potabilización del agua
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POTABILIZACIÓN DEL AGUA
• Las etapas para el tratamiento del agua son:
1. Desarenador2. Predecantador3. Aireación4. Coagulación5. Sedimentación6. Filtración7. Desinfección
Son estructuras de forma rectangular, constituido por canales o estanques que permiten reducir la velocidad del agua para que se sedimenten las partículas pétreas y arena fina del tamaño para las cuales fue proyectado el desarenador.
¿Que es un desarenador?
Clases de desarenadore
s
Por la disposición
de los desarenadore
s
En serie
En paralelo
En función de su
operación.
Desarenadores de lavado
continuo
Desarenadores de lavado
discontinuo
En función de la velocidad de
escurrimiento
De baja velocidad:
v<1m/s (.20-.60m/s)
De alta velocidad:V>1m/s (1-
1.5m/s)
Son el tipo mas común y la operación de lavado se procura realizar en el menor tiempo posible con el objeto de reducir al mínimo las perdidas de carga.
Desarenadores de lavado intermitente
Para cumplir su función, el desarenador se compone de los siguientes datos:1. Transición de entrada: la cual une el canal con el
desarenador.2. Cámara de sedimentación: en la cual las partículas
solidas caen al fondo debido a la disminución de la velocidad producida por el aumento de la sección transversal.
3. Vertedero: al final de la cámara se construye un vertedero sobre el cual pasa el agua limpia hacia el canal. Las capas superiores son las que primero se limpian es por esto que la salida del agua del desarenador se hace por medio de un vertedero que hasta donde sea posible debe trabajar como descarga libre.
Elementos de un desarenador
4.- Compuerta de lavado: sirve para desalojar los materiales depositados en el fondo. Para facilitar los movimientos de las arenas hacia la compuerta, al fondo del desarenador se le da un gradiente fuerte del 2% al 6%.5.- Canal directo: por el cual se da servicio mientras se esta lavando el desarenador. El lavado se efectúa generalmente en un tiempo corto, pero por si cualquier motivo, reparación o inspección, es necesario sacar la cámara del desarenador, el canal directo que va por su contorno permite que el servicio no se suspenda.
•Esta unidad retiene los sólidos más pesados, arenas y arenillas, principalmente en épocas de crecidas con la finalidad de que estos materiales no embanquen los conductos de las etapas posteriores.
Predecantacion
La decantación es el proceso mediante el cual se promueve el depósito del material en suspensión por acción de la gravedad.Por lo general, las aguas en movimiento arrastran partículas granulares y materia floculenta que, por su carácter liviano, se mantienen en suspensión.
DECANTACIÓN
Cada partícula tiene una velocidad máxima por encima de la cual no hay decantación. Esta velocidad depende de la forma y, principalmente, de la densidad de la sustancia considerada. Una partícula dentro de la masa de agua del decantador está sujeta ala acción de dos fuerzas:
1) fuerza horizontal resultante del movimiento del agua en eldecantador, que origina la velocidad horizontal (VH); 2) fuerza vertical debida a la acción de la gravedad, que causa la velocidad de sedimentación (Vs). En consecuencia, la partícula avanza en el decantador y baja simultáneamente hasta aproximarse al fondo.
Mecanismos de la decantación
La conformación de esta estructura depende del tipo de decantador. En la práctica, los más usuales son los convencionales, los decantadores de placas y los clarificadores de manto de lodos.
a) Decantador convencional de flujo horizontalEste decantador se puede dividir en cuatro zonas: 1) zona de turbulencia o de entrada; 2) zona de sedimentación o de decantación; 3) zona de recolección o de salida; 4) zona de depósito de lodos.
Zonas del decantador
1) Zona de entrada. En esta zona las partículas se encuentran en turbulencia. Se caracteriza por cierta agitación; la ubicación de las partículas varía y las “nubes” de flóculos cambian de lugar constantemente (fenómeno de entrada). 2) Zona de decantación. Es la zona donde las “nubes” de flóculos se mantienen aparentemente inmóviles o estacionarias. En esta zona no hay agitación y las partículas avanzan de manera longitudinal y simultánea y descienden lentamente en dirección a la zona de reposo o zona de depósito de lodos.
