Tratamiento_de_aguas_servidas_a_traves_d

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Tratamiento de aguas 
servidas a través de 
“Lodos Activados” 
 Angela Castro Alucema 
Ingeniería Civil Ambiental 
Proyectos Sanitarios 
 
 
 
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FACULTAD DE INGENIERÍA 
 
Índice 
1. Introducción ...............................................................................................................................5 
2. Objetivos ....................................................................................................................................6 
3. Tratamientos de Agua ................................................................................................................7 
3.1 Pretratamiento ...................................................................................................................7 
3.2 Tratamiento primario .........................................................................................................8 
3.3 Tratamiento secundario .....................................................................................................8 
3.3.1 Sistemas de filtros por goteo ......................................................................................9 
3.3.2 Sistema de lodos activados .........................................................................................9 
3.4 Tratamiento terciario .......................................................................................................10 
3.5 Tratamiento de lodos .......................................................................................................11 
3.5.1 Tratamiento anaeróbico ...........................................................................................11 
3.5.2 Preparación de composta .........................................................................................12 
3.5.3 Pasteurización ..........................................................................................................12 
3.5.4 Estabilización con cal ................................................................................................12 
3 Normativa legal aplicable .........................................................................................................13 
3.1 D.S 90 ...............................................................................................................................13 
3.2 DFL 70 ...............................................................................................................................13 
3.3 NCh 1105/99 ....................................................................................................................13 
3.4 DFL. MOP Nº 382/88 ........................................................................................................13 
4 Funcionamiento general de una PTAS ......................................................................................14 
5 Cálculos ....................................................................................................................................16 
5.1 Determinación de la Población .........................................................................................16 
5.1.1 Cálculo de tasas de crecimiento: ..............................................................................18 
5.1.2 Dotación de Consumo ..............................................................................................19 
5.1.3 Coeficiente de recuperación .....................................................................................19 
5.1.4 Caudal Medio ...........................................................................................................19 
5.1.5 Caudal Máximo Diario ..............................................................................................20 
5.1.6 Caudal de infiltración y aguas lluvias ........................................................................20 
5.1.7 Caudal de diseño ......................................................................................................20 
 
 
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5.1.8 Caudal Máximo total ................................................................................................20 
5.1.9 Carga de DBO5 x habitante .......................................................................................21 
5.1.10 Carga de DBO5 diaria .................................................................................................21 
6 Especificaciones de la PTASS ....................................................................................................22 
6.1 Datos del diseño ...............................................................................................................22 
6.2 Calidad del efluente..........................................................................................................22 
6.3 Sistema de PRE- Tratamiento ...........................................................................................23 
6.3.1 Desbaste de Reja ......................................................................................................24 
6.3.2 Cálculo del ancho de la reja de desbaste ..................................................................25 
6.4 Estanques de aireación .....................................................................................................26 
6.4.1 Volumen del Reactor ................................................................................................26 
6.5 Estanque de sedimentación .............................................................................................27 
6.5.1 Tasa de sedimentación para el caudal medio diario (TSQMED)................................27 
6.5.2 Tasa de sedimentación para el caudal máximo (TSQMAX) .......................................28 
6.5.3 Carga de sólidos para el caudal medio diario (CSQMED) ..........................................28 
6.5.4 Carga de Sólidos para el caudal máximo (CSQMAX) .................................................29 
7 Conclusión. ...............................................................................................................................30 
8 Referencias ...............................................................................................................................31 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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TABLAS 
Tabla 1 Crecimiento Poblacional ......................................................................................................17 
Tabla 2 Datos....................................................................................................................................22 
Tabla 3 Concentración ......................................................................................................................22 
Tabla 4 Sistema Pre-Tratamiento .....................................................................................................23 
 
FIGURAS 
Figura N° 1 Pretratamiento ................................................................................................................7 
Figura N° 2 Tratamiento Primario ......................................................................................................8 
Figura N° 3 Sistemas de Lodos activados..........................................................................................10 
Figura N° 4 Tratamiento terciario .....................................................................................................11 
Figura N° 5 Datos censo(INE)............................................................................................................16 
Figura N° 6 Población IV Región .......................................................................................................17ECUACIONES 
Ecuación 1 Tasa de crecimiento .......................................................................................................18 
Ecuación 2 Caudal medio .................................................................................................................19 
Ecuación 3 Caudal máx diario ...........................................................................................................20 
Ecuación 4 Coeficiente de Harmon ..................................................................................................20 
Ecuación 5 caudal total ....................................................................................................................20 
Ecuación 6 Caudal ............................................................................................................................24 
Ecuación 7 Ancho de barras .............................................................................................................25 
Ecuación 8 BTS .................................................................................................................................26 
Ecuación 9 BV ...................................................................................................................................27 
Ecuación 10 VRLA .............................................................................................................................27 
Ecuación 11 TSQmedD .....................................................................................................................27 
Ecuación 12 TSQmáx ........................................................................................................................28 
Ecuación 13 CSQMED .......................................................................................................................28 
Ecuación 14 CSQMAX .......................................................................................................................29 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Introducción 
 
