 -2009. Se estimaron que losflujos de retorno promedio mensual desde la regin son 3.5 m

3/s y en base a la distribucin del flujo

de retorno, se predijo que 2.7 m3

/s de estos retornarn aguas arriba de la estructura de derivacinCerro Verde y que 0.8 m

3/s del Ro Chili alcanzarn entre la estructura de derivacin y la estacin

meteorolgica Puente del Diablo.

Se utilizaron los flujos mensuales durante los ltimos 15 aos de datos disponibles (1995 -2009) paracalcular el flujo promedio en la estacin meteorolgica. Se decidi utilizar nicamente los ltimos15aos de la informacin mensual en vez de todas las series cronolgicas (1971 -2009),considerndose que sera una mejor ganancia representativa de las condiciones hidrolgicas actualesy futuras en la regin. Se estim que el caudal promedio mensual en la estacin meteorolgicadurante los ltimos 15aos fue de 10.3 m

3/s. La Figura 4 muestra la comparacin entre los caudales

promedio mensuales basado en todas las series cronolgicas y los ltimos 15 aos de datosdisponibles, y como se esperaba, se observ la variacin ms alta entre los promedios de caudalesen los meses de temporada de lluvia segn se compar con el resto del ao. Es decir, el mayor

caudal promedio anual en los ltimos 15 aos en comparacin a los ltimos 48 aos se debe a lamayor escorrenta en poca de lluvia y no un incremento en el caudal base durante la temporada deestiaje.

10.63

18.07

20.52

12.30

8.49 7.52 7.48 7.44 7.56 7.588.26 8.05

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

J

an

F

eb

M

ar

A

pr

M

ay

J

un

J

ul

A

ug

S

ep

O

ct

N

ov

D

ec

AverageMonthlyFlows(m

3/s)

3237


158/165





5

FIGURA 4. COMPARACIN DE FLUJOS MENSUALES PROMEDIO EN LA ESTACIN METEREOLGICA PUENTE DEL DIABLO

Para identificar la variabilidad de los flujos mensuales en diferentes aos, se efectu una distribucinde flujos mensuales para aos de estiaje, de lluvias y promedio de acuerdo a la medicin de losltimos 15 aos, segn se muestra en la Figura 5. El 20% superior e inferior en trminos de magnitudanual fueron utilizados para seleccionar los aos de lluvias y de estiaje, y los aos restantes seconsideraron representativos de los aos promedio. La Figura 5 muestra una alta variacin en la

escorrenta de la temporada de lluvias para las tres categoras, de acuerdo a su comparacin con losflujos base durante las temporadas de estiaje, que son bastante contantes.

FIGURA 5. COMPARACIN DE FLUJOS MENSUALES PROMEDIO PARA LOS AOS DE ESTIAJE, PROMEDIO Y DE LLUVIAS ENLA ESTACIN METEREOLGICA PUENTE DEL DIABLO

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

FlujosMensualesPromedio(m3/s)

Entire Time Series Last 15 years

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

Jan

Feb

Mar

Apr

May

Jun

Jul

Aug

Sep

Oct

Nov

Dec

FlujosMensualesPromedio

(m3/s)

Dry Years Average Years Wet Years

3238


159/165





6

Estimacin de Flujos en la Ubicacin de la Descarga de Efluentes de la PTAR

Para determinar los caudales del Ro Chili en el punto de descarga de los efluentes de la PTAR, 25%de los flujos de retorno determinados en base a los aumentos histricos entre Aguada Blanca y

Puente del Diablo, excluyendo los flujos de Tingo Grande, se dedujeron de los flujos medidos en laestacin meteorolgica Puente del Diablo para el periodo 1995-2009. Como se muestra en la Figura6, se observ una menor variacin en los flujos de retorno entre los meses de lluvias y de estiaje. Enbase a los flujos de retorno mensuales que se muestran en la Figura 6, se efectu una deduccinpromedio de 0.9 m

3/s para los flujos en la estacin meteorolgica Puente del Diablo para determinar

los flujos en el punto de la descarga de los efluentes de la PTAR.

