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Capítulo 6 - Procesos de tratamiento de agua

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Procesos de tratamiento de aguaEl inspector de la encuesta sanitaria debe evaluar cuidadosamente todos los procesos detratamiento de agua para asegurar el abastecimiento de agua seguro, adecuado y confiable para losconsumidores. La planta de tratamiento de agua (PTA) es la principal barrera contra el aguacontaminada y cualquier deficiencia en el proceso de tratamiento podría tener un impacto negativoen la calidad del agua. El inspector debe evaluar la operación, mantenimiento y manejo de la PTApara identificar cualquier riesgo sanitario potencial o existente.

Objetivos del aprendizajeAl final de este capítulo, los participantes deben ser capaces de:

Revisar los componentes claves de los procesos de tratamiento de agua, como lossistemas de dosificación de sustancias químicas, coagulación, floculación, sedimentación,filtración y desinfección.

Identificar datos claves para evaluar los riesgos sanitarios en la inspección de las PTA,tales como turbiedad, pH, alcalinidad y cloro residual.

Reconocer los riesgos sanitarios de los procesos de tratamiento de agua relacionados conla infraestructura, O&M y manejo. Estos aspectos pueden incluir el inadecuado control delos procesos de análisis, procedimientos deficientes de mantenimiento, deficiencias depersonal y financiamiento, y conexiones cruzadas.

Identificar los aspectos de seguridad que podrían afectar al personal de la operación y lacapacidad de la planta para operar de manera eficiente. Los aspectos de seguridad puedenincluir el manejo y almacenamiento de sustancias químicas y los espacios confinados.

Revisar los aspectos de reglamentación de cada proceso específico para determinar surelación con los riesgos sanitarios.

Recolección de datosAntes de la inspección sanitaria, el inspector debe obtener la mayor cantidad de información sobrelos sistemas de agua. De lo contrario, dicha información deberá obtenerse durante la inspección.

Procesos de tratamiento

un esquema completo de los servicios de tratamiento que muestre los procesos detratamiento usados y los puntos de aplicación de todas las sustancias químicas.

Sustancias químicas usadas en el proceso de tratamiento

sustancias químicas específicas y el propósito de la adición

cantidad agregada

puntos de aplicación.

Equipo de dosificación de sustancias químicas y almacenamiento

tipo de sistema de dosificación en operación (líquido, gas, sólido, etc.)

condición de los equipos

equipos alternos para todos los sistemas

almacenamiento seguro y adecuado de las sustancias químicas.

Cómo realizar inspecciones sanitarias

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Control de los procesos

tipo y frecuencia de muestras en todo el proceso de tratamiento

equipo de monitoreo en línea, disponible y operativo

procedimientos para el registro de datos.

Infraestructura

accesibilidad, seguridad y mantenimiento de los edificios y ambientes donde se realizanlos procesos de tratamiento

operación y mantenimiento de las unidades de tratamiento, como los mezcladoresrápidos, floculadores y filtros.

Reglamentos y normasEl inspector debe considerar y revisar lo siguiente antes de la inspección:

capítulo 2 - Reglamentos sobre el agua de bebida

reglamentos específicos que se aplican en la planta

problemas por incumplimiento de la reglamentación reportados en anteriores informes deinspección.


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Procesos de tratamiento del aguaInformación básicaPropósito del tratamiento del agua El propósito de tratar el agua es acondicionar y modificar

para eliminar características indeseables, impurezas yagentes patógenos a fin de proporcionar agua segura,agradable y aceptable a los consumidores. Se deberátomar en cuenta las normas nacionales sobre nivelesmáximos para los distintos tipos de contaminantes. Siestos contaminantes están presentes en el agua y enlímites mayores a los establecidos, el agua se debe tratarpara reducir los niveles de contaminación. Algunasimpurezas que afectan las cualidades estéticas del agua seespecifican en las normas nacionales. Se recomienda eltratamiento o modificación del agua para que cumpla conel nivel máximo de contaminantes.

Procesos de tratamientoAlgunos de los procesos de tratamiento más comunespara aguas superficiales y subterráneas son:

Pretratamiento Puede ser un proceso físico, químico o mecánico queremueve algunas impurezas o modifica algunas de lascaracterísticas indeseables del agua (tales como sabor yolor, hierro y manganeso, remoción de sustanciasorgánicas, dureza, etc.) antes de otros procesosadicionales. En ocasiones, la adición de sustanciasquímicas para alterar la calidad del agua es la únicatécnica de tratamiento usada. Puede incluir control de lacorrosión, oxidación de hierro y manganeso oseparación, desinfección y fluoruración.

Coagulación y floculación Procesos fisicoquímicos para mejorar la eficiencia dereducción de material particulado y de coloides de lossiguientes procesos de sedimentación o filtración. Lacoagulación incluye la dosificación de sustanciasquímicas para desestabilizar las partículas suspendidascon cargas similares. Esto permite que se unan y que seinicie la formación de flóculos. La floculación, que enparte se superpone al proceso de coagulación, requierela mezcla suave de las partículas desestabilizadas paraformar flóculos sedimentables.

Sedimentación Proceso después de la coagulación y floculación parareducir la velocidad a fin de remover los sólidossedimentables antes de la filtración.

Filtración Paso del agua a través de un medio filtrante poroso quepuede ser arena, antracita u otro material granuladopara remover impurezas en partículas y flóculos.

Desinfección Proceso de destrucción de organismos patógenos concloro, ciertos compuestos que liberan cloro u otrassustancias o métodos con capacidad desinfectante.


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Sistemas de dosificación de sustancias químicasEstos sistemas son comunes en las plantas detratamiento y pueden usarse para dosificar coagulantes,oxidantes, inhibidores de la corrosión, sustanciasquímicas para el ajuste del pH, control de sabor y olor,desinfectantes, fluoruro, etc.

Tipos de dosificadores de sustancias químicas:

Bombas dosificadoras de sustancias líquidas

Estos sistemas son muy sencillos y se ilustran acontinuación. El sistema se compone de lo siguiente:

tanque para la solución química

bomba dosificadora

válvula de inyección con válvula de control

sistema de control eléctrico con interruptor de flujo encaso de fallas

área de almacenamiento de sustancias químicas.

Dosificadores de sustancias secasVolumétricos - La tasa de dosificación se basa en elvolumen de sustancias químicas y no en el peso;puede lograr un rendimiento aceptable con materialesde densidad y uniformidad estables, especialmentecon tasas bajas de dosificación.

Gravimétricos - Dosifica sustancias químicas secasbasados en el peso real. Por ello, es más exacto queotros dosificadores de insumos secos en cuanto aalcanzar las tasas deseadas.

Válvula de pie

Filtro

Soluciónquímica

Bombadosificadora

Conducto dedescarga

Válvula de4 pasos

220 ó120 voltios

Interruptorde flujo

Válvulaantisifón

Inyección

Pesa


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Gravimétrico

Volumétrico

Tolva

Motor

Cámara paradisolución

Mezcladoraa chorro

Rompedor devacío atmosférico

Tornillo de avancegiratorio y de

movimiento alternativo

Brazo de balanza Contrapeso

Interruptorde mercurio

Brazo de balanza

Banda giratoria

Flexión

Plataformas dela balanza

Flexión

Banda giratoria

Tolva


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O&M de la dosificación de sustancias químicasLa O&M adecuada de los sistemas de dosificación desustancias químicas es importante para el rendimientogeneral de la planta de tratamiento. Por ejemplo, unaplanta convencional de aguas superficiales no podrálograr un rendimiento óptimo y consistente a menos quelos sistemas de dosificación de sustancias químicasfuncionen adecuadamente.

Los aspectos que los inspectores deben abordar en todoslos sistemas de dosificación de sustancias químicas son:

Mantenimiento adecuado. Esto incluiría un programade mantenimiento preventivo (MP), repuestos ypresupuesto para reparaciones.

Reemplazo o unidades alternas para procesosimportantes como la coagulación y desinfección.

Condición física de los edificios y ambientes quealbergan equipos de dosificación.

Almacenamiento de sustancias químicas. Lassustancias químicas incompatibles no se debenalmacenar en la misma área. Por ejemplo, si el carbónactivado en polvo (CAP) y el permanganato de potasio(KMnO

4) se almacenan en la misma área, podrían

producir una explosión o incendio.

Programa de información sobre manejo de sustanciasquímicas peligrosas.

Contención de derrames de sustancias químicas yubicación de drenajes adecuados en las áreas dondese manejan sustancias químicas.

Seguridad con respecto al manejo y dosificación desustancias químicas, disponibilidad y uso apropiadode equipos de seguridad, como antiparras protectorasy equipos de protección respiratoria.

Calibración periódica de los sistemas de dosificaciónde sustancias químicas.

Tanque dealmacenamiento desustancias químicas

Válvulas deaislamiento

Bombadosificadora

Agua dedilución

Probetagraduada

Grifo demuestreo


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Riesgos sanitarios de los sistemas de dosificación desustancias químicas

1. ¿Qué sustancias químicas se usan?

El inspector debe establecer qué sustancias químicas seusan, si están aprobadas para el tratamiento de agua y sise aplican adecuadamente. El operador debe estarconsciente de los posibles efectos adversos de la adiciónde sustancias químicas, como el desarrollo detrihalometanos (THM) debido a la precloración.

2. ¿Qué cantidad se usa?

La cantidad usada se debe basar en las pruebas. Eloperador debe explicar cómo se determina ladosificación y la frecuencia de dicha determinación(prueba de jarras, medición de pH, detectores de flujo,etc.). Para su uso en aguas de bebida, las sustanciasquímicas deben contar con la aprobación de las normasnacionales, federales o estatales.

El inspector debe determinar el tipo y frecuencia deprocedimiento empleado por el operador a fin dealcanzar la dosis adecuada.

3. ¿Cuáles son los puntos de aplicación de lassustancias químicas?

El inspector debe identificar el punto de aplicación yevaluarlo en función de la adición de sustanciasquímicas. Las sustancias químicas puedencontrarrestarse si no se aplican en el orden adecuado.(El CAP removerá el cloro si se dosifica aguas debajo deél). La formación de fluoruro de calcio debido a laadición de compuestos de fluoruro y cal en lugares muycercanos es otro posible resultado de puntos deaplicación inapropiados. La adición de sustanciasquímicas no debe generar una conexión cruzada.Algunas sustancias químicas, como los inhibidores de lacorrosión o el fluoruro, generalmente se aplican al finaldel tratamiento.

4. ¿El sistema cuenta con un laboratorio adecuado?

Los sistemas deben monitorear la adición y remoción desustancias químicas. Para ello, se deben seguirprocedimientos estandarizados de prueba y usarequipos de prueba y monitoreo calibrados y mantenidosadecuadamente.

5. ¿En qué condición se encuentra el dosificador desustancias químicas?

El equipo debe estar operativo y contar con unmantenimiento adecuado. Por ejemplo, en el caso dedosificadores de sustancias químicas secas, el inspectordebe estar atento a problemas de atascamiento de


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sustancias en la tolva. Se deben revisar los conductos delos dosificadores de líquidos para evitar obstrucciones.

Debe haber un dosificador de reemplazo.

El diafragma y la válvula de pie de la bomba dosificadorade sustancias químicas, válvulas de inyección y válvulasde control se deben reemplazar por lo menos una vez alaño. Los conductos de succión y descarga se debenrevisar para verificar que no hay decoloración niobstrucción. Las tuberías de plástico transparente sedeben reemplazar una vez que se vuelvan opacas. Elinspector debe determinar si se cuenta con un programade mantenimiento preventivo, revisar dicho programa yel registro de reparaciones. El programa de adición desustancias químicas es esencial para garantizar eltratamiento adecuado y no se debería interrumpirdebido al mal funcionamiento de los equipos. Porconsiguiente, el operador debe contar con repuestos yequipos alternos.

6. ¿El dosificador de sustancias químicas estácalibrado?

La calibración se debe realizar cada vez que se usa unnuevo lote de sustancias químicas. La tasa dedosificación del equipo se debe revisar por lo menosdiariamente.

Se recomienda calibrar las bombas dosificadoras desustancias químicas cada año. Un método alternativoconsiste en usar una probeta graduada para revisar latasa de dosificación semanal o mensualmente.

7. ¿Los instrumentos y el control de procesos se operany usan adecuadamente?

El control de procesos es complicado cuando losinstrumentos, como los medidores de caudal, deturbiedad y de cloro residual, no son funcionales niestán adecuadamente calibrados. El inspector deberevisar los controles, preguntar al operador sobre laverificación de la calibración y cómo se toman lasdecisiones referidas al control de procesos en función delos resultados de las mediciones. Los instrumentos soninútiles si el operador no conoce la importancia de lamedición.

8. ¿El almacenamiento de sustancias químicas esseguro y adecuado?

Es aconsejable tener una provisión de sustanciasquímicas de por lo menos 30 días. Para elalmacenamiento de sustancias líquidas, se debe tomaren cuenta los indicadores de nivel y protección contrareboses y derrames. Esto es especialmente importantepara prevenir la contaminación del acuífero cuando lostanques están cerca de los pozos. Las sustancias


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químicas almacenadas en la misma área deben sercompatibles. Por ejemplo, los combustibles derivados delpetróleo, lubricantes y oxidantes, tales como KMnO

4, no se

deben almacenar uno cerca del otro para evitar riesgos deincendio y explosión. Las sustancias químicas se debenalmacenar de manera que se evite que derrames lleguen alagua en el proceso de tratamiento o al agua cruda de lafuente.

Las áreas de almacenamiento del CAP deben estar secas yequipadas con un sistema eléctrico a prueba deexplosiones.

Asegúrese de que el fluoruro de sodio se almacene en unárea separada. El fluoruro de sodio es sumamentecorrosivo y venenoso.

Revise el acceso al almacén de sustancias químicas. Siel acceso es difícil, el operador puede no ser cuidadosoen el traslado de sustancias químicas del almacén a sudestino.

9. ¿Los registros diarios de operación reflejan las dosisde sustancias químicas y las cantidades totalesusadas?

Es sumamente importante que el operador controlediariamente el consumo de sustancias químicas y la tasade dosificación. La dosificación excesiva de sustanciasquímicas puede ser tan perjudicial como la bajadosificación de las mismas. Estos valores son clavespara el desempeño óptimo de cualquier sistema dedosificación de sustancias químicas.