Descripción de cada zona
3) Zona de recolección o de salida. Esta zona es relativamente tranquila, como la segunda. Sin embargo, en la salida, los flóculos que no llegaron a depositarse en la zona de reposo siguen el movimiento ascendente del agua y traspasan la estructura de salida (efecto de salida). 4) Zona de depósito de lodos o tolvas de almacenamiento de lodos. Es la zona de reposo, donde finalmente se acumula el lodo. Esta zona no sufre la influencia de la corriente de agua del decantador, a no ser que ocurran anormalidades (inversión de las capas de agua por un cambio brusco de temperatura, fermentación del lodo, etcétera).
Se realiza por dos motivos:
a) cuando la tolva de almacenamiento de lodo se llena. b) cuando comienza la fermentación del lodo almacenado.
Lavado del decantador
AIREACION
DefiniciónLa Aireación es el proceso mediante el cual el agua es puesta en contacto intimo con el aire con el propósito de modificar las concentraciones de sustancias volátiles contenidas en ella.La aireación representa una de las operaciones de uso mas intensivo de energía en los sistemas de potabilización de agua, mediante equipos de aireación difusa, equipos de turbina y aireadores mecánicos.
La aireación cumple sus objetivos de purificación del agua mediante el arrastre o barrido de las sustancias volátiles causado por la mezcla turbulenta del agua con el aire y por el proceso de oxidación de los metales y los gases.
TIPOS DE AIREADORESAIREADORES DE CAIDA DEL AGUA
AIREADORES DE FUENTE O SURTIDORESAIREADORES DE BANDEJAS MULTIPLESAIREADORES DE CASCADAS Y
VERTEDORES (agua en aire)AIREADOR MANUAL PARA REMOCION DE
HIERRO Y MANGANESO
AIREADORES DE FUENTE O SURTIDORESConsisten usualmente en una serie de toberas fijas, sobre una malla de tuberías, las cuales dirigen el agua hacia arriba, verticalmente o en ángulo inclinado, de tal manera que el agua se rompe en gotas pequeñas.
AIREADORES DE BANDEJAS MULTIPLES
Un aireador de bandeja múltiple consiste en una serie de bandejas equipadas con ranuras, fondos perforados o mallas de alambre, sobre las cuales se distribuye el agua y se deja caer a un tanque receptor en la base.Generalmente se usan de 3 a 9 bandejas.
AIREADORES DE CASCADAS Y VERTEDORES (agua en aire)En este tipo de aireadores, el agua se deja caer, en laminas o capas delgadas, sobe uno o mas escalones de concreto. El aireador de cascada se diseña como una escalera, entre mas grande sea el horizontal, mas completa es la aireación. La aireación ocurre en las áreas de salpicamiento en forma similar a la que ocurre en un rio turbulento; por ello se acostumbra colocar salientes, bloques o vertederos en los extremos de los escalones.
AIREADOR MANUAL PARA REMOCION DE HIERRO Y MANGANESO
Consta de tres cilindros colocados uno sobre otro.En cada uno de los cilindros superiores se colocan 15cm de piedra. En la capa del cilindro inferior se coloca un espesor de 30 cm de arena sobre un lecho de soporte de grava de 5 cm de espesor y grava de 1-2 cm.
COAGULACION
OBJETIVO
El objetivo principal de la coagulación es desestabilizar las partículas coloidales que se encuentran en suspensión, para favorecer su aglomeración; en consecuencia se eliminan las materias en suspensión estables; la coagulación no solo elimina la turbiedad sino también la concentración de las materias orgánicas y los microorganismos.
REACTIVOS-Reactivos derivados de aluminio-Sulfato de aluminio-Aluminato de sodio-Policloruros de aluminio-Derivados de fierro
SEDIMENTACION
Sedimentación• Es la forma de tratamiento de aguas más
antigua y de uso más extendido, emplea el asentamiento por gravedad para separar las partículas del agua. Es un método relativamente sencillo y económico que se puede aplicar en estanques redondos, cuadrados o rectangulares. La sedimentación se puede hacer después de una coagulación- floculación para aguas muy turbias, u omitirse por completo con aguas de turbidez moderada.
Tanque de SedimentaciónSe recomienda el tanque de forma rectangular, ya que es el de empleo común. Este es de concreto armado. El escurrimiento se hace a una velocidad uniforme con un periodo de retención suficiente para que los flóculos puedan sedimentarse
Las profundidades de los tanques varían de 1.80m a 7.50m., y como termino medio 4.85m.En climas cálidos se aconseja una profundidad media de 5.65m y climas fríos de 4.70m a 6.00m
Rectangulares
Fondos planos
Forma de tolva
En declive
Circulares
Fondo plano
En forma de tolva
FILTRACIÓN
•La filtración se define como el paso del agua a través de un medio poroso para eliminar las partículas suspendidas como limos, arcilla, algas, bacterias, virus y coloides, que no se sedimentaron.