Cada vivienda e industria debe estar conectada a una red de alcantarillado, la cual a través 
de plantas elevadoras envían las aguas servidas a la Planta de Tratamiento, ubicada en un 
sector fuera de la ciudad. Estas aguas ingresan a cámaras especiales donde reciben el primer 
tratamiento, que consiste en la extracción de sustancias sólidas en suspensión, grasas y 
arena. El ciclo continúa con la eliminación, para, finalmente, descargar el agua tratada a 
masas de aguas. A continuación, se describirá cómo funciona el tratamiento de aguas 
servidas en todos sus procesos y también de forma general. También se realizarán cálculos 
para realizar este tipo de tratamiento en la Comuna de la Higuera, Región de Coquimbo. 
Del mismo modo se definirán los tipos de tratamientos a los cuales es sometida el agua 
residual (pretratamiento, tratamiento primario, secundario y terciario), la normativa legal 
aplicable con respecto a este tema para verificar si el agua tratada cumple con los 
parámetros que exigen las normas medio ambientales, lo que es fiscalizado por distintos 
organismos públicos, como ser el Ministerio del Medio Ambiente (MMA) y la Súper 
Intendencia de Servicios Sanitarios (SIS). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Objetivos 
 
• Describir las etapas del tratamiento de agua (primarios, secundarios y terciarios). 
• Identificar de manera general el funcionamiento del tratamiento de aguas servidas 
a través del método de lodos activados. 
• Dimensionar por medio de cálculos una planta que funcione con el método 
mencionado en el punto anterior. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Tratamientos de Agua 
En la actualidad existen distintas tecnologías que tienen como objetivo “reciclar las aguas 
residuales” o en este caso las aguas servidas, logrando una purificación para que estas 
puedan utilizarse nuevamente en la agricultura o industrias, por ejemplo, para el riego de 
áreas verdes. Cabe destacar que estas aguas una vez que están tratadas y listas para 
reutilizarse deben pasar por un proceso de monitoreo con el único fin que cumplan con la 
normativa legal aplicable que corresponda. 
Desde el punto de vista ambiental estos tratamientos son mas amigables con el medio 
ambiente, como se mencionó en el párrafo anterior pueden ser reutilizadas esta es una 
ventaja debido a que nuestro país específicamente nuestra región está pasando por un 
periodo de escasez de agua que al pasar los años se va incremento. 
 Estos tratamientos pueden realizarse a través de una amplia escala de opciones 
tecnológicas que van desde las mas simples, como por ejemplo las piscinas de aireación u 
otras más complejas que se describirán a continuación. 
3.1 Pretratamiento 
 
El primer paso en el tratamiento de las aguas va a consistir en la eliminación de materias 
gruesas, arenas y grasas, debido a que su presencia en la línea perturbaría el tratamiento 
total y el funcionamiento de los equipos. 
 
Figura N° 1 Pretratamiento 
 
 
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3.2 Tratamiento primario 
 
Esta etapa está destinada a separar las partículas de origen orgánicas, proceso que se realiza 
en unos tanques denominados clasificadores primarios, los que funcionan como 
decantadores, donde las partículas permanecen inmóvil durante varias horas. Entre el 30 y 
50% de la materia orgánica se decantan en partículas más pesadas que generan el fango 
primario mientras que los materiales grasosos o aceitosos flotan en la superficie, los cuales 
son derivadas nuevamente al pretratamiento. A ambos materiales en conjunto (materia 
orgánica decantada y materiales grasosos), se les conoce como “lodos en bruto”. 
 
Figura N° 2 Tratamiento Primario 
 
 
3.3 Tratamiento secundario 
 
El Tratamiento secundario o también mas conocido como tratamiento biológico, es la etapa 
en la cual se incorporan microorganismos que utilizan una cadena trófica que van desde las 
bacterias hasta hongos, los cuales se alimentan principalmente de gusanos o protozoarios. 
Estos dan origen a una biomasa que consiste principalmente en bacterias que se alimentan 
de materia orgánica, biomasa que se desarrolla en un ambiente aeróbico (en presencia de 
oxigeno). El agua sale del área de decantación primaria, ingresa al reactor biológico donde 
el objetivo del proceso es la eliminación, estabilización o transformación de la materia 
 
