Facultad de IngenieraEscuela Profesional de Ingeniera Civil y AmbientalTratamiento del Agua Potable

Ingeniera GeolgicaSalvador Sobrecasis Marti

AlumnoGonzales Ballena, Diego

Ciclo IIIChiclayo Per2013

ContenidoINTRODUCCION3OBJETIVOS4JUSTIFICACION4CAPITULO1.Aspectos fisicoqumicos de la calidad del Agua51.1Aspecto Fisicoqumicos51.2Calidad del Agua51.2.1Caractersticas del Agua61.3Criterios de calidad para la seleccin de una fuente de agua cruda81.3.1Criterios Fisicoqumicos81.3.2Criterios de seleccin de la fuente de agua cruda, tomando en cuenta los aspectos fisicoqumicos.101.4Agua potable:111.4.1Guas de calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMS11CAPITULO2.Procesos Unitarios y Plantas de Tratamiento122.1Coagulacin122.2Floculacin142.2.1Mecnica de Procesos142.3Decantacin152.3.1Principales tipos de decantacin152.4Filtracin162.4.1Mecanismos de filtracin172.4.2Filtracin Directa182.5Desinfeccin202.5.1Utilidad de la desinfeccin20ANEXOS22FUENTES BIBLIOGRAFICAS26

INTRODUCCION

El agua es el ms importante de todos los compuestos y uno de los principales constituyentes del mundo en que vivimos y de la materia viva. Casi las tres cuartas partes de nuestra superficie terrestre estn cubiertas de agua, sin embargo se debe tener en cuenta que en forma natural casi no existe pura, pues casi siempre contiene sustancias minerales y orgnicas disueltas o en suspensin.Es as que sabemos que el agua de Chiclayo est contaminada, comnmente, por agentes patgenos que llegan a ros y lagos por escurrimiento superficial de aguas de lluvia que arrastran restos de excremento animal y humano. Tambin las descargas de aguas residuales sin tratamiento. Como hay zonas en Chiclayo que requieren agua potable para ello debemos obtenerla del rio, entonces para purificarlo y distribuirlo en Chiclayo necesitamos plantas de tratamiento de esas aguas para abastecer a los pueblos jvenes de Chiclayo.El agua en las plantas de tratamiento de Chiclayo en Epsel es tratada como la mayora de aguas en el mundo. Primero, el agua de las lluvias es almacenada en lagunas, esa agua es tomada y aireada. Despus se le echan productos qumicos, se mezcla, flucta y sedimenta. Por ltimo se filtra, se le hecha cloro y se manda esa agua al reservorio. El agua potable para ser ingerida por personas sin que afecte al organismo con enfermedades o infecciones debe cumplir los parmetros recomendados.

OBJETIVOS

Dar a conocer el sistema de abastecimiento de agua a nuestros compaeros a travs de la Planta de Epsel y su objetivo principal de la construccin de esta planta es abastecer del servicio a los conos Norte y Este de la ciudad y mejorar el servicio de los usuarios que se abastecen de agua por el sistema por bombeo, pues el sistema de La Tomilla II espera duplicar la produccin de su antecesora La Tomilla I. Adems su ubicacin, a 2 mil metros sobre el nivel del mar, hace que tenga una ventaja de 400 metros sobre la primera planta, haciendo que la produccin de agua tratada sea ms barataJUSTIFICACIONDescripcin del tema a investigar:Investigar las condiciones del tratamiento del agua en la ciudad de Chiclayo, las cuales son depositadas en reservorios y son enviadas a los hogares a travs de una estacin de electrobombas de 200 HPObjetivo general. Por qu?:Para conocer y dar a conocer a nuestros compaeros acerca de los procesos en las plantas de tratamiento de agua.Objetivo especfico: Para qu se hace?Esta informacin puede ser til para todas las personas interesadas en saber cmo es que funciona una planta de tratamiento de agua y de esta manera tener el conocimiento de cmo es que trabaja EPSEL.Cmo, en que tiempo, lugar y cantidad se realiza el objetivo en especfico?Definir el tratamiento del agua potable en Chiclayo.Obtener la informacin en 8 semanas, sobre aspectos fisicoqumicos de la calidad del agua, procesos unitarios y planta de tratamiento.La informacin se piensa obtener de libros y de la empresa EPSEL mediante un gua que nos de a conocer como es que se trata el agua.

Aspectos fisicoqumicos de la calidad del Agua

El agua es el constituyente ms importante del organismo humano y del mundo en el que vivimos. Tiene una gran influencia en los procesos bioqumicos que ocurren en la naturaleza. Esta influencia no solo se debe a sus propiedades fisicoqumicas como molcula bipolar sino tambin a los constituyentes orgnicos e inorgnicos que se encuentran en ella.

