planta de tratamiento de agua

1. TRATAMIENTO DEL AGUA
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ANTECEDENTES
HISTORICOS .
Una de las mayores preocupaciones en la historia de la humanidad ha sido el procurarse
agua lo más pura y limpia posible. El tratamiento del agua originalmente se centraba en
mejorar las cualidadesestéticas de esta. La historia del agua potable es muy remota. En
Siria y Babilonia se construyeron conducciones de albañilería y acueductos para acercar
el agua desde sus fuentes a lugares próximos a las viviendas. Los antiguos pueblos
orientales usaban arena y barro poroso para filtrar el agua, también en Europa los
romanos construyeron una red de acueductos y estanques, podían traer agua desde
distancias próximas a los 90 km., instalaron filtros para obtener agua de mayor calidad,
llegaban a separar el agua de buena calidad que usaban para beber y cocinar del agua
de peor calidad, obtenida de otras fuentes, que utilizaban para riegos y limpiezas, hecho
que hoy día en la mayor parte de las ciudades aún no se separa y la misma agua que se
emplea para beber se emplea para usos tales como la limpieza de inodoros. Hay
registrados métodos para mejorar el sabor y el olor del agua 4.000 años antes de Cristo.
Escritos griegos recomendaban métodos de tratamiento tales como filtración a través
de carbón, exposición a los rayos solares y ebullición. En el antiguo Egipto dejaban
reposar el agua en vasijas de barro durante varios meses para dejar precipitar las
partículas e impurezas, y mediante un sifón extraían el agua de la parte superior
(decantación), en otras ocasiones incorporaban ciertas sustancias mineralesy vegetales
para facilitar la precipitación de partículas y clarificar el agua (coagulación). En los
comienzos del 1500 antes de Cristo, se tiene referencias de que los egipcios usaban ya
un producto, que hoy se emplea para el mismo fin, el alumbre para lograr precipitaras
partículas suspendidas en el agua.

2. ( Sedimentación y decantación- 1450 Antes de Cristo
Fuente: H 2 O'C Biblioteca de Ingeniería de John T. O`Connor y Tom
El primer sistema de suministro de agua potable a toda una
ciudad, fué llevado a cabo por John Gibb, en 1804, quien logró abastecer de agua filtrada
a la ciudad de Glasgow, Escocia
En 1806 se pone en funcionamiento en Paris una gran planta de tratamiento de agua, en
esta planta se dejaba sedimentar el agua durante 12 horas y a continuación se procedía
a su filtración mediante filtros de arena y carbón y en 1827 James Simplón construye en
Inglaterra un filtro de arena para tratar y el agua potable.
Ya en el siglo XX de nuestra época se estableció la filtración como un efectivo medio
para eliminar partículasdel agua aunque el grado de claridad conseguido no era medible
en esta época. Al comienzo del siglo XX en Europa se estableció de forma más regular la
filtración lenta sobre arena. Durante la segunda mitad de este siglo XX los científicos
alcanzaron grandes conocimientos sobre las fuentes y efectos de los contaminantes del
agua potable ( en 1855 se probó que el cólera era una enfermedad de transmisión hídrica
al relacionarse con un brote surgido en Londres a consecuencia de la contaminación de
un pozo público por aguas residuales). En 1880 Pasteur explicó cómo organismos
microscópicos podian transmitir enfermedadesa través del agua. En el siglo XX se
descubrió que la turbiedad del agua no era solo un problema estético; las partículas en
las fuentes del agua tales como la materia fecal, podría servir de refugio a los patógenos.
Así como la filtración se mostró como un método de tratamiento
efectivo para reducir la turbiedad, desinfectantes como el cloro jugaron un gran papel en
la reducción del número de brotes epidémicos en los comienzos del siglo XX. En 1908 se
empleó el cloro por primera vez como un desinfectante primario del agua potable de New
Jersey. Otro desinfectante como el ozono, también empezó a emplearse por estas fechas
en Europa. A continuación aparecieron otras sustancias químicas procedentes de
vertidos, generalmente industriales, contaminando las aguas objeto de abastecimiento
publico (mayoritariamente aguas superficiales) y causando un gran impacto negativo y
obligando a la implantación de técnicas de tratamiento del agua cada vez mas efectivas y
complejas (coagulación, floculación , adsorción con carbón activo, etc.) y a veces no han
sido lo efectivas que se esperaban para eliminar algunosde los nuevos y emergentes
contaminantes.
En 1972 un estudio encontró 36 sustancias químicas en el agua tratada en Louisiana
(U.S) que fue tomada del río Missisipi. Como consecuencia de estas nuevas y mayores
contaminaciones, hubo necesidad de aplicar nuevas legislaciones y requerimientos
técnicos para salvaguardar la salud de los consumidores. Posteriores avances en la
desinfección han puesto a punto nuevas técnicas y sustancias en el proceso de
desinfección del agua como son principalmente el empleo de ozono, dióxido de cloro,
cloraminas y radiación ultravioleta.