 
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orgánica coloidal y disuelta presente en las aguas, no separables por operaciones físicas o 
químicas y no sedimentables. 
En esta etapa la depuración biológica es la parte final del tratamiento secundario ya que se 
basa en la capacidad que poseen los microorganismos para degradar total o parcialmente 
los compuestos orgánicos que contienen el agua residual. 
Otro aspecto importante en el tratamiento Secundario es el caudal de recirculación del 
fango presente en los decantadores secundarios. Donde el flujo del agua fluye desde los 
decantadores primarios hacia el reactor biológico, y éste hacia los decantadores 
secundarios. Si el fango no recircula, presente en los decantadores secundarios, donde esta 
presente toda la micro fauna generada en el biológico, devolviéndolo en un todo o en una 
parte importante hacia la cabeza del reactor para su mezcla con el agua procedente de los 
decantadores primarios, los fangos acabarían entrando en anoxia dentro de los 
decantadores secundarios, muriendo y anulando todo el proceso biológico de tratamiento 
de laplanta. 
En esta etapa se emplean dos técnicas las cuales son: 
3.3.1 Sistemas de filtros por goteo 
 
 El es rociada en un lecho de piedras similar a lo que es el tamaño de un puño, luego sigue 
su circulación, donde su granulometría favorece la aireación. Los organismos que no son 
capaces de ingresar a los filtros pasan a unos clasificadores. Este sistema en conjunto con 
el tratamiento primario puede eliminar entre el 85 y 90% de la materia orgánica presente 
en el agua. 
 
3.3.2 Sistema de lodos activados 
 
El agua que sale del tratamiento primario pasa a un tanque de gran tamaño el cual está 
equipado con un sistema de burbujeo de aire. Donde el agua es aireada a medida que esta 
circula por el reactor, este medio que se airea con oxigeno facilita que los organismos 
consuman la materia orgánica y los microorganismos patógenos, disminuyendo la biomasa. 
Luego esta materia biológica se asienta y es bombeado para reiniciar su labor. El agua que 
sale de este proceso posee menos del 10% de la materia orgánica con la cual inició el 
proceso. 
 
 
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Figura N° 3 Sistemas de Lodos activados 
 
3.4 Tratamiento terciario 
 
Una vez que el agua sale de los decantadores secundarios se dirige a un sistema de 
desinfección generalmente por rayos ultravioleta. Éste es un proceso físico realizado 
mientras el agua pasa por una cámara de radiación. La luz ultra violeta puede, fácilmente, 
matar bacterias que sobreviven al cloro residual. Éste es un excelente medio para destruir 
las bacterias coliformes y los virus efluentes secundarios.También se puede realizar con 
cloro en forma de gas, lo cual es un método muy eficaz y barato , pero puede involucrar 
algunos riesgos ambientales, ya que, se pueden formar moléculas orgánicas cloradas. Existe 
a su vez otra alternativa que es mucho menos económica y compleja la cual es la 
desinfección por ozono. 
 
 
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Figura N° 4 Tratamiento terciario 
 
3.5 Tratamiento de lodos 
 
Constituyen un liquido de color negro y espero con un 97 o 98% de agua, probablemente 
posee presencia de organismos patógenos, pero si estos son eliminados, no presentan 
contaminantes tóxicos tales como metales pesados peligrosos y son utilizados como 
fertilizantes. Para lograr este resultado se deben usar 4 procedimientos los cuales son 
digestión o tratamiento anaeróbico, preparación de composta, pasteurización y 
estabilización con cal, los cuales se describen a continuación. 
 
3.5.1 Tratamiento anaeróbico 
 
La Digestión anaerobia o también conocido como tratamiento de lodos es un proceso 
bioquímico que puede estabilizar diferentes tipos de materia orgánica, que reduce los 
sólidos procedentes de la decantación primaria y del tratamiento biológico (tratamiento 
secundario), donde los microorganismos descomponen los sólidos orgánicos por digestión 
anaeróbica ( ausencia de oxigeno). Este tratamiento da como resultado la producción de 
biogás, el cual puede ser utilizado en los mismos procesos de tratamientos o se puede 
obtener CH4 (Metano) mediante una purificación. 
 
 
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Después de 4 a 6 semanas el resultado de este tratamiento es un “lodo tratado” con aspecto 
de humus, el cual es rico en nutrientes, donde su contenido patógeno es menor y puede ser 
utilizado como enmienda edáfica con el fin de mejorar los suelos agrícolas. 
3.5.2 Preparación de composta 
 
Etapa que consiste en mezclar los lodos con astillas y otros materiales que puedan absorber 
la cantidad de agua que poseen con el fin de disminuir el contenido de esta. Después se 
extienden sobre el campo, dejándolos reposar al aire libre. Al final de 6 a 8 semanas se 
genera una especie de humus el cual se mezcla con el suelo y las astillas son retiradas 
previamente. 
 
3.5.3 Pasteurización 
 
Consiste en deshidratar la pasta del lodo la cual se coloca en hornos de secado. Los 
Decantadores centrífugos encargados de deshidratar el fango digerido, lo concentra hasta 
un 23% de sequedad. El funcionamiento de cada decantador centrífugo se regula según las 
condiciones del fango que se quiera sacar. Una vez que el fango ha sido deshidratado, se 
envía a un silo, que luego es transportado a un vertedero o algunas veces este material 
(lodo disecado) se vende como fertilizante. 
 
