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TRATAMIENTO DE POTABILIZACIÓN DE AGUAS DE CONSUMO HUMANO

Mayo 2010

INDICE1. FUENTES DE AGUA2. POR QUÉ SE DEBE TRATAR EL AGUA3. GENERALIDADES. LEGISLACIÓN 4. CÓMO SE TRATA EL AGUA5. LA SECUENCIA DEL TRATAMIENTO6. TIPOS DE TRATAMIENTOS7. OPERACIONES BÁSICAS DE LA POTABILIZACIÓN8. ALMACENAMIENTO Y DISTRIBUCIÓN 9. CRITERIOS DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE

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1.Fuentes de agua

• AGUA SUPERFICIAL: Es el agua que se encuentra circulando o en reposo sobre la superficie de la tierra, tales como ríos, lagos, embalses y manantiales.

• AGUAS SUBTERRANEAS: Es el agua proveniente de los acuíferos subterráneos y de formaciones geológicas que contienen agua.

• AGUAS SALADAS: Son las aguas provenientes de mares océanos o desembocaduras de los ríos en ellos.

Nubes de lluvia

Agua subterranea

Lago

Mar

vege

taci

ónrío

Suel

o

mar

Manantiales

Precipitación

Infiltración

2.¿Por qué tratar el agua?• El objetivo principal de un sistema de abastecimiento es conseguir un agua

apta, que cumpliendo con los requisitos mínimos de calidad exigidos por la normativa actual satisfaga las necesidades de los consumidores, tanto en calidad como en cantidad.

• La vigilancia de las aguas comienza antes de que sean destinadas a su consumo, por lo que su control es realizado durante todas las etapas que componen el Ciclo Integral del Agua.

• Las mejoras en el abastecimiento, conducen a una mejora en la Salud y Calidad de vida de las personas.

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2.El ciclo urbano del agua

Restitución al Restitución al Medio NaturalMedio Natural

DepuraciónDepuraciónAlcantarilladoAlcantarillado

El ciclo urbano

del agua

DistribuciónDistribución

PotabilizaciónPotabilización

TransporteTransporte

CaptaciónCaptación

ReutilizaciónReutilización

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2. El ciclo urbano del agua.CICLO “HIDRO-ILÓGICO” DEL AGUA

P recupa c

ión

Pán icoLlu via

Ap at í a

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Con cien cia c i ón

3.Generalidades. Legislación

Entrada de España en la UNION EUROPEA (1986)

Armonizar la legislación a la Directiva 80/778/CEE

RD 1423/1982 de 18 de junio

Directiva 98/83/CE de 3 de noviembre

RD 1138/1990 de 14 de septiembre

TRANSPOSICIÓN: Febrero de 2003, R.D. 140













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• En Europa es la Directiva 98/83/CE del 3 de noviembre

• En España está traspuesta en el R.D. 140/2003 de 7 de febrero por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano, indicando:– Cuales deben ser las características físico-químicas y microbiológicas del agua

para considerarse como potable.– Qué productos pueden utilizarse en el tratamiento– Y cómo y con que frecuencia debe efectuarse el control del agua.

• Este R.D. se completó con la ORDEN SCO/3.719/2005, de 21 de noviembre, sobre sustancias empleadas para el tratamiento del agua destinada al consumo humano.

El agua debe tratarse para cumplir con los criterios de calidad y salubridad que se indican en la legislación vigente.

3.Generalidades. LegislaciónRESPONSABILIDADES

Control sanitario del agua de consumo humano

Autocontrol del agua en el grifo del consumidor

Todas las relacionadas con el servicio

Mantenimiento de la instalación interior

Control analítico del agua destinada a la producción de agua para consumo humano

Determinación y evaluación de posibles fuentes de contaminación

MUNICIPIOS

GESTORES

CONSUMIDORES FINALES

ORGANISMOS DE CUENCA

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Orden Ministerial del 11 de mayo de 1988, sobre características básicas de calidad que deben ser mantenidas en las corrientes superficiales cuando sean destinadas a la producción de agua potable.

CAPTACIÓN

Establecimiento de perímetros de protección para evitar cualquier tipo de contaminación

Señalización de las zonas de captación en las zonas más accesibles al públicoCAPTACIÓN DE AGUA DE

CONSUMO, PROHIBIDA LA ENTRADA A TODA

PERSONA AJENA A LA INSTALACIÓN

3.Generalidades. LegislaciónPOTABILIZACIÓN Y DISTRIBUCIÓN

Real Decreto 140/2003, del 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano

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4.¿Cómo se trata el agua?• El agua se potabiliza mediante una gran variedad de tratamientos.

