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  • UNIDAD IV PLANTAS DE TRATAMIENTO

    4.1 Generalidades4.2 Causas para el tratamiento de agua4.3 Planta de tratamiento y sus equipos 4.4 Esquema modelo de una planta 4.5 Esquemas de plantas de tratamiento4.6 Explicacin de los equipos 4.7 Floculacin4.8 Coagulantes 4.9 Unidades de floculacin4.10 Decantacin4.11 Unidades de decantacin 4.12 Filtros

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  • UNIDAD IV PLANTAS DE TRATAMIENTO

    4.13 Teora de la filtracin4.14 Filtros rpidos 4.15 Filtros lentos4.16 Desinfeccin 4.17 Aireacin4.18 Planta de tratamiento de La Tomilla4.19 Planta N 2 Lus de La Cuba Ibarra

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  • 4.1 GENERALIDADES El tratamiento del agua para uso humano, puede ser de loms sencillo hasta los sistemas ms complejos,dependiendo de las condicin fsica, qumica ybacteriolgica con que se presente el agua en lanaturaleza.El tratamiento sencillo es solamente la desinfeccin delagua, para eliminar los grmenespatgenos .

    Las aguas superficiales por lo general necesitan eltratamiento, porque presentan muchas impurezas.Las aguas de subsuelo son por lo general mslimpias yno requieren de tratamientos complejos.Pero, existen aguas de subsuelo que se presentan malolientes, con sales y gases, debido a los elementosqumicos disueltos por el agua.

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  • 4.2 CAUSAS PARA EL TRATAMIENTO DE AGUAEl tratamiento de las aguas para el uso humano en lossistemas mas complejos, es debido a las siguientes causas:

    Para eliminar los grmenes patgenos que ocasionanenfermedades.

    Cuando el sabor es desagradable. Cuando el agua tiene mal olor. Cuando hay que eliminar los gases. Cuando el agua tiene opacidad. Cuando el agua tiene color.

    4.3 PLANTA DE TRATAMIENTO Y SUS EQUIPOSLa planta de tratamiento, tiene diferentes equipos paratransformar el agua cruda en agua potable y depende de lacalidad del agua y del porte de la ciudad.Para pequeasciudades los equipos son: Floculador, Decantador, Filtros lentos y Desinfeccin

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  • Para grandes ciudades, los equipos son: Floculador,Decantador,Filtros rpidosy Desinfeccin

    Planta de tratamiento de aguas de subsuelo tienen lossiguientes equipos:

    Aeriacin , y Desinfeccin

    4.4 ESQUEMA MODELO DE UNA PLANTASTiene los siguientes equipos:

    Tanque mezclador o floculador Tanque de coagulacin y sedimentacin Cuatro filtros rpidos Pozo clorificador Depsito de agua para el lavado Laboratorio Mquinasalimentadoras

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  • PLANO PEQUEA DE TRATAMIENTO DE AGUA

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  • 4.5 ESQUEMAS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO4.5.1 Planta de tratamiento de agua de LlancahueEs una planta en Chile y tiene los siguientes equipos: Dosificador de coagulante Dosificador de cal Desinfecador de flor Dosificacin de cloro Floculador Dos decantadores Seis filtras rpidos Un estanque para agua para retro lavado Un tanque para almacenar agua potable Almacenamiento Diferente redes para descarga al desage

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  • Esquema Tratamiento de Agua potable Planta Llancahue

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  • 4.5.2 Planta de tratamiento de agua de Cuesta SotoEs una planta en Chile, capta agua de un ro y tiene lossiguientes equipos: Cuatro equipo de bombeo Un caldera y tanque contra el golpe de ariete Un estanque de carga Dosificador de coagulante Dosificador de cal Desinfeccin con flor Dosificador de cloro Floculador o tanque de mezcla Ocho filtros lentos Almacenamiento de agua potable Descarga de agua al desage

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  • Esquema Tratamiento de Agua potable Planta Cuesta Soto

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  • 4.6 EXPLICACIN DE LOS EQUIPOSSe daruna explicacin detallada de los equipos quepueden usarse en una planta de tratamiento de agua.

    FLOCULACIN : Es la funcin que realiza el floculadorpara mezclar el coagulante que se agrega al agua. Seexplica como dosificar el producto qumico y se muestraesquemas de diferentes floculadores.

    DECANTACIN : Es la funcin que realiza eldecantador para formar los cogulosy sedimentarlosconforme el agua se desplaza a velocidad lenta en eldecantador. Se muestra esquemas de diferentesdecantadores.