3.5.4 Estabilización con cal 
 
Al lodo se le agrega Ca(OH)2 con el fin de eliminar los microorganismos patógenos que posee 
el lodo, esta reacción aumenta la temperatura y cambia el pH del lodo. El resultado de este 
proceso se utiliza como fertilizante orgánico, ya que el Ca posee la capacidad de neutralizar 
suelos ácidos. 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Normativa legal aplicable 
 
4.1 D.S 90 
Establece norma de emision para la regulacion de contaminantes asociados a las descargas 
de residuos liquidos a aguas marinas y continentales superficiales. 
Esta norma se aplica para la Protección ambiental, prevenir la contaminación de las aguas 
superficiales, el control de los contaminantes de los RILES, mejorar la calidad ambiental de 
las aguas superficiales y mantener o alcanzar la condición de ambientes libres de 
contaminación. 
Se aplica a Fuentes Emisoras Fijas y establece concentraciones máximas de ciertos 
contaminantes al momento de ser vertido en un cuerpo de agua tanto subterráneo como 
superficial. 
4.2 DFL 70 
Establece el proceso tarifario de servicios de agua potable y alcantarillado de aguas 
servidas, prestados por servicios públicos y empresas del servicio público, también llamados 
prestadores que actúan como intermediarios entre el cliente y los prestadores. 
 
4.3 NCh 1105/99 
Norma Chilena que establece el diseño y cálculos que se deben realizar al momento de dimensionar 
una planta de tratamiento de aguas servidas o red de alcantarillados, cabe destacar que los cálculos 
realizados en este trabajo se realizaron bajo las formulas y especificaciones dadas por esta norma. 
4.4 DFL. MOP Nº 382/88 
Ley general de servicios sanitarios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. Funcionamiento general de una PTAS 
 
Cabe destacar que el agua residual tratada en las Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas, 
desde ahora en adelante PTAS, puede volver a reutilizarse o verter a un cuerpo de agua una 
vez que la materia orgánica es eliminada, este procedimiento se realiza generalmente por 
medio de los tratamientos terciarios o tratamientos de lodos mencionados en los ítems 
anteriores, después de pasar los tratamientos primarios y secundarios. 
El agua residual está compuesta por materia orgánica, sólidos en suspensión y nutrientes. 
Los sólidos en suspensión son eliminados los procesos primarios, específicamente en los 
decantadores primarios y de esta manera se elimina entre un 25 a 30% de materia orgánica, 
para luego pasar por el tratamiento biológico o secundario, etapa en la cual a través de 
procesos aeróbicos se inyectan microrganismo los cuales son capaces de reducir la metería 
orgánica, por medio de oxidación, disminuyendo aún más la concentración de materia 
orgánica o la DBO en esta agua residual. Finalmente, en el tratamiento terciario, trata al 
agua ya clarificada con el fin de desinfectarla y reducir la concentración de nutrientes. Con 
el fin que esta agua pueda ser utilizada para diferentes usos, específicamente con la NCh 
1333 siempre y cuando cumpla con la normativa chilena sobre los requisitos de calidad del 
agua para diferentes usos. Sin desmerecer el tratamiento de lodos. 
Desde el punto de vista ambiental el tratamientode estos lodos una vez puede tomarse 
como una gran ventaja para una PTAS, debido a que si son tratados por medio de un proceso 
de depuración, los cuales por procesos anaeróbicos producen un bio-gas, CH4, , que puede 
ser utilizado para generar energía eléctrica o utilizado en la misma PTAS, después de esto 
los lodos pasan a un proceso de secado, generalmente este proceso se realiza en piscinas 
de secado ,superficie de concreto donde son dispuestos para que se elimine su exceso de 
agua o por medio de centrífugas con el fin que estos lodos secos, puedan ser transportados 
obteniendo una especie de “pellets”, que pueden servir para enmienda edáfica, fertilizantes 
para agricultura, abonos para el suelo o realizar compostaje. 
Generalmente estos tratamientos de aguas residuales generan malos olores debido a la 
presencia de lodos (fangos) por lo tanto estas plantas deben poseer buenos sistemas de 
ventilación. 
El agua residual de una Cuidad es recolectada a través de una red de colectores, mas 
conocidos como red de alcantarillado público, la recolección de estas aguas, se hace 
necesaria para asegurar las condiciones mínimas de sanidad en la población y así no generar 
un impacto en la población, como es la generación de malos olores o vectores (ej.: presencia 
de ratones o plagas). 
 
