Empleo de Filtro Rpido con Uso de Filtro para laRemocin de Aluminio

IV Curso de Especializacin en Agua y Saneamiento

Aparcana Paredes, Alison del Rosario Estrada Huaytai, Felming ErickFernndez Rivas, Arnold Jara Huamanahui, Litza Carmela

Jimenez Vilvayauri, Max Francis

29 de enero del 2016

Trabajo Grupal IV Curso de Especializacin en Agua y Saneamiento

1. IntroduccinEl desarrollo de la actividad humana necesita utilizar el agua para numerosos fines, entre los que destacan,

por su importancia para el hombre, los usos potables. Por tanto, el hombre se sirve del agua existente enla naturaleza para consumirla y utilizarla, pero es evidente que, debido a determinadas caractersticasqumicas, fsicas y biolgicas del agua, sta no puede ser utilizada de forma directa, por lo requiere una seriede correcciones y tratamientos que eliminen aquellas partculas o sustancias perjudiciales.

Al proceso de conversin de agua cruda en agua potable se le denomina potabilizacin. Los procesosde potabilizacin son muy variados, y van desde una simple desinfeccin, hasta la utilizacin de diversasopciones tecnolgicas para la potabilizacin de agua, muchas veces estas muy costosas y operacin compleja.

En la actualidad se hace necesaria la implementacin de sistemas potabilizacin para zonas rurales querequieren de sistemas prcticos y eficientes, ya que por encontrarse en reas geogrficas de difcil acceso nocuentan con los medios para abastecerse con agua potable de una red de agua potable; como es el caso delDistrito de Imaza ubicado en la Selva de nuestro pas.

Por lo que la aplicacin de pre-Filtracin y Filtracin Rpida, es una alternativa til y presentaun gran potencial para contribuir a superar los problemas que actualmente limitan el suministro de aguapotable en este distrito, ya que requiere un mnimo uso de sustancias qumicas y puede ser fcilmenteoperada, mantenida y administrada por miembros de la comunidad.

2. Objetivos2.1. Objetivo General

Proponer una alternativa acorde a la realidad del Distrito de Imaza, en lo que se refiere al sistema depotabilizacin de agua para mejorar la calidad fsica y bacteriolgica del agua, de modo que cumpla con lanormativa establecida para agua de consumo humano (uso domstico).

2.2. Objetivos especficos:Determinar los procesos para la potabilizacin (Unidades)

Determinar las sustancias qumicas a usar.

Determinar las ventajas de estos procesos.

3. Caso de Empleo de Filtro Rpido con Prefiltro para la Remo-cin de Aluminio, Distrito de Imaza

3.1. UbicacinEl Distrito de Imaza Provincia de Bagua Departamento Amazonas se encuentra ubicado a 357 msnm

de altitud. Superficie total de 4534.7 km2 y una poblacin total de 21 409 hab.

3.2. Fuente de agua superficial de ImazaCuenta con parmetros que superan los lmites permisibles estos son: turbiedad, color verdadero, coli-

formes termotolerantes y aluminio. El caudal de diseo es 10 l/s.En esta localidad se tiene un turbiedad promedio de 413 UNT se plantea colocar pre filtros de grava

(PFG); para atenuar la concentracin de las mismas.La disminucin en la concentracin de la turbiedad podra disminuir la concentracin de aluminio, ya que

la concentracin de aluminio y la turbiedad estn relacionados debido a que el aluminio es un componentenatural de la arcilla, tal es el caso del Distrito de Imaza que tiene 8.4 mg/l en concentracin de aluminio y413 UNT de turbiedad.

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Figura 1: Poblacin del distrito de Imaza

El PFG normalmente permite acondicionar el agua cruda a los lmites que puede tratar el filtro rpido.Es especialmente ventajoso por su eficiente sistema de lavado, que permite una rpida recuperacin de launidad, ayudando a prolongar las carreras de los filtros rpidos, principalmente en la poca de creciente.

En este sentido, es importante la actuacin de los Asesores del rea Tecina Municipal capacitados paraensear a los operadores la correcta operacin de esta unidad, vigilar que se respeten los procedimientos yse sepa aprovechar las ventajas de la unidad en el momento necesario.

3.3. Estudios efectuadosCon la finalidad de determinar el tratamiento ms adecuado para esta fuente, se efectuaron las pruebas

de simulacin de los procesos que se detallan a continuacin.

3.3.1. Pruebas de sedimentacin natural

Esta prueba nos ha permitido determinar el grado de eficiencia que se podra obtener considerandosedimentadores al inicio del sistema, para remover en forma natural (sin la adicin de ninguna sustanciaqumica), las partculas que estn enturbiando el agua.

La prueba de sedimentacin natural indic resultados muy favorables. Se obtienen eficiencias hastade 88% este resultado estara indicando que la turbiedad de la muestra (413 UNT ), estara constituidapor 49.56 UNT de turbiedad debida a partculas coloidales o disueltas y 363.44 UNT por turbiedad ensuspensin. Adicionalmente, los resultados de esta prueba estn indicando que el remanente de turbiedad,despus de dos horas de sedimentacin, seria fcilmente tratable mediante filtracin rpida.

