DISEÑO DE UN SISTEMA DESCENTRALIZADO INTEGRADO Y SOSTENIBLE PARA EL DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS Y AGUAS PROCEDENTES DE UN BENEFICIADERO DE CAFÉJosé Miguel González - 2006135580 Liseth Nayibe Javela - 2006135130 UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA SANEAMIENTO RURAL. B- 2009 Neiva - Huila DISEÑO DE UN SISTEMA DESCENTRALIZADO INTEGRADO Y SOSTENIBLE PARA EL DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS Y AGUAS PROCEDENTES DE UN BENEFICIADERO DE CAFÉ José Miguel González - 2006135580 Liseth Nayibe Javela - 2006135130 Presentado a: Msc. EDUARDO VALENCIA GRANADA UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA FACULTAD DE INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA AGRICOLA SANEAMIENTO RURAL. B- 2009 Neiva - Huila CONTENIDO INTRODUCCION 1. PROPUESTA 1.1 Trampa de Grasas 1.2 Desnatador 1.3 Filtro en arena o filtro vertical 1.4 Alberca Biológica 2. GENERALIDADES 2.1 Propuesta 2.2 Localización 3. DISEÑO 3.1 Esquema General de la PTAR 3.2 Propuesta 1. Sistema de tratamiento de Aguas residuales Domesticas 3.2.1 Información Básica 3.2.2 Cálculos Básicos 3.2.3 Diseño Conceptual 3.2.4 Diseño Físico 3.2.4.1 Diseño de la Trampa de Grasas 3.2.4.2 Diseño de la Alberca Biológica 3.2.4.3 Diseño del canal con buchón de agua 3.3 Propuesta 2. Sistema de Tratamiento de Aguas residuales provenientes del beneficio de café 3.3.1 Diseño Conceptual 3.3.2 Diseño Físico 3.3.3 Diseño del desnatador 3.3.4 Diseño del filtro vertical 3.3.5 Diseño del canal con buchón de agua 3.4 Ventajas del Proyecto 4. PRESUPUESTO CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA PLANOS S.A.LISTA DE ABREVIATURAS Af Ef QAR L bl h a b V THR As PTAR DBO SS CF N P AR mm L = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = Afluente Efluente Caudal de agua residual Largo Borde Libre Altura Ancho base Volumen Tiempo de Retención Hidráulica Área superficial Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Demanda Bioquímica de Oxigeno Sólidos Suspendidos Coliformes Fecales Nitrógeno Fosforo Aguas Residuales Milímetros Litros Tanque Séptico de Acción Múltiple T.M = . Eficiencias teóricas de sistemas de tratamiento de ARD utilizando Alberca Biológica. Tabla 7. Tabla 10. Dimensiones de las Unidades del sistema de tratamiento de Aguas Residuales del Beneficio del Café. muestra las eficiencias reales para el sistema de tratamiento de aguas residuales del beneficio del café utilizando filtros verticales y desnatadores. Dimensiones de las Unidades del sistema de tratamiento de ARD. Tabla 2.LISTA DE TABLAS Tabla 1. Beneficios de la PTAR . Caracterización de las Aguas Residuales del Café La tabla 8. Tabla 9. Tabla 4. Tabla 3. Caracterización de las Aguas residuales domésticas de algunas cabeceras municipales del departamento del Huila. Tabla 5. Valores de los parámetros de las aguas residuales domésticas del sector rural del departamento del Huila. Tabla 6. Caracterización de las Aguas residuales domésticas de algunas cabeceras municipales del departamento del Huila. Caracterización de Aguas residuales domésticas. Esquemas vista planta.LISTA DE FIGURAS Figura 1. Figura 7. corte longitudinal y corte transversal del Canal con Buchón de Agua. corte longitudinal y corte transversal de la Albercas Biológica para efectos de construcción. Integrado y sostenible Para el Tratamiento de ARD. Figura 15. Vista en planta. corte longitudinal y corte transversal del Canal con Buchón de Agua. Figura 13. corte longitudinal y corte transversal de la Alberca Biológica. Diagrama de niveles de tratamiento y de procesos del sistema del sistema de tratamiento de Aguas Residuales Del Beneficio Del Café. Figura 3. Figura 6. Figura 10. Vista planta y corte longitudinal del Filtro Vertical. corte longitudinal y corte transversal del Canal con Buchón de Agua. Sistema General de la PTAR Figura 2. Vista. Diagrama de Subproductos del sistema de tratamiento de Aguas Residuales Del Beneficio Del Café. Esquemas vista planta. Figura 8. . Vista en planta. Figura 9. Vista planta y corte longitudinal del Desnatador. Planta y corte longitudinal de la Trampa de Grasas. Figura 5. Diagrama de niveles de tratamiento y de procesos del sistema del sistema de tratamiento de ARD Figura 4. Figura 11. Integrado y sostenible Para el Tratamiento de Aguas Residuales Del Beneficio Del Café. Sistema descentralizado. Sistema descentralizado. Figura 14. Diagrama de Subproductos del sistema de tratamiento de ARD. Figura 12. Vista en planta. Estas aguas se han convertido en un problema de salud pública para la región por que los alumnos de la escuela sin tener conocimiento del alto grado de contaminación del agua. un filtro vertical y un canal de plantas acuáticas y se le planteara la posibilidad de un reusó de estas aguas residuales. y aguas abajo esta es tomada para el abastecimiento de la escuela de la vereda. así como también un reusó a las aguas