FIGURA 6. FLUJOS MENSUALES PROMEDIO EN LA ESTACIN METEREOLGICA PUENTE DEL DIABLO CON LOS FLUJOS DERETORNO AGUAS ABAJO MENSUALES PROMEDIO Y FLUJOS ESTIMADOS EN EL PUNTO DE DESCARGA DE LOS EFLUENTES

DE LA PTAR

Conclusiones:

Los eventos de tormenta durante la temporada de lluvias con los flujos de retorno de lossectores agrcola, municipal e industrial sern los componentes principales de los flujos en elpunto de descarga de los efluentes de la PTAR.

De acuerdo al flujo de retorno mensual promedio (0.8 m3/s) determinado entre la estructurade derivacin y la estacin meteorolgica Puente del Diablo, se observa un incremento dealrededor de 8% en los flujos entre los dos puntos.

Para estimar los flujos en el punto de descarga de los efluentes de la PTAR, los flujos en laEstacin Meteorolgica Puente del Diablo deberan deducirse de los valores en Figura 6 (unpromedio de 0.8 0.9 m

3/s) para descontar los aumentos de los flujos de retorno entre los

dos puntos.

De acuerdo a la Figura 6, los caudales naturales de verano (Enero-Marzo) son de 14.83 m3/s,

los caudales naturales de invierno (Junio-Agosto) son de 6.67 m3/s y los caudales naturales

promedio anuales son de 9.4 m3/s.

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Puente del Diablo 10.6 18.1 20.5 12.3 8.5 7.5 7.5 7.4 7.6 7.6 8.3 8.0

25 % Return Flows 0.8 1.7 2.1 0.7 0.9 0.8 0.9 0.8 0.7 0.6 0.6 0.5

WWTP Effluent Loc. 9.8 16.3 18.4 11.6 7.6 6.7 6.6 6.7 6.9 7.0 7.6 7.5

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

FlujosMensualesPromedio(m3/s)

3239


160/165




ANEXO C

DISCUSIN DE LA REGULACIONES SOBRE

PRETARTAMIENTO DE ACEITES Y GRASAS, MEDICIONES

DE RESULTADOS DE CORRIDAS DEL MODELO CORMIXPARA ESCENARIOS ADICIONALES

3240


161/165



1


1. ACEITES Y GRASAS

1.1 MEDICIONES DE ACEITES Y GRASAS

Aceites y grasas estarn presentes en las aguas residuales de la ciudad de Arequipa, principalmente

debido a que este material ingresa al sistema de coleccin en forma de aceites y grasas de la cocina,

a travs de las descargas ilegales de materiales derivados del petrleo, o en una variedad de formas

de otros orgenes.

Los interceptores de Alata, Arancota y Huaranguillo fueron muestreados para aceites y grasas en un

programa de muestreo conducido por MWH el 15 de septiembre de 2011. Los resultados se

muestran en la Tabla 1.

Tabla 1. 15 de Septiembre de 2011 Muestreo compuesto de los interceptores mayores

Mtodos Unidades Alata Arancota Huaranguillo TOTAL

Aceites y Grasas

mg/L

91.7

40.1

79.4

Caudal Promedio L/s 755 245 116 1116

Caudal x Concentracin mg/L x L/s 69234 9825 9210

Concentracin base en promedio de flujo mg/L 79

La concentracin de aceites y grasas basada en promedio de flujo tomado en septiembre de 2011 es 79

mg/l. Adems, SEDAPAR coleccion algunos datos de aceites y grasas en 2008 y 2009 de los mismos

colectores y tambin del influente a la PTAR de Chilpina. Estos datos se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2. Muestreo histrico de SEDAPAR de los interceptores mayores

Fecha de Muestreo Unidades Alata Arancota HuaranguilloPTAR

Chilpina

28-29/03/2008 (SEDAPAR) mg/L 50 40 82 91

04-05/12/2009 (SEDAPAR) mg/L 72 33 90 64

Se prev que los niveles de aceites y grasas probablemente cambiarn segn las aportaciones

industriales diarias al sistema de coleccin. Parece ser que el rango de valores puede ser entre33 y 91

mg/l.