 
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La SISS (Super intendencia de Servicios Sanitarios), es la entidad publica que regula esta 
actividad, donde las concesionarias, en el caso de la región de Coquimbo, AGUAS DEL VALLE, 
debe informar a la SISS cada 15 días hábiles los puntos de ubicación autorizados para 
disponer de estas aguas, de la misma manera deben informar el volumen mensual 
descargado de RILES el cual debe cumplir con ciertas leyes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. Cálculos 
 
Para realizar los cálculos nos enfocaremos en el diseño de una PTASS por lodos activados 
en la Comuna de la Higuera, Región de Coquimbo 
 
6.1 Determinación de la Población 
 
El análisis para la definición de este parámetro deberá considerar la información entregada 
por el INE correspondiente al censo del año 2017. 
La población del territorio operacional (año 2025) se estimará en base a datos de población 
del INE, explicitando el procedimiento de ajuste necesario de los datos del INE (nivel de 
distrito) para obtenerla.La proyección de población se realizará considerando la tasa de 
crecimiento promedio anual entre el 2002 y 2017, excluyendo los resultados del censo del 
año 2012, ya que no son resultados representativos. 
 
 
Figura N° 5 Datos censo(INE) 
 
 
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Figura N° 6 Población IV Región 
 
Tabla 1 Crecimiento Poblacional 
Crecimiento Poblacional 
año N° de clientes 
1992 3376 
2002 3660 
2017 4241 
2025 x 
 
 
 
 
 
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6.1.1 Cálculo de tasas de crecimiento: 
 
 𝑃𝑛 = 𝑃𝑜(1 + 𝑖)𝑛 
Ecuación 1 Tasa de crecimiento 
 
 
Donde: 
Po: Número de viviendas año cero 
Pn: Número de viviendas al último año. 
i: Tasa de crecimiento. 
n: Diferencia de años de proyección. 
Pn entre el año 1992 y 2017, i1 4241 = 3376(1 + 𝑖)25 𝑖 = 0.91% 
Pn entre el año 2002 y 2017, i2 4241 = 3660(1 + 𝑖)15 𝑖 = 0.98% 
Pn entre año 1992 y 2002, i3 3660 = 3376( 1 + 𝑖)10 𝑖 = 0.81% 
Para calcular la población estimada para el año 2025 ocuparemos la tasa i2 lo que 
corresponde al 0.98%. Por lo tanto, al año 2025 en la comuna de la Higuera existirán un 
numero de 4586 habitantes aproximadamente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6.1.2 Dotación de Consumo 
 
La dotación históricas en este caso entre años 2014 y 2015, (l/hab/día) datos que se 
obtienen a partir de los consumos anuales y las respectivas poblaciones abastecidas. 
En caso que no se tenga información histórica se podrá revisar antecedentes de otras 
localidades similares La proyección de la dotación se efectuará considerando la variación 
que esta ha experimentado durante dichos años. (SISS, 2015). 
En este caso el dato de la dotación de consumo se obtuvo a partir del informe de Gestión 
del Sector Sanitario, del año 2015 donde el valor estimado es de 124,5 (L/hab/día), 
dotación entregada por la empresa aguas del valle, Región de Coquimbo. 𝐷𝑜𝑡 𝐶𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜 = 124,5 𝐿 ∗ 𝑑í𝑎ℎ𝑎𝑏 
6.1.3 Coeficiente de recuperación 
 
En general, el coeficiente de recuperación está comprendido entre 0,7 y 10; y en cualquier 
caso el valor aplicado debe estar debidamente justificado por el proyectista. ((INN), 1999). 
En este caso usaremos un coeficiente de recuperación R = 0.85 
 𝑅 = 0.85 
 
 
6.1.4 Caudal Medio 
 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 𝑁° 𝑑𝑒 ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 ∗ 𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑢𝑚𝑜(24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠1 𝑑í𝑎 ) ∗ (60 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜𝑠1 ℎ𝑜𝑟𝑎 ) ∗ (60 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠1 𝑚𝑖𝑛𝑢𝑡𝑜 ) ∗ 𝑅 
Ecuación 2 Caudal medio 
Reemplazando los valores de la Ecuación 2, llegamos al siguiente resultado: 
 
𝑄 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 4586 ℎ𝑎𝑏 ∗ 124,5 (𝐿 ∗ 𝑑𝑖𝑎ℎ𝑎𝑏 ) 86400 𝑑í𝑎𝑠𝑒𝑔𝑢𝑛𝑑𝑜𝑠 ∗ 𝑅 = 5,62 𝐿/𝑠 
 
 
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6.1.5 Caudal Máximo Diario 
 𝑄 𝑚á𝑥 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 𝑄𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 ∗ 𝑀 
Ecuación 3 Caudal máx diario 
 
𝑀 = 1+ ( 144 + √𝑃𝑜𝑏𝑙𝑎𝑐𝑖ó𝑛1000 ) 𝑀 = 𝐶𝑜𝑒𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝐻𝑎𝑟𝑚𝑜𝑛 
Ecuación 4 Coeficiente de Harmon 
Reemplazando los valores en la Ecuación 3 y Ecuación 4 llegamos al resultado de Qmáx diario. 
𝑄𝑚á𝑥 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 5,62 𝐿𝑆𝑒𝑔 ∗ ( 
 1 +( 144 + √45861000) ) 
 = 18,43 𝐿𝑠𝑒𝑔 
6.1.6 Caudal de infiltración y aguas lluvias 
 