Se considera que el agua es un solvente universal, debido a que es capaz de disolver o dispersar la mayora de sustancias con las que tiene contacto, sean estas slidas, lquidas o gaseosas, y de formar con ellas iones, complejos solubles e insolubles, coloides o simplemente partculas dispersas de diferente tamao y peso.

Desde el punto de vista de la salud humana, el agua ayuda a eliminar las sustancias resultantes de los procesos bioqumicos que se desarrollan en el organismo humano, a travs de los rganos excretores, en especial la orina y el sudor. Sin embargo, por esta misma propiedad, puede transportar una serie de txicos al organismo que pueden afectar a diferentes rganos, de manera reversible o irreversible.

Aspecto Fisicoqumicos

La presencia de sustancias qumicas disueltas e insolubles en el agua que pueden ser de origen -natural o antropognico- define su composicin fsica y qumica.

Algunos procesos fisicoqumicos que ocurren en el agua pueden ser evaluados si se recurre a los principios de equilibrio qumico, incluida la Ley de Accin de Masas y la Ecuacin de Nerst o al conocimiento de los mecanismos de reaccin y de las proporciones para los procesos irreversibles.

Calidad del Agua

El termino calidad del agua es relativo y solo tiene importancia universal si est relacionado con el uso del recurso. Esto quiere decir que una fuente de agua suficientemente limpia que permtala vida de los peces puede ser o no apta para la natacin y un agua til para el consumo humano puede resultar inadecuada para la industria.

Es importante anotar que la evaluacin de la calidad del agua se realiza usando tcnicas analticas adecuadas para cada caso. Para que los resultados de estas determinaciones sean representativos, es necesario dar mucha importancia a los procesos de muestreo y a las unidades y terminologa empleadas.

A continuacin detallaremos las principales caractersticas fisicoqumicas que definen la calidad del agua, el origen de los constituyentes, su importancia en la salud, su relacin con los principales procesos de tratamiento y los lmites de concentracin establecidos por las normas internacionales de calidad de agua para consumo humano.

Caractersticas del Agua

Las caractersticas fsicas del agua, llamadas as porque pueden impresionar a los sentidos (vista, olfato, etctera), tienen directa incidencia sobre las condiciones estticas y de aceptabilidad del agua.

Las ms importantes son las siguientes: turbiedad, solidos solubles e insolubles, color, olor y sabor, temperatura y pH.

Turbiedad: La turbiedad es originada por las partculas en suspensin o coloides (arcillas, limo, tierra finamente dividida, etctera). La turbiedad es causada por las partculas que forman los sistemas coloidales; es decir, aquellas que por su tamao se encuentran suspendidas y reducen la transparencia del agua en menor o mayor grado.

Slidos y Residuos: se denomina as a los residuos que se obtienen como materia remanente luego de evaporar y secar una muestra de agua a una temperatura dada.

Se clasifican en: Slidos totales, slidos disueltos, slidos en suspensin y slidos voltiles.

Slidos Totales: corresponden al residuo remanente despus de secar una muestra de agua. Equivalen a la suma del residuo disuelto y suspendido. El residuo total del agua se determina a 103105 C.

Slidos disueltos o residuos disueltos: tambin son conocidos como slidos filtrables, son los que se obtienen despus de la evaporacin de una muestra previamente filtrada. Comprenden slidos en solucin verdadera y slidos en estado coloidal, no retenidos en la filtracin.

Slidos en suspensin: corresponden a los slidos presentes en un agua residual, exceptuados los solubles y los slidos en fino estado coloidal. Se considera que los slidos en suspensin son los que tienen partculas superiores a un micrmetro y que son retenidos mediante una filtracin en el anlisis de laboratorio.

Slidos voltiles y fijos: son aquellos que se pierden por calcinacin a 550 C, mientras el material remanente se define como slidos fijos.

La mayor parte de los slidos voltiles corresponden a material orgnico, y los slidos fijos corresponden a material inorgnico.

Color: esta caracterstica del agua puede estar ligada a la turbiedad o presentarse independientemente de ella.

En la formacin del color en el agua intervienen: el pH, la temperatura, el tiempo de contacto, la materia disponible y la solubilidad de los compuestos coloreados.

Se denomina color aparente a aquel que presenta el agua cruda o natural y color verdadero al que queda luego de que el agua ha sido filtrada.

Existen muchos mtodos de remocin del color; los principales son la coagulacin por compuestos qumicos como el alumbre y el sulfato frrico a pH bajos y las unidades de contacto o filtracin ascendente. Debido a que el color del agua se origina, en muchos casos, por la presencia de compuestos de naturaleza orgnica, se recomienda que la desinfeccin se realice luego de que este haya sido removido, para evitar que la aplicacin de cloro como desinfectante pueda dar origen a la formacin de trihalometanos, compuestos que tienen efecto cancergeno en animales.

