ETAPs Apuntes Fondo Blanco

UNIVERSIDAD DE GRANADAE T S I DE CAMINOS CANALES Y PUERTOSE.T.S.I. DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

DEPARTAMENTO DE INGENIERA CIVIL

TRATAMIENTO DE AGUAS TRATAMIENTO DE AGUAS TRATAMIENTO DE AGUAS TRATAMIENTO DE AGUAS POTABLESPOTABLES

ETAPsETAPs

FRANCISCO OSORIO ROBLESProfesor Titular de Universidad

Dr. Ingeniero de Caminos, Canales y [email protected]@ugr.es

INTRODUCCIN

El Agua, por su carcter dipolar, tiene un poder disolvente importante; deforma natural, el agua contiene diferentes materias, de naturalezaorgnica e inorgnica

INTRODUCCIN

CONTENIDO DEL AGUA

S IDOS SUSPENDIDOSSLIDOS SUSPENDIDOSMATERIA ORGNICAMINERALES, MATERIA INORGNICAMATERIA VIVAMATERIA VIVAGASESSALES DISUELTASMICROCONTAMINANTES

ORIGEN DE LA CONTAMINACIN: Natural o Antropognico

ALGUNOS CONTAMINANTES ESPECFICOS DEL AGUA

Mi i B t i Vi P tMicroorganismos: Bacterias, Virus, Protozoos,Fe, Mn, NH4, H2S, As (tpicos en Aguas Subterrneas)Pesticidas, Herbicidas, Cianotoxinascidos hmicos y flvicos (mat. orgnica en aguas superficiales)cidos hmicos y flvicos (mat. orgnica en aguas superficiales)Subproductos de la Desinfeccin u otros tratamientos en ETAPsMetales pesados, Cloruro de vinilo (PVC)

AGUA DE PARTIDA Y RESULTADOS A OBTENER

Real Decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen loscriterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano.

Se controlan hasta 60 parmetros analticos.Determina la frecuencia de los muestreos

LEGISLACIN

DIRECTIVA DEL CONSEJO 75/440/CEE, DE 16 DE JUNIO DE 1975, RELATIVA A LACALIDAD REQUERIDA PARA LAS AGUAS SUPERFICIALES DESTINADAS A LAPRODUCCIN DE AGUA POTABLE EN LOS ESTADOS MIEMBROSPRODUCCIN DE AGUA POTABLE EN LOS ESTADOS MIEMBROS

ANEXO NUMERO 1:Calidad exigida a las aguas superficiales que sean destinadas a la produccin deCalidad exigida a las aguas superficiales que sean destinadas a la produccin deagua potable:

I. Las aguas superficiales susceptibles de ser destinadas al consumo humano quedanl ifi d l t i i t l d d t t i t d bclasificadas en los tres grupos siguientes, segn el grado de tratamiento que deben

recibir para su potabilizacin.

Tipo A1. Tratamiento fsico simple y desinfeccin (p. ej.: filtracin rpida y desinfeccin)Tipo A1. Tratamiento fsico simple y desinfeccin (p. ej.: filtracin rpida y desinfeccin)

Tipo A2. Tratamiento fsico normal, tratamiento qumico y desinfeccin (p.ej.:precloracin, coagulacin, floculacin, decantacin, filtracin y desinfeccin - cloracinfi l)final)

Tipo A3. Tratamiento fsico y qumico intensivos, afino y desinfeccin (p.ej.:PREcloracin hasta el break point, coagulacin, floculacin, decantacin, filtracin,PREcloracin hasta el break point , coagulacin, floculacin, decantacin, filtracin,afino -carbono activo- y desinfeccin -ozono, cloracin final)

LEGISLACIN

Parmetro Unidad Tipo A1 Tipo A2 Tipo A3pH - (6,5-8,5) (5,5-9) (5,5-9)

Color (O) Escala Pt 20 100 200

Slidos en suspensin mg/l (25) - -

Temperatura (O) C 25 25 25Conductividad a S/cm (1.000) (1.000) (1.000)Nitratos (O) (*) mg/l NO3 50 50 50

Fluoruros (1) mg/l F 1,5 (0,7/1,7) (0,7/1,7)Hierro disuelto mg/l Fe 0,3 2 (1)

Manganeso mg/l Mn (0,05) (0,1) (1)Cobre mg/l Cu 0,05 (O) (0,05) (1)Zinc mg/l Zn 3 5 5Boro mg/l B (1) (1) (1)Boro mg/l B (1) (1) (1)

Arsnico mg/l As 0,05 0,05 0,1Cadmio mg/l Cd 0,005 0,005 0,005

Cromo total mg/l Cr 0,05 0,05 0,05Plomo mg/l Pb 0,05 0,05 0,05

Selenio mg/l Se 0,01 0,01 0,01Mercurio mg/l Hg 0,001 0,001 0,001

Bario mg/l Ba 0,1 1 1Cianuros mg/l CN 0,05 0,05 0,05

Sulfatos (**) mg/l SO4 250 250 (O) 250 (O)Cloruros (**) mg/l Cl (200) (200) (200)Detergentes mg/l (lauril-sulfato) (0,2) (0,2) (0,5)

