Regresar

Comisin Nacional del Agua

MANUAL DE AGUA POTABLE, ALCANTARILLADO Y SANEAMIENTO

GUA PARA EL MANEJO, ESTABILIZACIN Y DISPOSICIN DE LODOS QUIMICOS

Diciembre de 2007

www.cna.gob.mx

Bsqueda por palabra

Regresar

ADVERTENCIA

Se autoriza la reproduccin sin alteraciones del material contenido en esta obra, sin fines de lucro y citando la fuente. Esta publicacin forma parte de los productos generados por la Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento, cuyo cuidado editorial estuvo a cargo de la Gerencia de Cuencas Transfronterizas de la Comisin Nacional del Agua.

Manual de Agua Potable, Alcantarillado y Saneamiento.Edicin 2007 ISBN: 978-968-817-880-5 Autor: Comisin Nacional del Agua Insurgentes Sur No. 2416 Col. Copilco El Bajo C.P. 04340, Coyoacn, Mxico, D.F. Tel. (55) 5174-4000 www.cna.gob.mx Editor: Secretara de Medio Ambiente y Recursos Naturales Boulevard Adolfo Ruiz Cortines No. 4209 Col. Jardines de la Montaa, C.P 14210, Tlalpan, Mxico, D.F.

Impreso en Mxico Distribucin gratuita. Prohibida su venta.

Bsqueda por palabra

Regresar

Comisin Nacional del AguaIng. Jos Luis Luege Tamargo Director General Ing. Marco Antonio Velzquez Holgun Coordinador de Asesores de la Direccin General Ing. Ral Alberto Navarro Garza Subdirector General de Administracin Lic. Roberto Anaya Moreno Subdirector General de Administracin del Agua Ing. Jos Ramn Ardavn Ituarte Subdirector General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento Ing. Sergio Soto Priante Subdirector General de Infraestructura Hidroagrcola Lic. Jess Becerra Pedrote Subdirector General Jurdico Ing. Jos Antonio Rodrguez Tirado Subdirector General de Programacin Dr. Felipe Ignacio Arregun Corts Subdirector General Tcnico Lic. Ren Francisco Bolio Halloran Coordinador General de Atencin de Emergencias y Consejos de Cuenca M.C.C. Heidi Storsberg Montes Coordinadora General de Atencin Institucional, Comunicacin y Cultura del Agua Lic. Mario Alberto Rodrguez Prez Coordinador General de Revisin y Liquidacin Fiscal Dr. Michel Rosengaus Moshinsky Coordinador General del Servicio Meteorolgico Nacional C. Rafael Reyes Guerra Titular del rgano Interno de Control Responsable de la publicacin: Subdireccin General de Agua Potable, Drenaje y Saneamiento Coordinador a cargo del proyecto: Ing. Eduardo Martnez Oliver Subgerente de Normalizacin La Comisin Nacional del Agua contrat la Edicin 2007 de los Manuales con el INSTITUTO MEXICANO DE TECNOLOGA DEL AGUA segn convenio CNA-IMTA-SGT-GINT-001-2007 (Proyecto HC0758.3) del 2 de julio de 2007 Participaron: Dr. Velitchko G. Tzatchkov M. I. Ignacio A. Caldio Villagmez

Bsqueda por palabra

Regresar

CONTENIDO Pgina 1. INTRODUCCIN ....................................................................................................1 1.1. ANTECEDENTES ................................................................................................1 1.2. TIPOS DE PLANTAS POTABILIZADORAS .........................................................1 1.3. PROCESOS UNITARIOS DE LAS PLANTAS POTABILIZADORAS EN MXICO ....................................................................................................................................2 1.3.1. Plantas de Clarificacin .....................................................................................2 1.3.2. Plantas de Ablandamiento.................................................................................3 1.3.3. Plantas Desferrizadoras ....................................................................................3 1.4. TIPOS DE RESIDUOS GENERADOS .................................................................3 1.4.1. Plantas de Clarificacin .....................................................................................3 1.4.2. Plantas de Ablandamiento.................................................................................5 1.4.3. Plantas Desferrizadoras ....................................................................................5 1.4.4. Otros Tipos de Residuos ...................................................................................7 1.5. ALCANCE DE LA GUA .......................................................................................7 2. LEGISLACIN APLICABLE ..................................................................................9 2.1. DISPOSICIN A UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO .....................................9 2.2. DISPOSICIN A UN CUERPO DE AGUA .........................................................10 2.3. DISPOSICIN EN EL SUELO ...........................................................................12 2.4. DISPOSICIONES EN MATERIA DE IMPACTO AMBIENTAL............................13 3. MANEJO DEL AGUA DE RETROLAVADO DE FILTROS...................................15 3.1. OBJETIVO DEL MANEJO..................................................................................15 3.2. CALIDAD Y CANTIDAD DEL AGUA PRODUCIDA............................................15 3.3. TIPO Y CAPACIDAD DEL PROCESO DE TRATAMIENTO NECESARIO ........16 3.4. OPCIONES DE TRATAMIENTO........................................................................17 3.5. TANQUE O LAGUNA DE SEDIMENTACIN ....................................................17 3.6. UNIDAD DE TRATAMIENTO .............................................................................18 3.7. RECIRCULACIN DEL AGUA DE RETROLAVADO SIN TRATAMIENTO ....... 19 4. REDUCCIN DE VOLUMEN DE LOS LODOS....................................................20 4.1. RAZN DE LA REDUCCIN DE VOLUMEN ....................................................20 4.2. TIPOS DE LODOS .............................................................................................20 4.2.1. Lodos de Plantas de Clarificacin ...................................................................20 4.2.2. Lodos de Plantas de Ablandamiento ...............................................................21 4.2.3. Lodos de Plantas Desferrizadoras ..................................................................21 4.3. CANTIDAD DE LODOS GENERADOS..............................................................21 4.3.1. Plantas de Clarificacin ...................................................................................21 4.3.2. Plantas de Ablandamiento...............................................................................24 4.3.3. Plantas de Remocin de Fierro y Manganeso.................................................24 4.4. VOLUMEN DE LOS LODOS ..............................................................................25 4.5. CARACTERSTICAS DE LOS LODOS ..............................................................26 4.6. ESPESADO DE LODOS ....................................................................................27 4.6.1. Tanques Espesadores.....................................................................................27 4.6.2. Lagunas para espesamiento ...........................................................................28 4.7. ACONDICIONAMIENTO DEL LODO .................................................................29 4.8. DESAGUADO DE LODO ...................................................................................34 4.8.1. Mtodos Naturales ..........................................................................................35 i