Olor y sabor: estn estrechamente relacionados; por eso es comn decir que A lo que huele, sabe el agua.

Estas caractersticas constituyen el motivo principal de rechazo por parte del consumidor.

En trminos prcticos, la falta de olor puede ser un indicio indirecto de la ausencia de contaminantes, tales como los compuestos fenlicos. Por otra parte, la presencia de olor a sulfuro de hidrgeno puede indicar una accin sptica de compuestos orgnicos en el agua.

Temperatura: es uno de los parmetros fsicos ms importantes en el agua, pues por lo general influye en el retardo o aceleracin de la actividad biolgica, la absorcin de oxgeno, la precipitacin de compuestos, la formacin de depsitos, la desinfeccin y los procesos de mezcla, floculacin, sedimentacin y filtracin.

pH: el pH influye en algunos fenmenos que ocurren en el agua, como la corrosin y las incrustaciones en las redes de distribucin. Aunque podra decirse que no tiene efectos directos sobre la salud, s puede influir en los procesos de tratamiento del agua, como la coagulacin y la desinfeccin.

Por lo general, las aguas naturales (no contaminadas) exhiben un pH en el rango de 5 a 9. Cuando se tratan aguas cidas, es comn la adicin de un (por lo general, cal) para optimizar los procesos de coagulacin. En algunos casos, se requerir volver a ajustar el pH del agua tratada hasta un valor que no le confiera efectos corrosivos ni incrustantes.

Se considera que el pH de las aguas tanto crudas como tratadas debera estar entre 5,0 y 9,0. Por lo general, este rango permite controlar sus efectos en el comportamiento de otros constituyentes del agua.

Criterios de calidad para la seleccin de una fuente de agua cruda

Criterios Fisicoqumicos

Antes de establecer los criterios de seleccin de una fuente de agua cruda, es necesario dividir en tres grandes grupos los principales contaminantes fisicoqumicos: contaminantes inorgnicos y contaminantes orgnicos.

Contaminantes Inorgnicos: este es el grupo que ms dificultades puede presentar, ya que los mtodos convencionales de tratamiento no son efectivos en todos los casos.

Cuando se identifiquen contaminantes inorgnicos muy txicos en concentraciones altas o estos sean de difcil remocin, como factor de seguridad, debera considerarse la bsqueda de otras fuentes alternas que no los contengan.

Aunque en teora, en las plantas piloto existen sistemas para reducir o remover contaminantes inorgnicos deletreos, como se expuso anteriormente, la forma qumica en la que estos se encuentren y el pH del agua son factores crticos que si no se toman en cuenta y no se controlan adecuadamente el proceso de tratamiento, pueden hacer fracasar el mtodo.

Contaminantes Orgnicos: los contaminantes orgnicos biodegradables son de fcil remocin y no constituyen problema durante el tratamiento, siempre y cuando se encuentren en concentraciones no excesivas. En este ltimo caso, la pre-cloracin pude constituir una alternativa que debe ser cuidadosamente controlada para evitar la formacin de contaminantes an ms peligrosos.

Los contaminantes orgnicos no biodegradables (hidrocarburos, pesticidas, productos aromticos, etctera) son un problema difcil de afrontar para plantas de tratamiento convencionales. En la mayora de los casos, pueden ser controlados mediante la adicin de carbn activado pulverizado o el uso de carbn activado granular dispuesto sobre los lechos de los filtros. Sin embargo, es necesario considerar que esto representa costos adicionales de tratamiento y un mayor control.

Criterios de seleccin de la fuente de agua cruda, tomando en cuenta los aspectos fisicoqumicos.

Para la adecuada seleccin de una fuente de agua cruda con fines de potabilizacin, es necesario tener en cuenta las siguientes consideraciones:

El origen de la fuente de agua cruda y la identificacin de los principales afluentes y/o probables aportes de contaminacin.

La calidad del agua cruda, teniendo en cuenta todos los parmetros que pueden influir en la salud de los consumidores.

El comportamiento de los constituyentes del agua, teniendo en cuenta los factores ambientales que pueden influir en l.

La eficiencia del tratamiento empleado en la remocin de los txicos identificados.

Los lmites mximos de cada parmetro establecidos por las normas de calidad para el agua de consumo humano.

Por otro lado, el manejo racional de la calidad del agua requiere el conocimiento bsico de los procesos que controlan la composicin qumica del agua, a fin de estar en condiciones de decidir y planificar un adecuado tratamiento. Entre los temas ms importantes estn los siguientes:

Las alteraciones fundamentales entre tomos y molculas.

