tecnologías de potabilización de aguas

8/10/2019 Tecnologas de Potabilizacin de Aguas

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TECNOLOGAS DE POTABILIZACIN DE AGUAS

Introduccin a la Ingeniera Sanitaria

2014

Clase 1

Facultad de IngenieraInstituto de Mecnica de los Fluidos e Ingeniera

Ambiental (IMFIA)

Departamento de Ingeniera Ambiental


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SISTEMAS DE AGUA POTABLE

Un sistema de agua potable est formado por unconjunto de instalaciones y equipos destinados

al abastecimiento de agua potable de unacomunidad para fines de consumo domstico,servicios pblicos, consumo comercial,industrial, y otros usos. El agua suministrada por

el sistema debe ser de una adecuada calidad yprovista en cantidad suficiente (ENOHSA).


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Captacin (toma de agua) - Tuberas aductoras de aguabruta

Estaciones de bombeo de agua bruta (bombasproveedoras)

Planta de Tratamiento (potabilizacin) Estaciones de bombeo de agua tratada (Bombas

elevadoras) Tuberas de Impulsin

Depsitos de Distribucin Tuberas de distribucin, vlvulas, piezas Estaciones de rebombeo (recalques) Estaciones de desinfeccin en la red (recloracin)

COMPONENTES DE UN SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DEAGUAS SUPERFICIALES


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RESERVA(DEPSITOS DEDISTRIBUCIN)

CAPTACIN

PLANTAPOTABILIZADORA

REDES DEDISTRIBUCIN

PLANTADEPURADORA

SENTIDOD

E

LFLUJO

REDES DEDESAGUES


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INICIO DE LOS SERVICIOS DE

ABASTECIMIENTO DE AGUA EN ELURUGUAY


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1866 / 1867 - Montevideo enfrenta un verano de sequa extrema y una epidemiade clera en el verano de 1868.

- El abastecimiento de agua se realizaba a travs de pozos

Ao 1867 - El Gobierno Nacional realiza un llamado a propuestas para dotarde un servicio permanente de agua a Montevideo (70.000 hab,9.000 viv.)

29/4/1868 - Se otorga concesin para el suministro de agua corriente a

Montevideo a Enrique Fynn - Plcido Lezica -Anarcasis Lans

Ao 1868 - Inicio de las obrasFuente de captacin Ro Sta. Luca en elsalto de las rocas coloradas a 56 km del centro deMontevideo. Desde la Usina a vapor construida en AguasCorrientes (capacidad de bombeo 18.000 m3/da) sebombeaba agua del Rio Santa Luca, sin tratar, a travs de la1ra. LB, de dimetro 24,de hierro fundido, a un tanque prximo a

La Paz (Cuchilla Pereira), desde donde llegaba a Montevideo porgravedad.

18/7/1871 - Inauguracin del servicioFuente Pza. Constitucin

Fuente: Obras Sanitarias del Estado (OSE)

EVOLUCIN TEMPORAL


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Ao 1879 - Lezica, Lans & Fynn ceden concesin a The Montevideo

Waterworks Co., quien realiz el servicio hasta 1/2/1950.

Ao 1890 Epidemia de clera - El Estado exige a la compaa inglesa lamejora del servicio, construyndose los primeros filtros (filtroslentos, 1893), decantadores y aumento del bombeo.

Ao 1952 - Por ley No. 11.907 de 12/1952 se crea la Administracin de lasObras Sanitarias del Estado (O.S.E.), como ServicioDescentralizado del MOP. Surge de la fusin de la Compaa deAguas Corrientes (empresa privada nacionalizada) y la Direccinde Saneamiento del MOP. quedando as, a cargo de OSE, laprestacin del servicio de agua potable en todo el pas y elservicio de saneamiento en el interior.

Ao 1990 - Por Decreto 387/90 del Poder Ejecutivo, el MVOTMA ejerce latutela jurdica sobre OSE y sta se vincula con el Poder Ejecutivo atravs de este Ministerio.

Fuente: Obras Sanitarias del Estado (OSE)

EVOLUCIN TEMPORAL


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Planta PotabilizadoraAguas Corrientes

Ao 2013

Hace mas de 100 aos

Fuente: OSE

DESARROLLO DE LA TECNOLOGA DEPOTABILIZACIN DE AGUAS EN URUGUAY


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rea Metropolitana de Montevideo. Fuente: INE

El 63% (216.776.720 m3) de la produccin de agua potable del ao 2013 en elPas correspondi a la Planta de Aguas Corrientes, que abastece al reaMetropolitana de Montevideo que tiene una poblacin de 1.742.850 habitantes(53% del total nacional, Censo 2011).