10. ¿El dosificador de sustancias químicas estárelacionado con el caudal (por ejemplo, estáconectado al registro del medidor de caudal)?

La conexión de la bomba dosificadora de sustanciasquímicas al registro de caudal se puede realizar con unaseñal de 4-20 mA o el sistema se puede conectardirectamente a una bomba para que el dosificador seactive cada vez que la bomba se opere y haya caudal enla tubería.

Cuando el dosificador de sustancias químicas se conectaa una bomba, es importante usar un sensor de caudalcomo medida de seguridad en caso de fallas. Eldosificador de sustancias químicas no debe operar si nohay caudal en la tubería. Si no hay un control de caudal,es posible que el arrancador del motor de la bombafuncione sin encender la bomba. Si se enciende la señaldel arrancador, el sistema dosificador de sustanciasquímicas se activa y se pueden dosificar sustanciasquímicas altamente concentradas a la tubería y afectar alusuario.


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11. ¿Cada bomba dosificadora cuenta con una válvula decuatro pasos u otra equivalente?

Esta válvula reduce la posibilidad de sifonar todas lassustancias químicas al sistema cuando hay una presiónalta y protege la bomba de daños cuando se cierra latubería de descarga. Pregúntele al operador cómofunciona la bomba.

12. ¿Existe un programa de comunicación sobresustancias químicas peligrosas?

La empresa debe tener un programa con un inventariode todas las sustancias químicas peligrosas einformación sobre la seguridad y procedimientosescritos sobre el transporte y manejo de dichassustancias.

13. ¿Se cuenta con equipos de seguridad apropiados (porejemplo, respirador de cartucho para hipoclorito decalcio) y equipo de protección personal (antiparras,guantes, etc.)? ¿Se ha capacitado a los operadores enel uso de esos equipos?

El EPP debe estar en buen estado y los respiradoresdeben estar limpios y se deben almacenar en una bolsasellada.

El área de manejo es responsable de capacitar a todo elpersonal en el uso de equipos de seguridad. Solicitedocumentación para verificar la capacitación en losúltimos 12 meses.

Cuando se requiere protección respiratoria, la empresadebe proporcionar un programa escrito al respecto. Esteprograma incluye una prueba adecuada del equipo ycapacitación en la selección, uso y cuidado del mismo.Además, el programa requiere exámenes físicos anualesde todo el personal que usa el equipo.

Los cartuchos de los respiradores se deben cambiar porlo menos cada seis meses.

Todos los respiradores se deben revisar mensualmente.

14. ¿El edificio se mantiene limpio y seco?

Si el interior del edificio se mantiene limpio y seco, esmenos probable que los derrames de líquidos osustancias químicas en polvo reaccionen con el agua, locual aumentaría la corrosión en el edificio. Cuando elhipoclorito de calcio se mezcla con el agua, el clorogaseoso se libera a la atmósfera, lo que incrementaría lacorrosión y deterioro de las instalaciones.


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Procesos de tratamientoDesinfecciónIntroducción El incumplimiento significativo de los requerimientos de

las normas del agua de bebida frecuentemente serelaciona con la desinfección inadecuada. Además, elcloro, el desinfectante más usado, es una sustanciaquímica peligrosa y puede causar problemas graves desalud e inclusive la muerte del operador o de cualquierpersona expuesta a un escape importante. El inspectordebe determinar si el sistema de desinfección esadecuado y confiable a fin de garantizar que el agua debebida sea segura para beber.

Definición La desinfección es el proceso mediante el cual sedestruye gran cantidad de microorganismos y todas lasbacterias patógenas del agua.

Métodos de desinfección En los sistemas de agua, el método de desinfección másusado es la cloración. Si bien es el más común, tambiénhay otros sistemas que usan:

ozono

UV (radiación ultravioleta)

dióxido de cloro

cloraminas.

Si bien estos métodos se usan en algunos sistemas, losmétodos con ozono y ultravioleta requieren la adición decloro para cumplir los requisitos de los reglamentospara el cloro residual. Debido a que el cloro es elprincipal método de desinfección, sólo nos dedicaremosa este tema.

Dosis y cloro residual

Revisión de las unidades La unidad estándar para la concentración de cloro en elagua es miligramos por litro (mg/L). La concentración decloro gaseoso en la atmósfera se mide en partes pormillón (ppm).

Dosis La cantidad total de cloro que el clorador descarga en unvolumen de agua determinado se denomina dosis. Esevalor se debe calcular diariamente en mg/L; sin embargo,en algunos países es más probable que los operadores loregistren como libras o galones por día. Si bien elnúmero de libras o galones usados por día esimportante, más importante que la dosis en sí, es la tasade dosificación.

Demanda de cloro El cloro es un agente químico oxidante muy activo.Cuando se inyecta en el agua, se combina fácilmente conciertas sustancias inorgánicas oxidables (sulfuro dehidrógeno, nitrato, hierro ferroso, etc.) y con impurezasorgánicas, incluidos los microorganismos y compuestosde nitrógeno orgánico tales como proteínas y aminoácidos.


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Estas reacciones consumen parte del cloro. La cantidadconsumida se denomina demanda de cloro. La demandadepende del tiempo ya que el tiempo de reacción entre elcloro y la mayoría de compuestos orgánicos es largo (dehoras a días). Esto significa que la demanda cuantificableluego de 20 minutos es menor que la demandacuantificable luego de una hora de contacto.

Cloro residual Cantidad de cloro presente en el agua luego de un períodoespecífico de tiempo.

Cloro residual = dosis de cloro – demanda de cloro

Cloro y agua Independientemente de la forma de cloración, con clorogaseoso o hipoclorito, la reacción en el agua esbásicamente la misma. La mezcla de cloro con aguaproducirá dos compuestos generales, el HOCL (ácidohipocloroso) y el OCL- (ion de hipoclorito). La mediciónde estos compuestos se denomina cloro libre residual.Si hay compuestos orgánicos o inorgánicos disponibles,especialmente compuestos de nitrógeno, el HOCL secombinará con esos compuestos para producircloraminas o compuestos organoclorados. La mediciónde esos compuestos en el agua se denomina clorocombinado residual.

Efectividad germicida El cloro libre residual del HOCL y OCL- es mucho másefectivo como desinfectante que el cloro combinadoresidual.

Cloración a punto de quiebre Para producir un cloro libre residual, se debe añadirsuficiente cloro para destruir los compuestos denitrógeno. Este proceso se conoce como cloración apunto de quiebre. Si bien este proceso destruye lamayor parte de compuestos de nitrógeno, no los eliminaen su totalidad. Los compuestos restantes se combinancon el cloro para producir lo que se conoce comoresidual combinado irreducible.

Libre + combinado = total En muchos sistemas, esto genera un cloro residual en elsistema de distribución que incluye el cloro libre ycombinado. La medición de ambos se denomina clorototal residual. El cloro combinado residual generaproblemas de sabor y olor en un sistema. El siguientecuadro muestra el valor umbral de olor de diversascantidades de cloro.

Compuesto Valor umbral de olor

HOCl libre 20 mg/L

Monocloramina 5 mg/L

Dicloramina 0,8 mg/L

Tricloruro de nitrógeno 0,02 mg/L


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Sabor y olor Como muestra el cuadro, los problemas de sabor y olor sederivan básicamente del residual combinado. Si elinspector detecta que el agua del sistema tiene unproblema de sabor y olor a cloro, debe sugerirle aloperador que mida el cloro libre y total residual. Comoregla general, si el cloro residual libre es menor que 85%del total, el problema de sabor y olor se debe al clorocombinado residual. Este problema se puede resolver dedos maneras:

Remueva los precursores que ocasionen el clorocombinado residual.

Incremente la dosis de cloro. Probablemente lacantidad de cloro sea insuficiente (libra a libra con lassustancias orgánicas) para oxidar los compuestosorgánicos y evitar el problema.

D & SPD El inspector debe tener en cuenta dos aspectos de lanorma para desinfección y subproductos de ladesinfección (D&SPD): el desarrollo de trihalometanos(THM) y el residual máximo de cloro. En la mayoría decasos, la producción de THM se puede reducir en granmedida o eliminarse si se quita la precloración en unaplanta de tratamiento de agua superficial. Revise lanorma para D&SPD a fin de obtener mayor informaciónsobre los residuales máximos permisibles decloro.(Como nota informativa, en los Estados Unidos deAmérica se ha establecido un límite para un residualmáximo de cloro de 4 mg/L).

0 .5

0 .4

0 .3

0 .2

0 .1

00 0 .1 0 .2 0 .3 0 .4 0 .5 0 .6 0 .7 0 .8 0 .9 1 .0

R e a c c io n e s d e l c lo r o e n e l a g u a

C l o r a c i ó n c o m b in a d a r e s i d u a l

F o r m a c ió n d e c o m p u e s t o so r g a n o c lo r a d o s y c lo r a m i n a s

C lo r o c o m b i n a d o r e s i d u a l

P u n t o d e q u ie b r e

D e s t r u c c ió n d ec lo r a m in a s y

o r g a n o c lo r a d o s

F o r m a c ió n d e l c l o r o l ib r e r e s id u a l

C lor o

l i br e

r es id u a l

C l o r o c o m b in a d o r e s id u a l i r r e d u c ib le

C l o r o a g r e g a d o ( m g / L )

Clo

ro to

tal r

esid

ual (

mg/

L)

D e m a n d a


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Riesgos sanitarios, desinfección, dosis y residuales 1. ¿El operador puede responder preguntas básicas sobre

el proceso de desinfección (cómo se hace, cuándo y porqué)?

La falta de conocimiento sobre el proceso y los equipospor parte del operador indica que las fallas en losequipos o en la efectividad del proceso no se podránresolver en el momento oportuno. La administración esresponsable de que los operadores estén biencapacitados en el uso y mantenimiento de los equipos dedesinfección. La falta de conocimiento de este procesoclave puede representar un riesgo sanitario significativo.

2. ¿Han habido interrupciones en el proceso dedesinfección? ¿A qué se debieron?

Si la desinfección se aplica porque la fuente de agua essuperficial o debido a un problema bacteriológico, lainterrupción del servicio merece atención inmediata.Generalmente, las interrupciones ocurren durante loscambios de cilindro, cuando sólo un cilindro se conectaa la vez al sistema.

3. ¿Hay un residual adecuado que ingresa al sistema dedistribución todo el tiempo?

Las normas generalmente establecen que debe haber unresidual de 0,2 mg/L en el punto de entrada al sistemade distribución. Se asume que este residual ocurredespués de un tiempo de contacto suficiente y que elresidual es de cloro libre. Algunos estados puedenrequerir un mayor cloro residual en el punto de entradaal sistema. Además, el inspector debe verificar en quéparte del sistema se encuentra este punto y comprobarque el cloro residual se mida diariamente en dichopunto.

Si el sistema usa amoniación, el residual será de clorocombinado y debe ser considerablemente mayor que 0,2mg/L. Si bien depende del estado, el requerimiento máscomún es 2,0 mg/L.

4. ¿Qué cantidad de residual se debe mantener?

Si bien algunos estados pueden requerir un valor mayor,algunos establecen que en todos los puntos del sistemase debe mantener una traza de cloro residual. Elinspector debe verificar que los lugares de muestreo decloro sean representativos y que además se proporcioneinformación suficiente para garantizar la presencia detrazas en todos los puntos.

Luego de asegurar que el residual sea el adecuado,determine si el equipo y los métodos de análisis son losapropiados. Para mayores detalles, véase la lección sobreDistribución y monitoreo.


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5. ¿El tiempo de contacto entre el punto de desinfección yel primer usuario es adecuado?

El tiempo de contacto es el intervalo de tiempo(generalmente minutos) que transcurre desde que el clorose agrega al agua hasta que dicha cantidad de agua pasapor el punto de muestreo. Se requiere un período mínimode tiempo para completar el proceso de desinfección.Generalmente, el tiempo de contacto depende del caudalde agua y del tiempo que transcurre al pasar por lastuberías y las instalaciones de almacenamiento.

En términos generales, es preferible que el período decontacto supere los 30 minutos bajo condiciones demáxima demanda. Se requerirá mayor tiempo encondiciones adversas.

Para determinar si la desinfección es adecuada y sipuede remover o inactivar los quistes de Giardia y virus,las normas para el tratamiento de agua superficialrequieren que los sistemas sin filtración determinen losvalores de CT (concentración de cloro libre residual porel tiempo de contacto) y recomiendan que los sistemascon filtración hagan lo mismo.

6. ¿Se miden y registran diariamente la temperatura y elpH del agua en el punto de aplicación del cloro?

El valor de CT requerido para la inactivación adecuadade Giardia y virus depende del pH y la temperatura. Porello, es aconsejable que estas dos mediciones se realicendiariamente. Los sistemas de agua superficial debenrealizar estas mediciones. El pH se debe medir con unmedidor y no con un comparador colorímetro y latemperatura se debe medir con un termómetrocalibrado.


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Sistemas de hipocloraciónInstalacionesIntroducción Los sistemas de hipocloración modernos son confiables y

efectivos. Con la adopción de nuevos reglamentos sobre elcloro, muchas medianos y pequeños sistemas han optadopor estos métodos sencillos y seguros de desinfección deagua. La desventaja más importante del sistema es elincremento del costo anual de operación en comparacióncon los sistemas de gas. Sin embargo, como resultado delos nuevos reglamentos sobre seguridad y medioambiente, el costo del cloro gaseoso se ha incrementado,lo que ha hecho más deseable el uso de sistemas dehipocloración.

Los hipocloritos son materiales peligrosos y se debecontar con procedimientos escritos sobre su manejo, usoy tratamiento de derrames.

Hipoclorito de sodio De todos los productos de desinfección con cloro, elhipoclorito de sodio es el menos peligroso para eloperador durante su manejo. El hipoclorito de sodio seencuentra disponible en concentraciones de 5 a 15%.

Este compuesto lleva el número 1791 en la clasificaciónde las Naciones Unidas y los departamentos detransporte lo clasifican como una sustancia corrosivacon clasificación de peligro de ocho.

