INGENIERIA SANITARIA II<br />UNIDAD 1:<br />POTABILIZACIÓN DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO<br />ING. MOISES SUAREZ.<br />
¿Qué es el Agua Potable?Es considerada agua potable, o más precisamente agua apta para el consumo humano, toda agua, natur...
CONSUMO HUMANODebe cumplir con dos condiciones principales: Ser sanitariamente segura y agradable a los sentidos. Para ser...
Aguas subterráneas (son aguas claras)
Agua de lluvias
Agua de mares (es impotable debido a la gran cantidad  de sales)</li></li></ul><li>
CARACTERISTICAS FISICAS DEL AGUA<br /><ul><li>Turbidez: Es la propiedad de una muestra de agua para disipar y absorver la ...
Color:Lequita transparencia al agua. Su origen es vegetal o por desechos agrícolas o industriales.
Olor y Sabor: Su presencia puede causar rechazo por el consumidor. Se debe a la descomposición de la materia orgánica y ot...
Temperatura: Influye en el metabolismos de las especies.</li></li></ul><li>CARACTERISTICAS QUIMICAS DEL AGUA<br /><ul><li>...
Acidez: Es la capacidad del agua de neutralizar la alcalinidad.
Alcalinidad: Capacidad del agua para neutralizar la acidez. Se debe a la presencia de carbonatos,calcio,Mg,etc.
Dureza: Se debe a la presencia de sales de Ca y Mg.
Hierro y Manganeso: Produce mal sabor y un color rojizo.
Cloruros: Se presentan en forma de NaCl o sal común.
Sustancias Tóxicas: Una de estas son el arsénico presente en aguas subterráneas, altamente cancerígeno y dañino para  la s...
El proceso de tratamiento a utilizar estará en dependencia de la cantidad de coliformes presentes en la muestra de agua.<b...
TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO<br />De acuerdo a los procesos que la conforman se clasifican en : Filtración rápida y Fil...
FLOCULACION
SEDIMENTACION
FILTRACION Y
DESINFECCIÓN O CLORACIÓN</li></li></ul><li>COAGULACIÓN<br />Es el proceso mediante el cual los coagulantes son adicionados...
Con la coagulación se elimina la turbiedad y el color. Los coloides son las partículas que conforman la turbiedad y el col...
Las Sales de aluminio  forman flóculos ligeramente pesados, los más conocidos son el  sultafo de aluminio, el sulfato de A...
DOSIS DE COAGULACION Y CONCENTRACION DEL COLOIDE<br />La dosis de coagulante está en función de la concentración de coloid...
MEZCLADORES<br />La unidades que normalmente se utilizan para producir mezcla rápida son dos tipos:mecánicos  e hidraúlico...
MEZCLADORES<br />
RESALTO HIDRAULICO<br />Es una sobreelevación de la superficie libre del agua que fluye en un canal. Ocurre cuando en un t...
PARAMETROS DE DISEÑO PARA MEZCLA RAPIDA<br />El gradiente de velocidad “G” 1000 s-1≤  G ≤2000s-1<br />Tiempo de retención ...
FLOCULACION<br />El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velo...
Calidad del agua.
Tiempo de floculación.
Gradiente de velocidad.</li></li></ul><li>CLASIFICACION DE LAS UNIDADES DE FLOCULACION<br />Según la forma de aglomeración...
Potencia o disipación de energía (Floculador de flujo horizontal y de flujo vertical).</li></ul>Según la energía que utili...
Hidráulicos (Utilizan  la energía hidráulica )</li></li></ul><li>CRITERIOS DE SELECCIÓN<br />La selección del tipo de floc...
Regularidad del caudal y período de operación.
Capacidad de operación y mantenimiento.
Costo
Disponibilidad de energía</li></li></ul><li>PARÁMETROS Y RECOMENDACIONES GENERALES DE<br />DISEÑO<br /><ul><li>El paso del...
Los gradientes de velocidad que optimizan el proceso normalmente varían entre 80 y 20 s-1. En todo caso en el primer tramo...
El gradiente de velocidad debe variar en forma uniformemente decreciente, desde que la masa de agua ingresa a la unidad ha...
El tiempo de retención puede variar de 10 a 30 minutos, dependiendo del tipo de unidad y de la temperatura del agua.</li><...
Pueden operar indefinidamente sin riesgos de interrupción, debido a que solo dependen de la energía hidráulica. Por esta r...
Por su bajo costo de construcción, operación y mantenimiento, se considera a los floculadores como una tecnología apropiad...
Unidades de flujo horizontal<br />Parámetros y recomendaciones de diseño:<br /><ul><li>Recomendables para caudales menores...