Las reacciones qumicas que involucran al agua y sus componentes lquidos, slidos o gaseosos.

Los medios usados para el estudio sistemtico de estas reacciones, especialmente aquellos referidos a factores ambientales que influyen a travs de un ciclo hidrolgico.

Al evaluar un cuerpo hdrico superficial (ro, lago, etctera) como fuente de agua cruda para el consumo humano despus del tratamiento, es necesario realizar inicialmente toda la gama de anlisis fisicoqumicos con la finalidad de caracterizarla. Este proceso no debe consistir en un muestreo puntual sino en todo un programa de monitoreo que considere las condiciones climticas, geolgicas y ambientales del lugar. Si se trata, por ejemplo, de un ro, esta consideracin ayudar a solucionar problemas posteriores. Solamente decidir la ubicacin ms adecuada del punto de captacin del agua puede tener grandes implicancias, pues en muchos casos ser posible identificar descargas que pueden modificar sustancialmente la composicin del recurso hdrico, por ejemplo. Una vez ubicado el punto de descarga del contaminante, se podr definir la captacin aguas arriba de esta y solucionar as un problema importante para su potabilizacin e incluso reducir los costos del tratamiento.

Agua potable:

Se conoce con este nombre al agua que ha sido tratada con el objetivo de hacerla apta para el consumo humano, teniendo en cuenta todos sus usos domsticos. Algunas especies biolgicas, fsicas y qumicas pueden afectar la aceptabilidad del agua para consumo humano. Es necesario, asimismo, considerar las transformaciones qumicas y bio-qumicas a que estn expuestos los contaminantes del ambiente acutico. Las alteraciones qumicas pueden afectar su disponibilidad biolgica o txica (aumentarla o disminuirla). Poco se sabe acerca de estos procesos qumicos, fsicos y biolgicos y sus mecanismos, a pesar de que son indispensables para comprender los efectos en la salud del consumidor.

Guas de calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMS

Los programas de control y vigilancia del agua potable requieren normas adecuadas que regulen la calidad del agua de consumo humano, que permitan seleccionar fuentes adecuadas de agua cruda y los procesos de tratamiento y distribucin. Las Guas de Calidad para Aguas de Consumo Humano de la OMS constituyen una herramienta vlida referida a la calidad fisicoqumica del agua destinada al consumo del hombre. A partir de ellas cada pas puede establecer sus propias normas y tener en cuenta los siguientes criterios bsicos:

Los valores establecidos para cada parmetro deben asegurar la aceptabilidad esttica del agua y no representar riesgos para la salud del consumidor.

La calidad del agua debe ser adecuada para el consumo humano y tomar en cuenta todos los usos domsticos.

Las autoridades deben asegurar que la calidad del agua sea aceptable para ser consumida durante toda la vida. Las metas sealadas estn dirigidas a salvaguardar la salud del consumidor. Algunas exposiciones a contaminantes por periodos cortos pueden ser toleradas, siempre que el nivel de toxicidad se controle adecuadamente.

El no cumplimiento de las metas sealadas por corto tiempo no significa necesariamente que el agua deba ser descartada definitivamente para el consumo.

La elaboracin de las normas nacionales de calidad del agua potable debe tomar en cuenta consideraciones locales como la geografa, la situacin socioeconmica, la dieta y las actividades industriales.