El equipo de protección personal para el manejo dehipoclorito de sodio incluye antiparras protectores yguantes.

Hipoclorito de calcio Polvo que contiene cloro en concentraciones de hasta76%. Generalmente, se mezcla con agua para formar unasolución de 1 a 3% que se dosifica al sistema de agua.Cuando se mezcla con agua dura (por encima de 125mg/L de dureza total), puede ser difícil de disolver.

El hipoclorito de calcio tiene el número 1748 en laclasificación de las Naciones Unidas y desde el punto devista de su transporte está considerado como unoxidante con clasificación de peligro de 5,1.

El polvo o tabletas de hipoclorito de calcio contieneconcentraciones de cloro de hasta 76%. Enconsecuencia, el equipo de protección personal para elmanejo de esta sustancia incluye un respirador decartucho para cloro con filtro para polvo, antiparrasprotectoras para sustancias químicas y guantes.


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Riesgo sanitario - Sistemas de hipocloraciónInstalacionesObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas, desinfección, dosis y cloro residual también se aplican a estasección.

1. ¿Qué tipo de hipoclorito se usa (calcio, sodio u otros)?

El hipoclorito de sodio tiene una vida útil deaproximadamente 30 días en la mayoría deconcentraciones. Por ello, el inspector debe revisar lacantidad de sustancia química disponible y la fecha deproducción. La siguiente tabla muestra el deterioro de lavida media del hipoclorito de sodio.

Hipoclorito de sodioVida media – Días

Concen- Temperaturatración %

100 oC 60 oC 25 oC 15 oC

10,0 0,079 3,5 220 800

5,0 0,25 13,0 790 5000

2,5 0,63 28,0 1800

0,5 2,5 100,0 6000

El hipoclorito de sodio es un líquido corrosivo y no sedebe almacenar con sustancias químicas secas u otroslíquidos con los que pueda reaccionar, tales comoproductos derivados del petróleo.

El hipoclorito de calcio tiene una vida larga, pero elequipo dosificador requiere mayor mantenimiento queen el caso del hipoclorito de sodio. La solucióndosificada contiene una gran cantidad de materialabrasivo que deteriora la succión de la bombadosificadora de sustancias químicas y las válvulas dedescarga.

El hipoclorito de calcio es un oxidante bastante activo yno debe almacenarse con otras sustancias químicas conlas cuales pueda reaccionar. Bajo ninguna circunstancia,se debe almacenar con productos derivados del petróleo.La reacción entre el cloro y los productos derivados delpetróleo es rápida y violenta.

2. ¿El tanque de la solución química se cubre paraminimizar la fuga de vapores corrosivos?

Si los tanques no están cubiertos, se liberará clorogaseoso y deteriorará los equipos.


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3. ¿Se dispone de contenedores adecuados paraderrames?

Se debe instalar un segundo tanque o contenedoralrededor de todos los tanques de almacenamiento desustancias químicas. Un derrame de 50 litros dehipoclorito o 50 kg de hipoclorito de calcio es un incidenteque debe reportarse a las autoridades pertinentes.

4. ¿Se siguen las prácticas de seguridad durante el manejoy mezclado de sustancias químicas?

Observe el EPP del operador y el lugar donde sealmacenan y usan las sustancias químicas. Si el EPP noparece haber sido usado o si el lugar está sucio, sepuede suponer que no se siguen las prácticas deseguridad.

Sistemas de cloración con gasSistemas con gas Existe una amplia variedad de sistemas con gas

producidos por diversos fabricantes. No es necesarioque el inspector esté familiarizado con todos. Estossistemas generalmente se operan al vacío. Esta es unaespecificación básica de seguridad. Los sistemas usadospor pequeñas plantas de tratamiento de agua puedenestar dentro de las siguientes tres categorías:

sistemas de presión

sistemas remotos al vacío

sistemas montados en cilindros.

La manera más fácil de establecer la diferencia entre unsistema remoto al vacío y un sistema a presión consisteen observar la tubería que va desde el cilindro hasta elclorador. Si es de metal, el sistema usa gas a presiónentre el cilindro y el clorador. Si la tubería es de plástico,se trata de un sistema remoto al vacío. En este caso, elgas que se encuentra entre el cilindro y el clorador estáal vacío.

Instalación El siguiente gráfico muestra los puntos clave en unapequeña instalación de gas cloro que incluye:

contención de cloro, en caso de que haya unaliberación o fuga

sistema de tratamiento de aire para que el aireexistente no exceda 50% del límite de exposiciónpermisible (el 100% es 30 ppm)

sistema de alarma para fugas de gas

puertas de emergencia con palanca

presión negativa en la habitación cuando el sistema detratamiento de aire esté en operación


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sistema automático de rociado de agua con unacapacidad para 20 minutos

contención del sistema de tratamiento de aire ysistema automático de rociado de agua

generador de energía para el sistema de tratamientode aire en caso de emergencia

bomba reforzadora para proporcionar presión alinyector

balanza para pesar los cilindros.

Envases para el gas El cloro gaseoso se distribuye en cilindros de 50 y 75kilogramos, envases de una tonelada y carros tanque.Estos valores equivalen al peso neto de cloro seco en elenvase.

Evaluación de riesgos El cloro gaseoso está considerado como venenoso ypeligroso en caso de inhalación. El número declasificación de las Naciones Unidas para el clorogaseoso es 1017 y el Departamento de Transporte de losEstados Unidos le asigna una clasificación de peligro de2,3 (gas venenoso).

Esta clasificación difiere de la que se aplicaba en elpasado. Como resultado, se deben aplicar losreglamentos nuevos y actuales que no afectaban al clorogaseoso.

Seguridad El inspector debe concentrarse en la capacidad yconfiabilidad del sistema de cloro como desinfectante.Sin embargo, como los daños o lesiones al operador asícomo la reducción de la confiabilidad del sistemadependen del grado de seguridad existente, esrecomendable revisar los principales aspectos deseguridad para los sistemas de cloro gaseoso.

Ventilación Sistema derociado automático

Ventilación

Detector defugas de cloro

Neutralizador desoda cáustica

Fuente de energía encaso de emergencia

Ventilación allavador de gases

Ducha

Lavaojos


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Riesgos sanitarios y sistemas de cloración a gasInstalaciónObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con sistemas de dosificación desustancias químicas, desinfección, dosis y cloro residual también se aplican en estasección.

1. ¿Se dispone de detectores de fugas? ¿Quéconcentraciones pueden detectarse? ¿Se han probadorecientemente los detectores automáticos?

Los detectores automáticos se deben probar por lomenos mensualmente. Para ello, se puede colocar unrecipiente pequeño con hipoclorito de sodio debajo delorificio de ventilación y agregar un poco de vinagre.

Muchos operadores establecen el nivel de detección en ellímite más alto. Debe estar en el límite más bajo(1 ppm).

2. ¿El tubo sensor del detector automático está cercadel nivel del piso? ¿está protegido?

Observe el detector de fugas. El orificio de captación nodebe estar a más de 30 cm del piso. Si el detector usasensores sólidos nuevos, la mayoría se debe reemplazarcada año.

3. ¿El equipo de cloración tiene una contenciónapropiada?

La caseta que alberga el equipo de cloración debe estardiseñada para contener totalmente cualquier liberación ofuga de cloro.

Una deficiencia común son los drenajes del piso porquegeneralmente están conectados con otras partes de lainstalación; se deben sellar cuando no se usen para lalimpieza del piso.

4. ¿La caseta de cloración tiene ventilación a nivel delpiso con suministro de aire adecuado en el techo?¿El interruptor de ventilación está afuera y cerca dela puerta?

El aire contaminado de la caseta de cloración no debetener una concentración de cloro mayor de 15 ppm.Algunos reglamentos requieren que este aire se trate.Además, los sistemas de escape y suministro de aire sedeben diseñar para proporcionar una presiónligeramente negativa en la caseta cuando el sistema deventilación de aire esté en operación.

El interruptor fuera de la caseta permite al operadoractivar el sistema de ventilación antes de ingresar. Estesistema se puede programar para que se activeautomáticamente cuando se abra la puerta o se enciendala luz.


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Muchas organizaciones clasifican las casetas de cloracióncomo espacios confinados. Observación: No ingrese si noestá seguro de que el sistema de ventilación operaadecuadamente.

5. ¿La puerta de la caseta de cloración se abre hacia fueray tiene barra de emergencia y ventana?

Algunos reglamentos exigen la barra de emergencia yventana en la puerta. La ventana permite al operadorobservar las condiciones de la caseta desde afuera yreducir su exposición en situaciones peligrosas.

6. ¿Existen conexiones cruzadas en los puntos deadición de agua de compensación al cloro?

Un problema común de conexión cruzada que ocurre enlas instalaciones de cloración es la conexión de agua debebida usada para activar el inyector.

Debe existir una separación física o un dispositivoaceptable que prevenga el contraflujo entre el sistema deagua de bebida y la alimentación de agua al inyector.

Se debe instalar un interruptor de vacío atmosférico enlas tuberías de agua de envase. Si hay una válvula decierre en el extremo de descarga de la tubería de agua sedebe usar un interruptor de vacío y de presión.

7. ¿Existe una alarma en caso de interrupciones en ladosificación de cloro?

Los dos sistemas de alarma más comunes son de vacíoen el sistema y de baja presión en el cilindro. Si sedispone de un sistema de alarma, ¿funciona? ¿La alarmadetiene el caudal de agua o sólo da un aviso?

8. ¿El sistema es automático? ¿Hay medidor de caudal,analizador del cloro residual u otro sistema paraajustar las tasas de dosificación? ¿Funciona?

Es frecuente encontrar equipos automáticos que nofuncionan.

¿El sistema proporciona un cloro residual adecuado auncon caudales altos? ¿El cloro residual es más altocuando los caudales son bajos? Si el sistema no seadapta a las condiciones del caudal, se puede producirun riesgo sanitario significativo.

9. ¿Existe más de un cilindro? ¿Se encuentraninterconectados y disponen de un interruptorautomático para suplir la falta de cloro?

¿El dispositivo de interrupción o conexión funciona? Sisólo existe un cilindro, determine si el operadorinterrumpe el caudal del sistema cada vez que cambia elcilindro. Si no lo hace, habrá una interrupción en elproceso de desinfección.


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10. ¿Están los cilindros colocados sobre balanzas?

Se debe usar una balanza para determinar la cantidad decloro que se usa diariamente y poder calcular la dosis y elcloro restante en los cilindros. Las balanzas se debenmantener y calibrar.

11. ¿Los tanques se abren un cuarto de vuelta con unallave colocada para cerrarlos rápidamente?

Un cilindro cuya válvula se abre un cuarto de vueltapuede suministrar una dosis total de 20 kilos por día.No es necesario abrir la válvula más de lo necesario paraproporcionar el caudal requerido. Si abre la válvula uncuarto de vuelta y deja la llave en su lugar, el operadorpodrá cerrar rápidamente el cilindro en caso de que seproduzca una fuga.

12. ¿Todos los cilindros están debidamente marcados yasegurados para evitar su caída?

Tanto los cilindros vacíos como los llenos se debenmarcar y almacenar a fin de determinar claramentecuáles están vacíos y cuáles llenos.

Para evitar caídas, todos los cilindros se deben asegurarcon una cadena ubicada a 2/3 de altura de la base. Enzonas sísmicas, se deben asegurar también en su parteinferior.

13. ¿Se transportan cilindros de cloro gaseoso? De serasí, ¿cumplen con los requerimientos de losreglamentos?

Recuerde, esto no constituye un riesgo sanitario directo.Sin embargo, los cilindros transportados se debenasegurar en dos partes y el vehículo debe tener letrerosde peligro en todos sus lados. El conductor debe teneruna licencia para conducir “material peligroso”. Además,se debe considerar aspectos de capacitación especial yde transporte.

14. ¿Se dispone de la concentración adecuada deamoníaco para comprobar fugas?

Para detectar una fuga de cloro se debe usar amoníacoconcentrado. El amoníaco casero no es losuficientemente fuerte como para ser un indicadorconfiable de fugas de cloro.

15. ¿Se cuenta con disposiciones adecuadas para lacontención de fugas?

Se requiere que el sistema de tratamiento de aire y elsistema aspersor contra incendios sean completamenteherméticos.

16. ¿Se siguen prácticas de seguridad durante el cambioy mantenimiento de los cilindros?


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La clave aquí es la capacitación. ¿Se ha brindadocapacitación detallada en el manejo y cambio de cilindros?Esta capacitación se debe documentar y practicar por lomenos anualmente.

Verifique si hay un procedimiento estándar escrito para elcambio de cilindros. De no ser así, nada garantiza que elpersonal use un procedimiento seguro y no compete alinspector hacer que el personal cambie de cilindro paradeterminar si el procedimiento es seguro o no.

17. ¿Cuántas personas están presentes durante el cambiode cilindros de cloro?

Las normas industriales establecen que se requieren dospersonas, una para cambiar el cilindro y otra paraobservar. Si no es posible, la hipocloración puede seruna opción más segura que la cloración con gas.

18. ¿Qué tipo de protección respiratoria se usa?

En los casos que se requiera, la empresa debe brindarun programa escrito de protección respiratoria. Esteprograma incluye una prueba de ajuste del dispositivo ycapacitación en la selección, uso y cuidado del mismo.Además, el programa requiere exámenes físicos anualesde todo el personal que usa dichos dispositivos.

Los cartuchos de los respiradores se deben cambiarcada seis meses.

Todos los respiradores se deben revisar mensualmente.

Actualmente, se piensa que el uso de los ERA (equiposrespiratorios autónomos) se debe limitar al personal derespuesta a emergencias y que los operadores debenusar una mascarilla de emergencia en caso de fugas, yasea de cartucho o autónoma. El uso de ERA en unaatmósfera peligrosa requiere como mínimo trespersonas, dos con ERA y trajes de contención total, y unobservador. Además, se debe capacitar al personal en eluso de materiales peligrosos.

19. ¿Cuándo se practicó por última vez el plan deemergencia?

La planta debe tener un plan de evacuación por escritoen caso de emergencias y se debe hacer simulacros.

20. ¿En qué condición opera el clorador?

