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CAJA DE MEZCLA DE LODOS CON POLIMERO.
VOLUMEN Y GASTO OPCION #1 OPCION #2 OPCION #3
Diámetro del tanque d m 1,5 1,5 1,5
Area A m2 1,77 1,77 1,77
Tirante de lodos H m 1,04 1,04 1,04
Volumen efectivo V m3 1,8 1,8 1,8
TIEMPO DE OPERACIÓN 24 h oper 20 hr oper 12 hr oper
Gasto de lodos Q m3/d 1369 1642,8 2738
lps 15,8 19,0 31,7
m3/s 0,0158 0,0190 0,0317
GRADIENTE DE VELOCIDAD
gradiente de velocidad G seg-1
energía aplicada kW kW
energía aplicada P W
volumen V m3 1,8 1,8 1,8
viscosidad del agua m N x s / m2 1,022E-03 1,022E-03 1,022E-03
AGUA LODO
CARACTERISTICAS DE LODOS Temp m m
°C N x s / m2 N x s / m3
0 1,781E-03 1,817E-03
5 1,518E-03 1,548E-03
10 1,307E-03 1,333E-03
15 1,139E-03 1,162E-03
20 1,002E-03 1,022E-03
25 8,900E-04 9,078E-04
30 7,980E-04 8,140E-04
OPCION #1 OPCION #2 OPCION #3
potencia energía energía
HP Kw= HP x 0.7457 W = kW x 1000 seg-1 seg-1 seg-1
1 0,7457 745,7 454 454 454
2 1,4914 1491,4 643 643 643
3 2,2371 2237,1 787 787 787
4 2,9828 2982,8 909 909 909
5 3,7285 3728,5 1016 1016 1016
6 4,4742 4474,2 1113 1113 1113
7 5,2199 5219,9 1202 1202 1202
8 5,9656 5965,6 1285 1285 1285
9 6,7113 6711,3 1363 1363 1363
10 7,457 7457 1437 1437 1437
Q V t
m3/s m3 s
Gast de lodos constante las 24 hr 0,0158 1,8 116
Gast de lodos constante las 20 hr 0,0190 1,8 97
Gast de lodos constante las 12 hr 0,0317 1,8 58
OPCION #1 OPCION #2 OPCION #3
Gasto 0,0158 Gasto 0,0190 Gasto 0,0317
Potencia Grad Vel TRH, en s Grad Vel TRH, en s Grad Vel TRH, en s
Equipo G 116 G 97 G 58
HP seg-1 Valor de Gt seg-1 Valor de Gt seg-1 Valor de Gt
1 454 52700 454 43917 454 26350
2 643 74530 643 62108 643 37265
3 787 91280 787 76066 787 45640
4 909 105401 909 87834 909 52700
5 1016 117842 1016 98201 1016 58921
6 1113 129089 1113 107574 1113 64544
7 1202 139432 1202 116193 1202 69716
8 1285 149059 1285 124216 1285 74530
9 1363 158101 1363 131751 1363 79051
10 1437 166653 1437 138878 1437 83327
PROCESO
canales de distribución (MR a Floc) 100 150
floculación de alta energía 20 75 900 1500 40000 75000
floculación convencional 10 60 1000 1500 30000 60000
floculación de lodos (ayuda a espesamiento) 60 120 60 180 3600 21600


