PROYECTO EJECUTIVO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE PRAXEDIS G. GUERRERO, CHIH.

PROYECTO EJECUTIVO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL EN PRAXEDIS G. GUERRERO, CHIHUAHUA

C CH HIIH HU UA AH HU UA A,, C CH HIIH H,, M MA AR RZZO OD DEE 22000077

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INDICE 11.. EESSTTU UD DIIO OSS BBA ASSIICCO OSS 11..11 V E R I F I C A C VERIFICACIIO ON ND DEE LLA A IIN NFFO ORRM MA ACCIIO ON N RREECCO OPPIILLA AD DA A 11..22 LLO OCCA ALLIIZZA ACCIIO ON N YY D DEESSCCRRIIPPCCIIO ON N D DEE FFU UEEN NTTEESS D DEE CCO ON NTTA AM MIIN NA ACCIIO ON N YY CCU E R P O S R E C E P T O R E S UERPOS RECEPTORES 11..33 D DEELLIIM MIITTA ACCIIO ON ND DEELL A ARREEA AD DEE EESSTTU UD DIIO O 11..44 SSEELLEECCCCIIÓ N D E L G A S T O D E D I S E Ñ O ÓN DEL GASTO DE DISEÑO 11..44..11 PPO OBBLLA ACCIIO ON N PPRRO OYYEECCTTO O 11..44..11..11 PPO OBBLLA ACCIIO ON NA ACCTTU UA ALL CCA ALLCCU ULLA AD DA A 11..44..11..22 PPRRO Y E C C I O N D E P O B L A C I O N OYECCION DE POBLACION 11..44..22 M MO OD DU ULLA ACCIIO ON N YY PPRRO OYYEECCCCIIO ON NEESS D DEE G GA ASSTTO O 11..55 EESSTTU D I O S T O P O G R A F I C O S Y G E O T E C N I C O S UDIOS TOPOGRAFICOS Y GEOTECNICOS EEN N LLA A PPLLA AN NTTA A D DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O YY EESSTTA ACCIIO ON ND DEE BBO OM MBBEEO O 11..55..11 EESSTTU D I O T O P O G R A F I C O UDIO TOPOGRAFICO EEN N LLA A PPLLA AN NTTA A D DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O YY EESSTTA ACCIIO ON ND DEE BBO OM MBBEEO O 11..55..11..11 LLEEV A N VANTTA AM MIIEEN NTTO OSS D DEELL A ARREEA A D DEE LLA A PPLLA AN NTTA A D DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O YY D DEELL SSIITTIIO OD DEE LLA A EESSTTA ACCIIO ON ND DEE BBO OM MBBEEO O 11..55..11..22 A APPEERRTTU URRA AD DEE BBRREECCH HA ASS 11..55..11..33 PPIICCA AD DU URRA ASS PPA ARRA A SSEECCCCIIO ON NEESS TTRRA AN NSSV VEERRSSA ALLEESS 11..55..11..44 RREEFFEERREEN NCCIIA ACCIIO ON N YY M MO ON NU UM MEEN NTTA ACCIIO ON N 11..55..11..55 PPRREESSEEN T A C I O N D E L O S P L A N O S D E L L E NTACION DE LOS PLANOS DEL LEV VA AN NTTA AM MIIEEN NTTO O 11..55..22 EESSTTU UD DIIO OD DEE G GEEO OTTEECCN NIIA A 11..55..22..11 O OBBJJEETTIIV VO O 11..55..22..22 TTRRA ABBA AJJO OSS D DEE CCA AM MPPO O 11..55..22..33 TTRRA B A J O S D E L A B O R ABAJOS DE LABORA ATTO ORRIIO O 11..55..22..44 IIN NFFO ORRM MEE FFIIN NA ALL 11..66 SSEELLEECCCCIIÓ ÓN ND DEE LLO OSS SSIITTIIO OSS PPA ARRA A EELL SSIISSTTEEM MA AD DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O YY EESSTTA ACCIIO ON N D E B O M B E O DE BOMBEO 11..77 EEV VA ALLU UA ACCIIO ON ND DEE LLO OSS RREESSU ULLTTA AD DO OSS D DEE CCA AM MPPO O YY LLA ABBO ORRA ATTRRO ORRIIO O 11..88 D E T E R M I N A C I O N D E L V O L U M E N D E A G U A A T R A T A R DETERMINACION DEL VOLUMEN DE AGUA A TRATAR 11..99 PPA ARRA AM MEETTRRO OSS D DEE D DIISSEEÑ ÑO O 11..1100 D E T E R M I N A C I O N D E L A DETERMINACION DE LA CCA ALLIID DA AD DD DEELL A AG GU UA AA A TTRRA ATTA ARR 11..1111 A APPRRO OV VEECCH HA AM MIIEEN NTTO OSS A ACCTTU UA ALLEESS YY PPO OTTEEN NCCIIA ALLEESS D DEE LLA ASS A AG GU UA ASS CCRRU UD DA ASS YY TTRRA T A D A S ATADAS 11..1111..11 A APPRRO OV VEECCH HA AM MIIEEN NTTO OA ACCTTU UA ALL D DEELL A AG GU UA A RREESSIID DU UA ALL 11..1111..22 A APPRRO OV VEECCH HA AM MIIEEN NTTO O PPO OTTEEN NCCIIA ALL D DEE LLA ASS A AG GU UA ASS TTRRA ATTA AD DA ASS 22.. A N A L I S I S D E A L T E R N A T I V A S D E T R A T A M I E N T O ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO 22..11 D DEESSCCRRIIPPCCIIO ON ND DEE TTEECCN NO OLLO OG GIIA ASS CCO ON NSSIID DEERRA AD DA ASS 22..11..11 LLA G U N A S F A C U L T A T I V A S AGUNAS FACULTATIVAS 22..11..22 LLA AG GU UN NA ASS A AIIRREEA AD DA ASS 22..11..33 SSEED I M E N T A C I O N P DIMENTACION PRRIIM MA ARRIIA A CCO ON N PPU ULLIIM MEEN NTTO OM MEED DIIA AN NTTEE LLA AG GU UN NA ASS 22..11..44 SSEED DIIM MEEN NTTA ACCIIO ON N PPRRIIM MA ARRIIA A CCO ON N D DIIG GEESSTTIIO ON N A AN NA AEERRO OBBIIA A D DEE LLO D O S I N T E G R A D A M A S P U L I M E N T O M E D I A N T E H U M E D A L E S ODOS INTEGRADA MAS PULIMENTO MEDIANTE HUMEDALES

