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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOLÓGICA

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE EL MILAGRO

ASIGNATURA: Ecología

CICLO:

V

PRESENTADO POR:

HUAMAN TUCUMANGO, Luis Javier

DOCENTE:

VARGAS SUAREZ, Rita

CAJAMARCA – PERÚ, 2019

UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA FACULTAD DE INGENIERÍA Escuela Académico Profesional de Ingeniería Geológica

I.

INTRODUCCION:

El desarrollo de la actividad humana necesita utilizar el agua para numerosos fines, entre los que destacan, por su importancia para el hombre, los usos potables. Por tanto, el hombre se sirve del agua existente en la naturaleza para consumirla y utilizarla, pero es evidente que debido a determinadas características químicas, físicas y biológicas del agua, ésta no puede ser utilizada de forma directa, y es por eso que dicha agua requerirá de una serie de correcciones y tratamientos que eliminen aquellas partículas o sustancias perjudiciales para el hombre. El tratamiento de agua tiene por finalidad producir en ella los cambios físico, químicos y biológicos, necesarios para acondicionarla al consumo humano. Las características de las aguas están sujetas a cambios, ya sea por condiciones naturales que producen mayor o menor concentración (lluvias, sequias, calidad mineral de los terrenos atravesados por las aguas, etc.) O por alteraciones producidas por el hombre

(descarga

de

desechos

domésticos

e

industriales en los ríos, lagos y demás fuente de aprovisionamiento de aguas). La visita realizada a la planta de tratamiento de agua “El Milagro” la planta se encuentra ubicada en el sector del mismo nombre, a 5.24 Km en dirección noroeste de Cajamarca a 2,838 m.s.n.m. Abastece al 65% de la población, es decir, aproximadamente 78,000 habs. La capacidad de producción es de 135 lps. esta planta cuenta con tres captaciones de agua que abastece a Cajamarca como el Rio de Porcon,Rio Grande y Rio San Lucas este tiene por finalidad reconocer los cambios físico, químicos y biológicos, necesarios para acondicionarla al consumo humano. Las características de las aguas están sujetas a cambios, ya sea por condiciones naturales que producen mayor o menor concentración (lluvias, sequias, calidad mineral de los terrenos a travesados por las aguas, etc.). SEDACAJ S.A. fue reconocida como empresa prestadora de servicio de saneamiento por esta Superintendencia mediante Resolución de Superintendencia No.038-95-PRES/VMI/SSS del 13 de marzo de 1995, determinándose como ámbito de responsabilidad las provincias Hualgayoc, Cajamarca, Celendín, Cajabamba, Chota, Contumazá, San Miguel y Cutervo ; en la actualidad la empresa presta los servicios de saneamiento en las siguientes localidades: Cajamarca, Contumazá y San Miguel.

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Figura N° 01. II.

Planteamiento del problema

Para este caso con respecto al tratamiento de la planta de aguas “EL MILAGRO” tenemos que tener en cuenta si somos conscientes como nosotros cuidamos el agua que tenemos hoy en día en nuestros hogares y sobre todo saber cuidarla porque según lo que hemos visto el tratamiento de estas aguas pasan por un proceso muy riguroso y costoso, por ende tratar de no desperdiciar en cantidades el agua saneada y evitar sobre todo cualquier contaminación ocasionada por los desechos que uno bota en el ambiente III.

Objetivos (Generales y específicos) Objetivo general:  Conocer las instalaciones y el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua “EL MILAGRO” con el fin de desarrollar un impacto ambiental responsable en nuestra ciudad de Cajamarca.

Objetivos específicos:  Conocer medios físicos y químicos que se usan para potabilizar el agua.  Conocer el trabajo que viene haciendo SEDACAJ S.A. en la planta de tratamiento de aguas residuales.

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IV.

MARCO TEORICO

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Las aguas residuales pueden provenir de actividades industriales o agrícolas y del uso doméstico. Los tratamientos de aguas industriales son muy variados, según el tipo de contaminación, y pueden incluir precipitación, neutralización, oxidación química y biológica, reducción, filtración, ósmosis, etc. En el caso de agua urbana, los tratamientos suelen incluir la siguiente secuencia:   