3. La filtración y la desinfección con cloro del agua potable han sido responsables de gran
parte del 50% de aumento de la expectativa de vida en los países desarrollados durante
el siglo XX. Este hecho motivó a la revista Life a citar recientemente a la filtración y la
cloración del agua potable como probablemente el más significativo avance en salud
pública del milenio. Antes de la llegada de la cloración para el tratamiento de agua
potable, aproximadamente 25 de cada 100.000 personas morían anualmente los Estados
Unidos a causa de la fiebre tifoidea.
Los sistemas de abastecimiento de agua potable sin tratar, o con un tratamiento
inadecuado, siguen siendo la mayor amenaza para la salud pública, especialmente en los
países en desarrollo, donde casi la mitad de la población consume agua
contaminada. En estos países, enfermedadescomo el cólera, la tifoidea y la disentería
crónica son endémicasy matan a niños y a adultos. En 1990 más de tres millones de
niños menores de cinco años murieron por enfermedadesdiarreicas. Los más recientes
avances en el tratamiento del agua han sido las mejoras alcanzadasen el desarrollo de
membranas para osmosis inversa y otras técnicas como la ozonización y otras relativas
a la eliminación de los cada vez mayor número y cantidad de contaminantes
encontrados en el agua potable.
Se denomina agua prepotable, al agua antesde ser sometida a los
correspondientes tratamientos potabilizadores, agua potable al agua apta para el
consumo humano, una vez que ha pasado por el correspondiente tratamiento
potabilizador. El agua que es un compuesto natural, para ser consumida requiere hoy día
una serie de operaciones que nos aseguren su vuelta a una calidad aceptable desde el
punto de vista sanitario. No llega de forma casual y simple al domicilio de los usuarios.
Hoy en día, en las estaciones de tratamiento de agua potable (ETAP) se realizan los
procesos necesarios para que el agua natural procedente de los embalses y otras
captaciones se transforme en agua apta para el consumo humano.
PROCESO DE TRATAMIENTO DEL
AGUA
El desarrollo de la sociedad reclama cada vez más agua, pero no solo a veces escasea el
agua sino que su calidad en los puntos donde se encuentra y capta, desgraciadamente
se ha ido deteriorando día a día con el propio desarrollo, esto obliga a un tratamiento
cada vez amplio y complejo técnicamente. La eliminación de materiasen suspensión y

4. en disolución que deterioran las características físico- químicas y organolépticas así
como la eliminación de de bacterias y otros microorganismos que pueden alterar
gravemente nuestra salud son los objetivos perseguidos y conseguidos en la estaciones
de tratamiento a lo largo de todo un proceso que al final logra suministrar un agua
transparente y de una calidad sanitaria garantizada. El tratamiento del agua es el
proceso de naturaleza físico-química y biológica, mediante el cual se eliminan una serie
de sustancias y microorganismos que implican riesgo para el consumo o le comunican
un aspecto o cualidad organoléptica indeseable y la transforma en un agua apta para
consumir. Todo sistema de abastecimiento de aguas que no este provisto de medios de
potabilización, no merece el calificativo sanitario de abastecimiento de aguas. En la
potabilización del agua se debe recurrir a métodos adecuados a la calidad del agua
origen a tratar. Estación de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) es la instalación donde
se lleva a cabo el conjunto de procesos de tratamiento de potabilización situados a ntes
de la red de distribución y/o depósito, que contenga más unidades de tratamiento.
TIPOS DE TRATAMIENTO
Los tratamientos para potabilizar el agua, se pueden clasificar de
acuerdo con: 1) Los componentes o impurezas a eliminar. 2) Parámetros de
calidad. 3) Grados de tratamientos de agua
Según los anteriores puntos , los procesos unitarios necesarios para
la potabilización del agua en función de sus componentes sería la siguiente:
Procesos a llevar a cabo en función de los contaminantes
presentes.
TIPO DE
CONTAMINANTE OPERACIÓN UNITARIA