En este tipo de unidades predomina el flujo de pistón, por lo que se consigue un buen ajuste del tiempo de retención.
Se pueden utilizar pantallas removibles de concreto prefabricadas, fibra de vidrio, madera, plástico, asbesto-cemento u ot...
Con pantallas de asbesto-cemento, se recomienda diseñar unidades de máximo un metro de profundidad útil, colocando las pan...
Si se usan pantallas de a s b e s t o - c e m e n t o onduladas, se consigue disminuir un poco la diferencia de gradientes...
Unidades de flujo vertical<br />En este tipo de unidades el flujo sube y baja a través de canales verticales formados por ...
Parámetros y recomendaciones de diseño<br />• Las unidades de flujo vertical son una solución recomendable para plantas de...
SEDIMENTACION<br />Se entiende por sedimentación ala remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión pre...
Clasificación<br />Las partículas en suspensión sedimentan en diferente forma, dependiendo de las características de las p...
El diámetro de los flóculos es variable desde menos de 0,001 mm hasta más de 5 mm, dependiendo de las condiciones de mezcl...
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Clase Sanitaria

  1. 1. INGENIERIA SANITARIA II<br />UNIDAD 1:<br />POTABILIZACIÓN DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO<br />ING. MOISES SUAREZ.<br />
  2. 2. ¿Qué es el Agua Potable?Es considerada agua potable, o más precisamente agua apta para el consumo humano, toda agua, natural o producida por un tratamiento de potabilización que cumpla con las Normas de calidad establecidas para tal fin.<br />CALIDAD DEL AGUA<br />A pesar de la definición química del agua como una sustancia constituida exclusivamente por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, en la naturaleza no se encuentra nunca en ese grado de pureza sino que está siempre impurificada con una serie de componentes inorgánicos y orgánicos. <br />  <br />
  3. 3. CONSUMO HUMANODebe cumplir con dos condiciones principales: Ser sanitariamente segura y agradable a los sentidos. Para ser sanitariamente segura debe estar libre de contaminación y por tanto incapaz de infectar a los consumidores.<br />FUENTE POTENCIALES DEL AGUA<br /><ul><li>Aguas superficiales (lagos, ríos, embalses, quebradas)
  4. 4. Aguas subterráneas (son aguas claras)
  5. 5. Agua de lluvias
  6. 6. Agua de mares (es impotable debido a la gran cantidad de sales)</li></li></ul><li>
  7. 7. CARACTERISTICAS FISICAS DEL AGUA<br /><ul><li>Turbidez: Es la propiedad de una muestra de agua para disipar y absorver la luz en vez de transmitirla en línea recta. Esta constituida por particulas no solubles como: arcilla, materia organida, coliformes, etc. Se expresa en U.T y se mide mediante el turbidímetro.
  8. 8. Color:Lequita transparencia al agua. Su origen es vegetal o por desechos agrícolas o industriales.
  9. 9. Olor y Sabor: Su presencia puede causar rechazo por el consumidor. Se debe a la descomposición de la materia orgánica y otras sustancias de origen industrial o por la presencia de elementos químicos.
  10. 10. Temperatura: Influye en el metabolismos de las especies.</li></li></ul><li>CARACTERISTICAS QUIMICAS DEL AGUA<br /><ul><li>Potencial Hidrógeno (P.H): Medida de acidez o alcalinidad del agua. Se presenta en una escala del 0 al 14. Los valores del p.h menor que 7 indican acidez y los mayores a 7 indican alcalinidad.
  11. 11. Acidez: Es la capacidad del agua de neutralizar la alcalinidad.
  12. 12. Alcalinidad: Capacidad del agua para neutralizar la acidez. Se debe a la presencia de carbonatos,calcio,Mg,etc.
  13. 13. Dureza: Se debe a la presencia de sales de Ca y Mg.
  14. 14. Hierro y Manganeso: Produce mal sabor y un color rojizo.
  15. 15. Cloruros: Se presentan en forma de NaCl o sal común.
