UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

FACULTAD:

Ingeniería Ambiental

CURSO:

4to Ing. Ambiental

MATERIA:

Diseño de plantas de tratamiento

TEMA:

Informe de visita técnica:

Planta de tratamiento de aguas residuales – Planta potabilizadora de agua

ESTUDIANTE:

Rafael Peralta

AÑO LECTIVO

2012-2013

CUENCA-ECUADOR

INFORME DE PRÁCTICAUNIVERSIDAD CATÓLICA DE CUENCA

TEMA: Visita Técnica a la Planta de Aguas Residuales de Ucubamba

INTRODUCCIÓN

¿Cómo se da el proceso de oxidación de las lagunas?

Las lagunas de oxidación son excavaciones de poca profundidad en el cual se desarrolla una población microbiana compuesta por bacterias, algas y protozoos (que convienen en forma simbiótica) y eliminan en forma natural, patógenos relacionados con excrementos humanos, sólidos en suspensión y materia orgánica, causantes de enfermedades tales como el cólera, el parasitismo, la hepatitis y otras enfermedades gastrointestinales. Es un método fácil y eficiente para tratar aguas residuales provenientes del alcantarillado sanitario.

El sistema está compuesto inicialmente por un grupo de trampas que atrapan y separan los elementos sólidos no inherentes al diseño del sistema, en etapas siguientes el agua y sus residuos pasan a un sistema de lagunas donde permanecen en contacto con el entorno, principalmente el aire, experimentando un proceso de oxidación y sedimentación, transformándose así la materia orgánica en otros tipos de nutrientes que pasan a formar parte de una comunidad diversa de plantas y ecosistema bacteriano acuático.

Lagunas de oxidación aerobias (aireadas): Cuando existe oxígeno en todos los niveles de profundidad.

Lagunas de oxidación anaerobias (sin aireación): cuando la carga orgánica es tan grande que predomina la fermentación sin oxígeno.

Lagunas de oxidación facultativas: es el caso que opere como una mezcla de las dos anteriores, la parte superior aerobia y el fondo anaerobio.

Lagunas de acabado: Son aquellas que se utilizan para mejorar la calidad de los efluentes de las plantas de tratamiento.

Descripción de la planta de tratamiento de aguas residuales Ucubamba:

Como parte del proceso de Planes Maestros de Agua Potable y Alcantarillado para la ciudad de Cuenca se efectuó el diseño de la planta de tratamiento de Aguas Residuales, la

misma que se encuentra funcionado desde el mes de noviembre de 1999. Para complementar este proyecto se han implementado programas de control de la contaminación por vertidos líquidos industriales, recolección de aceites usados provenientes de mecánicas y lubricadoras y recolección de pilas usadas.

Planta de aguas residuales Ucubamba

Esta planta de tratamiento de aguas residuales está ubicada al noreste de la Ciudad de Cuenca en el sector Ucubamba, en el Km. 8,5 de la autopista Cuenca-Azogues. Los

recolectores de aguas residuales cubren los dos márgenes de los cuatro ríos que atraviesan la ciudad de Cuenca y de las quebradas de Ricaurte y Milchichig, con una extensión de 42km. El sistema es de tipo combinado, es decir que recoge las aguas servidas de los hogares y el agua lluvia a través del sistema de alcantarillado.

Objetivos de la planta de aguas residuales:

Los principales objetivos de la planta de tratamiento de aguas residuales de la ciudad de Cuenca son:

Interceptar y conducir las aguas residuales de la ciudad para su posterior depuración

Tratar las aguas residuales de la ciudad de Cuenca para evitar la proliferación de enfermedades que afecten la saluda de la población

Devolver al medio ambiente aguas libres de contaminación Recuperar la calidad de agua de los ríos que atraviesan la ciudad de Cuenca

Características de la planta de aguas residuales:

Esta planta esta constituida por estructuras de tratamiento preliminar y dos módulos de tratamiento independientes compuestos por lagunas de estabilización.

