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Ingeniera Ambiental
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CONCEPTOS GENERALES
Se entiende por sedimentacin la remocin por efecto gravitacional de las
partculas en suspensin presentes en el agua. Estas partculas debern
tener un peso especfico mayor que el fluido.
La sedimentacin es, en esencia, un fenmeno netamente fsico y constituye
uno de los procesos utilizados en el tratamiento del agua para conseguir suclarificacin. Est relacionada exclusivamente con las propiedades de cada
de las partculas en el agua. Cuando se produce sedimentacin de una
suspensin de partculas, el resultado final ser siempre un fluido clarificado
y una suspensin ms concentrada. A menudo se utilizan para designar la
sedimentacin los trminos de clarificaciny espesamiento.
Las partculas en suspensin sedimentan en diferente forma, dependiendode las caractersticas de las partculas, as como de su concentracin. Es as
que podemos referirnos a la sedimentacin de partculas discretas,
sedimentacin de partculas floculentas y sedimentacin de partculas por
cada libre e interferida.
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Sedimentacin de partculas discretas
Se llama partcu las d isc retas a aquellas partculas que no
cambian de caractersticas (forma, tamao, densidad)
durante la cada.
Se denomina sedimentacin o sedimentacin simple alproceso de depsito de partculas discretas. Este tipo de
partculas y esta forma de sedimentacin se presentan en
los desarenadores, en los sedimentadores y en los
presedimentadores como paso previo a la coagulacin
en las plantas de filtracin rpida y tambin en
sedimentadores como paso previo a la filtracin lenta
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Sedimentacin de partculas floculentas
Par tcu las flocu len tas son aquellas producidas por la
aglomeracin de partculas coloides desestabilizadas a
consecuencia de la aplicacin de agentes qumicos. A
diferencia de las partculas discretas, las caractersticasde este tipo de partculas forma, tamao, densidad s
cambian durante la cada.
Se denomina sedimentacin flocu lenta o decantacinal
proceso de depsito de partculas floculentas. Este tipode sedimentacin se presenta en la clarificacin de
aguas, como proceso intermedio entre la
coagulacinfloculacin y la filtracin rpida
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Sedimentacin por cada libre e interferida
Cuando existe una baja concentracin de partculas enel agua, stas se depositan sin interferir. Se denomina a
este fenmeno cada lib re. En cambio, cuando hay altas
concentraciones de partculas, se producen colisiones
que las mantienen en una posicin fija y ocurre undepsito masivo en lugar de individual. A este proceso
de sedimentacin se le denomina depsito o cada
interfer ida o sedim entacin zonal.
Cuando las partculas ya en contacto forman una masacompacta que inhibe una mayor consolidacin, se
produce una compresin o zona de compresin.
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CLASIF ICACIN DE UNIDADES
La sedimentacin o la decantacin se realizan en
reactores denominados sedimentadores o
decantadores, de acuerdo con el tipo de partcula que
se remueva en cada unidad. La clasificacin ms
recomendable es la siguiente:
Sedimentadores o decantadores estticos
Decantadores dinmicos
Decantadores laminares
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.1 Criterios generalesEn este tipo de unidades puede producirse sedimentacin o
decantacin, normalmente con cada libre, en rgimen laminar
turbulento o de transicin.
En estas unidades la masa lquida se
traslada de un punto a otro con
movimiento uniforme y velocidad VH
constante. Cualquier partcula que se
encuentre en suspensin en el lquido
en movimiento, se mover segn la
resultante de dos velocidadescomponentes: la velocidad horizontal
del lquido (VH ) y su propia velocidad
de sedimentacin (VS).
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.1 Criterios generales
En un sedimentador ideal de
forma rectangular y con flujo
horizontal, la resultante ser
una lnea recta.
Asimismo, otras partculas
discretas se movern en
lugares geomtricos paralelos.
Estableciendo semejanzas
entre los tringulos formados
por las velocidades y lasdimensiones del decantador,
donde (L) es la longitud y (H)
la altura.
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.1 Criterios generalesEntonces, se obtiene:
Como la partcula tiene movimiento uniforme
Si T0es el tiempo de retencin
Donde V = volumen de la
unidad, se obtendr:
Este criterio sirve exclusivamente para explicar la teora bsica de la clarificacin y
es til para disear ciertos tipos de sedimentadores y desarenadores
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.2 Componentes de una unidadUna unidad de sedimentacin consta de las siguientes zonas, con
diferentes funciones especficas:
Zona de entrada y
distribucin de agua
Zona de sedimentacin
propiamente dicha
Zona de salida o
recoleccin de agua
Zona de depsito de lodos
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.3 Tipos de unidadesDesarenadores:
Los desarenadores tienen por objeto remover del agua cruda la arena y
las partculas minerales ms o menos finas, con el fin de evitar que se
produzcan sedimentos en los canales y conducciones, para proteger las
bombas y otros aparatos contra la abrasin y para evitar sobrecargas enlas fases de tratamiento siguiente y la interferencia en los procesos de
coagulacin floculacin.
El desarenado se refiere normalmente a la remocin de las partculas
superiores a 0,2 milmetros. Una granulometra inferior corresponde a los
procesos de presedimentacin o sedimentacin.
En el caso particular de que se incluya en la instalacin un
presedimentador, se podrn eliminar en el desarenador solamente
partculas de dimensiones superiores a 0,3 milmetros de dimetro. Si la
instalacin incluye tamizado o microcernido (con mallas de 1 a 2
milmetros, por ejemplo), deber efectuarse un desarenado previo para
evitar problemas en los tamices.
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.3 Tipos de unidades
Desarenadores:
Generalmente,
los desarenadores tienen
forma rectangular
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo horizontal:
Los decantadores o sedimentadores rectangulares tienen la forma y caractersticas
detalladas en la figura, con la ventaja de que permiten una implantacin ms
compacta, aunque su costo es ms elevado. Normalmente, tienen una relacin
longitud/ancho comprendida entre 3 y 6 y una profundidad de 2,50 a 4,00 metros.
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo horizontal:
Los sedimentadores o decantadores
de forma circular o cuadrada
disponen normalmente de una zona
de entrada ubicada en el centro de launidad. Estn provistos generalmente
de una pantalla deflectora que desva
el agua hacia el fondo de la unidad. El
flujo en la zona de sedimentacin es
horizontal. Estn provistos de
canaletas (perifricas y/o radiales)
para la recoleccin de aguasedimentada. El fondo es inclinado
hacia el centro de la unidad, donde se
ubica un sumidero para la recoleccin
de lodos. La profundidad normal de
estas unidades est comprendida
entre 2,00 y 3,50 metros.
