propuesta de sistema de potabilización

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA ÁREA DE TECNOLOGÍA

COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA

Autor:Autor:Doana Vilchez

Punto Fijo; Octubre de 2009Punto Fijo; Octubre de 2009

Tutor Académico: Tutor Académico: Ing. Johanna Krijnen

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓNAGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN

Agua

Tratamiento

Clarificación Desinfección

Postcloración

Plecloración

FiltraciónCoagulación

Floculación

Sedimentación

Agua Potable

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN

Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas



GENERAL

Desarrollar una propuesta de mejoras al sistema de potabilización de agua existente

en El Moyepo, Municipio Colina, Estado Falcón.


Específicos:Específicos:


Granado, C. Granado, C. Ramírez, B. Ramírez, B. Morales, A. y Reyes, F.

Morales, A. y Reyes, F.

“Propuesta de mejoras en el proceso de

floculación de la planta de potabilización El

Isiro, HIDROFALCÓN, C.A. ”

“Propuesta de un sistema de tratamiento de agua del pozo Nº 2

del Sector Las Colonias de Araurima,

Municipio Jacura”

“Propuesta de diseño para el abastecimiento

de agua potable y saneamiento de la Comunidad Duvisí

Municipio Federación, estado Falcón”

20082008 2008200820082008


Fases de la InvestigaciónFase I. Determinación de las condiciones actuales del sistema de

potabilización de agua existente en El Moyepo Tanque Presedimentador

Filtro Vertical a Presión

Sistema de Desinfección

Tanque de Almacenamiento de Agua Tratada

Toma de Agua Cruda

Sistema de Bombeo

Fuente de Abastecimiento

Distribución al Sector por Gravedad


Fase II. Establecimiento de alternativas para mejorar el sistema de potabilización de agua

Determinación de la calidad del agua a tratar

Gráfica 4. Histograma de coliformes termoresistentes, agua cruda del embalse

Barrancas

Gráfica 3. Histograma de coliformes totales, agua cruda del embalse Barrancas

Gráfica 2. Histograma de turbidez de agua cruda del embalse Barrancas

Gráfica 1. Histograma de color de agua cruda del embalse Barrancas


Clasificación del agua cruda según su fuente

Decreto Nº 883. Normas Para la Clasificación y el

Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Líquidos

Artículo 3 : Clasificación de las Aguas

Tipo 1 : Destinadas al

Uso Doméstico

Análisis Fisicoquímicos y Bacteriológicos

Tipo 1, Sub-tipo:1B

Tratamientos Convencionales:

Coagulación, Floculación,

Sedimentación, Filtración y Cloración

Muestra de Agua Cruda del Embalse Barrancas

Determinación de la demanda con respecto al servicio de agua potable

Sector Año Habitantes Fuente

El Moyepo1990 420

Instituto Nacional de Estadísticas

2001 754Instituto Nacional de Estadísticas

2008 640 Consejos Comunales

El Calvario 2005 221 Consejos Comunales

2008 290 Consejos Comunales

Tabla 1 . Datos de censos poblacionales


AñoSector

El MoyepoSector

El Calvario Población Total

2008 640 290 9302014 822 428 12502019 974 543 15172024 1126 658 17842029 1278 773 2051

Tabla 2. Proyección de población futura

Proyección de Población Futura

Determinación de la demanda con respecto al servicio de agua potable

Método Aritmético

Período: 20 años

Consumo medio, Qm (L/s) 4,86

Consumo máximo diario, Qmd (L/s) 6

Consumo máximo horario, Qmh (L/s) 13,27

Tabla 3. Estimación de consumo de agua potable



Selección de la alternativa de tratamiento para mejorar el sistema de potabilización de agua

Tipo de PlantaCaracterísticas Generales

Descripción Ciclo de Operación

Condiciones de Operación

Consideraciones

1. ConvencionalesClásicas

Es un sistema en donde los procesos de mezcla rápida, mezcla lenta, sedimentación y filtración se realizan en unidades consecutivas e independientes.

