Seleccion Tecnologias Potabilizacion Agua

7/23/2019 Seleccion Tecnologias Potabilizacion Agua

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Selección de Tecnologíaspara la potabilización delaguaQué tipo de planta

Debo seleccionar?

Enero de 2015



Innovación en Sistemas de Tratamiento

• No hay soluciones universales. Cada caso requiere especificar

la planta más adecuada para las condiciones especificas delagua, del sitio y del usuario u operador de la misma.

• Cada día hay más opciones tecnológicas.

– Plantas de ultra filtración o de ósmosis inversa.

– Clarifloculador de manto de lodos y sistema de filtrado (Accelator)

– Plantas de filtración directa con coagulación y filtración

– Plantas de Clarificación Ascendente – Filtración Descendente.

– Plantas convencionales con coagulación, floculación, sedimentación,filtración. Ya sean hechas en concreto o “compactas”

– Plantas de filtración lenta tipo FIME o Cinara



¿Cuál tipo de planta es la más adecuada?

• Cada fuente de agua tiene características específicas que

varían en diversas épocas del año.

• Para cada fuente, existe un tipo de planta que técnica,operativa y económicamente es la más adecuada:

Técnica: debe garantizar condiciones de potabilidad, cumpliendo

con la norma en forma permanente y confiable.

Operativa: Debe ser fácil de operar, mantener y supervisar. Acordecon el medio en el cual se instala.

Económica: Debe tener el menor Costo Total que incluye el costode capital (CAPEX) y los costos de operación (OPEX).: personal,energía, productos químicos, disposición de lodos y mantenimientodurante su vida útil, traídos a valor presente.



Información básica requerida para la selección

• Fuente de agua y confiabilidad de la misma: Superficial corriente,

superficial reservorio, subterránea de aljibe, subterránea de pozo profundo,etc.

• Análisis del agua: Ojalá seriado durante todo un año para los parámetros del

Decreto 1575 y resolución 2115 de 2007 . Rangos de turbiedad, color, salinidad,alcalinidad, dureza, hierro y manganeso, carbono orgánico, etc.

• Población a servir actual y futura. Cantidad y usos del agua

• Disponibilidad de caudal. Aforos en invierno y verano, cantidad

autorizada, merced o concesión de agua.

• Localización, cotas y longitudes de tuberías: Cabeza estática y

dinámica para una planta por gravedad. Cotas de la bocatoma, desarenador ysitio de la planta. Espacio disponible para la planta. Necesidades de bombeo.

• Tuberías y tanques disponibles: de agua cruda, tratada y de retrolavado.

• Tratamiento de lodos y del agua de retrolavado.

• Capacidad técnica y financiera del operador y de los usuarios.



Valrex selecciona, diseña y fabrica el tipo de plantamás adecuada….

Plantas convencionales con coagulación,

floculación, sedimentador de placas y filtraciónen antracita y carbón activado.

Para aguas superficiales de mediana turbiedad

Plantas de doble filtración con torre de aireación.Aguas de pozo profundo - alto contenido de hierro/manganeso

Ecopetrol Apiay – Meta 5 lps

Puerto Caldas –

Pereira 40 lps



Potabilizar el agua fundamentalmente es:remover sólidos y….. desinfectar

Los sólidos se remueven de diversas formas: – Sólidos sedimentables o flotables. Mediante cribas, hidro-ciclones,

des-arenadores – celdas de flotación.

– Sólidos suspendidos - Coloides. Procesos de clarificación y

filtración: Ultrafiltración / Coagulación – Adsorción / Coagulación-

floculación-sedimentación -filtración. Los virus, bacter ias, y p rotozoosson ante todo sólidos en susp ensión.

– Sólidos disueltos: Sales disueltas en el agua. Por saturación,

oxidación, precipitación química, resinas de intercambio iónico,membranas de ósmosis inversa o destilación. Son procesos de

desalinización o desmineralización.

Los sólidos a remover para potabilizar el agua se especifican en el Decreto

1575 y la Resolución 2115 de 2007.



Pre-tratamiento: Aireación y oxidación

Una forma de remover ciertos elementos y gases disueltos en el agua esmediante aireación – oxidación. Esto se puede hacer en una torre deaireación abierta, o cerrada con tiro forzado.

• Permite convertir compuestos solubles en insolubles para removerlospor sedimentación o por coagulación - filtración. El hierro, por ejemplo,con la aireación, pasa de ferroso (soluble) a férrico (insoluble), igual el

manganeso.• Las torres de aireación hacen desgasificación, ya que liberan gases

atrapados en las aguas de pozo profundo o de estanques, como son elcarbónico o el sulfhídrico.

• Se puede agregar oxidantes fuertes en la torre como hipoclorito operóxido con sistemas de inyección a las bandejas..

•

Se debe prever un tiempo de contacto para que se formen loscompuestos insolubles. Esto permite remover los cristales luego porfiltración.