Procesos Unitarios y Plantas de Tratamiento

Coagulacin

Se realiza en las cmaras de mezcla rpida, despus de un periodo de retencin de 30 segundos se produce la desestabilizacin de las partculas coloidales que trae el agua cruda; este proceso se realiza por medio de la adicin de sustancias de sustancias qumicas tal como sulfato de aluminio. Tambin se aplica polmeros, cal y sulfato de cobre cuando la calidad del agua cruda as lo requiere.Las aguas naturales contienen sustancias tanto disueltas como en suspensin, ambas pueden ser orgnicas e inorgnicas. Las materias en suspensin pueden tener un tamao y densidad tal que pueden eliminarse del agua por simple sedimentacin, pero algunas partculas son de un tamao tan pequeo y tienen una carga elctrica superficial que las hace repelerse continuamente, impidiendo sus aglomeracin y formacin de una partcula ms pesada y poder as sedimentar. La coagulacin, en el proceso de tratamiento del agua tiene por objeto agrupar estas partculas dispersas en el agua en otras ms voluminosas y pesadas para que puedan sedimentar y poder as separarlas del agua. La neutralizacin de la carga elctrica del coloide, objeto de la coagulacin, se realiza aplicando al agua determinadas sales de aluminio o hierro (coagulantes); de forma que los cationes trivalentes de estos compuestos neutralicen las cargas elctricas negativas que suelen rodear a las partculas coloidales dispersas en el agua.La coagulacin y la floculacin tienen lugar en sucesivas etapas, de forma que una vez desestabilizadas las partculas, la colisin entre ellas permita el crecimiento de los microflculos, apenas visibles a simple vista, hasta formar mayores flculos, con la suficiente cohesin y densidad para someterlos a la siguiente etapa de sedimentacin.En la eficacia de la coagulacin influyen diversos factores entre los que destaca el pH y otras caractersticas fsico-qumicas del agua, as como una adecuada energa de agitacin rpida para conseguir una apropiada dispersin del coagulante y proporcionar las necesarias colisiones entre las partculas para conseguir una ptima coagulacin.Histricamente, los coagulantes metlicos, sales de Hierro y Aluminio, han sido los ms utilizados en la clarificacin de aguas y eliminacin de DBO y fosfatos de aguas residuales. Tienen la ventaja de actuar como coagulantes-floculantes al mismo tiempo y forman especies hidratadas complejas cargadas positivamente: Fe (H2O) 63+, Al (H2O) 63+. Sin embargo tienen el inconveniente de ser muy sensibles a un cambio de pH. Si ste no est dentro del intervalo adecuado la clarificacin es pobre y pueden solubilizar Fe o Al y generar problemas. A continuacin vemos los coagulantes ms utilizados: Sulfato de Almina: conocido como Alumbre, es un coagulante efectivo en intervalos de pH 6 a 8. Produce un flculo pequeo y esponjoso por lo que no se usa en precipitacin previa de aguas residuales por la alta carga contaminante del agua. Sin embargo, su uso est generalizado en el tratamiento de agua potable y en la reduccin de coloides orgnicos y fsforo.

Sulfato Frrico: funciona de forma estable en un intervalo de pH de 4 a 11, uno de los ms amplios conocidos. Producen flculos grandes y densos que decantan rpidamente, por lo que est indicado tanto en la precipitacin previa como en la co-precipitacin de aguas residuales urbanas o industriales. Se emplea tambin en tratamiento de aguas potables aunque en algn caso puede producir problemas de coloracin. Cloruro Frrico: es similar al anterior aunque de aplicacin muy limitada por tener un intervalo de pH ms corto. Es enrgico aunque puede presentar problemas de coloracin en las aguas. Aluminato Sdico: se emplea poco. Su uso ms habitual es eliminar color a pH bajo. Adems se puede usar en el ablandamiento de agua con cal.

Cabe recalcar que gran parte del xito de la coagulacin depende del pH y la dosis mnima requerida para que el proceso de coagulacin se lleve a cabo, un exceso de coagulante podra contaminar el agua ms que limpiarla, lo cual resultara contraproducente.

Floculacin

El objetivo principal de la floculacin es reunir las partculas desestabilizadas para formar aglomeraciones de mayor peso y tamao que sedimenten con mayor eficiencia.

Ocurre en la cmara de mezcla lenta, donde se promueve el crecimiento de los flculos hasta un tamao y peso adecuados para su posterior sedimentacin luego de un periodo de 13 minutos.

Mecnica de Procesos

Normalmente, la floculacin se analiza como un proceso causado por la colisin entre partculas. En ella intervienen, en forma secuencial, tres mecanismos de transporte:

Floculacin pericintica o browniana: Se debe a la energa trmica del fluido.

Floculacin ortocintica o gradiente de velocidad: Se produce en la masa del fluido en movimiento.

Sedimentacin diferencial: Se debe a las partculas grandes, que, al precipitarse, colisionan con las ms pequeas, que van descendiendo lentamente, y ambas se aglomeran.

Decantacin

La decantacin es un proceso fsico de separacin de mezcla especial para separar mezclas heterogneas, estas pueden ser exclusivamente lquido - lquido slido - lquido.La decantacin se basa en la diferencia de densidades entre los dos componentes, que hace que dejados en reposo, ambos se separen hasta situarse el ms denso en la parte inferior del envase que los contiene. De esta forma, podemos vaciar el contenido por arriba (si queremos tomar el componente menos denso) o por abajo (si queremos tomar el ms denso).

Principales tipos de decantacin

Decantacin esttica: Puede procederse por intermitencia, llenando un depsito en el que el agua permanezca en reposo durante varias horas, y vaciando a continuacin la capa superior de agua hasta un nivel por encima del de los fangos depositados. Pude ser interesante este procedimiento para instalaciones provisionales, pero en una explotacin industrial, siempre es preferible utilizar un decantador en circulacin continua, con el fin de evitar frecuentes intervenciones manuales.El decantador est constituido por un depsito rectangular o circular. Para que se depositen los fangos, es preciso que la velocidad ascensional del agua sea inferior a la velocidad de cada de las partculas, lo que, naturalmente, depende de la densidad y tamao de las mismas.Los decantadores estticos deben funcionar preferentemente de forma regular, puesto que si las variaciones de caudal provocan la formacin de remolinos que hacen que los fangos suban a la superficie. Igualmente, cualquier variacin de temperatura, por pequea que sea, entre el agua bruta y el agua del decantador, da lugar a movimientos de conveccin que producen el mismo efecto.

