3.2.-
3.2.- OBRA OBRA DE DE LLEGADALLEGADA 3.2.1.-
3.2.1.- CONSIDERACIONES GCONSIDERACIONES GENERALESENERALES
Por obra de llegada entenderemos aquellos elementos que reciben el agua Por obra de llegada entenderemos aquellos elementos que reciben el agua afluente a la E.D.A.R., procedente directamente de la red de saneamiento. La obra de afluente a la E.D.A.R., procedente directamente de la red de saneamiento. La obra de llegada constará normalmente de:
llegada constará normalmente de: 1.
1. Pozo de gruesosPozo de gruesos
Objetivo: Separación gruesos y partículas de arena de
Objetivo: Separación gruesos y partículas de arena de tamaño superior a 3 mmtamaño superior a 3 mm
Dotación/equipos: Estará dotado de desbaste de gruesos y cuchara bivalva. Precisará Dotación/equipos: Estará dotado de desbaste de gruesos y cuchara bivalva. Precisará de un contenedor de residuos
de un contenedor de residuos 2.
2. Aliviadero:Aliviadero:
Objetivo: Constituir el by-pass general de planta, convirtiéndose en el punto de
Objetivo: Constituir el by-pass general de planta, convirtiéndose en el punto de inicioinicio de la red de by-pass
de la red de by-pass 3.
3. Reja de gruesos:Reja de gruesos:
Objetivo: proteger la estación de bombeo contigua, reteniendo los sólidos de tamaño Objetivo: proteger la estación de bombeo contigua, reteniendo los sólidos de tamaño superior a la l
superior a la luz establecidauz establecida 4.
4. Estación de bombeo:Estación de bombeo: Elevación a planta con el
Elevación a planta con el objetivo de establecer desde el punto máximo objetivo de establecer desde el punto máximo de elevación,de elevación, un proceso por
un proceso por gravedadgravedad
Los cálculos deberán realizarse en general para los caudales medio, punta y Los cálculos deberán realizarse en general para los caudales medio, punta y máximo horarios para tener en cuenta como reacciona la planta ante las distintas máximo horarios para tener en cuenta como reacciona la planta ante las distintas situaciones de afluencia de caudal, su capacidad de tratamiento y en
situaciones de afluencia de caudal, su capacidad de tratamiento y en que magnitud seque magnitud se ven afectados los parámetros de diseño comprobando que, en cualquier caso se ven afectados los parámetros de diseño comprobando que, en cualquier caso se encuentren dentro de los límites.
A. Pozo de grueso s Cálculos funcionales
Los parámetros de diseño más importantes serán:
• Carga superficial en m
3/m2.h
• Tiempo de retención en segundos • Calado mínimo en metros
• Velocidad de paso (m/s)
Establecido el tiempo de retención, que deberá oscilar entre 30 y 60 segundos (a Qmáx) y a partir del caudal, se calculará el volumen necesario de pozo.
Volumen pozo = Caudal (m3/s) * Tretención (s)
La superficie del pozo se obtendrá a partir del caudal y la carga superficial.
Siendo:
S = Superficie del pozo Qmáx = Caudal máximo afluente Cs = Carga Superficial (m3/m2.h)
Del conocimiento del volumen y la superficie se obtendrá un calado determinado que habrá de superar el mínimo establecido.
Calado (m) = Volumen pozo (m3)/ Superficie horizontal (m2)
s
C Q
S máx
Los valores de los parámetros anteriores serán: Carga hidráulica < 300 m3/m2.h (a Qmáx)
Tiempo retención: 30 - 60 seg (a Qmáx) Calado del pozo: >2 m
El caudal dividido entre la superficie transversal nos dará una velocidad de paso que también habrá de estar comprendida entre los límites fijados.
Dimensionamiento
La base del pozo es importante que sea tronco piramidal invertido, con paredes muy inclinadas con el fin de concentrar los sólidos y arenas decantadas en
una zona específica.
El dimensionamiento del pozo a partir de los cálculos funcionales realizados es simple: Será necesario tan solo establecer una relación anchura/longitud. Disponemos del calado, la superficie y el volumen, aplicando la citada relación tendremos las medidas del pozo de gruesos.