Bsqueda por palabra

Regresar

4.8.2. Mtodos Mecnicos ........................................................................................47 5. DISPOSICIN FINAL DEL LODO........................................................................78 5.1. DESCARGA DIRECTA A CUERPOS RECEPTORES .......................................78 5.2. DESCARGA AL SISTEMA DE ALCANTARILLADO ..........................................79 5.3. DISPOSICIN EN UN RELLENO SANITARIO..................................................81 5.3.1. Relleno por Trincheras ....................................................................................81 5.3.2. Relleno por rea .............................................................................................83 5.3.3. Consideraciones Ambientales .........................................................................83 5.4. APLICACIN AL TERRENO..............................................................................84 5.5. RECUPERACIN DE SUBPRODUCTOS .........................................................85 5.5.1. Recuperacin de coagulantes .........................................................................85 5.5.2. Recuperacin de cal........................................................................................87 6. EJEMPLO DE DISEO.........................................................................................88 6.1. EJEMPLO 1........................................................................................................88 6.1.1. Datos de la Planta ...........................................................................................88 6.1.2. Tren de Procesos ............................................................................................89 6.1.3. Dimensionamiento de las Unidades ................................................................89 6.1.4. Manejo del lodo ...............................................................................................94 6.2. EJEMPLO 2........................................................................................................97 6.2.1. Datos de la Planta ...........................................................................................98 6.2.2. Dimensionamiento de las Unidades ................................................................98 6.2.3. Manejo del lodo .............................................................................................102 6.2.4. Balance de masa de la planta incluyendo la recirculacin y el tratamiento de Iodos .......................................................................................................................104 6.2.5. Diagrama de flujo de la planta.......................................................................105 ANEXO 1.................................................................................................................106 1. PRUEBAS FISICAS DE LOS LODOS................................................................106 1.1. PRUEBA DE LA RESISTENCIA ESPECFICA ................................................106 1.2. PRUEBA DE LA HOJA DE FILTRO ................................................................. 109 1.3. TIEMPO DE SUCCIN CAPILAR ....................................................................111 1.4. PRUEBA DE LQUIDOS MEDIANTE EL FILTRO PARA PINTURA................. 111 1.4.1. Descripcin....................................................................................................111 1.4.2. Equipo y Materiales .......................................................................................112 1.4.3. Procedimiento ...............................................................................................112 ANEXO 2.................................................................................................................114 1. PRUEBAS DE SEDIMENTACIN PARA EL DISEO DE ESPESADORES ....114

ii

Bsqueda por palabra

Regresar

1.INTRODUCCIN 1.1.ANTECEDENTES El manejo de los residuos producidos en el tratamiento para la potabilizacin de las aguas no ha merecido una consideracin adecuada por parte de los diseadores y operadores de plantas potabilizadoras debido a que dichos residuos se han venido disponiendo con relativa facilidad. Las plantas potabilizadoras producen agua de la mejor calidad posible a partir del agua cruda disponible. En los procesos que se llevan a cabo en las potabilizadoras se producen residuos. La mayor parte de los residuos de las plantas potabilizadoras en Mxico son Iodos qumicos, los cuales resultan de la adicin y reaccin, en los procesos de potabilizacin del agua, de diferentes compuestos qumicos. Estos Iodos qumicos contienen las impurezas que degradaban la calidad del agua cruda y que se removieron en la planta, y deben por lo tanto, disponerse de una manera que no dae al ambiente. Lo anterior, aunado al hecho de que los reglamentos y normas para la proteccin del ambiente son cada vez ms estrictos y su aplicacin por parte de las autoridades ms completa, hace necesario que los responsables de las plantas potabilizadoras tengan que revalorar los mtodos de tratamiento y disposicin de los Iodos qumicos generados en los procesos. Como respuesta a esa necesidad, la Comisin Nacional del Agua ha preparado esta Gua, la cual pretende orientar a los responsables del diseo y operacin de plantas potabilizadoras, en los diferentes aspectos relacionados con el manejo de los Iodos qumicos producidos en los procesos de potabilizacin de las aguas. La Gua incluye informacin sobre la calidad y cantidad de los Iodos generados, un anlisis de la legislacin aplicable al manejo y disposicin de los Iodos, metodologas y criterios de diseo de los procesos para el manejo de los Iodos, para su tratamiento y para su disposicin, as como ejemplos de aplicacin. 1.2.TIPOS DE PLANTAS POTABILIZADORAS Para fines de manejo de los Iodos qumicos producidos en las plantas potabilizadoras, estas se pueden dividir en cuatro categoras. La primera agrupa a las plantas de clarificacin que coagulan y filtran un agua superficial para remover turbiedad, color, bacterias, algas, y algunos compuestos orgnicos. Estas plantas generalmente usan sales de aluminio o de fierro para la coagulacin, y como ayuda del proceso utilizan algn tipo de polmero.

1

Bsqueda por palabra

Regresar

La segunda categora de plantas son las de ablandamiento, las cuales reducen el contenido de calcio y magnesio del agua mediante la adicin de cal, hidrxido de sodio o bicarbonato de sodio. La tercera categora agrupa a las plantas que oxidan y filtran un agua, generalmente subterrnea, para la remocin de fierro y manganeso. Estas plantas utilizan aeracin y algn agente oxidante fuerte como el permanganato de sodio o el cloro. La mayora de los Iodos producidos en las plantas mencionadas anteriormente son los Iodos provenientes de los tanques de sedimentacin y el agua de lavado de filtros. La cuarta categora incluye a las plantas que utilizan procesos como intercambio inico, smosis inversa o adsorcin, para remover compuestos especficos como arsnico, nitrato, fluoruro, etc. Estas plantas producen residuos lquidos y/o slidos. 1.3.PROCESOS UNITARIOS DE LAS PLANTAS POTABILIZADORAS EN MXICO Los procesos unitarios ms usados en las plantas potabilizadoras en Mxico se describen a continuacin. 1.3.1.Plantas de Clarificacin Estas plantas se pueden dividir en las convencionales y las de filtracin directa. Las convencionales estn constituidas generalmente por las siguientes unidades: Caja de llegada y de distribucin del caudal Mezcla rpida de coagulantes Floculacin Sedimentacin con o sin mdulos de placas Filtracin en medio granular, de uno o dos medios Desinfeccin con cloro Tanque de aguas claras

Las de filtracin directa tienen las siguientes unidades: Caja de llegada y de distribucin del caudal Mezcla rpida de coagulantes, Filtracin en medio granular, de uno o dos medios Desinfeccin con cloro Tanque de aguas claras

2

Bsqueda por palabra

Regresar

1.3.2.Plantas de Ablandamiento Dentro de estas plantas se consideran las de ablandamiento y las de ablandamiento y clarificacin. Estas plantas normalmente se integran de: Caja de llegada y de distribucin del caudal Mezcla rpida de coagulantes Floculacin mecnica, y sedimentacin con o sin mdulos de placas, o Clarifloculacin en una sola unidad, generalmente de manto de Iodos Algn medio de estabilizacin del pH Filtracin en medio granular, de uno o dos medios Desinfeccin con cloro Tanque de aguas claras

1.3.3.Plantas Desferrizadoras Para la oxidacin del fierro y manganeso, este tipo de plantas utilizan aeracin y/o productos qumicos, y pueden prescindir de la unidad de clarificacin. Las Unidades ms comunes son: Caja de llegada y distribucin del caudal Aeracin Mezcla rpida de coagulantes Sedimentacin con o sin mdulos de placas, y/o Filtracin en medio granular Desinfeccin con cloro Tanque de aguas claras

1.4.TIPOS DE RESIDUOS GENERADOS 1.4.1.Plantas de Clarificacin En el tratamiento del agua por, el proceso de clarificacin, se agregan al agua sales de metales y/o polmeros sintticos para coagular el material suspendido y producir un agua clara apropiada para ser filtrada. En las plantas de clarificacin convencional la mayora de los coagulantes, y las impurezas que remueven, se depositan en el fondo de los tanques de sedimentacin como Iodos. A estos Iodos se les denomina Iodos de sulfato de aluminio, de fierro y/o polimricos, de acuerdo al coagulante primario que se utilice. El resto de los coagulantes y de las impurezas del agua se encuentra en el agua de lavado de los filtros. Ver Figura 1.1.