La estructura de tratamiento preliminar está conformada por:a. Cajón de llegada BY-pass-Compuerta de admisión

La función de la estructura de llegada es actuar de cajón rompe presión al final del emisario final principal y permitir un rebose de las aguas residuales por el by-pass en épocas de lluvia o en periodos de limpieza ó mantenimiento.Esta parte del diseño también asegura que en condiciones de lluvia no entre a la planta un caudal mayor al di diseño 3.640 m3/s. El caudal máximo horario de aguas residuales en tempo seco ha sido determinado como 2.272m3/s

b. Cribas mecánicas autolimpiantesEstas se encuentran ubicadas a continuación del cajón de llegada.Sus objetivos principales son:

- Retener y evacuar desechos sólidos cuyo tamaño sea mayor a 20milímetros

- Evitar que desechos sólidos interfieran con los procesos biológicos de tratamiento en el sistema de lagunas

- Los residuos recolectados en esta área son continuamente cubiertos con cal para evitar inconvenientes causados por la descomposición misma y luego son depositados en contenedores

para su posterior evacuación hacia el relleno sanitario de la ciudad

c. Deflectores de caudal- desarenadores- transportador de arenaSe encuentran a continuación de las cribas, sus objetivos principales son:

- Retener y evacuar partículas cuyo diámetro sea igual o mayor a 0,2milímetros con velocidades superiores a las de los sólidos orgánicos putrescibles contenidos en las aguas

residuales- Proteger los aereadores de la abrasión y

del excesivo desgaste - Reducir la formación de depósitos de

material inerte en las lagunas - Los deflectores tienen como objetivo

reducir la velocidad de ingreso de las aguas residuales a los desarenadores orientando el sentido de flujo

Lagunas Aereadas: Constituyen las primeras unidades de tratamiento biológico y sus funciones son: Asimilar la materia orgánica en un periodo de retención relativamente corto y reducir la

DBO en un orden del 90% Mantener condiciones aeróbicas, para la asimilación del material soluble en biomasa

permitiendo así la separación de sólidos y reducción de la carga orgánica Reducir el conteo bacteriano La estructura de las lagunas está cubierta con hormigón, armadura metálica y mezcla

asfáltica La impermeabilización del fondo de las lagunas es a base de arcilla compactada y

geomembrana Los anclajes para los aereadores están empotrados en los diques con hormigón

El ingreso de las aguas residuales hacia las lagunas se lo realiza por una tubería sumergida de 1m de diámetro, también se dispone a la entrada de una estructura (pantalla) para disipar la energía y evitar la erosión de la capa de impermeabilización

La dimensión de las lagunas de aereación es de 3Ha cada una, con una

profundidad de 4,5m

Lagunas facultativas:El propósito de estas lagunas es el siguiente:

Almacenar y asimilar los sólidos biológicos producidos en las lagunas aereadas Presentar las condiciones adecuadas de carga orgánica y balance de oxígeno para

sustentar la biomasa de algas unicelulares en la parte superior de la laguna

Presentar las condiciones adecuadas de mortalidad bacteriana (variación de pH, actividad fotosintética, consumo de carbonatos y bicarbonatos)

Asegurar una adecuada remoción de nematodos intestinales Sus características constructivas son similares a las de las lagunas de aereación

El ingreso del agua se lo realiza por una tubería sumergida de 0.9m de diámetro, posee una pantalla disipadora de energía al ingreso de la misma

Las lagunas facultativas tienen una superficie de 13Ha cada una y una profundidad de 2metros, su capacidad es

de 260000m3 c/u.

Lagunas de maduración:Es el último grupo de lagunas ubicadas a continuación de las lagunas facultativas, en ellas no se realiza la captación de lodos. Aquí no llegan sólidos biológicos que no sean algas unicelulares. Su propósito es similar al de las lagunas facultativas:

Presentar las condiciones adecuadas de balance de oxígeno, de modo que se pueda sustentar una adecuada biomasa de algas unicelulares en la parte superior de la laguna

Presentar las condiciones adecuadas de mortalidad bacteriana Asegurar una adecuada remoción de nematodos intestinales

Su estructura es similar a la de las lagunas anteriores, el ingreso de aguas residuales se lo realiza por medio de un tubo de 0.9m de diámetro y la salida de agua es por un vertedero rectangular de 10m con una compuerta reguladora de niveles que son vertidos por medio de una tubería de descarga hacia el rio Cuenca.

El área de estas lagunas es de 7,4Ha cada una con una profundidad de 2m y una capacidad de 14800m3.

Además hay que mencionar que las lagunas y toda la estructura de la planta de tratamiento de aguas residuales, cuentan con un sistema de monitoreo a base de sensores de oxígeno, medidores de profundidad, controles eléctricos y tableros de mando, sistemas de muestreo; lo que garantiza el buen mantenimiento y funcionamiento de la misma.

Foto: Monitoreo de la calidad de agua y funcionamiento de la planta

Obras de complementarias:Para complementar el eficiente trabajo de esta planta en cuanto al tratamiento de aguas residuales, se puso en funcionamiento:

Dos dragas con sistema barrenador de fondo y de seguridad y desplazamiento

2.500 metros de tubería de 150 mm de diámetro para conducción del lodo dragado Dos estaciones de bombeo intermedias, Dos espesadores circulares Un edificio de deshidratación.