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  • FILTRACIN : Es la funcin que realiza el filtro, paraeliminar del agua pequeaspartculas que quedan deldecantador. Se muestra esquemas de diferentes filtrosrpidosy filtros lentos.

    DESINFECCIN : Es el proceso que se realiza con elequipo, para agregar al agua el cloro y eliminar losgrmenespatgenos .

    AEREACIN : Es la funcin que realiza el equipo, paramodificar las condiciones oxidantes que posee algunasaguas, siendo su tratamiento la aireacin

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  • 4.7 FLOCULACINLa floculacin es el proceso de mezclar con el agua unproducto qumico, coagulante, que actaen forma muypronunciada sobre la formacin del flock o precipitadogelatinoso.Se trata de usar la mejor condicin de mezclado yreaccin qumica con el fin de que el producto que seadiciona tenga un buen procedimiento para coagular laspartculas muy pequeas, agrupndolas en otrasmayores

    En el agua existen partculas de arena finamentedivididas y de arcillas coloidales, que es imposibleeliminarlas en un tanque de decantacin en condicionesnaturales a menos que se mantenga el agua largotiempo en reposo.

    El periodo de retencin de la floculacin se calcula entre15 a 30 minutos, la velocidad del agua vara de 20 a 30cm/seg., tiene importancia, debido a que si esdemasiado elevada la velocidad el coagulo se rompe.

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  • Cuando se tiene aguas muy turbias, se usa polmeros, esun producto qumico muy eficiente en la coagulacin .

    Los equipos para la floculacin, empieza con unaagitacin rpidapara producir la reaccin qumica y esseguida de un suave desplazamiento del agua.

    4.8 COAGULANTES4.8.1 Sulfato de almina,Conocido con el nombre de alumbre, cuando el aguacontiene bicarbonatos naturales la reaccin qumica es lasiguiente:Al2(SO4)3+18 H2O+3 Ca (HCO3)2 =2Al(OH)3+3CASO4 +18 H2O + 6CO2El hidrxido de aluminio es el que forma los grumos ocogulos

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  • 4.8.2 PolmerosSe ha introducido el uso de polmeros orgnicossintticospara tratar el agua. Los polmeros son sustancias de altopeso molecular, de origen ya sea natural o sinttico,puedenser catdicos, inicos o no inicos .

    4.8.3 DosificacinLa dosificacin de cualquier producto qumico, se realiza enel laboratorio, con el equipo llamado Prueba de Jarras.El proceso de la dosificacin en la Prueba de Jarras, seempieza llenando las jarras con una determinada cantidadde agua para agregar el producto qumico en diferentesproporciones para cada jarra, luego se realiza el mezcladocon las paletas del equipo en un determinado tiempo, sedetiene el mezclado y se deja en reposo, empieza lareaccin qumica, produciendo la atraccin de las partculasy formando los flocks o grumos, estos se sedimentan en lajarra con diferentes velocidades; el agua de la jarra que haclarificado en menos tiempo, es la mejor dosificacin .

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  • 4.9 UNIDADES DE FLOCULACIN4.9.1 Hidrulicos:

    Los msusados son de Pantalla y Helicoidal; losmenos usados los Medios Porosos y Tuberas

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  • Floculador Hidrulico de Pantalla flujo vertical

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  • Floculador Hidrulico de Pantalla flujo vertical por orificios

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  • FLOCULADOR HELICOIDALTipo Alabama

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  • Floculador Hidrulico tipo vertical Tipo Cox

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  • 4.9.2 FLOCULADOR HIDR`ULICO MEDIOS POROSOEn esta unidad el agua flocula al pasar a travs de losespacios o poros de un material granulado, los cualesdesempean la funcin de pequeoscompartimientos, esde gran eficiencia.

    Los materiales que pueden utilizarse son: piedra de a, bolitas de plstico,residuos de las fbricasde plstico,segmentos de tubos o cualquier otro tipo de material similarno putrescible ni contaminante.

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  • 4.9.3 Mecnicos:La floculacin mecnicausa una paleta o varias para elmezclado del producto qumico y de flujo vertical

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  • Floculador Mecnico de varias paletas flujo vertical

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  • Floculador Mecnico de varias paletas flujo vertical

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  • 4.9.4 FLOCULADOR MEC`NICO DE TURBINA

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  • 4.10 DECANTACINSon estructuras llamadas decantadores, que almacenanagua para que las partculas en suspensin se precipiten alfondo de la estructura cuando el agua se encuentra enreposo o parcialmente en reposo.