  16. 16. Sustancias Tóxicas: Una de estas son el arsénico presente en aguas subterráneas, altamente cancerígeno y dañino para la salud humana.</li></li></ul><li>CARACTERISTICAS MICROBIOLOGICAS<br />Los microorganismos constituyen la parte biológica de la contaminación del agua y han sido causa de las grandes epidemias como el cólera. Dentro de estos microorganismos se encuentran las bacterias,algas, hongos, etc.<br />BACTERIAS: Son pequeños microorganismos unicelulares que causan enfermedades en el hombre. Las bacterias parásitas necesitas de cuerpos vivos para poder sobrevivir. Escherichia Coli habita en el tramo intestinal del hombre. Un ser humano adulto elimina en cada evacuación millones de estas bacterias. Dichas eses fecales al llegar al agua, causa contaminación y enfermedades como: diarreas, vómitos, etc.<br />CALIDAD BACTERIOLOGICA: Para controlar las bacterias patógenas, se recomienda a organismos indicadores de contaminación de origen fecal, estos organismos se denominas BACTERIAS COLIFORMES, son fácilmente detectables y se miden en NMP/100ml (Número más probable de coliformes en el agua).<br />
  17. 17. El proceso de tratamiento a utilizar estará en dependencia de la cantidad de coliformes presentes en la muestra de agua.<br />PLANTAS DE TRATAMIENTO DEL AGUA<br />Una planta de tratamiento es una secuencia de operaciones o procesos unitarios convenientemente seleccionados con el fin de remover totalmente los contaminantes microbiológicos presentes en el agua cruda y parcialmente los físicos y químicos, hasta llevarlos a los límites aceptables.<br />Operaciones Unitarias: son aquellas donde se aplican predominantes fuerzas físicas como: mezclado, floculación, sedimentación,etc.<br />Procesos Unitarios: son aquellos medios de tratamientos en los que se adicionan productos químicos o por actividad biológica. Ejemplo: coagulación, ablandamiento, oxidación biológica.<br />
  18. 18.
  19. 19. TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO<br />De acuerdo a los procesos que la conforman se clasifican en : Filtración rápida y Filtración Lenta. <br />De acuerdo a la tecnología utilizada se clasifican en: plantas convencionales antiguas, plantas convencionales de tecnología apropiada y plantas de tecnología importada o patentada.<br />En Nicaragua el tipo más usado es la Planta de Filtración Rápida Completa de Tecnología Apropiada (CEPIS). Esta conformada por los siguientes procesos y operaciones unitari@s:<br /><ul><li>COAGULACION
  20. 20. FLOCULACION
  21. 21. SEDIMENTACION
  22. 22. FILTRACION Y
  23. 23. DESINFECCIÓN O CLORACIÓN</li></li></ul><li>COAGULACIÓN<br />Es el proceso mediante el cual los coagulantes son adicionados al agua reduciendo las fuerzas que mantienes separados a las partículas en suspensión (coliformes fecales y otros). Una vez desestabilizadas las fuerzas de repulsión entre las partículas estas se unen y forman particulas más grandes llamados Flóculos, los cuales al ser más pesados se sedimentarán para luego ser removidos por filtración u otro proceso.<br />
  24. 24. Con la coagulación se elimina la turbiedad y el color. Los coloides son las partículas que conforman la turbiedad y el color, son muy pequeñas difíciles de sedimentar.<br />COAGULANTES: Son sustancias inorgánicas con propiedades coagulantes utilizados en el proceso de tratamiento. Dentro de éstas se encuentran las Sales de Hierro y Aluminio.<br />Las sales de hierro forman flóculos más grandes los cuales se sedimentan más rápidos. Estas sales son más costosas para su aplicación continua. Ejemplo: Cloruro Férrico, Sulfato Ferroso.<br />
  25. 25. Las Sales de aluminio forman flóculos ligeramente pesados, los más conocidos son el sultafo de aluminio, el sulfato de Al amoniacal y el aluminato de sodio. <br />El Sulfato de Aluminio por su bajo costo y fácil aplicación en las plantas de tratamientos es el más usado en Nicaragua. Se conoce comúnmente como ALUMBRE.<br />PROCESO DE COAGULACION<br />Consta de dos partes: La primera consiste en un proceso químico donde ocurre propiamente la desestabilización de las partículas coloidales mediante la adición de productos químicos.(COAGULANTES)<br />La segunda parte es un proceso de mezclado de los coagulantes con el uso de una fuerte agitación o turbulencia del agua en un corto tiempo.(MEZCLA RAPIDA)<br />
