Elvis Expo Abastecimiento

7/26/2019 Elvis Expo Abastecimiento

1/67

ABASTECIMIENTO DEAGUA

TEMA : PLANTA DE TRATAMIENTO TIPO IIBINGENIERO:

ALUMNO :


2/67

En la actualidad uno de los tratamientos deagua mas empleado es el tratamiento

convencional, consiste en un proceso depre tratamiento (rejillas y desarenador), laadicin de qumicos y una mezcla rpida,que se denomina el proceso de coagulacin,luego una clarificacin que se denominafloculacin, seguida de una sedimentacindealta taza, filtracin y desinfeccin, con

frecuencia se emplea el cloro comodesinfectante ya para finalizar un control dep lo que se denomina alcalinizacin!


3/67


4/67

CRITERIOS DE CALIDAD DEL AGUA

Calidad del agua:

"ara decidir si un agua califica para un propsitoparticular, su calidad de#e especificarse en funcindel uso que se le va a dar! es necesario conocer suscaractersticas fsicas, qumicas, y micro#iolgicas!


5/67

Caractersticas fsicas: $econsideran importantes las siguientes% &ur#iedad $lidos solu#les e insolu#les

'olor lor y sa#or &emperatura

'aractersticas qumicas% cidez lcalinidad *ureza p 'onductividad ceites y +rasas 'ompuestos orgnicos e inorgnicos osfatos

-itritos y nitratos


6/67

INTRODUCCIN A LOS PROCESOS DEPOTABILI!ACIN " PRE TRATAMIENTO

En este captulo se introduce al estudiante en el

rea de los procesos de tratamientos depota#ilizacin desde la mirada de los procesosunitarios!

en el proceso de pota#ilizacin que sedenominan los pretratamientos, la mayora delos casos pertenecen al grupo de los procesosunitarios de transferencia de slidos! .finalizamos con un caso de aplicacin de unpretratamiento consistente en un proceso dedes#aste o cri#ado (rejilla)!


7/67

PROCESOS UNITARIOS PARAPOTABILI!ACIN DE AGUA:

/n proceso unitario son aquellas transformacionesen las que e0iste la presencia de una reaccinqumica de por medio y que involucran una o variasoperaciones unitarias! /na operacin unitaria es un

proceso qumico, fsico o #iolgico mediante el cuallas sustancias o#jeta#les que contiene el agua sonremovidas o transformadas en sustancias inocuas!

1os principales "rocesos /nitarios empleadas enel tratamiento del agua para consumo 2umanoson los siguientes% transferencia de slidos!


8/67

Tra#sfere#cia de s$lid%s: $e consideran enesta clasificacin los procesos de cri#ado,sedimentacin, flotacin y filtracin!

Cri&ad% % cer#id%: 'onsiste en 2acer pasar elagua a trav3s de rejas o tamices, los cualesretienen los slidos de tama4o mayor a la

separacin de las #arras, como ramas, palos ytoda clase de residuos slidos!


9/67

Sedi'e#taci$#: 'onsiste en promovercondiciones de reposo en el agua, para remover,mediante la fuerza gravitacional, las partculasen suspensin ms densas! Este proceso serealiza en los desarenadores,presedimentadores, sedimentadores y

decantadores5 en estos 6ltimos, con el au0ilio dela coagulacin!


10/67

(iltraci$#: 'onsiste en 2acer pasar el agua atrav3s de un medio poroso, normalmente dearena, en el cual act6an una serie demecanismos de remocin cuya eficienciadepende de las caractersticas de la suspensin(agua ms partculas) y del medio poroso!

iltro de rena


11/67

Este proceso se utiliza como 6nico tratamientocuando las aguas son muy claras o comoproceso final de pulimento en el caso de aguastur#ias! 1os medios porosos utilizados ademsde la arena 7que es el ms com6n 7 son laantracita, el granate, la magnetita, tam#i3n el

pelo de coco en el caso de los filtros rpidos!$istema de iltracin convencional! 8odo iltracin!