Tenga en cuenta que mltiples muestras de aceites y grasas han sido recaudadas por SMCV en la

descarga de efluente de la planta de Chilpina. Los resultados de estos anlisis indican que los niveles

de aceites y grasas son de un valor igual o inferior a 10 mg/l. Esto demuestra que los niveles de

aceites y grasas en la planta de Chilpina entran con un valor entre 91 y 64 mg/l y salen con un valor

igual o inferior a 10 mg/l. La PTAR propuesta de Enlozada tiene ms ubicaciones para la remocin de

grasas que la PTAR de Chilpina y debe de proporcionar mejores remociones.

1.2 PROCESO DE REMOCIN

Los aceites y las grasas se eliminarn en varias ubicaciones en la PTAR propuesta de Enlozada. Se

utilizarn las siguientes ubicaciones y mtodos de eliminacin:

3241


162/165




Tanque de arenas en las obras de llegadaEl sistema de arenas fue seleccionado como un

proceso de arenas aireado porque tendr un mejor rendimiento en aceites y grasas que otros

tipos de sistemas de extraccin de arena. La aireacin probablemente causar que ms

aceites y grasas floten en la parte superior de la cuenca. La parte superior de la cuenca es

desnatada con frecuencia utilizando una compuerta de vertedero con apertura hacia abajoque permitir que el material que se ha acumulado sobre la superficie sea retirado y enviado

a un concentrador de espuma.

Clarificadores primarios Los clarificadores primarios, ubicados en la PTAR de Enlozada

tendrn un sistema de extraccin de grasa mecnico. El mecanismo circular dentro de los

clarificadores tendr un brazo que girar alrededor de los tanques a rozar la espuma que se

ha acumulado en la superficie y se deshar de ella en una caja, de donde ser bombeada al

rea de proceso de slidos.

Clarificadores finales los clarificadores finales, localizados despus de las cuencas de

contacto de slidos, tambin tendrn un sistema de extraccin de grasa mecnico. Elmecanismo circular dentro de los clarificadores tendr un brazo que girar alrededor de los

tanques a rozar la espuma que se ha acumulado en la superficie y se deshar de ella en una

caja, de donde ser bombeada al rea de proceso de slidos.

El tratamiento de procesos mencionados anteriormente debe reducir el nivel de aceites y grasas en

la descarga de efluente a menos de 20 mg/l en una base consistente. Es probable que las

concentraciones normales de aceites y grasas sean inferiores de 10 mg/l como se ve en el efluente de

la PTAR de Chilpina. Un lmite de 10 mg/l es un estndar tpico norteamericano, sin embargo, en

Amrica del Norte las regulaciones de pretratamiento restringen las cantidades de aceites y grasas

en el influente. Si es necesario tener remocin adicional, ser ms eficaz resolver el problema con las

descargas industriales y de restaurantes en las alcantarillas en lugar de agregar otro tratamiento a laPTAR.

1.3 REGULACIONES DE PRETRATAMIENTO

Los aceites y las grasas generalmente entran al sistema de recoleccin de aguas residuales en

restaurantes o instalaciones de procesamiento de alimentos. Las regulaciones de pretratamiento

establecidas en los Estados Unidos tpicamente requieren que las industrias y los restaurantes

instalen una trampa de grasa para limitar los niveles de aceites y grasas que llegarn a la planta de

tratamiento de aguas residuales (PTAR). Esta precaucin limita el nivel de aceites y grasas en el

sistema de recoleccin. Estndares de pretratamiento se generan individualmente para cada

instalacin de tratamiento, sin embargo el valor ms comnmente usado es 100 mg/L en el origen

(por ejemplo, descargas de restaurantes). Este lmite reduce la concentracin total en el sistema de

coleccin con el fin de no afectar el proceso de tratamiento de aguas residuales. Reglamentos de

pretratamiento eficaces ayudarn a la PTAR de Enlozada funcionar ms confiablemente y mejorar la

calidad del efluente.

1.4 ACEITES Y GRASAS DE EFLUENTE EN LA ZONA DE MEZCLA

El modelo de mezcla de CORMIX se utiliz para predecir las caractersticas de la dilucin y

condiciones en la zona de mezcla para los aceites y las grasa que se descargan de la PTAR de

Enlozada en el Ro Chili. La Tabla 3 muestra las concentraciones de aceites y grasas en el efluente dedescarga de la PTAR de Enlozada (segn el D.S N 003-2010-MINAM), las concentraciones de

referencia del Ro Chili (tomadas rio arriba de los interceptores de Alata/Arancota) y los Estndaresde Calidad Ambiental de Agua o ECAs (segn D.S N 002-2008-MINAM).