B. Aliviadero
Cálculos funcionales
Un punto fundamental en los sistemas de saneamiento unitario lo constituye el vertedero de crecidas. Su misión es la de evacuar, en el curso de agua más próximo, el excedente de caudal sobre el que se ha calculado como tope para el
funcionamiento de la depuradora.
Inicialmente se pensaba que en tiempo de lluvia, el agua que llegaba a la depuradota estaba tan diluida que era innecesario realizar su depuración. Sin
primeros 10-15 minutos de la precipitación está tan contaminada como el agua residual de tipo medio y a partir de los 20-30 minutos como el agua residual diluida.
Estos hechos hacen pensar en la necesidad de construcción de depósitos de retención para tiempos de permanencia de 230 a 30 minutos, que recogen las primeras escorrentías con contaminación alta. Una vez finalizada la aportación de tormenta, el volumen retenido en estos depósitos se reintroduce en la depuradora para su correcto tratamiento.
En caso de no existir el depósito de retención, el estudio del coeficiente de dilución será función directa del tipo de red de saneamiento (secciones, pendientes, sistemas de limpieza) y de las características de la cuenca receptora.
La recomendación en relación con los coeficientes de dilución a adoptar es: Aliviadero previo a pretratamiento: 3-4
Aliviadero previo a tratamiento primario: 2,4 Aliviadero previo a depuración biológica: 1,8
En caso de reducir el número de aliviaderos colocando uno sólo a la entrada a planta, el coeficiente de dilución a emplear será de 2 a 2,4.
El objetivo es determinar los metros lineales de vertedero.
En primer lugar hay que determinar el caudal a aliviar, que será todo aquel que pudiendo circular por el/los colector/es de llegada, superen la capacidad de tratamiento de la planta.
Conocido dicho caudal, y aplicando por ejemplo la fórmula simplificada de Francis, podremos calcular el caudal por metro lineal de vertedero.
Fórmula:
Siendo
Q = Caudal por metro lineal (m)
H = Altura de la lámina de agua sobre el vertedero (<25 cm a Qmed) (m)
La altura de la lámina de agua sobre el vertedero no debe sobrepasar los 25 cm.
Dimensionamiento
Determinado el caudal por metro lineal de vertedero, bastará con relacionarlo con el caudal a aliviar para obtener directamente la longitud de vertedero necesaria.
Los sistemas de alivio normalmente empleados en estaciones depuradotas consisten en vertederos rectangulares de pared delgada en un canal, sin contracción lateral y con vertido en lámina libre. Se define así un vertedero cuando el espesor (e) del umbral es menor que la mitad de la carga (h) y cuando el vertido es tal que deja un espacio (!) lleno de aire a la presión atmosférica entre la lámina y la pared de
salida del umbral y cuando la anchura de la lámina de vertido es exactamente igual a la del canal.
(
)
(
) ( )
1,5 3.600 2 , 0 1 83 , 1 ! ! ! " ! = H H QC. Reja de gruesos Cálculos funcionales
Estas rejas suelen ser rectas, de limpieza manual, la luz entre barrotes dependerá principalmente del tipo de estación de bombeo que tenga a continuación, habiendo de estar más protegidas las bombas sumergibles que los tornillos de Arquímedes.
La separación entre barrotes puede oscilar entre los 40 y los 100 mm.
La velocidad de paso que se establece para el agua residual oscilará entre 0,7-1 m/s para caudal medio, pudiéndose alcanzar valores de hasta 0,7-1,6 m/s para caudales máximos horarios.
Para el dimensionamiento del pozo donde deberán ir instaladas las rejas, se establecerá en primer lugar un ancho de canal de partida. Definido este, podemos determinar la sección útil de paso, y el calado necesario para un grado de colmatación determinado.