12/67

Preci)itaci$# *u'ica:

1a precipitacin qumica consiste en adicionar alagua una sustancia qumica solu#le cuyos ionesreaccionan con los de la sustancia que se desearemover, formando un precipitado! 1a ig! nosindica el sistema de dosificacin de coagulante!


13/67

TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DEAGUA

/na planta de tratamiento es una secuencia deoperaciones o procesos unitarios,convenientemente seleccionados con el fin deremover totalmente los contaminantes

micro#iolgicos presentes en el agua cruda yparcialmente los fsicos y qumicos, 2asta llevarlosa los lmites acepta#les estipulados por lasnormas! 1as plantas de tratamiento de agua se pueden

clasificar, de acuerdo con el tipo de procesosque las conforman, en plantas de filtracin

rpida y plantas de filtracin lenta!


14/67

PLANTAS DE (ILTRACIN R+PIDA:

Estas plantas se denominan as porque los filtrosque las integran operan con velocidades altas,entre 9: y ;:: m;


15/67

"1-& *E =1&>'=?- >@"=* '8"1E&

/na planta de filtracin rpida completa normalmente

est integrada por los procesos de coagulacin,decantacin, filtracin y desinfeccin! El proceso decoagulacin se realiza en dos etapas% una fuerteagitacin del agua para o#tener una dispersin

instantnea de la sustancia coagulante en toda la masade agua (mezcla rpida) seguida de una agitacin lentapara promover la rpida aglomeracin y crecimiento delfloculo (etapa de floculacin)!

1a coagulacin tiene la finalidad de mejorar laeficiencia de remocin de partculas coloidales en elproceso de decantacin (sedimentacin de partculasfloculentas)! El proceso final de filtracin desempe4a

una la#or de aca#ado, le da el pulimento final al agua!


16/67

1imites de calidad para el tratamiento de aguamediante filtracin rpida completa!

(ILTRACIN DIRECTAEs una alternativa a la filtracin rpida, constituida por los

procesos de mezcla rpida y filtracin, apropiada solo paraaguas claras! $on ideales para este tipo de solucin lasaguas provenientes de em#alses o represas, que operancomo grandes presedimentadores y proporcionan aguasconstantemente claras y poco contaminadas!


17/67

E$A/E8 *E =1&>'=?- *=>E'&


18/67

PRE TRATAMIENTOS

'orresponden a esta clasificacinsistemas de tratamiento de agua,constituidos por las siguientes

unidades%B *esarenadores5

B "resedimentadores o em#alses!B >ejilla y canal de aduccin


19/67

Desare#ad%res:

Estas unidades tienen por o#jeto remover

la arena, la gravilla y las partculasminerales ms o menos finas que acarreael agua!

-ormalmente tienen forma rectangular yestn compuestos por varias zonas, zona

de entrada ==, sedimentacin ===, dealmacenamiento de lodos (=C) y salida (C),una descripcin de ellas se o#serva en la

ig!


20/67


21/67

CANAL DE ENTRADA " RE,ILLA

El primer paso en el tratamiento del agua

pota#le y residual consiste en la separacinde los slidos gruesos, este proceso seenmarca dentro del proceso unitario de

transferencia de slidos, y se denominades#aste o cri#ado! -ELOCIDAD DEL (LU,O EN LA RE,ILLA

1a velocidad efectiva del flujo a trav3s de larejilla de#e ser inferior a :!D m


22/67

CANAL DE ENTRADA

"ara el dimensionamiento de las rejillas delimpieza mecnica es necesario dise4ar el canalpor el cual ser conducida el agua 2acia elproceso de tratamiento, para posteriormentecompararlo con parmetros de velocidad y

a#ertura de #arras sugeridos!plico la ecuacin de 8anning%

*onde%A F 'audal de dise4o 'audal 80imo *iario (A8* )$ F "endiente del canal (adimensional) F @rea del canal mG>2 F >adio 2idrulico, m


23/67

$e despeja 2, de la ecuacin de 8anning yo#tenemos 2!