residuales domesticas. La problemática de la zona. encontramos la finca de don Freddy Méndez un pequeño caficultor que cuenta con 5 hectáreas cultivadas en café. Para las aguas residuales del beneficio del café se mostrara el diseño de una PTAR integrada por un desnatador. no siendo poco los campesinos no solo vierten el agua del beneficio del café si no que también arrojan las AR de sus viviendas. . Con esto se busca disminuir la contaminación de la quebrada la magdalena y también reducir los volúmenes de agua de la quebrada Rio lindo que abastece a la finca. la producción de la zona se estima en 9000 Kg/ha ± año de café cereza. es que la fuente hídrica se esta viendo afectada por que el agua utilizada para el beneficio del café es arrojada sin ningún tratamiento a la quebrada la magdalena. Se planteara una PTARD para las aguas que salen de la vivienda y esta contara con una trampa de grasas. Don Freddy arraigado en sus costumbres comete el error de contaminar como el resto de campesinos. por que estas aguas residuales ya tratadas contribuirán al riego del cultivo de café y a otros usos agrícolas.INTRODUCCION En la Vereda Santa Rita a 8 kilómetros del casco urbano del Municipio de Pitalito en el departamento del Huila. beben de esta y por consecuencia se han visto dificultades de salud en los menores. una alberca biológica y un canal con plantas acuáticas. en vista de esto se le propone una alternativa para el tratamiento de las aguas residuales de su vivienda y de las aguas residuales del beneficio del café. son los elementos más utilizados para filtración de aguas con cargas bajas o medianas de contaminantes. La sedimentación es un proceso muy importante. generalmente de tipo doméstico o de las explotaciones pecuarias.php 1. ya que las partículas que se encuentran en el agua pueden ser perjudiciales en los procesos de tratamiento. para tal fin se desea realizar una PTAR con dos sistemas uno para ARD (aguas residuales domesticas) y una con Aguas residuales de café. Propuesta Implementar un sistema de tratamiento para darle solución a la contaminación generada por las aguas domesticas y las aguas procedentes del beneficio de café cuando estas son vertidas a la quebrada La Bonita sin ningún tipo de tratamiento. velocidad de filtración. alcanzando una pérdida de carga prefijada.05 mm. trayendo como efecto el deterioro de la fuente hídrica. alberca biológica y un canal con plantas y el segundo cuenta con lo anterior más un desnatador.sefiltra. entre otros. (OPS. 1.3 Filtro en Arena o filtro Vertical Los filtros de arena o filtro vertical. 1. diseñados y construidos para separar la grasa y aceite de las aguas residuales. por choque térmico disminuye su temperatura. 2009). consiste en un tanque donde se siembran plantas acuáticas que son las que realizan el tratamiento y se complementa con un filtro (Almario.2 mm y superiores a 0. Los sólidos en suspensión o las partículas líquidas (aceites o grasas) flotan debido a que su densidad es menor a la del agua. A continuación se da la descripción de las unidades: 1. que requieran una retención de partículas de hasta veinte micras de tamaño. debido a que elevadas turbiedades inhiben los procesos biológicos y se depositan en el medio filtrante causando pérdidas de carga y deterioro de la calidad del agua efluente de los filtros. 2008) . Una vez que el filtro se haya cargado de impurezas. http://www.4 Alberca Biológica Una alberca biológica Es un sistema de tratamiento de aguas residuales utilizado para el tratamiento de pequeños caudales.1 Trampa de Grasas Las trampas de grasa son tanques pequeños. la forma del filtro.1. (González. por gravedad.2 Desnatador Un desnatador es un dispositivo usado para separar. La calidad de la filtración depende de varios parámetros. 2005). características y granulometría de la masa filtrante. las partículas en suspensión en una masa de agua. por esto se utiliza como un pretratamiento en lo sistemas.com/filtros-de-arena. altura del lecho filtrante. en donde. Las partículas en suspensión que lleva el agua son retenidas durante su paso a través de un lecho filtrante de arena. el primero cuenta con trampa de grasas. El agua residual llega caliente a la trampa de grasas. En el sedimentador se remueven partículas inferiores a 0. y cuenta con una extensión de 32 hectáreas. Como un tratamiento preliminar. Cuenta con 5 hectáreas que están dedicadas al cultivo del café.1 Propuesta Se proponen dos tipos de tratamientos uno para las ARD y el otro para las aguas provenientes del beneficio del café. - 2.2 Localización La finca de Don Freddy Méndez esta ubica en la Vereda Santa Rita a 8 kilómetros del casco urbano del Municipio de Pitalito. Generalidades 2. N. se construirá una trampa de grasas. esta terminara de remover las concentraciones de DBO. La finca está ubicada en una zona cafetera. SS. el plátano. Para las ARD. ya el tratamiento secundario se realizara