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• Miguel Angel Tixe Huaynate

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Memoria Descriptiva Planta Tratamiento Aguas Residuales Santa Clara

1.

Ubicación La PTAR Santa Clara estará ubicada en la margen izquierda del río Rímac, entre las coordenadas 8671400N 294200E y 8671550N 294300E.

2.

Parámetros de Diseño Tecnología de Tratamiento: Lodos Activados Caudales de Diseño Caudal Caudal de diseño Caudal máximo horario Caudal máximo diario

Valor 437.81 1,024.48 569.15

Unidad L/s L/s L/s

Parámetros de Diseño de Calidad en el Afluente Parámetro DBO5 SST Grasas y Aceites Nitrógeno orgánico Fosfatos Alcalinidad Total Temperatura pH

Unidad mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l ºC Unidades

Valor 530.00 471.00 45.00 50.28 38.30 469.40 24 7.6

Parámetros de Diseño de Calidad en el Efluente Parámetro DBO5 SST

Unidad mg/L mg/L

Valor máximo 15.0 10.0

3.

Descripción de la Planta La PTAR ha sido diseñada con la tecnología de lodos activados por aireación extendida, el tratamiento primario esta conformado por un sistema de cribado por rejas, el proceso de tratamiento secundario comprende un sistema de tratamiento biológico mixto (anóxico – aerobio) y el tratamiento terciario está comprendido por un sistema de filtración y cloración. A este tren, se integrará un sistema control de olores en la etapa de pretratamiento y un sistema de acondicionamiento de lodos generados en la etapa biológica.

4.

Componentes de Sub-Procesos de Tratamiento El proceso incluye las siguientes etapas: 4.1 Tratamiento Primario  Cámara de Ingreso con cribado grueso y cuchara bivalva  Un canal de pretratamiento que incluye cribado medio, fino y desarenado 4.2 Tratamiento Secundario  Proceso biológico para remoción de materia orgánica y nitrógeno  Sedimentación Secundaria 4.3 Tratamiento Terciario  Filtración  Desinfección con gas cloro 4.4 Tratamiento de Lodos  Espesamiento de lodos  Deshidratación de lodos  Tratamiento y control de olores en pretratamiento

4.1 Tratamiento Primario 4.1.1 Cámara de Ingreso a la Planta de Tratamiento El agua cruda que ingresa la PTAR de Santa Clara llega por gravedad a través de un colector subterráneo. La cámara de llega está conformada por un elemento de concreto armado de 4.5x4.5x3.5 m. Esta unidad está equipada con una reja manual gruesa de barras verticales con un claro de luz de 60 mm y una cuchara bivalva para la extracción de sólidos gruesos. 4.1.2 Pretratamiento



Las Rejas Mecánicas Medianas son de tipo cadena que pueden retener desechos de tamaño mayor de 10mm. Los sólidos retenidos caen en un transportador, compactador y cuentan con un lavador



Las rejas finas son de tipo escalera que pueden retener desechos de tamaño mayor de 3mm. Los sólidos retenidos caen en un transportador, compactador, lavador.



Desarenadores: para extraer la arena del agua cribada, se tienen dos desarenadores circulares tipo Vortex. Los desarenadores están equipados con un par de agitadores mecánicos en acero así como de un par de bombas para la extracción de arena de la tolva de acumulación. Para alcanzar una mejor deshidratación y separación de la materia orgánica de la mezcla de arena/agua residual, se incluye un clasificador de Arenas.

4.1.3 Medición de caudal La medición de caudal se llevará a cabo mediante un medidor de régimen crítico tipo Parshall. Este medidor se encontrará después del desarenado, el material de construcción de esta unidad es plástico reforzado con fibra de vidrio cuyo diámetro de garganta es de 0.914 m. 4.2 Tratamiento Secundario 4.2.1 Proceso biológico El proceso biológico consta de dos reactores, en cada reactor se tiene una unidad anóxica en donde se lleva a cabo desnitrificación del agua y una unidad aerobia del tipo lodos activados en donde se lleva a cabo la nitrificación. Ambos reactores divididos en dos módulos A y B. Existe una corriente de recirculación interna entre los reactores nitrificadores y desnitrificadores, con esto se logra ciertas condiciones con las que se pueda llevar a cabo la remoción de materia orgánica y nutrientes del agua residual. 4.2.2 Reactor Anóxico El término anóxico se utiliza para distinguir el uso de nitritos y nitratos como receptores de electrones en condiciones anaerobias. En tales condiciones ocurre la reducción de nitritos y nitratos a nitrógeno gas, esta reacción también se conoce como desnitrificación biológica. 4.2.3 Reactor Aerobio El postratamiento aerobio del efluente del reactor anóxico se trata de un sistema comúnmente conocido como proceso de lodos activados en su variante aireación extendida. Para el postratamiento aerobio del efluente de los reactores anóxicos se dispone de dos módulos aerobios cada uno con volumen útil de 21,600 m 3. En el fondo de ambos módulos existe una red de difusores alimentados por los sopladores, los cuales tienen una doble función: transferir el oxígeno necesario a los microorganismos y mantener el mezclado dentro del reactor.