-Mezcla rápida o coagulación-Mezcla lenta o floculación -Sedimentación -Filtración.

Elimina altos y bajos valores de turbidez y color

Se obtiene el tratamiento del agua con soluciones de alta tecnología a bajo costo con utilización casi exclusiva de materiales locales.

2. Modulares

Son sistemas en donde los procesos de mezcla rápida, mezcla lenta y sedimentación se llevan a cabo en unidades separadas, pero cilíndricas y concéntricas.


Elimina valores de turbidez y color en rangos moderados

Este nivel tecnológico demanda el uso de equipos no producidos en el país, lo cual incrementa los costos, con lo cual también se establece una dependencia total para la obtención de repuestos a elevados costos.

3. Compactas

Son semejantes a las plantas modulares, su característica principal es efectuar los procesos en una sola unidad compacta.


Sólo puede ser utilizada en tratamiento de aguas de bajas turbiedades y color.

Al igual que las plantas modulares demanda el uso de equipos no producidos en el país.

Tabla 4. Alternativas de tratamientos convencionales para la potabilización del agua


Selección de la alternativa de tratamiento para mejorar el sistema de potabilización de agua

FACTORES CONSIDERADOS

PONDERACIÓN (P, %)

TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO

Plantas Convencionales

ClásicasPlantas Modulares Plantas Compactas

Escala ( E )

P*E

Escala ( E )

P*E

Escala ( E )

P*E

Costos35 4 140 4 140 3 105

Disponibilidad de Mano de

Obra 30 5 150 2 60 2 60Factibilidad 20 4 80 3 60 2 40Flexibilidad 15 5 75 3 45 2 30

Total 100 445 305 235

Tabla 5. Selección de tecnología de tratamiento a través de ponderación aditiva


Diseño del sistema de potabilización

Determinación de parámetros de diseño de forma experimental

Tiempo de Retención ,T (min) 20

Gradientes de Velocidad, G (s-1) 48, 46, 36

Velocidad de Sedimentación, Vs (m/s) 4,07*10-4

Tabla 6. Parámetros de diseño para el floculador y el decantador

Criterios generales de diseñoCriterios generales de diseño


Unidades de tratamiento que conforman el sistema de potabilización

Tanque de Almacenamiento

de Agua Cruda

Vertedero Triangular Coagulación


Floculador de Pantallas de Flujo

Horizontal

Vista de Planta del Floculador de

Pantallas de Flujo Horizontal


Floculación



Decantador de Placas Paralelas

Corte Longitudinal del Decantador de Placas

Paralelas

Sedimentación



Filtro a Gravedad de Lecho Mixto de

Arena y Antracita

Corte Transversal de Filtro a Gravedad de Lecho Mixto de Arena y Antracita

Filtración


TANQUE DE PREPARACION DEL HIPOCLORITO

GENERADOR DE HIPOCLORITO

FUENTE DE PODER

ENTRADA DE AGUA AL TANQUE

BOMBA DOSIFICADORA

DRENAJE DE LIMPIEZA

CONTROL DE BAJO NIVEL

SUCCION DE LA BOMBA

CONEXION DE TRANSFERENCIA DE SOLUCION DE HIPOCLORITO

DIFUSOR DE INYECCION EN TUBERIA

TANQUE DE TRANSFERENCIA DEL HIPOCLORITO PARA SU DOSIFICACION

INTERRUPTOR DE CORTE

0,90 mts

1,20 mts

2,06 mts

1,00 mts

0,40 mts

0,60 mts 0,60 mts

Sistema generador de Hipoclorito en sitio Equipo de dosificación tipo tolva oscilante

Equipo para dosificación de Hipoclorito de Sodio

Equipo para dosificación de Sulfato de Aluminio

Selección de equipos de dosificación

Desinfectante Coagulante


Selección de equipo de bombeo

Equipo de bombeo

Diámetro de tubería de succión 6 pulg.Diámetro de tubería de descarga 8 pulg.Número de bombas 2Tipo CentrífugaPotencia requerida 30 HPEficiencia 65 %Revoluciones Por Minuto 2900

