Agua para el consumo humano(pgina 2)

2.HISTORIADEL TRATAMIENTO DEAGUA.Los seres humanos han almacenado y distribuidoel aguadurante siglos. En la poca en queel hombreera cazador y recolector el agua utilizada para beber era agua del ro. Cuando se producan asentamientos humanos de manera continuada estos siempre se producen cerca de lagos y ros. Cuando no existen lagos y ros las personas aprovechan losrecursosde aguasubterrneosque se extrae mediante laconstruccinde pozos. Cuando lapoblacinhumana comienza a crecer de manera extensiva, y no existen suficientes recursos disponibles de agua, se necesita buscar otrasfuentesdiferentes de agua.Hace aproximadamente 7000 aos en Jeric, el agua almacenada en los pozos se utilizaba como fuente de recursos de agua, adems se empez a desarrollar lossistemasdetransporteydistribucindel agua. Este transporte se realizaba mediante canales sencillos, excavados en la arena o lasrocasy mas tarde se comenzaran a utilizar tubos huecos. Por ejemplo enEgiptose utilizanrboleshuecos de palmera mientras enChinayJapnutilizan troncos de bamb y mas tarde, se comenz a utilizar cermico,maderay metal. En Persia la gente buscaba recursos subterrneos. El agua pasaba por los agujeros de las rocas a los pozos.Alrededor del ao 3000 a.C., la ciudad de Mohenjo-Daro (Pakistn) utilizaba instalaciones y necesitaba un suministro de agua muy grande. En esta ciudad existanserviciosde bao pblico, instalaciones de agua caliente y baos.En la antiguaGreciael agua de escorrenta, agua de pozos y agua de lluvia eran utilizadas en pocas muy tempranas. Debido al crecimiento de la poblacin se vieron obligados alalmacenamientoy distribucin (mediante la construccin deuna redde distribucin) del agua.El agua utilizada se retiraba mediante sistemas de aguas residuales, a la vez que el agua de lluvia. Los griegos fueron de los primeros en tenerintersen lacalidaddel agua. Ellos utilizaban represas de aireacin para la purificacin del agua.

Residencia para el bao en Mohenjo-Daro, PakistnLos Romanos fueron los mayores arquitectos en construcciones deredesde distribucin de agua que ha existido a lo largo de la historia. Ellos utilizaban recursos de agua subterrnea, ros y agua de escorrenta para su aprovisionamiento. Los romanos construyeron presas para el almacenamiento y retencin artificial del agua. Elsistemade tratamiento por aireacin se utilizaba comomtodode purificacin. El agua de mejor calidad y por lo tanto ms popular era el agua proveniente de las montaas.Los acueductos son los sistemas utilizados para el transporte del agua. A travs de los acueductos el agua fluye por miles de millas. Los sistemas de tuberas en las ciudades utilizancemento, roca, bronce, plata, madera y plomo. Las fuentes de agua se protegan de contaminantes externos.