No se considerarán caudales por infiltración ni aportes por ingresos de aguas lluvias al 
alcantarillado. 𝑄𝑖𝑛𝑓 = 0 𝐿𝑠𝑒𝑔 
 
6.1.7 Caudal de diseño 𝑄𝑑𝑖𝑠𝑒ñ𝑜 = 12,81 𝐿𝑠𝑒𝑔 
6.1.8 Caudal Máximo total 
 𝑄𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑚á𝑥 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 + 𝑄𝑖𝑛𝑓 + 𝑄 𝑙𝑙𝑢𝑣𝑖𝑎 
Ecuación 5 caudal total 𝑄 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑄𝑚á𝑥 𝑑𝑖𝑎𝑟𝑖𝑜 = 18,43 𝐿𝑆𝑒𝑔 
 
 
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6.1.9 Carga de DBO5 x habitante 
 
Según el DS 90, la carga de DBO5 es de 250 mg de O2 /L estos contaminantes equivalen a 
una carga diaria (hab/día) entonces realizando las siguientes transformaciones 
matemáticas obtendremos la carga diaria para nuestro número de habitantes. 
 𝐷𝐵𝑂5 = 4586250 𝑚𝑔 𝑂2𝐿 = 18,344𝑚𝑔 𝑑𝑒𝑂2𝐿𝑖𝑡𝑟𝑜 ∗ 10 𝑔𝑟𝑚𝑔 = 183,44 ( 𝑔𝑟 ∗ 𝑑í𝑎ℎ𝑎𝑏𝑖𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠) 
 
6.1.10 Carga de DBO5 diaria 𝐷𝐵𝑂5 = 62,5 𝐾𝑔𝑑í𝑎 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. Especificaciones de la PTASS 
 
7.1 Datos del diseño 
 
Para el diseño del sistema de tratamiento se han tomado como base los siguientes datos, 
los que fueron calculados anteriormente: 
Tabla 2 Datos 
Número de habitantes 4586 
Dotación de consumo 124,5 (L/hab/día) 
Coeficiente de recuperación 0.85 
Caudal medio 5,62 (L/seg) 
Caudal Máximo diario 18,43 (L/seg) 
Caudal de diseño 12,81 (L/seg) 
Caudal total 18,43 (L/seg) 
DBO5 por habitante 183,44 (gr/día/hab) 
DBO5 diaria 62,5 (Kg/día) 
 
7.2 Calidad del efluente 
El efluente de la planta de tratamiento tendrá las características que se especifican en la 
Tabla 2 por lo tanto el efluente de la planta de tratamiento cumplirá con lo establecido en 
la Tabla Nº1 de DS 90. 
 
Tabla 3 Concentración 
 
 
 
 
 
 
 
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7.3 Sistema de PRE- Tratamiento 
 
Tabla 4 Sistema Pre-Tratamiento 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.3.1 Desbaste de Reja 
 
Se considera para este proyecto, dos rejas de desbaste con estruje de limpieza en forma 
manual. El diseño de cada una de ellas, se realizó a el doble del caudal máximo. 
Cálculo del canal 
Pendiente (%) = 0,50% 
Tipo de sección = Rectangular 
Caudal máx. (Doble) = 0,037 m3/seg. 
Altura máx. de agua = 10 cm 
Ancho del canal = 40 cm 
Velocidad = 0,925 (m/seg) 
 
 𝑄 = 𝑣𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑á𝑟𝑒𝑎 
Ecuación 6 Caudal 
Remplazando los datos de caudal y del área, se obtiene la velocidad del flujo: 
 𝑉𝑒𝑙𝑜𝑐𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑙𝑢𝑗𝑜 = 𝑄á𝑟𝑒𝑎 = 0,037 𝑚3/𝑠𝑒𝑔0,04 𝑚2 = 0,925 𝑚/𝑠𝑒𝑔 
 𝑃𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑎𝑛𝑎𝑙 = 2 ∗ 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 + 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 (1) 60 𝑐𝑚 = 2 ∗ 10 𝑐𝑚 + 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 (2) 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 = 60 𝑐𝑚 − 20 𝑐𝑚 = 40 𝑐𝑚 𝑑𝑒 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 (3) 
 
 
 
 
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7.3.2 Cálculo del ancho de la reja de desbaste 
 
Se utilizarán barrotes, unos fierros los cuales sirven para formar un tipo de enrejado. Cuyas 
características son las siguientes: 
 
Ancho de la barra: 5mm 
Separación entre barras: 25mm 
 
 
Figura N° 7 Tipo de barras, referencial 
 
Para obtener el cálculo del ancho de barras (W), se aplica la siguiente formula: 
𝑊 = 𝑄𝑚𝑎𝑥𝐷 ∗ 𝑉 ∗ (𝑎 + 𝑠)𝑠𝑠 + 𝐶𝑜𝑒𝑓. 𝑑𝑒𝑏𝑎𝑟𝑟𝑎𝑠 
Ecuación 7 Ancho de barras 
Donde: 
W: Ancho de rejas 
Q máx: Caudal máximo (m3/seg) 
V: Velocidad 
D: diámetro (perímetro mojado) 
a: ancho de la barra 
s: separación de las barras 
Coef.de barras: 0.25 (m) = Coef. De seguridad. 
 