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33..-- D DIISSEEÑ ÑO O CCO ON NCCEEPPTTU UA ALL YY BBA ASSIICCO OD DEE LLA A PPLLA AN NTTA AD DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O 33..11 IIN T R O D U C C I O N NTRODUCCION 33..22 O ORRD DEEN NA AM MIIEEN NTTO OSS LLEEG GA ALLEESS 33..33 D E S C R I P C I O N D E L A T E DESCRIPCION DE LA TECCN NO OLLO OG GIIA AU UTTIILLIIZZA AD DA A EEN N EELL TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O 33..44 D DEESSCCRRIIPPCCIIO ON ND DEELL SSIISSTTEEM MA AD DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O 33..55 G GA ASSTTO ON NO OM MIIN NA ALL D DEE D DIISSEEÑ ÑO O 33..66 TTIIEEM P O H I D R A U L I C O D E R MPO HIDRAULICO DE REETTEEN NCCIIO ON N 44..-- M MEEM MO ORRIIA AD DEE CCA ALLCCU ULLO O 44..11 SSIISSTTEEM MA A LLA AG GU UN NA ARR 44..22 EESSTTA ACCIIO ON ND DEE BBO OM MBBEEO O 44..33 CCA N A L D E S A R E N A D O ANAL DESARENADORR YY RREEJJIILLLLA ASS 44..44 LLIIN NEEA A PPRREESSU URRIIZZA AD DA A 55.. EEV A L U A C I O N P R E L I M I N A R VALUACION PRELIMINAR D DEE IIM MPPA ACCTTO OA AM MBBIIEEN NTTA ALL 55..11 EEFFEECCTTO OSS EEN N LLA A SSA ALLU UD D PPU UBBLLIICCA A 55..22 A N A L I S I S D E I M P A C T O S P O T E N ANALISIS DE IMPACTOS POTENCCIIA ALLEESS 55..22..11 IID E N T I F I C A C I O N D E I M P A DENTIFICACION DE IMPACCTTO OSS 55..22..22 EEFFEECCTTO OSS FFIISSIICCO O--Q QU UIIM MIICCO OSS 55..22..33 EEFFEECCTTO S B I O L O G I C O S Y OS BIOLOGICOS Y EECCO OLLO OG GIICCO OSS 55..22..44 EEFFEECCTTO OSS CCU ULLTTU URRA ALLEESS 55..22..55 EEFFEECCTTO S S O C I O E C OS SOCIOECO ON NO OM MIICCO OSS 55..33 CCLLA ASSIIFFIICCA ACCIIO ON ND DEE IIM MPPA ACCTTO OSS 55..33..11 EEFFEECCTTO S F I S I C O Q U OS FISICO-QUIIM MIICCO OSS 55..33..22 EEFFEECCTTO OSS BBIIO OLLO OLLG GIICCO OSS YY EECCO OLLO OG GIICCO OSS 55..33..33 EEFFEECCTTO S C U L T U R A L E S OS CULTURALES 55..33..44 EEFFEECCTTO OSS SSO OCCIIO OEECCO ON NO OM MIICCO OSS 55..44 M MEED DIID DA ASS D DEE A ATTEEN NU UA ACCIIO ON N 55..44..11 BBA ASSEE LLEEG GA ALL 55..44..11..11 LLEEYY FFEED DEERRA ALL D DEE A AG GU UA ASS 55..44..11..22 LLEEYY FFEED E R A L D E L E Q DERAL DEL EQU UIILLIIBBRRIIO O EECCO OLLO OG GIICCO O YY PPRRO OTTEECCCCIIO ON N A ALL A AM MBBIIEEN NTTEE 55..44..11..33 LLEEYY FFEED DEERRA ALL D DEE D DEERREECCH HO OSS EEN NM MA ATTEERRIIA AD DEE A AG GU UA A 55..44..22 A AN NA ALLIISSIISS D DEE LLA AN NO OA ACCCCIIO ON N 55..44..33 M MEED DIID DA ASS D DEE M MIITTIIG GA ACCIIO ON N 55..55 CCO ON NCCLLU USSIIO ON NEESS 55..66 IIN NFFO ORRM MEE PPRREEV VEEN NTTIIV VO OD DEE IIM MPPA ACCTTO OA AM MBBIIEEN NTTA ALL 66.. M A N U A L D E O P E R A C I Ó N Y M A N T E N I M I E N T O MANUAL DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO 66..11 G GEEN NEERRA ALLIID DA AD DEESS 66..11..11 O B J E T OBJETIIV VO O 66..11..22 D DEESSCCRRIIPPCCIIO ON ND DEE LLA A TTEECCN NO OLLO OG GIIA AU UTTIILLIIZZA AD DA A 66..22 SSIISSTTEEM A D E T R A T A M I E N T O MA DE TRATAMIENTO 66..22..11 D DEESSCCRRIIPPCCIIO ON ND DEELL SSIISSTTEEM MA AD DEE TTRRA ATTA AM MIIEEN NTTO O 66..22..22 G A S T O N O M I N A L D E D I S E Ñ O GASTO NOMINAL DE DISEÑO 66..22..33 TTIIEEM MPPO OH HIID DRRA AU ULLIICCO OD DEE RREETTEEN NCCIIO ON N 66..22..44 D DEESSCCRRIIPPCCIIO ON ND DEELL CCU UEERRPPO O RREECCEEPPTTO ORR

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66..33 RREECCO OM MEEN ND DA ACCIIO ON NEESS D DEE M MA AN NTTEEN NIIM MIIEEN NTTO O 66..33..11 RREEG I S T R O S D E C O N C R E T O A R M A D GISTROS DE CONCRETO ARMADO O 66..33..22 EESSTTA AN NQ QU UEESS CCO ON NSSTTRRU UIID DO OSS CCO ON N TTEERRRRA ACCEERRIIA ASS 66..33..33 D E S A L O J O D E L O D O S D E L A S U N I D A D E S DESALOJO DE LODOS DE LAS UNIDADES D DEE SSEED DIIM MEEN NTTA ACCIIO ON N YY D DIISSPPO OSSIICCIIO ON ND DEELL M MIISSM MO O 66..33..44 D E S A G U E D E L A S DESAGUE DE LAS LLA AG GU UN NA ASS FFA ACCU ULLTTA ATTIIV VA ASS YY EEV VA ACCU UA ACCIIO ON ND DEELL LLO D O ODO 66..33..55 CCA ARRCCA AM MO OD DEE BBO OM MBBEEO O 66..44 CCO S T O D E L M A N T E N I M I E N T O OSTO DEL MANTENIMIENTO 66..44..11 PPRRO OG GRRA AM MA AD DEE M MA AN NTTEEN NIIM MIIEEN NTTO O 66..44..22 PPRREESSU P U E S T O UPUESTO 66..44..33 CCO OSSTTO OD DEELL A AG GU UA A TTRRA ATTA AD DA A 66..55 EELLA B O R A C I O N Y P R E S E N T A C I O N D E ABORACION Y PRESENTACION DE IIN NFFO ORRM MEESS 66..55..11 IIN NFFO ORRM MEESS M MEEN NSSU UA ALLEESS 66..55..22 IIN F O R M E A N U A L D NFORME ANUAL DEE A ACCTTIIV VIID DA AD DEESS 77.. EESSPPEECCIIFFIICCA C I O N E S G E N E R A L E S D E C O N S T R U C C ACIONES GENERALES DE CONSTRUCCIIO ON N 88.. CCA ATTA ALLO OG GO OD DEE CCO ON NCCEEPPTTO OSS

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1. ESTUDIOS BASICOS 1.1 VERIFICACION DE LA INFORMACION RECOPILADA Durante los recorridos físicos a la localidad en estudio, se procedió a verificar, complementar y actualizar la información recopilada, especialmente en lo referente a: Población y su distribución; Tendencias de crecimiento y existencias de limitantes físicas; Cobertura del sistema de agua potable y servicio de alcantarillado sanitario; Localización de colectores, emisores y plantas de bombeo; infraestructura hidráulica existente; Usos del agua residual o disposición de la misma; Cuerpos receptores afectados y características de los mismos; Usos del suelo urbano y agrícolas actuales y programados; Efectos económicos, ecológicos y de salud provocados por el reuso irracional o disposición inadecuada de las aguas residuales en cuerpos receptores propiedad de la nación; condiciones particulares de descarga establecidas por la Comisión Nacional del Agua. 1.2 LOCALIZACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE FUENTES DE CONTAMINACIÓN Y CUERPOS RECEPTORES De acuerdo a los reconocimientos de campo realizados y con apoyo de la información obtenida en estudios y proyectos anteriores, La localidad de Práxedis G. Guerrero cuenta actualmente con un 70% de cobertura del sistema de alcantarillado sanitario y descarga el agua residual a un dren agrícola que pertenece al sistema de riego 009 “Valle de Juárez”. El agua residual generada por los hogares de la localidad y que no es colectada por el sistema de alcantarillado es dispuesta en fosas sépticas y letrinas ocasionando la contaminación del subsuelo y por consiguiente del agua subterránea. 1.3 DELIMITACION DEL AREA DE ESTUDIO En base a la información recopilada y generada, y al desarrollo de las principales actividades de la población en cuestión, se procedió a delimitar la zona de estudio. Básicamente, esta comprendida por el área que actualmente ocupa la mancha urbana, misma que se tomará como el área tributaria cuyas descargas serán las que se conducirán a la planta de tratamiento, y que considera los crecimientos urbanos e industrial futuros y los programas de desarrollo agrícola durante 20 años.