Los cloradores a gas se deben desensamblar, limpiar yreconstruir cada año. La observación del rotámetropuede proporcionar un indicio de la frecuencia delimpieza. Si está recubierta por dentro con una películagruesa de color verde intenso o negruzca, ello indica quehace demasiado tiempo que el equipo no se limpia.

La apariencia general también puede ser una clave paradeterminar la frecuencia de limpieza.


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Revise los registros de mantenimiento preventivo yreparación y verifique si el mantenimiento preventivo serealiza en forma rutinaria. Algunos indicadores deproblemas en la cloración con gas podrían ser lasválvulas, tuberías y accesorios dañados, corroídos osueltos, la falta de flujo de gas hacia el clorador y lapresencia de escarcha en el cilindro, válvulas o tuberías.

21. ¿Se dispone de equipo alterno? ¿Existen repuestosadecuados?

La desinfección debe ser continua. Por ello, esrecomendable tener equipos alternos de capacidadsuficiente para remplazar incluso el equipo más grande.Cuando el equipo se daña y no se cuenta con equipoalterno a mano, se debe interrumpir el flujo hacia elsistema de agua y conseguir los repuestos necesariospara su remplazo en forma urgente.

En cualquier caso, debe tenerse como mínimo, undiafragma de cada tipo y un juego de empaquetaduras deplomo de repuesto.

22. ¿En la caseta de cloración se dispone de iluminaciónapropiada, protección y barandas? ¿Existenprecauciones de seguridad contra choques eléctricos?

Todos los artefactos eléctricos de una caseta de cloracióndeben ser resistentes contra la corrosión.

OBSERVACIÓN: Estos riesgos sanitarios en los sistemas de dosificaciónde sustancias químicas se aplican a todos los sistemasde dosificación y a cualquier sustancia química usada enel proceso de tratamiento.


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Remoción de la turbiedadPropósito del tratamiento Algunos reglamentos señalan que todos los suministros

de agua públicos que usan agua superficial o aguasubterránea bajo la influencia directa de una fuentesuperficial deben cumplir ciertos criterios para laremoción o inactivación de los quistes de Giardia yvirus. La remoción de turbiedad mediante uno de losprocesos adecuados de tratamiento es una etapa clavepara cumplir con esos requisitos. Debido a brotes deCriptosporidium en años recientes en los EstadosUnidos, la EPA y AWWA han establecidorecomendaciones para lograr remociones de turbiedadpor encima de 0,5 UNT; la meta de la EPA es 0,1 UNT.Esta meta requiere optimizar las plantas de filtración afin de lograr la máxima remoción de turbiedad.

Procesos de tratamiento1. Tratamiento convencional Esta es la tecnología más generalizada para la remoción

de turbiedad y contaminantes microbiológicos ensistemas que usan agua superficial. El proceso incluyecoagulación, floculación y sedimentación seguida defiltración. Generalmente, estas plantas usan compuestosde aluminio o hierro en los procesos de coagulación; sinembargo, también se pueden usar polímeros paramejorar los procesos de coagulación y filtración. En lamayoría de casos, se usan filtros de gravedad de arena,con algún otro medio filtrante o mezcla de ellos. Lastasas de filtración pueden oscilar entre 120 m3/m2/d(2 gpm/pie

2)para filtros de arena solamente y 240 m3/m2/d

(4 gpm/pie2) para filtros con dos tipos de medios o

mixtos.

Fuente

Dosificador desustanciasquímicas

Mezclador estático(coagulación o

cámara de mezclainstantánea)

Floculación Sedimentación

FiltraciónReservorio deagua tratada

Agua tratada


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2. Filtración directa Es similar a los sistemas convencionales pero no incluyeel proceso de sedimentación. Generalmente, la filtracióndirecta consta de coagulación, floculación y filtración condos tipos o mezcla de medios filtrantes. La filtración enlínea es una variación de este proceso que incluye sólo eluso de filtros en línea precedidos por la aplicación de uncoagulante químico y mezcla. Los sistemas de filtracióndirecta se aplican mejor en sistemas pequeños quedisponen de fuentes de agua cruda sin mayor variaciónde calidad debido a los cambios estacionales y que seande buena calidad. Por lo general, la turbiedad del aguacruda no debe exceder 10 UNT ni tener un color mayorde 30 unidades.

Fuente

Agua tratada

Filtración

Dosificadorde sustancias

químicas

Floculación

Mezclador estático(coagulación o

cámara de mezclainstantánea)

Planta paquete defiltración directa

Filtro

Floculación

Lavadosuperficial

Agua tratada alreservorio de

agua clara

Agua crudaMezclador estático

Ajuste del pH

Coagulante


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3. Filtración en planta paquete Generalmente, incluye los procesos que se aplican en unaplanta de tratamiento convencional. Los procesosunitarios se combinan en un paquete provisto por unacompañía que los vende y transporta al lugar deseadodonde se hace la instalación. En el caso de comunidadespequeñas, pueden ser efectivos en función de los costospero, contrariamente a lo que se documenta en laliteratura técnica, requieren operadores capacitadospara supervisar cuidadosamente la operación a fin delograr una producción consistente. Esto esparticularmente cierto cuando la calidad del agua crudaes susceptible a cambios repentinos.

Floculación

Sedimentación

Filtro

Planta paquete detratamiento convencional Lavado

superficial


agua clara

Remociónde lodo

Agua crudaMezcladorestático

Ajuste del pH

Coagulante

Sedimentadorestubulares

Vertedero

Distribución


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Riesgos sanitarios del tratamiento convencionalCoagulación - Mezcla rápidaObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas también se pueden incluir en esta sección.

1. ¿Siempre se usa un coagulante cuando la planta estáen operación?

El inspector debe verificar que se añada un coagulante.De no ser así, debe notificar de inmediato a la autoridadde salud para que emita una advertencia. El inspectordebe preguntar si siempre se añade un coagulantecuando la planta está en operación y debe verificar quese cuente con repuestos y bombas alternas para elcoagulante primario y polímeros. De las respuestas a lassiguientes preguntas, el inspector debe deducir el gradode destreza y conocimiento del operador.

2. ¿Qué tipo y combinación de coagulantes se usan?

Las sales de alumbre o hierro se usan como coagulantesprimarios. La efectividad del alumbre disminuye cuandoel pH excede 8,0. Los polímeros catiónicos de bajo pesomolecular también se usan como coagulantes primarios,pero generalmente con agua cruda de baja turbiedad y sise aplican a la filtración directa. Debido a que el clorurode polialuminio combina aluminio y polímeros, eloperador sólo añade una sustancia química. Lospolímeros no iónicos y aniónicos se usan comoayudantes de la coagulación, floculación, filtración y parael retrolavado.

3. ¿Cuál es el propósito de los coagulantes?

El operador debe explicar el propósito de cadacoagulante y por qué se debe inyectar en un puntodeterminado. Por ejemplo, debe explicar que el polímerode bajo peso molecular se inyecta inmediatamentedespués de una mezcla rápida y se usa como ayudantede la coagulación y que el polímero de alto pesomolecular se agrega en la tubería de entrada a los filtrosy se usa como ayudante de la filtración.

4. ¿Cómo se calcula la dosis de cada coagulante?

¿El operador usa pruebas de jarras o hace estudiospiloto para determinar la dosis óptima del coagulante?Pregúntele al operador cómo se preparan las solucionesmadre para pruebas de jarras de alumbre y polímeros,cómo se hacen y dosifican las pruebas de jarras, cómose calculan los ml/min a partir de mg/l, cómo se calibrala bomba dosificadora y cómo se prepara diariamente ladilución para los tanques. El operador que no sea capazde llevar a cabo estas operaciones de rutina no tendrá lacapacidad necesaria para operar una planta de filtraciónrápida. La dosis típica de ayuda de filtración para un


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filtro varía entre 0,02 y 0,1 mg/l. Es muy fácil aplicar unasobredosis ya que normalmente los polímeros neutralizanla carga en las partículas.

5. ¿Existe un programa para controlar el proceso deadición del coagulante?

¿Qué tipo de control se implementa para controlar ladosificación durante niveles normales y de emergenciasde turbiedad del agua cruda y otros problemas decalidad? ¿El sistema ha reducido las carreras defiltración debido a la colmatación del filtro por algas yqué se hace para controlar éste y otros problemasespecíficos?

6. ¿El proceso de mezcla rápida es adecuado?

Este proceso es una parte importante del proceso decoagulación. La mezcla se puede realizar a través dediversos medios, tales como unidades mecánicas,difusores, mezcladoras en línea y deflectores. Elinspector debe observar el tipo de mezcla y determinar sifunciona adecuadamente para todos los caudales y losrangos de coagulante. La mezcla inadecuada puedeafectar gravemente el rendimiento de los procesos aguasabajo, especialmente cuando se deteriora la calidad delagua cruda.

Floculación 1. ¿El proceso de floculación es adecuado?

Se deben revisar los problemas de cortocircuito en launidad de floculación. El inspector debe observar siexiste una buena formación de flóculos en el efluente alfinal de la unidad de floculación antes de ingresar a launidad de sedimentación. El tamaño del flóculorecomendable puede variar entre 0,1 y 3,0 mmaproximadamente, según las características de la plantade tratamiento. En el caso de floculadores mecánicos,las paletas deben estar todas en su lugar y giraradecuadamente.

Sedimentación 1. ¿El proceso de sedimentación es adecuado?

El inspector debe describir el proceso de sedimentación(sedimentadores tubulares, de placas, etc.) y observarproblemas de cortocircuito o turbulencia excesiva.

En el caso de clarificadores de contacto con sólidos deflujo ascendente, el agitador debe permanecer enoperación para mantener el manto de lodo ensuspensión cuando la unidad no esté en servicio.

No debe haber acarreo de flóculos de la unidad desedimentación a los filtros. Como regla general, losprocesos de coagulación, floculación y sedimentación


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funcionan adecuadamente si la turbiedad del efluente delsedimentador presenta menos de 2 UNT. El inspectordebe determinar si la remoción de lodo se realizaadecuadamente en la planta. Ello incluiría la remociónde lodo de las unidades de sedimentación, así como ladisposición final de lodos de la planta de tratamiento.

Filtración 1. ¿El proceso de filtración funciona adecuadamente?

El propósito principal de la filtración es remover lossólidos suspendidos. El rendimiento del filtro se puedemedir mediante la reducción de la turbiedad en cadafiltro. El inspector debe conocer las características deremoción de turbiedad de cada filtro en servicio.

2. ¿Se sigue un pretratamiento adecuado?

Se debe monitorear la calidad del agua que ingresa a losfiltros para garantizar que funcionen según las pautas dediseño. El proceso de filtración, cualquiera que sea eltipo de filtro, no funcionará efectivamente si lascaracterísticas del afluente no son aceptables. Estacondición es especialmente importante en sistemas defiltración lenta con arena, tierra diatomea y filtración pormembranas.

3. ¿Se producen fluctuaciones rápidas de caudal através del filtro?

Los cambios rápidos en el caudal pueden dañar el filtro.Registre las causas de las fluctuaciones rápidas decaudal, tales como procedimientos de operación,válvulas de control de ciclos, etc.

4. ¿Qué control y factores se usan para evaluar elrendimiento de cada filtro?

Determine los métodos usados para evaluar elrendimiento, tales como el monitoreo continuo de laturbiedad, otros monitoreos relacionados y la frecuencia,incluidos la turbiedad del agua cruda y sedimentada,pH, alcalinidad y dureza.

5. ¿Los instrumentos y controles del proceso sonadecuados, operativos y están en servicio?

Los turbidímetros deben ser sumamente exactos y sedeben calibrar periódicamente según lasrecomendaciones del fabricante. La pérdida de carga através del filtro es importante en la operación de estasunidades, como lo es el uso de controladores develocidad. Los instrumentos para estas mediciones ycontroles deben funcionar adecuadamente. El inspectordebe determinar si se usan velocidades de filtración y deretrolavado adecuadas. Si la opción de filtración aldesagüe está disponible en la planta, el inspector debeasegurarse de que se use adecuadamente y que se haganpruebas para verificar la adecuación del procedimiento.


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El operador debe poder explicar la importancia de laslecturas obtenidas de los instrumentos de la planta.

6. ¿Los filtros y equipos relacionados se operan y reparanadecuadamente?

¿Hay arena en el reservorio de agua tratada que indiqueuna falla en el drenaje o problemas graves en el mediofiltrante? ¿Las bombas de retrolavado operan a una tasatan baja que ocasiona la formación de bolas de lodo ycortocircuito, o a una tasa tan alta que produce la salidadel medio filtrante? ¿El lavado de la superficiedesintegra la capa superior del filtro? ¿Se verifica siexiste acumulación de lodo en la superficie y bolas delodo en el medio filtrante? Si la acumulación de lodo esun problema, ¿se limpia manualmente la capasuperficial de arena? ¿El filtro se expande por lo menos25% bajo todas las temperaturas del agua? ¿La tasa deretrolavado se incrementa y reduce lentamente para nodañar el filtro? ¿Mientras se retrolava el filtro, se verificaque no haya desniveles de grava o puntos muertos quepuedan dañar el drenaje y afectar la expansión del lecho?Durante la operación ¿se producen depresiones,agrietamientos o cortocircuitos en el medio filtrante? ¿Esposible aplicar la opción de filtración al desagüe? ¿Existeun programa de mantenimiento del filtro y todos susaccesorios? Los filtros a presión demandan un cuidadoespecial debido a la frecuente dificultad de abrir laescotilla empernada. El inspector debe preguntar cuándose abrió y revisó por última vez.

7. ¿Qué origina un retrolavado? ¿Existe unprocedimiento estandarizado (PEO) de operaciónpara este proceso?

El retrolavado puede iniciarse debido a la pérdida decarga, al tiempo transcurrido o a la turbiedad del efluente.Es importante que todos los operadores usen el mismocriterio. Para garantizar que todo el personal siga elmismo procedimiento, el operador debe tener un PEOpara el proceso de retrolavado y para reponer el filtro enservicio.

También se debe revisar la disposición del agua deretrolavado para garantizar el cumplimiento de losreglamentos y determinar su impacto en el proceso detratamiento. Las investigaciones recientes muestran queel reciclaje del agua de retrolavado concentra quistes deGiardia y Criptosporidium y probablemente se debediscontinuar.