MEZCLA DE POLIMERO CON LODOS EN LINEA
Diámetro de la tubería y gasto de lodos variables.
Gasto de lodos Q 0,0158 0,0190 0,0317 0,0475 m3/seg
Diámetro tubería D 4 6 6 8 pulg
Diámetro tubería D 0,1016 0,1524 0,1524 0,2032 m
Area sec transv tubería A 0,008 0,018 0,018 0,032 m2
Velocidad v = Q / A 1,95 1,04 1,74 1,47 m/seg
Long tubería L 5 5 5 5 m
Aceleración de la gravedad g 9,81 9,91 9,81 9,81 m/seg2
Factor de fricc f = f ( e/D, NR) 0,07 0,07 0,07 0,07
Pérdida de carga hL= f x (( L x v2) / (D x 2g)) 0,6707 0,1259 0,3533 0,1886 m
Densidad del agua r (a 20°C) 998,2 998,2 998,2 998,2 Kg / m3
Potencia disipada P = r x g x Q x hL 104,06 23,68 109,62 87,80
Viscosidad del lodo m (a 20°C) 1,02E-03 1,02E-03 1,02E-03 1,02E-03 N-s/m
Volumen V = A x L 0,04 0,09 0,09 0,16 m3
Gradiente G = ( P / m x V ) 1/2 1585 504 1084 728 s-1
Tiempo retención t = V / Q 2,6 4,8 2,9 3,4 seg
Parámetro, Gt 4055 2418 3121 2483
Diámetro de la tubería constante, se varía el gasto de lodos.
Gasto Q 0,0158 0,0190 0,0317 0,0475 m3/seg
Diámetro tubería D 3 3 6 8 pulg
Diámetro tubería D 0,0762 0,0762 0,1524 0,2032 m
Area sec transv tubería A 0,005 0,005 0,018 0,032 m2
Velocidad v = Q / A 3,47 4,17 1,74 1,47 m/seg
Long tubería L 5 5 5 5 m
Aceleración de la gravedad g 9,81 9,91 9,81 9,81 m/seg2
Factor de fricc f = f ( e/D, NR) 0,07 0,07 0,07 0,07
Pérdida de carga hL= f x (( L x v2) / (D x 2g)) 2,83 4,0286 0,3533 0,1886 m
Densidad del agua r (a 20°C) 998,2 998,2 998,2 998,2 Kg / m3
Potencia disipada P = r x g x Q x hL 438,50 757,73 109,62 87,80
Viscosidad del agua m (a 20°C) 1,00E-03 1,00E-03 1,00E-03 1,00E-03 N-s/m
Volumen V = A x L 0,02 0,02 0,09 0,16 m3
Gradiente G = ( P / m x V ) 1/2 4381 5759 1095 735 s-1
Tiempo retención t = V / Q 1,4 1,2 2,9 3,4 seg
Parámetro, Gt 6304 6906 3152 2508
HORNOS
Descripcion Valor Unidades
Concentración de sólidos en la torta de lodos 90% % materia seca
Cantidad total de tortas producidas 61 ton tortas/dia
Cantidad de agua presente 6,1 ton H2O/dia
Cantidad a evaporar 188,1 ton H2O/dia
Número de secadores 5 und


DISP FINAL
Description Valor Unidades
Distancia al sitio de disposición final 30 km
Horas de operación diarias 8 hr
Tiempo de carga por vehículo 0,75 hr
Tiempo de recorrido por viaje 1 hr
Volumen de lodos 82,6 m3/d
Capacidad del camión 14,5 m3
Tiempo de recorrido al sitio de disposición 1 hr
Tiempo de carga del camión 0,75 hr
Horas de operación al día 8 hr
Número de camiones necesarios 1
En la siguiente figura se presenta el Balance de Masa que relaciona los gastos de las
diferentes corrientes de aguas que se tratan y de los subproductos que se generan, lodos,
como resultado de la purificación de las aguas.
AUTOMATIZACION Y CONTROL DE LA PTAR.
La planta de tratamiento presenta unidades que requieren limitados requerimiento de
atención en su operación pero ciertas necesidades de vigilancia. Por tal razón se
considera la automatización de ciertas operaciones que se identifican en la siguiente figura
y que se detallan a continuación.
La medición de la calidad de las aguas es necesaria en ciertos puntos de vigilancia como
en el influente y en el efluente, a fin de determinar la eficiencia de remoción de
contaminantes. En algunos sitios la medición de la calidad de las aguas permite su control
como es el caso de la medición de ciertos parámetros en la torre de distribución de aguas,
los efluentes de los reactores anaeróbicos, el influente y efluente al tanque de contacto de
cloro.
La medición d caudales se hace necesaria en el influente y en el efluente, para determinar
la eficiencia del sistema, en la torre de distribución para vigilar la correcta repartición de
aguas a los módulos, que siendo de diferente tamaño los módulos 5 y 6 de los restantes,
requieren menor cantidad de aguas. Es necesaria la medición de los gastos de los lodos
purgados de los reactores para asegurar su correcto funcionamiento. La medición de
caudales de las corrientes de lodos que se bombean a las unidades de deshidratación
permite la dosificación correcta del polímero.
La medición de los volúmenes de gases que se generan en los reactores permitirá evaluar
la correcta degradación de la materia orgánica y el desarrollo adecuado de los
microorganismos responsables de la degradación de la materia orgánica.
En algunos puntos será necesario determinar el peso de los materiales gruesos generados
en las rejillas gruesas y tamices, así como la cantidad de arenas producidas en los
desarenadores.

La información que se colecte se capturará en un sistema que a la vez permitirá el control
de las principales operaciones como la purga de lodos de los reactores que requerirá la
programación que permita obtener un caudal constante de alimentación a las centrífugas.
Es recomendable que el sistema de control de automatización de la PTAR Taboada esté
interconectado al sistema SCADA de Sedapal, el cual permita la transferencia de
información o datos en tiempo real de la operación de dicha PTAR.


