SEDIMENTACIÓN FILTRACIÓN

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLEGeneralidadesProcesos unitarios principales:- Sedimentacin - Filtracin- DesinfeccinTratamiento qumicoFugas y desperdicios de aguaSESION 4

OBJETIVO: Obtener agua para el Consumo Humano de acuerdo a los Especificaciones Tcnicas establecidos en: Normas Nacionales, Guas de la OMS, Directivas del Ente ReguladorTRATAMIENTO: Conjunto de Actividades o Procesos que se realizan en forma secuencial, donde en cada proceso se realizan diferentes actividades: Operacin, Evaluacin, Medicin de Parmetros Fisicoqumicos y Biolgicos.GENERALIDADES

FUENTEPROCESOAguaAgua ParaREQUISITOS DE CALIDADConsumo HumanoCrudaNorma Nacional NTP 214.003Guas de la OMS DS N 02-2008-MINAM (ECAs AGUA)Superficial: Categora 1:destinadas a la produccin de agua potable: Clase A1: con desinfeccin, Clase A2: con tratamiento convencional, Clase A3: con tratamiento avanzado.El Proceso de Tratamiento a realizar est en funcin de la Materia Prima:

TRATAMIENTO DE AGUA SUPERFICIAL Pre tratamiento Tratamiento CantidadCalidadTiempoFUENTE Cantidad variable Concentracin variable

PRETRATAMIENTODesinfectantes: Cl2, O3, NaOCl, etc.Ventana de CaptacinReducir Carga FisicoqumicaReducir Carga BiolgicaEliminacin de Residuos Slidos/Partculas en suspensinRejillasBarrajeCaptacinDesarenacinAcumulacin de ArenaTurbiedad (Partculas finas en suspensin)

PARMETRO, FUNCIN Y PROCESOS UNITARIOS PRINCIPALES PARAMETRO DE DISEO: Caudal mximo diario = QMD FUNCION: Eliminar sustancias fsicas qumicas y bacteriolgicas con la finalidad de potabilizar el agua. PROCESOS UNITARIOS PRINCIPALES: 1.- SEDIMENTACION 2.- FILTRACION 3.- DESINFECCION

Eliminacin de partculas en suspensin. Puede realizarse de dos formas:- en forma natural cuando las partculas pueden decantar por su propio peso. - en forma forzada, cuando las partculas son muy pequeas, utilizando aglutinantes o coagulantes y floculadores. Prueba de Jarras, para determinar la dosis optima de coagulante. Sustancias coagulantes ms usadas: sulfato de almina o sulfato ferroso con ayuda de cal y polieltrolitos.PROCESOS UNITARIOS SEDIMENTACION

SEDIMENTADORES

FILTRACIONRemover partculas no sedimentables y patgenos.Puede ser lenta o rpida.- Filtracin lenta: precisa de mayor rea superficial, se emplea generalmente conjuntamente con los sedimentadores que no han recibido coagulantes y cuyos niveles de turbiedad no son muy elevadas (< 100 UT). El mantenimiento y limpieza se hace en forma manual, retirando cada cierto tiempo unos 5 cms de la superficie de arena. - Filtros rpidos: remueven turbiedades mayores, necesitan de menos rea superficial pero precisan de mayor cuidado en su limpieza y operacin. Requieren retrolavado peridico.

PRE FILTROS HORIZONTALES

FILTROS LENTOS TRADICIONALES

FILTROS LENTOS MODERNOS

FILTROS RAPIDOS TIPO I

FILTRO RAPIDOS TIPO II

DESINFECCIONProceso final por el que se elimina casi el total de bacterias causantes de enfermedades. En nuestro pas se utiliza el cloro, en diferentes formulaciones: slido, granulado o en polvo, lquido y gaseoso. El nacional tiene un poder activo de 30% y el importado de 70 a 75%.Es necesario que el agua potabilizada tenga cloro residual en su composicin por lo que se utilizan diferentes equipos clorinadores.En la red de distribucin el cloro residual recomendable es de 0.5 mgr/l.Segn la OMS, concentraciones mayores de 1.0 mgr/l no son recomendables ya que forma sustancias cancergenas.