con un canal de plantas acuáticas esta estructura con ayuda de las plantas removerán el restante de DBO. en un reusó en el cultivo del café. En el tratamiento secundario se construirá un canal con plantas acuáticas. SS.2. Cuenta con buenas vías de acceso y servicio de trasporte cada hora de una ruta de colectivo que llega hasta la finca. . Los suelos son muy actos para la producción de café y presenta muy buena retención de agua. la base de la economía siempre ha sido el café. se complementara con un filtro vertical que removerá DBO y SS. N. N y F. Este tratamiento culminara como el de las ARD. Alternativa 2. F y Cf. la yuca y especies menores que complementan la seguridad alimenticia de este grupo familiar conformado por doce personas. esta ayudara a remover todas las partículas en flotación. auto sostenible. y actualmente se encuentra en el proceso de mejoramiento agroforestal para implementar el ecoturismo en esta zona. El tratamiento Primario será a cargo de una alberca biológica esta removerá un porcentaje de DBO. para el tratamiento preliminar se construirá un desnatador que ayudara a quitar las partículas en flotación. El tratamiento se concluye con un reusó de las AR tratadas en el cultivo del café. produciendo cafés especiales y con muy buena comercialización. SS. Cuenta con una extensión de 5 hectáreas sembradas en café. AR del beneficio del café. es una empresa familiar. grasas y aceites. F y Cf. Las restantes 27 hectáreas constituyen una reserva forestal que la conservan y desean ampliarla para seguir siendo fuente generadora de agua y oxígeno para el mundo. Alternativa 1. 1 Esquema General de la PTAR En la Figura 1 se muestra el esquema general de la PTAR en donde se encuentran integrados el sistema de tratamiento de ARD y el sistema de tratamiento de aguas provenientes del benéfico del café integrados. Los valores finalmente seleccionados para este estudio se muestran en la tabla 4.2 SISTEMA 1: SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS ESIDUALES DOMESTICAS 3. Esquema general de la PTAR 3. Figura 1. Diseño 3. posteriormente cada sistema será analizada por separado.2.1 Información básica Para caracterizar las aguas residuales. . semejándose a una agua residual media de acuerdo a Metcalf & Eddy. se tomo información de la literatura (ver tabla 1) y resultados de estudios realizados a algunos municipios del Huila (ver tablas 2.3. 3). 3 - 109 112 284 223.6E+13 8500 8 16x10 22.56 Fuente: Narváez.88 16. 2009 Tabla 3.25 180 4. 2009.76 9.19 194 6. 2009 Tabla 2.3 39.43 ISNOS 216 464 203 347 1.7 2.15 2.8 4.16 294 164 471 - 3.2 1.67 3 0.Tabla 1. Silva. PARAMETRO DBO5 DQO SS ST Grasas N P CT UNIDADES mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L N°/100 ml DEBIL 110 250 100 350 50 20 4 6 10 .3 28 24 20 - 1.82 25 6.78 5.51 13.5 24x104 14x108 - Fuente: Narváez.5 0.5 25.7 165 460.25 629 108 245 272 85 278 310 145 84 107 188 185 93.0 1.021 44.5 327 207 350 358 157 322 488 255.38 15.31 245 380 198.3 0.063 5.03 1.7 21.2 - 1. Caracterización de las Aguas residuales domésticas de algunas cabeceras municipales del departamento del Huila.65 18.107 CONCENTRACIÓN MEDIA FUERTE 220 400 500 1000 220 350 720 1200 100 150 40 85 8 15 7 8 7 10 .10 10 -109 Fuente: González.9 26 21 23.8 1.4 0. Q MUNICIPIO L/s T °C OD mg/L DBO5 mg/L DQO mg/L SS mg/L ST mg/L N mg/L P mg/L G-A mg/L CF UFC/100ml NMP/100ml Algeciras Baraya Campoalegre Colombia Hobo Iquira Neiva Palermo Rivera Santa maría Tello Teruel Villavieja Yaguará 14.22 116 16.59 1. Caracterización de Aguas residuales domésticas.07 0. Silva.17 13 25.8 19. Tabla 4.2 337.2 1. PARAMETRO DBO SS Grasas N P CF UNIDADES mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L UFC/100 ml CONCENTRACIÓN 200 250 100 40 8 108 Fuente: Narváez. Caracterización de las Aguas residuales domésticas de algunas cabeceras municipales del departamento del Huila.5 0. .33 20.5 1.5 23.5 200 110 192 147 80 158 231 105. PARAMETRO DBO5 DQO SS ST P UNIDADES mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L PITAL 100 344 233 337 6.32 617 5.2 27.29 0. Valores de los parámetros de las aguas residuales domésticas del sector rural del departamento del Huila.6 - 208 3. 2009.9 0.54 4. tabla B2.8 *12hab ! 1920 L / día QAR=1.2 y teniendo en cuenta que en el sector rural los consumos de aguas son mayores al sector urbano se adoptó: D = 200 L/Hab-día .Coeficiente de retorno (CR): Según el RAS 2000 titulo D. que es la parte aprovechable para el proceso. 2009) La tabla 5.Población Para las ARD.2 Cálculos Básicos Caudal de aguas residuales (QAR) En el cálculo se utilizo la siguiente fórmula: Q AR ! D * CR * P D: Dotación CR: Coeficiente de retorno P: Población .2. el procesamiento de beneficiado genera un 80% del volumen procesado en desechos.1 se adoptó: CR = 0.8 Q AR ! 