8/6/2019 Metodologa para la seleccin de la planta de tratamiento

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CAPITULO II

METODOLOGIA PARA LASELECCION DEPROCESOS Y PLANTAS DE TRATAMIENTO

1. INTRODUCCION

El diseno eficiente y economico de una planta de tratamiento de agua

requiere de un cuidadoso estudio basado en aspectos tecnicos, ta les comocalidad del agua cruda y tratada, las eficiencias de los procesos unitarios,su viabil idad economica, y factores administrat lvos. Lamentablemente, noexiste un modelo ma t emdt Lc o que optimice todas estas variables y permita lase l . eccfin de los procesos y/o el t ipo de planta que debe uti l izarse en cadac as o e sp ec !f ic o.

En este cap!tulo se expone un analis is de los principales factoresque deben ser considerados en el proceso de se Lecc I f in, y se sugiere unametodolog!a de seleccion de los diferentes t ipos de plantas y procesosun it a rio s d i sponib le s .

2 . FACTORES A CONSIDERARSE

2 .1 S el ecc io n d e t ec no lo g! a a u ti li za rs e

Teniendo en mente que la solucion tecnologica mas adecuada es aquellaque optimiza la eficiencia tecnica en la forma mas simple y menos costosa, latecnologfa debe hacer uso de los recursos humanos y materiales disponibles enel pa!s .

L as soluciones tecnologicas alternas para resolver cualquier problemaespec!fico de tratamiento de agua deben evaluarse de acuerdo a:

el grado de complejidad, el cual esta relacionado con la capacidad delas inst i tuciones y personas requeridas para construir , mantener yoperar una planta con la eficiencia de las especif icacioneso ri gi na le s d e d is en o;

el nivel tecnologico apropiado, el cual debe tener un grado deconfiabil idad compatible con los otros componentes del sis tema deaprovisionamiento de agua cuyas soluciones tecnologicas no debentener un efecto tan costoso que s6lo esten al alcance de un ntimerol im it ad o d e u su ar io s;

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la d i spon ib i l idad de fuente s de ap rov is ionamien to de agua, de maneraque ex is ta un ba lance aprop iado ent re la demanda y e lap rov is ionamien to de agua , cons iderando la obtenc ion de una can t idadde terminada con una ca l idad adecuada pa ra consumo humano ;

lo s recu rsos ma te r ia le s y equ ipos necesa r io s , buscando un n ive ltecnolog ico que max imice e l u so de mate r ia le s y equ ipos p roduc idos 0d ispon ib le s loca lmente (e s pos ib le ob tene r d isenos con a l taef ic ienc ia a ba jo p rec io usando cas i exc lu s ivamente ma te r ia le sl o c a l e s ) ;

lo s recu rsos humanos y admin is tra t ivos ex ls ten tes , que conside ran lacapac idad local y de o rgan izac ion pa ra supe rv isa r , cons t ru i r , ope ra r

y mantener un d isef iobasado en una tecno log !a de te rminada , acompanadade una capac idad economica adecuada pa ra p rovee r de suf ic ien te sr e cu r so s f i na n ci e r0 s ;

e l cos ta de la so lucion tecno log ica , inc luyendo los cos to s dec on st ru cc io n, i ns ta la ci on , o pe ra ci on , m an te nimi en to y a dm in is tr ac io n,y fac to res como e l cas to de tecno log fa importada , bene f ic io s d i rec to se ind irec tos re su l tan te s de l u so de un d Lae f lo p a r t icu la r , e l va lorde l u sa de pe r lodos cor to s de cons t rucc ion y procesos de cons truccion ;

su re lac i lSn con o t ro s p royectos de desa r ro lo , toma en cuen ta la scon secuencLas de in tegra r un p royecto con los planes y p rogramaspo li t i cos ex is ten te s , e l impac to que pueda tene r en la s acc ionesgube rnamen ta le s y en la ac eptac I f in de la comunidad ; impac tosind i rec to s como e l empleo y/o me jo ramien to tecn ico de l pe rsona llocal , in f luencia s indi rec ta s en la economla , y sus repercusionesd i rec ta s e ind irec tas en la sa lud .

2 . 2 Ca l idad de l agua cruda

E l fac to r que t iene mas in f luenc ia en La seLecc I f in d e lo s p rocesosun i ta r ios pa ra e l t r a tamiento de agua , e s la ca l idad tan to de l "agua cruda"como de l p roduc ta f ina l , "agua t ra tada" .

L a ade cuac If in de l agua pa ra usa domes t Lco y abas tec imien to de agua

pa ra consumo humano , se de te rmina por un nfime o limi tado de ind icado res deca l.Ldad ,

L os p r inc ipale s I nd icado res trad ic ionale s pa ra la ca l idad de l agua debeb ida son los componen te s Hs icos , qu fm Icos , y b f . o f igcos , a lgunos de loscua Les son de s i . gn fL cacLdn dec is iva pa ra lo s aspec to s re lac ionados con e lt ra tamien to de agua pa ra la sa lud pub l ica .