3

Bsqueda por palabra

Figura 1.1 Procesos generadores de residuos en plantas de coagulacin

Regresar

4

Regresar

En las plantas de clarificacin con el proceso de filtracin directa, solamente se tiene una corriente de residuos, la que proviene del lavado de filtros. Por tanto, los principales residuos producidos en las plantas potabilizadoras, cuyo objetivo es la clarificacin del agua son los siguientes: 1. 2. 3. 4. Lodos de sulfato de aluminio Lodos de fierro Lodos polimricos Agua de lavado de filtros

1.4.2.Plantas de Ablandamiento En las plantas cuyo objetivo es la reduccin de la dureza del agua, los residuos se originan por la precipitacin de las sales insolubles de calcio y magnesio, mediante la adicin de hidrxido de calcio y, en algunos casos, de bicarbonato de sodio. Estos residuos contienen tambin algn coagulante como el sulfato de aluminio, que se aade para mejorar la sedimentacin de las partculas. La principal corriente de residuos se presenta en los Iodos del sedimentador. Otra corriente de residuos la constituye el agua de lavado de los filtros. Ver Figura 1.2. Los residuos principales producidos en este tipo de plantas son: 1. Lodos de ablandamiento 2. Agua de retrolavado de filtros 1.4.3.Plantas Desferrizadoras En este tipo de plantas el objetivo es la reduccin de la concentracin de fierro y manganeso mediante la oxidacin y precipitacin de los compuestos de estos metales. Las corrientes de residuos incluyen los Iodos del sedimentador y el agua de lavado de filtros. Cuando el diseo de la planta no incluye sedimentador, la nica corriente proviene del agua de lavado de los filtros. Como la reaccin de precipitacin utilizada produce hidrxidos de fierro, las corrientes de residuos de este tipo de plantas son similares a las que se tienen en una planta clarificadora que utilice una sal de fierro para la coagulacin. Los residuos ms importantes son: 1. Lodos de fierro y manganeso 2. Agua de lavado de filtros

5

Bsqueda por palabra

Figura 1.2 Procesos generadores de residuos en plantas de ablandamiento

Regresar

6

Regresar

1.4.4.Otros Tipos de Residuos Dependiendo de los procesos de la planta se pueden generar otros tipos de residuos slidos, como pueden ser el carbn activado gastado, la arena con materia orgnica de los filtros lentos, resinas de intercambio inico deterioradas, etc. Estos residuos son: 1. Carbn activado gastado 2. Residuos de filtros lentos de arena 3. Residuos de resinas de intercambio inico 1.5.ALCANCE DE LA GUA Esta gua est encaminada al manejo y disposicin de los Iodos qumicos producidos en plantas potabilizadoras, e incluye a los Iodos de las plantas de clarificacin, ablandamiento y desferrizadoras, producidos en los procesos de sedimentacin y de filtracin, cuyas opciones principales se indican en la Figura 1.3.

7

Bsqueda por palabra

Regresar

Figura 1.3 Opciones para el manejo de lodos

8

Regresar

2.LEGISLACIN APLICABLE En la legislacin mexicana de proteccin al ambiente no existen referencias especficas a los Iodos generados en las plantas potabilizadoras, a diferencia de Iodos producidos en plantas de tratamiento de aguas residuales; sin embargo, en forma general, algunos de los considerando pueden aplicarse al manejo de Iodos de dichas plantas. La legislacin que puede ser aplicable depende del mtodo de disposicin final que se escoja. Las opciones de disposicin final de los Iodos de plantas potabilizadoras son los siguientes: Disposicin a un sistema de alcantarillado Disposicin a un cuerpo de agua Disposicin en un relleno sanitario especfico Disposicin en un relleno sanitario pblico Disposicin en el sitio como lquido o slido

Las leyes fundamentales que rigen la disposicin de los residuos de las plantas potabilizadoras son: La Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente, que entr en vigor el 1 o de marzo de 1988, el Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos publicado en el Diario Oficial de la Federacin el 25 de noviembre de 1988, la Norma oficial mexicana NOM-CRP-001-ECOL/93 publicada en el Diario Oficial de la Federacin el 22 de octubre de 1993, y la Norma oficial mexicana NOM-CCA-031-ECOL/1993 publicada en el Diario Oficial de la Federacin el 18 de octubre de 1993. La Ley de Aguas Nacionales, publicada en el Diario Oficial de la Federacin el 1o de diciembre de 1992, y el Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales publicado en el Diario Oficial de la Federacin el 12 de enero de 1994. Con respecto al impacto ambiental no existe una reglamentacin especfica al manejo de Iodos, sino que esta es comn para cualquier tipo de obra que tenga efectos en el ambiente, dicha reglamentacin est incluida en el Reglamento de la Ley General de Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente en Materia de Impacto Ambiental, publicado en el Diario Oficial de la Federacin el 7 de junio de 1988. 2.1.DISPOSICIN A UN SISTEMA DE ALCANTARILLADO La descarga de residuos a los sistemas de alcantarillado est regida por la norma oficial mexicana NOM-CCA-031-ECOL/1993. An cuando esta norma no hace referencia especifica a los Iodos de una planta potabilizadora, como la intencin de la norma es la de proteger la infraestructura de recoleccin y tratamiento de aguas residuales de una poblacin, puede ser aplicable a las potabilizadoras si estas se consideran como "industria", o como "servicio", lo cual no es difcil. Las9

Bsqueda por palabra

Regresar

caractersticas que deben cumplir las descargas se presentan en el artculo 5 de la norma que se presenta a continuacin: Artculo 5 Especificaciones 5.1 Las descargas de aguas residuales provenientes de la industria, actividades agroindustriales, de servicios y el tratamiento de aguas residuales a los sistemas de drenaje y alcantarillado urbano o municipal a que se refiere esta norma debe cumplir con las especificaciones que se indican en la Tabla 1. Tabla 1 Parmetros Temperatura (C) pH (unidades de pH) Slidos sedimentables (ml/L) Grasas y aceites (mg/l) Conductividad elctrica (micromhos/cm) Aluminio (mg/L) Arsnico (mg/L) Cadmio (mg/L) Cianuros (mg/L) Cobre (mg/L) Cromo hexavalente (mg/L) Cromo total (mg/L) Fluoruros (mg/L) Mercurio (mg/L) Nquel (mg/L) Plata (mg/L) Plomo (mg/L) Zinc (mg/L) Fenoles (mg/L) Sustancias activas al azul de metileno (mg/L) 2.2.DISPOSICIN A UN CUERPO DE AGUA La disposicin de los .lodos a un cuerpo de agua est sujeta a varias disposiciones. Las disposiciones de carcter general se encuentran en la Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente y en la Ley de Aguas Nacionales. La primera establece en el artculo 120 lo siguiente: Artculo 120 Para evitar la contaminacin del agua, quedan sujetos a regulacin federal o local:10

