procesos de tratamiento de aguas

7/25/2019 Procesos de Tratamiento de Aguas

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Procesos de tratamiento de aguas

Las plantas convencionales de tratamiento de agua superficialutilizan una secuencia de

procesos ms o menos estndar. Despus de filtrar objetos grandes como peces y palos, se

aadencoagulantesqumicos al agua para lograr que las diminutas partculas en suspensi!n

que enturbian el agua se atraigan entre s para formar "fl!culos#. Lafloculaci!n$la formaci!n

de fl!culos de mayor tamao a partir de fl!culos ms pequeos$ tpicamente se logra por

medio del agitado leve y constante del agua para estimular a las partculas y pequeos

fl!culos para que "c%oquen# entre s, se ad%ieran, y formen un fl!culo de mayor tamao.

&uando los fl!culos son lo suficientemente grandes y pesados para sedimentarse, el agua se

traslada a estanques calmos de sedimentaci!no decantaci!n. &uando la mayora de los

s!lidos se %a sedimentado, tpicamente ocurre alguna forma de filtraci!nya sea por medio de

arena o de membranas. Ladesinfecci!nes usualmente el siguiente paso. Despus de la

desinfecci!n, se pueden agregar diversos productos qumicos para ajustar el p', para prevenir

la corrosi!n delsistema de distribuci!n, o para prevenir la caries dental. (l intercambio

i!nicoo carb!n activado se puede usar durante algunas partes de este proceso a fin de

eliminar loscontaminantesorgnicos o inorgnicos. Las fuentes de agua

subterrneausualmente tienen una mayor calidad inicialmente y tienden a necesitar menos

tratamiento que las fuentes de agua superficiales.

Los dispositivos de punto de uso y de punto de ingreso son tpicamente ms sencillos y utilizan

un n)mero limitado de tecnologas. (n la mayora de pases desarrollados el agua potable sin

pat!genos y que cumple normativas internacionales est disponible en la llave de grifo de
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cada cliente. *dems de eso, un n)mero significativo de consumidores en el mundo

desarrollado opta por instalar dispositivos de punto de uso y de punto de entrada como

medida de protecci!n adicional o para mejorar las caractersticas estticas del agua en el

sistema p)blico de abastecimiento de agua. +in embargo, en muc%as regiones del mundo en

vas de desarrollo, los sistemas p)blicos de abastecimiento de agua, que suministran agua sinpat!genos no estn disponibles y el ito se mide principalmente mediante la reducci!n del

riesgo de enfermedades diarreicas o de otro tipo. Por tanto, una tecnologa de punto de uso

que sea apropiada para una ubicaci!n quiz no lo sea y no se recomiende para otra.

Coagulacin y floculacin

Las prcticas de coagulaci!n y floculaci!nson tratamientos previos esenciales para muc%os

sistemas de purificaci!n de agua.

(n el proceso convencional de coagulaci!n-floculaci!n-sedimentaci!n, se aade

un coagulantealagua fuentepara crear una atracci!n entre las partculas en suspensi!n. La

mezcla se agita lentamente para inducir la agrupaci!n de partculas entre s para formar

"fl!culos#. (l agua se traslada entonces a un dep!sito tranquilo de sedimentaci!n para

sedimentar los s!lidos.

Los sistemas de flotaci!n de aire disueltoagregan tambin un coagulante para flocular las

partculas en suspensi!n pero en vez de usar la sedimentaci!n, burbujas de aire presurizado

las empujan %acia la superficie del agua desde donde se pueden etraer.
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+e %a desarrollado un sistema de floculaci!n-cloraci!ncomo tecnologa de punto de uso,

especialmente para pases en vas de desarrollo. /ste usa paquetes pequeos de productos

qumicos y equipos sencillos como cubetas y un filtro de pao para purificar el agua.

0inalmente, el ablandamiento de cales una tecnologa utilizada por lo general para"ablandar# el agua $es decir, eliminar las sales minerales de calcio y magnesio. (n este caso,

el material que se decanta no es el sedimento en suspensi!n sino las sales disueltas.

