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


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.


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.


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


5/59

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


6/59

Plano de una pequea instalacin de tratamiento de agua,con tanque mezclador, tanque de decantacin y filtros.


7/59

Esquema Tratamiento de Agua potable Planta Llancahue


8/59

Esquema Tratamiento de Agua potable Planta Cuesta Soto


9/59

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE LA TOMILLA


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.


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.


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.


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


14/59


15/59


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


17/59

FLOCULADOR HIDRULICO DE PANTALLA


18/59


19/59

Floculador Hidrulico de Pantalla flujo vertical


20/59

Floculador Hidrulico de Pantalla flujo vertical por orificios


21/59

FLOCULADOR HELICOIDAL

Tipo Alabama


22/59

Floculador Hidrulico tipo vertical Tipo Cox


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.


24/59


25/59

Floculador Mecnico de Paletas flujo vertical


26/59

Floculador Mecnico de varias paletas flujo vertical


27/59

Floculador Mecnico de varias paletas flujo vertical


28/59

FLOCULADOR MECNICO DE TURBINA


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.


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.


31/59


32/59

DECANTADOR DINAMICO CON DEFLECTORES HORIZONTALESY CON USO DE TABIQUES


33/59

El decantador circular se emplea generalmente con eliminacin mecnicapara los materiales depositados en el fondo, son generalmente de corrientevertical.


34/59

ESQUEMA DE PLANTA COMPACTA CON LODOS FLOTANTES


35/59

PLANTA COMPACTA CON LODOS FLOTANTES


36/59

PLANTA DE TRATAMIENTO COMPACTA CON SUSPENSION DE LODOS

CANALETA DE PLANTA COMPACTA PARA RECOLECCION DE AGUA


37/59

CANALETA DE PLANTA COMPACTA PARA RECOLECCION DE AGUADECANTADA

4 6 FILTROS


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.


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


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


41/59

4 8 1 FILTRO CON FONDO WHEELER


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


43/59


44/59

4 8 2 FILTROS LAVADO CON AGUA O SIMULTNEO Y


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


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


47/59

4.8.4 FILTRO DE PRESION


48/59

DETALLE DE VLVULAS EN FILTRO A PRESION


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


50/59

FILTRO LENTO TECHADO


51/59

FILTRO LENTO ABIENTO


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.


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


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


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


56/59

CLORADOR TIPO DE VACIO

CLORADOR DE REGULACION MANUAL Y ALIMENTACION EN SOLUCION


57/59


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


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.

Documents

Unidad IV- Plantas de tratamiento.pps