Clculo de cantidadesEs necesario tambin desinfectar los diferentes componentes del sistema de abastecimiento. Para ello debe calcularse la cantidad de cloro necesario segn la siguiente formula:

P = V x D 10 x % Donde:P = peso del compuesto clorado a utilizar (gramos)V = volumen del componente a desinfectar (litros)D = dosis a aplicar (mgr/l)% = poder activo del compuesto clorado

CUADRO: CANTIDAD DE CLORO (HIPOCLORITO) REQUERIDOS EN LA DESINFECCIN DE INSTALACIONES DE AGUA

DESCRIPCINCCONCENTRACIN mg/lt o (ppm)TTIEMPO DE DERETENCIN (Horas)PPESO DE HIPOCLORITO DE CALCIO (Kg)Cantidad Mnima de Agua para diluir Hipoclorito de calcio (lts)Captacin:Buzn de Reunin:

Reservorios:Hasta 5 m3.10152025304050Mas de 50Tuberas:Pozos:150 200150 200

50505050505050505050502 42 4

444444444440.8 (x m3)0.8 (x m3)

0.831.702.503.304.205.06.608.30***6565

65135200264336400520664

DESINFECCIN DE INSTALACIONES

Otros desinfectantesExisten otros componentes que permiten desinfectar el agua:a) Hervido o ebullicin de las aguasb) Yodoc) Lejad) Permanganato de potasioe) Carbn activadoEn algunos lugares de la Sierra utilizan la filtracin, a travs de telas, para desinfectar el agua.En algunos lugares de la Selva se utilizan pancas de algunos vegetales para conseguir la eliminacin de patgenos.En la Costa se utilizan las piedras porosas.

Relacin entre el caudal de agua a desinfectar y el tipo de cloro a ser aplicadoCloro 40 = Botelln 68 Kg; Cloro 900 = Botelln 907 Kg (Horta de Macedo y Nogutl)

Rango de caudal(l/seg)Dosaje (mg/l)

1 2 3 4 50 2HipocloritoHipocloritoHipocloritoCloro 40HipocloritoCloro 40HipocloritoCloro 40

2 5HipocloritoHipocloritoCloro 40HipocloritoCloro 40Cloro 40Cloro 405 10HipocloritoCloro 40Cloro 40Cloro 40Cloro 40Cloro 4010 50Cloro 40Cloro 40Cloro 40Cloro 40Cloro 4050 100Cloro 40Cloro 40Cloro 40Cloro 40Cloro 900Cloro 40Cloro 900100 500Cloro 40Cloro 900Cloro 40Cloro 900Cloro 40Cloro 900Cloro 40Cloro 900Cloro 900500 1000Cloro 900Cloro 900Cloro 900Cloro 900Cloro 900

Residual mnimo de cloro (mg/l) que produce un aniquilamiento del 100% Escherichia Coli

PHTemperatura 2C a 5C Temperatura 20C a 25C

Tiempo de contacto (min)Tiempo de contacto(min)1020601020607.00.030.030.030.040.040.048.50.140.070.050.070.070.059.80.720.400.400.300.060.0610.71.001.000.300.400.300.30

TRATAMIENTO QUMICO1.COAGULACIN: Neutralizacin de cargas por adicin de sales de aluminio y sales de hierro.La adicin de un coagulante neutraliza las cargas, produciendo un colapso de las nubes de iones que rodean los coloides de modo que puedan aglomerarse.

ESQUEMA DE DIFERENTES MEZCLADORES HIDRULICOSSulfato de Aluminio GranularSulfato de Aluminio Solucin

Aplicacin de CoagulantePAplicacin de CoagulanteMezclador Rpido tipo Vertedero

2.FLOCULACIN MECNICA DE LA FLOCULACIN: Desarrollo de microcogulosFLOCULACIN PERICINTICAFLOCULACIN ORTOCINTICAEsta producido por el movimiento natural de las molculas del agua y esta inducida por la energa trmica, este movimiento es conocido como el movimiento browniano.Se basa en las colisiones de las partculas debido al movimiento del agua, el que es inducido por una energa exterior a la masa de agua y que puede ser de origen mecnico o hidrulico.PRIMERO SE PRODUCE LA FLOCULACIN PERICINTICA LUEGO SE PRODUCE LA FLOCULACIN ORTOCINTICAAGLOMERACIN DE PARTCULAS

CLASIFICACIN DE FLOCULADORES FLOCULADORES DE CONTACTO DE SLIDOSFLOCULADORES DE POTENCIAHIDRULICASMECNICASVERTICALHORIZONTAL