Los procedimientos más comunes de tratamiento de aguas son: • Coagulación-Floculación• Sedimentación• Desinfección• Filtración• Tratamiento de pH: Remineralización - Descalcificación

• Estos procedimientos pueden ser individuales – por ejemplo, en un depósito – o combinados en una ETAP: Estación de Tratamiento de Aguas Potables.

• Una ETAP no es más que un “tren de tratamientos”. Es decir, una serie de tratamientos aplicados en una secuencia predeterminada.

4.¿Cómo se trata el agua?

Captación Agua Bruta

Sala de Cloración

Oficinas. Sala de Control

Filtración

Bombeo de elevación a depósitos

Decantación

Ejemplo de “ Tren de Tratamientos”

Dosificación Reactivos

Cámara de mezcla. Reparto a decantadores

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5.Secuencia de Tratamientos

Espesador

6.Tipos de Tratamientos

Tratamientos físicos

Tratamientos químicos

Tratamientos térmicos

Tratamientos biológicos

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6.Tipos de Tratamientos• Tratamientos físicos: basados en provocar un cambio físico en las

propiedades de los contaminantes. Buscan la eliminación del contaminante como sólido o combinado con sólido o líquido (sedimentación, filtración..)

• Tratamientos químicos: basados en modificar las propiedades químicas de los contaminantes, persiguiendo su destrucción química o conversión en otro producto fácilmente separable (ósmosis inversa, coagulación-floculación)

• Tratamientos térmicos: empleo de altas temperaturas para descomponer los contaminantes (oxidación húmeda, oxidación supertípica e incineración)

• Tratamientos biológicos: utilizan mecanismos biológicos y bioquímicos para realizar un cambio químico en las propiedades de los contaminantes. Con ellos, se persigue una doble acción; la degradación de contaminantes orgánicos y la formación de flóculos biológicos fácilmente separables (lodos activos, biodiscos, lagunas aireadas..)

7.Operaciones básicas Potabilización(I) .-Captación y Bombeo de Agua Bruta(II) .-Pretratamiento: Desbaste y Eliminación De Finos y Arenas(III) .-Preoxidación y Desinfección(IV) .-Coagulación-Floculación(V) .-Decantación(VI) .-Filtración(VII) .-Desinfección final o postdesinfección(VIII).-Remineralización-Descalcificación

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(I).-Captación y Bombeo de Agua Bruta:

Las bombas pueden ser necesarias para elevar el agua desde un lago, embalse o río hasta una planta de tratamiento.Tras el tratamiento, es posible que sea necesario realizar otra elevación del agua por medio de bombas en uno o más puntos de la red.También existe la posibilidad de que el abastecimiento tenga su origen en zonas

montañosas, por lo que el agua se suministraría a los consumidores enteramente por gravedad.

7.Operaciones básicas

(II).-Pretratamiento: Desbaste y eliminación de finos y arenas:

Separación y eliminación de los contaminantes que el agua arrastra, partículas de gran tamaño y finos inorgánicos. No son un tratamiento en sí:

-Desbaste: separar los cuerpos voluminosos, para proteger los elementos posteriores, evitar obstrucciones en tuberías; rejas, tamices..

-Desarenado: extraer grava, arena, cenizas..del agua bruta por sedimentación.


Desbastes en río

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(III).- Preoxidación y Desinfección:

Eliminación de la contaminación microbiológica del agua bruta tras un pretratamiento previo, y oxidación de aquellas sustancias disueltas no deseables (hierro, manganeso, nitritos, amonio, materia orgánica…) de modo que el agua llegue en las mejores condiciones posibles al entrar en la etapa de coagulación-floculación que precede a la decantación.

Entre los productos a emplear en la pre-oxidación destaca el cloro como el más utilizado, pero también se emplean sus derivados (dióxido de cloro, hipoclorito sódico o cálcico…), u ozono, permanganato potásico, radiaciones UV o incluso agua oxigenada.