Fosfatos (*) (2) mg/l P2O5 (0,4) (0,7) (0,7)Fenoles mg/l C6H5OH 0,001 0,005 0,1

Hidrocarburos disueltos o

emulsionados(tras extraccin en ter de petrleo)

mg/l 0,05 0,2 1

Carburos aromticos policclicos mg/l 0,0002 0,0002 0,001

Plaguicidas totales mg/l 0,001 0,0025 0,005DQO (*) mg/l O2 - - (30)

Oxigeno disuelto (*) % satur (70) (50) (30)

DBO5 (*) mg/l O2 (3) (5) (7)Nitrogeno Kjedahl mg/l N (1) (2) (3)

Amoniaco mg/l NH4 (0,05) 1,5 4 (O)

Sustancias extraibles con cloroformo mg/l SEC (0,1) (0,2) (0,5)

Coliformes totales a 100 ml (50) (5.000) (50.000)

Coliformes fecales 100 ml (20) (2.000) (20.000)

Estreptococos fecales 100 ml (20) (1.000) (10.000)

Salmonellas Ausente en 5.000 ml Ausente en 1.000 ml

LEGISLACIN

REAL DECRETO 140/2003, DE 7 DE FEBRERO, POR EL QUE SE ESTABLECEN LOSCRITERIOS SANITARIOS DE LA CALIDAD DEL AGUA DE CONSUMO HUMANO.

CONCEPTOS Y DEFINICIONES

Abastecimiento: conjunto de instalaciones para la captacin de agua, conduccin,tratamiento de potabilizacin de la misma, almacenamiento, transporte y distribucin delagua de consumo humano hasta las acometidas de los consumidores, con la dotacin ycalidad previstas en esta disposicin.

Se crea el concepto de agua de consumo humano frente a agua potable

Desaparece el concepto de nivel gua. Se define el concepto de nivel i l i l i i fij d d d l paramtrico: el nivel mximo o mnimo fijado para cada uno de los parmetros a

controlar.

Estacin de tratamiento de agua potable (ETAP): conjunto de procesos deEstacin de tratamiento de agua potable (ETAP): conjunto de procesos detratamiento de potabilizacin situados antes de la red de distribucin y/o depsito, quecontenga ms unidades que la desinfeccin (Nota.- Es obligatorio que todas las aguasdistribuidas por redes pblicas sean desinfectadas).

Conduccin: cualquier canalizacin que lleva el agua desde la captacin hasta laETAP o, en su defecto, al depsito de cabecera.

LEGISLACIN



Depsito: todo receptculo o aljibe cuya finalidad sea almacenar agua de consumohumano ubicado en la cabecera o en tramos intermedios de la red de distribucinhumano ubicado en la cabecera o en tramos intermedios de la red de distribucin.

Red de distribucin: conjunto de tuberas diseadas para la distribucin del agua deconsumo humano desde la ETAP o desde los depsitos hasta la acometida del usuario.

Acometida: la tubera que enlaza la instalacin Interior del inmueble y la llave de pasocorrespondiente con la red de distribucin.

Instalacin Interior: el conjunto de tuberas, depsitos, conexiones y aparatosinstalados tras la acometida y la llave de paso correspondiente que enlaza con la red dedistribucin.

Competencias: MunicipiosLos municipios son responsables de asegurar que el agua suministrada a travs decualquier red de distribucin cisterna o depsito mvil en su mbito territorial sea aptacualquier red de distribucin, cisterna o depsito mvil en su mbito territorial sea aptapara el consumo en el punto de entrega al consumidor.Por lo tanto, son responsables de todo: gestin, tratamiento, control, etc.

LEGISLACIN



Punto de cumplimiento de calidad: En el punto de consumo (IMP.- NO slo a lasalida del tratamiento) El incumplimiento de 1 parmetro implica calificacin de NOsalida del tratamiento). El incumplimiento de 1 parmetro implica calificacin de NOAPTA.

Tipos de control:

Autocontrol del agua de consumo humano- Examen organolptico- Anlisis de control- Anlisis de control- Anlisis completo

Vigilancia sanitaria.Control del agua en grifo del consumidor.

Se define la frecuencia obligatoria para cada uno de estos controles y el nmeromnimo de muestras en funcin del volumen de agua tratada, as como el mtodoanaltico de los ensayos Las muestras las analizan Laboratorios Acreditados por laanaltico de los ensayos. Las muestras las analizan Laboratorios Acreditados por laDireccin General de Salud Pblica del Ministerio de Sanidad y Consumo.Se crea el SINAC: Sistema de Informacin Nacional de Agua de Consumo

LEGISLACIN


ANEXO I.- Requisitos del Agua: Parmetros y valores paramtricosComo mnimo debe cumplir con los requisitos de las partes A, B y D

A. Parmetros microbiolgicos.

Parmetro Valor paramtrico Notas

1. Escherichia coli 0 UFC en 100 ml

2. Enterococo 0 UFC en 100 ml

Notas:(1) Cuando la determinacin sea positiva y exista una turbidez mayor 5 UNF se determinarn, en la salida de ETAP o depsito si la autoridad sanitaria lo considera oportuno Cryptosporidium u

3. Clostridium perfringens (incluidas las esporas) 0 UFC en 100 ml 1 y 2

la salida de ETAP o depsito, si la autoridad sanitaria lo considera oportuno, Cryptosporidium u otros microorganismos o parsitos.(2) Hasta el 1 de enero de 2004 se podr determinar Clostridium sulfito reductor en vez de Clostridium pertringens. Las condiciones descritas en la nota 1 y el valor paramtrico sern los mismos para ambosmismos para ambos.