  26. 26. DOSIS DE COAGULACION Y CONCENTRACION DEL COLOIDE<br />La dosis de coagulante está en función de la concentración de coloides. Una buena solución es del 1 al 3%. <br />El coagulante se aplica donde ocurre la mayor turbulencia debido a que en ese punto se dará la mezcla rápida.<br />Cuando se usan sales de Fe y Al, es aconsejable que la mezcla sea lo más corta y rápida posible, el tiempo de mezcla no debe ser mayor a 1 seg.<br />La velocidad o intensidad de la mezcla debe ser mayor a 1000 s-1.<br />
  27. 27. MEZCLADORES<br />La unidades que normalmente se utilizan para producir mezcla rápida son dos tipos:mecánicos e hidraúlicos.<br />
  28. 28. MEZCLADORES<br />
  29. 29. RESALTO HIDRAULICO<br />Es una sobreelevación de la superficie libre del agua que fluye en un canal. Ocurre cuando en un tramo del canal se pasa del régimen Supercrítico a Subcrítico.<br />F= Régimen Crítico<br />F<1 Régimen Subcrítico<br />F>1 Régimen Supercrítico<br />
  30. 30. PARAMETROS DE DISEÑO PARA MEZCLA RAPIDA<br />El gradiente de velocidad “G” 1000 s-1≤ G ≤2000s-1<br />Tiempo de retención de mezcla debe ser menor o igual a 1 segundo (T ≤ 1seg)<br />Flujo debe ser estable para ello el Número de Froude debe estar en el siguiente rango 4.5 ≤ F ≤ 9<br />
  31. 31. FLOCULACION<br />El objetivo del floculador es proporcionar a la masa de agua coagulada una agitación lenta aplicando velocidades decrecientes, para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación, hasta que la suspensión de agua y flóculos salga de la unidad. La energía que produce la agitación del agua puede ser de origen hidráulico o mecánico.<br />FACTORES QUE INFLUYEN EN EL PROCESO<br /><ul><li>Dosis de coagulante (El más usado es el alumbre entre 10 y 50 mg/l)
  32. 32. Calidad del agua.
  33. 33. Tiempo de floculación.
  34. 34. Gradiente de velocidad.</li></li></ul><li>CLASIFICACION DE LAS UNIDADES DE FLOCULACION<br />Según la forma de aglomeración de partículas se clasifican en :<br /><ul><li>Contacto Sólidos
  35. 35. Potencia o disipación de energía (Floculador de flujo horizontal y de flujo vertical).</li></ul>Según la energía que utilizan se dividen en:<br /><ul><li>Mecánicos (Utilizan fuente de energía externa como un motor)
  36. 36. Hidráulicos (Utilizan la energía hidráulica )</li></li></ul><li>CRITERIOS DE SELECCIÓN<br />La selección del tipo de floculador esta influenciado por los siguientes factores:<br /><ul><li>Tamaño de la instalación
  37. 37. Regularidad del caudal y período de operación.
  38. 38. Capacidad de operación y mantenimiento.
  39. 39. Costo
  40. 40. Disponibilidad de energía</li></li></ul><li>PARÁMETROS Y RECOMENDACIONES GENERALES DE<br />DISEÑO<br /><ul><li>El paso del mezclador al floculador debe ser instantáneo y deben evitarse los canales y las interconexiones largas.
  41. 41. Los gradientes de velocidad que optimizan el proceso normalmente varían entre 80 y 20 s-1. En todo caso en el primer tramo de la unidad el gradiente no debe ser mayor que el que se está produciendo en la interconexión entre el mezclador y el floculador.
  42. 42. El gradiente de velocidad debe variar en forma uniformemente decreciente, desde que la masa de agua ingresa a la unidad hasta que sale.
  43. 43. El tiempo de retención puede variar de 10 a 30 minutos, dependiendo del tipo de unidad y de la temperatura del agua.</li></li></ul><li><ul><li>Para que el periodo de retención real de la unidad coincida con el de diseño, ella debe tener el mayor número posible de compartimientos o divisiones .
  44. 44. Pueden operar indefinidamente sin riesgos de interrupción, debido a que solo dependen de la energía hidráulica. Por esta razón, son muy confiables en su operación.
  45. 45. Por su bajo costo de construcción, operación y mantenimiento, se considera a los floculadores como una tecnología apropiada para países en desarrollo.</li></ul>Tanque del floculador dividido en cuatro compartimentos. Cada compartimento está a su vez dividido en pantallas para mayor retención del agua en el.<br />
  46. 46. Unidades de flujo horizontal<br />Parámetros y recomendaciones de diseño:<br /><ul><li>Recomendables para caudales menores de 50 litros por segundo.
  47. 47. En este tipo de unidades predomina el flujo de pistón, por lo que se consigue un buen ajuste del tiempo de retención.
  48. 48. Se pueden utilizar pantallas removibles de concreto prefabricadas, fibra de vidrio, madera, plástico, asbesto-cemento u otro material de bajo costo, disponible en el medio y que no constituya un riesgo de contaminación. De esta manera, se le da mayor flexibilidad.