Lmites mximos permisibles Promedio diario Instantneo 40 6a9 6a9 5 10 60 100 5,000 8,000 10 20 0.5 1.0 0.5 1.0 1.0 2.0 5 10 0.5 1.0 2.5 5.0 3 6 0.01 0.02 4 8 1.0 2.0 1.0 2.0 6 12 5 10 30 60

Bsqueda por palabra

Regresar

VII. El vertimiento de residuos slidos en cuerpos y corrientes de agua. Por su parte la Ley de Aguas Nacionales establece en el artculo 86 lo siguiente: Artculo 86 "La Comisin" tendr a su cargo: Establecer y vigilar el cumplimiento de las condiciones particulares de descarga que deben satisfacer las aguas residuales que se generen en bienes y zonas de jurisdiccin federal; de aguas vertidas directamente en aguas y bienes nacionales, o en cualquier terreno cuando dichas descargas puedan contaminar el subsuelo o los acuferos; y en los dems casos previstos en la Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente. Promover o realizar las medidas necesarias para evitar que basura, desechos, materiales y sustancias txicas, y Iodos producto de los tratamientos de aguas residuales, contaminen las aguas superficiales o del subsuelo y los bienes que seala el artculo 113; y Las disposiciones de esta Ley se hacen ms especficas en el Reglamento de la Ley de Aguas Nacionales, el cual establece en los artculos 135 y 139 la forma como se controlarn las descargas a los cuerpos receptores. Estas disposiciones se aplican si la descarga al cuerpo receptor se hace en forma lquida. Artculo 135 Las personas fsicas o morales que efecten descargas de aguas residuales a los cuerpos receptores a que se refiere la "Ley", debern: Contar con un permiso de descarga de aguas residuales que les expida "La Comisin", o en su caso, presentar el aviso respectivo a que se refiere la "Ley" y este Reglamento; Tratar las aguas residuales previamente a su vertido a los cuerpos receptores, cuando esto sea necesario para cumplir con las obligaciones establecidas en el permiso de descarga correspondiente. Artculo 139 Los permisos de descarga de aguas residuales contendrn: II. Los parmetros, as como las concentraciones y cargas mximas correspondientes, que determinan las condiciones particulares de descarga del permisionario;

11

Bsqueda por palabra

Regresar

2.3.DISPOSICIN EN EL SUELO Por disposicin al suelo se entiende la disposicin de los Iodos en un relleno sanitario especfico o pblico, o la disposicin en el sitio de la planta ya sea en una laguna como lquido, o en el suelo como slido. Las disposiciones de carcter general se encuentran en la Ley General del Equilibrio Ecolgico y 1a Proteccin al Ambiente y en la Ley de Aguas Nacionales. La Ley General del Equilibrio Ecolgico establece en los artculos 136 y 139 los siguientes: Artculo 136 Los residuos que se acumulen o puedan acumularse y se depositen o infiltren en los suelos debern reunir las condiciones necesarias para prevenir o evitar: I. La contaminacin del suelo; II. Las alteraciones nocivas en el proceso biolgico de los suelos; III. Las alteraciones en el suelo que alteren su aprovechamiento, uso o explotacin; y IV. Riesgos y problemas de salud. Artculo 139 Toda descarga, depsito o infiltracin de sustancias o materiales contaminantes en los suelos se sujetar a lo que disponga esta Ley, sus disposiciones reglamentarias y las normas tcnicas ecolgicas que para tal efecto se expidan. Esta Ley establece un control sobre la descarga de los Iodos de las plantas potabilizadoras, sin embargo no existen en los reglamentos de la ley, ni en las normas ecolgicas, las regulaciones a que hacen mencin los artculos para el caso de Iodos de plantas potabilizadoras. Tambin los operadores de un relleno sanitario puede solicitar la comprobacin de que los residuos no son peligrosos cuando se pretenda depositarlos en dicho relleno. Como los Iodos generados pueden ser peligrosos, es conveniente considerar la reglamentacin al respecto. Esta est contenida en el Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente en Materia de Residuos Peligrosos y en las normas correspondientes. El Artculo 4 del reglamento especifica que: Artculo 4 Compete a la Secretara:12

Bsqueda por palabra

Regresar

I. Determinar y publicar en el Diario Oficial de la Federacin los listados de residuos peligrosos, as como sus actualizaciones, en los trminos de la Ley; Como los Iodos de plantas potabilizadoras no estn incluidos en los listados a que hace referencia el artculo del reglamento, estos no se consideran peligrosos. Sin embargo, si existe la sospecha, en cualquier momento la autoridad puede solicitar que se demuestre que los Iodos de una planta potabilizadora en particular no son peligrosos, mediante las pruebas que establece la Norma oficial mexicana NOMCRP-001-ECOL/93. Esta norma establece en el artculo 5.5 lo siguiente: Artculo 5.5 Adems de los residuos peligrosos comprendidos en las Tablas 1 (anexo 2), 2 (anexo 3), y 3 y 4 (anexo 4), se considerarn peligrosos aquellos que presenten una o ms de las siguientes caractersticas: corrosividad, reactividad, explosividad; toxicidad, inflamabilidad y/o biolgico infecciosas; atendiendo a los siguientes criterios: Cuando se pretenda llevar a cabo la disposicin en un relleno sanitario pblico, los operadores de dicho relleno pueden solicitar la comprobacin de que los residuos no son peligrosos, siguiendo la misma metodologa establecida en la norma. La Ley de Aguas Nacionales establece por su parte en el artculo 86, ya mencionado, lo siguiente: Artculo 86 "La Comisin" tendr a su cargo: VI. Promover o realizar las medidas necesarias para evitar que basura, desechos, materiales y sustancias txicas, y Iodos producto de los tratamientos de aguas residuales, contaminen las aguas superficiales o del subsuelo y los bienes que seala el artculo 113; y Esta disposicin no cuenta con normas o reglamentos especficos que normen su aplicacin. 2.4.DISPOSICIONES EN MATERIA DE IMPACTO AMBIENTAL De acuerdo al Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente en Materia de Impacto Ambiental toda obra debe presentar una Manifestacin de Impacto Ambiental.