LEGISLACIN


B.1 Parmetros qumicos.- Incluye 27 parmetros y 8 Notas.


4 Antimonio 5 0 g/l


18. Microcistina 1 g/l 24. Antimonio 5,0 g/l

Hasta el 31/12/2003 10,0 g/l

5. Arsnico 10 g/l

Hasta el 31/12/2003 50 g/l

6. Benceno 1,0 g/l

Hasta el 31/12/2003 g/l

Hasta el 31/12/2003 g/l

19. Nquel 20 g/l

Hasta el 31/12/2003 50 g/l

20. Nitrato 50 mg/l 3

21. Nitritos: 3 y 4

Red de distribucin 0,5 mg/l

En la salida de /depsito 0,1 mg/l

7. Benzo(a)pireno 0,010 g/l

8. Boro 1,0 mg/l

9. Bromato: 1

A partir de 01/01/2009 10 g/l

De 01/01/2004 a 31/12/2008 25 g/l

22. Total de plaguicidas 0,50 g/l 5 y 6

23. Plaguicida individual 0,10 g/l 6

Excepto para los casos de:

Aldrn 0,03 g/l

Dieldrn 0,03 g/l

Heptacloro 0,03 g/l

Heptacloro epxido 0,03 g/l

24 Plomo:Hasta el 31/12/2003 g/l

10. Cadmio 5,0 g/l

11. Cianuro 50 g/l

12. Cobre 2,0 mg/l

13. Cromo 50 g/l

14, 1,2-Dicloroetano 3,0 g/l

24. Plomo:

A partir de 01/01/2014 10 g/l

De 01/01/2004 a 31/12/2013 25 g/l

Hasta el 31/12/2003 50 g/l

25. Selenio 10 g/l

26. Trihalometa nos (THMs):

Suma de: 7 y 8

A partir de 01/01/2009 100 g/l14, 1,2 Dicloroetano 3,0 g/l

Hasta el 31/12/2003 g/l

15. Fluoruro 1,5 mg/l

16. Hidrocarburos Policclicos Aromticos (HPA)

0,10 g/l

Suma de:

p g

De 01/01/2004 a 31/12/2008 150 g/l

Hasta el 31/12/2003 g/l

Bromodiclorometano g/l

Bromoformo g/l

Cloroformo g/l

Dibromoclorometano g/l

27. Tricloroeteno + Tetraclo roeteno 10 g/l

Benzo(b)fluoranteno g/l

Benzo(ghi)perileno g/l

Benzo(k)fluoranteno g/l

Indeno(1,2,3cd)pireno g/l

17. Mercurio 1,0 g/l

roeteno g/

Hasta el 31/12/2003 g/l

Tetracloroeteno g/l

Tricloroeteno g/l

LEGISLACIN



B.2 Parmetros qumicos que se controlan segn las especificaciones delproducto.

l Parmetro Valor paramtrico Notas

28. Acrilamida. 0,10 g/l 1

29. Epiclorhidrina 0,10 g/l 1

30. Cloruro de vinilo 0,50 g/l 1

Nota:(1) Estos valores paramtricos corresponden a la concentracin monomrica residual en el agua,

l l d l l i d l i i i d l l di

30 C o u o de o 0,50 g/

calculada con arreglo a las caractersticas de la migracin mxima del polmero correspondiente en contacto con el agua.La empresa que comercialice estos productos presentar a los gestores del abastecimiento y a losinstaladores de las instalaciones Interiores la documentacin que acredite la migracin mxima del

d t i l t t l d tili d l ifi i dproducto comercial en contacto con el agua de consumo utilizado segn las especificaciones de usodel fabricante.

LEGISLACIN


ANEXO I R i it d l A P t l t iANEXO I.- Requisitos del Agua: Parmetros y valores paramtricosComo mnimo debe cumplir con los requisitos de las partes A, B y D

C. Parmetros indicadores.-Incluye 19 parmetros y 6 notas.C a et os d cado es c uye 9 pa et os y 6 otasParmetro Valor paramtrico Notas

31. Bacterias coliformes 0 UFC En 100 ml

32. Recuento de colonias a

A la salida de ETAP 100 UFC En 1 ml

En red de distribucin Sin cambios anmalosEn red de distribucin Sin cambios anmalos

33. Aluminio 200 g/l

34. Amonio 0,50 mg/l

35. Carbono orgnico total Sin cambios anmalos mg/l 1

36. Cloro combinado residual 2,0 mg/l 2, 3 y 4

37. Cloro libre residual 1,0 mg/l 2 y 3

38. Cloruro 250 mg/l

39. Color 15 mg/l Pt/Co

40. Conductividad 2.500 S/cm- 5

41. Hierro 200 g/l

42. Manganeso 50 g/l

43 Olor ndice de dilucin43. Olor ndice de dilucin

44. Oxidabilidad 5,0 mg O2/l 1

45, pH: 5 y 6

Valor paramtrico mnimo 6,5 Unidades de pH

Valor paramtrico mximo 9,5 Unidades de pH

46. Sabor ndice de dilucin

47. Sodio 200 mg/l

48. Sulfato 250 mg/l

49. Turbidez:

A la salida de ETAP y/o depsito 1 UNF

En red de distribucin 5 UNF

LEGISLACIN



D. Radiactividad

Parmetro Valor paramtrico NotasParmetro Valor paramtrico Notas

50. Dosis indicativa total 0,10 mSv/ao 1

51. Tritio 100 Bq/l

52. Actividad total 0,1 Bq/l

N t

53. Actividad resto 1 Bq/l 2

Notas:(1) Excluidos el trino, el potasio40, el radn y los productos de desintegracin del radn.(2) Excluidos el potasio40 y el tritio.

