Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
Transcript of Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
1/59
UNIDAD IV
PLANTAS DE TRATAMIENTO
4.1 Condiciones para el tratamiento4.2 Equipos de una planta de tratamiento4.3 Floculador4.4 Unidades de floculacin
4.5 Decantadores4.6 Filtros4.7 Teora de la filtracin4.8 Filtros rpidos4.9 Filtros lentos4.10 Desinfeccin4.11 Aireacin
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
2/59
4.1 CONDICIONES PARA EL TRATAMIENTOEl tratamiento del agua puede ser de lo ms sencillo hastalos sistemas ms complicados, dependiendo de lascondiciones fsicas, qumicas y bacteriolgicas con que se
presente el agua en la naturaleza. El tratamiento sencilloes solamente la desinfeccin del agua, y debe ser aptapara el consumo humano, por lo tanto debe ser apropiadapara el uso domstico y para una amplia variedad de usosindustriales.
Las causas que son necesarias someter al agua para eltratamiento son las siguientes:
Cuando hay que eliminar grmenes productores deenfermedades.
Cuando el sabor es desagradable.Cuando el agua tiene mal olor.Cuando hay que eliminar los gases.Cuando el agua tiene opacidad.
Cuando tiene color.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
3/59
Las aguas superficiales que se presentan en la naturaleza,necesitan el tratamiento porque presentan muchas de las
causas que se han sealado.
Mientras que las aguas de subsuelo son por lo general mslimpias y no requieren de tratamientos complicados. Pero,
existen aguas de subsuelo que se presentan mal olientes,con elementos qumicos, con sales y gases.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
4/59
4.2 EQUIPOS DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTOLas plantas de tratamiento de agua potable soninstalaciones que sirven para tratar las aguas superficialeso de subsuelo y convertirlas en agua potable.
Las plantas de tratamiento de aguas superficiales, paragrandes poblaciones tienen los siguientes equipos: Floculador Decantador Filtros Rpidos Desinfeccin
Plantas de tratamiento de aguas superficiales, para
pequeas poblaciones tienen los siguientes equipos Floculador Decantador Filtros Lentos
Desinfeccin
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
5/59
Plantas de tratamiento de aguas de subsuelo se puedenecesitar solamente desinfeccin
Plantas de tratamiento de aguas de subsuelo puedepresentarse que necesite dos tratamientos
Aereacin
Desinfecin
4.2.1 ESQUEMAS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO
Existen muchas formas de instalar una planta de
tratamiento, pero los esquemas nos muestran el flujo quesigue el agua
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
6/59
Plano de una pequea instalacin de tratamiento de agua,con tanque mezclador, tanque de decantacin y filtros.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
7/59
Esquema Tratamiento de Agua potable Planta Llancahue
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
8/59
Esquema Tratamiento de Agua potable Planta Cuesta Soto
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
9/59
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE LA TOMILLA
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
10/59
4.3 FLOCULADOR
La floculacin es el proceso de mezclar con el agua un
producto qumico, coagulante, que acta en forma muypronunciada sobre la formacin del precipitado gelatinoso.
Se trata de usar la mejor condicin de mezclado y reaccinqumica con el fin de que el producto que se adiciona tenga
un buen procedimiento para coagular las partculas muypequeas, agrupndolas en otras mayores
En el agua existen partculas de arena finamente divididas yde arcillas coloidales, que es imposible eliminarlas en un
tanque decantador, en las condiciones naturales a menosque se mantenga el agua largo tiempo en reposo.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
11/59
El periodo de retencin de la floculacin se calcula en laprueba de jarras, varan entre 15 a 30 minutos, la velocidaddel agua tiene importancia, si es demasiado elevada l
coagulo se rompe; la velocidad vara de 20 a 30 cm/seg.
Cuando se tiene aguas muy turbias, se usa otros productosqumicos como polmeros.
La floculacin realiza el proceso de mezclado y empieza conuna agitacin rpida para producir la reaccin qumica y esseguida de un suave desplazamiento del agua; existiendovarios sistemas de floculacin.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
12/59
4.3.1 COAGULANTES MS USADOS
Sulfato de almina,
Conocido ordinariamente con el nombre de alumbre,cuando el agua contiene bicarbonatos naturales la reaccinqumica es la siguiente:
Al2(SO4)3+18 H2O+3 Ca (HCO3)2 =2Al(OH)3+3CASO4 +18 H2O + 6CO2
El hidrxido de aluminio es el que forma los grumos ocogulos
Polimeros
Se ha introducido el uso de polmeros orgnicos sintticospara tratar el agua. Los polmeros son sustancias de altopeso molecular, de origen ya sea natural o sinttico.Pueden ser catinicos, aninicos o no inicos.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
13/59
La dosificacin de estos productos qumicos, se estudia enlaboratorio, utilizando el equipo llamado Prueba de Jarras.