200 L / hab dia * 0. El ecológico si usa un proceso de tratamientos de aguas y subproductos del café. El café es procesado de varias formas. el número de habitantes en la vivienda de don Freddy es de 12 personas 3. El beneficio tradicional utiliza 10 L de agua por Kg de café pergamino y el beneficio ecológico utiliza 1 L/Kg de café pergamino. presenta una caracterización de las aguas residuales del beneficio del café. representa el 20% del volumen total de la fruta.92 m3/día Caracterización de las aguas residuales del beneficio del café El café maduro presenta una composición en la cual el grano.Dotación (D): Tomando como base el RAS 2000 titulo B. . realizada por el comité de cafeteros en el departamento del Huila. tabla D3. en el tradicional no es usado ningún tipo de tratamientos de aguas o subproductos de cosecha (cáscara). (Cortes. de manera tal que. Caracterización de las Aguas Residuales del Café Parámetros Unidades Valor pH Unidades DBO mg/l DQO mg/l SS mg/l Fuente: Laboratorio Agualimsu 2004 4. ܲ ൌ ͻͲͲͲ ୦ୟିୟÓ୭ כͲΨ כͷ ൌ ʹͲͲͲ Ó ܳோ ൌ ͳͲ ܮ ݃ܭ ܮ ͳ݉ଷ ͳܽÓ ݉ଷ ʹ כͲͲͲ ൌ ʹͲͲͲͲ כ כ ൌ ͶǤͷ ݃ܭ ܽÓ ܽÓ ܮͲͲͲͳ Ͳ݀ ݀݅ܽ QAR= 4.Dotación (D): De la tesis ³Evaluación preliminar de los sistemas de tratamiento de aguas residuales del beneficio del café de la vereda villa Colombia.Tabla 5.Producción (ܲ ): En la zona se estima una producción de 9000 Kg/ha ± año de café cereza.5 m3/día .06 9700 19800 7000 - - La cosecha dura dos meses y Don Freddy recoge un 60% de la producción en la cosecha por hectárea.Producción (P): Producción de café cereza por cosecha en las 5 hectáreas de don Freddy. ܲ ൌ ܲ כΨ݄͓݀݁ܽ݁݀ כ ݈݊݅ܿܿ݁ܿ݁ݎ ܲ : Producción de café al año en la zona . y don Freddy recoge un 60% de la producción en la cosecha por hectárea. 2009) se Tomo que en el beneficio tradicional se utiliza 10 L de agua por Kg de café pergamino: . La Plata ± Huila´ de (Cortes y Ríos. Y en el beneficio tradicional utiliza 10 L de agua por Kg de café pergamino. la producción de la zona se estima en 9000 Kg/ha ± año de café cereza Caudal de aguas residuales provenientes del beneficio del café (QAR) En el cálculo se utilizo la siguiente fórmula: Q AR ! D * P D: Dotación P: Producción . muestra el esquema general. Esta etapa se considera en el sistema como tratamiento. F. Figura 2. . El efluente de la alberca biológica pasa a un canal sembrado con Buchón de agua u otro cultivo. donde las aguas grises (lavaplatos. fase que se considera en el sistema como reusó. aceites y detergentes. considerando esta fase en el sistema como producción. donde culminara de tratar las aguas residuales y les removerá el restante de la concentración de DBO. Integrado y sostenible Para el Tratamiento de ARD. La figura 3. En los procesos En forma descendente se encuentran las unidades. Los Buchones van de nuevo a la vivienda para ser comercializadas. El efluente de esta trampa de grasas. muestra el esquema de los tratamientos y los procesos que se espera se realicen en el sistema. un tratamiento primario (alberca biológica) y un tratamiento secundario (Un canal con Buchón de Agua). con el afluente de aguas negras (baterías sanitarias) de la vivienda se une y pasa por una alberca biológica donde se sembraran heliconias y su objetivo es remover los sólidos suspendidos. el proceso principal. material flotante y parte de la concentración de DBO.2. lavadero.3. N. el contaminante principal removido y los contaminantes secundarios. Nutrientes y Cf. lavamanos y ducha) provenientes de la vivienda pasan por una trampa de grasas que cumple la labor de atrapar grasas.3 Diseño Conceptual La figura 2. Un tratamiento preliminar (trampa de grasas). El efluente del canal con plantas es usado en el riego del cultivo de café. F y N. Diagrama de niveles de tratamientos de las unidades del sistema y de los procesos a realizar. Sistema descentralizado. de forma descendente se muestran las unidades. . Eficiencia teórica de sistemas de Tratamiento de ARD Se tomo una tabla de eficiencias reales de un sistema de tratamiento de aguas residuales domesticas. de la tesis ³Sistemas Descentralizados Integrados y Sostenibles Para el Tratamiento De Aguas Residuales Domesticas En El Sector Rural Del Departamento Del Huila´ de (Narváez y Silva. muestra las eficiencias esperadas para el sistema de tratamiento. La tabla 6.Figura 3. trampa de grasas para el tratamiento de las AR. Figura 4. que utiliza albercas bilógicas. Diagrama de niveles de tratamiento y de procesos del sistema del sistema de tratamiento de ARD Diagrama de subproductos En La figura 4. el subproducto que se deriva y finalmente su disposición. se enseña el esquema de disposición de los subproductos del sistema. Diagrama de Subproductos del sistema de tratamiento de ARD. 2009). 9 FUENTE: González. la trampa debe tener 0. 2007). 0 L / s A= 0.0055m2 . 3.1 Diseño De La Trampa De Grasas Para el diseño de acuerdo al RAS.7 6 4 6.022 L / s 1. 