    Las arenas finamente divididas y la arcilla coloidal en elagua, son tan pequeas,que es imposible eliminarlas en untanque decantador con agua en reposo, se necesitara unlargo tiempo; ha sido necesario, por ello, buscarprocedimientos de coagulacin adicionando productosqumicos.El proceso es que se agrupan por ionizacin electroltica,ya que los iones del precipitado poseen una carga elctricapositiva y atraen a la arcilla coloidal cargada negativa.Las partculas muy pequeas,se agrupan en otras mayoresy se precipitan al fondo del decantador y tienen unavelocidad de sedimentacin msalta.

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  • 4.11 UNIDADES DE DECANTACIN4.11.1 Decantadores rectangularesLos tanques decantadores pueden tener seccioneshorizontales cuadradas, rectangulares o circulares. Lasrectangulares son las ms usadas, en una relacinlongitud/ancho de 2 a 5 y una relacin longitud/altura de6 a 20.

    La profundidad del tanque afecta el rendimiento, por starazn se ha llegado a profundidades de 1,80 metros; losmscomunes son de 3,00 a 4,50 metros de profundidad;algunas veces se diseantanques hasta de 6,00 metrosde profundidad. El proyectista debe estimar la cantidadde material depositado, su espacio que requiere y elintervalo de limpieza.

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  • 4.11.2 Decantacin dinmica:La decantacin dinmicaforma lodos flotantes mantode lodos, que se mantienen a una altura del decantadorpor la fuerza que ejerce el agua debido al movimientode una paleta en el fondo del decantador o por golpesde aire

    Los decantadores pueden tener deflectores y tabiques yel manto de lodos estpor debajo

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  • DECANTADOR DINAMICO CON DEFLECTORES HORIZONTALES Y CON USO DE TABIQUES

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  • El decantador circular se emplea generalmente con eliminacin mecnica para los materiales depositados en el fondo, son generalmente de corriente vertical.

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  • ESQUEMA DE PLANTA COMPACTA CON LODOS FLOTANTES

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  • PLANTA COMPACTA CON LODOS FLOTANTES

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  • PLANTA DE TRATAMIENTO COMPACTA CON SUSPENSION DE LODOS

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  • CANALETA DE PLANTA COMPACTA PARA RECOLECCION DE AGUA DECANTADA

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  • 4.12 FILTROSLos filtros son las unidades mscomplejas de una plantade tratamiento de agua, depende de su medio filtrante paralos sistemas de gravedad.La sedimentacin, con o sin coagulacin, no proporciona,un tratamiento suficiente del agua, la produccin de agualimpia que ofrezca la mximaseguridad de no transmitirenfermedades, exige el empleo de filtros, la filtracintambin ayuda a la eliminacin del color, sabor y olor, ascomo de las impurezas de hierro y manganeso

    Los filtros que han sido empleados son de dos tiposEl filtro lento de arena, se utiliz primeramente en GranBretaa,en el siglo XIX.El filtro rpidode arena, que tambin se conoce con ladenominacin de filtro mecnicoamericano, se desarrolloen los Estados Unidos durante el periodo 1900-1910,desplazando al uso del filtro lento.

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  • 4.13 TEORA DE LA FILTRACINLos filtros consisten en lechos filtrantes de arena que tienenordinariamente un espesor de 70 75 cm. La arena actaen la eliminacin de las bacterias, arcillas finamentedivididas y material coloidales de dimensiones menores.

    La arena del lecho filtrante tiene pequeosespacios vacosactuando como minsculascmarasde sedimentacin, loque permite que las partculas suspendidas establezcancontacto con las superficies de la arena; la adherenciasobre esta superficie llega a ser bastante marcada.

    .

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  • 4.14 FILTROS R`PIDOSLos filtros rpidosconsisten en lechos de arena que tienenordinariamente un espesor de 75 cm.El efecto de la filtracin se consigue en la capa de la partesuperior de la arena de unos pocos centmetros de espesor,sin embargo.Se requiere un lecho de 75 cm. de profundidad paraeliminar la bacteria, la arcilla finamente dividida y lasmaterias coloidales de dimensiones menores..

    Los filtros rpidosestnformados por tubos para recibir elagua filtrada y para distribuir el agua en el proceso delavado de la arena; tienen un espesor de gravaseleccionada encima de los tubos y luego estel lechofiltrante

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  • 4.14.1 FILTRO CON FONDO WHEELER

    En este tipo de filtro rpido, su fondo tiene bolas deWheeler, estas son de loza de barro, para recibir el aguadel lecho filtrante y para efectuar el lavado de la arena,encima de stas se coloca grava cribada de tamaograduado

    Las bolas de Wheeler, se disponen en un recipiente enforma de pirmideinvertida, por debajo del cual se extiendeuna cmarapara recibir el agua filtrada y para distribuir apresin el agua de lavado de la arena.