13

Bsqueda por palabra

Regresar

Esta reglamentacin es aplicable a los proyectos de plantas nuevas incluyendo el manejo de los Iodos. Para las plantas existentes que realicen obras nuevas para el manejo de los Iodos, esta reglamentacin es aplicable en el caso de que estas obras se lleven a cabo fuera de los lmites de la planta potabilizadora, como puede ser un relleno sanitario especfico para la disposicin de los Iodos, o la aplicacin de los mismos al terreno. Los artculos relevantes del citado reglamento son los 4, 5 y 6 los cuales especifican lo siguiente: Artculo 4 En materia de impacto ambiental compete a la Secretara: Autorizar la realizacin de las obras o actividades pblicas o de particulares a que se refieren los artculos 5 y 36 del Reglamento; Artculo 5 Debern contar con previa autorizacin de la Secretara, en materia de impacto ambiental, las personas fsicas o morales que pretendan realizar obras o actividades, pblicas o privadas, que puedan causar desequilibrios ecolgicos o rebasar los lmites y condiciones sealados en los reglamentos y las normas tcnicas ecolgicas emitidas por la Federacin para proteger el ambiente, as como cumplir los requisitos que se les impongan, tratndose de las materias atribuidas a la Federacin por los artculos 5 y 29 de la Ley, particularmente los siguientes: I. Obra pblica federal II. Obras hidrulicas Artculo 6 Para obtener la autorizacin a que se refiere el artculo 5 del Reglamento, el interesado, en forma previa a la realizacin de la obra o actividad de que se trate, deber presentar a la Secretara una manifestacin de impacto ambiental. En el caso de obras o actividades consideradas como altamente riesgosas, adems de lo dispuesto en el prrafo anterior, deber presentarse a la Secretara un estudio de riesgo en los trminos previstos por los ordenamientos que rijan dichas actividades. En atencin a lo anterior, la autoridad puede condicionar la autorizacin para la construccin y operacin de una planta potabilizadora, al manejo y disposicin de los Iodos.

14

Bsqueda por palabra

Regresar

3.MANEJO DEL AGUA DE RETROLAVADO DE FILTROS 3.1.OBJETIVO DEL MANEJO El objetivo del manejo del agua de retrolavado es doble; por una parte, reducir el problema de disposicin del agua y, por la otra, aprovechar lo mas posible el agua misma, ya que el volumen del agua de retrolavado de filtros alcanza generalmente de 2 a 3% del agua producida en una planta potabilizadora. Para lograr esos objetivos debe tomarse en cuenta la calidad y la cantidad del agua producida, la calidad deseada en el agua que se disponga o se recircule, y el tipo y capacidad de los procesos de tratamiento necesarios para lograr los objetivos. 3.2.CALIDAD Y CANTIDAD DEL AGUA PRODUCIDA Para lograr un manejo adecuado del agua de retrolavado de filtros esta se debe manejar en forma separada de los Iodos de los sedimentadores, es decir, sin llegar a mezclarse. La razn estriba en que el agua de retrolavado tiene una concentracin de slidos de 0.01 a 0.05%, mientras que el lodo de un sedimentador tiene una concentracin de 0.5 a 1.5%, por lo que si se mezclan, el agua de retrolavado diluye el lodo de los sedimentadores. Por otra parte el lodo de los sedimentadores contiene microorganismos, quistes de parsitos, compuestos orgnicos y metales pesados, los cuales se han extrado del agua cruda y se han concentrado en el lodo. La calidad del agua de retrolavado depende de la calidad del agua cruda, de la calidad de los productos qumicos que se le adicionan al agua y de los procesos de tratamiento. La calidad tpica de un agua de retrolavado en una planta de clarificacin con sulfato de aluminio como coagulante se presenta a continuacin: Demanda bioqumica de oxgeno, mg/I Demanda qumica de oxgeno, mg/I pH, unidad Slidos suspendidos totales, % Turbiedad, UNT Aluminio disuelto, mg/I Aluminio total, mg/I Manganeso disuelto, mg/l Manganeso total, mg/l Giardia, quiste/l Criptosporidium, quiste/l 2 - 10 30 - 50 6.7 - 7.5 0.01 - 0.05 60 - 400 0.03 - 0.2 30 - 80 0.05 - 0.15 10 - 25 10 - 170 10 - 170

La produccin del agua de retrolavado es una funcin de la calidad del agua cruda que (lega a la planta, del tren de procesos antes de la filtracin, y de la eficiencia de estos ltimos. La produccin de agua ser mayor cuando la calidad del agua que llega al filtro obliga a reducir la carrera de los filtros y a aumentar el nmero de retrolavados.15

Bsqueda por palabra

Regresar

El volumen de agua de retrolavado se puede calcular de la siguiente manera: Vrl = N A (Trl trl + Tls tls) 24/Cf donde: Vrl: N: A: Trl: trl: Tls: tls: Cf: Volumen de retrolavado, m3/da Nmero de filtros rea del filtro, m2 Tasa de retrolavado, m/min Tiempo de retrolavado, min Tasa de lavado superficial, m/min Tiempo de lavado superficial, min Carrera del filtro, hora (1)

La produccin de agua de la planta est dada por: P = N A Tf donde: P: N: A: Tf: Produccin de agua de la planta, m3/da Nmero de filtros rea del filtro, m2 Tasa de filtracin, m/da (2)

Las plantas de filtracin directa producen en general un volumen mayor de agua de retrolavado que las plantas convencionales. La calidad del agua reciclada debe ser igual o mejor que el agua cruda que (lega a la planta, y la calidad del agua descargada debe cumplir con las condiciones particulares de descarga. 3.3.TIPO Y CAPACIDAD DEL PROCESO DE TRATAMIENTO NECESARIO El proceso de tratamiento del agua de retrolavado, para efectos de su recirculacin, es bsicamente el mismo de clarificacin convencional con desinfeccin. La mejor eficiencia en la operacin se logra si el proceso se opera en forma continua. Como los retrolavados no se presentan espaciados uniformemente a lo largo del da, se requiere de un tanque de balance lo suficientemente grande para lograr ese propsito, y del cual se bombee el agua a la unidad de tratamiento con un caudal uniforme. La capacidad de la unidad de tratamiento del agua de retrolavado se debe basar en la capacidad mxima de produccin de agua y en la tasa mxima de reciclaje que puede aceptar la planta. La tasa prctica mxima de reciclaje es de hasta un 15% del caudal de la planta; sin embargo el diseo se debe basar en un tasa de recirculacin de 10%, de manera que las cargas hidrulicas sobre las unidades del proceso no se16

Bsqueda por palabra

Regresar

incrementen significativamente y no haya necesidad de modificar la dosificacin de productos qumicos para tomar en cuenta el gasto adicional de la recirculacin. El lodo producido en la unidad de tratamiento del agua de retrolavado se debe descargar a la unidad de tratamiento de lodo de la planta para su manejo y disposicin final. 3.4.OPCIONES DE TRATAMIENTO Bajo condiciones normales, la materia suspendida en el agua cruda debe estar bien coagulada y floculada antes de la filtracin; y en el lecho del filtro se lleva a cabo una floculacin efectiva adicional. Por lo tanto, el agua de retrolavado de los filtros contiene partculas que sedimentan bastante bien. En base a las buenas caractersticas de sedimentacin del agua de retrolavado se tienen dos opciones bsicas de tratamiento. Estas opciones son: Un tanque o laguna de sedimentacin, seguido por desinfeccin Una unidad de tratamiento que consiste de floculacin, sedimentacin y desinfeccin