 
 
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Reemplazando se obtiene: 
 𝑊 = 0,0370,925 ∗ 0,40 ∗ 05 + 2525 + 0.25 = 0,37 𝑚 
 
7.4 Estanques de aireación 
 
El dimesionamiento se realiza en conformidad a las recomendaciones de ATV (Asociación 
Técnica de Aguas Servidas, República Federal de Alemania) A-131 de Febrero1991 junto con 
una memoria de cálculo entregada por la SISS, para estabilización simultanea de lodos. 
 
7.4.1 Volumen del Reactor 
 
En primer lugar se debe fijar la edad del lodo (EL) y la cantidad de sólidos suspendidos en la 
mezcla (SSLM), para el proceso de aireación extendida con estabilización simultanea de 
lodos. 
Cabe destacar que el concepto edad del lodo (EL), se refiere a la cantidad de días que se 
dejan “reposar” los lodos. 
Datos: 
 
Edad del lodo (EL) = 21 días 
SSLM = 3,0 Kg/m3 
 
Para estimar la producción específica de lodos en exceso, se debe recurrir a la relación de 
generación específica de sólidos suspendidos a DBO5 (SS/DBO5). Para efectos de 
dimesionamiento de la planta de tratamiento se ha adoptado un valor de SS/DBO5 = 0,60 
(AGUASIN, 2007) 
Con el valor fijado se determina la carga de lodo (BST) y la carga volumétrica (BV): 𝐵𝑆𝑇 = 1( 𝑆𝑆𝐷𝐵𝑂5 ∗ 𝐸𝐿) = 1(0,60 ∗ 21) = 0,080 𝐾𝑔. 𝐷𝐵𝑂5/(𝐾𝑔 ∗ 𝑆𝑆𝐿𝑀) 
Ecuación 8 BTS 
 
 
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 𝐵𝑉 = 𝑆𝑆𝐿𝑀 ∗ 𝐵𝑆𝑇 = 3,0 ∗ 0,080 = 0,240 𝐾𝑔𝐷𝐵𝑂5/(𝑚3) 
Ecuación 9 BV 
El valor del volumen total del reactor de lodos requerido según la Tabla 2 la carga diaria de 
DBO5 corresponde a 62,5 kg/día. 
 
Bb (Carga diaria de DBO5) = 62,5 Kg 
Se diseñará una planta de tratamiento con dos líneas de aireación de un volumen útil 
(VRLA), donde: 𝑉𝑅𝐿𝐴 = 𝐵𝑏𝐵𝑣 = 62,50,240 = 260 𝑚3 
Ecuación 10 VRLA 
Por lo tanto, el volumen total útil del serán 260m3. 
 
7.5 Estanque de sedimentación 
 
Para asegurar la claridad del efluente, las tasas de sedimentación y cargas de sólidos en los 
sedimentadores no deben superar ciertos valores máximos. Por esto se procederá a 
verificar las tasas y cargas de sólidos en el sedimentador de la planta. 
7.5.1 Tasa de sedimentación para el caudal medio diario (TSQMED) 
 𝑇𝑆𝑄𝑚𝑒𝑑𝐷 = 734 𝑚3𝑑í𝑎90 𝑚2 ∗ 24 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 = 0.34 𝑚3𝑚2 ∗ ℎ𝑜𝑟𝑎 
Ecuación 11 TSQmedD 
 
 TSQmedDiario = 0,34m3/m2*hora 
 
 
 
 
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7.5.2 Tasa de sedimentación para el caudal máximo (TSQMAX) 
 
La tasa de sedimentación debe ser menor a 0,34m3/m2*hora, considerando el caudal 
máximo. 
El caudal máximo horario para el sistema es igual a 66,34 m3/h que equivale a 1592 
m3/día, por lo que la tasa de sedimentación para el caudal máximo será: 
 𝑇𝑆𝑄𝑚á𝑥 = (734 + 1592) 𝑚3/𝑑í𝑎90 𝑚2 = 25,84 𝑚3/𝑑í𝑎 
Ecuación 12 TSQmáx 
 