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Los principales objetivos de un sistema de potabilizacin deaguas de origen superficial se pueden resumir en:

Remover partculas suspendidas y coloidales, inactivar

riesgos biolgicos minimizando los riesgos qumicosderivados, y eliminar otros contaminantes que pueden

presentarse en estado disuelto (plaguicidas, metabolitos

causantes de olor y sabor, toxinas, otros)

Sobre la base de este concepto se deben disear y operarlos sistemas de potabilizacin.

OBJETIVOS DE UN SISTEMA DEPOTABILIZACIN DE AGUAS


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REMOCIN / INACTIVACIN

El trmino remocin significa la separacin fsica delcontaminante mediante los procesos de coagulacin,sedimentacin y filtracin, mientras que inactivacin

se refiere a tornar inefectivo al contaminante,usualmente por accin de los desinfectantesqumicos.

Este concepto es especialmente vlido para los

contaminantes de carcter biolgico.


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IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS DE REMOCIN

Algunos microorganismos patgenos (como los protozoariosGiardia y Cryptosporidium), tienen gran resistencia a ladesinfeccin, en particular a la cloracin.

Por lo tanto hay promover la REMOCINde los mismos delagua por mtodos fsicos (coagulacin, sedimentacin,filtracin), dejando un remanente mnimo para inactivar.

Cuando estn presentes cianobacterias en el agua bruta esconveniente removerlas, evitando destruirlas para impedirel desprendimiento de toxinas y metabolitos causantes de olory sabor.


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CLASIFICACIN DE LOS PROCESOS DE POTABILIZACIN DE

AGUAS SUPERFICIALES

Sistema Convencional

Filtracin Lenta y en Mltiples Etapas

Filtracin Directa ascendente y descendente

Flotacin por aire disuelto en sustitucin de lasedimentacin

Floto-Filtracin

Doble Filtracin

Tecnologa de membranas


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SISTEMA CONVENCIONAL

COAGULACIN

CAPTACIN

DEPSITO DEAGUA FILTRADAAplicable a un amplio espectro de

calidades de agua bruta. Al ser unproceso completo, ofrece Barreras

Mltiplespara los contaminantes. Tieneuna gran cantidad de variantes respectoal tipo de unidades, P.Q., etc. Es elproceso que se utiliza casi en exclusivoen Uruguay.

FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN

DESINFECCIN,CORRECCIN DE pH y

ALCALINIDAD


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PROCESO CONVENCIONAL DE POTABILIZACIN DE AGUAS

SUPERFICIALESCOAGULACIN

FLOCULACIN

SEDIMENTACIN

FILTRACIN

DESINFECCIN


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PARTCULAS PRESENTES EN EL AGUA BRUTA

TURBIEDAD

ALGAS

PROTOZOARIOS

COLOR BACTERIASVIRUS


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TURBIEDAD

ALGAS

PROTOZOARIOS


COAGULACIN (Desestabilizacin de partculas)

COAGULANTE


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TURBIEDAD

ALGAS

PROTOZOARIOS


FLOCULACIN (Agitacin lenta para generar choques yaglomeracin de partculas)


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LAS PARTCULAS SE AGLOMERAN (FLOCULACIN), Y LAS DEMAYOR TAMAO Y PESO SEDIMENTAN


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AGUA SEDIMENTADA (Quedan partculas remanentes, lasms livianas)

LODOS


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FILTRACIN (Se remueve gran parte de las partculas remanentes,quedan tambin algunos patgenos sin remover)


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DESINFECCIN (Se inactivan los patgenos que no fueron removidos)

DESINFECTANTE

TURBIEDAD Y COLORREMANENTES


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PLANTA DE AGUAS CORRIENTES(27 DE JUNIO DE 2013)

PLANTA DE AGUAS CORRIENTES(AO 2006)

CAUDAL = 650.000 m

3

/da


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FILTRACIN LENTA

FILTRACIN LENTAPRE - TRATAMIENTO

CAPTACIN

DEPSITO DEAGUA FILTRADA

Cuando se dispone varios filtros en serie se denomina, FILTRACIN ENMLTIPLES ETAPAS

Se utiliza para aguas de no muy elevada turbiedad. El pre-tratamientopuede consistir en pre-filtros de grava.

Se produce una muy buena reduccin de los riesgos biolgicos,difcilmente se obtienen turbiedades menores que 1,0 NTU.