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo horizontal:
En los diferentes tipos de unidades de flujo horizontal, la remocin de los
lodos o sedimentos puede hacerse en forma intermitente o continua.
Se usa el sistema de remocin intermitente de lodos en pequeasinstalaciones o cuando se trata un agua relativamente clara. Es necesario
vaciar el tanque cada cierto tiempo y extraer los lodos manualmente, con
la ayuda de mangueras de agua a presin. Usualmente, los sedimentos se
compactan y transforman en una masa pastosa que resbala muy
difcilmente se requieren pendientes de 45 a 60 en el fondo de los
tanques. El tamao de la zona de lodos depender del periodo defuncionamiento del sedimentador y de la cantidad de lodos producidos.
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1. Sedimentadores y decantadores estticos
1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo vertical:
Estas unidades tienen forma
cilndrica. La entrada del agua
cruda se realiza por el centro
de la unidad en forma
descendente. En la parte
inferior est ubicada la zona
de lodos, que tiene forma
cnica con pendiente de 45 a
60, segn la naturaleza del
agua y el tratamientoaplicado. La recoleccin del
agua sedimentada se realiza
en la parte perifrica superior
de la unidad.
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2. Decantadores dinmicos
2.1 Criterios GeneralesLa teora de la decantacin interferida se aplica a este tipo de
unidades. Se requiere una alta concentracin de partculas para
incrementar las posibilidades de contacto en un manto de lodos
que tiene una concentracin de partculas de 10 a 20% en
volumen.
En el proceso, el flculo no conserva su peso especfico, su
tamao ni su forma constante. Las partculas pequeas que
entran por el fondo son arrastradas por el flujo. Al chocar estas
con otras, incrementan su tamao. Se entiende que en la zona delmanto de lodos se promueve la floculacin y en la parte superior
a ella ocurre la decantacin
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2. Decantadores dinmicos
2.2 Componentes de la unidad
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasLos decantadores de manto de lodos se pueden clasificar de
acuerdo con las condiciones y caractersticas de la zona de
formacin de lodos, que se resumen en el siguiente cuadro:
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin hidrulica:
Consisten esencialmente en untanque de fondo cnico o tronco
piramidal, en cuya parte inferior
se inyecta el agua cruda que
asciende disminuyendo la
velocidad a medida que el rea
aumenta y manteniendo as unmanto de lodos hidrulicamente
suspendido.
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin hidrulica:
Los lodos se extraen peridicamente por un tubo que baja hasta el fondo. Esta
extraccin puede ser hecha en forma manual o automtica.
La entrada del agua puede hacerse inyectando el flujo directamente en el fondopara que se produzca turbulencia al chocar contra las paredes del fondo
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:
Las unidades que usan sistemas mecnicos para mantener el manto de lodos
en suspensin pueden ser, en general, de tres clases:
a) De agitacin
b) De separacin
c) Pulsante o de vaco
a) Unidades de manto de lodos con ag itac in s imple.
Las unidades de agitacin simple consisten en tanques por lo generalcirculares, en los cuales al agua es inyectada por abajo, de tal forma que se
distribuya en el fondo.
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:
Un agitador mecnico que gira
lentamente en el fondo, movidopor un motor o por agua a
presin, mantiene las
partculas en suspensin y
recolecta los lodos en un
concentrador, de donde son
removidos peridicamente . El
agua tiene que ascender hastalas canaletas perifricas
superiores y se filtra a travs
del manto de lodos. En estas
unidades no existe
recirculacin de lodos.
a) Unidades de manto de lodos con ag itac in s imple.
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:
Las unidades que
emplean separacindinmica utilizan una
turbina que gira a alta
velocidad, colocada en el
centro del tanque, la cual
impulsa el flujo hacia
abajo a travs del orificio
perifrico, de forma talque las partculas que
descienden empujadas
por la energa mecnica
de la turbina choquen con
las que ascienden con el
flujo del tanque.
b) Unidades de manto de lodos con separacin d inmica.
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:
c) Unidad de manto de lodos pulsante o de vaco
Este tipo de unidades consiste esencialmente en un tanque cuadrado o
circular, en cuyo centro se coloca una campana o cpsula de vaco, en lacual peridicamente se disminuye la presin interna con una bomba
especial, de modo que el agua ascienda por la campana hasta un cierto nivel
y luego se descargue en el tanque y se produzca la expansin de los lodos y
se bote el exceso de estos a los concentradores. Esta peridica expansin y
contraccin del manto se usa para homogeneizarlo. Se evitan las grietas o
canales que permiten el paso directo de la turbiedad y la sedimentacin de
las partculas ms pesadas en el fondo de la unidad.
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:
c) Unidad de manto de lodos pulsante o de vaco
El sistema requiere,
por lo tanto, dostiempos En el
primero, la vlvula
de aire V se
encuentra cerrada.
El flujo asciende por
la campana A,
mientras que el aguaen el decantador D
permanece en
reposo, de manera
que puede decantar.
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2. Decantadores dinmicos
2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:
c) Unidad de manto de lodos pulsante o de vaco
En el segundo tiempo, al alcanzar
el agua el nivel S en la campana,
la vlvula de aire V se abre y elagua de la campana penetra en el
decantador D. Entonces, los
lodos se elevan con el flujo y el
exceso penetra en el
concentrador C. El agua
decantada se recoge en E.
Cuando el flujo alcanza el nivel Ien la campana A, se cierra la
vlvula V. Los fangos
depositados en el concentrador
se extraen automticamente por
medio de vlvulas F.
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3 Decantadores laminares
3.1 Teora de la sedimentacin laminarLa eficiencia de los decantadores clsicos de flujo horizontal depende,
principalmente, del rea. De este modo, si se introduce un piso
intermedio a una altura (h) a partir de la superficie, las partculas con una
velocidad de sedimentacin VSb< VSCseran removidas.
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3 Decantadores laminares
3.1 Teora de la sedimentacin laminarSe podra admitir quela capacidad de clarificacin del decantador
aumentara con la duplicacin del rea horizontal.
Se considera que tres son los efectos que favorecen la remocin
de las partculas en este tipo de unidades:
(i) Aumento del rea de sedimentacin,
(ii) Disminucin de la altura de cada de la partcula y
(iii) Rgimen de flujo laminar.