pretratamiento tratamiento primario tratamiento secundario

Las depuradoras de aguas domésticas o urbanas se denominan EDAR (Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales), y su núcleo es el tratamiento biológico o secundario, ya que el agua residual urbana es fundamentalmente de carácter orgánico . ETAPAS DE TRATAMIENTO CON REACTORES AEROBICOS  Pretratamiento. Busca acondicionar el agua residual para facilitar los tratamientos propiamente dichos, y preservar la instalación de erosiones y taponamientos. Incluye equipos tales como rejas, tamices, desarenadores y desengrasadores.  Tratamiento primario o tratamiento físico-químico: busca reducir la materia suspendida por medio de la precipitación o sedimentación, con o sin reactivos, o por medio de diversos tipos de oxidación química.  Tratamiento secundario o tratamiento biológico: se emplea de forma masiva para eliminar la contaminación orgánica disuelta, la cual es costosa de eliminar por tratamientos físico-químicos. Suele aplicarse tras los anteriores. Consisten en la oxidación aerobia de la materia orgánica o su eliminación anaerobia en digestores cerrados. Ambos sistemas producen fangos en mayor o menor medida que, a su vez, deben ser tratados para su reducción, acondicionamiento y destino final.  Tratamiento terciario, de carácter físico-químico o biológico: desde el punto de vista conceptual no aplica técnicas diferentes que los tratamientos primarios o secundarios, sino que utiliza técnicas de ambos tipos destinadas a pulir o afinar el vertido final, mejorando alguna de sus características. Si se emplea intensivamente pueden lograr hacer el agua de nuevo apta para el abastecimiento de necesidades agrícolas, industriales, e incluso para potabilización (reciclaje de efluentes).

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Figura N° 02. PLANTA DE TRATAMIENTO EL MILAGRO

Está unidad de tratamiento se ubica en el caserío de Huambocancha Baja a unos 5.4 km. de Cajamarca en la cota 2844 msnm., con una capacidad nominal de tratamiento de 140 l/s.

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Fue construida en 1980, opera con tecnología del tipo hidráulico con filtración rápida. En el año 2008 fue ampliada a 90l/s con financiamiento de la KfW de Alemania. Esta inversión le permite a la planta una capacidad de tratamiento de 200 l/s. Cualquier intento de ampliar las horas de servicio está limitado por la capacidad de la planta de la PAPT. El agua tratada es distribuida a los reservorios R2 de 2,500 m3, y R4 de 1,500 m3; de éstas, se abastece al 70% de la población con una continuidad promedio de 15 horas. Sin embargo, existen zonas como las del sector de Mollepampa con 4 horas de servicio. La línea de conducción PT El Milagro al reservorio R2 está conformado por una tubería de AC de 16”en una longitud de 3,916 m y continuado por tubería de HFD 24” en una longitud. El primer tramo de esta línea de conducción de 16” es una limitante para poder ampliar las horas de servicio, dado que ésta sólo puede conducir 200 l/s a los reservorios R2 y R4.

DESCRIPCIOND . EL SISTEMA Fuentes de abastecimiento Las fuentes de aguas superficiales que alimentan los procesos de tratamiento de la Planta El Milagro, son los ríos Porcón, Río Grande y Rio Ronquillo. Las condiciones climatológi- cas propias de la zona, son las que determinan las variaciones del caudal afluente en ambasfuentes, produciendo dos etapas marcadas en el transcurso del año; una época caracterizada por una gran afluencia de lluvias, época de creciente y otra de seca o estiaje. De acuerdo a la presentación de las lluvias, se produce un incremento y disminución de caudales en las referidas épocas, los que aún bajo las condiciones climatológicas expuestas, satisfacen la capacidad de diseño de la Planta (120 l/s), y el caudal de operación actual de 140 l/s.  Rio Porcón Este río corresponde a la cuenca del Mashcón y el punto de captación se ubica en la cota 2,862 m.s.n.m., su mayor afluente es el río Quilish procedente de la zona de Yanacocha. La infraestructura de captación se compone de instalaciones de barraje, desarenador y compuerta reguladora. El caudal promedio anual es de 60 lIs, el mismo que sufre discontinuidad durante los meses de julio, agosto y setiembre, debido a la demanda para regadío de los agricultores de la zona.

 Rio Grande Este río también pertenece a la cuenca del Mashcón y el punto de captación se ubica en la cota 2,870 m.s.n.m., su mayor afluente es el río Llushcapampa con influencia de la zona aurífera de Yanacocha. La infraestructura de captación está compuesta por instalaciones de barraje, desarenador y compuerta reguladora.