ALCALINIDAD


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FILTROS LENTOS AACC


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FILTRACIN DIRECTA

COAGULACIN

CAPTACIN


Se puede bypassear el proceso de floculacin. Se utiliza para aguas de baja turbiedad ycolor y baja concentracin de algas. Puede ser de flujo ascendente o descendente.

Recomendaciones de la AWWA para filtracin directa:

Color < 40 Unid. Pt-Co

Turbiedad < 5 NTU (En Amrica, se utiliza para turbiedades mayores)

Algas < 2000 asu/ml

Hierro < 0,3 mg/l

Manganeso < 0,05 mg/l

FLOCULACIN FILTRACINRPIDA


ALCALINIDAD


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Sistema de filtracin directa a presin. LocalidadEl Almacn, Municipio de Heres, Estado deBolvar, Venezuela. Fuente de agua: Ro Orinoco.Poblacin servida: 1000 habitantes.

Junio 2007

Junio 2007

FILTRACIN DIRECTA DESCENDENTE


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Sistema de filtracin directa ascendente, Brasil.

FILTRACIN DIRECTA ASCENDENTE

FUENTE: ING. LUIZ DI BERNARDO


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FLOTACIN CON AIRE DISUELTO

Cuando la densidad de los flculos es muy baja, una alternativa a la sedimentacines la flotacin. Es un proceso recomendado para aguas con elevado contenido dealgas. Se utiliza para un rango de calidad de agua bruta amplio, pero paraturbiedades elevadas decrece su eficiencia. En Uruguay, es el proceso de la planta deLaguna del Sauce que abastece a Maldonado, Piripolis y Punta del Este.

COAGULACIN

CAPTACIN


FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

FLOTACIN

AGUA YAIRE


ALCALINIDAD


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ESQUEMA DE UN PROCESO DE FLOTACIN

Bomba

FLOCULADOR

CAMARA DEFLOTACION

COMPRESORSATURADOR

Aguaclarificada

Aire

LODO FLOTADO


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FLOTO FILTRACIN

COAGULACIN

CAPTACIN



ALCALINIDAD

En una misma unidad se realizan los procesos de flotacin y filtracin. El fondo

del flotador es la superficie del manto filtrante. El sistema se aplica en lasplantas de Laguna Blanca (Manantiales) y Laguna Escondida (Jos Ignacio), ambasen Maldonado (Empresa Aguas de la Costa - OSE).

FLOCULACIN

UNIDAD DEFLOTO

FILTRACINAGUA YAIRE


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PLANTA DE FLOTO FILTRACIN DE LAGUNA BLANCA. CAUDAL: 400 m3/h. MALDONADO, URUGUAY, 30 deAGOSTO de 2013.

FUENTE: AGUAS DE LA COSTA OSE.
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/barredor%202%20lag%20blanca.mp4http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/barredor%201%20lag%20blanca.mp4


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PLANTA DE FLOTO FILTRACIN DE LAGUNA ESCONDIDA. CAUDAL: 140 m3/h CON LOS DOSMDULOS. MALDONADO, URUGUAY, 30 de AGOSTO de 2013.

FUENTE: AGUAS DE LA COSTA OSE.


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DOBLE FILTRACIN

COAGULACIN

CAPTACIN


DESINFECCINCORRECCIN DE pH

Admite un amplio espectro de calidades de agua bruta.

Filtracin ascendente: en pedregullo o arena gruesa.

Filtracin descendente: en arena o antracita.

Se utiliza mucho en Brasil para instalaciones pequeas y medianas. Segn DiBernardo, es aplicable al 95% de las aguas.

En Uruguay se est diseando una unidad estndar de pequeo caudal para ser

ensayada con vistas a su aplicacin en localidades pequeas.

FILTRACINASCENDENTE

FILTRACINDESCENDENTE


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El uso de esta tecnologa se ha incrementado considerablementeen el campo de la potabilizacin de aguas, en los ltimos aos. Lossistemas incluyen microfiltracin, ultrafiltracin, nanofiltracin,smosis inversa, en orden decreciente de tamao de poros (Xie,

2004).Adicionalmente, el costo relativo de las membranas se hareducido debido a los avances tecnolgicos logrados en lafabricacin, lo cual vuelve al sistema una opcin viable y

competitiva frente a los procesos tradicionales. Las membranaspueden ser fabricadas a partir de polmeros orgnicos o materialesinorgnicos tales como cermicas y metales (Jacangelo, 1999).