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3 Decantadores laminares
3.1 Teora de la sedimentacin laminarIncremento de la capacidad de sedimentacin al aumentar el reasuperficial
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3 Decantadores laminares
3.1 Teora de la sedimentacin laminar
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3 Decantadores laminares
3.2 Tipos de decantadores laminares
La figura representa un sedimentador laminar con lminas ligeramente inclinadas
con un ngulo de 5 (ngulo de mxima eficiencia remocional). En esta solucin,
se requiere invertir el flujo para realizar la limpieza del sedimentador. Esta
solucin es muy utilizada en plantas comerciales o plantas de pequea capacidad
(inferior a 50 litros por segundo).
a) De flujo horizontal:
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3 Decantadores laminares3.2 Tipos de decantadores laminares
Este tipo de decantadores es el ms usado. Generalmente, en la parte inferior del
decantador se presenta una zona de distribucin de agua. En la parte media
existen mdulos inclinados con un ngulo de 60. El agua decantada se recolecta
lateralmente en la parte superior.
b) De flujo inclinado:
Decantador de
placas con
canaletas laterales
de recoleccin
de agua
decantada, tolvas
continuas paralodos y extraccin
mediante
sifones
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3 Decantadores laminares
3.3 Tipos de decantadores laminares
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scue a cad co o es o a
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3 Decantadores laminares
3.2 Tipos de decantadores laminaresDecantador
de placas
adecuado
para plantas
grandes:
canal centralde
distribucin,
sistemas de
recoleccin
mediante
tuberas y
tolvas de
lodos con
colectores de
extraccin
uniforme
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3 Decantadores laminares
3.2 Tipos de decantadores laminaresDecantador
de placas
adecuado
para plantas
pequeas:
tuberas dedistribucin
uniforme,
vertederos de
recoleccin y
canal de
extraccin
uniforme de
lodos
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3.3 Tipos de decantadores laminaresDecantador
de placas
adecuado
para plantas
pequeas:
tuberas dedistribucin
uniforme,
vertederos de
recoleccin y
canal de
extraccin
uniforme de
lodos
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.1 Pretratamiento y acondicionamiento previos
El sistema de pretratamiento es una estructura auxiliar que debe
preceder a cualquier sistema de tratamiento. Esta estructura
persigue principalmente los objetivos de reducir los slidos en
suspensin de distintos tamaos que traen consigo las aguas.
La mayora de las fuentes superficiales de agua tienen un elevado
contenido de materia en estado de suspensin, siendo necesaria
su remocin previa, especialmente en temporada de lluvias.
Los procedimientos de separacin de material muy grueso (rejillas:
gruesas y finas) se realizan o estn relacionados a las captaciones.
Se considera como pretratamientos y acondicionamientos previos
en la planta, a unidades como desarenadores y sedimentadores
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.2 Unidades de acondicionamiento previo ypretratamiento
Tiene por objeto separar del agua cruda la arena y partculas ensuspensin gruesa, con el fin de evitar se produzcan depsitos en
las obras de conduccin, proteger las bombas de la abrasin y
evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento. El
desarenado se refiere normalmente a la remocin de las partculas
superiores a 0,2 mm
a) Desarenador:
a) Sedimentador:
Similar objeto al desarenador pero correspondiente a la remocin
de partculas inferiores a 0,2 mm y superiores a 0,05 mm.
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.3 Informacin bsica para el diseo
a) Caudal de Diseo
Las unidades en una planta de tratamiento sern diseadas para el
caudal mximo diario.
b) Calidad fisicoqumico del agua
Dependiendo del la calidad del agua cruda, se seleccionarn los
procesos de pretratamiento y acondicionamiento previo.
c) Caractersticas del clima
Variaciones de temperatura y rgimen de lluvias
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.4 Estudio de campo
a) Estudio de fuentes: que incluya los aforos y los
regmenes de caudal de por lo menos los ltimos tres
aos.
b) Zona de ubicacin: levantamiento topogrfico a detalle,
anlisis de riesgo y vulnerabilidad de ella a desastres
naturales.
c) Anlisis de suelos y geodinmica
d) Anlisis de la calidad del agua
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.5 Alternativas de pretratamiento yacondicionamiento previo
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.1 Componentes
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.1 Componentes
a) Zona de entrada
Tiene como funcin el conseguir una distribucin uniforme de las lneas
de flujo dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad.
b) Zona de desarenacin
Parte de la estructura en la cual se realiza el proceso de depsito de
partculas por accin de la gravedad.
c) Zona de salida
Conformada por un vertedero de rebose diseado para mantener unavelocidad que no altere el reposo de la arena sedimentada
d) Zona de depsito y eliminacin de la arena sedimentada
Constituida por una tolva con pendiente mnima de 10% que permita el
deslizamiento de la arena hacia el canal de limpieza de los sedimentos
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.2 Criterios de diseo
El periodo de diseo,
teniendo en cuenta
criterios econmicos y
tcnicos es de 8 a 16
aos. El nmero de unidades
mnimas en paralelo es 2
para efectos de
mantenimiento. En caso
de caudales pequeos y
turbiedades bajas sepodr contar con una sola
unidad que debe contar
con un canal de by-pass
para efectos de
mantenimiento
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.2 Criterios de diseo
El periodo de operacin es de 24 horas por da.
Debe existir una transicin en la unin del canal
o tubera de llegada al desarenador para
asegurar la uniformidad de la velocidad en la
zona de entrada
La transicin debe tener un ngulo de
divergencia suave no mayor de 12 30
La velocidad de paso por el vertedero de salida
debe ser pequea para causar menor
turbulencia y arrastre de material(Krochin,V=1m/s)
La llegada del flujo de agua a la zona de
transicin no debe proyectarse en curva pues
produce velocidades altas en los lados de la
cmara
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2.2 Criterios de diseo
La relacin largo/ancho debe ser entre 10 y 20.
La sedimentacin de arena fina (d
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2.2 Criterios de diseo
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.2 Criterios de diseo
a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin
La forma de las paredes del vertedero es
dada por:
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.2 Criterios de diseo
a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin
Una alternativa de clculo para este tipo
de vertedero es partiendo de la ecuacin:
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2.2 Criterios de diseo
a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin
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2.2 Criterios de diseoa) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin
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2.2 Criterios de diseob) Si el flujo es controlado por un Parshall (garganta), tenemos la
ecuacin
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2.2 Criterios de diseob) Si el flujo es controlado por un Parshall (garganta), tenemos la
ecuacin
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.3 Dimensionamiento
Se determina la velocidad de sedimentacin de acuerdo a los criterios indicados anteriormente
en relacin a los dimetros de las partculas. Como primera aproximacin utilizamos la ley de
Stokes:
Al disminuir la temperatura aumenta la viscosidad afectando la velocidad de sedimentacin delas partculas. (aguas fras retienen sedimentos por periodos ms largos que cursos de agua
ms calientes). Segn tabla.
