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“Año del Buen Servicio al Ciudadano”

FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA CIVIL

“INFORME ACADÉMICO”

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.) CURSO: INGENIERÍA DE LA CONSTRUCCIÓN I

DOCENTE: DEL CASTILLO VILLACORTA, HENRY JOSEPH

INTEGRANTES:     

CRUZADO HERNÁNDEZ, RICARDO DOMINGUEZ ZEVALLOS, MARYORIE GUERRERO REDUCIENDO, JOELITO MARIÑOS GUTIERRES, DANIELA QUISPE LAGUNA, ELIANE

Nuevo Chimbote – 2017

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

ÍNDICE INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................ 4 I.

DEFINICIÓN ........................................................................................................................... 5

II.

TRATAMIENTO DEL AGUA .................................................................................................... 7

III.

TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE .......................................... 10

3.1.

PLANTAS DE CICLO COMPLETO .................................................................................. 10

3.2.

PLANTAS DE FILTRACIÓN EN MÚLTIPLES ETAPAS ..................................................... 10

3.3.

PLANTAS DE FILTRACIÓN DIRECTA............................................................................. 10

3.4.

PLANTA DE FILTRACIÓN EN LÍNEA ............................................................................. 10

3.5.

PLANTA COMPACTA ................................................................................................... 10

IV.

DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE .................................... 11

V.

PROCESOS DEL TRATAMIENTO DEL AGUA POTABLE......................................................... 14

VI.

PLANTAS DE TRATAMIENTO CONVENCIONAL (POTABILIZADORAS) ............................ 16

VII.

PLANTAS DE TRATAMIENTO MODULAR (POTABILIZADORAS) ..................................... 17

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

INTRODUCCIÓN El concepto “agua tratada” abarca tres dimensiones de la seguridad del agua: calidad, proximidad y cantidad, es por eso que el compromiso de suministrar un adecuado servicio de agua a la comunidad es prioritario, pues las enfermedades provocadas por el consumo de agua contaminada incrementan los casos de consulta externa y hospitalización a nivel mundial. La investigación adelantada permite establecer si el sistema de abastecimiento de agua (a partir de la fuente hasta el sitio de consumo), consigue proveer agua de calidad que cumpla con los objetivos en salud de acuerdo a la evaluación del peligro, caracterización del riesgo y determinación de las medidas de control que se emplean para los sistemas de distribución de agua para el consumo humano, teniendo en cuenta que el solo hecho de que un sistema de abastecimiento de agua se encuentre bien concebido sus elementos estén claramente definidos, no es garantía de la efectividad de su funcionamiento. Con el desarrollo social y económico que se viene presentando es importante contar con un conjunto de estructuras que permitan el abastecimiento de agua potable a los ciudadanos, razón por la que se implementan en los planes de desarrollo municipales programas y proyectos para el sector de agua potable y saneamiento básico. Las PTAP son construcciones conformadas por unidades en las que se transforma el agua en su estado natural, se localizan entre el punto de captación del agua cruda y los tanques de almacenamiento. Su principal objetivo es remover las sustancias que alteran la calidad del agua y así poder emplearla para consumo humano. Dentro de las sustancias indeseables están: 

Materiales orgánicos



Contaminantes biológicos



Material mineral

Este documento comprende una breve descripción de la normativa aplicable a la vigilancia y el control de la calidad del agua para consumo humano, la descripción estructural de la PTAP, el análisis de muestras tomadas para establecer la calidad del agua en relación al cumplimiento de la normativa, detallando los parámetros que con mayor frecuencia se incumplen y así generar las recomendaciones adecuados para que de ser necesario se adopten medidas de fortalecimiento y encaminadas al cumplimiento de la normatividad.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

I.

DEFINICIÓN

Una planta o estación de tratamiento de agua potable (ETAP) es un conjunto de estructuras y sistemas de ingeniería en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios: 

Combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para alcanzar bajas condiciones de riesgo.



Tratamiento integrado para producir el efecto esperado.



Tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).

Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la

planta.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.) El tratamiento de aguas y las plantas de tratamiento de agua son un conjunto de sistemas y operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es que a través de los equipamientos elimina o reduce la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales. La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final. Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones. Al proceso de conversión de agua común en agua potable se le denomina potabilización. Suele consistir en un stripping de compuestos volátiles seguido de la precipitación de impurezas con floculantes, filtración y desinfección con cloro u ozono. Para confirmar que el agua ya es potable, debe ser inodora (sin olor), incolora (sin color) e insípida (sin sabor). En zonas con pocas precipitaciones y disponibilidad de aguas marinas se puede producir agua potable por desalinizacion. Este se lleva a cabo a menudo por ósmosis inversa o destilación. Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios: 1.

Combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para alcanzar bajas condiciones de riesgo.

2.

Tratamiento integrado para producir el efecto esperado.

3.

Tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta específica relacionada con algún tipo de contaminante).

Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la planta.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE – TRUJILLO ( CHAO)

II.

TRATAMIENTO DEL AGUA

El tratamiento de las aguas naturales tiene como propósito el eliminar los microorganismos, sustancias químicas, caracteres físicos y radiológicos que sean nocivos para la salud humana. El tratamiento del agua nace como consecuencia del descubrimiento de que a través de ella podía transmitirse el cólera, como lo demostró John Snow, en Inglaterra, en 1800. Habitualmente las fuentes de abastecimiento de agua para las plantas de tratamientos son las llamadas fuentes superficiales. Las fuentes superficiales pueden ser: 

Ríos



Lagos



Lagunas



Arroyos

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.) Por definición, las fuentes de agua superficiales se consideran contaminadas y, por tanto, deben ser tratadas. La calidad del agua potable se mide en características: 

Físicas



Químicas



Biológicas



Radiológicas

CARACTERÍSITCAS FÍSICAS 

Turbiedad: Partículas insolubles de arcilla, limo, materia mineral, basuras orgánicas, plancton y otros organismos microscópicos que impiden el paso de la luz a través del agua. La turbiedad se mide con un turbidímetro en unidades de turbiedad (unidades nefelométricas, ntu). Se permite hasta 5 NTU.



Sabor y Olor: El sabor y olor se origina por la presencia de plancton, bacterias, vegetación en putrefacción, desechos domésticos o industriales. La prueba es organoléptica.



Color: El color se origina por la presencia de materia orgánica del suelo o de los vegetales. Color verdadero: sustancias orgánicas en solución o estado coloidal. Color aparente: materias en suspensión

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.) El color se mide en unidades de color a partir de patrones de color preparados con solución madre de cloroplatinato de potasio y cloruro cobaltoso. LMP = 20 U.C. 

Temperatura: La temperatura del agua es importante señalándose como óptima entre 10 a 15° C.

CARACTERÍSTICAS QUÍMICAS Las características químicas están dadas por la presencia o ausencia de determinados elementos y son muy importantes en salud pública. Los siguientes elementos se analizan habitualmente:                   

Arsénico Bario Cadmio Cromo Cianuro Plomo Selenio Plata Nitratos Mercurio Cobre Flúor Hierro Magnesio Cloruros Sulfatos Cinc Dureza Detergentes

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

III.

TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE 3.1. PLANTAS DE CICLO COMPLETO Cuentan con los procesos de coagulación, sedimentación, filtración, cloración, sin precisar sobre el tipo de instalación existente para cada proceso.

3.2. PLANTAS DE FILTRACIÓN EN MÚLTIPLES ETAPAS Se denomina así a las plantas en donde existe filtración lenta en múltiples etapas.

3.3. PLANTAS DE FILTRACIÓN DIRECTA En donde el agua es llevada directamente a los filtros y enseguida se clora.

3.4. PLANTA DE FILTRACIÓN EN LÍNEA Se realiza coagulación, filtración y cloración.

3.5. PLANTA COMPACTA Se denomina así a la planta en la cual se llevan a cabo todos los procesos en un mismo módulo prefabricado.

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE – TACNA

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

IV.

DISEÑO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

TOMA DEL RIO: Punto de captación de las aguas; REJA. Impide la penetración de elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.). DESARENADOR: Sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las bombas. BOMBEO DE BAJA (Bombas también llamadas de baja presión): Toman el agua directamente de un río, lago o embalse, enviando el agua cruda a la cámara de mezcla. CAMARA DE MEZCLA: Donde se agrega al agua productos químicos. Los principales son los coagulantes (sulfato de alúmina), alcalinizantes (cal). DECANTADOR: El agua llega velozmente a una pileta muy amplia donde se reposa, permitiendo que se depositen las impurezas en el fondo. Para acelerar esta operación, se le agrega al agua los coagulantes que atrapan las impurezas formando pesados coágulos. El agua sale muy clarificada y junto con la suciedad quedan gran parte de las bacterias que contenía. FILTRO: El agua decantada llega hasta un filtro donde pasa a través de sucesivas capas de arena de distinto grosor. Sale prácticamente potable. DESINFECCIÓN: Para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el recorrido hasta las viviendas. BOMBEO DE ALTA: Toma el agua del depósito de la ciudad. DEPÓSITO: Desde donde se distribuye a toda la ciudad. CONTROL FINAL: Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

V.