ESQUEMA CONVENCIONAL DE ETAPs

FASE 1.- OBRA DE LLEGADA Y PRETRATAMIENTO

FASE 2.- PREAIREACIN / PREOXIDACIN

FASE 2 - PREAIREACIN / PREOXIDACINFASE 2.- PREAIREACIN / PREOXIDACIN

FASE 3.- COAGULACIN-FLOCULACIN

DEFINICIONES

Las SUSPENSIONES son mezclas heterogneas formadas por unLas SUSPENSIONES son mezclas heterogneas formadas por un slido en polvo (soluto) o pequeas partculas no solubles (fase dispersa) que se dispersan en un medio lquido (dispersante o

dispersora). p )

Un COLOIDE, SUSPENSIN COLOIDAL O DISPERSIN COLOIDAL es un sistema fisico-qumico compuesto por dos fases:

ti l t fl id t di f duna continua, normalmente fluida, y otra dispersa en forma de partculas; por lo general slidas, de tamao mesoscpico (a medio

camino entre los mundos macroscpico y microscpico). As, se trata de partculas que no son apreciables a simple vista perotrata de partculas que no son apreciables a simple vista, pero

mucho ms grandes que cualquier molcula. Dan turbidez al agua, frente a las disoluciones, que son transparentes.

Una DISOLUCIN es una mezcla homognea , la cual a nivel molecular o inico de dos o ms especies qumicas no reaccionan entre s, es muy estable; y no se podrn separar por centrifugacin

ni filtracin


El papel de la coagulacin-floculacin

Principalmente, Eliminacin de SS y de coloides.

E t t fi l d i lidEsto ocurre en una etapa final de separacin slido-lquido: sedimentacin, flotacin o filtracin.

Eliminacin de sustancias disueltas: Ciertas sustancias pueden requerir un tratamiento especfico


LAS ETAPAS EN LA AGLOMERACIN

Etapa Factores Procesos ADICIN DE

COAGULANTE Reaccin con agua,

ionizacin, hidrlisis, polimerizacin HIDRLISIS

Compresin de la doble capaCompresin de la doble capaAbsorcin especfica de iones del

coagulante sobre la superficie de la partcula Inclusin del coloide en un precipitado hidrxilo

Unin interparticular mediante especies polimricas del coagulante

DESESTABILIZACIN

COAGULACIN

polimricas del coagulanteMovimiento Browniano

Unin especfica entre iones o especies sobre la superficie de la partcula

FLOCULACINPERICINTICA

TRANSPORTE

Energa disipada (gradiente de velocidad) FLOCULACINORTOCINTICAORTOCINTICA

La coagulacin es la desestabilizacin de partculas coloidales

formadas por la adicin de un reactivo qumico llamado coagulante.

La floculacin es la aglomeracin de partculas desestabilizadas en microflculos, y despus en grandes flculos que podrn sedimentar. La introduccin de otro reactivo, llamado floculante, puede provocar la p p

formacin del flculo.


COAGULANTES COAGULANTES MINERALES - Cationes trivalentes Cationes trivalentes

Cuando escogemos un coagulante, el que sea inocuo y el coste se deben de tener en cuenta - sales de Fe3+ y el Al3+ han sido y continan siendo ampliamente utilizadas


COAGULANTES COAGULANTES MINERALES

La influencia del pH

Catin Ph ptimo para la coagulacin-floculacin

Al3+ 6.0 7.4 Fe3+ > 5


COAGULANTES COAGULANTES ORGNICOS

La produccin de fangop g

- Son polielectrolitos catinicos, la cantidad de fango generado es considerablemente menor.


FLOCULANTES - Los polmeros son macromolculas (generalmente orgnicas)

formadas por la unin de molculas ms pequeas llamadas monmeros.

- Polmeros inorgnicos y polmeros naturales fueron los primeros en tiliutilizarse.

- Hoy, polmeros sintticos, que han cambiado los resultados de la floculacin considerablemente.

- El floculante no hace efecto si antes no se ha aadido el coagulante. El uso de floculantes sintticos produce normalmente una cantidad- El uso de floculantes sintticos produce normalmente una cantidad mnima de fango.

FLOCULANTES MS UTILIZADOS - No-inicos: consisten normalmente en polmeros derivados de la

acrilamida - Aninicos: suelen ser copolmeros derivados del cido acrlico y la

acrilamidaacrilamida- Catinicos: se obtienen por copolimerizacin de acrilamida y un

monmero catinico Nota.- En la actualidad hay un gran problema con las poliacrilamidas y g p ppara su uso en potabilizacin, debido a los lmites impuestos por la legislacin, que prcticamente prohben su uso


La mezcla de reactivos tiene lugar en cmaras o tanques

El tiempo de retencin en estas cmaras se determina mediante ensayos de laboratoriolaboratorio.

El tiempo de retencin de la cmara de mezcla en coagulacin suele estar entre 1-3 minutos.La floculacin se realiza a continuacin de la coagulacin manteniendo laLa floculacin se realiza a continuacin de la coagulacin, manteniendo la solucin en agitacin lenta durante 5 a 15 minutos.