Se comprueba el nmero de Reynolds
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2.3 Dimensionamiento
En caso que el nmero de Reynolds no cumpla para la aplicacin de la ley de Stokes (Re
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.3 Dimensionamiento
Otra alternativa para la determinacin de la velocidad de sedimentacin es utilizando el grfico
02.
Se realiza un ajuste tomando en cuenta el tiempo de retencin terico del agua respecto al
prctico (coeficiente de seguridad), mediante el grfico 03
As tenemos que:
Entonces:
Determinamos la velocidad limite que resuspende el material o velocidad de desplazamiento:
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2.3 Dimensionamiento
Estimamos el valor de f mediante el grfico 04:
Determinamos la velocidad horizontal (Vh), mediante la ecuacin:
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2. DI SEO DEL DESARENADOR
2.3 Dimensionamiento
Luego se debe cumplir la relacin Vd > Vh, lo que asegura que no se producir la
resuspensin:
Las dimensiones de ancho, largo y profundidad sern de tal forma que se cumpla las
relaciones determinadas en los criterios de diseo mencionadas anteriormente.
La longitud de la transicin de ingreso la determinamos mediante la ecuacin
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3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR
3.1 Componentes
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3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR3.1 Componentes
a) Zona de entradaEstructura hidrulica de transicin, que permite una distribucin uniforme del
flujo dentro del sedimentador.
b) Zona de desarenacin
Consta de un canal rectangular con volumen, longitud y condiciones de flujoadecuados para que sedimenten las partculas. La direccin del flujo es
horizontal y la velocidad es la misma en todos los puntos, flujo pistn.
c) Zona de salida
Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la
finalidad de recolectar el efluente sin perturbar la sedimentacin de laspartculas depositadas.
d) Zona de recoleccin de lodos
Constituida por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados,
y una tubera y vlvula para su evacuacin peridica.
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3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR
3.2 Criterios de diseo El periodo de diseo, teniendo en cuenta criterios econmicos y
tcnicos es de 8 a 16 aos.
El nmero de unidades mnimas en paralelo es de dos (2) para efectos
de mantenimiento.
El periodo de operacin es de 24 horas por da.
El tiempo de retencin ser entre 2 - 6 horas.
La carga superficial ser entre los valores de 2 - 10 m3/m2/da.
La profundidad del sedimentador ser entre 1,5
2,5 m. La relacin de las dimensiones de largo y ancho (L/B) ser entre los
valores de 3 - 6.
La relacin de las dimensiones de largo y profundidad (L/H) ser entre
los valores de 5 - 20.
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3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR
3.2 Criterios de diseo El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a 10% para
facilitar el deslizamiento del sedimento.
La velocidad en los orificios no debe ser mayor a 0,15 m/s para no
crear perturbaciones dentro de la zona de sedimentacin.
Se debe aboquillar los orificios en un ngulo de 15 en el sentido del
flujo.
La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la unidad,
pues el 80% del volumen de los lodos se deposita en esa zona.
Se debe efectuar experimentalmente la determinacin del volumenmximo que se va a producir.
El caudal por metro lineal de recoleccin en la zona de salida debe ser
igual o inferior a 3 l/s.
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3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR
3.2 Criterios de diseo Se debe guardar la relacin de las
velocidades de flujo y las dimensiones de
largo y altura.
La seccin de la compuerta de la
evacuacin de lodos (A2) debe mantener la
relacin. Donde t es el tiempo de vaciado.
La ubicacin de la pantalla difusora debe
ser entre 0,7 a 1,00 m de distancia de la
pared de entrada.
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3.2 Criterios de diseo
Los orificios ms altos de la
pared difusora deben estar a 1/5
o 1/6 de la altura (H) a partir de la
superficie del agua y los ms
bajos entre 1/4 1/5 de la altura
(H) a partir de la superficie del
fondo.
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3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR
3.3 Dimensionamiento Determinar el rea superficial de la unidad (As), que es el rea superficial de la zona de
sedimentacin, de acuerdo a la relacin:
Determinar las dimensiones de largo L (m), ancho B (m) y altura h (m) de manera tal que se
cumplan las relaciones o criterios mencionados anteriormente. Considerando el
espaciamiento entre la entrada y la cortina o pared de distribucin de flujo:
Determinar la velocidad horizontal VH (m/seg) de la unidad mediante la ecuacin. El cualdebe cumplir con las relaciones mencionadas anteriormente.
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3.3 Dimensionamiento Determinar el tiempo de retencin To (horas), mediante la relacin:
Determinar el nmero de orificios, cumpliendo con los criterios de diseo.
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4. TABLAS Y GRAFICOS
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4. TABLAS Y GRAFICOS
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4. TABLAS Y GRAFICOS
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4. TABLAS Y GRAFICOS
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.1 Estudio de campoAnlisis detallado de las caractersticas de la zona de
estudio. Se considera el anlisis de fuentes, de calidad de
agua, anlisis de vulnerabilidad y riesgo, levantamiento
topogrfico, entre otros.
1.2 La fuente
El agua que ingresa al sistema es de tipo superficial,
proviene de un ro o riachuelo de montaa. Por lo tanto, sedebe disponer de toda la informacin posible sobre la
fuente: caudales, variaciones por estacin, niveles mximos
y mnimos, calidad de agua cruda, por lo menos en los tres
ltimos aos.
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.3 Calidad de agua crudaResumen de rangos de cal idad de agua en fuentes su perficiales
para or ientar la selecc in d e opc iones de FIME
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.4 Captacin del aguaLa forma ms simple de captar el agua es a travs de una
tubera o un canal. Se debe considerar las posibles
inundaciones, pocas de avenida y estiaje, evaluar la
topografa del terreno para asegurar un buen nivel deentrada al filtro.
1.5 Canal de entrada
Se recomienda construir un canal en lugar de una tubera,ya que el canal facilita la limpieza e inspeccin.
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1. CONSIDERACIONES GENERALES
1.6 Control y medicin de caudalSe debe controlar y medir el caudal total que se va a tomar del ro y el
caudal del agua filtrada que abastecer a la comunidad. Para la primera
tarea se utiliza un canal de entrada con una compuerta regulable y por
medio de un vertedero independiente en Vse realiza una regulacin
ms exacta. Para la segunda medicin se puede utilizar un medidor deefluente instantneo y otro volumtrico.