  49. 49. Con pantallas de asbesto-cemento, se recomienda diseñar unidades de máximo un metro de profundidad útil, colocando las pantallas con la dimensión de 1,20 metros en el sentido vertical.
  50. 50. Si se usan pantallas de a s b e s t o - c e m e n t o onduladas, se consigue disminuir un poco la diferencia de gradientes de velocidad entre los canales y las vueltas . En este caso, se considera un coeficiente de fricción de n=0,03 para calcular la pérdida de carga en los canales. Cuando se utilicen placas de asbesto-cemento planas o de madera, los coeficientes deben ser 0,013 y 0,012, respectivamente.</li></li></ul><li>FLOCULADOR DE FLUJO HORIZONTAL<br />
  51. 51. Unidades de flujo vertical<br />En este tipo de unidades el flujo sube y baja a través de canales verticales formados por las pantallas. Es una solución ideal para plantas de medianas a grandes, porque debido a la mayor profundidad que requieren estas unidades, ocupan áreas más reducidas que los canales de flujo horizontal. Otra ventaja importante es que el área de la unidad guarda proporción con respecto a los decantadores y filtros, con lo que resultan sistemas más compactos y mejor proporcionados. Cuando se emplean floculadores de flujo horizontal en plantas grandes, el área de los floculadores es mucho mayor que el área de todas las demás unidades juntas.<br />
  52. 52. Parámetros y recomendaciones de diseño<br />• Las unidades de flujo vertical son una solución recomendable para plantas de capacidad mayor de 50 litros por segundo.<br />• Se proyectan para profundidades de 3 a 4 metros, por lo que ocupan un área menor que las unidades de flujo horizontal.<br />• Los tabiques pueden ser de fibra de vidrio, prefabricados de concreto, de madera o de asbesto-cemento.<br />
  53. 53.
  54. 54. SEDIMENTACION<br />Se entiende por sedimentación ala remoción por efecto gravitacional de las partículas en suspensión presentes en el agua. Estas partículas deberán tener un peso específico mayor que el fluido. La remoción de partículas en suspensión en el agua puede conseguirse por sedimentación o filtración. De allí que ambos procesos se consideren como complementarios.<br />La sedimentación es, en esencia, un fenómeno netamente físico y constituye uno de los procesos utilizados en el tratamiento del agua para conseguir su clarificación. Está relacionada exclusivamente con las propiedades de caída de las partículas en el agua. Cuando se produce sedimentación de una suspensión de partículas, el resultado final será siempre un fluido clarificado y una suspensión más concentrada.<br />
  55. 55. Clasificación<br />Las partículas en suspensión sedimentan en diferente forma, dependiendo de las características de las partículas. Es así que podemos referirnos a:<br />Sedimentación de partículas discretas osedimentación simple: Se depositan manteniendo su forma este es el caso que ocurre en unidades llamadas DESARENADORES.<br />Sedimentación inducida (partículas floculentas): Partículas floculentas son aquellas producidas por la aglomeración de partículas<br />coloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicación de agentes químicos (coagulantes).<br />Las partículas se presentan principalmente en estado coloidal y es necesario añadirles coagulantes químicos y someterlas a procesos de coagulación y floculación para incrementar su tamaño o densidad antes del proceso de sedimentación.<br />
  56. 56. El diámetro de los flóculos es variable desde menos de 0,001 mm hasta más de 5 mm, dependiendo de las condiciones de mezcla y floculación (gradientes de velocidad y tiempo de retención). Willcomb clasifica los flóculos por su tamaño, tal como se indica en la figura:<br />
  57. 57. Funciones<br />La función primaria consiste en la eliminación de materia en suspensión.<br />La unidad de decantación o clarificación debe también recoger y descargar un volumen de lodos.<br />Recoger los lodos con el menor volumen posible de agua, para facilitar su posterior manejo y tratamiento.<br />Zonas que conforman un sedimentador<br />a) Zona de Entrada: La zona de entrada en un sedimentador es un conjunto de estructuras que debe permitir una distribución uniforme del flujo de agua hacia la zona de sedimentación. Las alteraciones del flujo en la zona de entrada deben evitarse y su presencia puede deberse a una velocidad excesiva del flujo en la entrada del sedimentador, o a que los orificios de ingreso sean muy grandes y el movimiento de las paletas del floculador sea tal que comunica demasiada energía al flujo.<br />