3.022 L / s * Q AR 1. Diseño de una Alberca Biológica´. PARAMETRO DBO (mg/L) SS (mg/L) GRASAS (mg/L) N (mg/L) P (mg/L) CF NMP/100ml AFLUENTE 200 250 100 40 8 108 EFLUENTE 10.25m 2 * 0. (Medina.4.0 L / s QAR A! = 0.2.022L/s (Ya calculado) 0.4 DISEÑO FISICO Se diseñó teniendo en cuenta los criterios propuestos en el RAS ± 2000 y las albercas biológicas basadas en los criterios de la en la Tesis ³Manejo de los Residuos de la Explotación Porcícola en la Institución Educativa El Tejar municipio de Timaná Huila.1.7 104 % REMOCION 95 98 96 85 54 99.Tabla 6.0 L/s de agua residual. (González.25m2 por 1.2 3. 2009. 2009). Eficiencias teóricas de sistemas de tratamiento de ARD utilizando Alberca Biológica. QAR A a L h = = = = = caudal de aguas residuales (L/s) Área (m2) Ancho (m) Longitud (m) Altura (m) Cálculo del área (m2) A! 0. 6m La figura 5 muestra el esquema de la vista en planta y corte longitudinal de la trampa de grasas. 3.1.0055m 2 L= 0. Planta y corte longitudinal de la Trampa de Grasas.6m L= 0.074 m Por construcción las dimensiones serán las siguientes (González. Vista en planta Corte Longitudinal Figura 5.Cálculo de la longitud (L) Si se calcula cuadrada A ! L2 L ! 0.6m h= 0. Vista.2 Diseño De La Alberca Biológica Relación largo ancho de los tanques con Buchón de Agua L: a 2: 1 Altura de la Alberca biológica h = 0.4. 2009): a= 0. .8m La figura 6 muestra los esquemas de la vista en planta. corte longitudinal y corte transversal de la Alberca Biológica. 92 m3 . V = Volumen (m3) TRH = Tiempo de Retención Hidráulica (día) QAR = Caudal de Aguas Residuales (m3/día) As = Área superficial (m2) h = Altura (m) a = Ancho (m) L = Largo (m) Calculo del volumen (V) V ! Q AR * THR QAR = 1. el cual se divide en dos para aumentar su eficiencia.92m3/día TRH = 1dia (Asumido con base al TRH de un Tanque Séptico) V ! 1. Se diseñó un solo tanque. corte longitudinal y corte transversal de la Alberca Biológica.92 3 / dia * 1dia V = 1. tomando como parámetro el tiempo de retención hidráulica (TRH).Vista en planta Corte longitudinal Detalle del Filtro Figura 6. - Cálculos de las tanques con Buchón de Agua. Esquemas vista planta. 92m 3 0.Cálculo del área superficial (As) ¡ ! As * h As ! V h Teniendo en cuenta la profundidad de las raíces del Buchón de agua.4 m2 Relación largo ancho L!a 2 !1 Cálculo del ancho (a) As ! a * L As ! 2a * a As ! .8m As = 2.8 m As ! 1. la profundidad de la alberca se adopta: h = 0. Vf = Volumen del filtro (m3) P = población (Hab) .Cálculo del Filtro Anaerobio El filtro anaerobio se diseño teniendo en cuenta el parámetro volumen per cápita de filtro.4 m 2 2 ࢇ ൌ Ǥ Cálculo del largo (L) L ! a*2 L ! 2a ࡸ ൌ Ǥ Para efectos de construcción la longitud de cada tanque es: ࡸ ൌ .2 a 2 a! As 2 a! 2. 2 Equivalente al 20% m3 * 1.1m Por Sobrenadante 0. con el mismo valor del tanque.05 Altura del filtro (hf) hf ! h hc hs hc hs h = = = 0.2m Grava Largo del filtro (Lf) Vf ! af * Lf * hf Por construcción tomamos el ancho del filtro.1 ࢎࢌ ൌ Ǥ Para efectos de construcción: h1 = 0.7m3 Vf ! 12 Hab * 0.1m Por el paso del liquido por la intersección del filtro 0. Lf ! Vf af * hf .05m3/hab 12 Hab 1.2 Hab Vf = 0.Vp C hf hc hs h1 h2 h3 Lf af = = = = = = = = = = Volumen per cápita de filtro (m3/hab) Coeficiente de mayoración de volumen Altura del filtro (m) Perdida de cabeza (m) Altura del sobrenadante (m) Altura capa de Arena (m) Altura capa de Gravilla (m) Altura capa de Grava (m) Largo del filtro (m) Ancho del filtro (m) Cálculo del Volumen del filtro (Vf).8 0.8 m hf ! 0. Vf ! P * Vp * C Vp P C = = = 0.1 0 .2m Gravilla h3 = 0.2m Arena h2 = 0. 7 m 3 1m * 0.4.3 Diseño Del Canal Con Buchón de Agua Se diseñó un solo tanque. Vista en planta. el cual se divide en dos para aumentar su eficiencia. 3. Vista en planta Corte longitudinal Detalle del Filtro Figura 7. tomando como parámetro el tiempo de retención hidráulica (TRH).6m. para asegurar el flujo descendente ± ascendente.1. corte longitudinal y corte transversal de la Alberca Biológica para efectos de construcción. corte longitudinal y corte transversal de la Albercas Biológica para efectos de construcción.Lf ! 0. La figura 9 muestra los esquemas de la vista en planta. V TRH QAR As h a L = = = = = = = Volumen (m3) Tiempo de Retención Hidráulica (día) Caudal de Aguas Residuales (m3/día) Área superficial (m2) Altura (m) Ancho (m) Largo (m) Calculo del volumen (V) V ! Q AR * ¢HR .6m ࡸࢌ ൌ Ǥ El filtro se divide en dos compartimientos de L=0. 8 m As ! 1.92m3/día 1dia (Asumido con base al TRH de un Tanque Séptico) V = 1.4 m2 Relación largo ancho L!a 2 !1 Cálculo del ancho (a) As ! a * L a! As 2 As ! 2a * a As ! .92 m 3 / dia * 1dia Cálculo del área superficial (As) V ! As * h As ! V h Teniendo en cuenta la profundidad de las raíces del Buchón de Agua.92m 3 0.QAR = TRH = 1.92 m3 V ! 1.8m As = 2. la profundidad de la alberca se adopta: h = 0. 2 a 2 a! 2.4 m 2 2 ࢇ ൌ Ǥ Cálculo del largo (L) L ! a*2 L ! 2a ࡸ ൌ Ǥ Para efectos de construcción la longitud del tanque es: ࡸ ൌ . 