7.5.3 Carga de sólidos para el caudal medio diario (CSQMED) 
 
Se requiere que la carga de sólidos sea menor a 4,50 KgSST/m2*h (SST: Sólidos Suspendidos 
Totales), considerando el caudal medio diario. 
Suponiendo que SSLM = 3,0 KgSS/m3 , se tendrá que la carga de sólidos, para el caudal 
medio diario, será: 
𝐶𝑆𝑄𝑀𝐸𝐷 = 734 𝑚3𝑑í𝑎 ∗ 2 ∗ 3,0 𝑘𝑔𝑚324 ℎ𝑑í𝑎 ∗ 90𝑚2 = 2,04 𝑘𝑔𝑆𝑆𝑇ℎ𝑜𝑟𝑎 ∗ 𝑚3 
Ecuación 13 CSQMED 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7.5.4 Carga de Sólidos para el caudal máximo (CSQMAX) 
 
Se requiere que la carga de sólidos sea menor a 6,80 KgSST/m2 *h (SST: Sólidos Suspendidos 
Totales), considerando el caudal máximo. 
Se tendrá que la carga de sólidos, para el caudal máximo, será: 
 
𝐶𝑆𝑄𝑀𝐴𝑋 = 1593 + 734 𝑚3𝑑í𝑎 ∗ 3,0 𝑘𝑔𝑚324 ℎ𝑑𝑖𝑎 ∗ 90 𝑚2 = 3,23 𝑘𝑔𝑆𝑆𝑇ℎ𝑜𝑟𝑎 ∗ 𝑚3 
Ecuación 14 CSQMAX 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8. Conclusión. 
 
Al realizar y analizar el tema de este informe, el cual es el tratamiento de aguas servidas, 
específicamente mediante el método de lodos activados, personalmente pude aplicar 
conocimientos adquiridos en los ramos tales como Manejo de Desechos Industriales e 
Ingeniería Sanitaria, los cuales complementé pata llevar a cabo este documento. Este tema 
muy interesante desde el punto de vista ambiental debido a que el método de los lodos 
activados, puede reutilizar el gas metano generado en el proceso de depuración y este se 
puede emplear en los reactores de la planta y ahorrar de esta manera energía eléctrica. 
 
Por otra parte, en los cálculos realizados se ha diseñando sistema de tratamiento, para una 
población de la Comuna de la Higuera proyectado al año 2025, que permitirá evacuar 734 
m3 /día a caudal medio y 1592 m3/día a caudal máximo total de agua tratada considerando 
todas las legislaciones vigentes, especialmente la NCH 1105. Si se llegase a construir una 
planta con un sistema de tratamiento de aguas servidas (PTAS), se debe operar haciendo 
un seguimiento a la calidad del agua que resulte del tratamiento, las cuales deben cumplir 
con las leyes vigentes y realizar mantenciones a los equipos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9. Referencias 
(INN), I. N. (1999). Nch1105. Ingeniería Sanitaria - Alcantarillado de aguas residuales - Diseño y 
cálculo de redes. 
AGUASIN, D. T. (2007). Memoria de cálculo dimensionado. Décima Región. 
EOI. (s.f.). Video . Obtenido de Cálculo y dimensionado de lodos activados: 
https://www.youtube.com/watch?v=CGSJquSonlw 
EPM. (2009). Guía para el diseño Hidráulico. MEDELLÍN: EPM. 
ESTUDIO TARIFARIO EMPRESA. (2016-2020). Obtenido de SISS: 
http://www.siss.gob.cl/586/articles-11139_bas_def.pdf 
INE. (2017). Censo. Obtenido de Resultados Censo: http://resultados.censo2017.cl/Region?R=R04 
Osorio, P. C. (s.f.). Determinación de la relación DQO/DBO5. VIII región. 
mixtas, T. d. (s.f.). Obtenidode 
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/10054/Annex_C%C3%A0lculs.pdf?
sequence=3&isAllowed=y 
Nacional, B. d. (2000). D.S 90/00. BCN. 
(s.f.). Nch 1104 - Presentación y contenido de proyectos de agua potable y alcantarillado. BCN. 
(1999). Nch1105/99 - Alcantarillado de aguas residuales - Diseño y cálculo. BCN. 
Públicas, M. d. (1998). Bilioteca nacional del chile. Obtenido de DFL 70 Proceso tarifario: 
https://www.leychile.cl/Navegar/?idNorma=4427 
FRONDA. (s.f.). ESTUDIO ALCANTARILLADO Y SISTEMA DE TRATAMIENTO. 
SISS. (2015). ESTUDIO TARIFARIO EMPRESA. IV Región. 
SISS. (2015). Informe de Gestión del Sector Sanitario. 
SISS. (2015). BASES DEFINITIVAS ESTUDIO TARIFARIO EMPRESA AGUAS LA SERENA S.A. Coquimbo. 
(s.f.). Tratamiento de aguas residuales mixtas para más de 100.000 habitantes equivalentes.