La agitacin en sendos casos puede realizarse mediante los siguientes mtodos:Esttico (poco usual)Mecnicos (con palas horizontales o verticales)Turbinas o agotadores (lo ms comn)

Los sistemas de agitacin que giran, lo hacen lentamente para no romper los flculos formados pero lo suficientemente rpido para mantenerlos en suspensin

Conviene que la transmisin sea mediante un motorreductor variador para que pueda regularse la velocidad.

Los reactivos pueden dosificarse en cmaras separadas o en el interior del decantador.


CMARAS DE COAGULACIN Y FLOCULACIN

FASE 4.- DECANTACIN

4.1.- TEORA DE LA SEDIMENTACIN

Tipos de sedimentacin

En funcin de la concentracin y de la tendencia a la interaccin de las partculas:

Discreta

Floculenta

Retardada ( tambin llamada zonal) Retardada ( tambin llamada zonal)

Por compresinp


Partculas discretas (tipo 1)

Sedimentacin de particulas en una suspensin con bajaconcentracin de slidos. Las particulas sedimentan como entidadesconcentracin de slidos. Las particulas sedimentan como entidadesindividuales y no existe interaccin sustancial con las particulasvecinas. Influyen la fuerza de la gravedad y la fuerza de arrastre, por loque pueden disearse para eliminacin de un tamao determinado deq p pparticula.

Aparece tpicamente en eliminacin de las arenas del aguaAparece tpicamente en eliminacin de las arenas del agua(desarenador)


Floculenta (tipo2)

Particulas que se agregan, o floculan. Al unirse las partculasaumentan de masa y sedimentan a mayor velocidad. Dependen demltiples factores : caractersticas del tanque del agua etcmltiples factores : caractersticas del tanque, del agua, etc..

Solo puede disearse con ensayos de sedimentacin obtenindosecurvas de sedimentacin (gran empirismo)

Eliminacin de partculas indiscriminadas (tamao, densidad, etc..)p ( , , )

Aparece en la zona superior de los decantadores. Tpicamente eliminalos flculos qumicos de los tanques de sedimentacinlos flculos qumicos de los tanques de sedimentacin


Retardada tambin llamada zonal (tipo 3)

Suspensiones de concentracin intermedia, en las que las fuerzasentre particulas son suficientes para entorpecer la sedimentacin deentre particulas son suficientes para entorpecer la sedimentacin delas particulas vecinas.

Las particulas tienden a permanecer en posiciones relativas fijas, y lap p p j , ymasa de particulas sedimenta como una unidad.

Las particulas tienden a sedimentar en zona o capas, manteniendoentre ellas las mismas posiciones relativas Este fenmeno se conoceentre ellas las mismas posiciones relativas . Este fenmeno se conocecomo sedimentacin retardada

Conforme van sedimentando las particulas, se produce una zona deConforme van sedimentando las particulas, se produce una zona deagua relativamente clara por encima de la regin de sedimentacin

Compresin (Tipo 4)L t l t t d d t l l iLas partculas estn concentradas de tal manera que la compresinse produce por el peso de las partculas.Aparece en el fondo de los decantadores profundos y espesamientod fde fangos


Factores que intervienen en el proceso de sedimentacin

Tamao de las partculas Peso especifico de las partculas Concentracin de slidos en suspensin Temperatura: a mayor temperatura menor es la densidad del liquido y

ms rpida, por tanto , la sedimentacin; es decir, mayor rendimientoms rpida, por tanto , la sedimentacin; es decir, mayor rendimiento a igualdad de tiempo de retencin. El gradiente entre distintos puntos tambin disminuyes el rendimiento

Tiempo de retencinTiempo de retencin Velocidad ascensional Velocidad de flujo Accin del viento sobre la superficie del liquido Fuerzas biolgicas y elctricas Cortocircuitos hidrulicos

4.2.- DISEO DE DECANTADORES

Tipos de decantadoresp s c s

Respecto al flujo hidrulicop j

a) Flujo verticalCircularesRectangulares

b) Flujo horizontalb) Flujo horizontalCircularesRectangularesg

Tipos de decantadores4.2.- DISEO DE DECANTADORES

Tipos de decantadores

Respecto a la concentracin de fangos

a) Sin dispositivo alguno. Los lodos se concentran dando pendientes adecuadas a sus paredes.

b) C t d tb) Con rasquetas de arrastre c) Con sistemas de aspiracin en continuo

Segn la reutilizacin de los lodos

a) Decantadores estticosa) Decantadores estticos.

b) Decantadores dinmicos. Tambin llamados de contacto de fangosfangos.

Decantador de lecho de fangos (Pulsator). Velocidad ascensional acelerada. Mayor rendimiento.Decantador de Recirculacin de fangos (Accelator) Decantador de Recirculacin de fangos (Accelator). Mezcla con fangos precipitados


Dispositivos en los decantadores

Sistemas de salida de agua

Decantadores circulares

a) Vertederos perimetrales. b) Vertederos radiales. c) Vertederos doblesd) Tuberas perforadas

Decantadores rectangularesNormalmente van situados en la pared opuesta a la entrada


Sistemas de barrido de fangos

Decantadores circulares:

a) Eje rasquetas.b) Puente de rasquetas de traccin central.b) Puente de rasquetas de traccin central.c) Puente de rasquetas de traccin perifrico.d) Rasquetas de succin.