En las plantas de ablandamiento se puede realizar la recirculacin directa a la entrada de la planta, siempre y cuando esta recirculacin sea inmediata. 3.5.TANQUE O LAGUNA DE SEDIMENTACIN Este tipo de tratamiento es efectivo, si se cuenta en la planta con espacio suficiente para su construccin y si los intervalos entre los retrolavados estn razonablemente espaciados. El tanque debe tener la capacidad para almacenar el agua de por lo menos 5 retrolavados, o se puede usar una serie de tres o ms tanques, con una capacidad para el volumen de tres o cuatro retrolavados. Los tanques deben tener una forma alargada, con la entrada en un extremo y la salida en el otro extremo, para evitar cortocircuitos. Adicionalmente esta configuracin reduce el efecto de resuspensin del Iodo del fondo por la accin de la entrada del agua al tanque. Esta accin se puede reducir an ms si se construye un disipador de energa en la entrada del tanque. La salida debe disearse de manera que funcione como decantador. El tanque debe tener un salida para drenarlo y un vertedor de demasas. El tanque debe tener tambin una forma de extraer el lodo que se acumule en el fondo del mismo. Finalmente se debe instalar una estacin de bombeo para regresar el agua a la entrada de la planta. Esta estacin debe tener medios para clorar el agua que se recircule a la entrada de la planta. El tanque puede construirse de concreto o de tierra, como una laguna. En este ltimo caso se deben proteger los taludes del efecto del oleaje. En los tanques construidos de tierra se puede dejar una rampa en uno de los taludes para introducir maquinaria para la extraccin del lodo.17

Bsqueda por palabra

Regresar

3.6.UNIDAD DE TRATAMIENTO Cuando no se tenga el espacio suficiente para instalar un tanque o laguna de sedimentacin, o cuando el agua de retrolavado no se sedimente adecuadamente, deber instalarse una unidad de tratamiento que consista de floculacin, sedimentacin y desinfeccin. Para esta unidad se pueden utilizar clarifloculadores de patente o floculadores y sedimentadores convencionales. Los criterios de diseo para esta unidad son: Tiempo de operacin: Reactivos qumicos: Floculador Tiempo de retencin: 20 minutos durante el da, de 8 a 12 horas por da, (sin rebasar 10% del gasto de la planta) la dosis que resulte de pruebas de jarras (Se estima de 30 mg/l de sulfato de aluminio, o 2 mg/I de polmero catinico)

Sedimentador (dependiendo del tipo de unidad) Tiempo de retencin: Carga superficial: Desinfeccin con cloro Dosis: Tiempo de contacto: 1 a 5 mg/l 15 a 30 min 0.5 a 2.0 horas 48 a 144 m/hora

Para trabajar con caudal constante la unidad de tratamiento requiere de un tanque de balance del agua de retrolavado. Este tanque debe tener una capacidad para acomodar los volmenes de retrolavado de 2 a 3 filtros, y un diseo que permita mantener los slidos en suspensin. Esto se logra con un tanque de preferencia circular o cuadrado, con una entrada de agua tangencial al tanque, que produzca un movimiento de vrtice dentro del tanque. El tanque, debe tener una tolva en el fondo para retener la arena que se fugue del filtro, el cual es muy abrasiva para las bombas, y una salida para purgar el tanque. Deber preverse tambin un vertedor de demasas. Las bombas para transferencia del agua a la unidad de tratamiento deben colocarse lo ms cerca posible del centro del tanque para evitar acumulacin de lodo en el mismo. La capacidad de las bombas depende de la frecuencia de lavado de los filtros. De la misma forma la capacidad de la unidad de tratamiento depende la capacidad de las bombas de recirculacin.

18

Bsqueda por palabra

Regresar

La unidad de tratamiento debe localizarse de preferencia a una elevacin mayor que la entrada de la planta de manera que el caudal de recirculacin fluya por gravedad; y no haya necesidad de instalar bombas. 3.7.RECIRCULACIN DEL AGUA DE RETROLAVADO SIN TRATAMIENTO La recirculacin del agua de retrolavado sin tratamiento en plantas de clarificacin no es aconsejable por el peligro de recircular microorganismos, quistes, metales pesados y otros compuestos presentes en las partculas en suspensin. En el caso que se decida recircular el agua de retrolavado sin tratamiento, la recirculacin se debe hacer a una tasa menor al 10% del caudal de la planta para evitar sobrecargas hidrulicas en las unidades del proceso. La corriente de recirculacin debe tambin desinfectarse. En el caso de plantas de ablandamiento o desferrizadoras de agua subterrnea es aconsejable la recirculacin directa a tasas menores al 10% del caudal de la planta, una vez que se haya comprobado que no existe el peligro de recirculacin de metales pesados. Los tanques de balance requeridos para la recirculacin son similares a los mencionados anteriormente.

19

Bsqueda por palabra

Regresar

4.REDUCCIN DE VOLUMEN DE LOS LODOS 4.1.RAZN DE LA REDUCCIN DE VOLUMEN La reduccin del volumen de los Iodos generados en las plantas potabilizadoras es el objetivo principal del tratamiento de los mismos, ya que la reduccin de su volumen facilita las operaciones de transporte y de disposicin final de los Iodos. Los mtodos ms usados para la reduccin del volumen de los Iodos son los siguientes: espesamiento centrifugacin prensado secado en lechos de secado secado en lagunas

4.2.TIPOS DE LODOS Las fuentes de generacin de lodo de las plantas potabilizadoras son: los pre-sedimentadores de las plantas de clarificacin los sedimentadores de las plantas de clarificacin los sedimentadores de las plantas desferrizadoras los reactores clarificadores de las plantas de ablandamiento los sedimentadores de las unidades de tratamiento de agua de retrolavado

Los pre-sedimentadores no se consideran en esta discusin ya que generalmente se consideran cauro parte de las obras de toma de las plantas y no se aplican productos qumicos, por lo que los Iodos se disponen en la misma forma que los productos de la limpieza de los canales y drenes. 4.2.1.Lodos de Plantas de Clarificacin Como ya se mencion con anterioridad, en el proceso de clarificacin del agua se agregan sales de metales y/o polmeros sintticos para coagular el material suspendido y producir un agua clara apropiada para ser filtrada. La mayora de las sustancias coagulantes utilizadas y las impurezas que remueven se depositan en el fondo de los tanques de sedimentacin como Iodos, a los cuales se les denomina lodos de sulfato de aluminio, de fierro y/o polimricos, de acuerdo al coagulante primario que se utilice. Por tanto, los Iodos producidos en las plantas potabilizadoras cuyo objetivo es la clarificacin del agua son los siguientes:20

Bsqueda por palabra

Regresar

Lodos de sulfato de aluminio Lodos de fierro Lodos polimricos

4.2.2.Lodos de Plantas de Ablandamiento En las plantas potabilizadoras de ablandamiento los Iodos se originan por la precipitacin de las sales insolubles de calcio y magnesio, mediante la adicin de hidrxido de calcio y, en algunos casos, bicarbonato de sodio. Estos pueden contener tambin algn coagulante, como el sulfato de aluminio, que se aade para mejorar la sedimentacin de las partculas. Los Iodos de las plantas potabilizadoras de ablandamiento del agua son: Lodos de ablandamiento (precipitados de calcio y magnesio, principalmente)