Acueducto RomanoDespus de la cada delimperio Romano, los acueductos se dejaron de utilizar. Desde el ao 500 al 1500 d.C. hubo pocodesarrolloen relacin con los sistemas de tratamiento del agua. Durante laedad mediase manifestaron gran cantidad deproblemasdehigieneen el agua y los sistemas de distribucin de plomo, porque los residuos y excrementos se vertan directamente a las aguas. La gente que beba estas aguas enfermaba y mora. Para evitarlo se utilizaba agua existente fuera de las ciudades no afectada por lacontaminacin. Esta agua se llevaba a la ciudad mediante los llamados portadores.El primer sistema de suministro deagua potablea una ciudad completa fue construido en Paisley, Escocia, alrededor del ao 1804 por John Gibb. En tres aos se comenz a transportar agua filtrada a la ciudad de Glasgow.En 1806 Paris empieza a funcionar la mayor planta de tratamiento de agua. El agua sedimenta durante 12 horas antes de su filtracin. Los filtros consisten en arena, carbn y su capacidad es de seis horas.En 1827 el ingles James Simpln construye un filtro de arena para la purificacin del agua potable. Hoy en da todava se considera el primer sistema efectivo utilizado con fines desaludpblica.http://www.lenntech.com3.NECESIDAD DEL TRATAMIENTO DEL AGUA.3.1. COMPOSICIN DEL AGUACuando abrimos el grifo de agua potable, agua limpia y de buen sabor fluye por el grifo. Antes el agua debe pasar por varias etapas de purificacin. El agua que es usada para laproduccinde agua potable contiene molculas de agua adems de otras substancias. De echo una de las propiedades esenciales del agua es que puede disolver fcilmente ciertas substancias. El agua que cae ala tierrapor la lluvia disuelve una gran variedad de substancias en el agua, partculas ygasescomo eloxigeno, que puede encontrarse en elaire. Tambin los contaminantes presentes en el aire se disuelven por el agua de lluvia. Cuando el agua de escorrenta fluye por latierratambin disuelve gran cantidad de compuestos como son partculas de arena,materiaorgnica, microorganismos yminerales. El agua que se filtra en elsueloy forma las aguas subterrneas como el agua contenida en acuferos, generalmente tienen una gran cantidad de minerales disueltos, como resultado del contacto con el suelo y las rocas. Las actividades humanas, como son laagriculturay laindustriageneran gran cantidad de contaminantes que luego se descargan a las aguas residuales.3.2. CAPACIDAD DE AUTO PURIFICACIN DEL AGUA.El agua tiene la capacidad de autodepurarse. Los contaminantes son eliminados del agua medianteprocesosbiolgicos. Cuando el agua sedimenta en la tierra o las capas subterrneas se produce la filtracin natural del agua. Los contaminantes se descomponen, o se mantendrn en las capas subterrneas. La capacidad de auto-depuracin del agua no es suficiente para producir agua apta paraconsumohumano. Adems existen gran cantidad de contaminantes introducidos en las aguas debido a las actividades agrcolas o industriales.En 1970 se descubri que las emisiones y descargas de aguas residuales industriales y agrcolas eran las fuentes causantes dela contaminacin. Despus se empezaron a aplicar medidas decontroly prevencin de la contaminacin. Las aguas residuales deben de cumplir con ciertos requerimientos y estndares legales antes de su descarga por esta razn el agua debe de ser tratada antes de su descarga.A pesar de estas medidas el agua generalmente necesita tratarse parapoderser agua apta para consumo humano, y cumplir con las exigencias legales que regulan la materia, desde el punto de vista de estndares fsicos, bacteriolgicos y qumicos. El agua no debera de contener olores o sabores, y debe de ser agua clara y qumicamente estable (ej. sin compuestos corrosivos).El tipo de tratamiento que necesita el agua, depende en gran medida de la composicin y calidad del agua. El tratamiento del agua se basa fundamentalmente en estos dos procesos: eliminacinfsicade partculas slidas, y principalmente minerales y materia orgnica y desinfeccinqumicapara matar los microorganismos existentes en el agua.3.3. SIGNIFICADO DE DESINFECCIN DEL AGUA.La desinfeccin del agua significa la extraccin, desactivacin o eliminacin de los microorganismos patgenos que existen en el agua. La destruccin y/o desactivacin de los microorganismos supone el final de lareproducciny crecimiento de esto microorganismos. Si estos microorganismos no son eliminados el agua no es potable y es susceptible de causarenfermedades. El agua potable no puede contener estos microorganismos.3.4.MEDIOSPARA LA DESINFECCION DEL AGUA.La desinfeccin se logra mediante desinfectantes qumicos y/o fsicos. Estos agentes tambin extraen contaminantes orgnicos del agua, que son nutrientes o cobijo para los microorganismos. Los desinfectantes no solo deben matar a los microorganismos sino que deben adems tener un efecto residual, que significa que se mantienen como agentesactivosen el agua despus de la desinfeccin para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberas provocando la recontaminacin del agua.Compuestos qumicos para la desinfeccin del agua:- Cloro (Cl)- Dixido de Cloro (ClO2)- Hipoclorito (OCl-)- Ozono (O3)- Halgenos: Bromo (Br2), Iodo (I)- Cloruro de Bromo (BrCl)-Metales:cobre(Cu2+), plata (Ag+)- Permanganato potasico (KMnO4)- Fenoles- Alcoholes- Jabones y detergentes- Sales de amonio- Peroxido de Hidrogeno- Distintascidosy basesCompuestos fsicos para la desinfeccin del agua:-LuzUltravioleta (UV)-Radiacinelectrnica- Rayos Gamma- Sonido- Calor3.5.FUNCINDE LA DESINFECCINLa inactivacin qumica de los contaminantes microbiolgicos en agua natural o no tratada es normalmenteuno de los pasos finales de la purificacin para la reduccin d microorganismos patgenos en el agua. La combinacin de diferentes pasos para la purificacin del agua (oxidacin, coagulacin, sedimentacin, desinfeccin, filtracin) se utiliza para la produccin de agua potable y segura para la salud. Como medidaadicional en muchasplantasde tratamiento utilizan un mtodo secundario de desinfeccin del agua, para evitar y proteger las aguas de la contaminacin biolgica que se pudiera producir en laredde distribucin. Normalmente se utilizan un tipo de desinfectante diferente al que se utilizo en elprocesode purificacin durante etapas previas. El tratamiento secundario de desinfeccin asegura que lasbacteriasno se multiplican en el sistema de distribucin del agua. Esto es necesario porque las bacterias pueden permanecer en el sistema y en el agua a pesar de un tratamiento primario de desinfeccin, o pueden aparecer posteriormente durante procesos de retrolavado o por mezcla de aguas contaminadas (ej. por inclusin de bacterias en las procedentes de aguas subterrneas que se introducen debido a grietas en el sistema de tuberas o distribucin).3.6. MECANISMO DE DESINFECCINLa desinfeccin normalmente provoca lacorrosinde la pared celular de los microorganismos, o cambios en la permeabilidad dela clula, cambios en la actividad de protoplasma celular o actividad encimatica (debido alcambioestructural de las encimas). Estos problemas en laclulaevitan la multiplicacin de los microorganismos. Los desinfectantes tambin provocan la oxidacin y destruccin de la materia orgnica que son generalmente nutrientes y fuente dealimentacinde los microorganismos.http://www.Monografias.comCaptulo IITRATAMIENTO DE AGUA POTABLE1. TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.1.1. PRINCIPALESOPERACIONESUNITARIAS EMPLEADAS EN ELTRATAMIENTO DEL AGUA.Los principales procesos de transferencia utilizados en el tratamiento del agua para consumo humano son los siguientes: Transferencia de slidos. Transferencia de iones. Transferencia de gases. Transferencia molecular o de nutrientes.1. TRANSFERENCIA DE SLIDOS.Se consideran en esta clasificacin los procesos de cribado, sedimentacin, flotacin y filtracin.A.Cribado o cernido:Consiste en hacer pasar el agua a travs de rejas o tamices, los cuales retienen los slidos de tamao mayor a la separacin de las barras, como ramas, palos y todaclasede residuos slidos. Tambin est considerado en esta clasificacin el microcernido, que consiste bsicamente en triturar las algas reduciendo su tamao para que puedan ser removidas mediante sedimentacin.B. Sedimentacin:Consiste en promover condiciones de reposo en el agua, para remover, mediante lafuerzagravitacional, las partculas en suspensin ms densas.Este proceso se realiza en los desarenadores, presedimentadores, sedimentadotes y decantadores; en estos ltimos, con el auxilio de la coagulacin.C. Flotacin:Elobjetivode este proceso es promover condiciones de reposo, para que los slidos cuyadensidades menor que la del agua asciendan a la superficie de la unidad de donde son retirados por desnatado. Para mejorar laeficienciadel proceso, se emplean agentes de flotacin.Mediante este proceso se remueven especialmentegrasas, aceites, turbiedad ycolor. Los agentes de flotacin empleados son sustancias espumantes y microburbujas de aire.D. Filtracin:Consiste en hacer pasar el agua a travs de un medio poroso, normalmente de arena, en el cual actan una serie de mecanismos de remocin cuya eficiencia depende de las caractersticas de la suspensin (agua ms partculas) y del medio poroso.Este proceso se utiliza como nico tratamiento cuando las aguas son muy claras o como proceso final de pulimento en el caso de aguas turbias.Los medios porosos utilizados adems de la arena, que es el ms comn son la antracita, el granate, la magnetita, el carbn activado, la cscara de arroz, la cscara de coco quemada y molida y tambin el pelo de coco en el caso de los filtros rpidos. En los filtros lentos lo ms efectivo es usar exclusivamente arena; no es recomendable el uso dematerialesputrescibles.1.1.2. TRANSFERENCIA DE IONES.La transferencia de iones se efecta mediante procesos de coagulacin, precipitacin qumica, absorcin e intercambio inico.A.Coagulacin qumica:La coagulacin qumica consiste en adicionar al agua una sustancia que tiene propiedades coagulantes, la cual transfiere sus iones a la sustancia que se desea remover, lo que neutraliza la carga elctrica de los coloides para favorecer la formacin de flculos de mayor tamao y peso.Los coagulantes ms efectivos son las sales trivalentes dealuminioy fierro.Las condiciones depHy alcalinidad del agua influyen en la eficiencia de la coagulacin. Este proceso se utiliza principalmente para remover la turbiedad y el color.B.Precipitacin qumica:La precipitacin qumica consiste en adicionar al agua una sustancia qumica soluble cuyos iones reaccionan con los de la sustancia que se desea remover, formando un precipitado. Tal es el caso de la remocin dehierroy de dureza carbonatada (ablandamiento), mediante la adicin de cal.C.Intercambio inico:Como su nombre lo indica, este proceso consiste en un intercambio de iones entre la sustancia que desea remover y un medio slido a travs del cual se hace pasar el flujo de agua. Este es el caso del ablandamiento del agua mediante resinas, en el cual se realiza un intercambio de iones de cal y magnesio por iones de sodio, al pasar el agua a travs de un medio poroso constituido por zeolitas de sodio. Cuando la resina se satura de iones de calcio y magnesio, se regenera introducindola en un recipiente con una solucin saturada de sal.D.Absorcin:La absorcin consiste en la remocin de iones y molculas presentes en la solucin, concentrndolos en la superficie de un medio adsorbente, mediante laaccinde las fuerzas de interfaz. Este proceso se aplica en la remocin de olores y sabores, mediante la aplicacin de carbn activado en polvo.1.1.3. TRANSFERENCIA DE GASES.Consiste en cambiar la concentracin de ungasque se encuentra incorporado en el agua mediante procesos de aereacin, desinfeccin y recarbonatacin.A.Aireacin:La aireacin se efecta mediante cadas de agua en escaleras, cascadas, chorros y tambin aplicando el gas a la masa de agua mediante aspersin o burbujeo.Se usa en la remocin de hierro y manganeso, as como tambin de anhdrido carbnico, cido sulfhdrico y sustancias voltiles, para controlar la corrosin y olores.B.Desinfeccin:Consiste en la aplicacin principalmente de gas cloro y ozono al agua tratada.C.Recarbonatacin:Consiste en la aplicacin de anhdrido carbnico para bajar el pH del agua, normalmente despus del ablandamiento.1.1.4. TRANSFERENCIA MOLECULAR.En el proceso de purificacin natural del agua. Las bacterias saprofitas degradan la materia orgnica y transforman sustancias complejas en material celular vivo o en sustancias ms simples y estables, incluidos los gases de descomposicin.Tambin los organismos fotosintticos convierten sustancias inorgnicas simples en material celular, utilizando la luz solar y el anhdrido carbnicoproductode la actividad de las bacterias y, a la vez, generan eloxgenonecesario para la supervivencia de los microorganismos aerbicos presentes en el agua.Este tipo de transferencia se lleva a cabo en la filtracin, en la cual los mecanismos de remocin ms eficientes se deben a la actividad de los microorganismos.Galvis, A.; Vargas, V. (1998).1.2. ESTACIN DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.Una planta de tratamiento es una secuencia de operaciones o procesos unitarios, convenientemente seleccionados con el fin de remover totalmente los contaminantes microbiolgicos presentes en el agua cruda y parcialmente los fsicos y qumicos, hasta llevarlos a loslmitesaceptables estipulados por lasnormas.Di Bernardo, L., 1993.Conjunto deestructurasen las cuales se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano. Existen diferentes tecnologas para potabilizar el agua, pero todas deben cumplir los mismosprincipios:a. Combinacin de barreras mltiples (diferentes etapas del proceso de potabilizacin) para alcanzar bajas condiciones deriesgo,b. Tratamiento integrado para producir el efecto esperado.c. Tratamiento por objetivo (cada etapa del tratamiento tiene una meta especfica relacionada con algn tipo de contaminante. La capacidad de la planta debe ser mayor que lademandamxima diaria en el periodo dediseo Una planta de purificacin debe operar continuamente, an con alguno de sus componentes enmantenimiento. Por eso es necesario como mnimo dos unidades para cada proceso de la planta.Las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable son instalaciones que convierten el agua natural o bruta en agua potable. Estn localizadas entre las instalaciones de captacin de agua (embalses y pozos) y los depsitos y canalizaciones que la distribuirn por los hogares. Tienen comomisinla eliminacin de tres tipos principales de sustancias indeseables en el agua destinada al consumo humano: Materia mineral. Materiales orgnicos: fenoles,hidrocarburos, detergentes, residuos de pesticidas, etc. Contaminantes biolgicos: microorganismos, como bacterias,protozoos,virus, etc.Esta necesidad de tratamiento de las aguas se conoce desde hace muchotiempo, al relacionarse la calidad del agua con la salud de la poblacin. Se observ que la dotacin de una localidad con un abastecimiento de agua en condiciones sanitarias aceptables coincida con un brusco descenso de la tasa de mortalidad.El agua potable, por lo tanto, debe cumplir una exigencia fundamental: ausencia de microorganismos patgenos y de sustancias txicas. Pero tambin debe cumplir otra exigencia: ausencia de sabores, olores,coloreso turbiedades desagradables, -propiedades organolpticas- que provocaran el rechazo de los consumidores y consumidoras,La potabilidad del agua se comprueba medianteanlisis, tanto en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable, como en la red de distribucin.http://www.wikipedia.com1.2.1. TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUALas plantas de tratamiento de agua se pueden clasificar, de acuerdo con el tipo de procesos que las conforman, en: Plantas de filtracin rpida: Estas plantas se denominan as porque los filtros que las integran operan con velocidades altas.De acuerdo con la calidad del agua por tratar, se presentan dossolucionesdentro de este tipo de plantas: plantas de filtracin rpida completa y plantas de filtracin directa. Plantas de filtracin lenta: Una planta de filtracin lenta puede estar constituida solo por filtros lentos, pero dependiendo de la calidad del agua, puede comprender los procesos de desarenado, presedimentacin, sedimentacin, filtracin gruesa o filtracin en grava y filtracin lentaTambin se pueden clasificar, de acuerdo con latecnologausada en elproyecto, en:Plantas convencionales antiguas: Este tipo de sistema es el ms antiguo en nuestro medio. Se ha venido utilizando desde principios del siglo pasado (19101920). Se caracteriza por la gran extensin que ocupan las unidades donde se producen los procesos de tratamiento.Plantas convencionales de tecnologa apropiada: Esta tecnologa se empez a desarrollar en la dcada de 1970 y se ha ido perfeccionando. Las unidades, ocupan una extensin que constituye el 25% 30% del rea que ocupa un sistema convencional antiguo de la misma capacidad.Plantas de tecnologa importada: Esta tecnologa es importada de los pases desarrollados y se caracteriza por considerar gran cantidad de equipos que pueden reducir los procesos del tratamiento haciendo de 2 a 3 procesos en uno solo.Prez Carrin, J. M., 19961.3. TIPOS DE TECNOLOGAS.La tecnologa convencional: incluye los procesos de coagulacin, floculacin, sedimentacin y filtracin.La tecnologa de filtracin directa: incluye los procesos de coagulacin y filtracin rpida, y se puede incluir el proceso de floculacin.La tecnologa de Filtracin en mltiples etapas (FIME): que incluye los procesos de filtracin gruesadinmica, filtracin gruesa ascendente y filtracin lenta en arena.Tambin puede utilizarse una combinacin de tecnologas, y en cada una de las tecnologas nombradas, es posible contar con otros procesos que pueden ser necesarios especficamente para remover determinada contaminacin.http://www.wikipedia.com1.4.SELECCINDE LA TECNOLOGA DE TRATAMIENTO DE AGUALa seleccin de la tecnologa de produccin yadministracinde un sistema de agua potable debera realizarse considerando los recursos, el grado de de