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPASLa filtracin en mltiples etapas (FIME) es la combinacin unidades de
pretratamiento con filtracin en grava y unidades de tratamiento con filtracin
lenta en arena (FLA) con la finalidad de obtener un efluente de calidad sin
necesidad de la utilizacin reactivos qumicos durante el proceso.
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS
2.1 Filtracin Gruesa Dinmica (FGDi)Los filtros dinmicos son tanques que contienen una capa delgada de
grava fina (6 a 13mm) en la superficie, sobre un lecho de grava ms
grueso (13-25mm) y un sistema de drenaje en el fondo.
Esta unidad es utilizada para reducir los extremos de los picos deturbiedad y proteger de esta manera la planta de tratamiento ante altas
cargas de slidos transportadas por la fuente durante unas pocas horas.
Cuando la fuente transporta valores elevados de slidos fcilmente
sedimentables, estos se depositan en la superficie del lecho de grava,
colmatndolo rpidamente y restringiendo parcial o totalmente el pasode agua
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS
2.1 Filtracin Gruesa Dinmica (FGDi)
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS
2.2 Filtracin Gruesa (FG)Los filtros gruesos de grava pueden ser de flujo horizontal o vertical.
Consiste en un compartimiento principal donde se ubica un lecho
filtrante de grava. El tamao de los granos de grava disminuye con la
direccin del flujo.
Para el caso de un filtro de flujo ascendente se tiene un sistema de
tuberas, ubicado en el fondo de la estructura, permite distribuir el flujo
de agua en forma uniforme dentro del filtro.
Conforme funciona el filtro, los espacios vacos se van colmatando con
las partculas retenidas del agua, por lo cual se requiere una limpiezasemanal controlada mediante las vlvulas de apertura a la salida de la
unidad
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS
2.2 Filtracin Gruesa (FG): En Capas
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS
2.2 Filtracin Gruesa (FG): En serie
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2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS
2.3 Filtracin Lenta en Arena (FLA)
El tratamiento del agua en una unidad de FLA es el producto de un
conjunto de mecanismos de naturaleza biolgica y fsica, los cuales
interactan de manera compleja para mejorar la calidad microbiolgica
del agua.Consiste en un tanque con un lecho de arena fina, colocado sobre una
capa de grava que constituye el soporte de la arena la cual, a su vez, se
encuentra sobre un sistema de tuberas perforadas que recolectan el
agua filtrada. El flujo es descendente, con una velocidad de filtracin
muy baja que puede ser controlada preferiblemente al ingreso deltanque
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2.3 Filtracin Lenta en Arena (FLA)
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3. ALTERNATIVAS DE TRATAM IENTO FIME
Dependiendo de los parmetros seleccionados de calidad de agua, la
eficiencia de las etapas de tratamiento y consideraciones de costos se
pueden adoptar las siguientes alternativas de tratamiento FiME
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3. ALTERNATIVAS DE TRATAM IENTO FIMEModelo para la seleccin de un sis tema de tratam iento de agua por
f i l t racin en mltip les etapas, FiME.
(Todas las opciones incluyen FGDi 2.0y FLA0.15)
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4. OTRAS ALTERNATI VAS DE PRETRATAM IENTO
a) Pozo de InfiltracinFiltracin del agua a orillas de los ros mediante pozos.
b) Galera de Infiltracin
Captacin del agua infiltrada mediante tuberas perforadas colocadas en
los lechos de los ros.c) Sedimentador
La sedimentacin es un proceso fsico que permite reducir el contenido
de slidos suspendidos presentes en el agua
d) Desarenador
Tiene por objeto separar del agua cruda arena y partculas e suspensin
gruesa
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
a) Periodo de diseo
Se recomienda un perodo de diseo de las instalaciones entre 8 y 12
aos.
b) Periodo de operacin
Las unidades de tratamiento deben ser diseados para periodos deoperacin de 24 horas, siendo 2 el nmero mnimo de unidades en
paralelo y as alternarlas cada vez que se requiera realizar
mantenimiento. La continuidad en la prestacin del servicio evita riesgos
de contaminacin en la distribucin, en almacenamientos inadecuados
o en la operacin de la planta.
c) Caudal de diseo
Las unidades en una planta de tratamiento sern diseadas para el
caudal mximo diario.
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
a) Cmara de filtracin
La cmara debe tener la capacidad suficiente para contener el sistema
de drenaje, lecho filtrante y la altura de agua sobre el lecho (carga
hidrulica). El borde libre debe tener 0.2 metros.
La razn largo / ancho ser de 3:1 a 6:1, recomendable para diseo 5:1
b) Lecho filtrante
5.1 Filtro grueso dinmico
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
c) Lecho de soporte
5.1 Filtro grueso dinmico
La veloc idad de fi lt racin v ara entre lo s 2.0 a 3.0 m/h depend iendo d e la
cal idad del agua cruda. A mayo r contamin acin del agua af luente menor
velocid ad de f i l t racin
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
d) Sistema de drenaje y cmara de lavado
5.1 Filtro grueso dinmico
El sistema de drenaje es una tubera de perforada que cumple la
funcin de recoleccin de agua filtrada tambin y regulado por vlvulas.
Las cmaras de lavado deben ser amplias, seguras y de fcil acceso,
sus dimensiones deben ser tales que faciliten el desplazamiento ymaniobrabilidad del operador, recomendndose reas superficiales
entre 3 y 5 m2 profundidades entre 0.20 y 0.40 m. La cmara debe ser
abastecida con agua cruda para facilitar el mantenimiento eventual del
FGDi. El conducto de desage debe ser calculado para evacuar el
caudal mximo de lavado y evitar sedimentacin en su interior.La velocidad superficial de lavado (Vs) puede variar entre 0.15 y 0.3
m/s, dependiendo del tipo de material predominante en el agua cruda;
se asume una velocidad cercana a 0.15 m/s cuando predominan limos y
material orgnico y superior a los 0.2 m/s para arenas y arcillas.