    Unas pequeasaberturas descargan el agua filtrada en lacmara.Para el lavado de la arena entra a la apertura de lapirmidey las bolas de Wheeler evitada que se produzcaun chorro de agua hacia la grava y a la arena

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  • 4.14 2 FILTRO CON LAVADO DE AGUA Y AIREPuede realizarse el lavado de los filtros con lavado agua osimultneode aire y agua, utilizando el fondo de hormigncubierto, como se muestra en la figura.

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  • 4.14.3 FILTRO RAPIDO CON LAVADO PROVENIENTEDE LOS OTROS FILTROSLos filtros estn en serie y se aprovecha la gradientehidrulicade los otros para producir su lavado de arena.

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  • 4.14.4 FILTRO DE PRESION

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  • DETALLE DE V`LVULAS EN FILTRO A PRESION

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  • 4.15 FILTROS LENTOSEl filtro lento de arena tiene la caractersticas de filtrar conuna reducida velocidad de operacin, 28 a 57 millones delitros por hectreay da; para este tipo de filtro se necesitaque el agua reciba un producto qumico, se realice lafloculacin y la sedimentacin .El agua debe estar clarificada sino los filtros lentos nopueden dar buenos resultados con las aguasextremadamente turbias.Su limpieza de la arena es por raspado o remocin de laarena.Son muy usados para poblaciones pequeas, seconstruyen de concreto armado techados o abiertos deforma rectangular.

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  • FILTRO LENTO TECHADO

    En la superficie de un lecho ya maduro se forma unapelcula delgada llamada Schmutzdecke , que constade una gran variedad de microorganismos,biolgicamente muy activos, que descomponen lamateria orgnica, mientras gran parte de partculasinorgnicaen suspensin queda retenida por accin delfiltrado.

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  • FILTRO LENTO ABIENTO

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  • 4.16 DESINFECCINLa desinfeccin sirve para eliminar en el agua losorganismos que pueden ser peligrosos para el ser humano,la industria y otros usos en el abastecimiento a unapoblacin, la desinfeccin involucra un tratamientoespecializado, mediante el empleo de un agente fsico oqumico, que destruye los grmenespatgenos .

    En el caso del agua se puede considerar tres categoras deorganismos: Virus, Bacterias y Quistes de Amebas

    Los virus , tales como los que causan la parlisisinfantil yla hepatitis infecciosa, son resistentes a ciertosdesinfectantes, como ocurre con el cloro.

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  • Las bacterias patgenas , capaces de producirenfermedades de origen intestinal, son por lo generalmenos resistentes a la desinfeccin .Los quistes , son tambin resistentes y no son por logeneral destruidos por la desinfeccin con cloro

    4.16.1 AGENTES FSICOS Y QUMICOSLos agentes de la desinfeccin pueden ser clasificados deacuerdo con su accin o el mecanismo de destruccin

    Los agentes fsicos se aplican por energa bajo la forma decalor o luz (rayos ultravioleta)

    Los agentes qumicos se aplican con sustancias qumicasque actansobre los organismos y pueden ser oxidantes iionizantes

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  • Sustancias qumicas oxidantes son: Halgenos (cloro,bromo, yodo); Ozono (O3); Permanganato de potasio(KO4) y Agua oxigenada (H2 O2)

    Sustancias qumicas ionizantes son: Plata, `lcalis y`cidos

    En la tcnica la desinfeccin de las aguas deabastecimiento pblico se usa por lo general lossiguientes agentes en ordende frecuencia:CloroOzonoLuz ultravioletaInes de plata

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  • 4.16.2 EL CLORO COMO DESINFECTANTEEl cloro, en sus varias formas, se emplea casiuniversalmente para la desinfeccin del agua. Es barato,seguro y no ofrece grandes dificultades de manejo. Elcloro y el agua reaccionan de acuerdo con la siguienteecuacin :

    Cl2 + H2 O = HOCl + HCl

    El cidohipocloroso, HOCl, se disocia rpidamenteencidoclorhdrico, HCl, y oxgeno. El oxgeno liberado, notiene gran actividad para producir la desinfeccin .

    La oxidacin exige prcticamenteunos 10 minutos paracompletarse y transcurrido este tiempo debe quedar unexceso de cloro para asegurar la desinfeccin . Esteexceso debe estar en un 0,5 p.p.m. a 10 p.p.m.