Decantadores rectangulares:

a) Puente traslacional de barrido longitudinal b) Puente traslacional de barrido transversal)c) Rasquetas arrastradas por cadena sin find) Rasquetas de succin


Pocetas de fango

Decantadores circulares

a) Poceta centrala) Poceta centralb) Poceta central con espesador.c) Poceta longitudinal intermedia.

Decantadores rectangulares

a) Pocetas en extremo del decantadora) Pocetas en extremo del decantador.b) Pocetas longitudinal.

4.3.- TIPO DE DECANTADORES

DECANTADORES LAMINARES O LAMELARES

Pretenden aumentar la superficie de decantacin utilizando paquetes de placasparalelas o de pequeos tubos de plstico de geometras diversas. As, se consiguemayor rendimiento con menor volumen

La eliminacin de las partculas est relacionada con la velocidad de sedimentacin yno con la profundidad del tanque, por lo que conviene dimensionar los tanques desedimentacin lo menos profundos posible para optimizar la eliminacin departculas. A pesar de esto hay consideraciones practicas que limitan el uso detanques poco profundos por ello los decantadores de lamelas de placas y tubularestanques poco profundos, por ello los decantadores de lamelas de placas y tubularesse han desarrollado como alternativa.

Sus caractersticas principales: el flujo tiene una trayectoria ascendente , los slidosque se depositan en los mdulos se mueven a contracorriente por accin de lagravedad y los mdulos se inclinan un angulo variable entre 45 y 60 para quegravedad y los mdulos se inclinan un angulo variable entre 45 y 60 para queconstituyan elementos autolimpiantes. Llamelas = 1,0 1,5 m

P blProblemas:- Crecimientos biolgicos- Acumulacin de aceites y grasas.- Obturacin, que obligan a limpieza peridicaObturacin, que obligan a limpieza peridica

DECANTADOR LAMELAR


DECANTADOR LAMELAR


DECANTADOR ESTTICO CIRCULAR DE PUENTE MVILDECANTADOR ESTTICO CIRCULAR DE PUENTE MVIL


DECANTADOR ESTTICO RECTANGULAR SIN SISTEMA DE ARRASTRE DE FANGOS


DECANTADOR ESTTICO RECTANGULAR CON SISTEMA DE ARRASTRE DE FANGOS


DECANTADORES DINMICOS


DECANTADOR DE CONTACTO DE FANGOS - ACCELATOR


DECANTADOR DE LECHO DE FANGOS - PULSATOR

4.4.- FLOTACIN

4.4.- FLOTACIN

La flotacin asistida es la que tiene lugar en un desarenador-desengrasadoraireado.

La flotacin inducida es la que se da en un Sistema de Flotacin por airedisuelto (DAF).disuelto (DAF).

FASE 5.- FILTRACIN

FASE 5.- FILTRACIN

TIPOS DE FILTRACIN

En superficie: filtracin mecnica a travs de soportes es un simple En superficie: filtracin mecnica a travs de soportes, es un simplecribado (mallas, anillas, tamices, filtros de cartuchos, etc.)

En profundidad: a travs de lechos filtrantes, existe interaccin del t l t l t i l tlas partculas a retener con el material soporte

MonocapaMulticapaMulticapaMultimedia

Lechos filtrantes ms utilizados: Arena silcea (de canteras o ros conLechos filtrantes ms utilizados: Arena silcea (de canteras o ros, congranulometra y uniformidad adecuadas). Hay otros medios naturalescomo la magnetita, el basalto, el granate, el xido de aluminio, y laantracita que es muy utilizada en la actualidadantracita, que es muy utilizada en la actualidad

Segn el tipo de flujo hidrulico:

De Gravedad De GravedadA Presin

FASE 5.- FILTRACIN

FILTROS A TRAVS DE LECHO FILTRANTEMECANISMOS DE ACCIN Y TRANSPORTEFILTROS A TRAVS DE LECHO FILTRANTE

FASE 5.- FILTRACIN

FILTROS A TRAVS DE LECHO FILTRANTE

Los filtros de gravedad suelen ser de forma rectangular y el agua entra por un canal lateralsuperior que acta como vertedero por desbordamiento o bien dejando pasar el agua por orificiossuperior que acta como vertedero por desbordamiento o bien dejando pasar el agua por orificiosen sus paredes y se desplaza a travs del lecho filtrante pasando a una cmara inferior separadapor un falso fondo dotado de crepinas o boquillas colectoras que dejan pasar el agua pero no elmaterial filtrante. La altura tpica de los lechos filtrantes monocapa suele ser del orden de unmetrometro.

Pueden funcionar con nivel constante o variable, si se deja que ste se adapte a la variacinde prdida de carga

El filtro se va ensuciando, hasta que llegada una determinada prdida de carga (detectada por elnivel de agua o presn diferencial) o prdida de caudal, se procede a su lavado, normalmente conagua y aire a presin a contracorriente. Para la limpieza de los filtros se necesitan sistemasauxiliares como bombas de agua de lavado y soplantes para el lavado con aireauxiliares como bombas de agua de lavado y soplantes para el lavado con aire.

