Propuesta de Sistema de Potabilización

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA ÁREA DE TECNOLOGÍA COMPLEJO ACADÉMICO EL SABINO PROGRAMA DE INGENIERÍA QUÍMICA Autor: Doana Vilchez Punto Fijo; Octubre de 2009 Tutor Académico: Ing. Johanna Krijnen PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN

Agua Postcloración Plecloración Filtración Coagulación Floculación Sedimentación Agua Potable PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Tratamiento Clarificación Desinfección

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Fuente: Instituto Nacional de Estadísticas PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Objetivos de la Investigación ,[object Object],[object Object]

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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Antecedentes de la Investigación Granado, C. Ramírez, B. 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 ” 2008 2008 2008

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Fases de la Investigación Fase 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

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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN ,[object Object],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: 1 B Tratamientos Convencionales: Coagulación, Floculación, Sedimentación, Filtración y Cloración Muestra de Agua Cruda del Embalse Barrancas

[object Object],Tabla 1 . Datos de censos poblacionales PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Sector Año Habitantes Fuente El Moyepo 1990 420 Instituto Nacional de Estadísticas 2001 754 Instituto Nacional de Estadísticas 2008 640 Consejos Comunales El Calvario 2005 221 Consejos Comunales 2008 290 Consejos Comunales

Tabla 2 . Proyección de población futura Proyección de Población Futura ,[object Object],Método Aritmético Período: 20 años Tabla 3. Estimación de consumo de agua potable PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Año Sector El Moyepo Sector El Calvario Población Total 2008 640 290 930 2014 822 428 1250 2019 974 543 1517 2024 1126 658 1784 2029 1278 773 2051 Consumo medio, Qm (L/s) 4,86 Consumo máximo diario, Qmd (L/s) 6 Consumo máximo horario, Qmh (L/s) 13,27

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN ,[object Object],Tabla 4. Alternativas de tratamientos convencionales para la potabilización del agua Tipo de Planta Características Generales Descripción Ciclo de Operación Condiciones de Operación Consideraciones 1 . Convencionales Clásicas 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. -Mezcla rápida o coagulación -Mezcla lenta o floculación -Sedimentación -Filtración . 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. -Mezcla rápida o coagulación -Mezcla lenta o floculación -Sedimentación -Filtración . 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.

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN ,[object Object],Tabla 5. Selección de tecnología de tratamiento a través de ponderación aditiva FACTORES CONSIDERADOS PONDERACIÓN (P, %) TECNOLOGÍAS DE TRATAMIENTO Plantas Convencionales Clásicas Plantas Modulares Plantas Compactas Escala ( E ) P*E Escala ( E ) P*E Escala ( E ) P*E Costos 35 4 140 4 140 3 105 Disponibilidad de Mano de Obra 30 5 150 2 60 2 60 Factibilidad 20 4 80 3 60 2 40 Flexibilidad 15 5 75 3 45 2 30 Total 100 445 305 235

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN ,[object Object],Determinación de parámetros de diseño de forma experimental Tabla 6 . Parámetros de diseño para el floculador y el decantador Criterios generales de diseño 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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Unidades de tratamiento que conforman el sistema de potabilización Tanque de Almacenamiento de Agua Cruda Vertedero Triangular Coagulación

Unidades de tratamiento que conforman el sistema de potabilización Floculador de Pantallas de Flujo Horizontal Vista de Planta del Floculador de Pantallas de Flujo Horizontal PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Floculación

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Unidades de tratamiento que conforman el sistema de potabilización Decantador de Placas Paralelas Corte Longitudinal del Decantador de Placas Paralelas Sedimentación

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Unidades de tratamiento que conforman el sistema de potabilización Filtro a Gravedad de Lecho Mixto de Arena y Antracita Corte Transversal de Filtro a Gravedad de Lecho Mixto de Arena y Antracita Filtración

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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Selección de equipo de bombeo Tabla 7. Características del equipo requerido para el bombeo Equipo de bombeo Diámetro de tubería de succión 6 pulg. Diámetro de tubería de descarga 8 pulg. Número de bombas 2 Tipo Centrífuga Potencia requerida 30 HP Eficiencia 65 % Revoluciones Por Minuto 2900

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Selección de tuberías Hierro galvanizado Material Tabla 8 . Diámetro de tuberías en función del consumo máximo horario Fuente: Palacios, 2004 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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Selección de válvulas Tabla 9 . Válvulas requeridas para el sistema de potabilización Unidad Tipo de Válvula Ubicación Cantidad Bombas 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 1 Decantador de placas paralelas Mariposa -Descarga de lodos 1 Tanque 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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Descripción general del proceso del sistema de potabilización proyectado Figura 1. Diagrama de flujo de proceso del sistema de bombeo

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Descripción general del proceso del sistema de potabilización proyectado Figura 2. Diagrama de flujo de proceso de la planta de potabilización

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Descripción general del proceso del sistema de potabilización proyectado Figura 3. Diagrama de tubería e instrumentación del sistema de bombeo

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Descripción general del proceso del sistema de potabilización proyectado Figura 4. Diagrama de tubería e instrumentación de la planta de potabilización

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Fase III. Verificación de la eficacia del sistema de potabilización a escala de laboratorio Fuente: 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 ,[object Object],[object Object],[object Object],Parámetro Valor Deseable Menor a Valor Máximo Aceptable Color (U.C) 5 15 Turbiedad (U.N.T) 1 5 Aluminio Residual (mg/L) 0,1 0,2

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

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Fase IV. Estimación de los costos asociados a las alternativas de mejoras establecidas para el sistema de potabilización de agua Planta de Potabilización:

PROPUESTA DE MEJORAS AL SISTEMA DE POTABILIZACIÓN DE AGUA EXISTENTE EN EL MOYEPO, MUNICIPIO COLINA ESTADO FALCÓN Sistema de Bombeo: Tabla 12. 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 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

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

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