Foto: Elementos para el tratado y deshidratación de lodos extraídos

Foto: Draga para la extracción de lodos

La Planta de Tratamiento de Aguas Residuales cuenta también con un silo para almacenamiento de lodo deshidratado y sistema automático de pesaje y registro. Además dispone de 24 nuevos aireadores-mezcladores en las lagunas airadas, con placas de protección de fondo; sistemas de evacuación de pétreos, desechos

y arenas más eficientes; válvulas de compuerta, accionamiento neumático; tableros eléctricos, sistemas de supervisión, control y accionamiento desde el centro de control.

Con ello se extrae los lodos acumulados en las lagunas aeradas y facultativas sin interferir en los procesos, de tal forma que se

recupere la capacidad de tratamiento y el volumen útil perdido por la acumulación de los lodos. Conducir y deshidratar los lodos, reducir su volumen y facilitar su transporte y disposición final llevándolos hasta el relleno sanitario en Pichacay evitando inconvenientes ambientales.

Estas obras complementarias permitirán ampliar la vida útil de la planta de oxigenación y mejorar la salud de la ciudadanía en general al disponer de ríos con aguas lo más limpias posibles.

Visita técnica a la planta de potabilización de agua “Tixan”

Foto: Silo de almacenamiento de lodos

Foto: Procesos que se cumplen en la planta de tratamiento de lodos

INTRODUCCIÓN:

La Planta de tratamiento de TIXAN abastece de agua a la ciudad de Cuenca, esta planta de tratamiento está situada cercana a la población de TIXAN en la parroquia Chiquintad Cantón Cuenca provincia del Azuay, su ubicación es en la margen izquierda del canal de riego Machángara a 2.690 m.s.n.m.

La fuente de abastecimiento para la Planta de Tratamiento de TIXAN es el río Machángara, el cual nace en la cordillera del mismo nombre, su afluente constituye uno de los principales aportes del río Paute.

La capacidad de tratamiento de esta planta es actualmente de 600 lts/s; esta planta pertenece a una red de plantas de tratamiento cuyo funcionamiento en conjunto permiten abastecer la demanda de agua potable en los diversos centros poblados del cantón Cuenca.

Objetivo de la planta de potabilizadora de TIXAN:

El principal objetivo de la panta potabilizadora de TIXAN es el de garantizar el abastecimiento y tratamiento de agua en condiciones adecuadas para el consumo humano, eliminando la mayor cantidad de bacterias e impurezas posibles, asegurando la protección y salud de las poblaciones beneficiadas.

Procesos de tratamiento:

Foto: Mapa de procesos que se cumplen como política de trabajo en la planta potabilizadora de TIXAN

Tixán es una planta del tipo convencional integrada por los procesos de coagulación, sedimentación, filtración rápida y desinfección.

Las unidades de floculación son mixtas, compuestas de dos cámaras de floculación mecánicas seguidas de un floculador hidráulico de flujo vertical.

Los procesos de tratamiento para la potabilización del agua son los siguientes:

1. CAPTACIÓN DE AGUA

La captación es del tipo derivación lateral convencional; desde la captación el agua es transportada por el canal abierto de riego Machángara a lo largo de 5 Km, hasta el sitio de la toma construida en el cauce del mismo; de esta toma, el agua es derivada hacia la planta potabilizadora.

2. MEZCLADO

En esta fase del proceso se procede a diluir en agua compuestos químicos como el Sulfato de Aluminio y polímeros en dosis del 3 al 5%, y de 20mg/litro respectivamente, para verterlos en el agua de ingreso a la planta con el fin de unir las partículas presentes en el agua que producen su turbiedad y facilitar la sedimentación de las mismas.

Foto: Canal de ingreso del agua a la planta de tratamiento

Foto: Almacenamiento de elementos químicos (Sulfato de Aluminio, polímeros)

Foto: Proceso de mezclado del agua de ingreso y los compuestos químicos diluidos

3. FLOCULACIÓN:

Luego de adicionar y mezclar los químicos también llamados coagulantes (sulfato de aluminio, y polímeros) en el agua se forman pequeñísimas bolitas llamadas flóculos, estos flóculos contienen bacterias, lodo y otras impurezas la cuales son atrapadas y agrupadas. Para facilitar este proceso se cuenta con motores que permiten mover circularmente el agua formando así gran cantidad de estos compuestos que luego se precipitan al fondo de los contenedores.