'alculamos el rea y o#tenemos la velocidaddel flujo


24/67

DIMENSIONAMIENTO DE LA RE,ILLA

*onde%a F Espaciamiento li#re entre #arrotes, dado por norma!t F Espesor de los #arrotes (dimetro asignado)- F -6mero de espacios F n6mero de #arrotes (para el sistema de la figura)1 F 1ongitud de la rejilla

# F nc2o de la rejilla- F @rea neta (rea necesaria para desaguar un caudal A con una velocidad de:,D m


25/67


26/67

COAGULACIN.

1a coagulacin se lleva a ca#o generalmente con laadicin de sales de aluminio y 2ierro! Este proceso es

resultado de dos fenmenos% El primero, esencialmente qumico, consiste en las

reacciones del coagulante con el agua y la formacinde especies 2idrolizadas con carga positiva!

El segundo, fundamentalmente fsico, consiste en eltransporte de especies 2idrolizadas para que 2agancontacto con las impurezas del agua!

Este proceso es muy rpido, toma desde d3cimas desegundo 2asta cerca de D:: segundos, de acuerdocon las dems caractersticas del agua% p,

temperatura, cantidad de partculas, etc!

(UNDAMENTOS TERICOS


27/67

(UNDAMENTOS TERICOS

1os t3rminos floculacin y coagulacinfrecuentemente son usados como sinnimos!

C%agulaci$#% "roceso a trav3s del cual loscoagulantes son adicionados al agua reduciendo lasfuerzas que tienden a mantener separadas laspartculas en suspensin! 1a coagulacin comienzaen el mismo instante en que se agregan loscoagulantes al agua dura solamente fracciones desegundo!

(l%culaci$#: glomeracin de partculas por efectodel transporte del fluido formando partculas de mayortama4o que son sedimentadas por efecto de lagravedad!


28/67

(ASES DE LA COAGULACIN.

*esde un punto de vista esquemtico, se puedeconsiderar que la coagulacin se desarrolla en cincofases consecutivas o simultneas que e0plicanreacciones fsicas y qumicas, de la siguiente forma% Pri'era fase/ idrlisis de los coagulantes y

desesta#ilizacin de las partculas e0istentes en lasuspensin5 Segu#da fase/ "recipitacin y formacin de

compuestos qumicos que se polimerizan!

Tercera fase!dsorcin de las cadenas polim3ricasen la superficie de los coloides!

Cuarta fase,dsorcin mutua entre coloides!

0ui#ta fase/ccin de #arrido!


29/67

8*E1 E$A/E8@&=' *E1">'E$ *E '+/1'=?-


30/67

C+LCULO DE LA CANTIDAD DE REACTI-O PORDOSI(ICAR:

1a cantidad de reactivo por dosificar se o#tienemediante el ensayo de Harras, este ensayopermite determinar la dosis de coagulantes queproduzca la ms rpida desesta#ilizacin de las

partculas coloidales en planta! El aparato de prue#as de jarras consta

#sicamente de un agitador m6ltiple de velocidadvaria#le que puede crear tur#ulenciasimultneamente en seis vasos de precipitado! Eneste se trata de reproducir las condiciones en lascuales se produce la floculacin en una planta de

tratamiento


31/67

El aparato de prue#as de jarras consta#sicamente de un agitador m6ltiple develocidad varia#le que puede crear tur#ulencia

simultneamente en seis vasos de precipitado!En este se trata de reproducir las condicionesen las cuales se produce la floculacin en una

planta de tratamiento!*=+>8 *E1 EA/=" *E H>>$


32/67

C1lcul% del 2%lu'e# de reacti2%.