Dosificación reactivos

Preoxidación

(IV).-Coagulación-Floculación:

Objeto: Recoger en un precipitado voluminoso y relativamente pesado las materias coloidales muy finas contenidas en el agua y que, sin este tratamiento, no podrían ser retenidas, porque no precipitan por simple sedimentación.-Coagulación: inestabilización de los coloides (sulfato de alúmina, cloruro férrico)-Floculación: incremento del tamaño del precipitado para facilitar su sedimentación (oxidantes, agentes adsorbentes, sílice activa, polielectrolito).


Coagulación

FloculaciónMezclador reactivos

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(IV).-Coagulación-Floculación:

La coagulación es necesaria porque hay partículas muy finas en el agua – bacterias y partículas coloidales con diámetros inferiores a 0,01 mm- que no precipitan por simple sedimentación y hay que ayudarlas con un producto para que rompa sus cargas y formen coágulos.

El primer proceso que tiene lugar es una puesta en contacto del agua, con un coagulante, (neutralización de cargas eléctricas del coloide seguida de una agitación rápida) incrementándose así la tendencia de las pequeñas partículas a agregarse unas a otras y a las superficies.


(IV).- Coagulación-Floculación:

Como la coagulación es un proceso lento, ya que los flóculos que se forman muchas veces sedimentan despacio y otros se rompen como consecuencia de fuerzas hidráulicas, etc., la segunda parte del proceso que tiene lugar es:

La floculación, cuyo objeto es promover la formación de partículas y agregados de mayor tamaño (proceso favorecido con agitación lenta)Finalidad: que los flóculos formados puedan ser eficientemente separados en los siguientes procesos de tratamiento (sedimentación, flotación, filtración).

Se utiliza un reactivo conocido como floculante. Los floculantes son compuestos que ayudan a la formación de flóculos de características adecuadas como son que sedimenten rápido, y resistentes a la fragmentación.


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(IV).- Coagulación-Floculación:

Fotomicrografía de un flóculo de alumbre con y sin coadyuvante polielectrolítico


(V).- Sedimentación (Decantación):

Consiste en proporcionar al agua el tiempo de retención para que bajo la acción de la gravedad, la mayor parte de las materias en suspensión contenidas en el agua sedimenten; tanto las que existen ya en el agua bruta como las que se forman en el proceso de la coagulación-floculación.


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Fundamentalmente, las instalaciones de decantación están formadas por:

– Decantadores de recirculación de fangos.

– Decantadores dinámicos: (de manto de fangos y manto pulsante)

– Decantadores lamelares



DECANTADORES DE RECIRCULACIÓN

Presentan cuatro zonas:

-mecla primaria (reacción)-mezcla secundaria (mezcla lenta y

floculación)-manto de lodos-agua clarificada.

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DECANTADORES DINÁMICOS:MANTO DE LODOS

-En este tipo de unidades la aglomeraciónde las partículas desestabilizadas esfunción de su concentración en el aguabruta.-El contacto entre las partículas se consigue por medio de una agitación lenta. -El manto de fangos acumulado en el fondo del decantador se descarga progresivamente en el concentrador por medio de una rasqueta que es accionada por un puente rotativo que recorre la superficie del decantador.



DECANTADORES DINÁMICOS:MANTO PULSANTE

- El agua entra a la zona de decantación a travésdel lecho de fangos, de forma intermitentemediante pulsaciones conseguidas por el vacíocreado en una campana central. - Estas descargas intermitentes de agua, producen una agitación en el interior del decantador que permite el contacto entre laspartículas coaguladas, aumentando así el tamañoy volumen de estas, para formar una masa de lodos llamada “manto de lodos”.- El manto de lodos va alcanzando altura llegandoal nivel del vertedero de los concentradores de lodos y descargando el exceso .

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DECANTADORES LAMELARES:Basados en el efecto del planoinclinado, logrado al introducir unaserie de placas inclinadas, (lamelas) mejorando el rendimiento de la sedimentación

(VI).- Filtración:

Se fundamenta en el proceso de retención que provoca la interposición de un medio poroso (arena, carbón, vidrio, cerámicas porosas) al paso de líquido. Los sólidos quedan retenidos en la superficie o en el interior del medio poroso, según donde se realice el proceso de filtración. Es un proceso complementario que aumenta la eficacia de la coagulación-floculación.

-Los filtros pueden ser abiertos o cerrados-El lavado se realiza en contracorriente con reflujos de agua y aire.-La filtración puede ser rápida o lenta dependiendo del material filtrante-Los filtros pueden estar compuestos por una o varias capas del mismo o

diferente material.