Consiste en hacer varias dosificaciones de sulfato de aluminio,se le disuelve en una misma cantidad de agua en cada jarra, serealiza el mezclado con las paletas del equipo en undeterminado tiempo y luego se deja en reposo para que seproduzca la reaccin y se forme los flocks o grumos, estos sedecantan en la jarra con una velocidad de sedimentacin, seapreciar en una de las jarras la mejor dosificacin, quedandoel agua clara y sin turbidez, se tomando el tiempo de ladecantacin que se produce.
Esta prueba de laboratorio permite aplicar a cualquier polmerou otros productos coagulantes y aplicarlo en el equipo dedosificacin de la planta de tratamiento
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
14/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
15/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
16/59
4.4 UNIDADES DE FLOCULACIN
Entre los floculadores Hidrulicos los ms usados son
los de Pantallas y Helicoidales; los de Medios Porosos yTuberas son poco usados
Entre los floculadores Mecnicos son los de Paletas y
Turbinas
Entre los Elctricos los ms usados son los de AgitacinMecnica.
Entre los de Manto de Lodos los ms usados son los deAgitacin Mecnica y Fludificacin Meumtica
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
17/59
FLOCULADOR HIDRULICO DE PANTALLA
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
18/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
19/59
Floculador Hidrulico de Pantalla flujo vertical
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
20/59
Floculador Hidrulico de Pantalla flujo vertical por orificios
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
21/59
FLOCULADOR HELICOIDAL
Tipo Alabama
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
22/59
Floculador Hidrulico tipo vertical Tipo Cox
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
23/59
FLOCULADOR HIDRULICO MEDIOS POROSOS
En esta unidad el agua flocula al pasar a travs de losespacios o poros de un material granulado, los cualesdesempean la funcin de pequeos compartimientos, es degran eficiencia.
Los materiales que pueden utilizarse son: piedra de a ,bolitas de plstico, residuos de las fbricas de plstico,segmentos de tubos o cualquier otro tipo de material similar noputrescible ni contaminante.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
24/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
25/59
Floculador Mecnico de Paletas flujo vertical
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
26/59
Floculador Mecnico de varias paletas flujo vertical
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
27/59
Floculador Mecnico de varias paletas flujo vertical
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
28/59
FLOCULADOR MECNICO DE TURBINA
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
29/59
4.5 DECANTADOR
Son estructuras llamadas decantadores, que almacenan agua
para que las partculas en suspensin se precipiten al fondode la estructura cuando el agua se encuentra en reposo oparcialmente en reposo.
Las arenas finamente divididas y la arcilla coloidal en el agua,
son tan pequeas, que es imposible eliminarlas en un tanquedecantador, en condiciones ordinarias se necesitara un largotiempo en reposo. Ha sido necesario, por ello, buscarprocedimientos para coagular las partculas muy pequeas,agrupndolas en otras mayores, que tengan una velocidad desedimentacin ms alta. Para ello, se aade al agua ciertos
productos qumicos que forman precipitados pesados,gelatinosos o en grumos que envuelven y arrastran a laspartculas suspendidas. Este proceso tiene una naturalezaelectroltica, ya que los iones del precipitado poseen unacarga elctrica positiva y atraen a la arcilla coloidal cargada
negativamente.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
30/59
Los tanques decantadores pueden tener seccioneshorizontales cuadradas, rectangulares o circulares. Lasrectangulares son las ms usadas, en una relacin
longitud/ancho de 2 a 5 y una relacin longitud/altura de 6 a20.