sarrollo socioeconmico y los patrones deculturaexistentes. La experiencia enAmricaLatina demuestra que el mayor problema no es la deficiencia tecnolgica sino ms bien la seleccin de la tecnologa apropiada, la operacin y el mantenimiento.Laadopcinde diseos basados nicamente en criterios de optimizacin tcnica y soluciones tecnolgicas importadas de pases industrializados ha conducido a la elaboracin deproyectoscuya operacin y mantenimiento por falta de sustancias qumicas, repuestos y mano de obra calificada resultan inadecuados.Los factores bsicos que caracterizan la seleccin de la tecnologa apropiada para tratamiento de agua en los pases en desarrollo y que deben ser considerados son los siguientes:a) Grado de complejidad:La mayora de los procesos unitarios utilizados en el tratamiento de agua pueden realizarse en reactores con diferente grado de complejidad y eficiencia. Afortunadamente, los ms complejos no siempre resultan ser los ms eficientes.b) La tecnologa no opera por s misma:Plantas automatizadas necesitanpersonalde un alto nivel tecnolgico para operar, mantener y reparar los controles y equipos. La seleccin tecnolgica debe considerar la capacidad y los recursos de lasinstitucionese individuos.c) Impacto indirecto en el rea: Debe considerarse una cadena de factores que se relacionan entre s, tales como calidad de agua de las fuentes, grado de tratamiento, utilizacin de materiales y personal local, mejoras econmicas indirectas, mejoramiento tcnico de personal local, influencias indirectas en laeconomay su repercusin directa e indirecta en la salud.Galvis, A.; Vargas, V. (1998).Captulo IIIABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE A LA CIUDAD DE CHICLAYO1. ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE A LA CIUDAD DE CHICLAYO.1.1.INTRODUCCIN.La ciudad de Chiclayocapitalde laamistaddel departamento deLambayeque, esta ubicada en el norte del pas. Es una ciudad moderna dedicada alcomercioy a la industria, tambin posee un importante potencial turstico y gastronomico, que genera la permanente visita de miles de turistas, que interesados en conocer su legado histrico y milenario, llegan a la ciudad de la amistad, que cuenta con una poblacin de 509,179 habitantes. Su crecimiento poblacional ha sido explosivo, ocasionando como consecuencia la falta de cobertura de los servicios bsicos.Hoy en da estos problemas se han superado gracias a la puesta en marcha de la nueva planta de tratamiento, la misma que tiene una capacidad de produccin de 750 litros por segundo que contribuye a mejorar la calidad y continuidad delservicio, brindando mas agua para la ciudad de Chiclayo.1.2. SISTEMA DE ABASTECIMIENTO DE AGUA PARA LA CIUDAD DE CHICLAYO.El sistema de abastecimiento de agua para la ciudad de Chiclayo, tiene como fuente principal la captacin y conduccin de las agua superficiales que abastecen al valle chancay Lambayeque y afluentes, que discurren a la vertiente atlntica a travs de las obras de derivacin de la primera etapa del proyecto de tinajones, tanto el Ro Conchano como el Ro Chotano aportan a la cuenca del pacifico una masa anual de 250 millones de m3 de agua incrementando las descargas al Ro Chancay con una mayor disponibilidad del recurso hdrico en pocas de mximas avenidas. La captacin se realiza a travs de la bocatoma Raca Rumi ubicado en el Ro Chancay con una capacidad de captacin de hasta 75 m3/seg., cuenta con dos compuertas radiales que comunican al canal alimentador a travs de 6 cmaras desarenadoras, 3 compuertas tipo vagn que regulan elvolumende embalse y un aliviadero de de demasas que sirve para evacuar los exceso de agua por encima de los 300 m3/seg., las aguasderivadasdel Ro Chancay por la bocatoma de Raca Rumi ingresan al reservorio tinajones a travs de un canal alimentador de 16 km. De longitud con una capacidad mxima de 70 m3/seg.A lo largo de la conduccin hacia el Reservorio, el agua cruda pasa a travs de "las cascadas",estructuraformada por gradas adyacentes que permiten salvar un desnivel de 42 metros, para amortiguar la cada y como consecuencia, disipar la energa que la masa de agua lleva consigo, para posteriormente ser almacenada en el reservorio tinajones que tiene una capacidad de embalse de 320 millones de m3, prefundida mxima de 37 metros, un espejo de agua de 20 km2, adems cuenta con un dique principal de 2440 metros lineales. Y tres diques secundarios. Luego, es conducida a travs del canal de descarga que se inicia en el tnel deacerocircular de 40 pulg. de dimetro y 380 metros de longitud empalmando al canal de descarga de 4 km. el que devuelve las aguas al Ro Chancay Lambayeque con una capacidad mxima de 70 m3/seg., las mismas que llegan al partidor "la Puntilla" construido tambin en el cauce del Ro Chancay: en esta estructura se reparte las aguas del Ro Chancay tanto al Ro Reque como al canal Taymi y Ro Lambayeque pasando por el desarenador desaguadero ubicado 2.5 km. aguas abajo.Esta obra cuenta con 16 compuertas de limpia que descargan a un canal lateral, conduciendo las arenas al Ro Reque, posteriormente se ubica el repartidor desaguadero, esta estructura da origen al canal Taymi principal va de distribucin de agua en el valle, aqu tambin nace el canal Ptapo y el Ro Lambayeque afluentes de las lagunas Bor, conduciendo sus agua en una longitud de 40km. pasando por las Tomas Tabernas, calupe hasta llegar a la Toma Santeo la misma que a su vez se divide en dos corrientes hdricas una de ellas contina siendo el Ro Lambayeque hasta llegar al partidor Chscope y el otro ramal es el canal Santeo, en el mismo curso aguas abajo se llega a la Toma Bola deOro, estructura principal de captacin donde se realiza el reparto de agua para uso poblacional, industrial y agrcola.A travs de la estacin de aforo Bola de Oro el agua es conducida a las lagunas Bor I y Bor II, recorriendo una longitud total de 5,255 metros lineales de los cuales 1621 metros representan el canal alimentador, iniciando su recorrido en la toma de reparto "Bola de Oro" siendo el caudal promedio de conduccin de 1400 L/seg.El agua cruda llega a las lagunas Bor por el canal "Las Mercedes" las mismas que actan como Pre sedimentadores y como embalses de regulacin en pocas de emergencia o estiaje.1.2.1. LAGUNA BORO I.Tiene una capacidad de almacenamiento de 500,000 m3/seg., un espejo de agua de 19 hectreas, periodo de retencin de 8 das y cota de operacin promedio de 49,30 metros sobre el nivel del mar.1.2.2. LAGUNA BORO II.Cuenta con una capacidad de almacenamiento de 1500,000 m3/seg., un espejo de agua de 57 hectreas, periodo de retencin de 23 das y cota de operacin promedio de 49,30 metros sobre el nivel del mar.Epsel S.A., 2006.1.4. POTABILIZACIN DEL AGUA PARA LA CIUDAD DE CHICLAYO EN LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO.1.4.1. PLANTA D TRATAMIENTO N 01.El abastecimiento de agua cruda a la planta de tratamiento de agua n 01 se realiza a travs de dos tramos de tubera bien definidos. El primer tramo Boro Chscope de 40 pulgadas de dimetro y 5,835 metros lineales y el segundo Chscope Planta de 34 pulgadas de dimetro 8,520 metros lineales, ambas tuberas deconcretoarmado cuyo recorrido pasa por cuatro cmaras de regulacin.Esta planta tiene una capacidad de tratamiento de 700 L/seg., que son recepcionados en una cisterna de 150 m3 de donde se impulsa a travs de una tubera de 03 electrobombas de 48 HP. y 250 L/seg. cada una, instalado en la estacin de Rebombeo n 01 hacia una cmara rompe presiones de 200 m3.El agua cruda que llega a la planta n 01, es conducida por gravedad hacia dos mdulos de tratamiento mediante tuberas de 30 pulgadas de dimetro.1.4.1.1. PROCESOS DE TRATAMIENTO EN LA PLANTA N 01.COAGULACIN:se realiza en las cmaras de mezcla rpida, despus de un periodo de retencin de 30 segundos se produce la desestabilizacin de las partculas coloidales que trae el agua cruda; este proceso se realiza por medio de la adicin de sustancias qumicas tal como el sulfato de aluminio, tambin se aplica polmeros, cal y sulfatos de cobre cuando la calidad del agua cruda as lo requiere.FLOCULACIN:ocurre en la cmara de mezcla lenta, donde se promueve el crecimiento de los flocs o flculos hasta un tamao y peso adecuados para su posterior sedimentacin luego de un periodo de 13 minutos.DECANTACIN:realizada a travs de dos tipos convencional y laminar, donde se produce primero la sedimentacin simple o arrastre de los flculos de mayor tamao y luego de la decantacin laminar a travs de un sistema presentado de angotubos.FILTRACIN:a travs de 08 unidades de filtracin descendente, cada unidad formada por dos secciones, donde el agua por gravedad pasa a travs de lechos formado por antracita, arena y grava, para posteriormente concluida su filtracin, ser recolectada por medio de una tubera ubicada debajo de la galera devlvulas, en el stano de la planta.DESINFECCIN:mediante la cual, empleando solucin clorada que se inyecta puntualmente en la tubera de recoleccin de agua filtrada, se destruyen los grmenes patgenos (causantes de enfermedades) existentes en el agua, asegurando adems mantener un residual de claro en los sistemas de almacenamiento y distribucin, protegiendo as al agua potable de contaminaciones posteriores. En la planta, el agua filtrada, ya desinfectada, se recolecta a travs de una lnea principal que la conduce a dos reservorios, n 01 y n 02, con capacidad de 4000 m3 cada uno y a un reservorio elevado de 750 m3. en estas unidades el agua tiene un tiempo de contacto necesario para una accin efectiva del cloro.Finalmente el agua potable es impulsada a las redes pblicas de la ciudad por una estacin de bombeo de 04 electrobombas de 200 HP. y capacidad promedio de 350 L/seg. cada una.1.4.2. PLANTA DE TRATAMIENTO N 02.El abastecimiento del agua cruda a la planta, se realiza a travs de una lnea de conduccin Bor Planta de tratamiento de agua N 02 de 40 pulgadas de dimetro, con una extensin de 9,782 metros lineales de tubera PONT-A-MOUSSON de hierro dctil.Esta nueva planta tiene una capacidad de 750 L/seg. y es de patente DEGREMONT.El ingreso de agua a la planta es por gravedad.1.4.2.1. PROCESOS DE TRATAMIENTO EN LA PLANTA N 02.PRECLORACION:realizada con inyeccin de solucin clorada directamente a la lnea de ingreso de agua cruda. Mediante este proceso se elimina parcialmente la cantidad de microorganismos presentes en el agua.COAGULACIN:se realiza con la dosificacin de sulfato de aluminio en la OBRA DE REPARTO donde el agua cruda se mezcla instantneamente con dicho insumo para que en forma homognea se produzca la desestabilizacin de las partculas coloidales que trae el agua cruda.Posteriormente en la misma unidad de tratamiento, el agua se deriva a dos secciones donde se dosifica respectivamente una solucin de polmero floculante que permitir la conglomeracin de las partculas coloidales desestabilizadas originando la formacin de flculos en las unidades de floculacin decantacin.FLOCULACIN DECANTACIN:ocurre en los decantadores pulsator donde la formacin de los flculos y crecimiento de estos permite la formacin ascendente de un manto de lodos que se mantiene en suspensin homognea por medio de pulsaciones peridicas producidas por un ventilador que succiona y elimina el aire, atrapado en la "cmara de vaco" originando el vaco respectivo que es anulado posteriormente por accin de vlvulas neumticas de puesta a laatmsfera que permite la entrada del aire, controlada por un interruptor de nivel.Los lodos inicialmente van ocupando la parte superior del manto y son reemplazados constantemente por la formacin de lodos nuevos que desplazan a los existentes que provocando que la acumulacin en exceso se concentre en tolvas, de donde se extraen por gravedad en forma automtica por medio de vlvulas neumticas y reloj ajustable.Cada decantador tiene una superficie de 467 m2, capacidad de 1425 m3/h. yvelocidadascensional de 3.00m/h.El agua decantada superficial ingresa a las canaletas de recoleccin que las conduce hacia los filtros.FILTRACIN:a travs de 06 litros rpidos descendentes de tipo AQUAZUR V, donde el agua por gravedad pasa a travs de un lecho de arena de 0.95 metros de altura y granulometra homognea de T.E.=095 mm. La regulacin de flujo es por un sistema de sifn parcializado y caja de control de nivel.Cada filtro tiene un rea de 63 m2 que permite filtrar un caudal de agua decantada de 458 m3/h. con una velocidad de filtracin de 7.3 m/h.El agua filtrada es conducida a travs de una cmara de contacto, ubicada por debajo de la galera de sifones, a la CISTERNA PRINCIPAL DE BOMBEO que esta interconectada con el reservorio R-01 de la planta de tratamiento n 01.DESINFECCIN:(post cloracin) realizada con clora liquido que se dosifica al ingreso de la cmara de contacto y que permite la eliminacin completa de los grmenes patgenos aun presentes en el agua, garantizando la potabilizacin y la obtencin de una agua tratada de buena calidad "Apta para el Consumo Humano" una vez realizada la desinfeccin; el agua es almacenada en los reservorios respectivos, donde se le da el tiempo de contacto necesario para una accin efectiva del cloro.Finalmente, de la cisterna principal de bombeo el agua potable es impulsada por medio de una estacin de bombeo de 03 electrobombas de 400 kw. hacia los reservorios Sur y Diego Ferre, a travs de la lnea Sur Ferre y a los reservorios Norte y oeste, a travs de la lnea de impulsin Noroeste, previo control de calidad mediante la comprobacin de los parmetros fsicos qumicos y bacteriolgicos que cumplan las normas gua de laorganizacinmundial de la salud.Oficina decomunicacinsocial - Epsel S.A. 2007.1.6. ABASTECIMIENTO DEL AGUA TRATADA A LA CIUDAD DE CHICLAYO.El agua salida de las plantas de tratamiento presenta caractersticas organolpticas, fsicas, qumicas y microbiolgicas de acuerdo a las normas establecidas porla organizacinmundial de la salud, siendo la calidad apta para el consumo humano.El abastecimiento a la poblacin se realiza a travs de equipos de bombeo, que enva el agua directamente a las redes, durante 16 horas al da con un caudal aproximado de 1200 litros por segundo.Aproximadamente el 20% de la produccin total de agua de la planta n 2, es bombeada directamente a los reservorios elevados los cuales descargan simultneamente a los sectores poblacionales cercanos con reas de influencia establecidas.Los reservorios se localizan en:Moshoqueque el tanque norte 3000 metros cbicos.La Victoria el tanque sur 3000 metros cbicos.Centro Chiclayo el tanque Diego Ferre 2000 metros cbicos.P.J. Cruz de la Esperanza tanque apoyado oeste 5000 metros cbicos.El servicio de agua potable se ha incrementado en cobertura y en horarios de abastecimiento, resultado de la puesta en operacin de las nuevas infraestructuras sanitarias.Oficina de comunicion social Epsel S.A. 2007.3. DISEO METODOLGICO.1. -InvestigacinBibliogrfica.2. TIPO DE INVESTIGACIN:- la recoleccin deinformacinpara este proyecto de investigacin sobre el tratamiento de agua potable, se ha hecho de paginasWeb, textos ylibrosreferidos al tema.3. TCNICAS DE RECOLECCIN DE INFORMACIN.4. TCTICAS DE RECOLECCIN DE INFORMACIN.-La recoleccin de informacin ha sido cuantiosa y por criterio del autor se ha repartido en tres captulos iniciando el primer capitulo que habla sobre"DESINFECCIN, HISTORIA DEL TRATAMIENTO Y NECESIDAD DEL TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE", continuando con el segundo capitulo que habla sobre "TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE" y finalizando con el tercer capitulo que habla sobre"ABASTECIMIENTO DE AGUA POTABLE A LA CIUDAD DE CHICLAYO", donde conoceremos las caractersticas de las cuales se desea tener informacin.3.4. PROCESAMIENTO DEDATOS.- Las conclusiones de estetrabajose darn de acuerdo a losobjetivosplanteados en esteproyecto de investigacinpor parte del autor.III. ACTIVIDADES Y PREVISIN DE RECURSOS1. CRONOGRAMA DE ACTIVIDADES.1. Recopilacin de informacin sobre el tema. (paginas Web,texto, libros)Transcurso de la primera y segunda semana, partiendo de la fecha de inicio del proyecto1.2. Procesamiento datos.Transcurso de la tercera semana, siguiendo las fechas anteriores.CONCLUSIONESA travs de este proyecto de investigacin bibliogrfica sobre "TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE" hemos podido llegar a las siguientes conclusiones: Una estacin de tratamiento es un conjunto de estructuras en las cuales se trata el agua de manera que se vuelva apta para el consumo humano, a travs de una serie de secuencias, con el fin de remover totalmente los contaminantes microbiolgicos presentes en el agua, hasta llevarlos a los lmites aceptables estipulados por las normas. Los tipos de tecnologas mas usadas para el tratamiento de agua potable son: La tecnologa convencional - La tecnologa de filtracin directa y La tecnologa de Filtracin en mltiples etapas. El sistema de abastecimiento de agua para la ciudad de Chiclayo tiene como fuente principal la captacin y conduccin de las aguas superficiales que abastecen al Valle Chancay Lambayeque proveniente de los Ros Conchano, Chotano, Chancay, Lambayeque y afluentes. La potabilizacion del agua para la ciudad de Chiclayo se realiza a travs de una serie de procesos realizados en las plantas de tratamiento n 1 y n 2.- La planta de tratamiento n 1, comprende los siguientes procesos: cmara de mezcla, floculacin coagulacin, decantacin, filtracin y desinfeccin.- La planta n 2, comprende los siguientes procesos: pre cloracin, cmara de reparto, coagulacin floculacin, decantacin, filtracin y post cloracion (desinfeccin).