4. SEDIMENTACIÓN :

En esta fase del tratamiento, los flóculos formados tienen mayor peso por lo que se sedimentan y se precipitan al fondo de los contenedores, además en la planta de tratamiento se dispone de ocho sedimentadores de placas paralelas de flujo ascendente con una tasa superficial de diseño de 130 m3/m2/día.En esta fase se remueven la mayor parte de las impurezas, las placas son limpiadas periódicamente para evitar la excesiva acumulación de lodos.

5. FILTRADO :Luego de los sedimentadores el agua pasa a través de un filtro. El filtro tiene una capa de arena y otra de carbón (antracita); todas las partículas que no se sedimentaron quedan atrapadas en el filtro.

Este Sistema de filtración está compuesto por ocho unidades, intercomunicadas tanto a la salida como a la entrada. Cada filtro tiene 32.m2 de área filtrante, con lechos dobles de arena y antracita.

El filtro es renovado periódicamente como parte del mantenimiento necesario para mejorar el tratamiento de la calidad de agua.

Foto: Motor que facilita el proceso de floculación

Foto: Placas sedimentadoras

Foto: Contenedor para el proceso de filtrado

6. DESINFECCIÓN:

Es la parte final del tratamiento que mata todas las bacterias remanentes. En la planta se utiliza cloro para desinfectar el agua.

El sistema de desinfección está compuesto de dos dosificadores de cloro gas que tienen una capacidad máxima de 10 Kg/h.

La cámara de contacto tiene un tiempo de retención de 6 minutos, recibe agua que rebosa de cada vertedero de control de los filtros.

Como medida de seguridad y de garantía de recepción de agua de buena calidad para los usuarios, permanentemente se mantiene un remanente de cloro en las tuberías de distribución para desinfectar el agua en lugares en los que pudo darse algún tipo de infiltración por daños o por mantenimiento del sistema de distribución.

El control de elemento de operación y registro de datos está gobernado por autómatas de lógica programables ( PLCs ).

El centro de control está dotado de dos ordenadores, uno de visualización de operaciones, alarmas, introducción de órdenes y visualización del comportamiento de válvulas, compuertas y otros elementos. El segundo con visualización y registro de reservas externas: niveles caudales de ingreso y salida.

7. DISTRIBUCIÓN:

Desde esta planta de tratamiento de agua, se abastece a las poblaciones Cuenca y Ricaurte en volúmenes de 450 y 150 litros por segundo respectivamente.

Además la planta de Tixan se encuentra en un proceso de ampliación para incluir el tratamiento de lodos así como el de ampliar su capacidad de tratamiento y garantizar el abastecimiento de de agua potable a la población.

Finalmente hay que resaltar que la planta de agua de Tixan cuenta con un moderno laboratorio que cumple las funciones de:

Monitoreo de la calidad de agua Inspección del funcionamiento adecuado de

cada una de las fases de tratamiento con las que se trabaja durante la potabilización del agua.

Foto: Laboratorio en la planta potabilizadora de Tixan

Monitoreo de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Caracterización de efluentes industriales. Monitoreo de sistemas hídricos. Estudios limnológicos en cuerpos lacustres. Análisis de sedimentos. Determinación de metales en varios tipos de muestras. Monitoreo de radiactividad alfa y beta en las captaciones y agua potable

CONCLUSIONES:

La práctica realizada ha sido de gran utilidad primero para entender todo el proceso que se efectúa para tratar las aguas residuales de los hogares de la ciudad de Cuenca así como de las aguas lluvias a través del sistema de alcantarillado. Además ha sido de gran interés conocer la importancia que tiene esta planta con relación al medo ambiente, ya que en ella se purifica en gran medida las aguas servidas y se devuelve al medio ambiente aguas en condiciones de ser asimiladas por la naturaleza de lo cual se beneficia también la población al prevenir la posible presencia de enfermedades.

En el caso de la visita técnica a la planta potabilizadora de agua en el sector de Tixan, se pudo observar directamente las diferentes etapas que se efectúan para la purificación del agua con fines de consumo humano, permitiendo además comprender el valor real que tiene el agua potable y el cuidado que debe darse para no desperdiciarla.

La visita técnica realizada tanto a la planta de tratamiento de aguas residuales en el sector de Ucumbamba como a la planta potabilizadora del sector de Tixan, refuerzan los conocimientos teóricos adquiridos en las aulas universitarias y permiten ampliar nuestra visión como futuros técnicos en el área ambiental para ofrecer alternativas de solución frente a los problemas ambientales que la sociedad debe afrontar responsablemente.

Finalmente, se puede concluir que es posible devolver a la naturaleza la gentileza de brindarnos los recursos necesarios para nuestra supervivencia a través de las fuentes de captación de agua cuidando, preservando y tratando el agua que nos han sido útil para diferentes labores antropogénicas.