Durante la inspección sanitaria, el inspector debe hacerque el operador retrolave el filtro para determinar si sepresenta cualquiera de las condiciones anteriores.Además, el inspector debe revisar los registros demantenimiento y reparación.


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4. Filtración lenta en arena Este proceso consta de un medio único de arena fina deaproximadamente 0,90 a 1,20 m (3-4 pies) deprofundidad. El medio filtrante no se retrolava como en elcaso de los filtros rápidos de arena; en su lugar, se limpiamanualmente mediante la remoción del medio filtrantesuperficial. La tasa de filtración oscila entre 0,1 y0,2 m/h (0,05-0.1 gpm/pie

2) y, por ende, requiere un área

más extensa de terreno. Estos sistemas pueden serapropiados para comunidades pequeñas, pero debenincluir un pretratamiento adecuado (físico, no químico) yno son recomendables para aguas crudas con altos nivelesde turbiedad y calidad variable. Estos filtros se operancon el lecho filtrante permanentemente sumergido y losmecanismos principales del proceso son biológicos(formación de una capa biológica) y fisicoquímicos.

Riesgos sanitarios de la filtración lenta en arenaObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas también se aplican en esta sección.

1. ¿Qué pretratamiento se usa?

Puesto que el pretratamiento con coagulantes no esnecesario ni se recomienda debido a la colmatación delfiltro, ¿qué tipo de pretratamiento se usa? ¿Se usanrejillas, cloro o prefiltros de arena gruesa o grava antesdel filtro lento de arena?

2. ¿Qué método se usa para limpiar los filtros lentos dearena?

¿Cuál es el tiempo promedio y el tiempo límite entre laslimpiezas del filtro? ¿La limpieza se realiza mediante elraspado (método más común) o trillado (tasa reducidade retrolavado mientras se remueve la arena)? ¿Cuál esla profundidad de la arena? Se debe agregar arenalimpia o nueva cuando la profundidad bordee los 60 cm(24 pulgadas).

Agua tratada

Agua filtrada

Carga de agua

Arena

Grava

Falso fondo


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3. ¿Se cuenta con equipos alternos para filtros lentos dearena?

Los filtros lentos de arena funcionan inadecuadamentedurante uno o dos días y a veces hasta dos semanasdespués de su limpieza. Por ello, es fundamental que lainstalación cuente con unidades alternas con un ciclo defiltración al desagüe mientras el filtro desarrolla su capabiológica. Los filtros pueden ser puestos en servicioinmediatamente si se usa la técnica de trillado. Losfiltros lentos de arena dependen de los microbios y supeor enemigo es la falta de humedad. El inspector debepreguntar si alguna vez la arena se dejó expuesta al sol ypor cuánto tiempo.

4. ¿El filtro lento de arena se cubre y se encuentra enun lugar oscuro?

Idealmente, un filtro lento de arena debe estar dentro deuna estructura con poca luz para evitar el crecimientode algas.

5. Filtración con tierra diatomea La filtración con TD (tierra diatomea) es apropiada parael tratamiento directo de aguas superficiales con nivelesbajos de turbiedad y microorganismos. Los filtrosconstan de una capa de TD (de aproximadamente 3 mm(1/8 pulgada) de espesor) apoyada en un septo o elementodel filtro. Los septos se pueden colocar en recipientes apresión u operar al vacío en recipientes abiertos.Generalmente, las unidades se diseñan para una tasa defiltración de 2,5 m/h (1 gpm/pie

2).

Al sistema

Dosificador de masaaguada y revestimiento

Desde el sistema

Bomba Al desagüe

Elementos del tamizmetálico, malla de cerámica

y plástico (tela)

Cámara deagua filtrada

Agua filtrada

Capa de tierradiatomea (1,5 mm)

Tela metálicao plástica

Septo huecoacanalado


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Riesgos sanitarios de la filtración con tierra diatomeaObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas también se aplican a esta sección.

1. ¿Qué niveles de revestimiento y dosificación continuase aplican?

Para mejorar la remoción de quistes, la cantidad mínimade revestimiento diatomáceo debe ser de 1 kg/m2 (0,2libras/pie

2) con un espesor mínimo de 5 mm. Los filtros

de TD no requieren un ciclo de filtración al desagüe debidoal proceso de revestimiento. ¿Qué cantidad derevestimiento se usa? Se requiere una dosificacióncontinua ya que la torta del filtro se puede agrietar.Además, si no hay dosificación, habrá un incrementorápido en la pérdida de carga debido a la acumulación enla superficie. ¿Qué dosis se usa para mantener elrevestimiento? ¿Se agrega continuamente? ¿El operadorpuede verificar las dosis?

2. ¿Existen interrupciones del caudal?

Las interrupciones del caudal ocasionan la caída de latorta del filtro y permiten que los agentes patógenospasen a través del filtro de TD. ¿Se vuelve a aplicar elrevestimiento cada vez que se interrumpe el caudal? Poresta razón, el sistema de filtración con TD no esaconsejable para una operación intermitente.

3. ¿Cuándo se inicia el retrolavado?

La tasa de dosificación y el tamaño del medio filtranteson importantes para determinar la longitud de lacarrera del filtro. Por lo general, las carreras del filtrooscilan entre dos y cuatro días. Las carreras más cortasminimizarán los problemas de sabor y olor (S&O) delagua filtrada producto de la descomposición de lamateria orgánica atrapada en el filtro. La TD es efectivapara la remoción de algas, pero si se usa precloraciónpuede incrementar el S&O. ¿La planta tiene problemasde S&O debido a carreras largas del filtro o debido a laprecloración? ¿Con qué frecuencia se revisa y limpia launidad (aproximadamente 100 carreras del filtro)?¿Cómo se dispone la torta del filtro?

6. Filtración por membranas La filtración por membranas, también conocida comoultrafiltración, usa fibras porosas o membranasdobladas en espiral para remover las partículas delagua. La filtración por membranas puede serrecomendable para sistemas pequeños debido a que sonde menor tamaño y eliminan el uso de coagulantesquímicos. Puede remover bacterias, Giardia y algunosvirus. Básicamente, el proceso consiste en el paso delagua a una presión elevada a través de una membranadelgada en la forma de un conducto poroso o espiraldoblado compuesto de varias mantas. Es necesario


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realizar una limpieza periódica con las sustanciasquímicas apropiadas y luego asegurar que el producto dela limpieza sea dispuesto adecuadamente.

Membranas Las membranas se pueden dividir en cuatro categorías

que se describen a continuación. La selección de unamembrana se basa en las metas específicas deltratamiento; por ejemplo, remoción de sustanciasinorgánicas, sustancias orgánicas naturales, de materialparticulado y de agentes patógenos. La ventaja de lasmembranas es que la calidad de la filtración se lograindependientemente de los cambios en la turbiedad,cantidad de microorganismos, proliferación de algas,pH, temperatura o interacción del operador. En lugar decomprometer la calidad del agua producida, lasmembranas disminuyen su rendimiento operativo, porejemplo, incrementan la presión diferencial a través de lamembrana y acortan la frecuencia de limpieza. El nivelde capacitación debe ser básico, excepto con la ósmosisinversa, donde se requiere un operador calificado debidoal avanzado nivel de pretratamiento requerido. Lapreocupación principal es la obstrucción de lasmembranas, especialmente cuando se trata demembranas de alta presión.

Ósmosis inversa (OI)La OI usa presión alta para remover las sales del aguasalobre y de mar. Excluye los iones metálicos y de salesacuosas de menos de 0,001 micrones. Debido almecanismo de exclusión por tamaño, la OI es unabarrera total contra quistes, bacterias y virus. Como laOI se usa para problemas específicos de calidad delagua, este punto se abordará más detalladamente en lasección sobre tratamientos especiales.

Nanofiltración (NF)

La NF también conocida como ablandamiento pormembranas u OI de presión baja es efectiva para laremoción de iones de calcio y magnesio (cationespolivalentes o dureza). La NF es el método de filtración de

MEMBRANA

MEMBRANA

Agua tratada conmembranas enambos lados

Agua tratada

Separador delagua salobre


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membrana más efectivo para remover materia orgánicanatural cuando se quiere controlar subproductos de ladesinfección. La NF excluye moléculas de más de 0,001micrones, como los compuestos orgánicos, y es ademásuna barrera total contra quistes, bacterias y virus.

Ultrafiltración (UF)

La UF usa membranas de baja presión y sirve pararemover materia orgánica natural y partículas. La UFexcluye las moléculas por encima de 0,01 micrones y lasmacromoléculas; además, es una barrera total contraquistes y remueve parcialmente bacterias y virus.

Microfiltración (MF)

La MF usa membranas de baja presión y remuevematerial particulado y sólidos suspendidos. La MFexcluye las moléculas de más de 0,1 micrones, el rangode las macromoléculas y las micropartículas, es unabarrera total contra los quistes y remueve parcialmentebacterias y virus.

Riesgos sanitarios de la filtración por membranasObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas también se pueden aplicar en esta sección.

1. ¿Qué tipo de membrana se usa y cuál es supropósito?

Según las categorías de membranas mencionadas, elinspector debe identificar cuál se usa y por qué se eligió.Por ejemplo, se eligió la NF para remover losprecursores de los subproductos de la desinfección.

2. ¿Qué tipo de pretratamiento se usa?

Generalmente, el único pretratamiento necesario para laMF es un tamiz que retiene partículas de 500 micrones.Para que los sistemas de OI y NF opereneconómicamente y puedan remover los contaminantesdisueltos, se deben remover previamente los sólidossuspendidos, microorganismos y coloides. La MF es elmejor pretratamiento para los sistemas de OI y NF. Elinspector debe describir el pretratamiento usado antesde la membrana final.

3. ¿Qué medidas existen para alertar al operador sobrefallas en la membrana?

Según el tipo de membrana usada, éstas proporcionanuna barrera muy efectiva contra agentes patógenos; sinembargo, son sólo una barrera, si fallan, los agentespatógenos no se podrán remover por otro medio.Algunas membranas tienen medidores de sólidos


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disueltos totales, otras tienen pruebas automáticas de laintegridad de la membrana; un módulo integral nodetectará casi ningún problema durante el periodo deprueba. El inspector debe establecer el tipo de prueba quese usa para comprobar la integridad de la membranausada y lo qué se debe hacer en caso de deterioro de lamembrana. ¿Se cuenta con unidades de reserva en casofalle una unidad o esté fuera de servicio por limpieza ocambio de membranas?

4. ¿Cuál es la tasa de colmatación y la vida útil de lasmembranas?

La colmatación se puede controlar mediante el ajuste delpH y el grado de pretratamiento. Dicha colmatación seincrementará mientras más pequeños sean los poros dela membrana. En el caso de la MF, no es necesario elajuste del pH ya que la MF no remueve iones disueltos.Generalmente, un índice de densidad de sedimentación demenos de 1,0 significa que el potencial de colmatación esbajo. El inspector debe describir los problemas decolmatación de la planta y cómo afectan la vida útil de lamembrana.

5. ¿Cuál es el porcentaje de recuperación y qué técnica deretrolavado se usa?

¿Cuál es el porcentaje de recuperación (porcentaje de aguacruda que pasa a través de la membrana) de lasmembranas usadas en la planta? Por ejemplo, larecuperación para la MF es de aproximadamente 90%.El inspector también debe evaluar cómo se realiza elretrolavado (por ejemplo, retrolavado a gas), con quéfrecuencia se realiza y cómo la calidad del agua crudaafecta el volumen requerido. Por ejemplo, el volumen deretrolavado para la MF es de aproximadamente 6% paraturbiedad baja y hasta 12% para turbiedad alta.

6. Describa la frecuencia de limpieza y la disposicióndel agua de lavado y de agua salobre.

¿Con qué frecuencia se limpian las membranas?Describa qué sustancias químicas se usan y su métodode disposición. Existen varios métodos para disponer elagua salobre: en el alcantarillado, en aguas superficiales,en lagunas o estanques, en el terreno o mediante elreciclaje en la captación. ¿Cómo se dispone el aguasalobre en la planta?

7. ¿Cuál es la condición de la planta y sus accesorios?

Las plantas de filtración por membranas sonmecánicamente complejas y cuentan con numerosasválvulas automáticas y muchas otras conexiones querequieren anillos para lograr un cierre hermético delagua. ¿Todas las válvulas funcionan adecuadamente?¿Existen problemas de fugas en la red de tuberías?


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Control de la corrosiónDefinición de corrosión La corrosión causa el deterioro de los materiales de la

tubería y generalmente ocurre en los sistemas dedistribución de agua de bebida por el principio delmecanismo de disolución. La disolución de losmateriales de la tubería se produce cuando se combinancondiciones físicas y químicas del agua que la favorecen.

Necesidad de tratamiento La alteración de las características de la calidad del aguapor medio del tratamiento puede reducir en gran medidaalgunas formas de corrosión, pero puede tener un efectomenor en otras. Muchos sistemas de abastecimientodeben implementar un tratamiento óptimo de control dela corrosión para reducir los niveles de plomo y cobreestablecidos por la reglamentación.

Tratamiento para el control de la corrosión

El tratamiento para el control de la corrosión se orientabásicamente a inhibir la disolución. El objetivo es alterarla calidad del agua de manera que las reaccionesquímicas entre el agua y los materiales de la tuberíapermitan la formación de una capa protectora en lasparedes internas de la tubería. Este tratamiento buscareducir el contacto entre la tubería y el agua mediante lacreación de una película que: (1) esté presente a lo largodel sistema de distribución e instalaciones domiciliarias;(2) sea relativamente impermeable; (3) sea resistente acambios bruscos de velocidad y (4) sea menos solubleque el material de la tubería.

Las tecnologías de control de la corrosión secaracterizan por tener dos enfoques generales parainhibir la disolución del plomo y cobre: (1) precipitaciónde compuestos insolubles en la pared de la tubería comoresultado del ajuste de la composición química del agua;e (2) inactivación del material de la tubería por medio dela formación de compuestos metálicos menos solubles(carbonatos y fosfatos) que se adhieran a la pared de latubería.