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El caudal promedio anual corresponde a 60 lIs. Debido a sus condiciones topográficas, el caudal de esta fuente no es afectado significativamente en época de estiaje por el uso para regadío en la agricultura, a diferencia de la captación en el río Porcón. La línea de conducción está compuesta por tuberías de asbesto cemento de 16" y 12" de diámetro, con una longitud total de 1,800 m.1.desde el punto de captación hasta la cámara de reunión en la Planta de Tratamiento.  Rio Ronquillo De la información proporcionada por el distrito de Riego de Cajamarca, se presentan en esta fuente caudales promedios de 0.157 m3/seg (noviembre y diciembre) y de 0.108 m3/seg (épocas de estiaje). En 1993 el año fue seco, el aforo mínimo fue de 0.070 m3/seg. Ubicado en el sector el Ronquillo, localizado en la cota 2836 msnm, fue construido en 1940. La captación es un dique de concreto ciclópeo y mampostería de piedra, ubicado transversalmente al río. Esta unidad está conformada por tres presedimentadores instalados en serie con áreas de sedimentación de 124 m2, 466 m2 y 407 m2, respectivamente. Actualmente se captan en promedio 80 lps que son transportados, a través de dos líneas de conducción hacia la planta Santa Apolonia

A continuación se realiza una síntesis de las características de las unidades que conforman la planta.  Mezclador y cámara de llegada Constituído por un tanque en el cual se aplica el coagulante aprovechando la turbulencia que producen las descargas de las tuberías de conducción de 16",q,14" y q,12" de diámetro hasta la caja del mezclador mecánico de turbina, el que actualmente se encuentra parado (funcionaba hasta el mes de febrero en el que se efectuó una auditoría técnica al sistema y se recomendó pararlo). En esta unidad el agua coagulada recibe la dosificación de cal y se distribuye mediante dos canales en los que se han instalado compuertas para interrumpir el paso del flujo a los floculadores. A cada lado de la cámara del mezclador mecánico, hay un tanque de concreto de 2.41 cm" con la lechada de cal, el cual se comunica con un tanque pequeño con llave a la salida para calibrar la dosis. Estos tanques carecen de agitación constante para mantener la cal en suspensión y de un sistema de flotadores que permita aplicar con una altura de toma constante, para garantizar una dosis constante ECOLOGIA

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Floculadores

Constituidos por dos unidades mecánicas, de dos cámaras de 57.75 y 60.34 m3 cada una. Cada cámara tiene dos agitadores de eje horizontal, con dos brazos de dos paletas cada uno. Las cámaras están separadas por un tabique de madera con 91 orificios de 3" de diámetro uniformemente distribuidos en toda el área del mismo. Los agitadores son accionados por un sistema moto-reductor de 3 HP y 1,730 rpm.

 Decantadores Son dos unidades convencionales de flujo horizontal de 29.20 m de largo, 2.65 m de ancho y 2.53 m de profundidad, con un volumen de 766.54 rrr'. La estructura de entrada está constituida por un tabique perforado con las mismas caracteristicas del anterior. La zona de salida está constituida por cinco canaletas de recolección de bordes dentados que descargan al canal de distribución a los filtros. Cada floculador se comunica con su respectivo decantador, no existiendo la posibilidad de que un floculador opere con dos decantadores. La distribución del flujo a las unidades es rigida.  Filtros La Planta cuenta con cuatro unidades de filtración rápida, de 12.4 m2 cada una, con lecho filtrante doble de antracita y arena, (Anexo 1 - fotos 11 y 12). La memoria descriptiva de la planta especifica las siguientes características para el lecho filtrante: • Antracita

T.E. = 1.10 mm C.U. = 1.70 espesor: 0.50 m

• Arena

T.E. = 0.60 mm C.U. = 1.60 espesor: 0.20 m

• Capa soporte de grava Cinco capas de grava de 19, 13, 6, 4, Y 3 mm de diámetro en cada una y un espesor total de 37.5 cms El lecho filtrante fue renovado hace poco más de un año, pero la Empresa no tiene disponible la información sobre las características del nuevo lecho instalado. De acuerdo a la memoria del proyecto, el drenaje es de boquillas de plástico distribuidas uniformemente en losas prefabricadas de concreto armado; no se pudo comprobar durante las prácticas. ECOLOGIA

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 Cámara de cloración Constituida por un ambiente de 6 m x 6 m con techo aligerado y sobre techo con tejas, tiene tres ventanas de vidrio de 1.5 m x 1.5, con persianas de vidrio móvies de 0.35 m de ancho, en la parte superior. También presenta 9 ventanales de 0.20 x 0.30 a ras del piso interior, a manera de respiraderos. El ingreso a dicha sala tiene un portón corredizo de madera machihembrada d e 2 m x 2.5 m.

En su interior, cuenta con una grúa puente que permite el traslado y ubicación de los cilindros de tonelada, con una balanza marca Fairbanks de 4,000 kg de capacidad, en buen estado de funcionamiento, la cual permiteel control diario del consumo de cloro, con una sola unidad de cloración marca Wallace& Tiernan (no hay clorador alterno), de una capacidad de 50 Ibs/24 h, en perfecto estado de funcionamiento la sala de cloración viene siendo utilizada como almacén de los cilindros de cloro para reserva y de otros equipos y materiales ajenos al sistema de cloración.