3242


163/165




Tabla 3. Requerimientos regulatorios para la calidad de agua del Rio Chili

Parmetro UnidadesConcentraciones de

descarga del efluente de

la PTAR de Enlozada

Concentracionesambientales de

referencia de agua delRio Chili

Estndares de CalidadAmbiental del Agua

(ECAs) en el rio

aceites ygrasas

mg/l 20 0.71 1

Una de las mayores influencias en la mezcla de campo cercano es el caudal del efluente. El efluente

tratado se propone a ser liberados en el ro Chili aguas abajo de la estructura de la desviacin de la

PTAR de Enlozada. Se pensaba que zonas calculadas en el ro Chili durante perodos de bajo flujo

crtico de mezcla garantizara el cumplimiento de la reglamentacin de criterios de calidad de agua

durante la mayora del tiempo. Como ya no hay registros de flujo de corriente disponibles en la

vecindad del emisario de la PTAR de Enlozada, se realiz un anlisis de hidrologa usando patrones de

drenaje para estimar la descarga de flujo de corriente en la ubicacin de descarga de efluentes. Coneste anlisis, MWH fue capaz de estimar que los flujos de corriente de Ro Chili cerca del efluente del

emisario fueron 6.67 m3/s durante condiciones de bajo flujo (junio-agosto), 14,83 m

3/s durante

condiciones de alto flujo (enero-marzo) y 9,38 m3/s (media anual).

Asimismo, es importante utilizar concentraciones realistas de agua del Ro Chili de temperatura

ambiental para el parmetro de aceites y grasas. Por ejemplo, una mayor concentracin ambiental

en el ro Chili podra potencialmente reducir la zona de mezcla considerablemente, mientras que una

menor concentracin ambiental potencialmente podra alargar la zona de mezcla. En algunos casos,

altas concentraciones ambientales en el ro Chili pueden eliminar una zona de mezcla

completamente. Debido a la alta sensibilidad del modelo de mezcla con respecto a las

concentraciones ambientales, se identificaron varias estaciones de muestreo a lo largo del ro Chili yse examinaron los registros de monitoreo. El promedio de referencia de la concentracin ambiental

para aceites y grasas obtenido de estas estaciones de muestreo oscil entre 0,71 mg/l (aguas arriba

de los interceptores de Alata/Arancota) y 46 mg/l (aguas abajo de la descarga de la PTAR propuesta).

Las concentraciones de calidad de agua de Ro Chili seleccionadas para el estirado del modelo de

CORMIX tendran que ser representante de las concentraciones en un futuro cercano cuando la

mayora de los emisarios de colector de aguas residuales haba desviado su efluente a la EDAR y ya

no vertan directamente en el ro Chili. Despus de ms anlisis, se determin que la estacin de

muestreo PTAR-4 sera un buen representante para las condiciones de lnea de base del ro Chili. La

PTAR-4 es ms aguas arriba de la estructura de la diversin de la PTAR de Enlozada y el sitio tambin

est arriba de todos los colectores de aguas residuales importantes que descargan en el ro Chili.

Una vez que se determinaron los diferentes parmetros de efluentes y los flujos de corriente del ro

Chili, los efectos de la descarga mxima de aceites y grasas en el ro Chili fueron modelados durante

diferentes condiciones del receptor de agua. Dilucin del efluente y las condiciones de contorno de

la zona de mezcla de aceites y grasas se predijeron para varios escenarios y se muestran en la Tabla4.

3243


164/165




Tabla 4. Longitud de zonas de mezcla de aceites y grasas a mxima descarga y concentraciones deefluente tratadas de la PTAR

Parmetro

Descargo deefluente

tratado de laPTAR deEnlozada

(m3/s)

Concentracinde efluente de

la PTAR deEnlozada

(mg/l)

Condiciones

de flujo delRio Chili(m3/s)

Senario

Concentracinde aceites y

grasas en RioChili a 300m rio

abajo de ladescarga (mg/l)

EstndaresECA peruanos

para calidadde agua enros (mg/l)

Aceites ygrasas

1.287

(descarga

mxima deefluente de

PTAR)

20

(concentracin

mxima de

efluente de

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