Hoja1

TABLA A

Turbiedad551Turbiedad102050100

Color5205Color verdadero551010

Dureza500500500Total de Fe1.02.555

Como Fe0.310.1Manganeso como Mn0.20.20.50.5

Como Mn0.30.50.1pH****

pH8.5-6,5 - 8,5Coliformes Totales por 100 ml100050001000020000

Nitrato como NO3454510Coliformes fecales por 100ml20050020004000

Sulfato como SO4400-400TOC (mg/l)111.52

Fluoruro como F1.50,6 - 1,70,6 - 1,7Algas2505007501000

Cloruro como Cl250600250BOD5 (mg/l)1.51.555

Arsnico como As0.050.10.05Sustancias potenciales********

Aluminio como Al0.10.2

Coliformes Totales****

Coliformes fecales---

Microorganismos--500

TABLA b

Turbiedad2020100200

Color verdadero2525100150

Manganeso como Mn (mg/l)0.50.51.01.0

Total de Fe (mg/l)3.0310.015.0

pH****

BOD5 (mg/l)1.51.5510.0

Coliformes Totales por 100 ml50005000500020000

Coliformes fecales por 100ml20050010005000

TOC (mg/l)2.02.05.05.0

Algas50050010002500

Sustancias potenciales********

Hoja2

C

C

Hoja3

Hoja1

TABLA A





Como Mn0.30.50.1pH****











TABLA b

Turbiedad2020100200




pH****

BOD5 (mg/l)1.51.5510.0



TOC (mg/l)2.02.05.05.0

Algas50050010002500


Hoja2

C

C

Hoja3

Hoja1

TABLA A





Como Mn0.30.50.1pH****











TABLA b

Turbiedad2020100200




pH****

BOD5 (mg/l)1.51.5510.0



TOC (mg/l)2.02.05.05.0

Algas50050010002500


Hoja2

C

C

Hoja3

Hoja1

TABLA A





Como Mn0.30.50.1pH****











TABLA b

Turbiedad2020100200




pH****

BOD5 (mg/l)1.51.5510.0



TOC (mg/l)2.02.05.05.0

Algas50050010002500


Hoja2

C

C

Hoja3

3.SEDIMENTACIN / DECANTACIN: Separacin slido - lquidoFLUJO VERTICALFLUJO HORIZONTALEl ingreso de agua "Q" se realiza por la parte inferior. El agua sale por la parte superior, la decantacin se realiza si la velocidad de la partcula que est dado por la ley de STOKES es superior a la velocidad ascencional.El agua llega a un extremo y sale por el otro extremo, las partculas floculentas que ingresan en un extremo llegan al fondo del tanque antes de salir, donde el tiempo de cada es inferior al tiempo de retencin del agua dentro del tanque.H/V < HS/Q V> Q/SH : AlturaS : Superficie

Fig. 6 Decantador Horizontal

H

M

P

V

U

R

Q

4.DECANTADORES:MECNICOSSon unidades que permiten velocidades ascensionales que pueden llegar hasta 8 m/h.Este Decantador est constituido por un tanque de fondo plano provisto en su base de una serie de tuberas que permiten la distribucin del agua coagulada sobre todo el fondo del Decantador.Decantador AccelatorDecantador PulsatorHIDRULICOSPresenta una zona central de floculacin rodeado de una zona de decantacin.Estas zonas se comunican por la parte superior e inferior, la llegada de agua cruda se hace por las canaletas circulares situados alrededor de la columna central de mezcla.

5.FILTROS: Eliminacin de partculas residuales, provenientes de los Sedimentadores/Decantadores, por lo general de flujo vertical.Lecho Filtrante (arena y grava)Cmara de Recoleccin de agua FiltradaCanal de Distribucin de Agua DecantadaLosa de Falso Fondo (toberas)

6. DESINFECCIN: Utilizacin de Cloro como desinfectante (Cloro Residual > 0,5 ppm en los domicilios).7. ALMACENAMIENTO: En reservorios de agua tratada.8. DISTRIBUCIN: A travs de las Redes Primarias.

Costos por fugas

AparatoFugasCosto (S/.)Inodoros5 000 l/d150 m3/mes463,40Cisternas12 000 l/d360 m3/mes1228,90Tanques Elevados10 000 l/d300 m3/mes1010,20Goteos: Simple Chorro 1,6 mm Chorro 3,2 mm80 l/d180 l/d675 l/d2,4 m3/mes5,4 m3/mes20,3 m3/mes3,207,3034,40

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