MEMBRANAS FILTRANTES


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Para trabajar sobre la eliminacin de los riesgos sedebe actuar sobre:

Proteccin de la fuente de agua brutaLos procesos de las plantas de tratamientoLa desinfeccin final

Sistemas de distribucin (desinfeccin de troncales

y depsitos, estaciones de recloracin,procedimientos de purga)Educacin

BARRERAS MLTIPLES


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Adicin dequmicos

Sistema dedistribucin

tamizado

lodos

coagulacin floculacin

sedimentacin

filtracin

Recirculacin agua delavado de filtros

lodos

desinfeccin

filtracin directa

BARRERAS MLTIPLES EN UN SISTEMA DE TRATAMIENTO


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Metas a obtener en un sistema de potabilizacin deaguas convencional:

Agua Sedimentada : 1-2 NTU

Agua Filtrada : < 0,1 NTU

Post-lavado - Obtener turbiedad menor que 0,3

NTU en menos de 15 minutos

OPTIMIZAR LOS PROCESOS DE

TRATAMIENTO



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TECNOLOGAS DE POTABILIZACIN DE AGUASSUBTERRNEAS

En general, las aguas subterrneas no necesitan procesos detratamiento en base a coagulacin/floculacin para remocin departculas. Para los contaminantes que pueden estar presentes seaplican diferentes teconologas.

Contaminantes en aguas subterrneas:

Patgenos

Hierro y Manganeso

Arsnico y Flor

Nitratos y Sulfatos

Cloruros

Sulfuros

Otros


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En Uruguay, a las aguas subterrneas en general se les realizasolamente desinfeccin. No obstante, en los ltimos aos se

estn llevando adelante algunos tratamientos noconvencionales:

Palmitas (remocin de nitratos por intercambio inico, yaimplementado). Dpto de Soriano.

Villa Pasano (Osmosis inversa para remover salesdisueltas).

La Paloma (Durazno, cal-soda para dureza, no

implementado). Experiencias para remocin de arsnico por tratamiento

convencional y estudindose aplicacin de smosisinversa en San Javier (Ro Negro).


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PATGENOS EN AGUAS SUBTERRNEAS

El agua subterrnea tambin puede contener organismospatgenos. Salvo que se realice un estricto control de la cuenca,si no existen contaminantes qumicos, el nico tratamiento quese realiza es la desinfeccin (cloracin en el caso de Uruguay).

En Uruguay, para pequeas localidades que se abastecen deperforaciones, se instala un sistema de dosificacin dehipoclorito de sodio, proporcional al caudal, que funciona enforma autnoma alimentado por energa solar.

FUENTE: OSE.


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44FUENTE: OSE

SISTEMA DE DOSIFICACIN DE HIPOCLORITO DE SODIO PROPORCIONAL AL CAUDALLAHILERA, TACUAREMB, URUGUAY, JUNIO 2012


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45FUENTE: OSE

SISTEMA DE DOSIFICACIN DE HIPOCLORITO DE SODIO PROPORCIONAL AL CAUDALLAHILERA, TACUAREMB, URUGUAY, JUNIO 2012


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SISTEMA DE DOSIFICACIN DE HIPOCLORITO DE SODIO PROPORCIONAL AL CAUDAL LAHILERA, TACUAREMB, URUGUAY, 2012

FUENTE: OSE


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SISTEMA DE DOSIFICACIN DE HIPOCLORITO DE SODIO PROPORCIONAL AL CAUDAL. ESCUELARURAL 15. SAUCE, SAN JOS, URUGUAY (JULIO 2014)

FUENTE: OSE


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Los microorganismos pueden ser transportados dentro de los

acuferos, especialmente en pocas de elevada recarga (lluviasintensas y prolongadas), los espacios intergranulares de las zonas nosaturadas proporcionan un camino para el rpido transporte. Porejemplo, partculas entre 0,1 y 6,0 m pueden transportarse hasta

20 m en menos de 3 das, pasando a travs de fisuras verticales yhorizontales (Lawrence et al.,1996, en Protecting Groundwater forHealth, WHO 2006). Los quistes de Giardia (7-14 m) y losooquistes de Crypotosporidium (4-6 m), pueden transportarsefavorecidos por su elevada resistencia a las condiciones ambientales

(mayor a 3 meses, y hasta 12 meses).