En general, las tecnologías de tratamiento de lacorrosión son:

(1) precipitación

ajuste de la dureza del calcio

(2) inactivación

ajuste del pH y alcalinidad

adición de inhibidor de corrosión.


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Riesgos sanitarios del control de la corrosiónObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas y desinfección también se aplican en esta sección.

1. ¿Cuáles son los resultados del muestreo de plomo ycobre?

Si se excedieron los niveles permitidos para el plomo y elcobre, los resultados pueden indicar la necesidad deestablecer diferentes estrategias de control de lacorrosión.

2. ¿Cuáles son las características del agua que ingresa ysale de la planta de tratamiento?

El operador debe proveer datos sobre los análisis queindiquen las características químicas del agua queingresa y sale de la planta de tratamiento. Estainformación debe ser la base para elaborar un programaapropiado de control de la corrosión; así como parademostrar que las sustancias químicas aplicadascumplen con las metas deseadas.

3. ¿Qué tipo de muestreo se realiza en el sistema dedistribución como parte del programa de control dela corrosión?

Se debe implementar un muestreo apropiado en elsistema de distribución para garantizar los resultadosdeseados; así como para evitar posibles problemasasociados con la dosificación excesiva de sustanciasquímicas. Por ejemplo, la dosificación excesiva de uninhibidor de fosfato podría generar un crecimientobiológico indeseable en las tuberías de distribución.

4. ¿El equipo de prueba que monitorea los datos esapropiado y opera adecuadamente?

Debido a que el pH generalmente es un parámetroimportante en el control de la corrosión, el equipo deprueba debe ser exacto y calibrarse adecuadamente.


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Remoción de hierro (Fe) y manganeso (Mn)Origen del problema El hierro (Fe) y manganeso (Mn) comprenden

aproximadamente 5 y 0,1% de la corteza terrestre y seencuentran ampliamente distribuidos en las aguassuperficiales y subterráneas de casi todas las áreasgeográficas.

Fe y Mn en el agua superficial En el agua superficial, el hierro y manganeso puedenestar presentes debido a la disolución de lasformaciones geológicas y a la descomposición demateriales orgánicos. Casi todos los métodosdisponibles para la remoción de hierro y manganeso, aexcepción del intercambio iónico, dependen de laoxidación de las formas solubles a insolubles seguida dela clarificación o filtración para remover los precipitadosresultantes. Por ende, los procesos descritos en lasección sobre tratamiento de aguas superficiales(pretratamiento, adición de sustancias químicas,coagulación, floculación, sedimentación y filtración)generalmente serán adecuados para tratar los problemasde hierro y manganeso en aguas superficiales.

Fe & Mn en aguas subterráneas En aguas subterráneas, el hierro y manganeso seencuentran particularmente en pozos que extraen aguade formaciones de esquisto, arenisca y depósitosaluviales. Por lo general, el hierro en las aguassubterráneas está en el rango de unos pocos centésimosa cerca de 25 mg/L y la mayoría de pozos tiene menos de5 mg/L. Generalmente, el manganeso está presente en lasaguas subterráneas en una concentración menor que 1mg/L, si bien existen excepciones significativamentemayores.

Procesos de tratamiento Los procesos de remoción de hierro y manganeso de lasaguas subterráneas generalmente son:

1. oxidación (aeración, cloración o adición depermanganato de potasio) seguida de filtración

2. oxidación, clarificación y filtración

3. intercambio iónico

4. filtración de manganeso con arenisca verde.

Aplicación La aplicación de cada uno de los procesos anteriores y lasecuencia de la adición de sustancias químicas dependende las condiciones propias de cada planta de tratamientoen lo que se refiere a calidad del agua cruda y capacidadde la planta.


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Aeración - Filtración

Oxidación con cloro - Filtración

Floculación

Filtro

Cl2 o

KMnO4

Cl2 o

KMnO4

Mezclador estáticoAgua cruda


agua clara

Lavadosuperficial

Agua cruda pararetrolavado

Agua filtrada

Filtración al desagüe

Filtro

Retrolavadoal desagüe

Agua cruda

Mezclador estático

Agua cruda

Aerador en formade cono


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Intercambio iónico

Cl2

Filtración de manganeso con arenisca verdeProceso de regeneración continua (RC)

Cl2

Filtración de manganeso con arenisca verdeProceso de regeneración intermitente (RI)

Cl2

KMnO4

1-4%

KMnO4

1-4%


Agua cruda

(NaCl)

Agua crudapara

retrolavado

Agua filtrada

Mezcladorestático

Filtración aldesagüe

Antracita Efluente - muestreo

Agua filtradaal desagüe

Retrolavado al desagüe

Efluente - muestreo

Areniscaverde

Ajuste finaldel pH

Agua filtradaal desagüe

Agua filtradaRetrolavado

MezcladorestáticoAgua cruda

Ajuste del pH Areniscaverde


Antracita

Aguafiltrada

RetrolavadoAjuste del pH Aguacruda

Mezcladorestático

Mezcladorestático


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Riesgos sanitarios de la remoción de hierro y manganesoObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas también se aplican en esta sección.

1. ¿Qué proceso de tratamiento se usa?

Existen diversos procesos disponibles para la remociónde hierro y manganeso así como variaciones en algunosde los procesos estándares. El operador debe describirel proceso usado y por qué la planta opera con esamodalidad específica.

2. ¿El proceso funciona adecuadamente basado en laobservación visual?

El inspector debe examinar el agua filtrada paradeterminar si hay algún color evidente. El agua tratadadescolorida podría indicar la presencia de hierro omanganeso o una sobredosis de permanganato depotasio, lo cual podría generar agua de color rosado.

3. ¿Qué sustancias químicas se usan y en quécantidades?

En una planta de filtración de manganeso con areniscaverde, el operador puede usar alguna combinación decloro, permanganato de potasio y una sustancia químicapara el ajuste del pH (soda cáustica, carbonato sódico,cal). La cantidad de esas sustancias químicas esimportante para el rendimiento uniforme de la planta.

4. ¿Dónde se aplican las sustancias químicas?

La secuencia de adición de sustancias químicas en unaplanta de filtración de manganeso con arenisca verdetiene un gran impacto en la efectividad para removerhierro y manganeso. El inspector debe determinar si laplanta opera en la modalidad de RC (regeneracióncontinua) o RI (regeneración intermitente) y justificar lamodalidad usada. Por lo general, la modalidad de RC seaplica cuando la remoción de hierro es el objetivoprincipal, con o sin la presencia de manganeso. Lamodalidad de RI se usa cuando el agua contienemayormente manganeso con pequeñas cantidades otrazas de hierro.


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Remoción de sustancias orgánicasPropósito Remoción de sustancias orgánicas.

Adsorción mediante carbónUsos de la adsorción mediante carbón

La adsorción se usa principalmente en el tratamiento deagua para (1) reducir las sustancias orgánicas quecontribuyen al sabor y olor y (2) reducir las sustanciasorgánicas que contribuyen a la formación detrihalometanos (THM), algunos de los cuales pueden sertóxicos.

Tipos de carbón Las dos formas de carbón activado que se usan en eltratamiento de agua son: carbón activado en polvo ycarbón activado granular.

CAP Carbón activado en polvo (CAP): Este material tienemenos de 0,1 mm de diámetro. Un gramo de CAP tiene500 a 600 metros cuadrados de área superficial y pesaaproximadamente 0,32 a 0,72 g/cm3 (20 a 45 libras porpie cúbico).

Uso

El CAP se usa principalmente para remover el sabor yolor causado por los compuestos orgánicos. También sepuede usar como un ayudante de la floculación. Debido asu alta densidad, ayuda a formar los núcleos de losflóculos.

Dosificación

Por lo general, el CAP se entrega en bolsas de 3 kg (5libras). Se puede dosificar en forma seca o como unapasta aguada. El método más común de aplicación es eluso de dosificadores especiales de sustancias químicassecas donde se mezcla en una pasta aguada que contieneaproximadamente 100 g/L (1 libra/galón). Luego, estasolución se dosifica en el flujo de la planta. Dado que elCAP se puede aplicar con un dosificador de sustanciasquímicas, es más efectivo que el CAG cuando laconcentración de sustancias orgánicas varía.

Manejo

El CAP requiere un manejo y almacenamiento especial.Debido a las grandes cantidades de polvo fino producidopor el CAP, es sumamente combustible y explosivo.

Tiempo de contacto

La capacidad del CAP para cumplir su función se basaen el tiempo de contacto y la concentración. Sinembargo, lo más importante es el tiempo de contacto.Dado que el CAP absorbe cloro, éste pierde suefectividad si se lo dosifica inmediatamente después dela introducción de cloro.


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Efectividad

Para lograr mejores resultados en la reducción del sabor yolor y en la absorción de precursores de THM, el CAP sedebe dosificar al agua cruda en el extremo frontal de laplanta antes de la introducción de Cl

2, con una menor

dosis antes de la filtración.

CAG Carbón activado granular (CAG): Este material varía de1,2 a 1,6 mm de diámetro. Un gramo de CAG tiene entre650 a 1150 metros cuadrados de área superficial y pesaaproximadamente 0,42 a 0,48 g/cm3 (26 a 30 libras porpies cúbicos).

Uso

El CAG se usa principalmente para remover compuestosorgánicos que pueden estar asociados a la producción desabor y olor y previenen la formación de THM cuando laconcentración de sustancias orgánicas es constante.

Tamaños de la bolsa

El CAG se presenta en bolsas de 30 kg (60 libras) o agranel. Se usa como un medio filtrante o se coloca encolumnas denominadas lechos de contacto.

Colocación en el filtro

Cuando se coloca en un filtro, el CAG debe tener unmínimo de 0,60 m (24 pulgadas) de profundidad. Lacolocación del CAG en un filtro típico puede mejorar laremoción de turbiedad. La tasa común de filtración paraun filtro de CAG es 130 m3/m2/d (2 gpm/pie

2). La

expectativa de vida de los filtros de CAG varía desde tresaños para la remoción de sabor y olor hasta poco menosde un mes para la remoción de THM.

Lechos de contacto

Los lechos de contacto de CAG tienen por lo menos 0,90metros (3 pies) de profundidad. Los lechos se operan enparalelo, de modo que uno queda de reemplazo mientrasse usa el otro. Los lechos de contacto de CAG se usancuando la expectativa de vida del GAC es de sólo unospocos meses. Esto hace que sea más fácil cambiar el CAGque el lecho del filtro. Por lo general, los lechos de contactode CAG se ubican en el sistema después de la filtración.


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Riesgos sanitarios de la remoción de sustancias orgánicasNota: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación desustancias químicas también se aplican a esta sección.

Carbón activado

1. ¿Por qué se usa el carbón activado?

Debe existir documentación que sustente su necesidad,como por ejemplo, un estudio de ingeniería o unadecisión de la gerencia.

Algunas razones para su uso podrían ser la presencia desabor y olor, THM o la remoción de sustanciasorgánicas. En cualquier caso, se requiere de un motivoespecifico para el uso de carbón activado.

2. ¿Qué proceso se usa?

¿Se usa el proceso de CAP o CAG? Es importanterecordar que el CAP es más efectivo cuando varían lasconcentraciones de lo que se va a remover.

3. ¿Qué prueba se realiza para determinar laefectividad del carbón activado?

La prueba se debe asociar directamente con las razonesque determinaron el uso del carbón activado. Puede serque los sistemas pequeños no realicen pruebas de THM.Sin embargo, si la presencia de THM es lo que generó eluso del carbón activado, deben analizarlos para probarsu efectividad. A menudo, se olvida retirar los lechos deCAG que se colocan en el filtro para resolver unproblema. Así, los lechos se pueden tornar ineficientessin que el operador sea consciente de ello.

Si se dosifica CAP

1. ¿Han tenido problemas con el agua negra?

El CAP pasa a través de algunos medios filtrantes,especialmente los filtros a presión.

2. ¿Con qué frecuencia se calibran los dosificadores?

Los dosificadores de CAP se deben calibrar con cadanuevo lote de CAP. La tasa de dosificación se debeverificar con la medición de la producción diaria.

3. ¿Los operadores tienen equipo de seguridadadecuado?

Deben tener máscaras para polvo, gafas de protecciónselladas y duchas.

4. ¿El CAP se almacena adecuadamente?

El CAP es un polvo explosivo. Su almacenamiento debeincluir un sistema eléctrico a prueba de explosiones yventilación adecuada.


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Cuándo se agrega CAG al filtro

1. ¿El retrolavado es adecuado?

Verifique la presencia de bolas de barro, agrietamiento dela superficie del filtro o compactación.

2. ¿Cuál es la profundidad del CAG?

Debido a que es más ligero que otros medios, se puedeperder fácilmente durante el proceso de retrolavado.

AeraciónEl proceso Este proceso se aplica principalmente en las plantas que

tratan aguas subterráneas. La aeración es un procesomediante el cual el aire y el agua entran en contacto eluno con el otro con el propósito de transferir sustanciasvolátiles de o hacia el agua. La aeración se utiliza para:

Reducir los compuestos orgánicos volátiles y loscomponentes que producen olor y sabor, como elsulfuro de hidrógeno.

Oxidar sustancias químicas orgánicas e inorgánicas,como el hierro, manganeso y materia orgánica.

Torre de aeración con relleno Existen muchos tipos de dispositivos de aeración. Entrelas opciones disponibles, las torres con relleno se hancomenzado a usar ampliamente para reducir lasconcentraciones de residuos de los COV (compuestosorgánicos volátiles). El objetivo es que un pequeñovolumen de agua contaminada con sustancias orgánicasentre en contacto con un gran volumen de aire libre decontaminación. La torre se llena con algún tipo derelleno. El material más común son bolas de plástico deltamaño de una bola de ping-pong.

Flujo de agua y aire El agua se bombea hacia la parte superior de la torrepara que caiga sobre las bolas. El aire se bombea bajopresión en el fondo de la torre. El agua fluye hacia abajoy el aire hacia arriba. Esto se denomina comúnmentecomo torre de aeración a contracorriente. Del materialde relleno caen gotas muy finas de agua en flujodescendente. Esto ayuda a la difusión de gases disueltosen el flujo de aire ascendente.