El volumen de reactivo por dosificar en una planta

de tratamiento depender de la concentracin opureza del compuesto que se utilice! 'uando sedosifica en seco este valor puede ser 2allado as%

*onde%I F Jg< 2ora* F *osis que se requiere aplicar en g


33/67

ME!CLA R+PIDA

En plantas de tratamiento la mezcla rpida se puede efectuaren dos formas% 'on mezcladores flujo de pistn y con

retromezcladores En los primeros, la adicin del coagulante se 2ace al pasarla masa de agua por un punto determinado, en el cual seproduce una fuerte tur#ulencia inducida por un aparato2idrulico (orificio, vertedero, etc!), ver ig!


34/67

En los segundos, el agua es retenida en unacmara especial por un tiempo de detencinnominal C


35/67

*os ejemplos comunes de mezcladores,utilizados con #astante frecuencia en la

prctica, (resalto 2idrulico y tur#ina deeje vertical) caracterizan los diversosdispositivos de mezcla rpida, que

pueden ser clasificados entonces en2idrulicos y mecnicos!

En nuestro medio tradicionalmente se le

2a dado preferencia a los dispositivos2idrulicos de mezcla rpida, tales comola canaleta "ars2all y vertederos!


36/67

ME!CLADORES 3IDR+ULICOS

1os mezcladores 2idrulicos pueden emplearse

cuando se dispone de suficiente ca#eza o energaen el flujo de entrada! 1os parmetros de dise4o#sicos en am#os casos son% el tiempo deretencin y el gradiente de velocidad, que en su

forma general se e0presan mediante las siguientesecuaciones!&iempo de retencin%

*ondeC F Columen del tanque, m;

A F 'audal tratado, m;


37/67

El gradiente de velocidad se e0presa mediantela siguiente ecuacin%

F peso especfico del agua, -


38/67

CANALETA PARS3ALL

1a canaleta "ars2all cumple un do#le

propsito en las plantas de tratamientode agua, de servir de medidor decaudales y en la tur#ulencia que se

genera a la salida de la misma, servir depunto de aplicacin de coagulantes! fin de que pueda utilizarse la

canaleta con el propsito de mezcladorrpido, de#e cumplir los siguientesrequisitos%


39/67

Aue no tra#aje a2ogada, o sea quela relacin #


40/67

DIMENSIONES DE LA CANALETAPARS3ALL

4


41/67

DISE4O CANALETA PARS3ALL

"ara el dise4o de una canaleta "ars2all

como mezclador, a partir de estudiosempricos determinaron diferenteslimites de caudal en funcin del anc2o

de garganta de la canaleta! la canaleta "ars2all como aforador ya

que como mezclador estar sujeta a lacompro#acin de la relacin a


42/67

DETERMINACIN DEL ANC3O 5 6 7PARS3ALL EN (UNCIN DEL CAUDAL.

DIMENSIONES T8PICAS DE


43/67

DIMENSIONES T8PICAS DEMEDIDORES PARS3ALL

CONDICIONES 3IDR+ULICAS DE ENTRADA


44/67

CONDICIONES 3IDR+ULICAS DE ENTRADA

E1 flujo A se calcula con la frmula%

en donde J y n se determinan con la &a#la!

DESIN(ECCIN


45/67

DESIN(ECCIN:CONSIDERACIONES SOBRE LA

DESIN(ECCIN:&al como se 2a e0presado, la desinfeccines un proceso clave en cualquier sistema

de tratamiento de agua! "or ello, en laproduccin de agua segura para consumo2umano es importante destacar

consideraciones especiales antes de suimplementacin! En las lneas que siguense 2a#rn de detallar algunas!


46/67

UTILIDAD DE LA DESIN(ECCIN

El uso de la desinfeccin como parte de un

proceso de tratamiento del agua puede o#edecera los siguientes o#jetivos%

a) >educir el contenido inicial de contaminantesmicro#iolgicos en el agua cruda(predesinfeccin)! Este proceso se utiliza solo encasos especiales!