2009 .2 0. corte longitudinal y corte transversal del Canal con Buchón de Agua.2 1.6 1. Dimensiones de las Unidades del sistema de tratamiento de ARD UNIDAD Trampa de grasas PARAMETRO Longitud Ancho Altura Longitud Ancho Altura Longitud Ancho Altura Longitud Ancho Altura MEDIDA (m) 0. para efectos de construcción.0 1.8 1. corte longitudinal y corte transversal del Canal con Buchón de Agua.6 0.0 0.0 0.La figura 8 muestra los esquemas de la vista en planta. Vista en planta.6 1. Vista en planta Corte longitudinal Figura 8.6 0.8 Tanque 1 y 2 Filtro anaerobio Canal con Buchón de Agua Fuente: Javela y Gonzalez.0 1. La tabla 7 muestra las dimensiones de cada una de las unidades del sistema de tratamiento de ARD Tabla 7. La figura 10.3 Propuesta 2: SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DEL BENEFICIO DEL CAFÉ 3. el contaminante principal removido y los contaminantes secundarios. El efluente del Filtro vertical pasa a un canal sembrado con Buchón de agua u otro cultivo. Los Buchones van de nuevo a la vivienda para ser comercializadas. Esta etapa se considera en el sistema como tratamiento. muestra el esquema de los tratamientos y los procesos que se espera se realicen en el sistema. pasa por un filtro vertical cuya labor es remover parte de la concentración de DBO y S. Nutrientes y Cf. fase que se considera en el sistema como reusó. Integrado y sostenible Para el Tratamiento de Aguas Residuales Del Beneficio Del Café. El efluente de este desnatador. donde culminara de tratar las aguas residuales y les removerá el restante de la concentración de DBO.3. . muestra el esquema general.S. F. considerando esta fase en el sistema como producción.1 DISEÑO CONCEPTUAL La figura 9. El efluente del canal con plantas es usado en el riego del cultivo de café. Diagrama de niveles de tratamientos de las unidades del sistema y de los procesos a realizar. un tratamiento primario (filtro vertical) y un tratamiento secundario (Un canal con Buchón de Agua). N. Figura 9.3. donde las aguas provenientes del beneficio del café pasan por un desnatador y su objetivo es remover los sólidos suspendidos. En los procesos En forma descendente se encuentran las unidades. Un tratamiento preliminar (desnatador). material flotante de las AR. Sistema descentralizado. el proceso principal. Figura 11.Figura 10. que utilizan desnatadores y filtros verticales para el tratamiento de las AR. Diagrama de niveles de tratamiento y de procesos del sistema del sistema de tratamiento de Aguas Residuales Del Beneficio Del Café. Se tomo una tabla de eficiencias reales de un sistema de tratamiento de aguas residuales provenientes del beneficio del café. Diagrama de Subproductos del sistema de tratamiento de Aguas Residuales Del Beneficio Del Café. Eficiencias Teórica del sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Provenientes Del Beneficio Del Café. Diagrama De Subproductos En La figura 11. se enseña el esquema de disposición de los subproductos del sistema. de forma descendente se muestran las unidades. de la tesis ³Evaluación preliminar de los sistemas de tratamiento de aguas residuales del beneficio del café de la vereda . el subproducto que se deriva y finalmente su disposición. Relación largo ancho 2:1 V = Volumen (m3) TRH = Tiempo de Retención Hidráulica (días) As = Área Superficial (m2) L = largo (m) a = Ancho (m) h = Altura (m) Cálculo del volumen (V) V ! Q AR * £RH TRH = 3 horas = 0.6 % REMOCIÓN 90 95 97 84 3. Diseño de una Alberca Biológica´.2. (Medina.125 dias V= 0. La tabla 8.6m3 . 2009). 2009 AFLUENTE (Af) 2950 24270 9115 29.2. Eficiencias Reales en tratamiento de aguas de café PARAMETRO DBO DQO SS GyA Fuente: Ríos.1 Diseño Del Desnatador El desnatador es utilizado en la propuesta 2 como tratamiento preliminar.5m 3 * 0. La Plata ± Huila´ de (Cortes y Ríos. Tabla 8.3.villa Colombia. 2007). 3.2 DISEÑO FISICO Se diseñó teniendo en cuenta los criterios propuestos en el RAS ± 2000 y las albercas biológicas basadas en los criterios de la en la Tesis ³Manejo de los Residuos de la Explotación Porcícola en la Institución Educativa El Tejar municipio de Timaná Huila.2 EFLUENTE (Ef) 278 1248 280 4. muestra las eficiencias reales para el sistema de tratamiento de aguas residuales del beneficio del café utilizando filtros verticales y desnatadores. El desnatador se diseño teniendo en cuenta el parámetro de TRH.125 días V ! 4. Vista planta y corte longitudinal del Desnatador. .6 m As= 1 m2 As ! a * L As ! a * 2a As ! 2 a 2 a ! As 2 a! 1 2 a= 0.6m 3 As ! 0.6m Cálculo de la ancho (a) L!a 2 !1 h = 0. Vista en planta Corte Longitudinal Figura 12.Cálculo del área superficial (As) V As ! h La altura se asume: 0.4 m La figura 12 muestra el esquema de la vista en planta y corte longitudinal del Desnatador.7m Cálculo de la longitud (L) L ! 2a L= 1. 