La cantidad y calidad de los sólidos en suspensióndefinen el proceso de remoción más adecuado

•

Muy altos sólidos en suspensión: Seleccionar proceso de coagulación,floculación en mantos de lodos y clarificación por barrido en sedimentadores deplacas.

• Altos sólidos en suspensión. Seleccionar proceso de coagulación,floculación en floculadores de laberinto, paletas, Cox, clarificación por barrido ensedimentadores de placas

• Medianos a bajos sólidos en suspensión con episodios: Seleccionarproceso de coagulación, clarificación por adsorción en medios filtrantesgranulares y filtración en dos etapas

• Bajos sólidos en suspensión en forma permanente: Coagulación y filtradodirecto en una etapa.

En cada caso se recomienda realizar pruebas de jarras y ensayos deplanta piloto para verificar el comportamiento del proceso seleccionado .



El proceso de clarificación adecuado depende de lacantidad y calidad de los sólidos en suspensión

Altos :

Clarificadores de placas inclinadas

Muy altos: Floculador –

Clarificador de Manto de lodos

Altos sólidos esporádicos:

Clarificación por adsorción en lecho ascendente



Las pruebas de jarras permiten definir el método declarificación. Hay dos tipos de pruebas:

Las pruebas de jarras simulan el proceso que ocurre en la planta de tratamiento.

2. Para clarificación por adsorción:

Coagulación + Mezcla rápida + Filtración

Para clarificación por adsorción, la prueba de jarras consiste en:

• Mezclar rápidamente durante 30 segundos la muestra de agua con coagulante• Filtrar en un papel Whatman#40. (no se requiere flocular ni sedimentar)• Medir la calidad del filtrado

Prueba de jarras por adsorción:http://www.phippsbird.com/pbinc/WaterWasteWater/Filtrat.aspx

1. Para clarificación por barrido:

Coagulación + Mezcla rápida

+ Floculación + Sedimentación + Filtración

Prueba de jarras convencional: https://www.youtube.com/watch?v=Os6z7D1z9c0

http://www.phippsbird.com/pbinc/WaterWasteWater/Jarpro.aspx

https://www.youtube.com/watch?v=Os6z7D1z9c0








Procesos comunes empleados en el tratamiento

• Aireación u oxidación: Oxidar hierro, manganeso y otros elementos para

precipitarlos y filtrarlos. Oxidar los compuestos orgánicos. Reduce el DBO y elDQO.

• Coagulación y floculación: Adición de coagulante, floculante y mezcla rápida y

lenta. Agitadores hidráulicos, de paletas o reactores de manto de lodos.

• Clarificación por barrido: Sedimentadores de placas inclinadas

• Clarificación por adsorción en lechos granulares ascendentes. Una

alternativa de clarificación para aguas de baja y mediana turbiedad

• Filtración: Filtros de medios granulares lavables, filtros de cartucho , ultra-filtros

• Desinfección: Cloración, ozono, luz Ultra Violeta.

• Pulimiento con carbón activado: Remoción de compuestos orgánicos y

clorados, insecticidas y herbicidas, color, olor y sabor

• Resinas de intercambio iónico: Captura de iones específicos -desmineralización. Se requiere regenerar las resinas con salmuera, soda o ácido.

• Ultrafiltración - Osmosis inversa: Remoción de sólidos, microorganismos y

sales en solución del agua, se logra 96% de remoción en una sola etapa.



Ejemplos de selecciónde plantas de acuerdoa las condicionesespecíficas

Marzo de 2014



Clari - floculador de manto de lodos y filtración.

Agua de pozo profundo con hierro y dureza:Torre de aireación, clarifloculador, filtros, suavizadores y tanque de

almacenamiento.

13

Acacías – Meta



Coagulación, floculación, sedimentación y filtrado

14

Orito – Putumayo 10 lps

Agua de río de altísima turbiedad y color:Coagulación, floculador de manto de lodos, sedimentadorde placas, filtración ascendente –descendente y carbónactivado.Planta automática

.



Plantas convencionales o plantas de clarificaciónpor adsorción….

Rio Sinú – Córdoba. Agua de altísima turbiedad ycolor, altos sólidos suspendidos.Clarificación convencional con coagulación,manto de lodos, floculador hidráulico,sedimentador de placas y doble filtración.

Aguas superficiales de baja turbiedad conepisodios de muy alta turbiedad y color cuando

llueve:Clarificación ascendente y filtración

descendente

.Quebrada Cestillal - Risaralda

Los Garzones – Monteria 60 lps

Cestillal Diamante - Pereira - 50 lps



Plantas convencionales compactas…..


Planta Ecopetrol Apiay - 5 lps

Planta convencional compactapara agua de quebrada.

Procesos de coagulación,floculación, sedimentación yfiltración. Pulimiento concarbón activado.



Planta modulares con aireación, oxidación,clarificación, filtración y carbón activado


Agua de pozo profundo,con alcalinidad.

Torre de tiro forzado conclarificación ascendente,filtración descendente ypulimiento con carbónactivado.