Decantacin por contacto de fangos: Los progresos de la tcnica, han mejorado la floculacin aumentando la concentracin del flculo, o recirculando los fangos, con lo cual se acelera la decantacin.En el caso de tratamiento biolgico, los decantadores finales, en los que se separa el flculo biolgico del agua depurada, se denominan clarificadores. Estos decantadores deben admitir grandes porcentajes de recirculacin, de forma que los fangos permanezcan el menor tiempo posible en el aparato, antes de volver a los depsitos de aeracin.Con los sistemas de decantacin por contacto de fangos mejoran los fenmenos de floculacin y se obtiene un rendimiento ptimo de la cantidad de reactivo introducida, debido a la concentracin que se produce en el lecho del fango. Se consigue as una mejor adsorcin de las materias disueltas sobre el flculo formado.

Recirculacin de fangos: Los fangos se separan del agua clara en una zona de decantacin. Seguidamente, se recirculan hacindoles pasar a una zona de mezcla, provista de un sistema de agitacin mecnica (Accelerator, Turbocirculator) o hidrulica (Circulator). El agua bruta, a la que se han aadido los reactivos, se introduce igualmente en esta zona de mezcla.

Realizada a travs de dos tipos convencional y laminar, donde se produce primero la sedimentacin simple o arrastre de los flocs de mayor tamao y luego de la decantacin laminar a travs de un sistema presentado de angotubos.

Filtracin

La filtracin consiste en la remocin de partculas suspendidas y coloidales presentes en una suspensin acuosa que escurre a travs de un medio poroso. En general, la filtracin es la operacin final de clarificacin que se realiza en una planta de tratamiento de agua y, por consiguiente, es la responsable principal de la produccin de agua de calidad coincidente con los estndares de potabilidad.

El avance logrado por la tcnica de filtracin es el resultado de un esfuerzo conjunto dirigido a lograr que la teora exprese los resultados de las investigaciones experimentales, de tal modo que sea posible prever, en el diseo, cmo va a operar la unidad de filtracin.

Mecanismos de filtracin

Como las fuerzas que mantienen a las partculas removidas de la suspensin adheridas a las superficies de los granos del medio filtrante son activas para distancias relativamente pequeas , la filtracin usualmente es considerada como el resultado de dos mecanismos distintos pero complementarios: transporte y adherencia. Inicialmente, las partculas por remover son transportadas de la suspensin a la superficie de los granos del medio filtrante.

Ellas permanecen adheridas a los granos, siempre que resistan la accin de las fuerzas de cizallamiento debidas a las condiciones hidrodinmicas del escurrimiento.

El transporte de partculas es un fenmeno fsico e hidrulico, afectado principalmente por los parmetros que gobiernan la transferencia de masas. La adherencia entre partculas y granos es bsicamente un fenmeno de accin superficial, que es influenciado por parmetros fsicos y qumicos.

Los mecanismos que pueden realizar transporte de partculas son los siguientes:

Cernido: Resulta evidente que cuando la partcula es de tamao mayor que los poros del lecho filtrante, puede quedar atrapada en los intersticios.

Sedimentacin: El efecto de la gravedad sobre las partculas suspendidas durante la filtracin fue sugerido hace ms de 70 aos, cuando Hazen consider los poros de los filtros lentos de arena como pequeas unidades de sedimentacin. Sin embargo, durante mucho tiempo la contribucin de este mecanismo no se consider significativa, pues la velocidad de sedimentacin de las partculas suspendidas y, especialmente, la de los pequeos flculos, es mucho ms pequea en comparacin con la velocidad intersticial.La sedimentacin solo puede producirse con material suspendido relativamente grande y denso, cuya velocidad de asentamiento sea alta y en zonas del lecho donde la carga hidrulica sea baja.

Intercepcin: Normalmente, el rgimen de escurrimiento durante la filtracin es laminar y, por lo tanto, las partculas se mueven a lo largo de las lneas de corriente. Debido a que las partculas suspendidas tienen una densidad aproximadamente igual a la del agua, ellas sern removidas de la suspensin cuando, en relacin con la superficie de los granos del medio filtrante, las lneas de corriente estn a una distancia menor que la mitad del dimetro de las partculas suspendidas.