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.1 Filtro grueso dinmico
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)a) Nmero de filtros (N)
Normalmente se consideran como mnimo 2 unidades para casos de mantenimiento o falla deuno de los filtros:
b) rea total del filtro (At)
c) rea del filtro de cada unidad (Af)
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)d) Caudal del filtro (Qf)
e) Caudal total (Qt)
f) Caudal de diseo (Qd)
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)g) Caja de filtro
Relacin largo/ancho: M = L/b, ambos en (m)
El valor de la caja de recuperacin de arena (que debe ser 1/5 (20%) de la longitud del filtro) sedebe sumar al valor de L
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5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.2 Filtro grueso ascendentea) Cmara de filtracin
La altura total del filtro est determinada por la altura del lecho de grava
(incluyendo la capa de soporte), el nivel de agua sobrenadante, la altura
de agua adicional para facilitar y mejorar el lavado hidrulico y el borde
libre. Est en el rango de 1.1 a 1.5 mb) Lecho filtrante
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.2 Filtro grueso ascendentec) Estructuras de entrada y salida
La estructura de entrada consiste de un canal pequeo que conduce el agua
previamente acondicionada hasta la cmara de entrada a los filtros gruesos. En
ella se renen 3 tuberas: Tubera de entrada de agua, tubera de rebose y
tubera de distribucin hacia los el lecho filtrante. La salida es por recoleccin
del sobrenadante en tuberas que distribuyen el agua filtrada en una cmaraque contiene una tubera en la parte inferior para el efluente tratado
d) Sistema de drenaje y cmara de lavado
La descarga de la tubera de drenaje, debe ubicarse entre 1.5 y 2.0 m por
debajo de la losa de fondo del filtro grueso. La carga esttica de agua para
lavado en contraflujo, que es la diferencia entre el nivel de agua mximo en el
filtro grueso ascendente durante el lavado y el nivel de descarga de la tubera
de drenaje en la cmara de lavado debe de estar entre los 2.5 y 3.0 m
e) Accesorios de regulacin y control
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.2 Filtro grueso ascendente (guas de diseo)
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.2 Filtro grueso ascendente (Dimensionamiento)a) rea superficial (As)
Esta compuesto por un distribuidor y tuberas laterales con orificiosb) Sistema de distribucin
c) Sistema de drenaje
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5.3 Filtro lento de arenaUna unidad de filtracin lenta en arena consta generalmente de los siguientes elementos: a) cajade filtracin y estructura de entrada, b) sistema de drenaje, c) lecho filtrante, d) capa de aguasobrenadante y e) dispositivos para regulacin, control y rebose
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.3 Filtro lento de arena
a) Caja de filtracin y su estructura de entrada
La caja del filtro posee un rea superficial condicionada por el caudal a
tratar, la velocidad de filtracin y el nmero de filtros especificados para
operar en paralelo. Se recomiendan reas de filtracin mxima por
modulo de 100 m2 para facilitar las labores manuales de operacin ymantenimiento el filtro.
La estructura consta de un vertedor de excesos, canales o conductos
para distribucin, dispositivos para medicin y control de flujo, cmara
de entrada y ventana de acceso al filtro propiamente dicho
b) Lecho filtrante
El medio filtrante debe estar compuesto por granos de arena duros y
redondeados, libres de arcilla y materia orgnica. La arena no debe
contener ms de 2% de carbonato de calcio y magnesio.
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.3 Filtro lento de arena
b) Sistema de drenaje, que incluye lecho de soporte y cmara desalida
El nivel mnimo del filtro se controla mediante el vertedero de salida, el cual se
debe ubicar en el mismo nivel o 0.10 m. por encima de la superficie del lecho
filtrante
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.3 Filtro lento de arena
d) Capa de agua sobrenadante
Se recomienda una altura de agua sobrenadante de 1.0 a 1.5 m. y un borde
libre entre los 0.2 y 0.3 m
e) Conjunto de dispositivos para regulacin, control y rebose de
flujo Vlvula para controlar entrada de agua pretratada y regular velocidad de
filtracin
Dispositivo para drenar capa de agua sobrenadante, cuello de ganso.
Conexin para llenar lecho filtrante con agua limpia
Vlvula para drenar lecho filtrante
Vlvula para desechar agua tratada Vlvula para suministrar agua tratada al depsito de agua limpia
Vertedero de entrada
Indicador calibrado de flujo
Vertedero de salida
Vertedero de excesos
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.3 Filtro lento de arena (Dimensionamiento)a) Caudal de diseo (Qd)
Se expresa en (m3/h)
b) Numero de unidades (N)
Mnimo dos unidades de filtracin
c) rea superficial (As)
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5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES
5.3 Filtro lento de arena (Dimensionamiento)
d) Coeficiente de mnimo costo (K)
e) Longitud de unidad
f) Ancho de unidad
g) Velocidad de filtracin real (VR)
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Vertederos de control
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1. LA DESINFECCIN
En trminos prcticos, desinfectar el agua significa eliminarde ella los microorganismos existentes, capaces de producir
enfermedades.
En la desinfeccin se usa un agente fsico o qumico para
destruir los microorganismos patgenos, que puedentransmitir enfermedades utilizando el agua como vehculo
pasivo.
La desinfeccin es un proceso selectivo: no destruye todos
los organismos presentes en el agua y no siempre eliminatodos los organismos patgenos. Por eso requiere procesos
previos que los eliminen mediante la coagulacin,
sedimentacin y filtracin.
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1.1 Terminologa
1.2 Utilidad
1. LA DESINFECCIN
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2 TEORIA DE LA DESINFECCI N
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2. TEORIA DE LA DESINFECCIN
2.1 Factores que influyen en la desinfeccin
b) La natur aleza y concen tracin del agente desin fectante
Desinfectantes como el cloro y derivados pueden formar en el agua una serie de
especies qumicas cloradas, de diferente eficiencia desinfectante. Por otro lado,
la concentracin del desinfectante determinar el tiempo de contacto necesario
para destruir todos los microorganismos presentes en el agua.
c) La temperatura del agua
Por lo general, la temperatura favorece el proceso de desinfeccin.
Sin embargo, es necesario tener en cuenta que la solubilidad de los agentes
desinfectantes en estado gaseoso es inversamente proporcional a latemperatura. Por tanto, en condiciones extremas de temperatura por ejemplo,
en lugares donde el agua llega a menos de 5C o en otros donde puede tener
35C, la cantidad del desinfectante disuelto en el agua variar
considerablementeser menor a mayor temperatura y viceversa.
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2 TEORIA DE LA DESINFECCI N
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2. TEORIA DE LA DESINFECCIN
2.1 Factores que influyen en la desinfeccin
d) La natur aleza y calidad del agua
La materia en suspensin puede proteger a los microorganismos existentes en
el agua e interferir en la desinfeccin.
La materia orgnica puede reaccionar con los desinfectantes qumicos y
cambiar su estructura. En ciertos casos, si en el agua persisten compuestosorgnicos que no han sido removidos en los procesos previos a la desinfeccin,
se pueden generar derivados txicos o compuestos que confieren sabor u olor
al agua, muchos de ellos desagradables, lo que cambiara su calidad
organolptica.
e) El PH
Por otra parte, la accin de los desinfectantes es fuertemente influenciada por el
pH del agua. De acuerdo con su naturaleza, cada desinfectante tiene un rango
de pH de mayor efectividad. Sin embargo, la prctica demuestra que cuanto
ms alcalina es el agua requiere mayor dosis de desinfectante para una misma
temperatura y tiempo de contacto.