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Desde el punto de vista de la salud publica. el aprovisionamiento deagua segura para bebfda , se determina por indicadores indirectos como nfimeototal de bacterLas , coLfformes, virus (0 bac t er t Sfegos), y bacteriasintestinales patogenas. debido' a su posibilidad de supervivencia en aguas detemperaturas relativamente altas encontradas en La mayorfa de los paIses endesarrollo. En este estudio se emplea el E. coli como unindicador. y como unparametro de seleccion de procesos unltarios.

Es ampliamente conocido el importante rol del agua como un factor enla ingestion de una serie de sustancias qu1micas por el hombre. Laclasificacion de estos componentes y su contenido maximopermisible en el aguade bebida han side establecidos en todas las normas internacionales ynacionales de calidadde agua de bebida.

En vista que este documento esta orientado exclusivamente hacia lapurificacion y clarificacion del agua. se supone que las fuentes deaprovisionamiento de agua cumplen con el contenido permisible de sustanciasqu!micas; en caso contrario. es necesario seleccionar el proceso unitarioadecuado. y anadirlo a los proyectos de plantas de tratamiento de aguadetallados en el capitulo Ill.

De acuerdo con los datos de un gran numero de autores. laspropiedades ffsicas del agua tienen una influencia importante porque el aguaes simultaneamente el medio en el cual las reacciones fisiologicas y qufmicastienen lugar. y tiene participacion directa en esas reacciones.

Adicionalmente. algunos de estos parametros f!sicos estan altamentecorrelacionados con la caLidad b t oIfigca del agua , Las propiedades fisicasdel agua mas importantes son; t urbfedad , color t solidos totales t Ytemperatura.

En este estudio la turbiedad ha side seleccionada como un ind i cadorde calidad ffsica del agua , La turbiedad puede ser causada por una granvariedad de materias en suspension. que se presentan finamente divididas enpar t fcuLas que varLan desde el tamaffo de dHimetro < 1 micron (estadocoloidal) hasta > 1 mm (estado de suspension). La eficiencia de la remocionde turbiedad por los diferentes procesos unitarios puede ser altamenteafectada por la naturaleza de la turbiedad del agua cruda. de manera que debedarse especial a t encIfin al anfil.Lss de t urbLedad , especialmente para

determinar el estado de la materia que puede causar la turbiedad (coloidal 0en suspension) y color previo a la seleccion de los procesos unitarios.particularmente para el pretratamiento antes de la filtracion lenta.

3. CRITERIOS PARA LA SELECCION DE PROCESOS UNITARIOS Y TIPOS DE PLANTASDE TRATAMIENTO DE AGUA

Los siguientes criterios han side adoptados paraprocesos unitarios y tipos de plantas de tratamiento de agua.

seleccionarcaUdad

los

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del agua cruda~ t ipo de comunidad~ sis tema de abastecimiento de agua~capacidad de operacion y mantenimiento~ y grado de desarrol lo industr ial .

3 . 1 Cal idad del agua cruda

Debido a su simpl icidad de anal is is e importancia~ doscaracteris t icas del agua cruda han sido escogidas como parametros de cri ter iospara seleccionar los procesos uni tarios de una planta de tra tamiento de agua:turbiedad y E. Col i~ estableciendo cuatro cal idades de agua cruda (Cuadro 1 )basadas exclusivamente en la efici encia remocional de los procesos uni tariosut i l izados .

Cuadro 1

CLASIFICACION DE LA CALIDAD DEL AGUA CRUDA

Parametro N iveles de cal idad del agua cruda

Turbiedad 10 50 150 750promedio

(UN)

E. Col i 1000- 10000-(NMP por 10-100 100-1000 10000 100000100 ml)

La "turbiedad normal" corresponde al valo r medio de la es taci6n debaja precipi tacion; "turbiedad media" es la media ari tmet ica de los valores deturbiedad presentados en un aflo; y "turbiedad maxima" corresponde al valo rcorrespond iente a la tu rbiedad media mas dos desviaciones estandar.

Los valores de turbiedad del Cuadro 2 son complementarios a aquel lospreviamente indicados en el Cuadro 1 .

Se proponen p lantas de fi l t racion lenta con prefi l t racion y/osedimentacion laminar s imple (s in adicion de coagulantes) para remover al tosvalores de turbiedad~ basandose en el uso de cargas superficiales muy bajas yen la elevada eficiencia remocional de los procesos de pr e t r a t amt. ent . o, p a raser ut i l izadas en loca l idades rurales con baja capacidad de operacion.