Difusin: Se ha observado que las partculas relativamente pequeas presentan un movimiento errtico cuando se encuentran suspendidas en un medio lquido. Este fenmeno, resultado de un bombardeo intenso a las partculas suspendidas por las molculas de agua, es conocido como movimiento browniano, y se debe al aumento de la energa termodinmica y a la disminucin de la viscosidad del agua.

Impacto inercial: Durante el escurrimiento, las lneas de corriente divergen al estar cerca de los granos del medio filtrante, de modo que las partculas suspendidas, con cantidad de movimiento suficiente para mantener su trayectoria, colisionan con los granos.

Accin hidrodinmica: La comprensin de este mecanismo se facilita cuando se considera un escurrimiento en el que el gradiente de velocidad es constante. Una partcula suspendida en un fluido que escurre en estas condiciones estar sometida a velocidades tangenciales variables en direccin perpendicular a la del escurrimiento.

Mecanismos de transporte combinados: De un modo general, se puede concluir que la eficacia de coleccin de las partculas suspendidas es inversamente proporcional a la velocidad de aproximacin V, al dimetro de los granos del medio filtrante D y a la viscosidad , y que la eficiencia de coleccin es una funcin de las caractersticas de la suspensin.

Filtracin Directa

La solucin adecuada para tratar aguas superficiales de baja turbiedad y color es aquella conocida como filtracin directa. En general, la unidad de filtracin est precedida por la mezcla rpida y la pre-floculacin o solamente por la mezcla rpida. Cuando la fuente de abastecimiento es un lago, la presencia de algas en cantidades superiores a 1.000 unidades por mililitro puede reducir significativamente la carrera de filtracin.Clasificacin de la Filtracin Directa

Filtracin directa descendente

Mezcla rpida y filtracin descendente o mezcla rpida, pre-floculacin y filtracin descendente. En este ltimo caso, la necesidad de incorporar la pre-floculacin se define en el mbito del laboratorio.

Filtracin directa ascendente

Los procesos involucrados seran mezcla rpida seguida de la filtracin ascendente. En este caso, no cabra la posibilidad de considerar la pre-floculacin, pues esta se estara produciendo necesariamente al pasar el agua por el lecho de soporte del filtro, el mismo que se estara comportando como un floculador de medio poroso.

Ventajas

El costo de construccin de la planta de tratamiento puede disminuir hasta en 50% con respecto al de una planta convencional.

Menor costo de operacin y mantenimiento.

Reduccin sustancial del consumo de coagulante.

Menor volumen de lodo producido en la planta.

Facilidad en el tratamiento de agua cruda con baja turbiedad.

Desventajas Dificultad en el tratamiento de agua con alto contenido de color o turbiedad.

Necesidad de monitoreo continuo o control riguroso de los principales parmetros de calidad del agua cruda y tratada.

El tiempo de retencin total para el tratamiento es relativamente corto, lo que implica que debe reaccionarse rpidamente ante las modificaciones de calidad del agua cruda.

Posibilidad de paralizacin temporal de la planta, debido a errores en la dosificacin de coagulante

Desinfeccin

La desinfeccin es un proceso selectivo: no destruye todos los organismos presentes en el agua y no siempre elimina todos los organismos patgenos. Por eso, requiere procesos previos que los eliminen mediante la coagulacin, sedimentacin y filtracin. En la desinfeccin se usa un agente fsico o qumico para destruir los microrganismos patgenos, que pueden transmitir enfermedades utilizando el agua como vehculo pasivo.

Tambin llamada Post-Cloracin, es realizada con cloro liquido que se dosifica al ingreso de la cmara de contacto y que permite la eliminacin completa de los grmenes patgenos aun presentes en el agua, garantizando la potabilizacin y la obtencin de una agua tratada de buena calidad Apta para el Consumo Humano una vez realizada la desinfeccin; el agua es almacenada en los Reservorios respectivos, donde se le da el tiempo de contacto necesario para una accin efectiva del cloro. Finalmente el agua potable es impulsada a las redes pblicas de la ciudad por una estacin de bombeo de electrobombas de 200 HP y capacidad promedio de 350L/s cada una.

Utilidad de la desinfeccin

El uso de la desinfeccin como parte de un proceso de tratamiento del agua puede obedecer a los siguientes objetivos:

Reducir el contenido inicial de contaminantes microbiolgicos en el agua cruda (pre-desinfeccin). Este proceso se utiliza solo en casos especiales.

Desinfectar el agua luego de la filtracin. Constituye el uso ms importante.

Desinfeccin simple de un agua libre de contaminantes fisicoqumicos que no requiere otro tratamiento.

Para que la desinfeccin sea efectiva, las aguas sujetas al tratamiento deben encontrarse libres de partculas coloidales causantes de turbiedad y color.