2.2.05 Altura del filtro (hf) hf ! h hc hs hc hs h = = = 0. Vf P Vp C hf hc hs h1 h2 h3 Lf af = = = = = = = = = = = = Volumen del filtro (m3) población (Hab) Volumen per cápita de filtro (m3/hab) Coeficiente de mayoración de volumen Altura del filtro (m) Perdida de cabeza (m) Altura del sobrenadante (m) Altura capa de Arena (m) Altura capa de Gravilla (m) Altura capa de Grava (m) Largo del filtro (m) Ancho del filtro (m) Cálculo del Volumen del filtro (Vf).2m Grava .5m3 Vf ! 25Hab * 0.2 Hab Vf = 1.2 Equivalente al 20% m3 *1.1m Por el paso del liquido por la intersección del filtro 0.3. 1 0 . Vf ! P * Vp * C Vp P C = = = 0.2 Diseño Del Filtro Vertical Cálculo del Filtro Anaerobio El filtro anaerobio se diseño teniendo en cuenta el parámetro volumen per cápita de filtro.3m Arena h2 = 0.05m3/hab 25 Hab 1. 1 Para efectos de construcción: h1 = 0.1m Por Sobrenadante 1m ࢎࢌ ൌ Ǥ ૡ hf ! 1 0 .3m Gravilla h3 = 0. 8m La figura 14 muestra los esquemas de la vista en planta. con el mismo valor del tanque.8m ݂ܮൌ ʹ݉ El filtro se divide en dos compartimientos de L= 1m.Largo del filtro (Lf) Vf ! af * Lf * hf Por construcción tomamos el ancho del filtro. para asegurar el flujo descendente ± ascendente. corte longitudinal y corte transversal del Canal con Buchón de Agua.2. La figura 13 muestra el esquema de la vista en planta y corte longitudinal del Filtro Vertical. Vista planta y corte longitudinal del Filtro Vertical.3 Diseño del Canal con Buchón de Agua Relación largo ancho de los tanques con Buchón de Agua Altura del Canal con Buchón de Agua h = 0.2. Vista en planta Corte Longitudinal Figura 13. L: a 2: 1 .5m 3 Lf ! 1m * 0. 3. Lf ! Vf af * hf 1. Vista en planta Corte longitudinal Figura 14. Se diseñó un solo tanque.5 m3 . Esquemas vista planta y corte longitudinal del Canal Buchón de Agua - Cálculos del tanque con Buchón de Agua.5m3/día TRH = 1dia (Asumido con base al TRH de un Tanque Séptico) V ! 4. V TRH QAR As h a L = = = = = = = Volumen (m3) Tiempo de Retención Hidráulica (día) Caudal de Aguas Residuales (m3/día) Área superficial (m2) Altura (m) Ancho (m) Largo (m) Calculo del volumen (V) V ! Q AR * ¤HR QAR = 4.5m 3 / dia * 1dia V = 4. tomando como parámetro el tiempo de retención hidráulica (TRH). Cálculo del área superficial (As) V ! As * h As ! V h Teniendo en cuenta la profundidad de las raíces de las heliconias.5m 3 0. la profundidad de la alberca se adopta: h = 0.6 m2 Relación largo ancho L!a 2 !1 Cálculo del ancho (a) As ! a * L a! As 2 As ! 2a * a As ! .8m As = 5.8 m As ! 4. 2 a 2 a! 5. 6 m 2 2 ܽ ൌ ͳǤ݉ Cálculo del largo (L) L ! a*2 L ! 2a ܮൌ ͵ǤͶ݉ Para efectos de construcción la longitud del tanque es: ܮൌ ͵Ǥͷ݉ . corte longitudinal y corte transversal del Canal con Heliconias para efectos de construcción.La figura 15 muestra los esquemas de la vista en planta. . Vista en planta Corte longitudinal Figura 15. Vista en planta y corte longitudinal del Canal con Buchón de Agua. 5 0.8 Fuente: Javela y González.5 3.7 0.0 1 3. Tabla 9.La tabla 9 muestra las dimensiones de cada una de las unidades del sistema de tratamiento de las Aguas Residuales del Beneficio del Café. Dimensiones de las Unidades del sistema de tratamiento de Aguas Residuales del Beneficio del Café.6 1.0 1. 2009 .4 0. UNIDAD Desnatador PARAMETRO Longitud Ancho Altura Longitud Filtro Vertical Ancho Altura Longitud Canal con heliconias Ancho Altura MEDIDA (m) 1. aquí se está ayudando a la conservación de la fauna existente en la zona EN LO AMBIENTAL . Se gozara de una agua de mejor calidad que contribuirá al mejoramiento de la calidad de vida de las personas que habitan en la finca y en la región El tratamiento de las aguas y su reutilización elimina la carga contaminante que se le estaba vertiendo a la quebrada por lo que la calidad del agua es mejor y además se está ayudando a la conservación del agua. tendrán muchas más posibilidades de vivir. EN LO SOCIAL Se disminuyen los malos olores e insectos hasta su desaparición que son generados del vertimiento de las aguas no tratadas. Ventajas de la PTAR VENTAJA DESCRIPCIÓN El proyectos trae benéficos en lo social puesto que a las aguas de la quebrada la Bonita ya no llegara la carga contaminante que actualmente es vertida a esta y se disminuirán los riesgos de contraer enfermedades por la posible utilización de esta por parte de las personas y los animales.3.4 VENTAJAS DEL PROYECTO Tabla 10. Debido a la disminución de la contaminación los animales y plantas acuáticas que muy posiblemente se estaban afectando y estaban desapareciendo. dándole un mejor aspecto a la finca. 