El documento trata sobre los procesos de sedimentación y filtración en el tratamiento de aguas. Explica que la sedimentación es el asentamiento de partículas debido a la gravedad, pudiendo ser discreta o floculante. La filtración se usa para eliminar pequeños floculos o partículas precipitadas, existiendo filtración granular y de membrana. Finalmente, la desinfección inactiva patógenos mediante agentes como el cloro, el cual forma especies desinfectantes como el ácido hipocloroso.

1. UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LOS ANDES

2. SEDIMENTACION:
Es el proceso en el que la mayoría de las partículas se asentaran por la gravedad
dentro de un tiempo razonable y se removerán.
En el tratamiento de aguas existen tipos comunes de asentamiento: el y el
Densidades mas
grandes de 1000
kg/m³
Densidades
inferiores a 1000
kg/m³
Se asentaran
finalmente
Flotaran hacia la
superficie del
agua
Asentamiento
Discreto
Asentamiento
Floculante

3.  Asentamiento Discreto de Partículas: Sucede cuando las partículas no interfieren
una con otra cuando se asientan.
El movimiento de una partícula en el agua se determina por un balance de una
fuerza gravitacional hacia abajo, una fuerza de flotabilidad hacia arriba y una
fuerza de arrastre hacia arriba.
La velocidad de asentamiento de partículas en un liquido como el agua se puede
describir por:
Ley de Stokes
Ley de Newton
Es aplicable a
partículas esféricas
cuando el numero de
Reynolds es menor o
igual a 1.
Determina la velocidad
de asentamiento de las
partículas cuando el
numero de Reynolds es
mayor que 1.
Numero de Reynolds (Re)

4.  Eliminación de Partículas durante la Sedimentación: Las partículas se mueven
horizontalmente a la misma velocidad que el agua y son eliminadas por la
gravedad una vez que alcanzan la cuenca.
La velocidad de asentamiento para partículas discretas es constante debido a que
las partículas no interfieren entre si, y el tamaño, la forma y la densidad de las
partículas se supone no cambia mientras se mueven a través del reactor. Una
partícula que entra a la parte superior de la cuenca se llama partícula critica.
Velocidad critica de
asentamiento de la
particula
Donde:
Vc= velocidad de asentamiento critico de la partícula (m/h)
h0= profundidad de la cuenca de sedimentación (m).
Θ= tiempo de detención hidráulica de la cuenca de
sedimentación
Rango de
desbordamiento (OR)
Donde:
A= área de superficie de la parte superior de la
cuenca (m2).
Q= rango de proceso de flujo (m3/h)

5.  Otros tipos de asentamientos: En el asentamiento de tipo I, las partículas se
asientan a discretamente a una velocidad de asentamiento constante.
TIPOS DE ASENTAMIENTO DE PARTICULAS ENCONTRADAS DURANTE EL TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE Y
RESIDUAL
Tipo de asentamiento Descripción En donde se usa en el proceso
de tratamiento
Tipo I Las partículas se asientan
discretamente una velocidad
de asentamiento constante.
Eliminación de asperones
Tipo II Cuando las partículas floculan
durante el asentamiento
debido al gradiente de
velocidad de los fluidos o las
diferencias en las velocidades
de asentamiento de las
partículas, su tamaño es
creciente y se asientan mas
rápido a medida que pasa el
tiempo
Procesos de coagulación y las
cuencas de sedimentación
convencionales.
Tipo III Se forma una sabana de
partículas a altas
concentraciones de partículas
(por arriba de 1000 mg/L), y se
observa una clara interfaz
entre la sabana y el agua
clarificada arriba de esta
Sedimentación de
ablandamiento por cal y en
sedimentación de aguas
residuales espesadores de
fango

6. FILTRACION
Se utiliza para eliminar pequeños floculos o partículas precipitadas. Se utiliza:
Tipos de Filtración : Filtracion de medio granular y filtración de membrana.
 Tipos de Filtración Granular:
Proceso principal de
eliminación de turbiedad
como la filtración directa
de agua cruda con baja
turbiedad.
Eliminación de patógenos
como la Giardia Lamblia
y Cryptosporidium
Características del Proceso Filtracion lenta de arena Filtracion rápida
Velocidad de filtración 0.05 - 0.2 m/h 5 – 15 m/h
(0.02 – 0.08 gpm/ pies2) (2 – 6 gpm/pies2)
Diámetro medio 0.3 -0.45 mm 0.5 – 1.2 mm
Profundidad de la cama 0.9 – 1.5 m (3 – 5 pie) 0.6 – 1.8 m (2 – 6 pies)
Carga requerida 0.9 – 1.5 m (3 – 5 pie) 1.8 – 3.0 m (6 -10 pies)
Longitud de la tirada 1-6 mo 1 – 4 días
Pretratamiento No se requiere Coagulacion