Jamundí - Urbanización Terranova 40 lps



Sistemas de filtrado en plantas convencionales…..


Cestillal Diamante - Pereira - 50 lps

Planta Villa Santana Pereira 600 lps

Planta Luis Prieto - Manizales 660 lps



Filtrado en plantas convencionales…..


Planta EPA Armenia 1400 lps

Planta Palace – Popayán 500 lps



Plantas móviles para atención de emergenciasmayores….

Cucaita - Boyaca 2 lps

Planta portátil para emergencias sobre remolque – Capacidad 10 lps. Unidad declarificación por adsorción y filtración. Para agua superficial o agua de pozo profundo



Valrex diseña y fabrica el tipo de planta másadecuada….

Cucaita - Boyaca 2 lpsAgua de quebrada o aguade pozo profundo.

Torre de aireación coninyección de oxidante ytanque de contacto parael agua de pozo profundo

El agua de quebrada setrata mediantecoagulación, clarificaciónen lecho ascendente yfiltración descendente.



Valrex diseña y fabrica el tipo de planta másadecuada….

Agua para alimentación decalderas

Planta de floculación yfiltración, microfiltración,membranas de osmosis

inversa con sistema delavado en sitio (CIP).



Niveles de sólidos máximos para cumplircon las normas de agua potable (1)

Elemento o Substancia Expresado como Valor máximo (mg/L)

Antimonio Sb 0.02

Arsénico As 0.01

Bario Ba 0.7

Cadmio Cd 0.003Cianuro libre y disociable Cn 0.05

Cobre Cu 1

Cromo total Cr 0.05

Mercurio Hg 0.001

Níquel Ni 0.02

Plomo Pb 0.01

Selenio Se 0.01

Trihalometanos Totales THMs 0.2

Hidrocarb uros Aromaticos Policíclicos HAP 0.01

2. Características Químicas que tienen reconocido efecto adverso en la salud humana

1. Características físicas

Color aparente Cobalto (UPC) 15 UPC 15

Olor y Sabor Aceptable

Turbiedad UNT 2

Decreto 1575y Resolución

2115 de 2007

Elementos, compuestos y mezclas Expresados como Valor máximo (mg/L)

Carbono Orgánico Total COT 5,0

Nitritos NO2 0.1

Nitratos NO3 10

Fluoruros F 1

3. Características Químicas que tienen implicaciones sobre la salud humana



Microorganismos indicativos que deben ser eliminados o inactivados

Elemento Expresadas como Valor máximo (mg/l)

Calcio Ca 60

Alcalinidad Total CaCO3 200

Cloruros Cl- 250

Aluminio Al3+ 0.2

Dureza Total CaCO3 300

Hierro Total Fe 0.3

Magnesio Mg 36

Manganeso Mn 0.1

Molibdeno Mo 0.07Sulfatos SO4-- 250

Zinc Zn 3

Fosfatos PO4--- 0.5

4. Elementos y compuestos químicos que tienen implicaciones de tipo económico

Decreto 1575y Resolución

2115 de 2007

5. Características microbiológicas

Técnicas utilizadas Coliformes Totales Escherichia coli

Filtración por membrana 0 UFC/100 cm3 0 UFC/100 cm3

Enzima Sustrato< de 1 micro organismo en

100 cm3

< de 1 micro organismo en

100 cm3

Sustrato Definido0 microorganismo en 100

cm3

0 microorganismo en 100

cm3

Presencia – Ausencia Ausencia en 100 cm3 Ausencia en 100 cm3

Niveles de sólidos máximos para cumplircon las normas de agua potable (2)



Organización Panamericana de la Salud/ CEPIS:Recomendaciones para la selección del tratamientodel agua en función de la calidad de la fuente

ALTERNATIVAS 90% DEL TIEMPO 80% DEL TIEMPO ESPORADICAMENTE

Filtración rápida completa:

mezcla rápida, floculación,

decantación y filtración rápida.

To< 1,000 UNT

Co< 150 UC

C.F.< 600/100ml

To< 300 UNT

Co< 70 UC

Si To max >15,000 UNT,Añadir

presedimentador.

Si C.F. > 600/100 ml, añadir

precloración.

Filtración directa

ascendente - descendente

To < 250 UNTCo < 60 UC To < 150 UNT To max. < 400 UNT.

Co max. < 100 UC

Filtración directa ascendente:

mezcla rápida y filtración

ascendente.

To < 100 UNT

Co < 60 UC

To < 50 UNT To max. < 200 UNTCo max. <

100 UC

Filtración directa descendente:

mezcla rápida y filtración

descendente.

To < 30 UNT

Co < 40 UC

Algas < 100 mg/m3

CF < 500/100 ml

To < 20 UNT To max.< 50 UNT

(To= turbiedad del agua cruda, Co= color en el agua cruda, C.F.= coliformes fecales)

http://www.bvsde.paho.org/eswww/fulltext/tratagua/rapida/rapida1.html






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