PROCESOS DEL TRATAMIENTO DEL AGUA POTABLE

Decantación: es el proceso de la separación de partículas más pesadas que trae el agua como gravas, áreas, arenillas y piedras que por fuerza de gravedad se sedimentan.

Floculación: es un proceso de agitación suave y continua del agua con coagulantes con el propósito de que se formen los ‘flocs’ para que puedan ser removidos fácilmente por sedimentación.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

Filtración: es el proceso que consiste en retener las partículas suspendidas y coloidales que no se sedimentaron, haciéndolas pasar por un medio poroso. Es una de las principales operaciones que se realiza en toda planta de tratamiento y existen varios tipos de filtración como: Filtración gruesa, filtración rápida, entre otras.

La cloración: proceso que se realiza para proteger el agua de posteriores contaminaciones.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

Clarificación: remoción de sólidos suspendidos y sedimentos.

VI.

PLANTAS DE TRATAMIENTO CONVENCIONAL (POTABILIZADORAS)

Es un sistema de tratamiento integrado que incluye todos los procesos para la obtención de agua potable, como los son: coagulación, mezcla rápida, floculación, sedimentación, clarificación, filtrado y desinfección.

Dependiendo de las características del agua podemos obtener un sistema de filtración simple o doble el cual es recomendable cuando el agua tiene alto color o contenidos altos de hierro y manganeso.

Cada planta se debe diseñar de acuerdo al análisis de agua y trazabilidad y se debe hacer con sistema modular que incorpore las etapas del tratamiento. Estas debe tener su tanque en acero o fibra de vidrio y contener lechos filtrantes para la grava, arena, antracita, carbón activado y/o resinas especializadas. Si el agua tiene alto contenido de hierro se requiere un tratamiento de oxidación previo hecho mediante torres de aireación o pre-cloración.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

VII.

PLANTAS DE TRATAMIENTO MODULAR (POTABILIZADORAS)

La planta modular es un sistema integrado de tratamientos en varias etapas que incluye todos los procesos requeridos para obtener agua potable. Ocupan poco espacio y se pueden ampliar fácilmente añadiendo módulos de calrificación y de filtración.

Adecuadas para: aguas de pozo profundo con alto contenido de color, hierro y manganeso; y muy eficientes con aguas de quebradas de montaña con parámetros que van de mediano a bajo contenido de sólidos en suspensión (SST) y con contenidos de color, que presentan picos pasajeros de alta turbiedad y color cuando hay lluvias fuertes.

De acuerdo con las características del agua a tratar, se incorpora procesos de pre-aireación y oxidación, arenas especiales para eliminar hierro y manganeso o post-tratamiento con carbón activado cuando hay elementos orgánicos.

Pueden operar por gravedad, sin necesidad de tener energía eléctrica disponible o pueden ser automatizadas para operación virtualmente autónoma.

Las etapas del proceso de purificación del agua son: 

Pre tratamiento: Torre de aireación natural o forzada, preoxidación y/o dealcalinización.



Coagulación.



Mezcla rápida.



Clarificación por adsorción-neutralización ascendente en lechos porosos granulares.



Filtración descendente en lechos profundos.



Desinfección con cloro, UV u ozono.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

Ventajas de las plantas de tratamiento de agua modulares: 

La clarificación por adsorción no requiere cal o soda para elevar el pH. Funciona bien a pH bajo.



Reducen el consumo de floculantes y polímeros al 10% de lo que consume una planta convencional o compacta.



Eliminan los tanques de sedimentación, lo cual da plantas de menor tamaño y peso.



Se pueden colocar normalmente sobre el tanque de almacenamiento, evitando tener que adquirir predios adicionales.



Menor costo de mano de obra para operación y supervisión.



Servicio de postventa y repuestos.



Menor costo inicial.



Modulares: Se puede aumentar el número de tanques cuando se requiera. Fáciles de ampliar/complementar.



Fáciles de automatizar, sistematizar y monitorear.



Versátiles.



Fáciles de mantener.



Calidad y larga vida.



Rapidez de instalación.

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PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE (P.T.A.P.)

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