Relación aire - agua La relación de aire y agua comúnmente varía desde 20 a1 hasta 50 a 1 (aire a agua, volumen a volumen).

Problemas Hay dos problemas importantes asociados a esteproceso:

contaminación del agua con aire contaminado

infracción de las normas de calidad del aire en losalrededores de la torre (los residuos de la torrecontienen un alto nivel de COV).


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Riesgos sanitarios de la aeración 1. ¿Qué tipo de sistema de aeración se usa?

Hay diferentes tipos de unidades en uso según la finalidaddel tratamiento. El operador debe poder explicar por quéusa el tipo de sistema instalado.

2. ¿Qué parámetros se monitorean para evaluar elrendimiento del proceso?

La evaluación de la eficiencia de la torre es una medidade control que se debe realizar con regularidad. Si no selleva a cabo, puede ser una indicación de que nofunciona de acuerdo con lo esperado. La frecuencia debesatisfacer los requisitos locales y estatales para estasinstalaciones. Los inspectores deben comprobar lafrecuencia de control con sus propias anotaciones sobreeste problema. Las pruebas típicas pueden incluirdeterminaciones de pH, humedad, COV, olor y color.Cuando una torre de aeración también se usa parareducir olor y sabor, se puede liberar metano. Si ese esel caso, se debe contar con un programa sistemático deprueba para determinar el nivel de metano en el área.

3. ¿Qué tipos de contaminantes se encuentran en losalrededores que podrían ingresar al suministro deaire?

El abastecimiento de agua se puede contaminar si latoma de aire está cerca del área de almacenamiento decloro o de cal o en un ambiente polvoriento.

4. ¿Qué problemas de operación podrían reducir elrendimiento del aerador?

Los problemas más comunes son boquillas obturadas enel sistema de aire, crecimiento de algas y otrosorganismos biológicos en los medios, ruptura o falla delventilador de aire y partición de los flóculos, lo cualcausa una elevada transferencia de flóculos a los filtros.

5. Después del tratamiento en el aerador, ¿el efluente sedesinfecta adecuadamente antes de la distribucióndel agua?

La contaminación a través de contaminantestransportados por el aire y el crecimiento biológico en elmaterial de relleno exigen que la desinfección final sepractique diligentemente.

6. ¿Cómo se encuentra el interior y exterior delaerador?

Si el inspector no puede examinar minuciosamente elaerador, los registros de mantenimiento son el únicométodo para determinar la condición del equipo.


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Ablandamiento del aguaPropósito El propósito principal del ablandamiento del agua es

reducir el contenido de minerales disueltos, enparticular calcio y magnesio, para minimizar laformación de incrustaciones.

El ablandamiento del agua dura puede proporcionarbeneficios adicionales, tales como:

control del crecimiento biológico

mejoramiento del agua para calderas y procesos deenfriamiento

remoción de trazas de sustancias inorgánicas

leve remoción de trazas de sustancias orgánicas.

Clasificación de la dureza DESCRIPCIÓN DUREZA (mg/L de CaCO3)

Blanda 0 - 75

Moderada 75 - 150

Dura 150 - 300

Muy dura más de 300

El ablandamiento del agua también puede tener lossiguientes resultados negativos:

El pH del efluente de una instalación de ablandamientopor el método de cal sodada es aproximadamente 8,9.Con un pH de 7,5, sólo la mitad del cloro residual esácido hipocloroso. Con un pH de 8,9, se reduce hastaaproximadamente 5%.

Esto significa que se reduce la capacidad dedesinfección.

El agua se puede volver agresiva y corroer las tuberíasmetálicas.

La disposición de los lodos es un problema.

Los niveles de THM se pueden incrementar debido a laelevación del pH.

Definiciones relacionadas con el ablandamientoDureza Una característica del agua causada principalmente por

las sales de calcio y magnesio, tales como losbicarbonatos, carbonatos, sulfatos, cloruros y nitratos.

Dureza por calcio Dureza causada por iones de calcio (Ca 2+).

Dureza por magnesio Dureza causada por iones de magnesio (Mg 2+).

Dureza total Suma de la dureza causada por el calcio y magnesio.

Dureza de carbonatos Dureza causada por la alcalinidad del agua, hasta el nivelde dureza total.


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Dureza no carbonatada Porción de la dureza en exceso de una cantidad igual a laalcalinidad.

Alcalinidad Capacidad de amortiguación del agua para retrasar elcambio del pH. Es también el resultado analítico desumar las concentraciones de carbonato, bicarbonato,hidróxido y en ocasiones bicarbonato, silicato y fosfato ycomúnmente se expresa como una concentraciónequivalente de carbonato de calcio.

Equivalente de carbonato de calcio (CaCO3): expresión

de la concentración de los constituyentes específicos enel agua en términos de su valor equivalente de carbonatode calcio.

Procesos de ablandamientoExisten dos procesos comunes de ablandamiento: calsodada e intercambio iónico. La selección del procesodepende de los costos de operación, efectividad de laoperación y costos de construcción.

Ablandamiento con cal sodada Hay tres procesos comunes de ablandamiento de calsodada: tratamiento convencional, por exceso de cal ytratamiento fraccionado.

Convencional

(Remoción de dureza por carbonatos)

En el proceso de cal sodada, la cal se usa para remover ladureza por carbonatos a través de la precipitación. Elcarbonato sódico se dosifica para remover la dureza nocarbonatada. Este proceso eleva el pH hasta 10,9. Parareducir el pH y hacer el agua más estable, el flujo se tratacon dióxido de carbono en una proceso llamadorecarbonatación. La cantidad de cal y carbonato sódicorequerida depende de la concentración de la dureza y deltipo de dureza. El proceso convencional de cal sodada seusa sólo cuando hay una pequeña cantidad de dureza pormanganeso.

Tratamiento por exceso de cal El proceso por exceso de cal se usa cuando la dureza delmanganeso está por debajo de 40 mg/1 (CaCO

3). Bajo

estas condiciones, el hidróxido de manganeso sedepositará en los calentadores de agua domésticos. Elpróximo paso es aplicar una cantidad “excesiva” de calen una unidad de contacto con suficiente cal paraaumentar el nivel de pH por encima de 10,8. Luego seproduce la recarbonatación. La recarbonatación debe sertal, que el pH no descienda por debajo de 9,5. Luego, seagrega carbonato sódico a una segunda unidad decontacto y se continúa con la recarbonatación parareducir el pH a 8,6. Las etapas finales son la filtración ydesinfección.


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Proceso de tratamiento fraccionado Este proceso es una adaptación del proceso de cal porexceso. Una porción de agua se trata y se agrega al aguacruda para diluirla a los niveles de dureza deseados.Este proceso reduce la cantidad de sustancias químicasrequeridas para ablandar el agua y, por lo tanto, reducelos costos de operación.

Ablandamiento por intercambio de iones

El ablandamiento por intercambio iónico se usaprincipalmente en pequeñas plantas de aguassubterráneas y en las viviendas. Están compuestos de uncompartimento presurizado similar a un filtro depresión.

El recipiente se llena principalmente con una resinasimilar a un medio filtrante. La resina retiene un excesode iones de sodio. Esos iones de sodio se intercambianpor iones de calcio y magnesio en el flujo que pasa por laplanta. Una vez que se usan todos los iones de sodio, laresina se regenera con una solución de salmuera, la queremueve el exceso de calcio y magnesio y reinstala losiones de sodio.

Resultados La dureza del efluente de este tipo de instalación es ceroo casi cero.

Zeolitas Las resinas comunes para el intercambio iónico incluyenlas zeolitas sintéticas y polímeros orgánicos (resinas depoliestireno).

Aspectos del tratamiento Cualquier agua que se trate a través del proceso deintercambio iónico debe estar relativamente libre departículas para prevenir la colmatación del medio y losconsiguientes problemas de operación. Si existen altosniveles de hierro, manganeso u otros metales pesados, se

Ablandador de agua porintercambio iónico


Agua cruda

Tanque desalmuera(NaCl)

Agua cruda parael retrolavado

Agua filtrada

Filtración aldesagüe


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pueden producir problemas con las resinas delintercambio iónico debido a la adhesión permanente almedio, lo cual reduciría la capacidad de intercambio.

Un problema en la operación de un sistema deintercambio iónico es la disposición de salmuera para laregeneración del medio. La descarga adecuada de estaagua de alta salinidad debe estar reglamentada conestrictos límites permisibles.

Riesgos sanitarios del ablandamientoNota: Los riesgos sanitarios relacionados con los sistemas de dosificación de sustanciasquímicas también se aplican en esta sección.

Proceso con cal sodada 1. ¿Cuáles son las metas del tratamiento?

El personal debe tener metas de calidad del agua tratadacon respecto al pH, dureza, etc. Es importante que todoel personal comprenda esas metas para obtener unrendimiento óptimo de las plantas.

2. ¿La planta realiza pruebas adecuadas para controlarlos procesos?

En cada etapa del proceso se deben incluir por lo menoslas siguientes pruebas para controlar los procesos:

alcalinidad

dureza

pH

dióxido de carbono.

3. ¿La planta hace un seguimiento de las sustanciasquímicas usadas?

Se debe monitorear cuidadosamente el uso de algunassustancias químicas que pueden tener funcionesconflictivas. Por ejemplo, un nivel alto de pH al finalpodría causar problemas de desinfección.

Intercambio iónico 1. ¿Cuáles son las metas del tratamiento?

Este proceso de tratamiento puede reducir la dureza aun nivel muy bajo, lo que podría dar lugar a una aguaagresiva que generaría problemas de plomo y cobre enel sistema de distribución. Los operadores debencomprender que sus metas de tratamiento podríanocasionar posibles problemas.

2. ¿Cuáles son las condiciones del equipo?

La condición del medio es importante y se debemonitorear para asegurar que no ocurra la colmataciónya que podría afectar la eficiencia del proceso.Asimismo, la condición general de las unidades defiltración y las válvulas es importante para unaoperación adecuada.


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3. ¿Cuál es el conocimiento del operador sobre el procesode ablandamiento?

La química del ablandamiento es generalmente máscomplicada que la de otros procesos de tratamiento; porconsiguiente, no siempre se comprende bien. Losoperadores necesitan comprender el proceso deablandamiento para poder manejar los problemascuando estos aparezcan.

Tratamiento especialÓsmosis inversaPrincipio de la ósmosis inversaUso La ósmosis inversa (OI) es un proceso para remover

minerales del agua salada, agua salobre y agua con altasconcentraciones de sólidos disueltos totales (SDT). Esteproceso se puede usar para tratar aguas con 100 a 8.000mg/L de SDT. Su eficiencia de remoción varía de entre unmáximo de 90% para la mayoría de SDT a un mínimo de40% en caso del mercurio.

Proceso de ósmosis Cuando una solución que tiene una alta concentración deSDT se separa de otra solución de baja concentración deSDT por medio de una membrana semipermeable, ellíquido fluye de la solución diluida a la concentrada. Esteproceso se denomina ósmosis. La presión que genera ladiferencia de concentración de los dos fluidos se conocecomo presión osmótica.

Proceso de ósmosis inversa El proceso se invierte al aplicar presión en la soluciónconcentrada y forzar el retorno del líquido a través de lamembrana. La membrana remueve (rechaza) los SDT enla solución concentrada y convierte el agua salobre enfresca. Este proceso se denomina ósmosis inversa.

EquipoUna planta típica de OI consta de:

Bomba Una bomba de alta presión (2,5 a 3,5 kgf/cm2) (350 a 500libras por pulgada cuadrada).

Membrana Generalmente, la membrana está hecha de acetatocelulósico. Hay tres tipos comunes de membranas:

espiral

recipiente a presión

fibra porosa.

Por lo general, estas membranas tienen un grosor de100µ. Un lado de la membrana tiene una capa densa deaproximadamente 0,2µ de ancho que sirve para rechazarlos minerales. El resto de la membrana está formado poruna masa esponjosa y porosa.


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Dosificador de ácido Una bomba dosificadora de ácido controla el pH del aguadosificada. Generalmente, se usa ácido sulfúrico. El pHdel agua dosificada manualmente se ajusta en 5,5. EstepH bajo reduce la destrucción natural de la membrana(hidrólisis) y retarda la acumulación de carbonato decalcio en ella.

Dosificación para inhibir incrustaciones

Si bien el ajuste del pH controla el nivel de carbonato decalcio, produce un efecto mínimo en el sulfato de calcio.Para controlar el sulfato de calcio, generalmente sedosifica un polifosfato.

Por lo general, se usan dosis de 2 a 5 mg/L dehexametafosfato de sodio.

Clorador Un clorador produce un residual de cloro de 1 a 2 mg/Len toda la unidad para reducir el crecimiento debacterias en la membrana.

Limpieza del tanque, bomba y soluciónLas soluciones de limpieza más comunes incluyen ácidocítrico, tripolifosfato de sodio, B 13, Tritron X-100 yEDTA.

Rendimiento La ventaja principal del proceso de OI es su altoporcentaje de rechazo de sólidos disueltos del aguacruda. Esta remoción permite que las aguascontaminadas, salobres y saladas puedan ser usadascomo agua potable.

Tanque deexpulsión

Tanque delimpieza

Módulo deósmosisinversa

Salidade aguafresca

Al/delmódulo deósmosisinversa

Salmuera concentrada

Bomba

Agua salada

Bomba


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Problemas relacionados con las plantas de OI:

Costos iniciales y de operación elevados.

Necesidad de realizar pretratamiento o tratamiento deaguas crudas turbias con ácido y otras sustanciasquímicas para evitar la colmatación de las membranascon lama, sólidos suspendidos, hierro, manganeso yprecipitados de carbonato de calcio e hidróxido demanganeso.

Necesidad de estabilizar el agua tratada consustancias químicas para ajustar el pH a fin de evitarla corrosión en el sistema de distribución.

Disposición de agua residuales.

Riesgos sanitarios de la ósmosis inversaObservación: Los riesgos sanitarios relacionados con el sistema de dosificación desustancias químicas también se aplican a esta sección.

1. ¿Qué pruebas de rendimiento se aplican?

La planta debe efectuar determinaciones de SDT, pH,temperatura, turbiedad y alcalinidad.

2. ¿Qué datos de operación se recopilan?

