Ingenieria

TRABAJO PRÁCTICO Nº 4: CÁLCULO Y DISEÑO DE LA PLANTA POTABILIZADORA DE AGUA

1. INTRODUCCIÓN

Objetivo: este es el de diseño de la planta potabilizadora que dotara de agua a la población del Barrio Centro de Empleados de Comercio (CEC), Godoy Cruz, para el cual hemos diseñado el resto de los servicios (red de agua y cloacas). La finalidad a cumplir por la planta es eliminar los riesgos aenfermedades hídricas, riesgos ambientales y a su vez asegurar la calidad de agua de consumo para la población a servir.
Esto es posible mediante un diseño adecuado de la planta, captando y tratando el agua cruda de fuentes superficiales por distintos medios y dejándola en condiciones aptas para el consumo humano, desde el punto de vista físico, químico y microbiológico.
La plantapotabilizadora presenta una serie de unidades de tratamiento por las que circula el agua hasta lograr las condiciones de consumo seguras; estas unidades son:
* Fuera del establecimiento:
* obra de toma
* desripiador y desarenador
* acueducto de aducción de agua cruda

* Dentro del establecimiento:
* cámara de carga
* presedimentador
* aforador ydispersor
* floculador
* sedimentador
* filtro
* desinfección
* reserva
La planta se dimensiona con QD20 que es el caudal medio, del día de máximo consumo, a fin del periodo de diseño. Para su cálculo se utiliza la siguiente expresión:

QD20=Pf×Df×α186400 sdia
Donde: Pf=Poblacion final= 6756 [habitantes]
Df=Dotación final=352 [l /habitantes x día]α1=Coeficiente de pico=1.40 (Máximo diario)

QD20=6756 habitantes ×325 lhabitantes×día×1.4086400 sdia=35.578 ls

Por razones académicas, el caudal de diseño de la planta potabilizadora se obtiene multiplicando por 10 el caudal QD20 obtenido
10×QD20=355.78 ls
2. PROCEDIMIENTO DE CÁLCULO

Calculo del caudal de la toma
Para el diseño de esta planta se debe conocer el caudal necesario paraabastecer a la población en estudio en el día de máximo consumo dentro del periodo de diseño, que estará en función del consumo por persona; que se determina con base a datos estadísticos del consumo pasado y presente de la población, y depende del servicio que se preste (medido o sin medición). Este caudal no será el máximo del día de máximo consumo, que es el caso para el diseño de redes de aguapotable, sino el caudal medio del día de máximo consumo, al que debe sumarse las pérdidas que tiene la potabilización; estas pérdidas se estiman en un 6%, discriminadas de la siguiente forma:

-1% lavado decantadores
-4% lavado filtro rápido Pérdidas
-1% limpieza general de establecimiento y oras

Por lo tanto tendremos un caudal de ingreso:

Qi=Q×1.06
Qi=355.78 ls×1.06=377ls=0.377 m3s


A) Calculo de la cámara de carga

Función: Mantener el nivel de carga piezometrica constante para abastecer por gravedad a todas las unidades de la planta.
Parámetros:
* Es un recipiente prismático que se calcula con el tiempo que permanece el líquido en el elemento. Generalmente entre 20 y 40 segundos; nosotros por estar del lado de la seguridad adoptaremos t = 40seg.* Velocidad ~ 0

El volumen de la cámara es:
V=Q×t=0.377 m3s×40 s=15.08 m3

Si realizaremos una cámara de base cuadrada y adoptamos una altura h de 3,50m, podremos determinar sus dimensiones.
l= Vh=15.08 m33.5m=2.07 m →2.1 m

Por lo tanto las dimensiones de la cámara de carga son: 2.1 m x 2.1 m x 3,50m

El conducto de alimentación de la cámara de carga tendrá sección circular, delcual, con el valor de velocidad hallaremos su diámetro. Adoptamos: v = 1.3 m/s
Por la ecuación de continuidad Q=v×A→A=Qv

A= Qv= 0.377m3s1.3ms=0.29 m2
D= A×4π= 0.29m2×4π=0.6 m

B) Aforo y Mezcla

Función:
* Mezclar el coagulante incorporado por disipación de energía
* Aforo en una sección critica mediante la medición de nivel en un pozo de medición

Para ello emplearemos un...