Agua para el consumo humano (Pag 1)

1. Situacin problemtica2. Desinfeccin, historia del tratamiento y necesidad del tratamiento de agua potable3. 4. Abastecimiento de agua potable a la ciudad de Chiclayo5. Conclusiones6. Referencias bibliogrficas7. Anexos8. Glosario de trminosTEMA: "TRATAMIENTO DEAGUAPOTABLE"

ASPECTOS GENERALESPLAN DEINVESTIGACIN.1. SITUACIN PROBLEMTICA.1.1. JUSTIFICACIN E IMPORTANCIA DEL ESTUDIO.Este tema de investigacin a tratar el de mucha importancia ya que gracias a esteproyectoconoceremos todo lo referido al tratamiento delagua potable, tema que a veces es ignorado por muchas personas y por el cual obtenemos un agua saludable y limpia de impurezas apta para elconsumohumano y otros usos segn las necesidades de lapoblacin.1.2.OBJETIVOS.-Conocer que es una estacin de tratamiento de agua potable.-Determinar los tipos de tecnologas para el tratamiento de agua potable.-Dar a conocer elsistemade abastecimiento de agua para la ciudad de Chiclayo.-Conocer cmo se potabilizael aguapara la ciudad de Chiclayo en lasplantasde tratamiento.2.MARCO TERICO.2.1. BASE TERICA.Captulo IDESINFECCIN,HISTORIADEL TRATAMIENTO Y NECESIDAD DEL TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.1.INTRODUCCINA LA DESINFECCIN DEL AGUA.Lastcnicasde purificacin del agua se han desarrollado extensamente durante el pasado siglo. La desinfeccin del agua destinada a consumo humano ha significado una reduccin en el numero deenfermedadestransmitidas por el agua, como son elcleray tifoidea.En los pases en vas dedesarrollonormalmente no hay suficiente agua limpia osistemasde coleccin y tratamiento de aguas residuales. Una gran parte de la poblacin de estos pases muere o enferma a causa de patgenos existentes en el agua que beben. El mayor impacto se genera engruposms vulnerables como losnios, personas mayores o parte de la poblacin con un sistema inmunolgico dbil (ej. pacientes deSIDAo sometidos a transplantes de rganos).La gran mayora de estos microorganismos patgenos se pueden eliminar mediante la aplicacin de tcnicas de tratamiento del agua, como son las floculacin-coagulacin, sedimentacin y filtracin. Para garantizar laseguridaddel agua potable los sistemas de desinfeccin del agua se aplican generalmente en una etapa final del tratamiento del agua.Existen diferentes desinfectantes, que pueden matar o desactivar los microorganismos patgenos. Por ejemplo la aplicacin de cloro o sustancias que contienen cloro, perxido, bromo, plata-cobre, ozono y UV. Todos estos sistemas de tratamiento tienen ventajas y desventajas y se aplican para la desinfeccin del agua dependiendo de las circunstancias particulares.Adems, la desinfeccin del agua es tambin muy importante en aguas destinadas a otros usos que no son agua para consumo humano, como por ejemplo, el agua de las piscinas, el agua utilizada en las torres de enfriamiento, etc.Las piscinas contienen gran cantidad de contaminantes incluyendo microorganismos, algunos generados por los propios usuarios. Las piscinas deben ser tratadas con tcnicas para su desinfeccin. El agua de las piscinas generalmente recircula y, antes de que el agua vuelva de nuevo a la piscina debe de ser tratada. Entre los tratamientos se incluyen la desinfeccin de las aguas.Las torres de enfriamiento se utilizan para el enfriamiento orefrigeracinde las aguas deprocesoindustrial. Despus las aguas se pueden reutilizar. En las torres de enfriamiento se dan circunstancias adecuadas para el crecimiento de microorganismos patgenos. El desarrollo de biofilm es un problema frecuente en las torres de enfriamiento, porque produceproblemasdecorrosiny bloqueo del sistema. Otro problema frecuente en las torres de enfriamiento, problema comn tambin en los sistemas de ventilacin, es el desarrollo de legionela. Esta bacteria se desarrolla a travs de los aerosoles y puede producir legionela. La legionela es una enfermedad muy grave con sntomas parecidos a laneumona. Muchos pases tienen ahora estndares legales, para asegurar y prevenir el crecimiento de legionela en las torres de enfriamiento utilizandomtodosde desinfeccin.Aprincipiosde los setenta se descubri que los mtodos de desinfeccin puede producir subproductos indeseados. A partir de entonces se comenz a investigar acerca de los efectos de estos subproductos para lasalud. En la actualidad existenlmitesy estndares legales sobre la concentracin mxima de estos subproductos en el agua potable. Los mtodos necesarios para disminuir la concentracin de estos subproductos indeseados tambin se han investigado.http://www.lenntech.com