  58. 58. b) Zona de Sedimentación: En esta zona se debe tener un número de Reynolds lo más bajo posible y el número de Froude más elevado para tender a un flujo laminar y estabilizar el flujo. En esta zona las líneas de flujo no deben encontrarse con ningún tipo de obstrucciones que alteren su trayectoria. Lo anterior colabora con la remoción de los sólidos del agua.<br />c) Zona de salida: Esta zona se caracteriza por permitir una recolección uniforme de agua sedimentada a una velocidad tal que evite arrastrar flóculos en el efluente.<br />d) Zona de depósitos de lodos: Almacena lodos sedimentados hasta el momentos que se retire el reactor.<br />
  59. 59. Factores que influyen en el proceso<br />Calidad de agua: Adicionalmente, variaciones de concentración de partículas o de temperatura producen variaciones de densidad del agua y originan corrientes cinéticas o térmicas que, a su vez, generan cortocircuitos hidráulicos en las unidades.<br /> Al entrar agua más fría al sedimentador, la masa de agua se desplaza por el fondo de este y produce el tipo de corriente indicada en la figura (a). En cambio, con agua más caliente, se produce el fenómeno inverso, que aparece indicado en la figura (b).<br />
  60. 60. 2. Condiciones hidráulicas: Los criterios y parámetros hidráulicos de diseño (N° Reynolds y Froude) tienen gran influencia en la eficiencia de los sedimentadores o decantadores.<br />3. Factores Externos: Paradójicamente, los factores externos al proceso de sedimentación son: acondicionamiento previo, prácticas operacionales y factores ambientales, son los que tienen más influencia en la eficiencia de un sedimentador o decantador.<br />Buena o inadecuada coagulación y floculación ocasionan, respectivamente,<br />altas o bajas eficiencias en los decantadores. Idéntico comentario cabe realizar<br />acerca de la operación y el estado de la unidad, así como sobre los programas de mantenimiento existentes. <br />A la vez, el viento, al soplar sobre la superficie de los sedimentadores, puede producir corrientes de suficiente intensidad como para inducir cambios en la dirección del flujo y alterar el precario equilibrio de las masas de agua. En unidades grandes el viento puede crear oleajes de cierta magnitud, lo que interfiere el proceso o desequilibra la distribucióndel flujo en las canaletas de salida.<br />
  61. 61. CONSIDERACIONES GENERALES<br />Eficiencia y aplicación: Depende de la turbiedad del agua cruda. Si la turbiedad está en estado coloidal, es preferible utilizar: coagulación, floculación, sedimentación y filtración rápida.<br />Criterios de selección:<br />Parámetros de laboratorio (Velocidad de sedimentación y turbiedad).<br />Selección del tipo de unidad: calidad del agua cruda, carga, costos, facilidad de operación y mantenimiento, usos y recursos locales, facilidad de diseño y construcción.<br />Caudal de diseño: El caudal total entre el número de unidades, es el caudal de diseño de c/u. Deben existir por lo menos 2 unid de sedimentación.<br />Diseño de las zonas de sedimentación (Estructuras de: entrada, salida, drenaje y detalles constructivos).<br />
  62. 62. Parámetros de Diseño<br />a) Zona de Sedimentación<br /><ul><li>Velocidad de sedimentación (de laboratorio).
  63. 63. Carga Superficial
  64. 64. Período de retención ( de 2 a 3 hrs :3 a 4 hrs : máximo 6)
  65. 65. Profundidad: Cuánto menor es la profundidad del sedimentador menor es el período de retención necesario.
  66. 66. Relación LARGO-ANCHO.
  67. 67. Velocidad Horizontal (05-2 cm/seg)</li></ul>b) Zona de Entrada<br /><ul><li>Pared Perforada</li></ul>1.1 Los orificios deben estar a 1/5 a 1/6 de profundidad del sedimentador, desde la superficie del agua y los inferiores de ¼ a 1/5 de H.<br />1.2 La pared o cortina difusora se recomienda ubicarla entre 0.70 a 1 mt de la pared de sedimentador.<br />1.3 Las velocidades de 0.10 a 0.30 m/s<br />
  68. 68.