+istemas de filtraci!n

Lossistemas de filtraci!ntratan el agua pasndola a travs de lec%os de materiales

granulares 1p.ej., arena2 que retiran y retienenlos contaminantes. Los sistemas de filtrado

convencionales, directos, lentos de arena y de tierra diatomcea%acen todos un buen trabajo

al eliminar la mayora deprotozoos, bacteriasy virus1si se usa la coagulaci!n2.3sualmente,

los filtros de bolsa y cartuc%ono eliminan los virus y muy pocas bacterias.

La filtraci!n convencionales una operaci!n de varias etapas. Primero, se agrega

un coagulantequmico como sales de %ierro o de aluminio alagua fuente. Despus, se agita la

mezcla para inducir la uni!n de las partculas pequeas en suspensi!n para formar grumos

ms grandes o "fl!culos# ms fciles de retirar. (stas masas coaguladas, o "fl!culos#, se

dejan asentar fuera del agua, para que se lleven consigo muc%os contaminantes. *l terminar

estos procesos, el agua se pasa a travs de filtros de manera que las partculas restantes se

ad%ieran por s mismas al material de filtro.

La filtraci!n directaes similar a la filtraci!n convencional, ecepto que despus de agregar elcoagulante, y despus de agitar la mezcla, no %ay una fase separada para la sedimentaci!n.
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(n vez de ello, las partculas en suspensi!n son desestabilizadas por el coagulante y as se

ad%ieren con mayor facilidad al material de filtro cuando el agua se filtra posteriormente.

Los sistemas de filtraci!n lenta en arenano tienen fase de coagulaci!n y, usualmente,

tampoco tienen un paso de sedimentaci!n. +e induce el paso lento y descendente del agua atravs de un lec%o de arena de dos a cuatro pies 14,5 a 6,7 metros2 de profundidad. 3na capa

biol!gicamente activa se forma a lo largo de la superficie superior del lec%o de arena,

atrapando as partculas pequeas y degradando algunos contaminantes orgnicos.

La filtraci!n biol!gica en arena 18iosand2 es un sistema de filtraci!n en el punto de uso

anlogo a la filtraci!n lenta en arena, pero su eficacia est muc%o menos establecida que

sta )ltima.

La filtraci!n con tierra diatomcea usa como material de filtro las conc%as fosilizadas dediminutos organismos marinos a travs de los cuales se %ace pasar el agua sin tratamiento. La

tierra filtra fsicamente los contaminantes particulados del agua.

Los filtros de bolsa y cartuc%o son sistemas sencillos y fciles de usar que utilizan una bolsa

tejida o un cartuc%o de filamento enrollado o un filtro fruncido para filtrar fsicamente

losmicrobiosy sedimento del agua fuente.

Los filtros de cermica se utilizan principalmente en aplicaciones de punto de uso. (n los

pases en vas de desarrollo, stos se fabrican localmente, algunas veces en microempresasautofinanciadas.

La mayora de los sistemas de filtraci!n usan el "retrolavado# para limpiar el sistema. (sto

produce aguas de desec%o que se deben manejar adecuadamente.
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Procesos de membrana

Los sistemas demembranapara el tratamiento de agua originalmente se usaron )nicamente

en proyectos dedesalinizaci!n. Pero las mejoras en la tecnologa de membranas los %a

convertido en una opci!n cada vez ms popular para la eliminaci!n

de microorganismos,particuladosy materiales orgnicos naturales que afectan el sabor del

agua y enturbian su claridad.

Las membranas para el tratamiento del agua son lminas delgadas de material que permiten

separar loscontaminantesseg)n sus caractersticas como el tamao o la carga elctrica. (l

agua pasa a travs de una membrana pero dependiendo de su tamao, las partculas de

mayor tamao, los microorganismos y otros contaminantes quedan separados.

*lgunos de estos sistemas son accionados a presi!n, dependiendo de la presi!n del agua para

separar las partculas seg)n su tamao. Lamicrofiltraci!nutiliza el mayor tamao de poro, y

puede eliminar arena, limos, arcillas, algas, bacterias, 9iardiay &riptosporidium.La

ultrafiltraci!npuede adems eliminar virus. Los sistemas de nanofiltraci!nproporcionan

protecci!n casi completa contra virus, eliminan la mayora de contaminantes orgnicos, y

pueden reducir la dureza del agua.Los sistemas de !smosis inversason membranas densas

que eliminan casi todos los contaminantes inorgnicosy casi todo ecepto las molculas

orgnicas de menor tamao.