LA COAGULACION - FLOCULACION EN EL PROCESO DE TRATAMIENTOINTRODUCCIONLas aguas naturales contienen sustancias tanto disueltas como en suspensin, ambas pueden ser orgnicas e inorgnicas. Las materias en suspensin pueden tener un tamao y densidad tal que pueden eliminarse del agua por simple sedimentacin, pero algunas partculas son de un tamao tan pequeo y tienen una carga elctrica superficial que las hace repelerse continuamente, impidiendo sus aglomeracin y formacin de una partcula ms pesada y poder as sedimentar. Estas partculas, con una dimensin que suele estar comprendida entre 1m y 0,2, son verdaderaspartculas coloidales.ESCALA APROXIMADA DE DIAMETROS DE DIFERENTES PARTICULAS SOLUBLES O INSOLUBLESLos coloides generalmente son estables en solucin al predominar los factores estabilizantes sobre los desestabilizantes,se entiende por estabilidad la propiedad inherente de las partculas coloidales a permanecer en dispersin durante mucho tiempo, mientras que por inestabilidad se expresa la tendencia de dichas partculas a flocularse siempre que entren en contacto entre s.Los factores estabilizantes son aquellas fuerzas que provocan repulsin entre las partculas como son las fuerzas electrostticas y la propia hidratacin. Los factores desestabilizantes son por el contrario las fuerzas de atraccin que dan lugar a la unin, entre estas figuran el movimiento Browniano, las fuerzas de Van der Waals y tambien en menor grado las fuerzas de gravedad. La coagulacin es por tanto el proceso de desestabilizacin de las partculas coloidales con objeto de anular o disminuir las fuerzas de repulsin .En cuanto al movimiento browniano se sabe que las partculas con dimetros del orden de 10 -3 mm o menores, en el seno del agua, se encuentran en un movimiento rpido, y desordenado. La energa para dicho movimiento se obtiene por las colisiones de las partculas con las molculas de agua y por la temperatura del medio, este movimiento contribuye a la estabilidad, y al aglutinamiento de las partculas en agregados mayores. Para posibilitar las colisiones entre partculas es necesario establecer gradientes hidrulicos, recurriendo a la mezcla y agitacin.Si las fuerzas elctricas de repulsin entre las partculas se reducen en grado suficiente como para permitir que estas establezcan contactos entre s (favorecidas por el movimiento browniano), las fuerzas de London - Van der Waals (que pueden describirse como una fuerza atmica cohesiva que existe entre todos los tomos, atrayendo cada uno a todos los dems) permitirn que las partculas se adhieran unas a otras, formndose una aglomeracin progresiva de estas (floculacin).La coagulacin en el proceso de tratamiento del agua tiene por objeto preparar a las partculas dispersas en el agua (mediante la anulacin de las cargas superficiales) para lograr posteriormente, mediante la floculacin, otras partculas ms voluminosas y pesadas que puedan ser separadas ms fcilmente del agua.La neutralizacin de la carga elctrica del coloide, objeto de la coagulacin ,se realiza aplicando al agua determinadas sales de aluminio o hierro (coagulantes); generalmente se aplica sulfato de aluminio, de forma que los cationes trivalentes de aluminio o hierro neutralizan las cargas elctricas negativas que suelen rodear a las partculas coloidales dispersas en el agua.Las reacciones de coagulacin son muy rpidas duran fracciones de segundo desde que se ponen en contacto las partculas con el coagulante.La coagulacin se consigue mediante una difusin rpida de las sustancias coagulantes en el agua objeto del tratamiento, empleando medios de agitacin rpida. Tras la neutralizacin de las partculas coloidales, es decir una vez conseguida la desestabilizacin coloidal, las partculas formadas estn en disposicin de aglomerarse, esta aglomeracin de las partculas descargadas, ayudadas ahora por una agitacin lenta, es el objetivo de la floculacin. La floculacin esta relacionada con los fenmenos de transporte de las partculas dentro del liquido, que son los que ocasionan el contacto de las partculas coaguladas.La coagulacin y la floculacin tienen lugar en sucesivas etapas, de forma que una vez desestabilizadas las partculas, la colisin entre ellas permita el crecimiento de los microflculos, apenas visibles a simple vista, hasta formar mayores flculos. Al observar el agua que rodea a los microflculos, esta debera estar clara, si esto no ocurre, lo ms probable, es que todas las cargas de las partculas no han sido neutralizadas y por tanto la coagulacin no se ha completado, en este caso ser necesario aadir ms coagulante.(coagulante.jpe)En la eficacia de la coagulacin influyen diversos factores entre los que destaca el pH y otras caractersticas fsico-qumicas del agua, asi como una adecuada energia de agitacin rpida para conseguir una apropiada dispersin del coagulante y proporcionar las necesarias colisiones entre las partculas para conseguir una optima coagulacin. A continuacin de la etapa de coagulacin tiene lugar un segundo proceso llamado floculacin, este tiene lugar tras someter a los microflculos a una agitacin lenta que permite la unin de estos en agregados mayores o flculos, visibles ya a simple vista y con la suficiente coesin y densidad para someterlos a la siguiente etapa de sedimentacin. La floculacin requiere un menor gradiente de agitacin para impedir la rotura y disgregacin de los flculos ya formados. Los flculos rotos son difciles de retornar a su tamao inicial.La floculacin se ve mejorada con el empleo de coadyuvantes de esta, conocidos como polielectroltos, estos suelen se macromolculas de polmeros orgnicos (tipo poliacrilamidas).

En elel siguiente cuadro se resumela reduccin que puede conseguirse ,de determinados parmetros o sustancias presentes en el agua mediante la coagulacinEFECTOS DE LA COAGULACIN SOBRE LAS SUSTANCIAS CONTENIDAS EN EL AGUA

PARAMETROSREDUCCIN MXIMA OBTENIDA MEDIANTE LA COAGULACIN:

0: Nada de reduccin

+: de 0 a 20% de reduccin

++: 20 a 60% de reduccin

+++: > 60% de reduccin

MINERALES

TURBIDEZ+++

MATERIAS EN SUSPENSIN+++

FOSFATOS (P2O5)+++

NITRATOS0

AMONIO0

CLORUTOS0, +

SULFATOS0, +

FLUORUROS++

HIERRO+++

ALUMINIO+++

MANGANESO+

COBRE+++

ZINC++

COBALTO0

NIQUEL0

ARSNICO`+++As+5, ++As+3

CADMIO++, +++

CROMO`+Cr+6, +++Cr+3

PLOMO+++

MERCURIO++

CIANUROS0

ORGNICOS

COLOR+++

OLOR0, +

DQO+++

COT+++

DBO+++

N KJELDHAL+++

FENOLES0

HIDROC. AROMTICOS POLICICLICOS++

PESTICIDAS+++

AGENTES DE SUPERFICIE (REACCIONANDO AL AZUL DE METILENO)0,+

MICROORGANISMOS

VIRUS+++

BACTERIAS+++

ALGAS++

Turbiedad y color.-La turbiedady el color del agua son unos de los indicadores ms importantes, junto con el sabor, de la calidad del agua potable. La turbiedad en el agua se debe principalmente a las partculas coloidales y a otras sustancias insolubles de mayor tamao en suspensin tales como arcillas, minerales, plancton y otros microorganismos y materias orgnicas e inorgnicas finamente divididas.En cuanto al color del agua suele ser de naturaleza orgnica pudiendo ser coloidal y tambin formando soluciones verdaderas, las principales sustancias causantes del color en el agua son las sustancias hmicas formadas principalmente por los cidos flvicos y hmicos, tambin puede ser originado por diversas sustancias orgnicas ms complejas. El color tambin puede deberse a hidrxidos metlicos tales como los de hierro y los de manganeso.COAGULACION - FLOCULACIONEl proceso de tratamiento del agua para su potabilizacin comprende diversas fases fundamentales que son, principalmente: la precloracin, coagulacin, floculacin, decantacin, filtracin y desinfeccin. El comportamiento del agua ante cada una de estas fases o ante el conjunto de todas ellas difiere segn las caractersticas del agua a tratar, o si el tratamiento se dirige a la produccin y acondicionamiento del agua para usos industriales especficos, o bien el tratamiento se aplica sobre aguas residuales urbanas, industriales, etc., los procesos, aunque en algunas fases son bastante anlogos, no pueden en cambio considerarse totalmente iguales. En lo que sigue nos vamos a referir al tratamiento para agua potable, aunque puede aplicarse tambin a otros tipos de tratamiento de aguas.

Una de las fases principales en las instalaciones para el tratamiento del agua, es la eliminacin de suspensiones coloidales y partculas de impurezas suspendidas en el agua.Las operaciones mediante las cuales se facilita la sedimentacin de estas suspensiones y partculas para su posterior eliminacin se conocen con el nombre de coagulacin y floculacin. El control de la coagulacin y floculacin, en una planta de tratamiento de agua, es una de las fases ms importantes y difciles del proceso general.Para llegar a un mejor conocimiento de las operaciones de coagulacin y floculacin, creemos conveniente recordar previamente lo que se conoce con el nombre de estado coloidal.En primera aproximacin, se pueden considerar como molculas o partculas coloidales aqullas que tienen una dimensin comprendida entre 1 m y 0,2 . Dentro de los sistemas coloidales, los que ms nos interesa conocer ahora son los sstemas dispersos, en los cuales hay dos fases bien diferenciadas, la fase dspersa y el medio de dspersin.Entre los tipos de dispersiones coloidales, el que va a ocupar nuestra atencin, al estudiar la coagulacin, es aquel en que la fase dispersa es un slido y el medio de dspersin un lquido.Todas las dspersiones coloidales tienen una caracterstica comn : su gran relacin rea-volumen en las partculas dispersas; as, por ejemplo, sabemos que un cubo de un cm de lado tiene una superficie de 6 cm2, y cuando se divide en cubos de 10-6cm de lado, que ya es un tamao coloidal, entonces la superficie total para la misma cantidad de materia es ahora 6 x 106cm2.En la interfase entre la fase dispersa y el medio de dispersin hay que considerar propiedades superficiales muy importantes, tales como la adsorcin y los efectos de doble capa elctrica.Los slidos que se encuentran en el agua, tales como arcilla, materias de origen vegetal, algas y otras materias orgnicas e inorgnicas presentan diferentes tamaos, que van, generalmente, desde las partculas gruesas, que se depositan fcilmente , hasta las que por su pequeo tamao se encuentran en suspensin en estado coloidal.Son a estas ultimas partculas a las que hay que someter al proceso de coagulacin - floculacin.Adems de las caractersticas que ya hemos indicado de las partculas coloidales, de ofrecer una gran superficie total, mayor que la total de otras partculas no coloidales del mismo peso, ofrecen otra muy importante, consistente en que estn provistas de carga elctrica.La carga elctrica del mismo signo de las partculas coloidales (generalmente en el agua las partculas de arcilla y otros coloides tienen carga negativa) originan una repulsin entre ellas, impidiendo as su unin y separacin del lquido, de aqu la necesidad de adicionar un electrolito que neutralice la carga elctrica del coloide para eliminarle por decantacin.La neutralizacin de las cargas elctricas de los colides en suspensin en las aguas, es la condicin primordial para una buena depuracin por coagulacin y floculacin, aun cuando en el fenmeno de la coagulacin-foculacin influyen tambin otros factores muy importantes.En el proceso de tratamiento del agua, la coagulacin la definimos como el resultado de la accin electroqumica producida en el agua por la adicin de los coagulantes qumicos, con lo cual se reducen las cargas elctricas superficiales de las partculas coloidales, a la vez que se forman hidrxidos complejos. Estas reacciones se producen normalmente de un modo instantneo, sin otro tiempo que el de la mezcla de los reactivos con el agua.La floculacin consiste en la reunin de los cogulos formados, venciendo las fuerzas de repulsin y consiguiendo la precipitacin de los hidrxidos. Este proceso requiere un cierto perodo de tiempo.Al poner en contacto las partculas coloidales con el electrolito, que en nuestro caso son los coagulantes qumicos, los iones de signo opuesto al de la partcula coloidal, que quedan en exceso en la disolucin y que rodean ala partcula, forman con sta una doble capa elctrica. Parte de estos iones quedan fijados al slido por fuerzas electrostticas de adsorcin y los dems constituyen una zona de difusin, hasta llegar a una distribucin inica uniforme en el lquido. La diferencia de potencial de esta capa difusa se conoce como potencial electrocintico o potencial Z.La mayor parte de las sustancias que se ponen en contacto con un medio polar, como el agua, adquieren una carga elctrica superficial por ionizacin o adsorcin de iones, o ambas cosas a la vez.En un sistema en el que estn dispersas molculas o partculas coloidales cargadas, ha de haber iones con carga contraria para que exista una electroneutralidad, a estos iones se les llamacontra-iones, tambien puede haber iones del mismo signo que la partcula coloidal, a los que se llama co-iones.La teora de la doble capa elctrica se ocupa de la distribucin de los co-iones y contra-iones en la proximidad de la superficie de una partcula que se encuentra en un medio polar y, como consecuencia, se ocupa, a la vez, de los potenciales elctricos que existen en esta zona.Por una parte, los contra-iones tienden a unirse a la superficie de la partcula para neutralizar su carga, pero, por otra, la agitacin trmica impide que se forme una doble capa elctrica compacta, o sea que en las proximidades de la superficie de una partcula coloidal cargada hay un equilibrio entre las fuerzas elctricas de atraccin de contra-iones y repulsin de co-iones y la agitacin trmica que tiende a producir una distribucin de los contra-iones en el seno del lquido. Al haber un exceso de estos contra-iones prximos a la superficie de la partcula cargada, originan un apantallamiento que debilita la atraccin electrosttica hacia los contra-iones que se encuentran ms alejados de ella y, por tanto, si se observa el potencial elctrico, se notar que al principio disminuye rpidamente y despus muy lentamente, al ir siendo mayor la distancia a la partcula, hasta llegar a un potencial tericamente nulo, a la distancia infinita de la superficie de la partcula, donde ya la distribucin de las cargas es es uniforme ( Fig.1-2), es decir, se crea una "doble capa" elctrica difusa, debido al efecto combinado de las fuerzas elctricas y la agitacin trmica. Esta doble capa es llamada tambin de Gouy Chapman.