5. Sólidos
gruesos Desbaste
Partículas
coloidales Coagulación+Floculación+Decantación
Sólidos en
suspensión Filtración
Materia
Orgánica Afino con Carbón Activo
Amoniaco
Cloración al Breakpoint
Gérmenes
Patógenos Desinfección
Metales no deseados (Fe,
Mn) Precipitación por Oxidación
Sólidos disueltos (Cl-, Na+, K+ )
Osmosis Inversa
Fuente:Calidad y tratamiento delAgua,
2002. American WaterWorks Association
Parametros de calidad
Las aguas superficiales destinadas al consumo humano se clasifican
según el grado de tratamiento al que se deben someter para su potabilización, en los grupos
siguientes:
TIPO A1: Tratamiento físico simple y desinfección
TIPO A2: Tratamiento físico normal, tratamiento químico y
desinfección
TIPO A3: Tratamiento físico y químico intensivo, afino y
desinfección
Los procesos unitarios que corresponde a cada grado de tratamiento
serán los siguientes:
Grado de tratamiento

6. GRADO DE TRATAMIENTO COMPOSICIÓN
DEL TRATAMIENTO DESCRIPCIÓN
TIPO A1 Tratamiento
Físico simple Filtración rápida
+
Desinfección + Desinfección
TIPO A2 Tratamiento
Físico normal Precloración
+ Tratamiento
Químico + Coagulación / Floculación
+ Decantación
+ Filtración
+ Desinfección
TIPO A3 Tratamiento
Físico y Cloración al Breakpoint
Químico
intensos + Coagulación / Floculación
+ Decantación
+ Filtración
+ Afino con Carbón activo
+
Desinfección

7. Fuente:Pre-Treatment
Field Guide: American WaterWorks Association. 2007.
Considerando un agua superficial, de río, embalse, o subterránea, con unos problemas
de calidad que estimamos como convencionales, el proceso o línea de tratamiento,
considerado también convencional, consta de una serie de etapas más o menos
complejas en función de la calidad del agua bruta objeto del tratamiento y se recogen en
las siguientes secuencias:
- Preoxidación y desinfección inicial con cloro, dióxido de cloro u
ozono, o permanganato potásico.
- Coagulación-Floculación, con sales de aluminio o de hierro y
coadyuvantes de la floculación (polielectrolitos,
polidadadmas) coagulación con cal, sosa, o carbonato sódico.
- Decantación, en diversos tipos de decantadores.
- Filtración sobre arena, o sobre lecho mixto (arena y antracita) y en
determinados casos sobre lecho de carbón en grano.
- Acondicionamiento, corrección del pH por simple neutralización o
por remineralización con cal y gas carbónico.
- Desinfección final con cloro, cloraminas, dióxido de cloro u ozono.
Las instalaciones de tratamiento se completan, a veces, con la adición de carbón activo
en polvo, para la eliminación de sustancias que provocan la aparición de olores y
sabores, la adición de permanganato potásico para la eliminación de hierro y manganeso

8. y en casos más conflictivos y constantes de presencia de sustancias orgánicas así como
otras que pueden originar olores y sabores, se llega a la instalación de filtros de carbón
activo en grano tras los filtros de arena. Hoy en día el tratamiento no solo tiene que
seguir y mejorar el tratamiento convencional, sino que deberá abordar las nuevas
causas de contaminación que no puedan eliminarse con los métodos convencionales,
recurriendo a otros métodos e incluso empleando otros reactivos complementarios. El
tratamiento del agua y en especial la desinfección ( hasta ahora generalmente con cloro)
ha sido responsable en gran medida del 50% de aumento de las expectativas de vida en
los paises desarrollados a lo largo del siglo XX. La eficacia del tratamiento del agua en la
reducción de las enfermedadesque esta transmite depende de la calidad del agua en
origen y del proceso seguido en el sistema de tratamiento. Los agentes patógenos
transmitidos por el agua, que pueden causar enfermedades, provienen generalmente de
sistemas hídricos con inadecuado tratamiento, especialmente desinfección y filtración.
En el esquema siguiente se representan las fases del proceso de tratamiento
convencional.