Parmetros de funcionamiento:

SUPERFICIE FILTRANTE NECESARIA = CAUDAL / VELOCIDAD DE FILTRACINVelocidad de filtracin - Depende de la aplicacin:

Filtracin convencional: en general velocidades lentas 5 6 m/hFiltracin convencional: en general velocidades lentas, 5-6 m/hComo pretratamiento de smosis inversa, velocidades moderadasFiltros rpidos de arena: 8-10 m3/h/m2Filtros multimedia: 15-18 m3/h/m2

FASE 5.- FILTRACIN

CARACTERSTICAS DEL MEDIO FILTRANTE


1.- Curva granulomtrica

FASE 5.- FILTRACIN



PARMETROS DE HAZEN

2.- Talla efectiva T10: valor granulomtrico ms bajo que representa el 10% del total de laspartculas.

3.- Coeficiente de uniformidad: Es el tamao mnimo de partcula que representa el 60% delmaterial.

FASE 5.- FILTRACIN



4.- Friabilidad: Se trata de la dureza del material en tanto por ciento.

5.- Atacabilidad: Se refiere a cmo va a soportar el material las propiedades qumicas.

FASE 5.- FILTRACIN

PROCESO DE FILTRACIN


FASE 5.- FILTRACINFILTRO ABIERTO POR GRAVEDADFILTRO ABIERTO POR GRAVEDAD

PARTES Y FUNCIONAMIENTO

FASE 5.- FILTRACIN

FILTRACIN RPIDA Vs. FILTRACIN LENTA

Filtracin Lenta

La talla efectiva se encuentra entre los valores 0,15-0,35 que son muy bajos. Coeficiente de Uniformidad < 2. Velocidad de Filtracin: 1,2-1,4 m/h. Carga de Filtracin (Tiempo entre Lavados) > 2 semanas Carga de Filtracin (Tiempo entre Lavados) > 2 semanas.

Filtracin Rpida

FASE 5.- FILTRACIN

FILTRO ABIERTO POR GRAVEDAD

FASE 5.- FILTRACIN

FILTRO ABIERTO MULTICAPA Y MULTIMEDIA

FASE 5.- FILTRACIN

FILTRO CERRADO A PRESIN

FASE 5.- FILTRACIN

FILTROS DE CARTUCHOSFILTROS DE CARTUCHOS

Rango de filtracin: 5-10 micras.

El sistema ms utilizado son los filtros de cartuchos. Los cartuchos, que suelen ser depolipropileno bobinado, extrusionado o plegado, tienen un alma o cuerpo central tubular sobre el quese enrolla (en el caso del bobinado) de modo que las partculas quedan retenidas en su superficie yse enrolla (en el caso del bobinado), de modo que las partculas quedan retenidas en su superficie yel agua pasa a travs del medio filtrante hacia el tubo central. Un filtro de cartuchos tiene unacantidad de unidades de filtracin segn el caudal a filtrar y puede ir desde un cartucho (en plantassemiindustriales ) hasta grandes cantidades ( p.e . 200).

FASE 5.- FILTRACIN

MICROFILTRACIN / ULTRAFILTRACIN

FASE 5.- FILTRACIN

DESALINIZACINLas tecnologas ms utilizadas son: OI (smosis Inversa), NF (Nanofiltracin), EDR

(Electrodilisis reversible)

FASE 5.- FILTRACIN

DESALINIZACIN SMOSIS INVERSA

FASE 5.- FILTRACIN

DESALINIZACIN EDR

FASE 6.- ACONDICIONAMIENTO FINAL/OTROS TRATAMIENTOS

6 1 DESINFECCIN

En este proceso se consigue la destruccin de los microorganismos causantes deenfermedades, patgenos, presentes en el agua de consumo humano

6.1.- DESINFECCIN

, p g , p g

Desinfectante ideal: Capacidad para destruir los microorganismos causantes de enfermedades Actuar a la temperatura ambiente y en un tiempo razonable Actuar a la temperatura ambiente y en un tiempo razonable No debe aportar o generar compuestos txicos al agua desinfectada No debe dar mal gusto, color u olor al agua Debe ser de fcil obtencin, manejo sencillo y seguro y bajo costej y g y j Determinacin analtica sencilla y rpida Efecto desinfectante residual que proteja el agua de posteriores

contaminaciones en las conducciones de suministro y depsitos de almacenamientoalmacenamiento

Desinfectantes ms usados:CLORO Y SUS DERIVADOSCLORO Y SUS DERIVADOS

HIPOCLORITOCLORO GASDIXIDO DE CLOROCLORAMINAS

OZONOSISTEMA ULTRAVIOLETA

6.1.- DESINFECCIN

DESINFECTANTES

Todos presentan ventajas e inconvenientes, p.ej.:

No tener efecto remanente, lo que obliga a clorarNo tener efecto remanente, lo que obliga a clorarGenerar subproductos peligrosos: como el cloro (THMs,cidos haloacticos), compuestos bromados (Ozono)

Algunos son peligrosos en el manejo, etc.

DESINFECTANTES

6.1.- DESINFECCIN

Pueden usarse como preoxidantes: Eliminan Fe y Mn, mejoran coagulacin,reducen formacin de rganoclorados, evita desarrollo de algas

DESINFECTANTES

g , g

TEORA DE LA CLORACIN

6.1.- DESINFECCIN


MECANISMO DE ACCIN: acta sobre la pared celular y elimina losmicroorganismos. Su presencia se va a ver condicionada por el pH del agua.g p p p g

CURVA DE CLORACIN:


6.1.- DESINFECCIN

9 Dosis ptima de Cloro libre: 0,5-1,0 ppm9 Parmetros ms importantes para clculo de dosis: Tiempo de contacto, pH, contenido de materia orgnica,

temperatura, tipo de microorganismos, turbidez

9 El cloro reacciona con la materia orgnica y el amonio presentes en el agua. Con ste ltimo forma mono, dit i l i ( l bi d ) i l l id ly tricloroaminas (cloro combinado), reacciones en las que se consume cloro residual.