  69. 69. c) Zona de Lodos<br />1. Almacenamiento de lodos: Se recomienda almacenar del 10 al 20% del volumen del sedimentador.<br />2. Descarga: Se recomienda que la tolva de lodos tenga un fondo con un ángulo inclinación de 45 a 60° o con pendiente del 4 a 8%.<br />d) Zona de Salida<br />Se realiza por vertederos, canaletas o tuberías perforadas.<br />EL PASO DE LA ZONA DE LODOS A LA ZONA DE SALIDA, MEDIANTE CANALES O TUBERÍAS.<br />
  70. 70. CORTE TRANSVERSAL DE LA ZONA DE LODOS EN UN SEDIMENTADOR<br />
  71. 71. ESTRUCTURA DE SALIDA DE UN SEDIMENTADOR<br />
  72. 72. FILTRACIÓN<br />La filtración consiste en la remoción de partículas suspendidas y coloidales que no han quedado retiradas en los procesos anteriores (coagulación, floculación y sedimentación. En general, la filtración es la operación final de clarificación que se realiza en una planta de tratamiento de agua<br />La filtración se logra empleando membranas porosas que retienen la fase sólida de la suspensión y dejan pasar su fase líquida. La forma simplificada de un filtro representa un recipiente dividido en dos partes por la membrana de filtración.<br />
  73. 73. Mecanismos de la filtración<br />La filtración usualmente es considerada como el resultado de dos mecanismos distintos pero complementarios: transporte y adherencia. <br />Transporte: Inicialmente, las partículas por remover son transportadas de la suspensión a la superficie de los granos del medio filtrante. El transporte de partículas es un fenómeno físico e hidráulico.<br />Adherencia: Ellas permanecen adheridas a los granos, siempre que resistan la acción de las fuerzas de cizallamiento debidas a las condiciones hidrodinámicas del escurrimiento. gobiernan la transferencia de masas. La adherencia entre partículas y granos es básicamente un fenómeno de acción superficial, que es influenciado por parámetros físicos y químicos.<br />
  74. 74. Mecanismos de Transporte<br /><ul><li>CERNIDO: Resulta evidente que cuando la partícula es de tamaño mayor que los poros del lecho filtrante, puede quedar atrapada en los intersticios.
  75. 75. Difusión: Se ha observado que las partículas relativamente pequeñas presentan un movimiento errático (Movimiento Browniano) cuando se encuentran suspendidas en un medio líquido. El movimiento de las partículas es afectado por la fuerza de arrastre y contribuye a la adherencia de ellas en el lecho filtrante.
  76. 76. Impacto Inercial
  77. 77. Acción Hidrodinámica: Las velocidades tangenciales del agua son variables y perpendiculares al escurrimiento.</li></li></ul><li>Mecanismos de adherencia<br />La adherencia de las partículas transportadas y los granos está gobernada por las características de la superficie de las mismas. Y tiene que ver con las fuerzas eléctricas y físicas que desarrollan entre si.<br />Componentes de un filtro rápido<br />Las estructuras que componen un filtro rápido son:<br /><ul><li> Sistema de entrada de agua: Estructuras de distribución e ingreso.
  78. 78. Medio filtrante: Puede ser de arena (0.6-0.8)mm
  79. 79. Agua sobrenadante o carga hidráulica sobre el lecho filtrante (1-1.8m)
  80. 80. Grava de soporte: Soporta el medio filtrante.
  81. 81. Sistema de drenaje o falso fondo: Recoge agua de filtrado y agua de lavado.
  82. 82. Canaletas de lavado: Recolectan el agua ascendente mediante la</li></li></ul><li>cual se limpia el lecho filtrante.<br /><ul><li>Canal de agua de lavado: Donde se evacua el agua proveniente del lavado.</li></li></ul><li>Esquema de filtro<br />
  83. 83. Factores que influyen en la filtración<br />La eficiencia de la filtración está relacionada con las características de la suspensión y del lecho filtrante, con la hidráulica de la filtración y con la calidad del efluente.<br />Características de la suspensión: Tipo de partículas suspendidas, tamaño, temperatura, resistencia o dureza del flóculo, etc.<br />Características del lecho filtrante: Tipo del medio filtrante, tamaño del material filtrante, coeficiente de uniformidad, coeficiente de esfericidad, espesor de la capa filtrante.<br />Características hidráulicas: Tasa de filtración, carga hidráulica disponible, calidad del efluente.<br />
  84. 84. DESINFECCIÓN<br />Es el último proceso unitario que se le da al agua tratada y es requisito para ser potable. Se le llama desinfección en el tratamiento del agua a la destrucción o inactivación de los organismos patógenos (capaces de producir enfermedades) particularmente las bacterias de origen intestinal.<br />En el caso del agua existen tres tipos de organismos: virus, bacterias patógenas y los quistes.<br />Requisitos que deben reunir los desinfectantes:<br /><ul><li>Capacidad de destruir en un tiempo razonable los organismos patógenos presentes en el agua.
  85. 85. No deben ser tóxicos a las personas ni a los animales domésticos, y las dosis usuales no deben producir malestares.</li></li></ul><li><ul><li>Deben estar a disposición a un costo razonable y reunir condiciones que faciliten el transporte, almacenamiento, manipuleo y dosificación.