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1.4 SELECCION DEL GASTO DE DISEÑO De acuerdo a la dotación y datos de población se estimo el gasto de diseño del sistema de tratamiento, considerando el periodo de maduración del proyecto y la puesta en marcha estimada del sistema de tratamiento de un año. 1.4.1 Población de Proyecto Tasa de crecimiento media anual Censo de población y vivienda (INEGI) Año

Habitantes

Tasa de crecimiento

No. De viviendas

Indice de Hacinamiento

Mpio. Localidad Localidad Localidad Mpio. Localidad Mpio. de Mpio. de de de de de de de Práxedis G. Práxedis G. Práxedis G. Práxedis G. Práxedis G. Práxedis G. Práxedis G. Práxedis G. Guerrero Guerrero Guerrero Guerrero Guerrero Guerrero Guerrero Guerrero

2000

8,905 Promedio

3,486

0.69 0.69

1.74 1.74

2,272

850

3.92 3.92

4.10 4.10

1.4.1.1 Población actual calculada Para determinar la población actual (2006), se consideró como fuente de información la correspondiente al Consejo Nacional de Población el cual proporciona la proyección por municipios del año 2000 al 2030, de esta manera se obtuvo la tasa de crecimiento para el municipio de Práxedis G. Guerrero, y con esta la población para la localidad durante el horizonte de planeación. Esta proyección fue condensada con la COCEF. De acuerdo a las proyecciones de población por esta metodología, la población al año 2005 fue de 3,431 habitantes, y esta se actualizó al año 2007 en que se estima iniciar la construcción y operación del sistema de tratamiento. A continuación se muestra la tabla con los datos referidos. Población al año 2005 (anteproyecto)

Tasa de Crecimiento (promedio)

Población Actual 2006

Población Estimada 2007

3,431

1.74

3,489

3,546

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1.4.1.2 Proyección de población Para obtener la población proyecto se consideró un horizonte de planeación de 20 años, tomando en cuenta el periodo de maduración del proyecto y la puesta en marcha estimada del sistema de tratamiento en un año, comprendiendo el periodo 2007-2027. Basados en la proyección de población anteriormente descrita y aprobada por la COCEF, se tienen los siguientes datos de población para el horizonte de planeación: Proyección de población. Tasas de crecimiento

Año

Tasa de Crecimiento media anual (%)

Población (Habitantes)

2007

1.64

2008

1.59

3546 3602

2009

1.55

3658

2010

1.51

3713

2011

1.46

3767

2012

1.43

3821

2013

1.40

3875

2014

1.36

3927

2015

1.33

3980

2016

1.31

4032

2017

1.27

4083

2018

1.23

4133

2019

1.20

4183

2020

1.17

4232

2021

1.13

4280

2022

1.10

4327

2023

1.05

4372

2024

1.02

4417

2025

0.98

4460

2026

0.95

4502

2027

0.90

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1.4.2 MODULACIÓN Y PROYECCIONES DE GASTO Una vez determinado la población de diseño, que considera el gasto el año de la puesta en marcha estimada del sistema de tratamiento, se proyecta el gasto de acuerdo a las tasas de crecimiento de la población proporcionadas por el anteproyecto y el nivel de cobertura de alcantarillado estimada, y por un periodo de 20 años. De acuerdo a las normas técnicas vigentes y considerando las características de la localidad, se considero una aportación del 80%; así mismo, no se considera aportación por efecto de infiltración ya que el sistema de alcantarillado sanitario contará con tubería con junta hermética. A continuación se presentan la proyección de aportación del sistema de alcantarillado sanitario al sistema de tratamiento:

AÑO

POBLACION

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027

3546 3602 3658 3713 3767 3821 3875 3927 3980 4032 4083 4133 4183 4232 4280 4327 4372 4417 4460 4502 4543

DOTACION APORTACION (LPHPD) (LPHPD) 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350 350

280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280 280

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GASTO MEDIO (LPS) 11.49 11.67 11.85 12.03 12.21 12.38 12.56 12.73 12.90 13.07 13.23 13.39 13.56 13.71 13.87 14.02 14.17 14.31 14.45 14.59 14.72

GASTO MAXIMO (LPS) 38.84 39.38 39.92 40.46 40.98 41.50 42.01 42.51 43.02 43.52 44.00 44.48 44.95 45.41 45.87 46.31 46.73 47.16 47.56 47.96 48.34

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1.5 ESTUDIOS TOPOGRAFICOS Y GEOTECNICOS EN PLANTA DE TRATAMIENTO Y/O ESTACION DE BOMBEO. 1.5.1 ESTUDIO TOPOGRÁFICO EN LA PLANTA DE TRATAMIENTO Y ESTACION DE BOMBEO. Recopilación de la información. Se recopiló la información de estudios topográficos, cartográficos y fotogramétricos existentes del área en estudio, con el objeto de apoyar el levantamiento topográfico. Ubicación de la planta de tratamiento y/o plantas de bombeo. Tomando en cuenta la información recopilada durante los reconocimientos de campo, se estudiaron en gabinete las alternativas de ubicación de la planta de tratamiento, seleccionándose el sitio que ofreció las mejores condiciones técnicas y económicas para la construcción de la planta de tratamiento. 1.5.1.1 Levantamientos del área de la planta de tratamiento y del sitio de la estación de bombeo. Se realizaron los levantamientos topográficos necesarios, para proyectar los arreglos conjunto y los planos de detalle de la planta de tratamiento y estructuras conexas. Estos levantamientos se efectuaron con transito de aproximación al minuto y nivel fijo. método utilizado fue a través de una poligonal cerrada, misma que comprende el sitio interés, la cual se estacó a cada 20 m., y se niveló. A partir de los puntos anteriores trazaron y nivelaron a ejes auxiliares a manera de formar una cuadrícula.

de El de se

Con la información anterior, se configuró la zona de interés con curvas de nivel equidistantes a 10 cm. Se colocaron mojoneras de las características antes mencionadas en los vértices de la poligonal envolvente. Dos de los vértices se referenciaron cada uno de ellos mediante otras dos mojoneras. En los terrenos adyacentes, al trazo de apoyo, el levantamiento se realizó mediante la prolongación de las secciones del trazo reduciendo la distancia de ellas a cada 5 m. 1.5.1.2 Apertura de brechas. La apertura de brechas consistió en la actividad de desbreñar, desbrozar, y dejar libre de obstáculos en un ancho aproximado de 2 m. Al trazo de apoyo de la poligonal, de tal manera que permita la visibilidad entre los aparatos y se facilite el acceso del personal que intervino en los trabajos.