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  • 4.16.3 CLORADOR TIPO DE VACIO

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  • 4.16.4 CLORADOR DE REGULACION MANUAL Y ALIMENTACION EN SOLUCION

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  • 4.16.5 HIPOCLORITO COMO DESINFECTANTE

    El hipoclorito de calcio, es una sustancia que, cuando secoloca en el agua desprende cloro. Tiene el inconvenientede deteriorarse con el tiempo y ser de manejodesagradable. Su mximocontenido en cloro es de 30 a 35por ciento.

    La utilizacin del hipoclorito se aplica en un gran nmerodepequeasinstalaciones o en casos de emergencia cuandolos suministros de cloro son deficientes.

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  • 4.17 AIREACINLa aireacin se considera como de carcter fsico omecnicoque permite eliminar las materias inadecuadasque contiene el agua, reemplazndolaspor oxgeno y otrosgases contenidos en el aire.

    La aireacin del agua cumple numerosas funciones tiles,como la eliminacin rpidadel cidosulfhdrico y los oloresproducidos por las materias orgnicasen descomposicin .

    El anhdrido carbnico puede eliminarse en 70 % y losefectos de corrosin se evitan.

    Tambinse emplea para eliminar el hierro y el manganeso.

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  • 4.18 VISITA A PLANTA DE TRATAMIENTO LA TOMILLAUbicada en Arequipa y tiene los siguientes plantas Unidad Uno Convencional (U1) Unidad Dos Compacta Unidad Tres Degremon

    4.18.1 PLANTA CONVENCIONAL UNIDAD 1 (U1)Tiene los siguientes equipos: Dosificacin de coagulante para (U1), (U2) y (U3) Floculacin Decantacin Filtracin rpidapara (U1) y (U2) Desinfeccin con cloro para (U1), (U2) y (U3) Tanque de contacto para (U1), (U2) y (U3)

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  • 4.18.2 PLANTA UNIDAD DOS COMPACTA (U2) Dosificacin de coagulante Floculacin Decantacin Desinfeccin con cloro

    4.18.3 PLANTA UNIDAD TRES (U3) Dosificacin de coagulante Floculacin Decantacin Filtros rpidoscon aire y agua

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  • AGUA CRUDA SE LE ADICIONA EL PRODUCTO QUMICO PARA LA FLOCULACIN

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  • POZA DE DECANTACIN PARA PRODUCIR LA SEDIMENTACIN DE LOS FLOCK

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  • FILTROS LAVADO CON CARGA HIDR`ULICA DE LOS OTROS FILTROS

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  • FILTROS R`PIDOS DE ARENA DE CUARZO Y FONDO WILER

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  • FLOCULADOR VERTICALDECANTADOR

    PARTE DE PLANTA COMPACTA

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  • PLANTA COMPACTA

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  • 4.19 PLANTA N 2 LUIS DE LA CUBA IBARRAEs la planta de tratamiento de agua mas moderna delPery Sud Amrica. Su construccin duro 2 aosy a uncosto de USA $ 90 millones.La toma de agua cruda se realiza en el Rio Chili a 11Km de la Planta N 2 y a 2890 m.s.n.m., con unacaptacin y conduccin de agua cruda para 3 m/seg,con tibera de PVC de dimetro1,20 m, prevista parafuturas ampliaciones de la planta de tratamiento.La planta de tratamiento estubicada a 2800 m.s.n.m yestconstruida pata tratar agu hasta 1,50 m/segTodo el sistema desde la toma, conduccin de aguacruda, control en el coagulante, floculacin, filtracin,reservorio, traslado de lodos a las balsas de secado ydepsitos de agua de lavado, sr controlan con el sistemaESCADE

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  • PERFIL DE LA TUBERIA

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  • BOCA TOMA

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  • DECANTADOR EN LA TOMA

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  • LINEA DE CONDUCCIN DE AGUA CRUDA

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  • OBRA DE LLEGADA

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  • FLOCULACIN

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  • DECANTADOR

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  • DECANTADOR

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  • FILTROS MIXTOS

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  • DEPSITOS DE AGUA TRATADA

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  • DOSIFICACIN DE POLIELECTROLITO

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  • CLORACIN

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  • C`MARA ROMPE PRESIN E INGRSO DE AGUA DE LAVADO DE FILTROS

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  • VISTA DE LOS FLOCULADORES Y DECANTADORES

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  • FLOCULADORES

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  • DECANTADORES

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  • DECANTADORES

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