MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS

JORGE ARTURO PEREZ PARRA

Trabajo Presentado como Requisito Parcial para Ingresar a la Catego

-

ra de Profesor Asociado .

UNIVERSIDAD NACIONAL

FACULTAD DE MINAS

MEDELLIN, 1. 981

UNAL-Medelln I

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UNIVERSIDAD NACIONAL - FACULTAD DE MI lA Ingo. Jorge Arturo Prez P.

T ATAM ~ T U P ~

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INTRODUCCION

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CALIDAD DEL AGUA Introduccin, 1

TABLA DE CONTENIDO ===== 2= =========

2 Calidad del Agua en Funcin de su Utilizacin, 1 3 Parmetros de Calidad del Agua, 2 3.1 Calidad del Agua Cruda, 2 3.2 Variacin de la Calidad del Agua Cruda, 29 3.3 Calidad del Agua Tratada, 29 4 Procesos de Tratamiento de Agua, 31 4.1 Tratamiento del Agua, 31

I 4.2 Seleccin de Procesos segn la Calidad del Agua Cruda, 32

11 COAGULACION - FLOCULACION 1 Generalidades, 36 2 Conceptos Fundamentales, 36 2.1 Naturaleza de la Turbiedad, 36 2.2 Propiedad Tpica de las Arcillas, 37 2.3 Tamao de las Dispersiones, 37 2.4 Propiedades de los Coloides, 38 2.5 Fuerzas que intervienen entre los Coloides, 40 3 Aspectos de la Coagulacin - Flocu1acin, 41 3.1 Coagulacin, 42

.

3.2 Floculacin, 46 4 Coagulacin, 46 4.1 Fases de la Coagulacin, 46 4.2 Remocin de Turbiedad, 48 4.3 Remocin de Color, 48 4.4 Coagulantes, 49 4.5 Gradiente de Velocidad, 53 4.6 Mtodos para realizar la Coagulacin, 55 5 Floculacin, 77 5.1 Generalidades, 77

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~NIVfQSIDAD rACIONAL - FACULTAD DE MINAS Ingo. Jorge Arturo Prez P.

TRATAMIENTO DE AGUAS

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5.2 Clasificacin de los Floculadores, 78 5.3 Control del Gradiente de Velocidad, 92

IJI SEDIMENTACION 1 1 ntroduccin, 96 2 Definicin, 96 3 Tipos de Sedimentacin, 96 4 Sedimentacin Simple - Ley de Stokes, 97 5 Sedimentadores de Flujo Horizontal, 100 5.1 Consieraciones Geomtricas, 100 6 Sedimentacin de Alta Rata, 126 6.1 Consideraciones Generales, 126 6.2 Frmulas Bsicas, 129 6.3 Inclinacin de las Placas, 132 6.4 Aplicaciones Prcticas de los Sedimentadores de Alta k tu, .132 b. Ejelllplo de Diseo, 132

IV 1

FI L TRAC IOr~ Definicin, 136

2 2.1 2.2

~lecanisrilos Responsdblt::s de la Filtracin, 136 Tra ns porte, 136 Adherencia, 137

3 Tipos de Filtracin, 138 Descripcin de un Filtro, 139

4.1 Esquema d lUI Fi tro Ppido de Grdvedad, 139 4.2 Funci ondllli ento de un Fi ltro, 140 5 Modelos ~latemticos de la Filtracin, 141 6 Fil tro Pil oto, 141 6.1 Funcionamiento Durante Filtracin. 141 6.2 Funcionamiento Durante Lavado, 142 7 Componentes de un Filtro - Descripcin, 142 7.1 Lecho Filtrante, 142 7.2 Grava de Soporte, 144 7.3 Falso Fondo, 145

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UNIVERSIDAD NACIONAL - FACULTAD DE MINAS Ingo. Jorge Arturo Prez P.

8 Jornada de Trabajo o Carrera de un Filtro, 147 9 Prdida de Carga Durante Filtracin, 147 9.1 Prdida de Carga Final, 148 9.2 Prdida de Carga Inicial, 149 10 Rata de Filtracin o Carga Superficial, 151 11 Nmero de Filtros, 151 12 Forma y Dimensiones de los Filtros, 152 13 Sistemas de Operacin de los Filtros, 153 13.1 Rata de Filtracin Constante, 154 13.2 Rata de Filtracin Declinante, 155 14 Lavado de los Fil tras, 157 14.1 Definicin, 157 14.2 Hidrulica del Lavado, 158 14.3 Cantidad de Agua de Lavado, 160 14.4 Sistema de Lavado, 161 14.5 Mtodos para Aplicar el Agua de Lavado, 163 15 Sistema de Recoleccin del Agua de Lavado, 165

v DESINFECCION - CLORACION 1 Genera 1 i dades, 167 2 Factores que Influyen en la Accin del Cloro, 167 3 Qumica de la Cloracin, 168 4 Demanda de Cloro, 168 5 6

Puntos de Aplicacin del Cloro, 171 Dosis de Cloro Residual, 172

7 Control de la Cloracin, 172 8 Poscloracin, 172

BIBLIOGRAFIA

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TRATA lENTO D AGUAS

167

174

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Este Manual de Tratamiento de Agua se ha hecho con la intencin de ofrecer en forma conjunta una serie de principios y conocimientos sobre los diferentes procesos de tratamiento del agua, cuya descripcin se hace no como operacio-nes unitarias sino siguiendo un orden prctico encaminado hacia el aspecto terico y al diseo de las diferentes unidades que componen una planta de tr~ tamiento para el acondicionamiento de las aguas utilizadas como fuente de a-bastec imi en to.

Su contenido bsicamente se refiere a los procesos de clarificacin y desin-feccin por ser stos los de ms aplicacin cuando se trata de potabilizacin del agua para consumo humano. Se incluye adem5 una discusin general acerca de la calidad del agua, las caractersticas fsico-qumicas y bacteriolgicas y su significado sanitario, as como el grado de influencia que sobre los di-ferentes tipos de impurezas tienen los procesos mas comunmente utilizados.

As mismo, este manual ha querido presentar una serie de normas tcnicas y re comendaciones de diseo de tipo general. que han sido utilizadas con xito en el diseo de plantas de tratamiento de agua.

Por ltimo, se presentan unos ejemplos de clculo con el objeto de aclarar los conceptos tcnicos e ilustrar la manera como se puede hacer el diseo de una planta potabilizadora.

Abrigo la esperanza ge que este trabajo contribuya a la formacin profesional .

de los estudiantes de ingeniera, y sea, tambin un recurso de utilidad para los ingenieros proyectistas.

Jorge A. Prez P. Medel1n, Agosto de 1981 Profesor Universidad Nacional