Fig.1-2Sobre esta teora , Stern consider la posibilidad de que una adsorcin inica especfica originra una capa compacta de contra-iones adheridos a la superficie por fuerzas electrostticas y de Van der Waals, con lasuficiente fuerza como para compensar la agitacin trmica, considerando, en este caso, a la doble capa dividida en dos partes que estn en equilibrio, una capa compacta (de Stern) en la cual el potencial disminuye deY0aYsy una capa difusa en la que el potencial disminuye deYsa cero (Fig.1-2). Si se aumenta la concentracin de electrolito, es decir, de los contra-iones, se aumenta tambin el apantallamiento, y, por tanto,la doble capa difusa se hace ms compacta y el potencial cae ms rpidamente . De igual modo influye el aumento de valencia de los contra-iones(Fig.3-4)

Fig. 3 -4POTENCIAL ZEs el potencial existente en el plano de deslizamiento entre la superficie cargada y la disolucin de electrolito, o ms concretamente es la diferencia de potencial que existe entre la superficie de separacin de las partes fija y mvil y el seno del liquido.Posiblemente la superficie cargada lleva adherida una capa de agua de alrededor de una molcula de espesor, principalmente por interaccin carga-dipolo.La superficie de cizalla se encuentra inmediatamente fuera de la capa de Stern y el potencial Z suele ser ms pequeo en magnitud queYs.Cuando se aumenta la concentracin de electrolito, disminuye el potencial Z , ya que la mayor parte de la cada de potencial ocurre en la parte inmvil de la doble capa.Cuando el potencial Z queda reducido a unos 10 -20 mV, es cuando los choques entre las partculas originan su unin, formando agregados mayores. Estos agregados se forman al vencer la tensin superficial la repulsin electrosttica, que ya es muy pequea. La coagulacin en la practica tiene lugar a un potencial Z que es an ligeramente negativo.En funcin de los iones que rodean a la prticula, el potencial Z disminuir por dos circunstancias: a) Por cambiar la carga de los iones adheridos por otros de mayor valencia y b) Por compresin de la doble capa, hecho que puede ocurrir al aumentar la concentracin del electrolito (coagulante), ya que al aumentar esta concentracin de iones de signo contrario en la capa difusa, esta se comprimir y disminuirn las fuerzas de repulsin y por tanto el potencial Z. A este respecto se puede sealar las conclusiones alcanzadas por Schultze y Hardy en el sentido de que la concentracin de un in cargado positivamente, que se requiere para reducir la carga superficial de una partcula ,es inversamente proporcional a la sexta potencia de la carga de los iones, es decir cuanto ms alta sea la carga, ms baja ser la concentracin requerida. La expresin de Schulze y Hardy es la siguiente. C= K / Z6, siendo C= Concentracin, Z= Carga, K= Constante.La expresin anterior es una regla terica que solo nos indica la capacidad de neutralizacin de cargas de una partcula, en la practica hay que considerar tambin otros factores como el pH, la temperatura, etc.Sabemos que la electrofresis es el movimiento de las partculas cargadas en el seno de un liquido cuando se aplica un gradiente de potencial. si la partcula colocada en un campo elctrico no experimenta movimiento hacia el ctodo o nodo, es porque el potencial Z vale cero, a este punto se le conoce con el nombre de "punto isoelctrico" y es aqu, en este punto , donde se produce la mejor floculacin, al evitarse el equilibrio de fuerzas que impiden que estas partculas coloidales continen en suspensin.El potencial Z de los coloides depende tambin de un factor muy importante, como es el pH del agua. El pH ptimo de coagulacin ser el existentecuando se alcanza elpunto isoelctrico.Aunque la medida delpotencial Z nos proporciona una importante informacin a cerca de la dosis decoagulante a emplear, para seleccionar un coagulante siguen siendo muy tiles los resultados que se obtienen mediante la pruebade jarras (jar-test).VER ESQUEMA DE COLOIDE Y CARGASEsquema del potencial ZIMPORTANCIA DEL pH EN LA COAGULACIONUsando sulfato de almina como coagulante, podemos expresar la reaccin de ionizacin enel aguaas :(SO4)3Al3==== 2Al++++ 3 SO4=Al reaccionar los iones Al+++ con los iones hidrxilo, consecuencia de la alcalinidad del agua (bicarbonatos) o por la cal apagada o sosa aadidas si era insuficiente, se formar hidrxido de aluminio:(SO4}3Al2+ 3 (CO3.H}2Ca ==== 2 Al (OH}3+ 3 SO4CA + 6 CO2(SO4}3Al2+ 3 Ca (OH}2==== 2 Al (OH}3+ 3 SO4Ca(SO4}3. Al2+ 3 CO3Na2+3H2O ==== 2 Al (OH}3+ 3 SO4Na2+ 3 CO2Para cada tipo de agua hay un pH ptimo de coagulacin en el que la precipitacin de hidrxido de aluminio es mximay el potencial Z es mnimo.Las anteriores reacciones son reversibles, y, por otra parte, si la dosis de lcali utilizado es insuficiente o excesiva, puede dar lugar a la formacin de sales bsicas o cidas de aluminio (aluminatos) bastante complejas y,adems, son solubles, motivo este por el cual el agua filtrada puede contener indicios de aluminio, mientras que el hidrxido de aluminio formado a un pH determinado no es soluble, por lo que difcilmente pasar a travsdel filtro en la fase de filtracin, subsiguiente a la coagulacin, floculacin y sedimentacin.La coagulacin depende de una serie de caractersticas fsico-qumicas del agua y muy especialmente del pH. Se sabe que para unas determinadas aguas hay una zona de pH en la que una dosis mnima de la sal deAl+++origina una coagulacin ptima, lo que dar lugar a la formacin de un buen flculo;se sabe quepara un agua determinada, enlaque se ha ido variando su pH inicial, se observa que para pH inicialescomprendidos entre 6,9 y 8,0, el pH ptimo de coagulacin (potencial zeta = 0) se sita en la regin de 6,7 a 6,9, mientras que tambin se ha observado que a medida que el pH inicial del agua se hace mayor, la dosis decoagulante requerida para la anulacin del potencial Z tambin es mayorpudiendo deducirseque para los pH iniciales ms elevados, una parte importante del sulfato de almina es empleada en la acidificacin, portanto , podra acidificarse previamente el agua, mediante cidos y economizarse as parte del sulfato de almina.