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El decaimiento de microorganismos en la zona no saturada sigueuna reaccin de primer orden. C es la concentracin de organismosen tiempo t (das), Co es la concentracin inicial y es la tasa deinactivacin (1/das)

teCC

0

MICROORGANISMO TEMP (C) (1/das) REFERENCIA

Virus Hepatitis A 10 0,10 Nasser et al., 1993

Virus Hepatitis A 20 0,41 Nasser et al., 1993

Colif. Termotolerantes 12-20 0,83 Keswick et al., 1982

Poliovirus 25 0,11 Meschke, 2001


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IMPORTANTE:

En pequeos sitemas, la deteccin de anlisisbacteriolgicos con presencia de coliformes totalesgeneralmente obedece a inconvenientes en lasredes de distribucin y/o en los muestreos, y no acontaminacin de la fuente.


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REMOCIN DE HIERRO Y MANGANESO

Los tratamientos mas simples consisten en oxidacin (oxgeno,cloro, KMnO4, otros), pasando de la forma soluble a la insoluble.Se forman precipitados de xido de Fe y de Mn, que luego seremueven fcilmente por sedimentacin y filtracin (para bajas

concentraciones solo filtracin).El ion ferroso Fe+2,se oxida y precipita como hidrxido frricoFe(OH)3(), y el ion manganoso M

+2, se oxida y precipita comodixido de manganeso MnO2()

La formacin del precipitado de MnO2 ocurre a valores elevadosde pH, generalmente mayores a 8, por lo cual es mas difcil deremover.


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OXIDANTE

CAPTACIN

DEPSITO DE AGUAFILTRADA

FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN

UNIDAD DECONTACTO

Obs. Los mantos filtrantes sedesmejoran rpidamente, debiendosustituirse en forma peridica. En casode aguas con bajas concentraciones deFe o Mn, se puede suprimir la etapa desedimentacin.

DESINFECCIN,

CORRECCIN DE pH yALCALINIDAD


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Planta desferrifizacin La Paloma, Rocha, Uruguay. Caudal 50 m3/h. Dosis de Cl:6-8 mg/l. Agua Bruta: 1-4 mg/l. Agua Tratada < 0,1 mg/l Fe

TANQUE DECONTACTO (30

min)

FUENTE: OSE


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Planta desferrifizacin La Paloma, Lavado de Filtro

FUENTE: OSE


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Remocin de manganeso, Planta Potabilizadora ciudad de Florida(UPA 2000), por oxidacin con cloro

FUENTE: OSE


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REMOCIN DE ARSNICO

Casi todos los tratamientos remueven mejor el As (V) que el As (III).La coagulacin con sulfato de aluminio o cloruro frrico remuevemejor el arsnico pentavalente, por lo que el As(III) debe oxidarse aAs(V) previamente, por ejemplo mediante precloracin: El clorooxida el As (III) a As (V) en el rango de pH entre 6 y 10.Despus de la oxidacin el As(V) se adsorbe en los flculos de

hidrxido de Al o de Fe formados por la floculacin de coloidespresentes en el agua.

FUENTE: ENOHSA


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REMOCIN DE FLOR

FUENTE: ENOHSA

Las tcnicas de tratamiento para remover Flor en agua consistenen:- Ablandamiento con cal- Tratamiento Convencional: coagulacin con sulfato de

aluminio (dosis elevadas, 200 mg/l o mas), u otroscoagulantes

- Almina activada- Resinas de intercambio inico- smosis inversa

- Hueso molido (el flor tiene afinidad con el fosfato triclcico)


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Introduccin a la Ingeniera Sanitaria

2014

Clase 2

Facultad de IngenieraInstituto de Mecnica de los Fluidos e Ingeniera

Ambiental (IMFIA)Departamento de Ingeniera Ambiental


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COAGULACIN

CAPTACIN

DEPSITO DEAGUA FILTRADAAplicable a un amplio espectro de

calidades de agua bruta. Al ser unproceso completo, ofrece BarrerasMltiplespara los contaminantes. Tieneuna gran cantidad de variantes respectoal tipo de unidades, P.Q., etc. Es elproceso que se utiliza casi en exclusivoen Uruguay.

FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN


ALCALINIDAD


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COAGULACIN

CAPTACIN


FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN

DESINFECCIN,

CORRECCIN DE pH yALCALINIDAD


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La toma es la estructura por medio de la cual se capta el aguade la fuente proveedora, que puede ser un ro, arroyo, lago, ocualquier otra fuente de agua superficial.

Para pequeos sistemas, la toma es en general relativamentesimple, consistiendo en una tubera sumergida protegida poruna criba. En cambio, para grandes sistemas, la toma puedeser el elemento ms costoso, por lo cual debe estudiarsecuidadosamente su diseo.