La profundidad del tanque afecta el rendimiento, por sta
razn se ha llegado a profundidades de 1,80 metros; losms comunes son de 3,00 a 4,50 metros de profundidad;algunas veces se disean tanques hasta de 6,00 metros deprofundidad. El proyectista debe estimar la cantidad dematerial depositado, su espacio que requiere y el intervalo
de limpieza.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
31/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
32/59
DECANTADOR DINAMICO CON DEFLECTORES HORIZONTALESY CON USO DE TABIQUES
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
33/59
El decantador circular se emplea generalmente con eliminacin mecnicapara los materiales depositados en el fondo, son generalmente de corrientevertical.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
34/59
ESQUEMA DE PLANTA COMPACTA CON LODOS FLOTANTES
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
35/59
PLANTA COMPACTA CON LODOS FLOTANTES
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
36/59
PLANTA DE TRATAMIENTO COMPACTA CON SUSPENSION DE LODOS
CANALETA DE PLANTA COMPACTA PARA RECOLECCION DE AGUA
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
37/59
CANALETA DE PLANTA COMPACTA PARA RECOLECCION DE AGUADECANTADA
4 6 FILTROS
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
38/59
4.6 FILTROSLos filtros son las unidades ms complejas de una planta detratamiento de agua, depende de su medio filtrante para lossistemas de gravedad.
La sedimentacin, con o sin coagulacin, no proporcionaordinariamente, un tratamiento suficiente del agua. Laproduccin de agua limpia y brillante que ofrezca la mximaseguridad de que no puede transmitir enfermedades, exige el
empleo de un filtro. La filtracin tambin ayuda a laeliminacin del color, sabor y olor, as como de las impurezasde hierro y manganeso
Los filtros que han sido empleados son de dos tipos
El filtro lento de arena, se utiliz primeramente en GranBretaa, en el siglo XIX.El filtro rpido de arena, que tambin se conoce con ladenominacin de filtro mecnico americano, se desarrollo enlos Estados Unidos durante el periodo 1900-1910,
desplazando al uso del filtro lento.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
39/59
4.7 TEORA DE LA FILTRACINLos filtros consisten en lechos filtrantes de arena que tienenordinariamente un espesor de 70 75 cm. La arena acta en
la eliminacin de las bacterias, arcillas finamente divididas ymaterial coloidales de dimensiones menores.
La arena del lecho filtrante tiene pequeos espacios vacosactuando como minsculas cmaras de sedimentacin, lo que
permite que las partculas suspendidas establezcan contactocon las superficies de la arena; la adherencia sobre estasuperficie llega a ser bastante marcada.
.
4 8 FILTROS RPIDOS
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
40/59
4.8 FILTROS RPIDOSLos filtros rpidos consisten en lechos de arena que tienenordinariamente un espesor de 75 cm. La accin de la arena eseliminar la bacteria, la arcilla finamente dividida y las materias
coloidales de dimensiones menores. La arena se encuentrasobre un lecho de grava.
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.
El agua filtrada que llega a la grava, se recoge en tubos paratransportarla al proceso de desinfeccin; estos mismos tubostambin distribuyen el agua para el proceso del lavado del
lecho filtrante
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
41/59
4 8 1 FILTRO CON FONDO WHEELER
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
42/59
4.8.1 FILTRO CON FONDO WHEELER
En este tipo de filtro en el fondo tiene bolas de Wheeler, sonlos ms eficientes y para su lavado se utiliza carga de agua
El fondo filtrante de Wheeler, se dispone un pavimento dehormign con depresiones en forma de pirmide invertida, pordebajo del cual se extiende una cmara de presin en la quese descarga el agua de lavado recogida en las depresiones
piramidales con presin uniforme en la totalidad de la capa.
Unas pequeas aberturas descargan el agua filtrada en lacmara. La accin de los chorros es evitada mediante lacolocacin de una bolas de loza de barro y encima de stas
se coloca grava cribada de tamao graduado
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
43/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
44/59
4 8 2 FILTROS LAVADO CON AGUA O SIMULTNEO Y
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
45/59
4.8 2 FILTROS LAVADO CON AGUA O SIMULTNEO Y
AIRE
Puede realizarse el lavado de los filtros con lavado agua o
simultneo de aire y agua, utilizando el fondo de hormigncubierto, como se muestra en la figura.
4 8 3 FILTRO RAPIDO Y LAVADO PROVENIENTE DE LOS
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
46/59
4.8.3 FILTRO RAPIDO Y LAVADO PROVENIENTE DE LOSOTROS FILTROS
Los filtros estn en serie y se aprovecha la gradientehidrulica de los otros para producir su lavado de arena.