La electrodilisiscombina la tecnologa de membranas con la aplicaci!n de corriente

elctrica, para separar los contaminantes seg)n su carga elctrica. * diferencia de

otros procesos de membrana, el agua de manantialnunca pasa a travs de las membranas

durante la electrodilisis. (sta opci!n no se usa tanto en instalaciones de tratamiento de agua

de gran escala como algunas de las otras tecnologas descritas en este documento. Por el
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contrario, se usa principalmente en aplicaciones mdicas y de laboratorio que necesitan agua

ultrapura.

Las membranas, especialmente las de !smosis inversa y la nanofiltraci!n, pueden ser una

buena opci!n para sistemas de tratamiento de agua en menor escala que enfrentan unaamplia gama de contaminantes. +in embargo, ellos producen a menudo mayores vol)menes

de aguas de desec%o 1o "concentrado#2 que la mayora de otros sistemas de tratamiento

1%asta el 6: por ciento del volumen total de agua tratada2 y se pueden obstruir con arcilla o

con materiales orgnicos si el agua fuente rica en partculas no se filtra primero.

3sualmente, el mantenimiento no es difcil, pero puede ser de alto costo dado que la primera

acci!n necesaria consiste en reemplazar la membrana seg)n sea necesario. Los problemas de

mantenimiento tienden a involucrar membranas con fugas y contaminadas.

Desinfeccin qumica / Oxidantes

Los sistemas dedesinfecci!nse usan para combatir enfermedades propagadas en agua ycausadas por bacteriasovirus. (sos procesos neutralizan los pat!genosmediante el

tratamiento del agua de fuentescon aditivos qumicos, o mediante la eposici!n a laluz

ultravioleta. (stos sistemas de tratamiento a menudo son de bajo costo y pueden fcilmente

reducir su capacidad para las instalaciones de tratamiento de bajo volumen.

&lorolibre, cloraminasy di!ido de cloroson algunos de los desinfectantes ms comunes.La

cloraci!nes la clase ms popular 1y ms antigua2 de aditivos qumicos. (l cloro es tambin un

oidante, as que ayuda a eliminar el %ierro, el cido sulf%drico y otros minerales.
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(lozono, un gas incoloro, trata a loscontaminantesorgnicos e inorgnicos casi de la misma

manera que la cloraci!n pero es a)n ms eficaz contra las bacterias y otros grmenes. Los

sistemas de ozono no son comunes en todo el mundo porque requieren muc%ainfraestructura,

y su implementaci!n puede tener un alto costo.

La luz ultra violeta es, una parte invisible delespectro electromagnticoque mata bacterias y

virus en el agua epuesta a sus rayos, y se produce tpicamente por medio de lmparas de

mercurio. (l proceso 3; es de costo econ!mico y se usa con frecuencia en instalaciones de

pequea escala, pero no es tan eficaz como otros desinfectantes en fuentes de suministro

de agua superficialque contienen muc%as partculas en suspensi!n.

Sistemas de adsorcin y de intercambio inico

Los sistemas de adsorci!ntratan el agua mediante la adici!n de una sustancia, como carb!n

activado o al)mina 1!ido de aluminio2, a la fuente de suministro de agua. Los adsorbentes

atraen a los contaminantesmediante procesos qumicos y fsicos que causan que stos se


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ser costosa y quiz requiera el mantenimiento complicado del sistema. *dems, el agua

puede requerir el ajuste de p' antes de la columna de adsorci!n, y con frecuencia surge el

problema de residuos de aluminio ecesivos. Para la regeneraci!n se requieren cidos y bases.