La desinfeccin alcanza una eficiencia mxima cuando el agua tiene una turbiedad cercana a la unidad. Por ello es indispensable desplegar los esfuerzos necesarios para que los procesos de tratamiento previos sean efectivos y eficientes.

Plantas de tratamiento de agua en EPSEL

El sistema de abastecimiento de agua para la ciudad de Chiclayo, tiene como fuente principal la Captacin y Conduccin de las aguas superficiales que abastecen al Valle Chancay - Lambayeque y afluentes, que discurren a la vertiente Atlntica a travs de las obras de derivacin de la primera etapa del Proyecto de Tinajones, tanto el ro Conchano como el ro Chotano aportan a la cuenca del Pacfico una masa anual de 250 millones de m3 de agua incrementando las descargas del Ro Chancay con una mayor disponibilidad del recurso hdrico en pocas de mximas avenidas. La captacin se realiza a travs de la bocatoma Raca-Rumi ubicado en el ro Chancay con una capacidad de captacin de hasta 75 m3/s., cuenta con dos compuertas radiales que comunican al canal alimentador a travs de 6 cmaras desarenadoras, 3 compuertas tipo vagn que regulan el volumen de embalse y un aliviadero de demasas que sirve para evacuar los excesos de agua por encima de los 300 m3/s., las aguas derivadas del Ro Chancay por la bocatoma Raca-Rumi ingresan al Reservorio Tinajones a travs de un canal alimentador de 16 km. de longitud con una capacidad mxima de 70 m3/s.A lo largo de la conduccin hacia el Reservorio, el agua cruda pasa a travs de las Cascadas, estructura formada por gradas adyacentes que permiten salvar un desnivel de 42 metros, para amortiguar la cada y como consecuencia, disipar la energa que la masa de agua lleva consigo, para posteriormente ser almacenada en el Reservorio Tinajones que tiene una capacidad de embalse de 320 millones de m3, profundidad mxima de 37 metros, un espejo de agua de 20 Km2, adems cuenta con un dique principal de 2440 m.l. y tres diques secundarios. Luego, es conducida a travs del canal de descarga que se inicia en el tnel de acero circular de 40 pulgs. de dimetro y 380 mts. de longitud empalmando al canal de descarga de 4 km. el que devuelve las aguas al Ro Chancay -Lambayeque con una capacidad mxima de 70 m3/s, las mismas que llegan al Partidor La Puntilla construido tambin en el cauce del Ro Chancay; en esta estructura se reparte las aguas del ro Chancay tanto al Ro Reque como al canal Taymi y Ro Lambayeque pasando por el Desarenador Desaguadero ubicado 2.5 km aguas abajo.Esta obra cuenta con16 compuertas de limpia que descargan a un canal lateral, conduciendo las arenas al Ro Reque, posteriormente se ubica el Repartidor Desagadero, esta estructura da origen al Canal Taymi principal va de distribucin de agua en el valle, aqu tambin nace el canal Ptapo y el Ro Lambayeque afluentes de las lagunas Bor, conduciendo sus aguas en una longitud de 40 km. pasando por las Tomas Tabernas, calupe hasta llegar a la Toma Santeo la misma que a su vez se divide en dos corrientes hdricas una de ellas contina siendo el Ro Lambayeque hasta llegar al Partidor Chscope y el otro Ramal es el Canal Santeo, en el mismo curso aguas abajo se llega a la Toma Bola de Oro, estructura principal de captacin donde se realiza el reparto de agua para uso poblacional, industrial y agrcola.A travs de la estacin de aforo Bola de Oro el agua es conducida a las lagunas Bor I y Bor II, recorriendo una longitud total de 5,255 m.l. de los cuales 1621 mts, representan el canal alimentador, iniciando su recorrido en la toma de reparto Bola de Oro siendo el caudal promedio de conduccin de 1400 l/s.El agua cruda llega a las lagunas Bor por el Canal Las Mercedes las mismas que actan como pre-Sedimentadores y como embalses de regulacin en pocas de emergencia o estiaje.La Laguna Bor I tiene una capacidad de almacenamiento de 500,000 m3/s., un espejo de agua de 19 hectreas, periodo de retencin de 8 das y cota de operacin promedio de 49.30 metros sobre el nivel del Mar.La Laguna Bor II cuenta con una capacidad de almacenamiento de 1500,000 m3/s., un espejo de agua de 57 hectreas, periodo de retencin de 23 das, y cota de operacin promedio de 49.30 m.s.n.m.

NEXOS

Figura2: Reservorio de Tinajones

Figura3: Planta de Tratamiento de Agua - EPSEL

Figura4: Pozos de decantacin del Agua

Figura6: Bombas elctricas para circulacin del aguaFigura5: Filtracin del Agua

Figura7: Bombas para llevar agua a los pozos

FUENTES BIBLIOGRAFICAS

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