4 8 4 FILTRO DE PRESION
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
47/59
4.8.4 FILTRO DE PRESION
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
48/59
DETALLE DE VLVULAS EN FILTRO A PRESION
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
49/59
4.9 FILTROS LENTOSEl filtro lento de arena tiene las siguientes caractersticas: lareducida velocidad de operacin, 28 a 57 millones de litros por
hectrea y da; la necesidad de un tratamiento previo del aguacon floculacin y sedimentacin, y el mtodo de limpiar loslechos por raspado y remocin de la arena. El agua debeestar clarificada sino los filtros lentos no pueden dar buenosresultados con las aguas extremadamente turbias.
Son muy usados para poblaciones pequeas, son de concretoarmado techados y abiertos de forma rectangular.
En la superficie de un lecho ya maduro se forma una pelcula
delgada llamada Schmutzdecke, que consta de una granvariedad de microorganismos, biolgicamente muy activos,que descomponen la materia orgnica, mientras gran parte dela materia inorgnica en suspensin queda retenida por accindel colado.
FILTRO LENTO TECHADO
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
50/59
FILTRO LENTO TECHADO
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
51/59
FILTRO LENTO ABIENTO
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
52/59
4.10 DESINFECCINLa desinfeccin del agua se realiza para la destruccin deorganismos que pueden ser peligrosos para el ser humano, la
industria y otros usos en el abastecimiento a una poblacin, ladesinfeccin involucra un tratamiento especializado, medianteel empleo de un agente fsico o qumico.El desinfectante es el agente 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 parlisis infantil y lahepatitis infecciosa, son resistentes a ciertos desinfectantes,como ocurre con el cloro.
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
53/59
Las bacterias patgenas, capaces de producir enfermedadesde origen intestinal, son por lo general menos resistentes ala desinfeccin.
Los quistes, son tambin resistentes y no son por lo generaldestruidos por la desinfeccin con cloro
4.10.1 AGENTES FSICOS Y QUMICOS
Los 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 qumicas queactan sobre los organismos y pueden ser oxidantes iionizantes
S stancias o idantes
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
54/59
Sustancias oxidantes:Halgenos (cloro, bromo, yodo)Ozono (O3)
Permanganato de potasio (KO4)Agua oxigenada (H2 O2)Sustancias ionizantes
Platalcalis
cidosEn la tcnica la desinfeccin de las aguas de abastecimientopblico se usa por lo general los siguientes agentes en ordende frecuencia:
CloroOzonoLuz ultravioletaInes de plata
4 10 2 EL CLORO COMO DESINFECTANTE
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
55/59
4.10.2 EL CLORO COMO DESINFECTANTE
El cloro, en sus varias formas, se emplea casiuniversalmente para la desinfeccin del agua. Es barato,seguro y no ofrece grandes dificultades de manejo. El cloro yel agua reaccionan de acuerdo con la siguiente ecuacin:
Cl2 + H2O = HOCl + HCl
El cido hipocloroso, HOCl, se disocia rpidamente en cidoclorhdrico, HCl, y oxgeno. El oxgeno liberado, no tiene granactividad para producir la desinfeccin.
La oxidacin exige prcticamente unos 10 minutos para
completarse y transcurrido este tiempo debe quedar unexceso de cloro para asegurar la desinfeccin. Este excesodebe estar en un 0,5 p.p.m.
CLORADOR TIPO DE VACIO
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
56/59
CLORADOR TIPO DE VACIO
CLORADOR DE REGULACION MANUAL Y ALIMENTACION EN SOLUCION
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
57/59
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
58/59
4.10.3 HIPOCLORITO COMO DESINFECTANTE
El hipoclorito de calcio, es una sustancia que, cuando secoloca en el agua desprende cloro. Tiene el inconveniente dedeteriorarse con el tiempo y ser de manejo desagradable. Sumximo contenido en cloro es de 30 a 35 por ciento.
La utilizacin del hipoclorito se aplica en un gran nmero depequeas instalaciones o en casos de emergencia cuando lossuministros de cloro son deficientes.
4 11 AIREACIN
-
5/19/2018 Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps
59/59
4.11 AIREACINLa aireacin se considera como de carcter fsico o mecnicoque permite eliminar las materias inadecuadas que contiene el
agua, reemplazndolas por oxgeno y otros gases contenidosen el aire.
La aireacin del agua cumple numerosas funciones tiles,como la eliminacin rpida del cido sulfhdrico y los olores
producidos por las materias orgnicas en descomposicin.
El anhdrido carbnico puede eliminarse en 70 % y los efectosde corrosin se evitan.
Tambin se emplea para eliminar el hierro y el manganeso.