CAPTACIN DE AGUAS


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El sistema de toma puede incluir: conductos de transmisin,rejas, zarandas, tamices (mecanizados, auto-limpiantes, delimpieza manual), bombas, y en algunos casos instalacinpara dosificacin de productos qumicos, por ejemplo sulfatode cobre para combatir algas, carbn activado, dixido decloro.

Para tomas colocadas en ros o arroyos, una pequea presade regulacin de nivel puede ser necesaria, para garantizar lasumergencia en perodos de estiaje.

Cuando se realiza un aprovechamiento racional de la fuente,hay que estudiar las posibles repercusiones de la toma aguasabajo, por la merma que esta puede provocar en el caudaldel ro.


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CAUDAL DE DISEO

La toma debe permitir extraer de la fuente el caudal de

diseo de la planta de tratamiento, es decir el caudal mximodiario para el final del perodo de previsin.

Si se trata de un ro, debern considerarse datos de caudalespor un perodo de tiempo lo suficientemente largo, que

permita concluir la factibilidad de la toma.

CONSIDERACIONES PARA EL DISEO DELA TOMA


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A diferencia de los elementos que componen la planta de

tratamiento, como filtros, bombas, etc., la tomageneralmente no puede ser modificada para ampliar lacapacidad de produccin de la planta.

Por esta razn, debera ser diseada para un perodo mayor,

en general para 20 o 40 aos, a diferencia de una planta detratamiento que se construye con un horizonte de 15 o 20aos. A pesar de que la toma puede ser un elemento muycostoso, considerar un incremento en su capacidad decaptacin no afecta en gran medida su costo inicial, por loque la consideracin anterior puede ser favorable.


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TOMA DE POZO SECO


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BOMBA

TOMA DE POZO HMEDO

La tubera de llegada al pozo debe tener leve pendiente ascendente, paraevitar la deposicin de arena y que se formen bolsas de aire


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UBICACIN EN PLANTA: TOMA LATERAL CON PRESA DE DERIVACIN (FUENTE:ENOHSA): Ejemplo: Aguas Corrientes


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TOMA PLANTA DE AGUAS CORRIENTES, URUGUAY (6 m3/s)


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70TOMA PLANTA DE AGUAS CORRIENTES, URUGUAY (6 m3/s)


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COAGULACIN

CAPTACIN


FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN

DESINFECCIN,CORRECCIN DE pH

y ALCALINIDAD

C


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DEFINICIN

Las impurezas que se deben quitar del agua, a pesar

de encontrarse muchas en estado disuelto, sonprincipalmente partculas suspendidas, coloidales,

microorganismos. Las partculas se mantienen

estables pues:

Son muy pequeas y no sedimentan naturalmente. Poseen carga negativa, por lo que se repelen entre s

y no pueden agruparse para dar lugar a partculas

mayores, siendo la filtracin de las mismas ineficiente.


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El proceso de coagulacin, consiste en aplicarproductos qumicos (llamados coagulantes) para

desestabilizar las partculas, a los efectos de que con

el proceso posterior de floculacin las mismas se

aglomeren formando partculas de mayor tamao y

peso (flculos), que pueden ser removidas del agua.

Los productos qumicos utilizados para desestabilizar a

las partculas se llaman COAGULANTES. Estos liberan

cargas positivas y entre otras cosas neutralizan las

cargas de los coloides y/o suspensiones.


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En general son sales metlicas tales como sulfato de

aluminio (Al2(SO4)3.14H2O) o cloruro frrico (FeCl3),pero pueden ser tambin coagulantes orgnicos

(polmeros coagulantes).

La proporcincon que se aplican los coagulantes al

agua se denomina DOSIS, se mide en mg decoagulante por litro de agua a tratar (mg/l),

equivalente a g/m3y ppm (partes por milln).

En Uruguay se utiliza exclusivamente sulfato de

aluminio con este fin, si bien se dispone de clorurofrrico, el mismo es fabricado en base a chatarrapor lo que no est autorizado su uso en agua potable.


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C (g/l)Q caudal de la planta

q caudal del equipo dosificador

C concentracin de la solucin de coagulante

C (g/l) C (%) * 10 (en soluciones muy diluidas)

C(g/l)

/h)Q(m*)Dosis(mg/lq(l/h)

3

DEPSITO DECOAGULANTE


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COAGULANTE

Aplicacin del coagulante en el punto de mxima

turbulencia, al comienzo del resalto hidrulico. En el resaltoel coagulante se mezcla con el agua, y se producen lasreacciones de hidrlisis y con la alcalinidad.