Se debe observar y registrar la presión de succión de labomba, la presión de descarga y las diferencias depresión en la unidad de OI entre el agua dosificada y elagua tratada. Esas diferencias de presión son clavespara determinar las incrustaciones y el crecimientobiológico en la membrana.

3. ¿Qué sustancias químicas se dosifican y en quédosis?

Las dosis típicas para inhibir las incrustaciones son 1 a2 mg/L. El cloro residual debe oscilar entre 1 y 2 mg/L.La instalación debe calcular las tasas de dosificación ylas dosis de ácido, inhibidor de incrustaciones, cloro ysoluciones de limpieza.

4. ¿Los operadores están protegidos adecuadamente?

Debido a que estas unidades requieren dosificar cloro ydiversos ácidos, los operadores necesitan guantes dehule, antiparras, respiradores, ducha de seguridad ydelantales de hule para mezclar o vaciar los ácidos.

5. ¿Todos los controles automáticos funcionan?

Las instalaciones de OI tienen varios mecanismos deinterrupción automática y sistemas de controlautomático. Este equipo tiende a fallar con frecuenciadebido a las presiones elevadas y a la presencia deácidos. Todos los mecanismos de interrupciónautomática y alarmas de seguridad deben funcionaradecuadamente.


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FluoruraciónAntecedentes La fluoruración del agua de bebida se usa para reducir la

caries dental en los consumidores. La responsabilidaddel inspector es centrarse en el riesgo sanitario delsistema, de la misma manera como abordaría el riesgosanitario de cualquier sistema de dosificación desustancias químicas en el abastecimiento público deagua.

Inquietudes Durante los últimos años, dos usuarios de sistemaspúblicos de agua en los Estados Unidos han muertocomo resultado de una sobredosis de fluoruro. Además,los Centros para el Control y la Prevención deEnfermedades de los Estados Unidos han recopiladoinformación sobre siete incidentes de sobredosificaciónde fluoruro entre 1976 y 1992. A partir de esosincidentes se reportaron 314 enfermedades y dosdefunciones. Durante 16 años, la tasa de incidentes hasido de menos de un caso por 1.000 sistemas quedosifican fluoruro. Aunque los incidentes no sonfrecuentes ni numerosos, por razones de seguridad deloperador, el inspector sanitario debe incluir todainstalación de fluoruración en la inspección.

Esta sección está dividida en tres partes:

aplicación general de los procesos de fluoruración

uso de saturadores de fluoruro

uso de ácido hidrofluosilícico

uso de silicofluoruro de sodio.

Aplicación generalDefinición La fluoruración es un proceso de tratamiento que incluye

la adición de fluoruros a una fuente de agua para obteneruna concentración óptima de fluoruro en el agua debebida.

Sustancias químicas En la fluoruración del agua de bebida se aplican tressustancias químicas:

fluoruro de sodio – polvo seco o cristales (cristalino)

ácido hidrofluosilícico – líquido

silicofluoruro de sodio – polvo seco.

La sustancia química más usada en sistemas pequeñoses el fluoruro de sodio.

Peligros El manejo de sustancias químicas que contienenfluoruro, especialmente en polvo, puede tener un efectode largo plazo sobre la salud del operador. El fluoruro esuna sustancia de riesgo que se acumula en el cuerpo. Porello, es importante que el inspector considere los peligrosde seguridad asociados con el manejo de esta sustancia.


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Dosificación y residuosConcentración óptima La concentración óptima que se recomienda está entre

0,7 y 1,5 mg/L. La concentración óptima depende de latemperatura ambiente, lo que se basa en la suposiciónde que el incremento de la temperatura ambientetambién aumenta el consumo de agua. Sin embargo, laconcentración debe permanecer siempre dentro delrango establecido.

Otros estados pueden tener criterios similares. Elinspector debe estar familiarizado con los reglamentoslocales y estatales para el fluoruro.

Reacción El fluoruro en una solución de fluoruro de sodio esbastante estable. Por lo tanto, no habrá mucha diferenciaentre la dosificación y el residual. La excepción notoriaes el calcio. El fluoruro reaccionará con el calcio yreducirá el residual. Esto es significativo cuando ladureza es mayor de 75 mg/L.

Sistema saturador de fluoruroInstalaciones

Introducción Los saturadores de flujo ascendente y descendente seusan para dosificar fluoruro de sodio. Los de flujoascendente son los más usados en sistemas pequeños,donde se produce una solución de fluoruro muy estableque contiene 4% de fluoruro de sodio y 1,73% de ionfluoruro.

Equipo Estos sistemas son muy sencillos, como se muestra en elsiguiente gráfico. El sistema tiene los siguientescomponentes básicos:

tanque saturador con tubos múltiples de distribuciónen el fondo del tanque y el extremo superior conectadoal suministro de agua

interruptor flotador usado para mantener el nivel deagua en el saturador

sistema de entrada de agua con un medidor, unaválvula solenoide y un rompedor de vacío

bomba dosificadora de sustancias químicas

sistema eléctrico con dispositivos de seguridad encaso de fallas.

Fluoruro de sodio El fluoruro de sodio debe tener una pureza mayor de95%. Puede presentarse en forma cristalina o en polvo.Se prefiere el primero porque en polvo representa unriesgo significativo para la salud del operador, quienrequiere un equipo de protección personal adecuado.

Operación Para operar el saturador, se coloca el fluoruro de sodioen el fondo, se llena el tanque con agua y se deja enreposo durante 2 horas. Pasado ese lapso, la solución


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contiene una concentración de fluoruro de sodio de 4% yuna concentración de ion fluoruro de 1,73%. A medidaque se dosifica el fluoruro, disminuye el nivel de agua enel saturador. Cuando desciende 8 a 10 cm (3 a 4pulgadas), el interruptor flotador abre la válvula solenoidey envía el agua hacia abajo a través del distribuidor yhacia arriba a través de los cristales de fluoruro. De estamanera se mantiene el nivel en el tanque y se evita que laconcentración de la solución cambie significativamente.

La única manera de determinar la cantidad de fluoruroque se debe dosificar diariamente es a partir de lecturasdel medidor de agua en el agua de alimentación.

Seguridad en caso de fallas La bomba dosificadora de sustancias químicas debeestar conectada eléctricamente para dosificar fluorurosólo cuando circula agua en la tubería.

Corrosión Las fugas de fluoruro de sodio son una molestia y algocorrosivas, pero no son peligrosas.

Saturador de fluoruroAblandador

de agua

Punto deinyección

Válvulaantisifón

110 ó 220 voltios

Interruptorde caudal

Válvulasolenoide

Medidorde agua

Rompedorde vacío

BombadosificadoraVálvula de

4 pasos

Interruptorflotador

Malla

Fluorurode sodio


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Sistema de dosificación de fluoruro en secoInstalaciones

Introducción Los dosificadores volumétricos y gravimétricos en seco seusan para dosificar silicofluoruro de sodio o cristales defluoruro de sodio. Sin embargo, debido a su bajo costo, elsilicofluoruro de sodio es el más usado. Por lo general, lossistemas de dosificación en seco se usan cuando el flujodel sistema excede 500 m3/día.

PARA GRÁFICOS Y DESCRIPCIONES DE LOSDOSIFICADORES QUÍMICOS EN SECO, VÉASE LASECCIÓN SOBRE SISTEMAS DE DOSIFICACIÓN DESUSTANCIAS QUÍMICAS.

Silicofluoruro de sodio El silicofluoruro de sodio, tamb ién conocido comofluosilicato de sodio, en solución de agua forma ionesfluoruros. Su pureza es inferior de 98% y puede sertanto cristalino como en polvo. En polvo representa unriesgo significativo para la salud del operador, quienrequiere equipo de protección personal adecuado.

Operación La sustancia química seca se mide en el tanque de lasolución de acuerdo con el caudal del sistema de agua.La solución se dosifica por gravedad al pozo de aguatratada o en un sistema de presión que usa una bombadosificadora de sustancias químicas.

Sistema de dosificación del ácido hidrofluosilícicoInstalaciones

Introducción

Los sistemas de dosificación de ácidos son uno de lossistemas de dosificación de fluoruro más sencillos. Elsistema dosifica ácido hidrofluosilícico directamente deltanque provisto por el fabricante.

Equipo

Estos sistemas son muy sencillos como se puedeobservar en el siguiente gráfico. El sistema tiene lossiguientes componentes básicos:

conjunto de balanzas para determinar la cantidaddosificada

bomba dosificadora

sistema eléctrico que incluye dispositivos de seguridaden caso de fallas

contenedor de derrames.

Ácido hidrofluosilícico En ácido hidrofluosilícico es una solución acuosa,transparente, humeante, corrosiva, con olor acre yproduce irritación en la piel. Este ácido representa unriesgo significativo para la salud del operador, quienrequiere equipo de protección personal adecuado.


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Operación El sistema de dosificación de ácidos usa una bombadosificadora con una válvula antisifón para bombear elácido concentrado directamente al sistema.

Los únicos medios para determinar la cantidad defluoruro que se debe dosificar cada día es mediante elpeso de la solución.

Seguridad en caso de fallas La bomba dosificadora de sustancias químicas debeestar conectada eléctricamente para dosificar fluorurosólo cuando circula agua en la tubería.

Corrosión Las fugas de ácido hidrofluosilícico son muy corrosivas.

Sistema de dosificación del ácido hidrofluosilícico

Agua dealimentación

Ventilación


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Riesgos sanitarios - Fluoruración1. ¿El operador puede responder las preguntas básicas

acerca del proceso de fluoruración, incluido lo que sehace, cuándo y por qué se hace?

Si el operador desconoce el proceso y el equipo, esopuede indicar que las deficiencias del equipo o falta deefectividad del proceso no se puedan resolver en elmomento oportuno. La gerencia es responsable deverificar que los operadores estén bien capacitados en eluso y mantenimiento del equipo de fluoruración. La faltade conocimiento de este proceso clave se puedeconsiderar un riesgo significativo para la salud.

2. ¿Hay una concentración adecuada en el sistema dedistribución en todo momento?

Para que el fluoruro sea efectivo, se debe mantener unresidual óptimo (entre 0,7 mg/L y 1,5 mg/L), lo quedepende de la temperatura ambiente del área y de lasnormas vigentes. Se supone que a medida que seincrementa la temperatura, se consume más agua.

3. ¿Se monitorean diariamente las concentraciones defluoruro en el sistema?

Una de las claves para prevenir la sobredosificación defluoruro es monitorear la concentración de fluoruros enel sistema.

Si hay fluoruro natural en el agua no tratada, se debehacer la prueba diariamente. La concentración puedevariar cada día, lo cual requerirá ajustes en ladosificación.

4. ¿La concentración de fluoruro varía cada día?

La variación no debe exceder 0,2 mg/L. Si hay variación,verifique si la prueba se realiza correctamente, a lamisma hora y en las mismas condiciones. (¿Las bombasestán encendidas o apagadas?, ¿cuál es la concentraciónde fluoruro en el agua no tratada?, etc.)

5. ¿La prueba se realiza correctamente?

Hay tres procedimientos de prueba para el fluoruro: elmétodo SPADNS, la prueba de ALIZARINA-VISUAL y elmétodo de electrodo específico. La mayoría de sistemaspequeños usa el método ALIZARINA-VISUAL o SPADNS.Esos métodos están propensos a interferencias delaluminio y polifosfatos, respectivamente. Verifique que eloperador conozca el procedimiento adecuado de pruebay que la fecha de los productos químicos no esté vencida.Hay numerosos informes de lecturas falsas de fluorurodebido a productos químicos con fecha de expiracióncaduca.


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6. ¿Cuándo se calibró el instrumento de prueba por últimavez?

Se deben realizar ambas pruebas de color contra unestándar como parte del procedimiento rutinario deprueba. Verifique que el operador realiza esa parte de laprueba.

7. ¿Hay un medidor de agua en la alimentación cuandose usa un saturador?

La cantidad de solución de fluoruro que se dosifica cadadía sólo se puede determinar al leer el medidor de aguade alimentación en el tanque de dilución. Verifique si lalectura se registra cada día y si la cantidad total de aguausada se calcula diariamente.

8. ¿Con qué frecuencia se limpia el tanque delsaturador?

El tanque del saturador de fluoruro se debe desmontar ylimpiar una vez al año y remover todos los cristales delcompuesto. La limpieza anual y el reemplazo delfluoruro de sodio ayudará a mantener la estabilidad dela solución de fluoruro.

9. ¿Cuál es el nivel de cristales de fluoruro en eltanque?

Con un saturador normal que usa un tanque de 200litros, el nivel de cristales no debe descender por debajode 25 cm de altura.

10. ¿Qué método se usa para desechar los antiguoscristales de fluoruro?

El método adecuado es mezclar los cristales de fluorurocon una cantidad equivalente de cal en un balde metálicoy dejar la solución en reposo por 24 horas. La reaccióngenerará calor y el material resultante será un bloquesólido de material no reactivo.

11. ¿Hay una balanza para pesar el tanque de la soluciónen un sistema de ácido líquido?

La cantidad de ácido dosificado sólo se puededeterminar al pesar diariamente el tanque de la solución.Verifique si cada día se registra esa lectura y se calcula lacantidad total de fluoruro.

12. ¿Con qué frecuencia se calibran las balanzas?

Dado que la tasa de dosificación sólo se puededeterminar por peso, las balanzas se deben calibrar unavez cada año.

13. ¿El sistema eléctrico está conectado a un dispositivode seguridad en caso de fallas?

Cuando el sistema de dosificación de fluoruro se conectaa una bomba del sistema, se debe usar un sensor de


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caudal como seguridad en caso de fallas. La bombadosificadora de fluoruro no se debe activar hasta quehaya agua corriente en la tubería. Sin un sistema dedetección de caudal con un dispositivo de seguridad encaso de fallas, es posible que el arrancador del motor dela bomba se enganche y no encienda la bomba. Si laseñal que engancha el arrancador de la bomba tambiénenciende la bomba de dosificación de fluoruro, se puededosificar una solución de fluoruro sumamenteconcentrada en la tubería, la que puede llegar a unusuario. Se piensa que la falta de este tipo de seguridadha causado por lo menos una muerte por sobredosis enlos Estados Unidos.


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