7. Método de Regeneración Raspado Retrolavado
Máxima turbiedad de agua cruda 10 – 50 NTU Ilimitada con el pre tratamiento
adecuado
La figura muestra una esquemática del
sistema de filtración de medio granular dual.
El material filtrante en la filtración rápida
debe ser justamente uniforme en tamaño para
permitir que los filtros operen a una velocidad
de carga alta. El pre tratamiento de
coagulación es necesaria antes de la filtración
debido a que las partículas deben ser
apropiadamente desestabilizadas para una
eliminación efectiva.
La filtración rápida opera durante un ciclo que consiste de dos etapas:
o Etapa de filtración: el agua fluye hacia abajo a través de la cama de filtro y las partículas son capturadas
dentro de la cama, dura de 1 a 4 días.
o Etapa de Retrolavado: el agua fluye hacia arriba y hacia fuera de la cama, toma de 15 a 30 minutos.
La perdida de carga durante las dos etapas es importante para el diseño apropiado de sistemas de filtración
granular.

8. Características del material filtrante y de la
cama para filtros de arena lentos y rápidos
Características
importantes del
material
Filtración rápida: Utiliza materiales
granulares como arena, carbón de
antracita, granate, ilmenita y
carbono granular activado (GAC).
Filtración lenta de arena: Utiliza
arena

9. Filtración rápida
El tamaño efectivo (ES o
d10)
El coeficiente de
uniformidad (UC) es la
proporción de 60% del
diámetro medio

10. Filtración lenta
El medio de filtración
lenta de arena tienen un
tamaño efectivo (ES o
d10)
También tiene un
coeficiente de
uniformidad (UC) más
alto.
La porosidad de cama de
filtro es como la
porosidad de la tierra.

11. Análisis de la idoneidad de una muestra de arena
nativa para filtración lenta
de arena

12. Desinfección
Los patógenos pueden
ser removidos por
procesos de tratamiento
como la filtración granular
o inactivados por agentes
de desinfección. El
termino desinfección en
la practica de agua
potable se refiere a dos
actividades.
Desinfección primaria:
la inactivación de
microorganismos en
el agua.
Desinfección secundaria:
el mantenimiento
de un residuo de
desinfectante en el
sistema de
distribución de agua
tratada (también
llamada
mantenimiento
residual).

13. MÉTODOS ACTUALES DE DESINFECCIÓN
Agentes
oxidantes
• cloro
• ozono
Cationes de
metales
pesados
• plata
• cobre
Agentes
físicos
• calor
• radiación
UV

15. Reacciones químicas importantes asociadas con
desinfectantes comunes
Cloro libre
Cuando se añade cloro libre al agua,
rápidamente reacciona con el agua para
formar acido hipocloroso (HOCl) y acido
hidroclórico (HCl).
Los iones de acido hipocloroso e
hipoclorito juntos con frecuencia son
referidos como cloro libre (cloro libre HOCl
OCl). Ambas especies químicas son
agentes desinfectantes activos; sin
embargo, el acido
hipocloroso (HOCl) es mucho mas efectivo
que el OCl para la desinfección.
Consideraciones
el HOCl es la forma predominante de cloro libre a un
pH menor que 7. En consecuencia, un operador de
planta de tratamiento intentara mantener el pH a 7 o
un poco menor para incrementar el poder
desinfectante del cloro añadido Aunque la
desinfección por cloro es muy efectiva y con ventajas
de costo, el uso del cloro tiene algunas
preocupaciones. Una de ellas es la formación de
subproductos; el cloro reaccionara con la materia
orgánica disuelta que ocurre naturalmente en las
aguas para formar trihalometanos cancerígenos
(THM).

16. Cloro combinado
Cuando el cloro y el amonio (NH3)
están presentes en el agua, reaccionan
para formar tres compuestos de
cloramina(NH2Cl, NHCl2, NCl3) de
acuerdo con las tres reacciones a la
derecha.
Estas tres cloraminas juntas son
referidas como cloro combinado.
(cloro combinado NH2Cl NCHl2
NCl3).
El residuo total de cloro es la suma
del cloro combinado y
cualquier residuo de cloro libre.
Consideraciones
La formación de estas especies depende de la
proporción de Cl2 a NH3-N. A una proporción
alta de Cl2 a NH3-N, la oxidación del amonio a
gas nitrógeno y ion de nitrato sucede.
3HOCl + 2NH3→ N2(g) + 3H2O + 3HCl
4HOCl + NH3→ HNO3 + H2O + 4HCl
Las reacciones también son dependientes
según la dosis de cloro, la temperatura, el pH y
la alcalinidad. A valores bajos de pH, otras
reacciones se vuelven mas significativas como
estas:
NH2Cl + H+ →NH3Cl+
NH3Cl+ + NH2Cl→NHCl2 + NH 4 +

20. “
”
gracias