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2 TEORIA DE LA DESINFECCIN
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2. TEORIA DE LA DESINFECCIN
2.1 Factores que influyen en la desinfeccin
f ) El t iemp o de con tacto
Cuanto mayor es el tiempo de
contacto, mayor ser la posibilidad de
destruccin de los microorganismospara una cierta dosis de cloro
aplicado.
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3 FORMAS DE DESINFECCIN
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3. FORMAS DE DESINFECCIN
3.1 Agentes fsicos
a) Sedimentacin natur al
La sedimentacin natural es un proceso por el cual se realiza la decantacin
de partculas en suspensin por la accin de la gravedad.
Debido a que la sedimentacin es un proceso en el cual la carga de
microorganismos patgenos del agua puede concentrarse en los lodos, esnecesario tener en cuenta que los presedimentadores, usados para
abastecimiento de agua cruda, requieren un manejo cuidadoso a fin de no
captar aguas estratificadas cuya calidad cause problemas en la planta de
tratamiento
b) Coagulacinf loculacinsedimentacin
Los procesos de mezcla, coagulacin, floculacin y sedimentacin son
bastante eficientes en la remocin de la mayora de las bacterias,
protozoarios y virus que se encuentran en el agua, debido a que estos
microorganismos son partculas coloidales y por ello se encuentran sometidos
al mismo mecanismo de remocin de los dems coloides.
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3 FORMAS DE DESINFECCIN
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3. FORMAS DE DESINFECCIN
3.1 Agentes fsicos
b) Coagulacinf loculacin
sedimentacin
La remocin de bacterias es directamente proporcional a la remocin de
turbiedad y que si se manejan adecuadamente esos procesos, se puede
obtener una eficiencia de 99,7%.
Por otra parte, las partculas de arcilla absorben los virus muy rpidamente.
Concluyen que la inactivacin de los virus ocurre en dos etapas: en la primerase produce una mezcla de virus e iones de aluminio, y en la segunda, luego de
la aglutinacin ocurre la sedimentacin de los flculos.c) La fi l tracin
Los filtros lentos pueden llegar a remover 96% de bacterias, cuando el agua no
presenta ms de 100 ppm de materias en suspensin y 200 bacterias por
mililitro.
Los filtros rpidos pueden llegar hasta 98% de eficiencia en la remocin de
bacterias. La filtracin es muy efectiva en la retencin de los microorganismos
grandes, como las algas y diatomeaspero los olores y sabores asociados a
ellos no son eliminados.
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3. FORMAS DE DESINFECCIN
3.1 Agentes fsicos
b) Coagulacinf loculacin
sedimentacin
La remocin de bacterias es directamente proporcional a la remocin de
turbiedad y que si se manejan adecuadamente esos procesos, se puede
obtener una eficiencia de 99,7%.
Por otra parte, las partculas de arcilla absorben los virus muy rpidamente.
Concluyen que la inactivacin de los virus ocurre en dos etapas: en la primerase produce una mezcla de virus e iones de aluminio, y en la segunda, luego de
la aglutinacin ocurre la sedimentacin de los flculos.c) La fi l tracin
Los filtros lentos pueden llegar a remover 96% de bacterias, cuando el agua no
presenta ms de 100 ppm de materias en suspensin y 200 bacterias por
mililitro.
Los filtros rpidos pueden llegar hasta 98% de eficiencia en la remocin de
bacterias. La filtracin es muy efectiva en la retencin de los microorganismos
grandes, como las algas y diatomeaspero los olores y sabores asociados a
ellos no son eliminados.
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3. FORMAS DE DESINFECCIN
3.1 Agentes fsicos
d) El calor
Debido a la gran sensibilidad de los microorganismos a las temperaturas altas,
la ebullicin del agua es muy efectiva para su eliminacin.
El hervido del agua es una prctica domstica segura y recomendable, cuando
existen dudas sobre la calidad del agua potable. El mtodo ms simple para
preparar agua para consumo humano, segura desde el punto de vistamicrobiolgico, es hervirla durante unos minutos y luego almacenarla
adecuadamente.e) La luz y los rayos ultravio leta
La luz UV se produce por medio de lmparas de vapor de mercurio de alta y
baja presin, siendo ms populares las ltimas (semejantes a las lmparas
fluorescentes).
Mediante este procedimiento se acta sobre los microorganismos no por va
qumica sino por va fotoqumica. La absorcin de luz por los seres vivos
provoca alteraciones de los compuestos moleculares esenciales en la funcin
celular.
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3.2 Agentes qumicos
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3. FORMAS DE DESINFECCINCarac terst icas de un buen desin fec tan te qum ico
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3.2 Agentes qumicos
a) El ozon o
Es una forma alotrpica del oxgeno, en la cual tres
tomos del elemento se combinan para formar una
molcula.
El ozono es inestable y se descompone con cierta facilidad
en oxgeno normal y oxgeno naciente, que es un fuerte
oxidante. Debido a esta caracterstica, acta con gran
eficiencia como desinfectante y se constituye como el ms
serio competidor del cloro.
El ozono es un gas ligeramente azul, de olor caracterstico,que se puede percibir despus de las tempestades. Es
poco soluble en el agua y muy voltil. Se mantiene en el
agua solo algunos minutos en su aplicacin, se pierde
aproximadamente el 10% por volatilizacin.
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3.2 Agentes qumicos
a) El ozon o
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3.2 Agentes qumicos
b) El yodo
Es el halgeno de mayor peso atmicopor su bajo poder de oxidacin, resulta
ms estable. Por esta razn, sus residuales se conservan por mucho ms tiempo
que el cloro.
La mayor desventaja del yodo como desinfectante del agua radica en su costo,pues es ms caro que el cloro.
La tintura de yodo (6,5 g/100 mL de yodo), de expendio en farmacias, puede ser
usada en la desinfeccin de aguas para uso domstico. Bastarn 3 gotas por litro
de agua, con un tiempo de contacto de 15 minutos.