Fig. 6Por otra parte, la superdosis de sulfato de almina, con objeto de bajar el pH, puede, a la vez, originar la formacin de un abundante precipitado de hidrxido de aluminio, menos denso que el flculo formado en la neutralizacin de los coloides por las cantidades requeridas de sulfato de almina y la acidificacin previa si es necesario.La hidrlisis del sulfato de almina debe ser total, para asegurarse que nada pase al agua filtrada. Siendo el pH de hidrlisis total del sulfato de almina del orden de 6,5- 7,0, a pH inferiores o superiores, puede quedar en solucin y encontrarse por tanto en el agua filtrada. El pH es el parmetro que ms influye en la solubilidad del hidrxido de aluminio formado en la hidrlisis de las sales de aluminio empleadas como coagulantes.En el grfico siguiente, fig.6, se representa el diagrama de las concentraciones de varios monmeros complejos de hidrxido de aluminio en equilibriocon el Al(OH)3.De los anteriores conceptos se deduce que para obtener una buena coagulacin se debe trabajar a un pH comprendido entre el de hidrlisis y el de coagulacin, y, por otra parte, para que la coagulacin origine una buena floculacin se deber usar la menor dosis posible de sulfato de almina. .Vemos, pues, que estos tres factores de hidrlisis, coagulacin y floculacin se deben controlar continuamente, podemos decir entonces que de la naturaleza del agua depender el pH con el cual se produce la mejor coagulacin, y para que el agua filtrada contenga los menores indicios posibles de Al+++se deber operar a un pH comprendido en el de hidrlisis total.Lgicamente, por la hidrlisis del sulfato de almina el pH del agua disminuye, pudiendo llegar a ser agresiva, y entonces es posible que sea necesario incorporar un reactivo que eleve este pH, generalmente se suele utilizar hidrxido clcico, esta elevacin del pH se debe realizar despus de adicionado el coagulante, pues en, caso contrario puede dar lugar a la disolucin de algunas materias slidas, generalmente orgnicas, con lo que podran escapar a la filtracin y pasar al agua filtrada.Tambin es posible que el pH ptimo para una buena coagulacin comunique al agua ya decantada un cierto carcter agresivo, por lo que debemos aumentar, posteriormente, este pH.Como la coagulacin resulta de la neutralizacin de las cargas elctricas de los coloides y con sales de aluminio o de hierro (por ejemplo sulfato de almina empleado como coagulante ), puede ocurrir que si despus de coagulada el agua, se eleva el pH, la carga elctrica de los hidrxidos se invierta, originndose una repulsin entre los hidrxidos y los hidrxidos-coloides, al cargarse negativamente ambos, con lo cual los flculos formados se deshacen pasando todo a su primitivo estado de coloide. Para evitar este inconveniente, el pH de un agua coagulada no se debe elevar antes de haberle eliminado los flculos.La dosis de coagulante depende por supuesto de la turbidez del agua y como ya se ha venido indicando del pH, pero no hay que olvidar que el rango o intervalo de pH est muy relacionado con la dosis de coagulante, as a mayor dosis de coagulante mayor ser el intervalo de pH eficaz, mientras que el valor optimo de pH se mantiene practicamente constante,puede tambin considerarse tambin que cuanto menor sea la dosis de coagulante, la sensibilidad de los flculos a los cambios de pH ser mayor.Hay que tener presente que los coagulantes metlicos son muy sensibles al pH y a la alcalinidad, estose aprecia en el siguiente grfico de la fig.7, donde se comprueba igualmente que la turbidez de un agua coagulada con un determinado coagulante presenta un mnimo (en este caso para sulfato de aluminio el mnimo es ligeramente inferior a pH = 7).Fig.- 7La optima coagulacin se ve influenciada por:1) pH del agua que se somete a coagulacin .2) Duracin de la dispersin del coagulante, ya que la hidrlisis del coagulante es muy rpida y formara rapidamente complejos del metal, las especies inicas deben estar uniformemente dispersas en el agua bruta entre 1 y 1,5 minutos despus de incorporar el coagulante y as conseguir una efectiva coagulacin antes de la floculacin.3) No incorpora a la vez y junto con el coagulante otros productos que reaccionen con l ya que se reducira la efectividad del coagulante.En la coagulacin-floculacin se estn empleando actualmente coadyuvantes para favorecer principalmente la floculacin con el sulfato de almina, al formar flculos ms cohesionados y densos.El sulfato de almina da lugar, por hidrlisis, a un precipitado de hidrxido de aluminio, que tiene una carga elctrica positiva ( en la zona de pH bajo al que se trabaja), que, como ya se indica, neutraliza a las partculas de signo opuesto que existen en el agua, pero al ser adsorbidas estas partculas del agua por el coagulante suele quedar una carga elctrica positiva residual en la superficie de los agregados formados entre coagulante y partcula, que origina una repulsin entre estos agregados (flculos), que puede ser superior a las fuerzas de cohesin, con lo cual se impide que la aglomeracin contine, en esta situacin juega un papel fundamental los polielectrolitos empleados como coadyuvantes de la floculacin.Los coadyuvantes de floculacin son polimeros de alto peso molecular e incrementan el tamao del flculo y la velocida de sedimentacin y filtrabilidad. Es muy importante el tiempo y punto de su aplicacin, debiendo aplicarse una vez que los flculos se han formado, en el caso del empleo de alumina como coagulante el tiempo suele ser unos 3 minutos despus de la adicin de la alumina.Cuando el agua se trata nicamente con sulfato de almina, slo se consume una parte del sulfato de almina para realizar la precipitacin de color y de la materia coloidal, actuando el resto como floculante de una eficacia relativamente baja, formando un gel de hidrxido de aluminio que va englobando a los coagulos formados, originando una especie de coagulacin de barrido (sweep coagulation).Esta masa o gel de hidrxido de aluminio es muy util al atrapar pequeas partculas e incluso sustancias orgnicas e inorgnicas disueltas. Por otra parte hay que procurar que la menor cantidad posible de aluminio o hierro, procedentes del coagulante queden en solucin, para lograr esto, la coagulacin-floculacin debe tener lugar al pH para el cual tanto el aluminio como el hierro tengan el menor grado de solubilidad. El control del pH es muy importante si se emplea la coagulacin de barrido. En el grfico de la fig.8 se muestra el aluminio residual en funcin del pH a diferentes temperaturas, y en el de la fig.9, se presentan los resultados de un ensayo de coagulacin en el que se determin el contenido de aluminio residual del agua coagulada y filtrada por dos membranas de 0,05 y 0,45 m, incluyendo tres rangos de aluminio, desde 0,02 mg./l. a 0,2 mg./l. y los pH a los que habra que operar para no sobrepasar estas concentraciones de aluminio, por ejemplo para encontrar 0,2 mg./l. el pH debera estar entre 5,5 y 7,4, mientras que para un aluminio residual de 0,05 se debera operar a un rango de pH entre 5,9 y 6,6.Fig.- 8Fig.- 9El uso de los coadyuvantes de floculacin permite reducir la dosis de sulfato de almina hasta la cantidad suficiente para eliminar la materia coloidal y el color, ya que el poder floculante del coadyuvante es superior al del sulfato de almina.En ensayos realizados con objeto de observar la reduccin en la turbiedad del agua, despus de floculada y decantada, sin el empleo de coadyuvante alguno y con el empleo de alguno de ellos, se ha llegado a obtener una reduccin en la turbiedad de hasta el 60 % ms que en los ensayos en que se emple slo sulfato de almina sin coadyuvante alguno.CONSIDERACIONES EN EL EMPLEO DE LA ALUMINA COMO COAGULANTE EN EL TRATAMIENTO DEL AGUAEl uso de almina como coagulante en el tratamiento del agua potable incrementa la concentracin de aluminio en el agua. En un estudio realizado por la USEPA en 186 plantas de tratamiento se comprob concentraciones de aluminio que variaron entre 0,01 a 2,37 mg/l. Aproximadamente el 11 % del aluminio incorporado, ms el contenido en el agua bruta, permanece en el agua tratada. En general la turbiedad del agua tratada se incrementa, cuando aumentan los niveles de aluminio. Altos contenidos de aluminio total en el agua tratada coinciden con bajas relaciones almina /COD. Se ha comprobado que cuando el COD aumenta (relaciones almina /COD < 7), una insuficiente dosificacin de alumina conduce a una coagulacin incompleta, resultando una gran parte de materia coloidal formada por complejos orgnicos de aluminio en forma insoluble.Los fenmenos de coagulacin con la almina se retrasan a bajas temperaturas al ser ms lentas las reacciones de hidrlisis y por tanto ms escasa la formacin de flocs y a la vez pueden escaparse pequeos flculos durante la filtracin , incrementndose por tanto el aluminio total en el agua tratada.Las sustancias orgnicas disueltas a moderadas y elevadas concentraciones interfieren fuertemente en el proceso de coagulacin con almina y s la dosis de almina es baja, puede encontrase aluminio residual en forma de complejos orgnicos en el agua tratada.En algunas aguas se han encontrado unas relaciones crticas de Al+++ / COD < 20 m molg.COD.Dada la relacin que suele existir entre la turbiedad del agua tratada y el contenido de aluminio o bien la correlacin existente entre el aluminio del agua tratada y el porcentaje de turbidez eliminada, se ha comprobado en muchos casos que para limitar el contenido de aluminio del agua tratada a 50g / l., al menos un 90 - 95 % de eliminacin de turbidez debe ser conseguida.El aluminio es altamente soluble a pH alcalinos, debido a la formacin del in aluminato Al(OH)-4la coagulacin con alumina es un efectivo medio de eliminar materia orgnica, especialmente sustancias hmicas, que son precursores de la formacin de subproductos de la desinfeccin. La coagulacin preferentemente elimina la materia orgnica natural de ms alto peso molecular, en este sentido son mejor eliminados los cidos hmicos que los flvicos, no obstante suelen eliminarse ms del 60% de la mayora de precursores..Est comprobado que el pH de coagulacin tiene una gran influencia en la eliminacin de materia orgnica, mayor eliminacin a pH < 7.CINETICA DELA FLOCULACIONLa velocidad de floculacln de una dispersin coloidal o sol, depende de la frecuencia del choque de las partculas entre s y de la probabilidad de que su energa trmica sea lo suficientemente grande como para superar a la energa potencial de repulsin para la floculacin cuando los encuentros entre las partculas tienen lugar.La floculacin ocurre mediante dos mecanismos: la floculacin ortocintica y pericintica a los cuales se ven sometidas las partculas sometidas a la desestabilizacin, influyendo en gran medida el tamao de las partculas, as en las partculas pequeas (menores de 1 m) juega un papel ms importante la floculacin pericintica influida por efecto trmico que da lugar al movimiento browniano que distribuye uniformemente las partculas en la solucin, y en el caso de partculas de mayor tamao tiene una gran importancia el gradiente de velocidad del liquido(G), predominando la floculacin ortocintica. En definitiva en el fenmeno de la floculacin el nmero de choques entre partculas es proporcional a la concentracin de estas, a su tamao y al gradiente de velocidad.Considerando que no haya barrera de energa potencial y que cada choque entre las partculas d lugar a un contacto permanente, Smoluchowski desarroll una teora de floculacin rpida. Supone que la floculacin slo est controlada por la difusin, en el caso de un sol mono-disperso en que las partculas sean esfricas se tendr:n = no/(1 + 4p. D. a .no. t) dondenes el nmero de partculas por mililitro al cabo de un tiempo de floculacint, n0el nmero inicial de partculas por mililitro,a,el radio efectivo de las partculas y D, el coeficiente de difusin.Conociendo el valor del coeficiente D, resulta posible, por medio de la anterior ecuacin, calcular, por ejemplo, el tiempo necesario para que el nmero de partculas llegue a ser la mitad, un tercio, etc., del nmero inicial de partculas.Podemos actuar sobre el gradiente de velocidad G, en la floculacin y de ah su importancia. Camp estim el valor de G para varias plantas en Estados Unidos y concluy que su valor se mueve en el rango de 20 74 seg-1. Se considera un valor inferior de G ya que mientras mayor es G hay mayor probabilidad de floculacin y por otro lado se toma un valor superior debido a que un valor muy grande de G puede generar ruptura de los flocs ya formados por la accin de fuerzas de corte del lquido. As cada tipo de agua contiene un valor de G dependiendo del tipo de partculas contenidas en ellas.La cintica de la floculacin se puede estudiar al estabilizar la dispersin coloidal por medio de gelatina en un momento dado y a ciertos intervalos de tiempo y contar entonces las partculas con la ayuda de un ultramicroscopio.En el caso de existir una barrera de energa potencial de repulsin, slo algunos de los choques entre las partculas darn lugar a contactos permanentes, no pudindose, por tanto, aplicar las frmulas anteriores, es decir, la energa potencial retrasa la velocidad de floculacin.Debido a la complejidad de las reacciones entre las sustancias del agua y los reactivos aadidos, la influencia del pH, temperatura, grado de agitacin, etc., es difcil hallar la dosis de reactivos exacta, necesaria para obtener una buena coagulacin, an cuando se conozcan las sustancias presentes en el agua.En la prctica, para conocer la dosis ptima de sulfato de almina, hidrxido clcico u otro reactivo, as como el pH ptimo, se recurre a los ensayos de floculacin en laboratorio, con los cuales, y mediante tanteos, llegamos a conocer las dosis ptimas de reactivo, segn el perodo y grado de agitacin escogido.Para realizar estos ensayos de floculacin, se utiliza un floculador, que en esencia es un agitador formado por una serie de vasos, en cada uno de los cuales se introduce una paleta agitadora, accionada por un motor elctrico, que comunica las mismas revoluciones a todas las paletas. En los vasos, generalmente de un litro de capacidad, se introduce el agua con los reactivos correspondientes. Para que los resultados de los vasos sean comparables, la velocidad de rotacin de cada paleta, como ya hemos dicho, deber ser igual. Las paletas debern poder girar entre 20 y 200 rpm.El modo de proceder es el siguiente :-Se toma un litro de agua a ensayar en cada uno de los vasos del agitador, habindose determinado previamente algunas de las caractersticas ms importantes del agua, tales como turbiedad, color, pH y alguna otra que tambin interese, segn el tratamiento al que posteriormente se va a someter.-Puesta en marcha la agitacin, se van aadiendo a cada vaso las dosis de los reactivos a emplear que, como primera aproximacin, se hayan escogido.A mayor escala, dentro ya de la Estacin de Tratamiento, generalmente el coagulante se suele introducir antes que el lcali, de igual modo que el cloro usado en precloracin puede ser ms eficaz adicionndolo antes que el coagulante, de todas formas, los ensayos de laboratorio son los que permiten ver el orden en la dosificacin.-La agitacin se mantendr durante 20 minutos, siendo conveniente los dos primeros minutos agitar a la mxima velocidad y los restantes, a la velocidad que se haya escogido, generalmente 50 r /m.-Se anota el momento en que en cada vaso aparece el primer flculo visible, de igual modo, al final de la agitacin se anota el aspecto, cantidad y tamao de los copos y cualquier observacin que, posteriormente, nos pueda servir para diferenciar un vaso de otro.-Finalizada la agitacin se dejan en reposo todos los vasos un determinado tiempo, generalmente 10 minutos, para que sedimenten los flculos formados-A continuacin se decanta una porcin de agua de las partes superiores de cada vaso, midiendo en estas muestras de agua decantada el color, turbiedad y pH principalmente. Tambin puede hacerse ms completo el ensayo pasando una parte del agua decantada de cada vaso por un filtro de papel y medir despus el color y turbiedad del agua filtrada.-Por ltimo, se interpretan los resultados obtenidos, de forma tal que las dosis de reactivos aadidos a la muestra en la cual la reduccin del color y turbiedad del agua decantada sea mayor, las consideremos como las dosis ptimas.Generalmente, estos ensayos deben realizarse manteniendo constante, ya sea el p H, y variando las dosis de coagulante y coadyuvante o a la inversa. Tambin deben ensayarse diversos perodos y velocidades de agitacin.En el cuadro siguiente resumimos los resultados de un ensayo de coagulacin-floculacin en vaso, en el que el pH ptimo de coagulacin y ladosis de coadyuvante polielectrolito se ha comprobado por ensayos anteriores de tanteo, que eran 6, 9 y 0,1 respectivamente. Tratamos ahora de conocer la dosis ptima mnima de coagulante y la del lcali.A la vista del resultado visual y el anlisis del agua decantada, vemos que una dosis de 20 ppm es, en este caso, lams ptima para 0,1 ppm de polielectrolito y un pH de coagulacin de 6,9.Las dosis de reactivos vienen dadas en ppm (partes de milln), equivalente a mg de reactivo por litro de agua. La unidad de medida usada para el color es la unidad AlIen.Hazen ( cloroplatinato potsico-cloruro de cobalto) y la unidad de medida para la turbiedad la NTU (Unidad Nefelomtrica de Turbided).Obtenida la dosis ptima aproximada del coagulante, se tratar por medio de otro ensayo ajustar ms esta dosis, realizando otra serie con dosis, por ejemplo, de 18, 19, 20, 21 y 22 ppm de sulfato de almina. VASO,DOSIS DESULFATO DE ALUMINADOSIS DE CALDOSIS DE POLIELECTROLITO Resultado visual floculacin AGUA DECANTADA