9 Para calcular la dosis ptima debemos determinar el punto crtico o breakpoint , a partir del cual el cloro nose consume en la formacin de cloraminas . A partir de ese punto crtico, la cantidad de cloro aadido est enforma de cloro libre y el cloro residual aumenta en la misma medida que el aadido

HIPOCLORITO

6.1.- DESINFECCIN

HIPOCLORITO

CLORO GAS

6.1.- DESINFECCIN

CLORO GAS

6.1.- DESINFECCIN

DIXIDO DE CLORO

OZONO

6.1.- DESINFECCIN

El ozono se puede generar a partir del aire o de oxgeno puro. El ozono se forma por excitacinelctrica del oxgeno, aplicando voltajes de 6000-18000 V.

RADIACIN ULTRAVIOLETA

6.1.- DESINFECCIN

Radiacin UV en tubera

Radiacin UV en canal

6.1.- DESINFECCIN

PERMANGANATO.- Puede provocar precipitados de Mn y es caro

6.2.- NEUTRALIZACIN

E l i d l H d l O i f t

6.2. NEUTRALIZACIN

Es la correccin del pH del agua. Operacin muy frecuente.La reaccin bsica de neutralizacin es de la forma:

Suele realizarse mediante:Mezcla de distintas aguas

Con agentes qumicos (Hidrxido clcico o sdico para pH;Con agentes qumicos (Hidrxido clcico o sdico para pH;cido fuerte como c. Clorhdrico o sulfrico para pH)A travs de rellenos

6 3 PRECIPITACIN

Para eliminar determinados componentes formando precipitados

6.3.- PRECIPITACIN

Casos tpicos:

ELIMINACIN DE CALCIO Y MAGNESIO ABLANDAMIENTOELIMINACIN DE CALCIO Y MAGNESIO ABLANDAMIENTOConsiste en la Reduccin de la dureza

Suele realizarse mediante: DescarbonatacinCarbonato sdicoHidrxido clcico o Hidrxido sdico (Sosa custica)Dosificacin previa a la decantacin

ELIMINACIN DE SULFATOS FLUORUROS FOSFATOS METALESELIMINACIN DE SULFATOS, FLUORUROS, FOSFATOS, METALES,SLICE, ETC.

6.4.- REMINERALIZACIN

6 4 REMINERALIZACIN6.4.- REMINERALIZACIN

Tratamiento relacionado con el concepto de agresividad delagua:

-Agresividad del Agua: Un agua agresiva corroe y disuelve;cuanto menos salina o ms cida sea un agua, ms poder decorrosin poseercorrosin poseer.

-Problema de Incrustacin: Se trata del caso contrario al anterior.A nivel domstico (lavadora lavavajillas etc ) se origina comoA nivel domstico (lavadora, lavavajillas etc.) se origina comoconsecuencia del uso de un agua dura, que posee alta temperaturay es alcalina.

6.5.- EVAPORACIN

Los procesos de evaporacin se basan en evaporar agua y condensarlaposteriormente para obtener un agua libre de sales y otras sustancias; puedeconsiderarse como una tecnologa de desalacin.

Es muy caro, por lo que, en general, se utiliza slo para agua de mar o demuy alta salinidad, ya que el coste de la evaporacin es el mismoindependientemente de la salinidad del aguaindependientemente de la salinidad del agua.

Se usa tambin para reduccin de volumen de vertidos y sistemas de vertidocero

Esta tecnologa consiste en intercambio de iones entre un material de

6.6.- INTERCAMBIO INICO

Esta tecnologa consiste en intercambio de iones entre un material deintercambio y un lquido. Tiene lugar al hacer pasar el lquido por un lecho del material de intercambio, el intercambiador (resina). Hay intercambiadoresaninicos y catinicos

Cuando la resina est agotada, es necesario regenerarla. Las resinas son muycaras, por lo que slo se usa en casos excepcionales

Uso tpico: Desendurecimiento, Descarbonatacin, Desmineralizacin,Eliminacin de iones especficos

6.7.- ADSORCIN

El adsorbente ms utilizado es el carbn activo Se obtiene a partir de

6.7. ADSORCIN

El adsorbente ms utilizado es el carbn activo. Se obtiene a partir dediversos sustratos carbonatados, obtenindose un producto con unasuperficie especfica muy elevada y una variedad de tipos y tamaos deporoporo.

Los filtros de carbn activo se lavan peridicamente, pero una vezsaturados, se regeneran mediante diversos mtodos.saturados, se regeneran mediante diversos mtodos.

PRINCIPALES APLICACIONES:

6.7.- ADSORCIN

MODOS DE APLICACIN:

6.8.- DOSIFICACIN DE FLUOR6.8. DOSIFICACIN DE FLUOR

DOSIFICACIN DE FLUOR E d it iDOSIFICACIN DE FLUOR.- En desuso por razones sanitarias

7.- ESQUEMAS DE ETAPs

ESQUEMA GENERAL DE ETAPs

ESQUEMAS DE ETAPs - DESALADORAS

ETAPs Apuntes Fondo Blanco

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