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3.2 Agentes qumicos
c) El brom o
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3.2 Agentes qumicos
d) El cloro
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4 LA CLORACIN
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4.1 Caractersticas del cloro como desinfectante
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4. LA CLORACIN
4.2 Reacciones del cloro en el agua
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4. LA CLORACIN
4.2 Reacciones del cloro en el agua
Las proporciones de cido hipocloroso y de iones hipoclorito en el agua
clorada, en relacin con distintos valores de pH, Cuando el pH es menor
de 4, el cloro est en forma de cloro molecular. A pH 5,0 y 6,0, el cloro
existente est bajo la forma de cido hipocloroso. Por encima de pH 6,0,
hay iones hipoclorito, los cuales predominan cuando el pH supera el pH
7,5. Debido a esto, se comprueba que la desinfeccin por cloracin delagua es ptima cuando el pH es bajo.
Debido a este comportamiento, al agregarse cloro al agua, tambin se
reduce la alcalinidad. As, una parte por milln de cloro en el agua
neutralizar no menos de 0,7 ppm de alcalinidad como carbonato de
calcio y puede neutralizar hasta 1,4 ppm de carbonato.
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4. LA CLORACIN
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4. LA CLORACIN
4.3 Reacciones del cloro con el amoniaco
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4. LA CLORACIN
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4.3 Reacciones del cloro con el amoniaco
4.4 Reacciones del cloro con otros componentes del
agua
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4. LA CLORACIN
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4. LA CLORACIN
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4.4 Otros compuestos de cloro
a) Cal clo rada
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4. LA CLORACIN
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4.4 Otros compuestos de cloro
b) Hipoc lor i to de calc io
El hipoclorito de calcio difiere de la cal clorada en que el cloruro de calcio inerte
ya ha sido eliminado en gran parte. Por esta razn, el hipoclorito de calcio puede
prepararse para contener concentraciones altas de cloro disponible.
Este polvo puede mantenerse estable hasta el ao, si las condiciones dealmacenamiento son adecuadas. Mantiene su solubilidad en el agua y deja poco
sedimento.
El hipoclorito de calcio es un agente potente oxidante. Por esta razn, debe
almacenarse en un lugar aislado, seguro, fresco y seco, pues en contacto con
materiales combustibles puede ocasionar incendios.
Debido a que su contenido de cloro activo puede variar en el tiempo y con las
condiciones ambientales, es recomendable determinar el cloro activo antes
depreparar la solucin de hipoclorito de calcio para el proceso de desinfeccin.
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4. LA CLORACIN
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4.4 Otros compuestos de cloro
c) Hipoc lor i to de sodio
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4. LA CLORACIN
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4.5 Clculo de la cantidad de cloro activo de acuerdo
con las especies usadas
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4.5 Clculo de la cantidad de cloro activo de acuerdo
con las especies usadas
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4.6 Efectividad de los desinfectantes ms comunes
par a agua potable
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4.7 Sala de cloracin
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Curso: Anlis is y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Osc ar H. Vsquez C.
4.7 Sala de cloracin
Escuela Acadmico ProfesionalIngeniera Ambiental
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Curso: Anlis is y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Osc ar H. Vsquez C.
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Curso: Anlisis y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Oscar H. Vsquez C.
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PrincipalesOperaciones Unitarias
Empleadas en elTratamiento del Agua
Los principales procesos de transferencia
utilizados en el tratamiento del agua para
h l i i
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consumo humano son los siguientes:
Transferencia de slidos
Transferencia de iones
Transferencia de gases, y
Transferencia molecular o de nutrientes
Transferencia de Solidos:
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Cribado o cernido
Sedimentacin
Flotacin
Filtracin
Transferencia de Iones:
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Coagulacin qumica
Precipitacin qumica
Intercambio Inico
Absorcin
Transferencia de Gases:
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Aireacin
Desinfeccin
Descarbonatacin
Transferencia Molecular:
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En el proceso de purificacin natural del agua. Las bacterias
saprofitas degradan la materia orgnica y transformansustancias complejas en material celular vivo o en
sustancias ms simples y estables, incluidos los gases de
descomposicin
Tambin los organismos fotosintticos convierten sustancias
inorgnicas simples en material celular, utilizando la luz solar
y el anhdrido carbnico producto de la actividad de las
bacterias y, a la vez, generan el oxgeno necesario para la
supervivencia de los microorganismos aerbicos presentes
en el agua.
Este tipo de transferencia se lleva a cabo en la filtracin, en
la cual los mecanismos de remocin ms eficientes se
deben a la actividad de los microorganismos.
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Plantas deTratamiento de agua o
PlantasPotabilizadoras
Plantas de Tratamiento de Agua
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Las plantas de tratamiento de agua se pueden clasificar, deacuerdo con el tipo de procesos que las conforman, en
plantas de filtracin rpida y plantas de filtracin lenta.
Tambin se pueden clasificar, de acuerdo con la tecnologausada en el proyecto, en plantas convencionales antiguas,
plantas convencionales de tecnologa apropiada y plantas de
tecnologa importada o de patente
Plantas de Filtracin Rpida:
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Estas plantas se denominan as porque los filtros quelas integran operan con velocidades altas, entre 80 y
300 m3/m2.d, de acuerdo con las caractersticas del
agua, del medio filtrante y de los recursos disponibles
para operar y mantener estas instalaciones
De acuerdo con la calidad del agua por tratar, se
presentan dos soluciones dentro de este tipo de
plantas: plantas de filtracin rpida completa y plantasde filtracin directa
Planta de filtracin rpida completa:
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Una planta de filtracin rpida completa normalmenteest integrada por los procesos de coagulacin,
decantacin, filtracin y desinfeccin.
El proc eso de coagu lacin se realiza en dos etapas: una
fuerte agitacin del agua para obtener una dispersinins tantnea de la su stancia coagulan te en toda la masa de
agua (mezcla rpida) segu ida de una agitac in lenta para
promover la rpida aglomeracin y crecim iento del f loc ulo
(etapa de floc ulac in)
La coagu lacin t iene la f inal idad de mejorar la ef ic ienciade remoc in d e partcu las co loid ales en el pro ceso de
decan tacin (sed imentac in de partculas flocu lentas). El
p ro ces o fin al de filtrac in desempea una labo r de
acabado, le da el pu l imento f inal al agua
Planta de filtracin rpida completa:
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Finalmente, se l leva a cabo la desinfeccin, procesocomn a los do s t ipo s d e plan tas, las d e fi l tracin rpida
completa y las de f il t racin d irecta. La func in p rincip al
de este proceso es completar la remocin de
m icroorg anismos patgenos qu e no quedaron retenidos
en el f i l t ro y servir de pro teccin co ntra la contamin acinque el agua pueda encontrar en el sistema de
distr ibucin.
La desinfeccin, en la forma en que normalmente se
apl ica (esto es, con residual l ibre de 1 mg /L