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ASPECTOS GENERALES


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La floculacin es el proceso de aglomeracin de las partculas que han

sido desestabilizadas durante la etapa de coagulacin, con el objetivo deacondicionarlas para su posterior separacin a travs de medios fsicos,

como la sedimentacin, flotacin con aire disuelto y/o filtracin.

Esas partculas pueden ser microorganismos, coloides o suspensiones,

que a lo largo de la floculacin se van uniendo entre s para dar paso apartculas de mayor tamao, ms apropiadas para ser separadas del agua

mediante sedimentacin (o flotacin) y filtracin.

Este proceso de unin de partculas se produce como consecuencia del

choque entre las mismas. Cuando la colisin se produce solamente por elmovimiento browniano o por sedimentacin natural, la floculacin se llama

pericintica, mientras que cuando se aplica una energa externa, la

floculacin se denomina ortocintica.

ASPECTOS GENERALES


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Transcurrido el tiempo en que el agua est sometida al proceso de

floculacin, se debe lograr la formacin de partculas aglomeradasllamadas flculos. El caso ms comn es cuando a continuacin de

la floculacin sigue una etapa de sedimentacin, en este caso se

deben obtener flculos de marcado peso especfico mayor que el

agua, compactos y con bajo grado de hidratacin.

Para favorecer la ocurrencia de colisiones entre las partculas y por

ende lograr la formacin de flculos adecuados, en los floculadores

se debe agitar moderadamenteel agua ya coagulada, bajo rgimen

controlado, cuidando de promover el agregado de partculas y no

romper las aglomeraciones ya formadas.


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FLOCULADOR HIDRULICO, PLANTA POTABILIZADORA DE AGUAS CORRIENTES, Q = 4000m3/h, URUGUAY
http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_1/video-2011-09-05-12-45-38.3gp


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FLOCULADOR MECNICO DE EJE VERTICAL Y FLUJO AXIAL(Laguna del Cisne, Canelones, Uruguay)

FUENTE: OBRAS SANITARIAS DEL ESTADO


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COAGULACIN

CAPTACIN


FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN


ALCALINIDAD


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ASPECTOS GENERALES

La sedimentacin es un proceso de separacin de partculas poraccin de la gravedad. Para que tenga lugar, es necesario generarlas condiciones de flujo apropiadas para permitir que laspartculas (agrupadas en flculos), sedimenten, sean extradascomo lodo, y se recoja como efluente agua con un contenidomenor de slidos suspendidos.

En una planta convencional, es el primer proceso de remocin,y en general es donde queda retenido el mayor porcentaje departculas suspendidas.

Un mal funcionamiento de estas unidades trae comoconsecuencia que se sobrecargue el proceso de filtracin,acortando su carrera y desmejorando la calidad final del efluente.


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SEDIMENTADOR CONVENCIONAL DE FLUJO HORIZONTAL, DESECCIN RECTANGULAR

SALIDA DE AGUASEDIMENTADA

LODOS

INGRESO

PANTALLA DIFUSORA


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SEDIMENTADOR DE FLUJO LAMINAR

FUENTE: ENOHSA


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Sedimentador de flujo laminar, con mdulos. Planta Potabilizadora Aguas Corrientes


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COAGULACIN

CAPTACIN


FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN


ALCALINIDAD


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FILTRACIN

El proceso de filtracin en un sistemaconvencional, consiste en removerprincipalmente flculos, adems de

partculas primarias coloidales osuspendidas. En este proceso se remuevenalgas, bacterias, virus, protozoarios y/uotros microorganismos, a travs de diversosmecanismos que se producen al pasar elagua a travs de un medio poroso.


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Filtrando el agua sedimentada o flotada, se remueven las

partculas remanentes de esos procesos, que por algn motivono lograron ser separadas.

Cuando el agua tiene bajo contenido de partculas ydeterminadas caractersticas hidrobiolgicas y/o fsico

qumicas, se puede suprimir la etapa de sedimentacin,filtrando directamente el agua coagulada (floculada o no). Eseproceso se denomina FiltracinDirecta.

La filtracin debe dar la garanta final de la remocin de

partculas, y con ello una preparacin del agua para ladesinfeccin, ya que la ausencia de turbiedad y color favorecela accin de los desinfectantes.