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(VI).- Filtración:

Filtro abierto Filtro cerrado


(VI).- Filtración:MATERIALES:Suelen utilizarse filtros de arena, de carbón activo, de grava y de antracita o mixtos de varios materiales.

-Los filtros de arena, grava y antracita tienen como misión fundamental ayudar a la clarificación del agua tras un proceso de coagulación-floculación. (Retener las partículas que no sedimenten en los decantadores).

-Los filtros de carbón activo tienen como misión fundamental la eliminación de subproductos que se han formado durante el proceso de desinfección o la eliminación de otros componentes que trae el agua como son el hierro y el manganeso y sustancias que proporcionancolor u olor.


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(VI).- Filtración:LAVADO DE FILTROS:

·Los filtros deben lavarse cada determinado número de usos, generalmente suelen “avisar” cuando están colmatados;

-En el caso de filtros abiertos un sensor de nivel activa la señal de lavado al detectar que aumenta el nivel en los mismos.

-En el caso de filtros cerrados, un manómetro activa la señal de lavado tras detectar que la presión interior aumenta.

·Etapas:-Limpieza y desinfección: Introducción de agua tratada y aire a presión por la parte inferior con objeto de remover el lecho de arena.-Vaciado de agua sucia-Introducción de agua limpia -Asentamiento forzando la filtración pero evacuando el agua


(VII).-Postdesinfección:

·La desinfección consiste en la eliminación o inactivación de los contaminantes microbianos presentes en el agua, además de servir como protección ante futuras contaminaciones.·Puede realizarse utilizando diferentes compuestos entre los que destacan:

Cloro: cloro gas o hipoclorito (sódico o cálcico)Radiación ultravioletaDióxido de cloroOzonoOtros: Bromo, yodo, permanganato, fluor,…

·La legislación especifica claramente que “las aguas potables de consumo público deberán contener a lo largo de toda la red de distribución del sistema de abastecimiento, y en todo momento cloro libre o combinado, u otros agentes desinfectantes en las concentraciones que determine la Autoridad Sanitaria”.


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La eficacia de la desinfección dependerá principalmente de:

-El tipo y concentración de los microorganismos que deben destruirse

- El tipo y concentración del desinfectante

-El tiempo de contacto establecido

-Características químicas del agua a tratar: temperatura, pH

-Sustancias competidoras presentes en el momento de la adición del desinfectante. (COT)

-Dilución del desinfectante en el medio




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(VIII).-Remineralización/ Descalcificación:

•Objeto: Ajuste de las condiciones de Dureza, pH y alcalinidad para que el agua adquiera las propiedades idóneas para el consumo.

•El índice de Langelier es el parámetro que mide el grado de saturación de cal que tiene el agua. Mediante su medida, determinamos si un agua es agresiva, incrustante o neutra y por tanto que tipo de tratamiento es necesario realizar.

Indice de Langelier < 0 → Agua agresiva → Tratamiento necesario de Remineralización.

Indice de Langelier > 0 → Agua incrustante → Tratamiento necesario de descalcificación.


8.Almacenamiento y Distribución

Depósitos de Almacenamiento

Red de distribución

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8.Almacenamiento y Distribución• Depósitos de almacenamiento:

-La entidad responsable de la construcción del depósito instalará las medidas de protección y señalización, y el gestor mantendrá vigentes estas medidas

-Si se usan cisternas, su gestor deberá solicitar la autorización para darse de alta en tal actividad.

-Vigilancia de la situación de la estructura, elementos de cierre, canalizacionese instalaciones en general.

-Limpieza periódica de los mismos (obligatorio desde la actualización Programa de Vigilancia Sanitaria de Aragón)


• Distribución de agua a la población:

La red de distribución en sí está formada por:* Depósitos de distribución

* Bombeos

* Recloraciones

* Puntos de Control de red

- Cloro

- Presión

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-La red será mallada en la medida de lo posible, con mecanismos de cierre por sectores y sistemas de purga por sectores.

-Lavado/desinfección de la red antes de la puesta en funcionamento o trasreparación

-Debe existir un programa de purga periódica de finales de redes.