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1.5.1.3 Picaduras para secciones transversales. Esta actividad consistió en abrir brechas angostas en el sentido transversal al eje del trazo, con un ancho aproximado de 1.0 m., de tal manera que permita la visibilidad entre aparatos y se facilite el acceso del personal que intervino en los trabajos. 1.5.1.4 Referenciación y monumentación. Para la referenciación, se colocaron dos mojoneras de concreto en línea por punto, dichas mojoneras son de forma trapezoidal de 15 cm. X 15 cm. En la base superior, 20 cm. X 20 cm. En la base inferior y 50 cm., de altura con varilla delgada al centro. Dichas mojoneras se colocaron en sitios que presten seguridad evitando con todo esto su destrucción. 1.5.1.5 Presentación de los planos del levantamiento. Los trabajos de campo se revisaron en gabinete, realizándose los cálculos necesarios como son cierres de poligonales, cálculos de coordenadas, orientaciones astronómicas, nivelaciones y otros, dibujándose posteriormente en el software AutoCad versión 2006 para posteriormente imprimirse en papel Bond. Se anexan copias de las libretas topográficas como soporte documentado a esta actividad. 1.5.2 ESTUDIOS DE GEOTECNIA. 1.5.2.1 Objetivo. Se realizaron las pruebas de laboratorio necesarias para la clasificación de los materiales de acuerdo al sistema S.U.C.S., así para el conocimiento de sus propiedades mecánicas, con el fin de conocer el comportamiento de estos materiales en la formación de diversas estructuras tales como: revestimientos, agregados pétreos para la elaboración de concretos hidráulicos o como capa impermeable en la base de los sistemas lagunares y/o humedales. Conocer estratigrafía y propiedades mecánicas del suelo en las zonas de construcción de la planta de tratamiento y en los sitios donde se van a ubicar las estructuras especiales de manera de definir y diseñar las cimentaciones respectivas y dar las recomendaciones generales para construcción. 1.5.2.2 Trabajos de campo. Excavación de pozos a cielo abierto, incluyendo obtención de muestras y clasificación de campo según S.U.C.S.

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La J.C.A.S. conjuntamente con personal técnico de la empresa, seleccionaron los sitios para ejecutar 6 pozos a cielo abierto y 2 sondeos profundos, así como el número de muestras por obtener, tomando en cuenta la información recopilada en la zona donde se construirá el sistema de tratamiento con el objeto de tomar muestras de cada uno de los estratos, dichas excavaciones se realizaron con las siguientes dimensiones 1.0 x 1.5 mts., con separaciones representativas y de acorde al tamaño del predio, la profundidad promedio de los sondeos fue de 2.70 metros en promedio, o bien hasta encontrar material “C” (roca). Se extrajo el material producto de excavación a cielo abierto, con el fin de realizar el muestreo y efectuar la clasificación de campo. 1.5.2.3 Trabajos de laboratorio. Para las muestras obtenidas se efectuaron las siguientes pruebas: Límites de consistencia. Permeabilidad (en el caso de capa para impermeabilizar). Contracción lineal. Clasificación. Abundamiento. Coeficiente de variación volumétrica. Recomendaciones para garantizar la impermeabilidad del material. Granulometría. Por ciento de partículas finas. Valor relativo de soporte. 1.5.2.4 Informe final. Informe de conclusiones y recomendaciones de los trabajos de geotécnia. Consistió en la definición de los tipos de materiales, la determinación de los volúmenes involucrados en la excavación de cada tipo de material detectado, clasificación del material para presupuesto, análisis de los problemas de estabilidad de las excavaciones de las zanjas por alojar la tubería y de los cortes en taludes en caso de sistemas lagunares. Bancos de materiales Para la conformación de bordos del sistema lagunar se utilizará el material producto de la excavación, es decir, no se requiere de banco de préstamo para tales trabajos Para la fabricación de concretos, el banco propuesto la siguiente ubicación: Arena y grava para concretos: a 8.1 kms del sitio de la PTAR en dirección suroeste Coordenadas: 31° 23´04” N 106° 08´06” Se

anexa

el reporte

del estudio de geotecnia

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llevado a

cabo por LACOSA.

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1.6 SELECCIÓN DE LOS SITIOS PARA EL SISTEMA DE TRATAMIENTO Y/O ESTACION DE BOMBEO Durante los reconocimientos de campo, se selecciono el sitio tentativo para ubicar e instalar el sistema de tratamiento para la localidad, siendo dos alternativas posibles considerando la topografía de la zona, la dirección de los vientos dominantes, la disponibilidad de tierra factible a ser protocolizada, etc. La propiedad seleccionada se ubica a 1,000 metros de las ultimas viviendas de la localidad en dirección este en las coordenadas 31º 21’ 50” latitud Norte y 105º 59´ 20” de longitud Oeste. El terreno cuenta con 6.5 Ha. de superficie total cuyo régimen de propiedad es pequeña propiedad siendo propietaria actual la Junta Central de Agua y Saneamiento de Chihuahua. El punto de descarga del agua residual tratada se ubica a 25 metros aguas abajo del sitio del tratamiento en un dren agrícola. 1.7 EVALUACIÓN DE LOS RESULTADOS DE CAMPO Y LABORATORIO La localidad de Práxedis G. Guerrero cuenta actualmente con una cobertura del 70% de alcantarillado sanitario. Por este motivo se utilizarán los datos de calidad presentadas en el Plan Maestro y referidas en el documento del anteproyecto. 1.8 DETERMINACION DEL VOLUMEN DE AGUA A TRATAR. Para la determinación del gasto de diseño del sistema de tratamiento se consideraron los datos presentados anteriormente y basados en los datos de tasas de crecimiento proporcionados por el CONAPO, los criterios de la Comisión Nacional del Agua y los datos de población proporcionados por INEGI en su censo 2000. Cabe resaltar que se proyectaron los datos para dos años mas hasta el año 2027, y los datos se muestran en la siguiente tabla:

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1.9 PARÁMETROS DE DISEÑO Población Actual (2007) Población de Proyecto (2027) Dotación Aportación (80% de la Dotación) Coeficiente de Harmon Coeficiente de Seguridad Gasto Mínimo Gasto Medio de Diseño Gasto Máximo Gasto Máximo Extraordinario

3,546 4,543 350 280 3.38 1.50 7.36 14.72 48.34 72.51

Habitantes Habitantes Lhd Lhd Lps Lps Lps Lps

1.10 DETERMINACION DE LA CALIDAD DEL AGUA A TRATAR La calidad del agua residuales a tratar de Práxedis G. Guerreo para fines de este proyecto se obtuvieron del anteproyecto de COCEF (2005) que a su vez las tomo del Plan Maestro, que es el registro mas reciente de muestreo y análisis en la región con que se cuenta. Los datos que arrojan tanto el anteproyecto como el plan maestro se presentan a continuación, y se compararon con los parámetros típicos de aguas residuales municipales para el Estado Chihuahua en la siguiente tabla: COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUIMICAS Y BIOLÓGICAS DE LAS DESCARGAS DE AGUAS RESIDUALES DE PRAXEDIS G. GUERRERO CON LAS DE AGUAS RESIDUALES TÍPICAS MUNICIPALES PARA EL ESTADO DE CHIHUAHUA CONCENTRACIÓN CONCENTRACIÓN PARÁMETRO UNIDADES (*) (#) PH unidades 7.43 6–9 Temperatura °C 21.7 22 – 28 Sólidos Sedimentables ml/l 0.49 4.0 Grasas y Aceites mg/l 38.06 30.0 Demanda Bioquímica de Oxígeno mg/l 142.5 250 Sólidos Suspendidos Totales mg/l 100.24 250 Nitrógeno Total mg/l 47.33 40 Coliformes Fecales NMP / 100 ml 19,300 >1,000,000 (*) Valores obtenidos por el muestreo (#) Valores de agua residual típica (En este caso se compara por ser la entrada a la planta de tratamiento)

De acuerdo a lo presentado en la tabla anterior, el agua residual de la localidad de Práxedis G. Guerrero tiene características que están por debajo de las de un agua residual doméstica típica.