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COMPONENTES DE UN FILTRO RPIDO

MEDIO FILTRANTE

MEDIO SOPORTE(GRAVA)

FALSO FONDO

INGRESO AGUA DELAVADO A CONTRA

CORRIENTE

SALIDA DE AGUAFILTRADA

FILTRADO ALDESAGE

INGRESO DE AGUA AFILTRAR

SALIDA DEAGUA DELAVADO

CANALETA DE

RECOLECCIN DE AGUADE LAVADO

SISTEMA DE LAVADOSUPERFICIAL


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DURANTE LA FILTRACIN:

MEDIO FILTRANTE

MEDIO SOPORTEFALSO FONDO


CORRIENTE


FILTRADO ALDESAGE



CANALETA DE



VLVULA ABIERTA

VLVULA CERRADA


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DURANTE EL LAVADO A CONTRACORRIENTE

MEDIO FILTRANTE

MEDIO SOPORTEFALSO FONDO


CORRIENTE


FILTRADO ALDESAGE



CANALETA DE



VLVULA ABIERTA

VLVULA CERRADA

DURANTE EL FILTRADO AL DESAGE


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U O S G(luego de lavar a contracorriente es necesario descartar el agua filtrada, que contiene lasuciedad remanente desprendida de los granos, ubicada dentro y encima del manto):

MEDIO FILTRANTE

MEDIO SOPORTE

FALSO FONDO


CORRIENTE


FILTRADO AL

DESAGE



CANALETA DERECOLECCIN DE AGUADE LAVADO


VLVULA ABIERTA

VLVULA CERRADA


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COAGULACIN

CAPTACIN

DEPSITO DEAGUA

FILTRADA

CORRECCIN DEpH y ALCALINIDAD

FLOCULACIN

FILTRACINRPIDA

SEDIMENTACIN

DESINFECCIN


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DESINFECCIN

Desinfectar el agua destinada al consumo humanoconsiste en INACTIVAR o destruir los agentespatgenos que pueden ser causa de enfermedades de

transmisin hdrica.

Esta prctica tiene mas de 100 aos de aplicacin enlos abastecimientos pblicos de agua.

Es una medida esencial para la salud pblica, y suimportancia ha sido ampliamente comprobada.

DESINFECCION EN UNA PLANTA POTABILIZADORA


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Coagulante

Sistema dedistribucin

tamizado

lodos

coagulacin floculacin

sedimentacinfiltracin

Recirculacin agua delavado de filtros

lodos

Deposito deagua filtrada

APLICACIN DELDESINFECTANTE

DESINFECCION EN UNA PLANTA POTABILIZADORA

CONVENCIONAL DE AGUAS SUPERFICIALES

Fuente de

agua bruta


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GENERALIDADES

REMOCININACTIVACIN DE PATGENOS

REMOCIN

Eliminacin de microorganismos por medios fsicos:coagulacin-floculacin-sedimentacin-filtracin.

INACTIVACIN

Eliminacin de microorganismos por la accin de unagente desinfectante qumico o fsico (desinfeccin).

En una planta de potabilizacin se eliminan los

microorganismos por ambos mecanismos.


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IMPORTANCIA DE LA DESINFECCIN

Si bien con los tratamientos convencionales delagua se puede REMOVER ms del 99% de losmicroorganismos presentes en la misma, se

requiere de la desinfeccin para producir aguasegura desde el punto de vista microbiolgico,especialmente para fuentes de agua superficiales.


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REDUCCIN DE MICROORGANISMOS POR LOSPROCESOS CONVENCIONALES DE TRATAMIENTO

PROCESO REMOCIN

ACUMULADA ( )

ALMACENAMIENTO 50

COAGULACIN /

SEDIMENTACIN

60

FILTRACIN 99,9

DESINFECCIN 99,9999

Reduccin acumulada de Coliformes Fecales enuna planta convencional (G. Craun, 1996).

AGENTES DESINFECTANTES


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AGENTES DESINFECTANTES

AGENTES FSICOS

Calor (hervir el agua)

Radiacin (luz solar, luz ultravioleta)

AGENTES QUMICOS

Oxidantes qumicos

Iones metlicos


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Las aguas a ser desinfectadas deben estarlibres de partculas coloidales causantes deturbiedad y color que puedan interferir con laaccin del agente desinfectante. As, ladesinfeccin alcanza su mxima eficiencia con

las aguas claras.Por lo tanto es importante optimizar losprocesos previos de clarificacin y filtracin delagua de modo de lograr una eficiente

reduccin de turbiedad y color, lo cual potenciala remocin de patgenos y la posteriordesinfeccin.


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El cloro, en forma lquida o gaseosa, comohipoclorito de sodio o hipoclorito de calcio, es

el desinfectante universalmente ms utilizadoy el ms antiguo.

Se denomina cloracina la adicin de cloroo un compuesto de cloro al agua.

DESINFECCIN CON CLORO

tecnologías de potabilización de aguas

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