BALANCE DE MASA PTAR TABOADA


AUTOMATIZACION PTAR TABOADA


5.3.2 Memoria Descriptiva de Estructuras
A. Objeto
El presente tiene por objeto describir las estructuras de la Planta de Tratamiento de Aguas
Residuales “Taboada” la cual comprende las siguientes estructuras principales:
Estación de bombeo y canal de tamices
Desarenadotes y separador de grasas
Reactores UASB
Cámara de Contacto
Cámara de Bombeo de Lodos
Edificio de desagüe de lodos
Sala de secado de lodos
Edificios Administrativos
Subestación Eléctrica
Esta Memoria Descriptiva debe leerse juntamente con los “Criterios de Diseño”
B. Materiales
Los materiales predominantes en la planta son los constituyentes del concreto reforzado, es
decir: cemento, agregados, aditivos, acero de refuerzo.
Debido a la cercanía del mar y la agresividad de las aguas residuales deberá emplearse
cemento Pórtland tipo V para todas las estructuras así como un aditivo hidrófugo tipo EUCO
DM o similar, con una resistencia mínima del concreto de f´c=280Kg/cm2 y una relación aguamateriales
cementicios de 0.45 como máximo.
El acero de refuerzo a utilizar será el de la especificación ASTM A615- Grado 60 ó ASTM A-
706.
En las estructuras hidráulicas debe preferirse el acero cuya especificación es ASTM A-706, por
garantizarse la soldabilidad, especialmente si se prevé que las estructuras sufrirán
modificaciones y/o reforzamiento a lo largo de su vida útil.
C. Suelos
Los suelos sobre los que se cimentaran las estructuras es el hormigón típico de río que se
encuentra en la cota 1.00 m.s.n.m. aproximadamente, consistente en gravas subredondeadas
con matriz arenosa, no plástica, color plomizo saturado, predominando las partículas de 25 a
50 mm y de 200 a 250 mm aisladas, el nivel freático se encuentra en la cota 2.50 m.s.n.m.
aproximadamente.
El ángulo de fricción interna de estos suelos es de 35º con un peso volumétrico de 1.25 gr/cm3
y una capacidad portante de 4 Kg/cm2.


Estos datos son preliminares y se han obtenido de los estudios de suelos del Interceptor Norte
y de la experiencia de la construcción de la Cámara de Rejas. En el Proyecto Definitivo se
deberán hacer mayores investigaciones a fin de precisar el tipo de suelo en que se cimentará
cada estructura.
En las estructuras cuyo fondo de cimentación quede en un nivel mas alto, por razones de
configuración del perfil hidráulico, deberá reemplazarse el suelo hasta el nivel donde se
encuentre el terreno descrito arriba, con un relleno de ingeniería , especificado en la norma E-
050 del RNE, con una capacidad portante de por lo menos 2 Kg/cm2
Se estima que la excavación se deberá hacer por partes y con bombeo permanente de la zona
involucrada.
Todas las cimentaciones de concreto reforzado tienen un solado debajo de 0.10m de espesor
a fin de reducir el recubrimiento inferior y tener una superficie nivelada para apoyar la malla de
refuerzo del fondo.
D. Cargas
Las cargas a las que estarán sometidas las estructuras son las de peso propio, solicitaciones
sísmicas, cargas vivas, cargas inducidas por los equipos permanentes y/o semipermanentes,
empujes laterales del suelo circundante o rellenos y del agua, supresión debida al nivel freático
si esta mas alto que el nivel de cimentación.
Los parámetros sísmicos a considerar son:
La planta se encuentra en la zona 3 del mapa de zonificación sísmica del Perú de la norma E-
030 del Reglamento Nacional de Edificaciones, correspondiéndole un factor de Z= 0.4.
El factor de suelo, de acuerdo a la descripción del suelo de cimentación indicado, es de S=1 y
el periodo predominante de Ts= 0.4.
El coeficiente de uso e importancia es U=1.50, por tratarse de una estructura esencial.
E. Componentes de la Planta De Tratamiento
ESTACIÓN DE BOMBEO
Desde el punto de vista estructural la estación de bombeo es una estructura hidráulica
enterrada compuesta de ocho compartimientos: donde se alojan los ocho equipos de bombeo
tipo tornillo. Tiene la forma de una caja rectangular de dimensiones interiores en planta 28.50 x
23.02 m y una profundidad de 8.80 m.
La cota de cimentación esta a 0.62 m.s.n.m.