#) *esinfectar el agua luego de la filtracin!

'onstituye el uso ms importante!c) *esinfeccin simple de un agua li#re decontaminantes fisicoqumicos que no requiere otrotratamiento!


47/67

CLASI(ICACIN DE LOS (LOCULADORES.

$eg6n el tipo de energa usada para producir

la agitacin, los floculadores puedenclasificarse en 2idrulicos, mecnicos e2idromecnicos! 1os 2idrulicos seg6n el

sentido del flujo, se clasifican en% de flujo2orizontal, de flujo vertical y de flujo 2elicoidal!1os mecnicos, se clasifican seg6n el sentidodel movimiento, en reciprocantes y rotatorios!. los 2idromecnicos, son de flujo 2orizontal!


48/67

(LOCULADORES 3IDR+ULICOS


49/67

(LOCULADORES 3IDR+ULICOS

1os floculadores 2idrulicos derivan su energapara la agitacin de la masa liquida, de la cargade velocidad que el flujo adquiere al escurrir porun conducto! 'onsisten en tanques provistos depantallas entre los cuales el agua circula con

una velocidad fija, produciendo ciertatur#ulencia en cada cam#io de direccin delflujo!

P9RDIDAS DE CARGA


50/67

P9RDIDAS DE CARGA

En los dos tipos de floculadores se produce

una p3rdida de carga 2t, generada por%a) "or el cam#io de direccin y tur#ulencia 2K

#) "or ensanc2amiento y contraccin de la

seccin 2KKc) "or friccin en los tramos rectos 2G

1a suma de estas p3rdidas de carga

constituye la p3rdida de carga total 2t!


51/67

En los floculadores de flujo 2orizontal 2K L 2KK F 2D, esproporcional a la carga de velocidad vG< Gg, as%


52/67


53/67

GRADIENTE DE -ELOCIDAD EN (LOCULADORES3IDR+ULICOS

(LOCULADOR DE (LU,O 3ORI!ONTAL


54/67

(LOCULADOR DE (LU,O 3ORI!ONTALEn este tipo de floculadores, el agua se desplaza

en sentido 2orizontal entre dos ta#iquesconsecutivos 2aciendo el giro al final de cadauno! "ara utilizar un floculador de flujo 2orizontal,el tanque de#e estar dividido por pantallas de

concreto u otro material adecuado, dispuesto deforma que el agua 2aga un recorrido de ida yvuelta alrededor de las mismas! *e#e dejarse

suficiente espacio para la limpieza de los canales5si 3stos son muy estrec2os las pantallas de#erser removi#les!


55/67

E$A/E8 *E /- 1'/1*> *E&M=A/E$ *E 1/H >=N-&1,

C=$& E- "1-&!

PAR+METROS DE DISE4O


56/67

PAR+METROS DE DISE4OEl tiempo de detencin y el gradiente de velocidad

de#en determinarse a trav3s de prue#as dela#oratorio! El gradiente medio de velocidad (+)de#e estar entre G: s y O: s y el tiempo dedetencin (td) entre G: y ;: minutos, de#en

determinarse en #ase a las p3rdidas de carga y lalongitud de trayectoria del flujo!


57/67

SEDIMENTACIN


58/67

SEDIMENTACIN$e entiende por sedimentacin la remocin por efectogravitacional de las partculas en suspensin presentes en el

agua! Estas partculas de#ern tener un peso especficomayor que el fluido!

SEDIMENTACIN CON-ENCIONAL


59/67

SEDIMENTACIN CON-ENCIONAL

Es importante conocer el modelo terico

de la sedimentacin convencionaldesarrollado por azen y 'amp, antesde desarrollar la metodologa de dise4o

de sedimentadores de flujo 2orizontal,vertical o inclinado, ya que ayuda adefinir conceptos y se esta#lecen

parmetros que son, como se ver msadelante, aplica#les tam#i3n al caso departculas aglomera#les!