(l intercambio i!nicoutiliza unaresinaque elimina loscontaminantes inorgnicoscargadoscomo el arsnico, el cromo, el nitrato, el radio, el uranio y el eceso de fluoruro

intercambindolos por inocuos iones cargados en su superficie. 0unciona mejor con agua sin

partculas y se puede modificar su escala para adaptarlo a cualquier tamao de instalaci!n de

tratamiento. (l intercambio i!nico se usa con mayor frecuencia para eliminar la dureza

1resina cati!nica2 o nitrato 1resina ani!nica2. (n ambas instancias, se puede regenerar con

agua salada. (l uso del intercambio i!nico para eliminar radion)clidos se complica por el

%ec%o de que estos materiales se acumulan en la resina y ocurren a niveles elevados en el

regenerante, para complicar grandemente las operaciones.

3sualmente se prefiere el carb!n activado para eliminar los contaminantes orgnicos,

mientras que el intercambio i!nico a menudo es mejor para eliminar las molculas

inorgnicas solubles.

Sistemas de extraccin con aire

Los sistemas de etracci!n con aire, conocidos adems comosistemas de aireaci!n, mezclan

aire con un suministro de agua. (l objetivo consiste en generar la mima rea de contacto

aire-agua posible para que los qumicos orgnicos voltiles y los gases disueltos como el rad!n

y el cido sulf%drico pasen del agua al aire.

Los sistemas de torre de rectificaci!n o de lec%o escurrido utilizan un distribuidor paraintroducir agua de manera uniforme a travs de la parte superior de una torre equipada con
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lec%os de plstico, cermica u objetos metlicos diseados para aumentar al mimo el

contacto aire-agua. (l aire se empuja o se %ala %acia arriba a travs de la torre en direcci!n

contracorriente a la del agua.

Los sistemas de aireaci!n en bandeja distribuyen los materiales aglomerantes en bandejasverticales y escurren agua a travs de ellos.

Los sistemas de aireaci!n difusa fuerzan aire comprimido a travs de difusores en la parte

inferior de un dep!sito.Los sistemas mecnicos de aireaci!nfuncionan agitando

vigorosamente la superficie del agua con un mezclador.

>o obstante que es sencillo en principio, los sistemas de etracci!n con aire tienden a sufrir

obstrucciones debido a lasbacteriasparticuladasque producen corrosi!n y precipitaci!nde

carbonato clcico. Los costos del tratamiento aumentan significativamente si es necesariotratar previamente el agua o si el aire del sistema debe ser purificado antes de descargarlo

%acia la atm!sfera.

>inguno de los sistemas de etracci!n con aire est diseado para ser eficaz

contramicroorganismos. ?odos requieren de una fuente de alimentaci!n elctrica fiable,

ecepto losaireadores de bandeja, los cuales estn diseados para usar convecci!n de aire

natural y la fuerza de la gravedad, y por lo tanto, a menudo se pueden accionar sin energa

elctrica.

Tratamiento solar

Los tratamiento del agua por energa solaraprovec%an los procesos naturales de limpieza quese encuentran en la naturaleza y los mejoran para obtener resultados ms eficientes. Las
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unidades compactas e incluso las porttiles son de uso popular en los %ogares. /stas pueden

ser una buena opci!n de tratamiento en las naciones en vas de desarrollo con abundancia de

das soleados porque son de bajo costo y la inversi!n y lainfraestructurason casi nulas.

La destilaci!n por energa solarinvolucra colocar agua no purificada en un recipiente, paraevaporarla por medio de los rayos del sol, y despus condensarla en un recipiente separado.

La mayora de contaminantescomo las sales, metales pesados ymicrobiosse quedan en el

recipiente de agua no purificada, el cual puede ser desec%ado peri!dicamente.

La desinfecci!n por radiaci!n solarutiliza los rayos ultravioleta del sol para eliminar

lospat!genos. 3n envase de plstico o de vidrio conteniendo agua sin tratar se coloca sobre

un tec%o o sobre una superficie de %ierro corrugado. &on el tiempo y luz solar suficientes,

la luz ultravioletaen combinaci!n con las altas temperaturas eliminar la mayora

de virus, bacteriasyprotozoos.

%[email protected]%land-science-museum.orgABaterA%tmlAesA?reatmentAembrane-

Processes.%tml
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procesos de tratamiento de aguas

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