 Calidad de las fuentes En la época de lluvias (setiembre a marzo), se producen incrementos de turbiedad habiéndose registrado durante 1993, que fue un año muy lluvioso, valores medios de 40 a 130 UT Y máximos hasta de 500 UT, (se desconoce el tiempo que permanecen estas condiciones). Durante el resto del año (abril a agosto), la turbiedad disminuyó fluctuando entre 6 y 7 UT. El pH promedio fluctuó entre6.7 y 6.9 y la alcalinidad entre 20 y 35 mg/l, los efectos de impacto ambiental por el crecimiento poblacional en comunidades campesinas que habitan en la cuenca, asi como la contaminación por evacuación de residuos fecales, son muy variables. En el muestreo efectuado durante la auditor Catécnica del sistema desarrollada en el mes de febrero, se detectaron concentraciones de coliformes fecales a la entrada de la planta del orden de 4.3(10)3/100 mi, correspondiendo estas condiciones al periodo de creciente, época en que la lluvia lava la cuenca arrastrando la contaminación del suelo al curso de agua. Durante la presente evaluación se registraron concentraciones de 40/100 mi, Encontrándonos en época de estiaje con turbiedades de 6 a 10 UT y cortos picos de hasta 30 UT. En esta época la contaminación fecal proviene casi exclusivamente de las descargas de desagües de las comunidades establecidas en sus márgenes; a la fecha se tiene información que en la cuenca del Mashcón, donde se ubican las captaciones, existen cerca de 36 comunidades, habiéndose desarrollado campañas de letrinización y educación sanitaria, durante los últimos tres años, como medida preventiva de lucha contra el mal del Cólera, desarrollados por el Ministerio de Salud y Organismos Gubernamentales.

V.

DEFINICIONES

 Sulfato de Aluminio: El sulfato de aluminio es la sal de Aluminio, de fórmula Al2(SO4)3. Se presenta en forma granular blanco (o marrón cuanto el contenido en hierro es ayor que el 0,5%).

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El sulfato de aluminio, es el compuesto de aluminio con el segundo mayor uso industrial, (el primero correspondería al óxido de aluminio). Se utiliza para el tratamiento de aguas residuales y en la purificación de agua como agente coagulante. El sulfato alumínico es capaz de aclarar el agua gracias a sus propiedades como floculante. De forma muy resumida, un floculante es un producto que atrae las partículas sólidas en el agua. Una vez que ha atraído las impurezas en el agua, éstas se precipitan (caen) al fondo. El resultado es que el agua que era turbia pasa a ser agua clara (con las impurezas en el fondo).  Cloración: Es el procedimiento de desinfección de aguas mediante el empleo de cloro o compuestos clorados. Se puede emplear gas cloro, pero normalmente se emplea hipoclorito de sodio (lejía) por su mayor facilidad de almacenamiento y dosificación. En algunos casos se emplean otros compuestos clorados, como dióxido de cloro, hipoclorito de calcio o ácido cloroisocianúrico. La dosis empleada en Estados Unidos en 1908 y se consiguieron eliminar las enfermedades transmitidas por el agua (cólera, tifoidea, disentería y hepatitis A).  Caja de registro: Incluye un medidor y cuyo objetivo es saber la cantidad de agua que se consume mensualmente, asimismo mediante este registro se establece el pago mensual cada unidad.  Servicio de alcantarillado: Consiste en recolectar las aguas usadas mediante una red de tuberías de gran diámetro para conducirlos a la planta de tratamiento de aguas residuales.  Sistema de rejillas: Cumple de función de retener o no dejar pasar los sólidos.  Lagunas de estabilización: Su forma de procesamiento es la siguiente: las aguas contaminadas que llegan a las lagunas de estabilización contienen mucha materia orgánica y microorganismos (como virus, gérmenes, etc), estos son eliminados en parte y en un primer momento mediante sedimentación. Posteriormente son eliminados por los rayos ultravioleta. Ayuda a no perjudicar el medio ambiente.

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VI.

CONCLUSIONES  Se conoció las instalaciones y el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua potable “EL MILAGRO”.  Se conoció la importancia del cloro, sulfato de aluminio ; al ser usados como reactivos para purificar el agua.  Hemos aprendido como se trata el agua del consumo humano y nos hemos dado cuenta que tan importante es cuidar y tratar estas aguas.

VII.

BIBLIOGRAFIA  https://blog.condorchem.com/sistemas-con-reactores-aerobicos-para-trataraguas-residuales/  https://www.academia.edu/31451733/Tratamiento_de_agua_el_milagro  http://www.sedacaj.com.pe/transparencia/otros/plan_cont_caj2015.pdf  http://sulfatodealuminio.com/  http://www.ingenieriasanitaria.com.pe/web/index.php/en/el-milagrocajamarca

VIII.

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ANEXOS

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