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Con base en lo anterior y tomando en consideración lo propuesto por COCEF en el anteproyecto de 2005, para la planeación del saneamiento y el diseño del sistema de tratamiento se propone adoptar las siguientes concentraciones de los principales parámetros de diseño del agua residual a tratar: PARÁMETRO UNIDADES DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO mg/lt (DBO) SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES mg/lt (SST) COLIFORMES TOTALES NMP 100 ml

CONCENTRACIÓN 254 208 10,000,000

RESUMEN DE LOS PARAMETROS DE DISEÑO PARÁMETRO GASTO NOMINAL GASTO MÁXIMO DEMANDA BIOQUÍMICA DE OXIGENO DBO SOLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES SST COLIFORMES TOTALES

1.11 APROVECHAMIENTOS ACTUALES RESIDUALES CRUDAS Y TRATADAS

UNIDAD Lps Lps mg/lt mg/lt mg/lt

Y

POTENCIALES

CANTIDAD 14.72 48.34 254 208 10,000,000

DE

LAS

AGUAS

1.11.1 Aprovechamiento actual del agua residual Como se menciono anteriormente la localidad de Práxedis G. Guerrero cuenta con un 70% de cobertura del sistema de alcantarillado sanitario, sin embargo no existe una descarga controlada de las aguas generadas por lo hogares y comercios de la comunidad debida a las malas condiciones del cárcamo de bombeo, y a la disposición de las aguas residuales en letrinas de las viviendas que no cuentan con sistema de alcantarillado. Esto ocasiona un problema para los habitantes, pues estos sistemas de disposición del agua residual domestica se saturan rápidamente, y vierten los desechos a cielo abierto, haciendo necesario la construcción de otras letrinas, como sustitución de las saturadas.

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1.11.2 Aprovechamiento potencial de las aguas tratadas El efluente del sistema de tratamiento propuesto tendrá una calidad tal que pueda reutilizarse en riego agrícola, y es de suma importancia resaltar la ventaja que tiene el reutilizar esta agua tratada en riego sobre todo por la presencia de nutrientes como son Nitrógeno y Fósforo, que son fertilizantes naturales. Con el agua residual tratada se estima podrán regarse hasta 14 has. de cultivo. Los cultivos factibles de ser beneficiados por el riego con agua tratada se encuentran: Alfalfa, Trigo, Maíz, etc. La zona que se estima como mas apropiada para reutilizar el efluente tratado es aguas abajo del sistema de tratamiento. Otra uso indirecto, y muy importante es mantener la calidad del ambiente en la zona para evitar el deterioro del mismo, además de evitar la formación de un foco de infección y la proliferación de fauna nociva.

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2. ANALISIS DE ALTERNATIVAS DE TRATAMIENTO Un análisis detallado de alternativas fue presentado tanto en el Plan Maestro para el Mejoramiento de los Servicios de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento para 23 localidades del Valle Juárez (1999), como en el anteproyecto de saneamiento (2005). En estos estudios se analizaron y evaluaron técnica y económicamente diferentes alternativas de tratamiento teniendo en consideración los datos obtenidos en campo, laboratorio y gabinete, así como a la necesidad de aprovechar integralmente y conservar la calidad del recurso hidráulico. En estos estudios se dimensionaron las unidades que comprenden cada una de las tecnologías de tratamiento, se obtuvo su costo de inversión, se estimaron los costos de operación y se determinó el costo a valor presente de cada alternativa. A continuación se presenta una descripción general de las diferentes tecnologías y alternativas de tratamiento referidas en los estudios mencionados: 1.- Lagunas Facultativas. 2.- Lagunas Aireadas 3.- Sedimentación Primaria con Pulimento mediante Lagunas. 4.- Sedimentación Primaria con Digestión Anaerobia de Lodos Integrada mas pulimento mediante Humedales Artificiales. 2.1 DESCRIPCIÓN DE TECNOLOGÍAS CONSIDERADAS 2.1.1 Lagunas de Facultativas. A estas lagunas, que son el tipo de laguna más comúnmente encontrado, también se les llama lagunas de oxidación. La capa superficial de estas lagunas funciona de forma aeróbica, mientras que la capa cercana al fondo tiene un comportamiento anaeróbico. El oxígeno es suministrado por aireación superficial y por la fotosíntesis de las algas. La mayoría de los sólidos no se mantienen en suspensión, sino que se sedimentan al fondo de la laguna donde se descomponen de forma anaerobia. Las lagunas facultativas se diseñan en series, con un mínimo de tres celdas para evitar que las corrientes de chorro produzcan corto circuito.

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Ventajas y Desventajas Ventajas: - Puede producir un efluente de calidad moderada con bajos requerimientos de energía - Tanto la remoción de DBO como de sólidos ocurren en la misma laguna - Sencillo y económico de construir y operar Desventajas: - Requieren de grandes superficies para su implementación. - Los costos de inversión se ven aumentados grandemente cuando hay presencia de nivel freático o material “C” - Un problema lo ocasiona el crecimiento de algas que permanecen en el efluente, algunas veces causando que la concentración de los sólidos suspendidos totales excedan las condiciones de descarga. - Posibilidad de infiltraciones al subsuelo si el fondo o los taludes no son suficientemente impermeables. - Los sólidos acumulados deben de removerse cada 2 o 3 años. - Se presentan problemas de olores cuando el diseño es inadecuado o cuando termina su vida útil. 2.1.2 Lagunas Aireadas Las lagunas aireadas son sistemas lagunares que se airean por medios mecánicos o de difusión de aire. en este tipo de tratamiento, el crecimiento de algas generalmente se impide o se reduce al aplicar aireación artificial para abastecer de oxígeno al proceso. Las lagunas aireadas pueden ser parcial o completamente mezcladas. Debido a que los sólidos se mantienen en suspensión, el tiempo de retención requerido para remover la DBO soluble en la laguna aeróbica es menor comparado con el tiempo requerido en una laguna facultativa. Considerando que los sólidos están en suspensión, el efluente de una laguna aeróbica tendrá una mayor concentración de sólidos que el efluente de una laguna facultativa. Por lo anterior, se requiere que después de la laguna aeróbica se implemente un proceso de separación de sólidos para alcanzar un efluente de alta calidad. Normalmente, la remoción de sólidos suspendidos se logra por medio de una laguna facultativa con tiempo de retención menor o igual a un día. Las lagunas aireadas son sistemas en los que no se reciclan los lodos activados. Estos normalmente se pierden en el efluente de manera paulatina.

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Ventajas y Desventajas Ventajas: - Pueden manejar cargas más altas de DBO que las lagunas facultativas - Generan menos olores - Fácil operación y mantenimiento Desventajas: - Requieren de una gran superficie - Es difícil modificar el proceso - Altas concentraciones de sólidos suspendidos en el efluente - El proceso es muy sensible a las variaciones de temperatura - Necesidad de remover sólidos de la laguna de sedimentación - Costos considerables de operación y mantenimiento asociados a los equipos de aireación, y que se incluyen durante todo el horizonte de planeación. Esta tecnología fue descartada por los altos los costos asociados a la energía eléctrica para los equipos de aireación que representan un desembolso económico para el organismo operador, además de requerir mano de obra semi-calificada para la operación y el mantenimiento del sistema de tratamiento. 2.1.3 Sedimentación Primaria con Pulimento mediante Lagunas El objetivo de un tratamiento por medio de sedimentación es la remoción de sólidos que sean susceptibles a sedimentarse y de esa manera disminuir el contenido de sólidos suspendidos. Cuando se coloca un líquido que contiene sólidos en suspensión en un estado relativamente tranquilo, aquellos sólidos que tienen una gravedad específica mayor que la del líquido tienden a sedimentarse. Estos principios se utilizan en el diseño de unidades de sedimentación para el tratamiento de aguas residuales. Las unidades de sedimentación primaria pueden ofrecer un nivel de tratamiento adecuado a las necesidades actuales, o pueden ser utilizados como unidades preliminares para un tratamiento más avanzado. Cuando son utilizados como tratamiento principal, estas unidades pueden ofrecer la remoción de: - Sólidos Sedimentables capaces de formar una capa de lodos en el cuerpo receptor - La mayoría de la materia flotante.