9. Los reactivos son incorporados en las siguientes etapas:

10. - Cloro/Dioxido de Cloro/Ozono/Permanganato potásico , empleadoscomo
oxidantes y en la desinfección inicial o primaria, se incorporan a la entrada de la cámara de
mezcla.
- Coagulante , se incorpora en la cámara de mezcla .
- Cal, u otro alcali o ácido para corregir pH , se pueden incorporar tanto en la
fase de mezcla y coagulación , como al agua ya filtrada.
- Coadyuvantes de la floculación como los polielectrolitos , se dosifican
generalmente tras la fase de coagulación y antes de la
la decantación.
- Carbón activo en polvo, para la adsorción de sustancias orgánicas, en la
fase de mezcla y en cualquier caso , antes de la
decantación.
- Cloro/Dioxido de cloro/Ozono/Cloraminas ,empleadosen la desinfección
final, se incorporan al agua filtrada.
En cuanto al control de calidad del agua en una ETAP hay que considerar
en primer lugar que el agua que entra en una estación o
planta de tratamiento (agua bruta o agua cruda) se somete a una serie de
ensayos y análisis físicos, químicos y bacteriológicos que
nos determinan el estado y características de esta agua y por tanto las
pautas del tratamiento a seguir. Igualmente esnecesario
realizar distintos análisis a lo largo de las diversas fases del tratamiento con
objeto de comprobar la eficacia de cada una de estas
operaciones y finalmente se realizan loscorrespondiente análisis y controles
al agua una vez completado el proceso de tratamiento y
así conocer las características finales del agua tratada.
Reducción de microorganismos patógenos
en los distintos procesos de tratamiento (fuente ENOHSA)
Sedimentación
0 - 99 %
Coagulación
Significativo
Filtración
0 - 99 %
Coagulación, sedimentación y filtración
rápida 60 - 100 %

11. Coagulación, filtración en 2 medios (arena
y C.A) > 99%
Filtros lentos de
arena 40 - 100 %
Filtros de carbón activado
granular 0 - 60 %
Osmosis
Inversa 90 - 100 %
Ultrafiltración
90 - 100%
Cloración
99 %
Esquema de los procesos más habitualespara el tratamiento del agua
(Fuente: Canal Isabel II)
En los esquemas siguientes se muestran dos Estaciones de Tratamiento de
gran capacidad, la primera de ellas
consta de decantadores estáticos , con una superficie total de
decantación de 38.400 metros cuadrados , distribuidos en 6
decantadores horizontales con 4 plantas o pisos por decantador. La
superficie de filtración es de 8.000 m2 ,con velocidad de filtración
constante (7m/h.) y nivel de filtración constante. Lacapacidad de
tratamiento es de 16 m3/seg.. Utiliza cloro y dioxido de cloro en
preoxidación y desinfección inicial y inicial y cloraminas en la desinfección
residual final.
El segundo esquema pertenece a una estación de tratamiento con
decantadores de recirculación de fangos y filtros de nivel
de filtración variable

12. ESQUEMA DE ETAP CON
DECANTADORES ESTATICOS HORIZONTALES
ESQUEMA DE ETAP CONDECANTADORES DE
RECIRCULACION DE FANGO

13. http://www.elaguapotable.com/tratamiento_del_agua.htm
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/marquezronald/?p=6660
http://webdelprofesor.ula.ve/ingenieria/marquezronald/?p=6660
http://focapaola.blogspot.com/
http://www.regioncallao.gob.pe/contenidos/contenidosGRC/documento_impAmbiental_1301/documentos/
4.3_DiagramaflujoPlantaAguaPotable.pdf