Siendo:
S = Sección útil de paso (m) Ac= Ancho de canal (m) L = Luz entre barrotes A b = Ancho de barrotes
G = Grado de colmatación (%)
El cálculo del calado necesario para un grado de colmatación establecido (suele ser del 30%) vendrá dado por la siguiente fórmula:
Siendo:
Q = Caudal de paso (m3/h) A b = Ancho de barrotes (mm) L = Luz entre barrotes (mm) G = Grado de colmatación (%) Ac = Ancho de canal (m) V = Velocidad de paso (m/s) Dimensionamiento G x Ab L L x Ac S + = ) ( ) 100 / 1 ( 600 . 3 G x V x L x Ac L Ab x Q Calado ! + =
simplemente en el de un paralelepípedo cuyo calado y ancho de canal ya han quedado determinados, la longitud es inmediata por tanto.
D. Estació n de Bombeo Cálculos funcionales
El diseño de la estación de bombeo requiere el dato de caudal a elevar, que deberá repartirse entre el número de bombas diseñado, el cual al menos debe ser de 2 (con el fin de que exista una de reserva). La determinación del número de bombas, vendrá en función del régimen de funcionamiento previsto. El segundo dato necesario para el diseño de la estación de bombeo será a altura a elevar, que vendrá dada por el cálculo de la línea piezométrica de la planta.
Dimensionamiento
El dimensionamiento del pozo de bombeo es función de las propias medidas de las bombas a instalar, la altura necesaria de la lámina de agua sobre el pozo y el tiempo de retención en el mismo, que puede situarse entre los 3 y los 5 minutos aproximadamente.
La relación entre el caudal y el citado tiempo de retención aporta el volumen del pozo de bombeo, cuyas dimensiones, condicionadas por el tamaño de las bombas y la altura de la lámina de agua, se definirán en función de la implantación prevista.
En función de lo anterior, obtendremos un diseño elaborado en la línea que a continuación se muestra como ejemplo:
OBRA DE LLEGADA
Qmed Qpunta Qmáx
Pozo de Gruesos
Caudal de paso m3/h m3/h m3/h
Carga superficial m3/m2h m3/m2h m3/m2h
Tiempo de retención Segundos Segundos segundos
Relación largo/ancho DIMENSIONES: Volumen m3 m3 m3 Superficie m2 m2 m2 Superficie transversal m m m Largo M m m Ancho M m m Calado M m m Velocidad de paso m/s m/s m/s Reja de Gruesos Luz Mm Velocidad de paso m/s m/s m/s Ancho de canal (m) M "#$%
Sección útil (m2) m2 %#&'
Calado (30% colmatación) M m m
"#$% "#&' Bombeo de agua bruta
BOMBAS:
Caudal de elevación m3/h m3/h m3/h
Nº unidades instaladas Ud ud ud
Nº unidades funcionando Ud ud Ud
Caudal unit. necesario m3/h m3/h m3/h
Caudal selecccionado m3/h m3/h m3/h
Altura de impulsión m.c.a. m.c.a. m.c.a.
Tiempo de funcionamiento h/d h/d h/d
POZO:
Volumen m3 m3 m3
Alto lámina de agua M m M
Superficie m2 m2 m2
Largo M m m
Ancho M m m
Tiempo de retención Minutos minutos minutos
By-pass/Aliviadero
Altura lámina agua s/vertedero Mm mm
Caudal a tratar m3/h m3/h
Caudal máximo de llegada m3/h m3/h
Caudal a aliviar m3/h m3/h
3.2.3.- EXPLOTACIÓN
Los datos de explotación más significativos en lo que al diseño de la E.D.A.R. se refiere, en esta unidad de proceso serán:
• Indice de producción de residuos
Permitirá definir el/los contenedor/es necesario/s para su recogida y la periodicidad de sustitución de los mismos.
Un índice aproximado suele ser de 12 l/1.000 hab/d. Aplicado este índice, obtendremos el volumen de residuos producidos, siendo entonces necesario definir el contenedor a instalar en función del número de días que se establezcan entre recogidas.
• Consumos eléctricos de las bombas y cuchara bivalva y potencia
instalada por cada una de ellas. 3.2.4.- CONTROL
El accionamiento de las bombas, su régimen de funcionamiento en continuo, la alternancia entre las distintas unidades y la sucesiva entrada de las mismas, deberá ir automatizado, en función de niveles de agua y horas de funcionamiento de los equipos. Puede diseñarse así mismo con variadores de velocidad para adaptarse a las distintas situaciones de afluencia de caudal.