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Cuando son utilizados como un paso preliminar de un tratamiento biológico más avanzado, su función es la de reducir la carga en las unidades de tratamiento biológico y se puede diseñar para ofrecer tiempos de retención menores y tener cargas superficiales mayores que las unidades que ofrecen el tratamiento principal. A los lodos subproducto del tratamiento mediante esta tecnología, es necesarios darles un tratamiento previo a su disposición o reutilización. Dicho tratamiento consiste principalmente en un secado del mismo y adicionarle cal para lograr su estabilización. Este proceso se lleva a cabo en un lecho de secado de lodos y en el caso de esta localidad seria manualmente. Ventajas/Desventajas Comúnmente se utilizan tanques rectangulares y circulares para el tratamiento primario. los tanques rectangulares parecen lograr mejores eficiencias de remoción que los tanques circulares. Los tanques rectangulares con muros “comunes” son ventajosos para sitios con problemas de espacio. Sin embargo, la remoción de lodos en las esquinas es un problema. Ventajas: - Ocupan un área menor cuando se instalan varias unidades - Ofrecen un menor costo ya que se comparten muros cuando se instalan varias unidades - Las unidades se pueden cubrir con mayor facilidad si existieran problemas de olores Desventajas: - Suelen formar volúmenes “muertos” - Son muy sensibles a sobrecargas hidráulicas Esta tecnología fue descartada por la necesidad de operación continua de equipo de combustión interna en la extracción de los lodos de las unidades de sedimentación primaria, además de la necesidad del manejo de los mismos. Adicionalmente la obra civil para esta alternativa se encarece por el uso de concreto.

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2.1.4 Sedimentación Primaria con Digestión Anaerobia de Lodos Integrada mas Pulimento mediante Humedales Artificiales. Esta tecnología presenta una variación respecto a la anterior, y estriba en que la unidad de sedimentación primaria cuenta con volumen adicional para la digestión y almacenamiento durante periodos largos de los lodos generados en el proceso. Esta cámara de digestión de lodos permite el manejo y disposición más adecuada y sencilla de los mismos posterior a su desalojo de la unidad de sedimentación. El tiempo de retención hidráulico es mayor en comparación con otros tipos de unidades de sedimentación. Ventajas/Desventajas Ventajas - Lodo generado más estable. - Mayor tiempo de retención hidráulico. - Mejor manejo y disposición de los lodos generados. Desventajas - Costo de construcción elevado. - Se requiere una configuración topográfica adecuada donde se ubicará para evitar el bombeo de los lodos. - Puede presentar inconvenientes para su construcción por sus dimensiones. Los humedales artificiales ofrecen la capacidad de tratamiento de los humedales naturales sin las restricciones asociadas con descargar a cuerpos receptores naturales. Dos tipos de humedales artificiales han sido desarrollados, tanto cubiertos como no cubiertos. Cuando estos sistemas son usados como tratamiento secundario o de pulido, consisten en dos trenes o canales paralelos con suelo relativamente impermeable, barreras hidráulicas, plantas emergentes, y profundidades relativamente bajas (de 10 a 60 cm.). En este proceso es necesario podar las plantas que emergen. Ventajas y Desventajas. Ventajas: - Bajos costos de operación y construcción. - Confiables y consistentes. - De simple operación. - Nivel avanzado de tratamiento. - Elimina la necesidad de manejo de químicos. - Acepta variaciones en el afluente. - Atractivo a la vida silvestre.

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Desventajas: - Ocupan mucha superficie - Desarrollo potencial de mosquitos. - Faltan factores óptimos de diseño Esta alternativa fue rechazada por la necesidad de grandes superficies de tierra para la implementación de la tecnología denominada humedales artificiales, esto dada la poca disponibilidad de terreno, toda vez que la zona donde se implementara el sistema de tratamiento es agrícola y tiene un costo elevado en el mercado.

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3. DISEÑO CONCEPTUAL Y BASICO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO 3.1 Introducción Con el fin de controlar la calidad del agua en cuerpos receptores originada por los asentamientos humanos, los gobiernos Federal, Estatal, y Municipales han tomado medidas para solucionar este problema, mediante la creación de disposiciones legales que regulen la calidad del agua estableciendo limites en los parámetros contaminantes del agua tanto Industrial como municipal. Dichas medidas están asentadas en la "Ley General de equilibrio Ecológico y la protección al medio ambiente" y la "Ley Ecológica para el Estado de Chihuahua", así como en la "Ley de Aguas Nacionales" y "La Ley Federal de Derechos en materia de Agua". Con el propósito de promover la preservación, conservación y mejoramiento de la calidad del agua en las cuencas hidrológicas y acuíferos de acuerdo con las normas oficiales mexicanas se presenta una propuesta de construcción de un Sistema de Lagunas de Estabilización que tratará las aguas residuales de origen doméstico provenientes de la localidad Práxedis G. Guerrero Mpio. del mismo nombre. La evacuación de las aguas residuales se realizará mediante un sistema sanitario por gravedad con colectores, y una estación de bombeo y un emisor final a presión, para posteriormente procesar el efluente en el Sistema Lagunar por construir. En la propuesta de construcción se considera una aportación de aguas residuales de 280 litros por habitante por día, se considera además aguas residuales únicamente de origen municipal, de fácil biodegradabilidad y un gasto nominal de diseño de 14.72 litros por segundo. 3.2 Ordenamientos legales Se toma como referencia la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección del medio ambiente, la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT-1996 (Diario Oficial 06 de Enero de 1997) estableciendo limites máximos permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales. Se establece como principales parámetros de control, los estipulados en la tabla II de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEMARNAT-1996, que establece los límites máximos permisibles de contaminación en las descargas de aguas residuales en aguas y bienes nacionales.

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Por otra parte por el tipo y la cantidad de contaminantes que caracterizan a las aguas residuales de la industria, sus descargas al alcantarillado municipal, pueden producir efectos adversos a los ecosistemas y daños a los sistemas de tratamientos de las aguas residuales, por lo que es necesario que estas descargas cumplan con los limites máximos permisibles estipulados por la normatividad. Por lo tanto siendo las autoridades municipales correspondientes, a través de los organismos locales que se integran para el control y la prevención de la contaminación del agua, los responsables de la calidad del agua residual que sale del alcantarillado de la localidad tendrán que proveer el tratamiento necesario a la misma, para que su calidad satisfaga los requerimientos previstos por las reglamentaciones federales, estatales, y municipales. Igualmente ser responsables de vigilar el cumplimiento de las obligaciones legales de los responsables de las descargas de aguas residuales industriales que realicen a el sistema de alcantarillado, con el fin de asegurar la tratabilidad de las aguas residuales de la localidad en la planta municipal que se construya para tal fin, así como para el cobro equitativo de las cuotas para cubrir los costos de tratamiento de las mismas.