El modelo responde a las siguientes caractersticas%


60/67

El modelo responde a las siguientes caractersticas%

D! $e identifican en el tanque de sedimentacin cuatro zonasindependientes% de entrada, de salida, de sedimentacin y de

retencin de partculas sedimentadas!G! ay una distri#ucin uniforme de partculas en la entrada! 1aconcentracin de partculas de cada tama4o es por lo tanto lamisma en todos los puntos de la seccin transversal deentrada!

;! En la zona de sedimentacin la direccin del flujo es2orizontal y la velocidad es la misma en todos los puntos, porlo que responde a un modelo de flujo tipo pistn!

P! &oda partcula que entra a la zona de lodos queda atrapaday se considera removida!

! 1as partculas aun siendo de diferentes tama4os, secomportan con partculas discretas y aisladas en la zona desedimentacin, o sea se produce clarificacin tipo D!

/na unidad de sedimentacin consta de cuatro


61/67

/na unidad de sedimentacin consta de cuatrozonas%

BNona de entrada cuya funcin es la distri#ucin del

agua en forma que la velocidad sea uniforme en todala seccin transversal, minimizando adems lascorrientes que causan tur#ulencia!

B Nona de sedimentacin propiamente dic2a, dondese produce la remocin de slidos del agua!

B Nona de salida o recoleccin del agua, la cualrecoge el agua clarificada en forma que la velocidad

sea lo ms uniforme posi#le!B Nona de depsito de lodos, utilizada paraalmacenar los lodos sedimentados 2asta el momentoque se retiren del reactor!


62/67

SEDIMENTADORES DE (LU,O 3ORI!ONTAL


63/67

SEDIMENTADORES DE (LU,O 3ORI!ONTAL Estos sedimentadores, a su vez, se clasifican de acuerdo a

la forma en5 rectangulares, circulares y cuadrados!

1os decantadores o sedimentadores rectangulares tienen laforma y caractersticas detalladas en la figura!

!%#a de e#trada.


64/67

1a entrada del agua a los sedimentadores de#e ser realizadapor un dispositivo 2idrulico capaz de distri#uir el caudaluniformemente a trav3s de toda la seccin transversal, disipar

la energa que trae el agua y garantizar una velocidadlongitudinal uniforme, de igual intensidad y direccin evitandoaltas velocidades que puedan arrastrar los lodos yadepositados, utilizando valores menores que :!D m


65/67

!ONA DE SALIDA.

1os dispositivos de salida, conjuntamente con los

de entrada ayudan a garantizar la #uenadistri#ucin del agua entre los diferentes tanquesde sedimentacin y determina la mayor o menorproporcin de partculas que pueden ser

resuspendidas en el efluente!

RECOLECCIN " DESCARGA DE LODOS


66/67

RECOLECCIN " DESCARGA DE LODOS."ara los sedimentadores con remocin manual de lodosde#en presentar adems las siguientes caractersticas%

D! El punto de descarga del sedimentador de#e situarsepreferencialmente en la zona de mayor acumulacin delodo!

G! El fondo de#e tener pendiente no inferior a Q en elsentido del punto de la descarga!

;! 1as unidades de#en tener una altura adicionalsuficiente para acumular el lodo resultante de R: das defuncionamiento, si no se 2ace remocin continua de lodos!

TOL-A DE LODOS 1os lodos se depositan en un


67/67

TOL-A DE LODOS! 1os lodos se depositan en unsedimentador de tal manera que entre el R:S y elT: S lo 2acen en el primer tercio de su longitud!

"ara almacenarlos adecuadamente la tolva de#etener la forma que se presenta en la ig!

Elvis Expo Abastecimiento

Documents

Transcript of Elvis Expo Abastecimiento