•Tiene como objetivo remover las partículas que no han sido captadas por los procesos anteriores, la reducción bacterial puede llegar hasta un 99%
•Para este proceso se realiza mediante un filtro.
•FILTRO: Estructura con un medio poroso consistente en capas interpuestas de grava, arena y antracita, por donde pasa el agua sedimentada en forma ascendente o descendente, dejando retenido en le medio filtrante las partículas que no se removieron en el sedimentado.
•Según la velocidad de la filtración, estos filtros se pueden clasificar en dos tipos:
•Filtros Lentos ó Británicos•Filtros Rápidos ó Americanos
•Según el tipo de materiales que los conformen los filtros se clasifican en:
•Monomedio = 1 solo material•Medio doble = 2 materiales•Multimedio = 3 o más materiales
Filtros Lentos •Se utilizan para el tratamiento de las aguas
ligeramente turbias.
•Estos filtros están constituidos por un estanque con una capa de arena de 6Ocm. a 1.00m. De espesor, soportada por una capa de grava de 30cm. a 40cm, debajo de esta capa existe un sistema de drenaje colector de agua filtrada en conexión con un sistema de control de entrada y salida del agua que mantiene constante la carga y regula el gasto de salida.
Filtros Rápidos •Este filtro esta formado por un tanque
generalmente de concreto que contiene un capa de arena de 60 a 90 cm de espesor sobre una capa de grava de 30 a 60 cm y de granulometría creciente hacia abajo, con el objetivo de distribuir uniformemente el agua de lavado y prever que la arena pase a través del sistema de drenaje durante el proceso de filtración.
•La carga de agua sobre la arena debe mantenerse constante de 1.2m como mínimo
•En el fondo se instala un sistema de drenaje que recolecta el filtrado o permite repartir el agua de lavado.
•El sistema de drenaje pueden ser parrillas de tubos perforados, tubos o placas porosas.
•Conviene que la arena tenga un tamaño efectivo de 0.4 a 0.5 mm y un coeficiente de uniformidad menor de 1.65. La dimensión de la grava varia de 75 a 4 mm.
Filtro Lento Filtro Rápido
Diferencias principales entre Filtros Lentos y Filtros Rápidos
1. Superficie filtrante
2. Velocidad de filtración
3. Empleo previo de coagulantes
4. Sistema de lavado del filtro
DESINFECCION DEL AGUA POTABLE
•Aunque el agua superficial sea aireada, sedimentada y filtrada, el agua ya tratada puede contener microorganismos patógenos a menos que sea desinfectada continuamente para destruirlos
•El agua de pozos protegidos también es desinfectada con cloro o compuestos clorados
•La desinfección del agua para uso humano tiene por finalidad la eliminación de los microorganismos patógenos contenidos en el agua que no han sido eliminados en las fases iniciales del tratamiento del agua.
La desinfección puede hacerse por medios químicos o físicos
Los procesos físicos más utilizados para la desinfección del agua son:• Generación de ácido hipocloroso mediante proceso de hidrólisis (sin
aditivos).• Luz ultravioleta• Fotocatálisis• Radiación electrónica• Rayos gamma• Sonido• Calor
Los desinfectantes no solo deben matar a los microorganismos sino que deben además tener un efecto residual, que significa que se mantienen como agentes activos en el agua después de la desinfección para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando la recontaminación del agua.
Medios físicos, electro - físicos y/o físico - químicos
LA CLORACION.• El cloro es un elemento halógeno, no metálico, no se
encuentra libre en la naturaleza, es un componente importante de minerales hálito (sal de rocas o cloruro sódico) silvita (cloruro potásico) y carnalita, y un cloruro en el agua de mar.
• En estado líquido es de color amarillo o ámbar claro, olor irritante, muy baja conductividad eléctrica, soluble en cloruros y alcoholes. Es una agente oxidante extremadamente fuerte, ligeramente soluble en agua fría. Cuando se adiciona cloro al agua se forma una mezcla de ácido hipocloroso (HOCl) y ácido clorhídrico. Cl2+H2O=HOCl+HCl (H++C-).
Dosificadores de Cloro
Inyectores de cloro