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Concentraciones de contaminantes de efluentes a descargar en ríos y suelo Ríos uso en riego Uso público Protección de agrícola urbano vida acuática P.M. P.D. P.M. P.D. P.M. P.D. 4-10 4-10 4-10 4-10 4-10 4-10 N.A. N.A. 40 40 40 40

Suelo la Uso en riego agrícola P.M. P.D. 4-10 4-10 N.A. N.A.

Grasas y aceites mg/l

15

25

15

25

15

25

15

25

Materia flotante

*

*

*

*

*

*

*

*

Parámetros

Unidades

Ph Temperatura

ºC

Sólidos sedimentables

ml/l

1

2

1

2

1

2

N.A.

N.A.

SST DBO Nitrógeno total Fósforo total Arsénico Cadmio Cianuro Cobre Cromo Mercurio Niquel Plomo Zinc

mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l

150 150 40 20 0.2 0.2 2.0 4.0 1.0 0.01 2.0 0.5 10

200 200 60 30 0.4 0.4 3.0 6.0 1.5 0.02 4.0 1.0 20

75 75 40 20 0.1 0.1 1.0 4.0 0.5 0.005 2.0 0.2 10

125 125 60 30 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.01 4.0 0.4 20

40 30 15 5 0.1 0.1 1.0 4.0 0.5 0.005 2.0 0.2 10

60 60 25 10 0.2 0.2 2.0 6.0 1.0 0.01 4.0 0.4 20

N.A. N.A. N.A. N.A. 0.2 0.05 2.0 4.0 0.5 0.005 2.0 5.0 10

N.A. N.A. N.A. N.A. 0.4 0.1 3.0 6.0 1.0 0.01 4.0 10.0 20

Coliformes nmp/100 ml 1,000 2,000 1,000 2,000 1,000 2,000 1,000 2,000 fecales Fuente: NOM-001-SEMARNAT-1996 publicada en el Diario Oficial de la Federación el día 6 de Enero de 1997. * P.M. P.D. N.A.

Ausente Promedio Mensual Promedio Diario No Aplica

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3.3 DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGIA UTILIZADA EN EL TRATAMIENTO El sistema de tratamiento propuesto para la localidad de Práxedis G. Guerrero en el Municipio M.N. es un Sistema de Lagunas de Estabilización y tiene la siguiente configuración: Tratamiento primario Dos Lagunas Anaerobias en paralelo en las cuales se eliminará un alto porcentaje de los sólidos suspendidos y sedimentables presentes en el agua residual por efecto gravitacional, es decir, por el efecto del propio peso de las partículas que se depositaran en el fondo de las lagunas. Este tipo de lagunas deben ser diseñadas con una adecuada carga orgánica para evitar el desarrollo de condiciones indeseables que generen olor, así como los dispositivos de entrada del afluente y recolección del efluente. En estos estanques la disminución de la DBO se estima hasta en un 40% del total. Los lodos subproducto del tratamiento se estabilizan en el fondo de los estanques y deben ser retirados cuando el espesor del mismo sea igual o superior a 1/3 del tirante total. El lodo se mineraliza y no presenta riesgos a la salud tanto en su manejo como en su disposición. El método de diseño utilizado es el de Maráis. Tratamiento secundario Posterior a las Lagunas Anaerobias se ubican dos Lagunas del tipo Facultativo. En estas unidades de tratamiento, el tirante de operación (2.00 metros) permite la estratificación del cuerpo de agua donde en la parte superior se encuentra una capa de aproximadamente 0.50 metros con condiciones aerobias (presencia de Oxígeno); luego se presenta un estrato intermedio con un espesor de 0.30 metros en el que existe una interfase de dos condiciones (aerobia y anaerobia) y por último el resto del tirante de operación presenta condiciones anaerobia. En estas condiciones la presencia de bacterias que pueden desarrollarse en ambas condiciones y realizar sus funciones vitales permite la estabilización de la materia orgánica. En este tipo de estanques como en los anaerobios es importante el mantener una adecuada carga orgánica superficial en el mismo. Los tirantes de operación idóneos para estas lagunas es de 1.2 a 2.4 metros. En este tipo de estanques la producción de lodo es mínima, sin embargo es necesario el monitoreo del mismo, si el tirante de lodos rebasa el 1/3 del tirante total se requerirá su desalojo. El Método utilizado en el diseño de estas lagunas es el de Yáñez.

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Pulimento Como parte del sistema lagunar propuesto se incluye una laguna de maduración o pulimento para mejorar la calidad del agua previa a su disposición en el cuerpo receptor. Esta laguna favorecerá la eliminación de las bacterias patógenas presentes en el agua residual debido a su tirante de 1.00m el cual permite la penetración de los rayos del sol actuando como un desinfectante natural, a su vez la escasa disponibilidad de sustrato en el cuerpo de agua provoca una batalla por el mismo entre los diferentes tipos de bacterias ahí presentes, siendo las bacterias patógenas las menos favorecidas. Esta tecnología no demanda consumo de energía eléctrica, por lo que sus costos de operación y mantenimiento son muy bajos. Para asegurar la permanencia del agua en los estanques y evitar infiltraciones al subsuelo los taludes internos de las lagunas se revisten con material impermeable. 3.4 Descripción del sistema de tratamiento Pretratamiento y Estación de Bombeo La zona de estudio presenta una topografía llana lo que origina que el sistema de alcantarillado se profundice considerablemente, por este motivo es necesaria la construcción de una estación de bombeo para “levantar” el agua residual y darle carga hidráulica previo a su tratamiento en el sistema lagunar. La estación de bombeo esta diseñada para un tiempo de residencia en la cámara húmeda de no más de 25 minutos, para evitar las condiciones de septicidad, así mismo está contará con la capacidad hidráulica suficiente para proteger la infraestructura en general y contará con un equipo de emergencia para cuando se presenten fallas en el suministro de energía eléctrica. El pretratamiento consistirá básicamente en un sistema de desbaste manual con rejillas a 45° y con una separación de 3.5 cms. Este sistema evitará que algún objeto de mediano tamaño obture o atasque los equipos de bombeo. Se propone este sistema sencillo y fácil de operar debido a la profundidad de llegada del emisor a gravedad al cárcamo de bombeo, pues de otra manera sería una carga financiera grande la operación y mantenimiento de una estructura mas sofisticada. Emisor final Presurizado La línea de conducción a presión que conducirá el agua residual sin tratamiento del cárcamo bombeo al sistema de tratamiento se propone de Polietileno de Alta Densidad de 10” de diámetro RD 41.

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Este emisor llegará primeramente a una estructura derivadora de gasto de concreto armado que repartirá equitativamente el caudal de aguas residuales a cada laguna de anaerobia. Tratamiento primario Las lagunas anaerobias (2) se construirán con material producto de la excavación, teniendo las siguientes dimensiones: Lado largo interior = 25.00 metros, lado corto interior = 25.00 metros, el tirante de operación normal será de 3.50 metros. La relación de taludes propuesta es de 1.5 horizontal por 1.0 vertical. La corona de bordo se considera de 4.0 metros. El tiempo de retención hidráulico en estas unidades es de 5.0 días. Con el fin de evitar una posible infiltración por los taludes interiores de las lagunas y además dar estabilidad a los mismos se considera la instalación de una geomembrana de polietileno de alta densidad (PAD) de 1 mm de espesor, colocada sobre un geotextil de 200 gr/m2 para prevenir picaduras de la geomembrana. Tratamiento secundario Los estanques facultativos (2) en que se llevará a cabo el tratamiento secundario serán de características similares a las lagunas anaerobias, es decir, sus bordos se conformarán con material producto de la excavación, y tendrán las siguientes dimensiones: Lado largo interior = 145.0 metros, lado corto interior = 50.0 metros y tirante de operación normal de 2.00 metros. La relación de taludes propuesta es de 1.5 horizontal por 1.0 vertical. La corona de bordo se considera de 4.0 metros. El tiempo de retención hidráulico en estas unidades es de 24.7 días. Desinfección: La laguna de maduración será de características similares a los estanques previos y tendrá Las siguientes dimensiones: Lado largo interior = 378 metros, lado corto interior = 40.0 metros y tirante de operación normal de 1.00 metros. La relación de taludes propuesta es de 1.5 horizontal por 1.0 vertical. La corona de bordo se considera de 4.0 metros. El tiempo de retención hidráulico en estas unidades es de 11.9 días. Con el fin de evitar una posible infiltración por los taludes interiores de las lagunas y dar estabilidad a los mismos se considera la instalación de una geomembrana de polietileno de alta densidad (PAD) de 1 mm de espesor, colocada sobre un geotextil de 200 gr/m2 para prevenir picaduras de la geomembrana.

