Republica Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación

I.U.P “Santiago Mariño”

Extensión Mérida

Potabilización y planta de tratamiento de agua potable

Br: Russo R. Gianfranco A.

C.I. V-25.151.822

Electiva II

Profesora: Mary Lujano

Mérida, Abril del 2017

Potabilización

La potabilización es un proceso que se lleva a cabo sobre cualquier agua para transformarla en agua potable y de esta manera hacerla absolutamente apta para el consumo humano. La potabilización, mayormente, se realiza sobre aguas originadas en manantiales naturales y en aguas subterráneas.

En tanto, el agua potable es aquella agua que puede ser consumida por los seres humanos sin ningún tipo de restricción porque se encuentra absolutamente limpia de por ejemplo, sólidos suspendidos, aglomeración, de coloides, de organismos patógenos, de hierro y manganeso, sedimentación y corrosión, entre otras cuestiones. Tal situación es posible gracias al proceso que se lleva a cabo en las plantas potabilizadoras destinadas para tal fin.

Agua potable

Cuando hablamos de agua potable hacemos referencia a aquella que ha sido debidamente tratada, encontrándose en condiciones óptimas para el consumo humano.

Generalmente las aguas superficiales necesitan de un proceso específico para llegar a ser potables. Este proceso complejo se denomina Potabilización del Agua y abarca diferentes etapas.

Proceso de Potabilización del agua

El proceso de potabilización tiene como objetivo la conversión del agua desde su estado natural hacia agua potable. Este proceso es complejo y costoso, y se lleva a cabo en las plantas potabilizadoras que posee Aguas del Norte en la Provincia. A continuación se presentan las etapas por las que debe pasar el agua, a efectos de llegar en las condiciones adecuadas para su consumo en los hogares:

Captación: En esta etapa el agua se extrae desde las fuentes naturales, que generalmente son los ríos, donde la misma se encuentra en estado crudo o natural.

Canalización: Una vez que el agua ha sido captada, debe ser conducida hacia la Planta Potabilizadora. Para ello pueden utilizarse dos tipos de sistemas: aducción o impulsión.

Aducción

El agua se transporta por gravedad (por su propio peso) ya que la fuente abastecedora está a un nivel más elevado que la Planta Potabilizadora.

Impulsión

El transporte del agua se realiza mediante bombas, ya que la fuente está más baja que la Planta.

Floculación: El agua posee sustancias o partículas que se encuentran en suspensión. Para que estas partículas puedan eliminarse, deben ser sometidas a un proceso químico denominado floculación. En este proceso se aplican agentes químicos, denominados coagulantes, que producen que estas partículas se unan formando los “flocs”. Esta aglomeración de partículas, al ser más pesada que cada partícula individual, se asienta, eliminando la turbiedad y permitiendo que el agua pueda clarificarse.

Decantación: Se ubica el agua en una gran pileta donde permanece quieta, produciéndose la separación del líquido y de los sólidos. Estos últimos se depositan en el fondo por su propio peso.

Filtración: Es el proceso mediante el cual el agua es separada de la materia en suspensión haciéndola pasar a través de un elemento poroso, generalmente arena. En síntesis, en la filtración se hace pasar el agua a través de filtros de arena, en donde se eliminan los pocos grumos o flóculos que hayan quedado.Hay dos clases de filtros de arena: los de acción lenta y los de acción rápida, y estos últimos se dividen en filtros de superficie libre y filtros de presión.En los filtros de acción lenta, el agua pasa por gravedad a través de arena a baja velocidad. La separación de los materiales sólidos se efectúa al pasar el agua por los poros de la capa filtrante y al adherirse las partículas a los granos de arena.En los filtros de acción rápida con superficie libre, el agua desciende por gravedad a través de arena a una velocidad mayor. Es imprescindible el tratamiento previo con coagulantes para sacar la mayor cantidad de partículas en suspensión. El filtro se lava con una corriente de agua en sentido contrario al de filtrado, que expande el lecho y se lleva al desagüe los sólidos acumulados. El resultado final de la filtración será un agua más clara, eliminando hasta un 95% de todos los microorganismos presentes.

Cloración o Desinfección: Es el proceso en el que se destruyen los agentes microbianos que pudiesen estar presentes en el agua. Para ello pueden utilizarse diferentes productos químicos como: hipoclorito de sodio, hipoclorito de calcio, dióxido de cloro, ozono, etc. Éste es el último paso en la potabilización del agua superficial.

Cuando la fuente de agua es subterránea y proviene de pozos, el único tratamiento que requiere, generalmente, es la cloración. Esto se debe a que el agua suele ser más pura a grandes profundidades.

Almacenamiento y Distribución: El agua tratada en las Plantas Potabilizadoras se almacena en cisternas y/o tanques elevados de la Empresa, desde donde es distribuida por red a los domicilios.

Planta de tratamiento de agua potable

Una planta o estación de tratamiento de agua potable es un conjunto de estructuras y sistemas de ingeniería en las que se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano.