Ejemplos de tipos de redes:

Red ramificada con depósito de cola Red mallada con depósito de cola

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9.Criterios de Calidad del Agua Potable

Control Analítico del Agua Potable

Laboratorios. SINAC

Control analítico del Agua Potable:


AGUA NO APTA

AGUA APTA

AGUA APTA CON INCUMPLIMENTO

Determinación analítica

Cumplimento de los valores

paramétricos

Incumplimentode valores

paramétricos

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Control analítico del Agua Potable: R.D. 140/2003


Administración sanitaria autonómica Vigilancia sanitaria

Municipio.Control en grifo del consumidor.

Gestor del abastecimiento.

Autocontrol Análisis de control. Análisis completo. Examen organoléptico.

Responsable Tipo de análisis

9.1 AUTOCONTROL


Análisis organolépticos

Análisis de control

Análisis completos

√√ Caracteres organolépticos√ Caracteres fisico-químicos√ Compuestos no deseables√ Sustancias tóxicas√ Radioactividad√ Parámetros microbiológicos

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9.1 AUTOCONTROL


EXAMEN ORGANOLÉPTICO

En todas las zonas de abastecimiento, además de la programación de los análisis de control y completos, cuando no se realiza ninguno de ellos se realizarán al menos dos análisis organolépticos por semana.

Se realiza la valoración de las características organolépticas del agua sin la necesidad de instrumentación

Consisten en la estimación de la presencia de los parámetros color, olor, sabor y turbidez





Análisis completos


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9.1 AUTOCONTROL


ANÁLISIS DE CONTROL:

Tiene como fin el control de la calidad organoléptica y microbiológica del agua, así como la efectividad del tratamiento.

Se pueden estudiar los siguientes parámetros:Color

Olor

Sabor

Turbidez

Conductividad

pH

Amonio

Cloro libre residual

Cloro combinado

Aluminio

Recuento de colonias a 22ºC

Bacterias coliformes

Escherichia coli

Clostridium perfringens





Análisis completos


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9.1 AUTOCONTROL


ANÁLISIS COMPLETO

Tiene por objeto facilitar al gestor y a la autoridad sanitaria la información para determinar si el agua de consumo humano distribuida, respeta o no los niveles establecidos en la legislación.

Para ello se determinarán TODOS los parámetros del Anexo I del Real Decreto 140/2003 y los que la autoridad sanitaria considere oportunos para salvaguardar la salud de la población abastecida

En total se determinan 87 parámetros

9.2 CONTROL EN GRIFO DEL CONSUMIDOR


Se realiza en el mismo grifo del consumidor y permite generalmente identificar posibles problemas de las redes interiores de los edificios y viviendas.

Se estudian los siguientes parámetros: Olor, sabor, color, turbidez, conductividad, pH, amonio, bacterias coliformes, Escherichia coli, cloro libre residual y/o cloro combinado residual y metales (cobre, plomo, níquel, hierro etc.) sólo en caso de que se sospeche que los materiales de los elementos de la instalación interior puedan aportar los mismos al agua.

Esta determinación corresponde a los municipios.

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LABORATORIOS: Requisitos

Para poder realizar las determinaciones analíticas establecidas en el R.D. 140/2003 deberá implantar un sistema de aseguramiento de la calidad y validarloante una unidad externa de control de calidad, que realizará periódicamente una auditoria. Debe poseer:

Certificación por la UNE-EN ISO 9001 si analizan menos de 5.000 muestras al año.

Acreditación UNE-EN ISO/IEC 17025 para los parámetros que señala el anexo I del Real Decreto 140/2003 con las especificaciones de su anexo IV si el laboratorio analiza más de 5.000 muestras al año.


SINAC: Sistema de Información Nacional de Agua de Consumo Humano

Sistema desarrollado por el Ministerio de Sanidad y Consumo que permite al consumidor disponer de información sobre:

Zonas de abastecimiento

Origen del agua y tratamiento aplicado (filtración, desinfeción..)

Calidad del agua. Tipo de análisis, resultados de aptitud.

Los últimos análisis del agua en los que se detalla si cumplen o no con los límites establecidos en la legislación (valores paramétricos)


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SINAC: Sistema de Información Nacional de Agua de Consumo Humano

Según el tipo de parámetro o grado de incumplimiento, en la ficha con los resultados de aptitud en el acceso al ciudadano del SINAC, puede aparecer información adicional sobre medidas sanitarias que deben adoptarse en cada situación, origen de la contaminación y otras indicaciones de la autoridad sanitaria.


http://sinac.msc.es

para cuidar a las personasCuidamos el agua FIN

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