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El efluente tratado será descargado mediante una estructura esviajada en el dren agrícola contiguo. 3.5 Gasto nominal de diseño El sistema lagunar esta diseñado para tratar un gasto de 14.72 lps y eventualmente un gasto máximo de 48.34 lps. 3.6 Tiempo de retención hidráulico del sistema El tiempo de retención hidráulico total del sistema de tratamiento es de 41.6 días.

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4. MEMORIA DE CALCULO 4.1 SISTEMA LAGUNAR DATOS DE PROYECTO POBLACION ULTIMO CENSO INEGI (2000)

Hab

3,486

POBLACION 2007

Hab

3,546

Hab

4,543

%

1.27

lphpd

350

lphpd

280

POBLACIÓN PROYECTO (2027)

POB

TASA DE CRECIMIENTO POBLACIONAL (promedio, ver tabla de tasas de crecimiento) DOTACIÓN

DOT

APORTACIÓN FLUJO DE AGUAS RESIDUALES

APORT

lps

14.72

GASTO MEDIO DIARIO

QMD

m3/d

636

lps

7.36

GASTO MÍNIMO

3.38

COEFICIENTE DE HARMON GASTO MÁXIMO

QMAX

lps

48.34

GASTO MÁXIMO EXTRAORDINARIO

QMAX_EXT

lps

72.51

CARGA DE DBO-5 AFLUENTE

DBO0

mg/l

254

mg/l

208

SÓLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES DBO REQUERIDA EN EL EFLUENTE

DBOF

mg/l

75

SST REQUERIDO EN EL EFLUENTE

SSTF

mg/l

75

TEMPERATURA MEDIA VERANO*

T_VER

g cent

19

TEMPERATURA MEDIA INVIERNO*

T_INV

g cent

8.7

TEMPERATURA MEDIA DEL AGUA RESIDUAL

T_AGUA

g cent

17.0

CONCENTRACION INICIAL DE COLIFORMES

# col/100ml

1.0E+07

CONCENTRACIÓN DE COLIFORMES REQUERIDO EN EL EFLUENTE FINAL

# col/100ml

1.0E+03

* Las temperaturas fueron obtenidas por las estaciones meteorológicas instaladas por la Junta Central de Agua y Saneamiento en la zona de estudio, resultados 2005. (fuente http://www.chihuahua.gob.mx/jcas)

29 DE 95

PROYECTO EJECUTIVO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE PRAXEDIS G. GUERRERO, CHIH.

DISEÑO DE LAS LAGUNAS DE ANAEROBIAS NUMERO DE LAGUNAS EN PARALELO

Laguna

2

GASTO A TRATAR POR UNIDAD DE TRAMIENTO

M3/d

636.0

CARGA ORGÁNICA APLICADA POR UNIDAD DE TRATAMIENTO

gr.m3/dia

100

PROFUNDIDAD EFECTIVA DE LA LAGUNA (PROPUESTA)

M

3.25

PROFUNDIDAD ADICIONAL PARA ACOMULACION DE LODOS

M

0..25

TEMPERATURA MEDIA DEL MES MAS FRIO VOLUMEN TOTAL DE LA LAGUNA, CONSIDERANDO ZONA DE ALMACENAMIENTO DE LODOS RELACIÓN LARGO/ANCHO

g cent

8.7

m3

3,202.7

ANCHO INTERIOR

M

25.0

LARGO INTERIOR

M

25.0

PROFUNDIDAD EFECTIVA DE LA LAGUNA

M

3.50

1.0

1.50

RELACION DE TALUDES PRODUCCIÓN DE LODO ANUAL QUE RECIBIRÁ CADA LAGUNA

m3

182

NUMERO DE AÑOS EN LOS QUE SE ACUMULARÁ EL LODO

años

5.9

PERIODO DE RETENCIÓN SIN LODO

días

5.0

ESTIMACION DE LA REDUCCIÓN DE LA DBO

%

40

CARGA DE DBO EN EL EFLUENTE

mg/l

152.4

CARGA ORGÁNICA SUPERFICIAL APLICADA POR UNIDAD DE TRATAMIENTO

kg DBO/ Ha*d 1,765.4

Para el diseño de las lagunas anaerobias se utilizó el método de Maráis con una carga volumétrica a aplicar de 100 g/m3 d. DISEÑO DE LAS LAGUNAS FACULTATIVAS NUMERO DE LAGUNAS EN PARALELO

laguna

2

GASTO A TRATAR POR UNIDAD DE TRAMIENTO

M3/d

636

CARGA DE DISEÑO (PROPUESTA POR METODO DE YAÑEZ)

kg DBO/Ha/d123.6

ANCHO INTERIOR

m

50

LARGO INTERIOR

m

145

PROFUNDIDAD DE LA LAGUNA

m

2.00

RELACIÓN LARGO / ANCHO

3

RELACION DE TALUDES

1.50

VOLUMEN DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

m3

15,688.0

TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO

días

24.7

SUPERFICIE DE LA LAGUNA

m2

7,844 0.15

COEFICIENTE DE DEGRADACION

30 DE 95

PROYECTO EJECUTIVO PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL DE PRAXEDIS G. GUERRERO, CHIH.

ESTIMACIÓN DE LA DBO EN EL EFLUENTE

mg/l

33.4

EFICIENCIA DE LA LAGUNA EN INVIERNO

%

78.2

COLIFORMES FECALES EN EL EFLUENTE

NMP/100 ml 12000

Para el diseño de las lagunas Facultativas se utilizó el Método de Yáñez, con un coeficiente de degradación de 0.151 y una carga orgánica de diseño de 123.6 Kg DBO/Ha d. DISEÑO DE LAS LAGUNAS DE PULIMENTO NUMERO DE LAGUNAS EN PARALELO

Laguna

1

GASTO A TRATAR POR UNIDAD DE TRAMIENTO

M3/d

1,272.0

CARGA DE DISEÑO (PROPUESTA POR METODO DE YAÑEZ)

kg DBO/Ha/d25.6

ANCHO INTERIOR

M

40

LARGO INTERIOR

m

378

PROFUNDIDAD DE LA LAGUNA

m

1.00

RELACIÓN LARGO / ANCHO

10

RELACION DE TALUDES

1.50

VOLUMEN DE LA UNIDAD DE TRATAMIENTO

m3

TIEMPO DE RETENCIÓN HIDRÁULICO

15,120

días

11.9

SUPERFICIE DE LA LAGUNA

m2

10,175.8

ESTIMACIÓN DE LA DBO EN EL EFLUENTE

mg/l

30.4

COLIFORMES FECALES EN EL EFLUENTE

NMP/100 ml 428.7

HUEVOS DE HELMINTO EN EL EFLUENTE

huevos/l