Tabla 7. Características del equipo requerido para el bombeo


Selección de tuberías

Hierro galvanizado

Material

Diámetros comerciales Consumo máximo horario, Qmh

3 pulg. 75 mm 3,05 L/s

4 pulg. 100 mm 5,89 L/s

6 pulg. 150 mm 14,14 L/s

8 pulg. 200 mm 28,27 L/s

10 pulg. 250 mm 49,09 L/s

Tabla 8. Diámetro de tuberías en función del consumo máximo horario

Fuente: Palacios, 2004


Selección de válvulas

Unidad Tipo de Válvula Ubicación CantidadBombas Mariposa

Retención-Succión-Descarga

2 2

Dosificación de solución de coagulante

Globo -Dosificación 1

Dosificación de solución de desinfectante

Globo -Precloración -Postcloración

2

Tanque de receptor de agua cruda

Mariposa -Entrada- Salida -Desagüe

3

Tanque almacenamiento de agua cruda

Mariposa -Entrada -Desagüe

2

Floculador de flujo horizontal Mariposa -Desagüe 1Decantador de placas paralelas Mariposa -Descarga de lodos 1Tanque receptor de agua decantada

Mariposa -Desagüe 1

Filtro rápido convencional Mariposa -Entrada de agua decantada-Salida de agua filtrada -Entrada de agua de lavado-Salida de agua de lavado

4

Tanque de almacenamiento de agua tratada

Mariposa -Entrada-Salida -Desagüe

3

Tabla Tabla 99. Válvulas requeridas para el sistema de potabilización. Válvulas requeridas para el sistema de potabilización


Descripción general del proceso del sistema de potabilización proyectado

Figura 1. Diagrama de flujo de proceso del sistema de bombeo



Figura 2. Diagrama de flujo de proceso de la planta de potabilización



Figura 3. Diagrama de tubería e instrumentación del sistema de bombeo



Figura 4. Diagrama de tubería e instrumentación de la planta de potabilización


Fase III. Verificación de la eficacia del sistema de potabilización a escala de laboratorio

ParámetroValor Deseable

Menor aValor Máximo

Aceptable

Color (U.C) 5 15

Turbiedad (U.N.T) 1 5

Aluminio Residual (mg/L) 0,1 0,2Fuente: Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable

Tabla 10. Valores de parámetros básicos de calidad para agua potable

Normas Sanitarias de Calidad

del Agua Potable

Parámetros Básicos

de Calidad

ColorTurbidezAluminio Residual


MuestraColor (U.C) Turbiedad (U.N.T) Aluminio

Residual (mg/L)Cruda Tratada Cruda Tratada Tratada

A 88 4 10,1 0,15 0,06

B 120 5 15,4 0,19 0,04

C 432 3 74,3 0,15 0,08

Ensayos de Jarros

Coagulación

Papel de Filtro Filtración

Tabla 11. Resultados de evaluación de la eficacia del sistema de potabilización

Fase III. Verificación de la eficacia del sistema de potabilización a escala de laboratorio

Floculación Sedimentación


Fase IV. Estimación de los costos asociados a las alternativas de mejoras establecidas para el sistema de potabilización de agua

Planta de Potabilización:


Sistema de Bombeo:

Componente del Sistema Potabilización Costo (Bs.F)Planta de Potabilización 1.281.385,32

Sistema de Bombeo 256.733,37

Total 1.538.118,69

Tabla Tabla 12.12. Costos de los componentes del sistema de potabilización Costos de los componentes del sistema de potabilización

Fase IV. Estimación de los costos asociados a las alternativas de mejoras establecidas para el sistema de potabilización de agua


ConclusionesConclusiones

propuesta de sistema de potabilización

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