  86. 86. Deben producir residuales en el agua que constituyen a una protección contra una eventual recontaminación antes de su utilización.</li></ul>Tipos de desinfectantes<br />La desinfección puede llevarse a cabo mediante agentes físicos o químicos. Los agentes físicos más importantes son los rayos ultravioleta, calor, radiación gamma y rayos x. Los agentes químicos son los desinfectantes como: el cloro, yodo, bromo, el ozono, etc.<br />La radiación ultravioleta es eficiente en aguas claras, pero su eficacia se reduce significativamente para aguas turbias.<br />
  87. 87. El calor, es el método más antiguo y actual para desinfectar el agua, destruye microorganismos patógenos tales como virus, bacterias, etc.<br />De origen químico:<br />El cloro: es el mejor desinfectante, es el más utilizado a nivel mundial, reúne las mayores ventajas con el mínimo de inconvenientes, se presenta como cloro gaseoso e hipocloritos de sodio.<br />Factores que influyen en la desinfección<br /><ul><li>Naturaleza del desinfectante: Existen desinfectantes más eficientes que otros.
  88. 88. Concentración del desinfectante y el tiempo de contacto
  89. 89. Características físicos-químicas del agua: La presencia de ciertas impurezas consume parte del cloro adicionado.
  90. 90. Temperatura del agua: Influye en la velocidad de reacción si</li></li></ul><li>mayor es la temperatura, menor es el tiempo de desinfección y mayor es la eficiencia debido a que el rango de sobrevivencia de las partículas es de 5 a 80°C.<br />Desinfección por cloro<br />Cloración es el nombre que se le da al procedimiento para desinfectar el agua utilizando el cloro o alguno de sus derivados. En los sistemas de abastecimientos de agua potable de las ciudades y poblaciones importantes se emplea el CLORO GAS.<br />El cloro es indudablemente el elemento más importante que existe para la desinfección del agua, además se usa para:<br /><ul><li> Eliminar olores y sabores.
  91. 91. Ayuda a evitar formación de algas.</li></ul>El manejo del gas cloro debe estar encomendado exclusivamente a personas entrenadas pues su manipulación requiere de muchas precauciones. El gas cloro es venenoso y altamente corrosivo.<br />
  92. 92. Equipos de Dosificación<br />Los compuestos clorados bien sean líquidos o sólidos son disueltos en el agua y pueden ser dosificados utilizando los siguientes equipos:<br /><ul><li> Bombas dosificadoras
  93. 93. Hidroeyectores </li></ul>Métodos de cloración<br />Cloración Simple: Es eficiente en aguas no contaminadas y no existe preocupación por la demanda de cloro en el agua, hasta aplicar una dosis tal que al final de un determinado tiempo de contacto por ejemplo 20 min, el cloro residual libre se mantenga entre 0.1 y 0.2 mg/l. En aguas muy contaminadas este método sería inadecuado ya que los residuos de cloro serían rápidamente consumidos, de tal forma que se aconseja clorar al punto de quiebre.<br />
  94. 94. 2. Punto de quiebre de una cloración: Si se agrega progresivamente al agua una cantidad mayor de cloro no se encuentra una relación directa entre la cantidad de cloro aplicado y el cloro residual. Este método consiste esencialmente en que a mayor cantidad de cloro aplicado se obtiene menor residual llegándose de esta forma a un valor mínimo de cloro residual o punto de quiebre, en el cual la curva vuelve a ascender y en esta ocasión en proporción directa a la dosis de cloro aplicado.<br />En el punto de quiebre es donde ocurre la separación de cloro combinado y de cloro libre. Las ventajas de este método son:<br /><ul><li> La desinfección es más segura, residual más activo.
  95. 95. Destrucción de los compuestos orgánicos presentes responsables por problema de olor, color, desarrollo de microorganismos.</li></ul>Las desventajas son: Consumo más elevado de cloro.<br />
  96. 96. Puntos de cloración<br />La cloración puede ser hecha en los siguientes puntos:<br />Toma de agua: Cloración<br />Llegada del agua cruda a la planta de tratamiento: precloración.<br />Después de los sedimentadores y antes de los filtros.<br />A lo largo de las líneas de distribución y almacenamiento: Postcloración.<br />Control de la cloración<br />Para obtener una desinfección adecuada el cloro debe estar en contacto con el agua como mínimo 20 min (15-30min), transcurrido este tiempo el agua se considera clorada. La dosificación correcta se comprobará mediante la prueba bacteriológica y determinación del cloro residual.<br />Como regla general las dosis seguras de cloro residual son de 0.2 a 1 ppm.<br />

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