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Cuadro 2

VALORES DE TURBIEDAD DEL AGUA CRUD A USADOS COMO CRITERIOSDE SELECCION DE PROCESOS UNITARIOS

Normal 5 30 100 2 50

Media 10 50 150 750 < 10000

Maxima 20 100 2 50 1500

Debe tenerse en cuenta que los procesos de sed Iment ac Ldn laminars imple y pr ef Ll.t r ac Ldn propues tos para su uso en las plantas de f I Lt.r ac Ldnl enta han sido comprobados a nivel de plan tas pi lo to . Estos experimentos hansido conducidos con las turb iedades indicadas en e l Cuadro 2~ con par t !culasen suspension y con diametros de 1 a 10 micrones~ de manera que es tos procesosun i tarios no deben ut i l izarse fuera de los l imites indicados .

Generalmente~ se supone que las fuentes de aprovi s ionamiento de aguacruda cump1en con todo el conten ido permisible de los requerimientos fi s icos ~quimicos y biologicos para asegurar que la fuen te es adecuadamente segura parausarla para e l abastecimiento de agua de bebida.

3 . 2 T ipo de comunidad

Es di f ici l desarro1 1ar una clas i f icaci6n de comunidades en funcion desu grado de desarrol lo . S e han adoptado aquf dos nive1es: rural y ur bano ,para comunidades con grados de desarrol lo "bfis Lco" y "medio" respect ivamen te6/ . Esta cl as i f icacion si rve como cri ter io de se1 eccion en tre las tecno10g iasde tratamiento propuestas ~ sug ir iendo e1 uso de plantas de f f . l t rac Ifin lentapara pequefias y med ianas comunidades con n iveles bajos de desarrol lo~ y

f i l t racion rapida para comunidades urbanas con niveles medio y avanzado dedesarrol lo .

3 . 3 Capac idad para operacion y manten imiento

Como tercer factor dec isorio de se l . eccI f in de procesos uni tar ios yt ipos de p Lant a s , se ha ut i l i zado la "capacidad exis tente" para operar ymantener adecuadamente 1 a p lanta de tratamiento pr oyec t ada , ya sea por unains t i tuc ion local 0 directamente por 1 a comunidad.

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As! mismo~ se presupone que todos los demas parametros fis icos.qu!micos y bacteriologicos de la fuente de aprovisionamiento de aguacruda estan bajo los valores permis ibles establecidos por las normasnacionales e internacionales de calidad del agua cruda.

E n caso contrario~ deben hacerse las modificaciones necesarias en losparametros de d isefio de los procesos usados~ 0 deben afiadirseprocesos unitarios adecuados para asegurar la p otabil idad del agua.

E n todo caso~ para garantizar la "seguridad" del aprovisionamien to deagua desde el punto de vista bac t e r Lo I f igco y biologico, todos losp ro ye ct os i nc lu ye n d es in fe cc io n c on c lo ro .

A l elaborar los proyectos se ha seguido una po l.f t Lca muyconservadora) incluyendo cri ter ios de dise fio que han sido yauti l izados con exito en America Latina, 0 introduciendomodificaciones de diseno resu ltantes de evaluaciones tecnicas dedichos procesos, 0 se han verif icado las l imitaciones a dichosproyectos a nivel de laboratorio y/o plantas piloto. Talesl im it ac io ne s e st an i nd ic ad as e n l os p ro ye ct os r es pe ct iv os .

En el caso de uti l izar sedimentadores laminares sin coagulac If in serecomienda el uso de ensayos de sedimentacion en el labotatorio parala de terminacion de las cargas superficiales - reales y aparentes -as ! como su eficiencia remocional .

Asi mismo, al uti l izar prefi l t racion para remover turbiedades deorigen coloidal y/o altos niveles de color , oxtdac LSn de materiaorganica, Fe, Mn, etc . , se requiere , por seguridad, realizar ensayosc on mod el os 0 plantas piloto para determinar las cargas superficialesy eficiencias remocionales. Ver referencia (83) Anexo 3.

Para cada proyecto especi f ico, se detal lanrestr icciones espec!ficas respecto a su uso ende "estado de avance tecnologico" .

las l imitaciones yla seccIS n respect iva

Se desea recalcar que en este manual no se estan presentandoproyectos terminados, sino solamente algunas ideas para posiblessoluciones de disefio . Los proyectos y metodologla descri tos son decaracter general y pueden ser ampliamente aplicables; s in embargo) eluso de esta informacion estaria subordinada en cada caso a estudiospriori tar ios de la fuente de aprovisionamiento de agua cruda y a lascaracteris t icas de la comunldad para verif icar que lasp r es upos ic io ne s d e d is ef io so n e fe ct iv amen te a pl ic ab le s.