ColorTurbiedad pH

1 2 3 4 5 8 12 16 20 24 0 2 4 6 8 0,10,10,10,10,1MalRegularBienMuy bienRegular40302051512 8 6/span> 376,96,86,86,96,9

Observaciones.- Los primeros flculos aparecen a los tres minutos de agitacin en el vaso N 3. En el N 1 apenas hay floculacin, yen el N 2, los flculos son tan pequeos, que pueden considerarse microflculos.

En la figura siguiente de representa el esquema de un agitador-floculador de laboratorio con los vasos correspondientes, en los cuales hemos representado lo que de una forma visual se ha obtenido en el ensayo que anteriormente hemos expuesto.

En el vaso n 1, (de izquierda a derecha) para el que indicbamos que el resultado de la floculacin era "mal ", observamos cmo los flculos son muy pequeos y sedimentan muy difcilmente; en el n 2, que indicbamos floculacin "regular", ya se ven flculos algo mayores, an cuando en la parte superior los hay tambin pequeos; En el n 3, floculacin " bien ", los flculos son ya mayores y ms densos, quedando en la parte superior, el agua ms clarificada; En n 4, indicado como floculacin " muy bien ", la mayor cohesin y densidad de los flculos, les hace aglomerarse en el fondo del vaso, quedando ms zona clarificada en la parte superior del vaso; en el vaso n 5, floculacin " regular ", es bastante similar al n 2.Otro medio de conocer y controlar el proceso de coagulacin, muy practico, es el del filtro piloto, consistente en tomar una muestra de agua, y siguiendo el mismo proceso de adicin de reactivos que el de la propia planta, filtrar a continuacin por un filtro piloto en las mismas condiciones, controlando diversas caractersticas del efluente, principalmente el color, la turbiedad y el contenido de aluminio.Para que las partculas que se encuentran en el agua y las del coagulante puedan reaccionar, ser preciso que estn en contacto unas con otras, por lo tanto ser necesaria una agitacin del liquido para mantener este contacto. Esta agitacin deber ser rpida durante un breve perodo inicial para dispersar bien la coagulacin y favorecer las reacciones de coagulacin, y ms lenta durante el perodo de floculacin.El contacto entre las partculas se ver aumentado a medida que aumenta su concentracin en el agua, con este objeto es conveniente que en el liquido se conserve una determinada cantidad de flculos que anteriormente se han formado. Durante la floculacin la agitacin deber ser lo suficientemente lenta para no deshacer los flculos formados, dando entonces nuevamente lugar a una suspensin coloidal.Las instalaciones de floculacin son actualmente muy variadas, abarcando desde sencillos depsitos de floculacin, con placas deflectoras, hasta las instalaciones provistas de agitadores mecnicos de paletas, mantenindose en parte de estas instalaciones, el contacto entre las partculas formadas en tratamientos anteriores y las que se estn formando en cualquier momento. Existen instalaciones en las que en una misma instalacin se realiza la mezcla, coagulacin, floculacin, sedimentacin y eliminacin de los precipitados, son estos en general los floculadores-decantadores. ESQUEMA DE LOS FENOMENOS Y DE LA TERMINOLOGIA ASOCIADA A LAS DIFERENTES ETAPAS DE LACOAGULACION-FLOCULACION

EtapasFenmenosTerminologa

1.-Funcin del reactivo-Coagulante-Floculanteo ayudante de floculacin si interviene a partir de la fase 2.41.1Preparacin: Disolucin, ionizacin, polimerizacin ...DILUCION

1.2Introduccin: Dispersin, difusin, contacto reactivo-partculaMEZCLA RAPIDA

1.3Reaccin con el agua:Ionizacin, hidrlisis, polimerizacin, formacin de hidrxidos complejos con las sales de aluminioHIDROLISIS

2.Desestabilizacin de la particula2.1 Compresin de la doble capa elctrica por iones opuestos, que no se hidrolizan (Interacciones electroestticas)COAGULACIONCOAGULACIONAGREGACION

2.2 Disminucin del potencial de superficie por adsorcin de iones en la superficie de la partcula

2.3 Englobamiento en un precipitadoMICROFLO-CULACION

2.4 Unin entre partculas por adsorcin especfica de especies (polimricas de coagulante o de floculante. Agregacin mutua.

3.Transporte de la partcula(Contacto entre partculas)3.1 Movimiento Browniano (Para partculas inferiores a 1Fm)FLOCULACION PERICINETICA

3.2 Movimiento del aguaFLOCULACION ORTOCINETICA

3.3 Movimiento (diferencial) de partculas (sedimentacin, flotacin ...)

4.SeparacinSedimentacin, decantacin, flotacin, filtracin ....

Plantas de Tratamiento de Agua NegrasLa tecnologa SPAWW se basa en un sistema de Lodos Activados en la modalidad de Oxidacin Total combinado con un proceso vanguardista de Sistemas Secunciales, asemejando as al proceso natural con el que el agua contaminada es tratada en ros, lagos y mares En un ro, cuando le descargamos agua residual, podemos observar que el agua se limpia despus de haber recorrido de 100 a 200 kilmetros, equivalente a unos 10 das. Esta limpieza la realizan bacterias que se alimentan de la materia orgnica (i.e. los contaminantes). De manera similar, en una planta de tratamiento SPAWW , los contaminantes son eliminados por bacterias, pero a diferencia del ro, este proceso se realiza en menos de 24 horas.Es interesante hacer un poco de historia, ya que el proceso de lodos activados naci precisamente del estudio al ro Tmesis durante la revolucin industrial, cuando grandes volmenes de aguas contaminadas le eran descargadas. Tras observacin y experimentacin descubrieron que exista lodo activo que se encargaba de la limpieza del agua. Posteriormente descubrieron que ese lodo activo eran colonias de bacterias principalmente e-colli, proveniente de la flora intestinal de humanos y animales- que se encargaba de comerse los contaminantes, y que el oxigeno suministrado por cascadas, rpidos, etc evitaba la produccin de olores (al contrario de lo que pasaba en los pantanos y aguas estancadas donde no haba suministro de oxgeno).En un principio, las plantas de tratamiento se desarrollaron con mtodos empricos, y para los aos 70s, las normas de descarga se volvieron sumamente estrictas, lo que motiv a desarrollos ms avanzados para tratamiento secundario (i.e biolgico) de agua residual.El sistema de lodos activados result tan confiable y seguro, que actualmente ms del 70% del agua tratada a nivel mundial se realiza con el sistema de lodos activados en sus diferentes modalidades.La tecnologa SPAWW cuenta con las modalidades de Oxidacin Total que permite una alta eficiencia en remocin de contaminantes aunado a una muy baja produccin de lodos de desecho-, y un Sistema Secuencial que permite un perfecto control del proceso para el tratamiento de contaminantes.Nuestras plantas tienen las siguientes ventajas: Realizar conducciones de lquidos por gravedad preferente a por bombeo para disminuir el mantenimiento correctivo y preventivo. Reducir la distancia de tuberas y reducir al mximo el nmero de piezas especiales para evitar taponamientos en las lneas de conduccin. Simplificar la operacin de la planta. Reducir el mantenimiento requerido. Prevenir situaciones de emergencia (tales como paros elctricos, excesos de agua en el influente, etc.) Facilitar operaciones de mantenimiento correctivo y preventivo. Cumplimiento de la normatividad aplicable

Modelos SPAWWSPAWWEs la serie ECONMICA de las plantas SPAWW , adems requieren an menor mantenimiento que las otras series y, en plantas con capacidades menores a 2 l.p.s. pueden ser subterrneas, aprovechando el rea para colocar pasto o zonas de ornato. La planta cuenta con un reactor aerobio de destruccin, seguido de un reactor de oxidacin total, para finalizar con sedimentador secundario y clorador de pastillas en lnea. Si la planta es enterrada, se incluye una rejilla de desbaste de slidos inorgnicos (i.e chatarra, trapos, etc.) que deber ser colocada en un registro posterior a la planta. El agua tratada por una planta SPAWW puede ser reutilizada en riego, siempre y cuando este se realice con manguera, y no es recomendable el contacto directo con el humano.SPAWWSEsta planta cuenta con dos reactores de aireacin, primero un reactor SELECTOR y segundo, un reactor de Oxidacin Total, seguidos de un sedimentador secundario, para finalizar el proceso con un reactor de desinfeccin por cloro.En el reactor selector se encuentra una alta concentracin de bacterias hetertrofas que se encargan de el minar del 65 al 75% de la materia orgnica (i.e DBO), lo que fomenta la formacin de colonias bacterianas de gran tamao que facilitan el proceso de sedimentacin secundaria. En el segundo reactor, al haber poca materia orgnica (i.e alimento para las bacterias) y muchas bacterias (i.e comensales), se inicia el proceso de oxidacin total (i.e canibalismo entre las bacterias: tcnicamente conocido como respiracin endgena) que utiliza el DBO restante como energa de mantenimiento, por lo que se obtienen muy altas calidades de agua tratada, y prcticamente se elimina la produccin de lodos de desecho.El agua tratada por una planta SPAWWS es reutilizable en sistemas de riego, reuso industrial, lavado de autos usos recreativos, etc., y e