Los sopladores y la red de difusores tienen la capacidad de suministrar el aire necesario para el flujo máximo diario (49174.82 m3/d). La demanda teórico de oxigeno de diseño es de 1799.68 Kg/hr. 4.2.4 Sedimentación El licor mezclado fluye a gravedad hacia una caja de distribución secundaria para así distribuirse en los dos clarificadores secundarios. Los clarificadores secundarios son tanques circulares de 45 m de diámetro cada uno con un volumen útil de 7155.97 m 3 y un tiempo de residencia hidráulica a caudal de diseño de 9 hr. Así, el agua clarificada es evacuada por vertedores en la parte superior de los sedimentadores, siendo esta agua el efluente final del tratamiento biológico secundario. La carga superficial de diseño y la carga másica de éstos son de 11.89 m3/m2d y 47.57 Kg/m2d respectivamente. 4.3 Tratamiento Terciario 4.3.1 Filtración El agua efluente de los clarificadores secundarios llegará por gravedad al módulo de filtración. El propósito principal del sistema de filtración de agua tratada biológicamente es alcanzar una remoción completa de los huevos de helminto, así como la remoción de los sólidos residuales que no se retuvieron en los sedimentadores secundarios. El módulo de filtración consiste en 6 filtros de arena cuya carga de diseño es 250 m3/m2/d, con un área por módulo de 25.3 m2. Los filtros fueron diseñados a flujo promedio (37826.78 m3/d). El retrolavado de los filtros será mediante bombas de agua y aire. retrolavado con agua es de 15 m3/m2/h y con aire 50 m3/m2/h.

La tasa de

4.3.2 Desinfección En esta etapa se utilizará gas cloro como desinfectante, el cual eliminará los microorganismos viables de infectar y causar daño a la salud pública. El agua clorada pasa a través de dos laberintos de cloración y una parte va a dar a un cárcamo de agua de servicios de donde se dispone para ser reutilizada en las diversas áreas de la Planta de Tratamiento mediante una bomba centrifuga horizontal y un hidroneumático. Los tanques de contacto con cloro fueron diseñados para un tiempo de retención hidráulica de 25 minutos a flujo promedio y de 10.68 minutos a flujo máximo horario. El consumo de cloro requerido es de 9.46 y de 22.13 Kg/hr para flujo promedio y máximo horario.

Por último, se tiene un canal medidor Parshall, para medir el caudal el efluente de la planta. 4.4 Tratamiento de lodos generados 4.4.1 Espesador Del cárcamo de lodos mediante las bombas centrífugas se envía la purga de lodo hacia dos espesadores a gravedad La carga con la que fueron diseñados éstos espesadores es de 31.85 KgSST/m 2/d. El sobrenadante de los espesadores se envía por gravedad al cárcamo de bombeo de agua cruda. Los lodos ya espesados son enviados mediante las bombas de cavidad progresiva hacia la etapa de deshidratación de lodos. 4.4.2 Deshidratación La deshidratación de los lodos tiene como objetivo reducir su contenido de humedad para facilitar su manejo, reduciendo los costos de transporte y minimizando la generación de lixiviados en el sitio de disposición. La deshidratación de los lodos se lleva a cabo mediante dos centrífugas decantadoras con capacidad máxima de 521.588 Kg de sólidos/hora. Para obtener mejores resultados de deshidratación, se lleva a cabo una dosificación de polímero en la línea de lodos. 4.4.3 Tratamiento y control de olores en la sección de pretratamiento Para el tratamiento de malos olores se maneja un sistema biotecnológico basado en principios de sustentabilidad debido a su bajo costo de operación, al bajo requerimiento de insumos (energía y reactivos), a la baja producción de desechos y a su alta eficacia de tratamiento. El Biofiltro se basa en la interacción del gas con un medio orgánico cuya actividad de degradación proviene de los microorganismos que viven y se desarrollan en él. La suma de ambos se denomina medio biológico filtrante, constituyente esencial del biofiltro. En la planta de tratamiento se manejan cuatro biofiltros, dos son para tratar la atmosfera concentrada en los canales de pretratamiento y los otros dos para tratar la atmosfera concentrada en el cárcamo de bombeo de agua cruda (CBC-01). El principal componente de los biofiltros, es el medio biológico filtrante donde los compuestos indeseables en el aire, en primera instancia, son absorbidos y adsorbidos para poder ser degradados posteriormente por microorganismos. El material de empaque del medio biológico filtrante es una mezcla de materiales naturales con un área específica y espacios vacíos grandes. El medio posee la superficie y los nutrientes

necesarios para que en ella se desarrolle una biopelícula de microorganismos que serán los responsables de la degradación de los compuestos indeseables en el gas y así disponerlo a la atmósfera.