62 2.9 ITEM 1 Vr.24 0.403 83.441 130.441 130.15 2 VALOR PARCIAL Tratamiento Primario Alberca Biológica Concreto 3000 Psi Varilla corrugada Concreto Ciclopeo Muro de ladrillo tolete pañete tuberia PVC Ø 3" Codo 90 PVC Aguas Negras Ø 3" Arena para filtro anaerobio Grava para filtro anaerobio Gravilla para filtro anaerobio m3 ml m3 m2 m3 ml UND m3 m3 m3 0.62 3 VALOR PARCIAL Tratamiento Secundario Canal Con Plantas Acuáticas Concreto 3000 Psi Varilla corrugada Concreto Ciclopeo Muro de ladrillo tolete pañete tuberia PVC Ø 3" Codo 90 PVC Aguas Negras Ø 3" m3 ml m3 m2 m3 ml UND VALOR PARCIAL SUMATORIA DE VALORES PARCIALES ADMINISTRACION E IMPREVISTOS (15%) UTILIDAD (5%) IVA SOBRE UTILIDAD (16%) COSTO TOTAL DEL PROYECTO 0.51 4.26 38.22 . Presupuesto PRESUPUESTO DEL SISTEMA DESCENTRALIZADO.2 0.969 20.2 269. Unitario Tratamiento Preliminar Trampa de grasas Concreto 3000 Psi Muro de ladrillo tolete pañete tuberia PVC Ø 2" Codo 90 PVC Aguas Negras Ø 2" Tapa de Cemento m3 m2 m3 ml UND m2 0.27 2.908 130.49 0.511 2.477 333.2 74.199.524 1.96 231.375 8.511 4.262 157.2 0.955 3.596 389.619. Sistema de Tratamiento de ARD DESCRIPCION UNI CANTIDAD Vr.164.51 195.511 2.52 31.56 13 1. Parcial 26.715 29.7 2 0.6 55.664 175.524 8 7 10 1.477 333.38 392.96 231.511 4.27 2.96 231.262 40 35 50 157.596 389.664 175.51 29.4.375 8.99 4.54 4.44 2 2 0.403 83.224.81 269.585 73 1.1 2.33 2.585 73 1. INTEGRADO Y SOSTENIBLE PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMESTICAS Propuesta 1.56 13 1.44 2 2 269.54 4.715 29.27 2. 54 4.908 130. Unitario Vr.38 392.44 231.619.62 157.22 .664 175.2 0.511 4.375 8.199.24 0.51 4.955 3.224.96 231.6 55.52 31.49 0.51 195.524 8 7 10 1.15 2 0.56 13 1.511 Varilla corrugada ml 73 2.PRESUPUESTO DEL SISTEMA DESCENTRALIZADO.477 333.664 175.403 Concreto Ciclopeo m3 1.524 1.2 269.27 2.262 40 35 50 157.26 38.51 29.441 130.81 269.1 2.585 73 1. Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Provenientes Del Beneficio Del Café ITEM DESCRIPCION UNI CANTIDAD Vr.62 2. INTEGRADO Y SOSTENIBLE PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PROVENIENTES DEL BENEFICIO DEL CAFÉ Propuesta 2.7 2 0.441 130.54 4.596 389.585 269.262 VALOR PARCIAL SUMATORIA DE VALORES PARCIALES ADMINISTRACION E IMPREVISTOS (15%) UTILIDAD (5%) IVA SOBRE UTILIDAD (16%) COSTO TOTAL DEL PROYECTO 0.96 231.56 83.403 83.715 29.969 20.2 74.375 8.27 2.99 4.164.477 333.511 2.596 389.96 pañete m3 1.33 2.27 Codo 90 PVC Aguas Negras Ø 3" UND 2 2. Parcial 1 Tratamiento Preliminar Desnatador Concreto 3000 Psi Muro de ladrillo tolete pañete tuberia PVC Ø 2" Codo 90 PVC Aguas Negras Ø 2" m3 m2 m3 ml UND Tapa de Cemento m2 VALOR PARCIAL Tratamiento Primario Filtro Vertical Concreto 3000 Psi Varilla corrugada Concreto Ciclopeo Muro de ladrillo tolete pañete tuberia PVC Ø 3" Codo 90 PVC Aguas Negras Ø 3" Arena para filtro anaerobio Grava para filtro anaerobio Gravilla para filtro anaerobio 3 m3 ml m3 m2 m3 ml UND m3 m3 m3 VALOR PARCIAL Tratamiento Secundario Canal Con Plantas Acuáticas Concreto 3000 Psi m3 0.715 Muro de ladrillo tolete m2 13 29.511 tuberia PVC Ø 3" ml 2 4.44 2 2 0.2 0.9 26. S. disminuyen la contaminación de ríos y quebradas. La inversión inicial de los sistemas propuestos en este proyecto. . se consideran altas por que están alrededor del 80% en DBO. mejorando su calidad de vida y el entorno. Las eficiencias teóricas de remoción de contaminantes de los sistemas descentralizados integrados y sostenibles propuestos en estudio. la inversión puede recuperar con los productos obtenidos del proceso (reusó ± producción) y los ahorros en pago de tasa retributiva. . Los sistemas descentralizados integrados y sostenibles son de fácil construcción. sin embargo para que conserven su eficiencia. Además reducen los riesgos sobre la salud de los habitantes del sector rural. sin embargo.CONCLUSIONES Los sistemas descentralizados integrados y sostenibles para el tratamiento de aguas residuales. Es una cifra que se puede considerar alta para un campesino de la zona de minifundio del departamento del Huila.000. G y A y el 50% en N y P.S. operación y mantenimiento comparados con otros sistemas convencionales de alto costo. se requiere realizar actividades de operación y mantenimiento. oscilan en $1¶800. CEPIS. J. SILVA. Programa Ingeniería Agrícola.. Universidad Surcolombiana. Evaluación preliminar de los sistemas de tratamiento de aguas residuales del beneficio del café de la vereda villa Colombia. T. OPS.. A. OLAYA M. Programa Ingeniería Agrícola. P. La Plata ± Huila. Manejo de dos residuos de da explotación Porcina en la Institución Educativa El Tejar municipio de Timaná Huila. 2008 Sitio oficial de Sefiltra. Tesis. E. RIOS A. Universidad Surcolombiana. Neiva. 2007. Neiva. Neiva 2009 MEDINA P. Generalidades sobre Saneamiento rural. CORTES M. Diseño De Albercas Biológicas Y Filtros Biológicos Como Sistema De Tratamiento De Aguas Residuales Para La Institución Educativa Guacirco. De 20 enero 2010] web: http://es. A. F. Universidad Surcolombiana. tanques imhoff y lagunas de estabilización. Evaluación preliminar de los sistemas de tratamiento de aguas residuales del beneficio del café de la vereda villa Colombia..org/wiki/Tratamiento_de_aguas_residuales. La Plata ± Huila.BIBLIOGRAFÍA VALENCIA G.php Sitio oficial de Wikipedia [ref. Universidad Surcolombiana. 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Report "Diseno de Un Sistema de Tratamiento de Aguas Residuales Domesticas y Aguas Procedentes de Un Bene"