4.2.3.Lodos de Plantas Desferrizadoras El objetivo de este tipo de plantas es la oxidacin y precipitacin de los compuestos de fierro y manganeso mediante la aeracin o mediante la adicin de compuestos oxidantes. Las corrientes de residuos incluye los Iodos del clarificador y el agua de lavado de filtros. Cuando el diseo de la planta no incluye clarificador la nica corriente proviene del agua de lavado de los filtros. Las corrientes de residuos de este tipo de plantas son similares a las que se tienen en una planta clarificadora que utilice una sal de fierro para la coagulacin. Lodos de fierro y manganeso

4.3.CANTIDAD DE LODOS GENERADOS La cantidad de Iodos producidos en las plantas potabilizadoras depende de la calidad del agua cruda, la dosis de productos qumicos, la eficiencia de remocin de los procesos de tratamiento y del mtodo de remocin de Iodos. Existen tres mtodos principales para estimar las cantidades de todo, aunque ninguno es totalmente exacto y es por tanto necesario usar los tres para hacer una revisin cruzada. Estos mtodos son: clculo de la produccin de Iodos, anlisis del balance de masa de los coagulantes, y medicin en el campo. 4.3.1.Plantas de Clarificacin 4.3.1.1.Clculo de la Produccin de Lodo La cantidad de lodo de sulfato de aluminio o de sales de fierro se puede calcular con bastante precisin considerando las reacciones del sulfato de aluminio o de las sales21

Bsqueda por palabra

Regresar

de fierro en el proceso de coagulacin. Como las mediciones rutinarias de la materia en suspensin se hacen mediante la turbiedad, la contribucin de la turbiedad a los Iodos se calcula utilizando una relacin emprica particular para cada planta. La contribucin de otras fuentes se puede agregar segn se requiera. Cuando se aade sulfato de aluminio al agua, la reaccin se representa tpicamente de acuerdo a la ecuacin simplificada: AI2(S04)3.14H20 + 6HC03 2Al(OH)3 + 6C02 + 14H20 + 3S04 (3)

Cuando se logra el equilibrio, el hidrxido de aluminio ser el producto predominante. Sin embargo, el equilibrio no se logra normalmente y se forma un compuesto complejo polimerizado, que contiene en promedio 3 0 4 molculas de agua unidas al hidrxido de aluminio, el cual precipita. El agua unida al complejo incrementa la cantidad de lodo, aumenta el volumen del lodo y lo hace ms difcil de desaguar, ya que las molculas de agua unidas qumicamente no se pueden remover mediante los mtodos mecnicos normales. La especie resultante de hidrxido de aluminio tiene un peso molecular de 132 y 1 mg/I de sulfato de aluminio agregado al agua producir aproximadamente 0.44 mg/I de slidos inorgnicos de aluminio. Los slidos suspendidos presentes en el agua cruda producen un peso equivalente de slidos en el lodo, ya que no reaccionan. Se puede suponer que otros aditivos, tales como los polmeros o el carbn activado en polvo, producen lodo en la misma cantidad aadida. La cantidad de lodo producido en una planta de coagulacin con sulfato de aluminio para la remocin e turbiedad es por lo tanto: S = 86.4 Q (0.44 Al + SS + A) (4)

donde: S = Iodo producido, kg/da, base seca Q= gasto, m3/seg. Al = dosis de sulfato de aluminio como AI203 al 17.1 %, mg/I SS = slidos suspendidos del agua cruda, mg/I A = productos qumicos adicionales agregados tales como polmero, arcilla carbn activado, mg/l Si se utiliza una sal de fierro como coagulante la ecuacin es: S = 86.4 Q (2.9 Fe + SS + A) (5)

Fe dosis de ion frrico, mg/l. La relacin entre turbiedad y slidos suspendidos se debe determinar para cada agua cruda en particular. Para agua con turbiedad y bajo color la relacin de slidos suspendidos a turbiedad vara de 0.7 a 2.2 veces la turbiedad. Esta relacin puede variar estacionalmente en la misma fuente de abastecimiento. La correlacin se debe obtener mediante muestras semanales. Una vez establecida se debe revisar por lo menos cada mes. Como los slidos considerados se deben remover en la coagulacin y sedimentacin, la determinacin de los slidos suspendidos debe hacerse utilizando papel filtro de 0.45 m. Como en22

Bsqueda por palabra

Regresar

algunas aguas la concentracin de slidos es muy baja (< 5 mg/I) para obtener un valor adecuado se debe tomar muestras de varios litros de agua. Cuando el agua cruda tiene color en cantidades significativas, este puede contribuir a la produccin de Iodos. Sin embargo en la mayora de las aguas el color pasa por los filtros de 0.45 m y no se puede medir en la prueba de slidos suspendidos. Por esta razn la relacin slidos-turbiedad en aguas con color puede llegar a 20, adems, a no ser que la turbiedad y el color varen juntos, no se podr obtener una correlacin entre turbiedad y slidos. 4.3.1.2.Anlisis del Balance de Masa de Coagulante Este mtodo se basa en la conservacin de la masa de coagulante; esto es, lo que se aada en el proceso de coagulacin aparecer en el lodo, en el agua de retrolavado o en el agua tratada. El primer paso es el anlisis del metal (aluminio o fierro) en el coagulante empleado. Como una aproximacin se puede suponer que el sulfato de aluminio tiene una concentracin de 9.1% de aluminio. Como los coagulantes a base de fierro varan mucho, la concentracin de fierro se debe obtener del fabricante. En este mtodo se colectan un nmero de muestras de lodo, agua de retrolavado y agua tratada y se les determina la concentracin del metal (aluminio o fierro). El pH de las muestras se baja a 1 y mantiene durante 10 a 15 minutos. La muestra se filtra y se determina la concentracin del metal. Este mtodo tiende a solubilizar el hidrxido de aluminio pero no solubiliza el aluminio presente en las arcillas. A una segunda muestra alcuota de todo sin acidificar se le determinan los slidos suspendidos. La cantidad de lodo se calcula haciendo un balance de masa del metal del coagulante. Cmac Vac + Cmc Vc = CmI Vi + Cmr1 Vrl + Cmat Vat donde: Cmac = Vac = Cmc = VC = Cml = V,= Cmr1 = Vr, = Cmat = Vat = Concentracin de metal en el agua cruda, mg/I Volumen de agua cruda, m3/da Concentracin de metal en el coagulante, mg/I Volumen de coagulante, m3/da Concentracin de metal en el lodo, mg/I ` Volumen de lodo, m3/da Concentracin de metal en el agua de retrolavado, mg/I Volumen de agua de retrolavado, m3/da Concentracin de metal en el agua tratada, mg/I Volumen de agua tratada, m3/da (6)

De este balance se obtiene el volumen del lodo. La masa de lodo se obtiene de la medicin de los slidos en suspensin en el lodo.