Existen diferentes tecnologías para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismos principios:

Combinación de barreras múltiples (diferentes etapas del proceso de potabilización) para alcanzar bajas condiciones de riesgo.

Tratamiento integrado para producir el efecto esperado. Tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta

específica relacionada con algún tipo de contaminante).

Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño.

Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la planta.

El tratamiento de aguas y las plantas de tratamiento de agua son un conjunto de sistemas y operaciones unitarias de tipo físico, químico o biológico cuya finalidad es que a través de los equipamientos elimina o reduce la contaminación o las características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento, de proceso o residuales.

La finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas de partida como de su destino final.

Debido a que las mayores exigencias en lo referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos comparten muchas operaciones.

Procesos de una planta de tratamiento de agua potable

Esquema de funcionamiento de una planta de tratamiento de agua potable

Toma del rio: punto de captación de las aguas; reja. impide la penetración de elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.).

Desarenador: sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las bombas.

Bombeo de baja (bombas también llamadas de baja presión): toman el agua directamente de un río, lago o embalse, enviando el agua cruda a la cámara de mezcla.

Cámara de mezcla: donde se agrega al agua productos químicos. Los principales son los coagulantes (sulfato de alúmina), alcalinizantes (cal).

Decantador: el agua llega velozmente a una pileta muy amplia donde se reposa, permitiendo que se depositen las impurezas en el fondo. Para acelerar esta operación, se le agrega al agua coagulante que atrapan las impurezas formando pesados coágulos. El agua sale muy clarificada y junto con la suciedad quedan gran parte de las bacterias que contenía.

Filtro: el agua decantada llega hasta un filtro donde pasa a través de sucesivas capas de arena de distinto grosor. Sale prácticamente potable.

Desinfección: para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el recorrido hasta las viviendas.

Bombeo de alta: toma el agua del depósito de la ciudad. Depósito: desde donde se distribuye a toda la ciudad. Control final: antes de llegar al consumo, el agua es severamente

controlada por químicos expertos, que analizan muestras tomadas en distintos lugares del sistema.

Plantas de tratamiento convencional (potabilizadoras)

Es un sistema de tratamiento integrado que incluye todos los procesos para la obtención de agua potable, como los son: coagulación, mezcla rápida, floculación, sedimentación, clarificación, filtrado y desinfección.

Dependiendo de las características del agua podemos obtener un sistema de filtración simple o doble el cual es recomendable cuando el agua tiene alto color o contenidos altos de hierro y manganeso.

Cada planta se debe diseñar de acuerdo al análisis de agua y trazabilidad y se debe hacer con sistema modular que incorpore las etapas del tratamiento. Estas debe tener su tanque en acero o fibra de vidrio y contener lechos filtrantes para la grava, arena, antracita, carbón activado y/o resinas especializadas. Si el agua tiene alto contenido de hierro se requiere un tratamiento de oxidación previo hecho mediante torres de aireación o pre-cloración.

Plantas de tratamiento modular (potabilizadoras)

La planta modular es un sistema integrado de tratamientos en varias etapas que incluye todos los procesos requeridos para obtener agua potable. Ocupan poco espacio y se pueden ampliar fácilmente añadiendo módulos de calrificación y de filtración.

Adecuadas para: aguas de pozo profundo con alto contenido de color, hierro y manganeso; y muy eficientes con aguas de quebradas de montaña con parámetros que van de mediano a bajo contenido de sólidos en suspensión y con contenidos de color, que presentan picos pasajeros de alta turbiedad y color cuando hay lluvias fuertes.

De acuerdo con las características del agua a tratar, se incorpora procesos de pre-aireación y oxidación, arenas especiales para eliminar hierro y manganeso o post-tratamiento con carbón activado cuando hay elementos orgánicos.

Pueden operar por gravedad, sin necesidad de tener energía eléctrica disponible o pueden ser automatizadas para operación virtualmente autónoma.

Las etapas del proceso de purificación del agua son:

Pre tratamiento: torre de aireación natural o forzada, pre oxidación y/o de-alcalinización.

Coagulación. Mezcla rápida. Clarificación por adsorción-neutralización ascendente en lechos porosos

granulares. Filtración descendente en lechos profundos. Desinfección con cloro, uv u ozono.

Ventajas de las plantas de tratamiento de agua modulares

La clarificación por adsorción no requiere cal o soda para elevar el ph. Funciona bien a ph bajo.

Reducen el consumo de floculantes y polímeros al 10% de lo que consume una planta convencional o compacta.

Eliminan los tanques de sedimentación, lo cual da plantas de menor tamaño y peso.

Se pueden colocar normalmente sobre el tanque de almacenamiento, evitando tener que adquirir predios adicionales.

Menor costo de mano de obra para operación y supervisión. Servicio de postventa y repuestos. Menor costo inicial.

Modulares: se puede aumentar el número de tanques cuando se requiera. fáciles de ampliar/complementar.

Fáciles de automatizar, sistematizar y monitorear. Versátiles. Fáciles de mantener. Calidad y larga vida. Rapidez de instalación.