Los muros exteriores tienen un espesor de 0.40 m y los muros que separa las cámaras 0.30 m,
La losa inclinada de fondo esta sobre relleno, tiene un espesor de 0.40 m y sirve de piso de los equipos.
El espesor de la losa de fondo es de 0.60 m
Las cargas exteriores a las que esta sujeta la cámara son:
- el empuje del terreno circundante
- el agua intersticial,
- La sub-presión
- la reacción del terreno en el fondo debida a las cargas transmitidas por los muros entre otras
El método de excavación bajo agua será mediante el uso de bombas en forma permanente.
Para evitar la flotación, el bombeo deberá retirarse cuando estén construidos la losa de
cimentación, los muros y la losa inclinada, incluyendo el relleno.
Se deberá utilizar Cemento Pórtland tipo V en la preparación del concreto, así como un aditivo
hidrófugo tipo EUCO DM o similar, para proteger el acero de refuerzo de la corrosión.
CANAL DE TAMICES
El canal de Tamices esta inmediatamente después de la estación de bombeo, es una
estructura hidráulica enterrada compuesta de seis compartimientos o subcanales. Tiene la
forma de una caja rectangular con dos transiciones de forma trapezoidal en planta, una anterior
y otra posterior, las dimensiones interiores en planta son 21.20 x 19.98 m y la profundidad es
3.00 m. en promedio.
La cota de cimentación esta a 7.25 m.s.n.m. en promedio, por tanto deberá reemplazarse el
terreno con material de préstamo constituyendo un relleno de ingeniería de acuerdo a la norma
E-030 del RNE, hasta encontrar el terreno de cimentación constituido por el hormigón típico de
río, a una cota de 0.62 m.s.n.m. semejante a la de la estación de bombeo.
Los muros exteriores tienen un espesor de 0.40 m y los muros que separa las cámaras 0.30 m.
La losa de fondo esta sobre relleno, tiene un espesor de 0.40 m y sirve de piso de los canales.
Las cargas exteriores a las que esta sujeta la cámara son:
- el empuje del terreno circundante
- la reacción del terreno en el fondo debida a las cargas transmitidas por los muros entre otras
El método de excavación bajo agua será mediante el uso de bombas en forma permanente.
Se deberá utilizar Cemento Pórtland tipo V en la preparación del concreto, así como un aditivo
hidrófugo tipo EUCO DM o similar, para proteger el acero de refuerzo de la corrosión.


DESARENADORES
Los desarenadores son estructuras enterradas de 27.10m de largo y 9.00m de ancho, con una
altura interior de 6.15m. Los muros tienen un espesor de 0.30 m y la losa de fondo 0.50m. los
dos desarenadores están separados por una junta de contracción.
La cota de cimentación es de 4.15m.s.n.m. por tanto deberá cimentarse sobre un relleno de
reemplazo con material de préstamo, constituyendo un relleno de ingeniería de acuerdo a la
norma E-030 del RNE, hasta encontrar el terreno de cimentación constituido por el hormigón
típico de río, a una cota de 0.62 m.s.n.m. semejante a la de la estación de bombeo.
Las cargas exteriores a las que esta sujeta la cámara son:
- el empuje del terreno circundante
- La reacción del terreno en el fondo debida a las cargas transmitidas por los muros entre otras
El método de excavación para el relleno será bajo agua y será mediante el uso de bombas en
forma permanente.
Se deberá utilizar Cemento Pórtland tipo V en la preparación del concreto, así como un aditivo
hidrófugo tipo EUCO DM o similar, para proteger el acero de refuerzo de la corrosión
REACTORES UASB
Son de forma rectangular modular en planta constituidos por seis grupos de doce módulos
cada uno.
Cada módulo tiene forma cuadrada en planta con 30.50m aproximadamente por lado y una
altura interior de 6.95m,
Los muros exteriores tienen un espesor de 0.50m. El nivel de fondo de cimentación es -0.16
m.b.n.m. El espesor de la losa de fondo es de 0.60m
Los muros y losa de fondo serán vaciados en sitio, mientras que los demás elementos
interiores serán prefabricados, incluyendo las columnas, las vigas y las canaletas, así como la
losa de techo, la que estará constituida por módulos prefabricados apoyados en las canaletas
tipo omega, las que a su vez se apoyan en las vigas transversales de sección 30 x 50 cm., las
que se apoyan en las columnas de diámetro 0.40 m
Las cargas exteriores a las que están sujetos los módulos son:
- el empuje del terreno circundante
- el agua intersticial
- la reacción del terreno en el fondo debida a las cargas transmitidas por los muros entre otras
- la subpresión
El método de excavación bajo agua será mediante el uso de bombas en forma permanente.
Para evitar la flotación, el bombeo deberá retirarse cuando estén construidos la losa de
cimentación y los muros.