23

Bsqueda por palabra

Regresar

4.3.1.3.Determinacin de Campo Comparado con los otros mtodos, este es probablemente el que resulta ms difcil de obtener resultados precisos, a no ser que la planta potabilizadora tenga equipo de recoleccin continua de lodo con un sistema de monitoreo. Para llevar a cabo una estimacin por el mtodo de campo los tanques de sedimentacin deben limpiarse. Se fija un periodo de tiempo para que el lodo se colecte en los tanques. Se obtienen varias muestras de la seccin transversal de lodo del tanque mediante un tubo de acrlico transparente con una vlvula de pie, en distintos puntos del tanque y se determina la concentracin de slidos suspendidos. Con esta informacin se puede hacer una estimacin de la produccin de lodo de la planta. Sin embargo se recomienda que este mtodo se complemente con cualquiera de los dos mtodos mencionados anteriormente. 4.3.2.Plantas de Ablandamiento. Para plantas de ablandamiento la produccin de Iodos se puede calcular utilizando la siguiente ecuacin: S = 86.4 Q (FCa Ca + FMg Mg + 0.44 Al + 2.9 Fe + SS + A) donde: S Q Ca Mg Fe Al SS A = produccin de lodo, kg/da = gasto, m3/seg. = dureza de calcio como CaC03 removida, mg/I = dureza de magnesio como CaCO3 removida, mg/I = dosis de fierro como Fe, mg/l = dosis de sulfato de aluminio como Al203 al 17.1 %, mg/I = slidos suspendidos del agua cruda, mg/l = otros productos aadidos, mg/I (7)

Valores de los factores Fca y Fmg Producto qumico Cal y carbonato Hidrxido de sodio Dureza carbonatada Fca Fmg 2.0 2.6 1.0 0.6 Dureza no carbonatada Fca Fmg 1.0 1.6 1.0 0.6

4.3.3.Plantas de Remocin de Fierro y Manganeso Los Iodos producidos en las plantas diseadas nicamente para la remocin de fierro son similares, a excepcin hecha de los slidos de la turbiedad, a los producidos en plantas de clarificacin con sales de fierro, ya que en ambas se produce un flculo de hidrxido frrico. Estas plantas incluyen la aeracin y/o la adicin de cloro o permanganato de potasio para la oxidacin del fierro, seguido por la filtracin. El peso seco del lodo producido es una funcin directa del fierro removido:24

Bsqueda por palabra

Regresar

2 Fe + 1/2 O2 + 11 H2O 2 Fe(OH)3 3H2O + 4 H Cada mg/I de Fe removido produce 2.9 mg de slidos.

(8)

De igual manera que en el caso del fierro, el peso seco del lodo producido en la oxidacin de manganeso se puede calcular a partir de: 2 Mn + O2 = 2 MnO2 Cada mg/I de Mn removido produce 1.58 mg de slidos. Los flujos y concentraciones son similares a los obtenidos en los filtros de las plantas con proceso de coagulacin. S= 86.4 q (2.9 Fe + 1.58 Mn + SS +A) donde: S Q Fe Mn SS A (10) (9)

= Iodo producido, kg/da = gasto, m3/seg. = concentracin de Fe removido, mg/I = concentracin de Mn removido, mg/I = slidos suspendidos del agua cruda, mg/I = productos qumicos adicionales agregados tales como polmero, mg/I

4.4.VOLUMEN DE LOS LODOS Los volmenes y la concentracin de slidos en suspensin de los Iodos que salen de los tanques de sedimentacin o clarificadores son una funcin de la calidad del agua cruda, tratamiento y del mtodo de remocin de lodo. Por su parte, los de retrolavado de filtros son funcin de la eficiencia de la coagulacin y sedimentacin, y de la operacin del mismo filtro. Las ecuaciones y procedimientos anteriores permiten la estimacin del peso seco de lodo producido, pero en general no permiten la estimacin de su volumen, dato muy importante para fines de diseo y de operacin de la planta. Los Iodos a los cuales se les permite concentrarse en los tanques, tienden a compactarse y espesarse en el fondo de los mismos, dando lugar generalmente a una estratificacin no bien definida de slidos, con las partculas ms pesadas en el fondo y las ms ligeras en la parte superior. (Esta es una de las razones por las cuales es difcil obtener muestras representativas de lodo de un tanque). Sin embargo, la concentracin real producida depende de la cantidad de agua usada para empujar los slidos hacia afuera del tanque durante la operacin de extraccin. La concentracin de slidos producidos con coagulantes de aluminio o fierro, y para turbiedad de bajas a moderadas, ser de 0.1 a 1.0%. En general, entre ms alta sea la relacin entre la dosis de coagulante y la concentracin de slidos del agua cruda, menor ser la concentracin de slidos y mayor el volumen de lodo. La concentracin de slidos en los Iodos de coagulacin25

Bsqueda por palabra

Regresar

de aguas con alta turbiedad se encuentra en el mbito de 2 a 4%, y ocasionalmente ms alta. Los volmenes de lodo se encuentran entre el 0.1 y 3% del gasto de agua cruda, con un promedio de alrededor de 0.6%. Los Iodos de ablandamiento estn ms concentrados, usualmente como una funcin de la relacin CaCO3/Mg(OH)2 y el tipo de clarificador. Los tanques de sedimentacin convencionales solo producen concentraciones de slidos de 2 a 4%, mientras que los clarificadores de manto de Iodos producen concentraciones de slidos de hasta 15%. Los volmenes de lodo varan en la misma forma, de 0.5 a 5% del gasto total de la planta. 4.5.CARACTERSTICAS DE LOS LODOS Las caractersticas de los Iodos de plantas potabilizadoras varan en funcin de la calidad del agua, del tipo de proceso empleado, del tipo y cantidad de coagulante empleado, y del resto de los compuestos qumicos utilizados para el tratamiento. La caracterizacin de Iodos de sulfato de aluminio puede ubicarse en los siguientes valores de orden: Demanda bioqumica de oxgeno, mg/l Demanda qumica de oxgeno, mg/l pH, unidades Slidos totales, % xido de aluminio, % Slice e inertes, % Materia orgnica, % Aluminio disuelto, mg/l Aluminio total, mg/l Manganeso disuelto, mg/l Manganeso total, mg/l Fierro total, mg/I Fierro disuelto, mg/l Carbn orgnico total, mg/l Giardia, quiste/l Cryptosporidium, quiste/I Un ejemplo de la concentracin de metales en estos Iodos es: Metal Aluminio Bario Cadmio Cobalto Cobre mg/I 850 < 1.0 < 0.01 0.08 0.4526

30 a 300 30 a 5,000 6a8 0.1 a 4 15 a 40 35 a 70 15 a 25 0.024 a 0.450 808.3 a 2,567 1.66 a 7.28 46.5 a 73.9 100 a 222 3.5 a 6.47 22.9 a 245 52.84 a 67.1 26.42 a 38.4

mg/kg, base seca 170,000 16 90

Bsqueda por palabra

Regresar

Cromo Fierro Magnesio Manganeso Plata Plomo Zinc

0.35 33 12 0.34