Para el caso especfico de Imaza, se ha obtenido un porcentaje de remocin con la sedimentacin naturaldel 88%, lo que nos indica que la concentracin de aluminio inicial de 8.4 mg/l se reducira luego de pasarpor la sedimentacin en 7.4 mg/l, quedando un remanente de 1.0 mg/l, que sigue por encima del lmitepermisible, por lo que sera indispensable adicionar los preflitros de grava.

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3.3.2. Remocin de aluminio mediante adicin de Hipoclorito de Calcio

Los resultados de las pruebas de laboratorio indican que con 05 horas de tiempo de contacto y una dosisde 5.0 mg/l se reduce el aluminio a concentraciones permisibles. El empleo de Cloruro frrico tambin esbueno pero requiere una dosis de de 35 a 60 mg/l.Esta alternativa es muy complicada para ser operadaen el medio rural, ya que las dosis para lograr el objetivo son altas y si no se opera correctamente, lo cuales muy probable dadas las condiciones precarias de la zona y la poca accesibilidad; es por ello que se habuscado otras opciones optando por el uso de Hipoclorito de Calcio

1 mg/l

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Cada unidad constar de 02 cmaras (la primera con una granulometra mayor a la segunda).

4.2. SedimentadoresSe ha diseado 2 unidades con tiempos de retencin de 05 horas de contacto. Cada estructura consta

de una caja de entrada con un con un vertedero triangular y una vlvula para graduar el caudal que debeingresar a las unidades y dos vertederos rectangulares con compuertas de aislamiento para las dos unidadesde sedimentacin.

La estructura de entrada de cada unidad est compuesta por un vertedero a todo lo ancho de la unidadpara distribuir el flujo en esta dimensin de la unidad, y una cortina de distribucin con orificios uniforme-mente distribuidos en toda el rea para distribuir el caudal en toda la seccin del sedimentador. En la partesuperior de la cortina coincidiendo con el nivel agua y en la parte baja cerca de la tolva de lodos, no se hanconsiderado orificios, para evitar se produzca un cortocircuito con el vertedero de salida y se levanten loslodos depositados en la tolva cuando est llena.

4.3. Filtros RpidosPara el Distrito de Imaza se ha proyectado 02 filtros Rpidos con capacidades de 10.0 l/s cada uno. Cada

unidad consta de una estructura de entrada, 2 filtros de arena, estructura de salida, caseta de hipocloracin,unidad para el lavado de la arena, zona de secado de la arena, y depsito para guardar la arena lavada yembolsada y las herramientas necesarias para la operacin o limpieza del filtro. La arena que se va extrayendodel filtro se debe lavar y guardar hasta que llegue el momento de efectuar la operacin de rearenado delfiltro, que consiste en volver a colocar la altura original de arena a cada filtro. Si los filtros carecen de estasfacilidades, la arena la tiran, se revuelve con la tierra y la basura y finalmente cuando el filtro se qued sinarena no hay dinero para comprarla y reponerla.

Las herramientas necesarias para realizar la operacin de limpieza de los filtros, como son: palas, empa-rejadores, cubos, tablones, escaleras, adems de escobillas y mangueras para lavar las paredes interiores delos filtros, deben guardarse en el depsito.

4.4. Caseta de HipocloracinDosificacin del Hipoclorito Estas unidades sern ms eficientes si se les protege del viento y del sol,

rodendolas de rboles para evitar las corrientes de conveccin.

Figura 2: Tratamiento para el agua superficial de Imaza

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El agua cruda que ingresa a la unidad, hace su ingreso por el vertedero de entrada del prefiltro allse aade Hipoclorito de Calcio para hacer su ingreso propiamente dicho al prefiltro, esta unidad tendruna funcin similar a la del floculador. Luego de ello se encuentra el sedimentador aqu las partculas mspesadas que se encuentran en suspensin sedimentan obteniendo un alta remocin de turbiedad y aluminioel tiempo de contacto en esta unidad es de 05 horas.

Finalmente ingresa al Filtro Rpido, se debe emplear este tipo de filtro debido al caudal de demandacon el que se trabajar.

4.4.1. Ventajas

No se emplea coagulante en grandes dosis, por el contrario se usar Hipoclorito de Calcio en concen-traciones bajas, por tanto se usara una menor cantidad por m3 de agua tratada.

Menor rea, pues los filtros rpidos se caracterizan por ello.

Incremento en la duracin de la carrera de filtracin.

Menor costo de inversin inicial.

Menor costos de operacin y mantenimiento

Capacidad de tratar aguas que presentan variaciones bruscas en su calidad.

5. Operacin y MantenimientoAsegurar que los operadores de las plantas tengan el conocimiento tcnico adecuado y las herramientas

y equipo para realizar sus funciones de manera eficiente y eficaz, definiendo un mecanismo de capacitacinperidica dirigido a la comunidad en general.

Es indispensable que los operadores y las organizaciones comunitarias establezcan sistemas estrictos parael monitoreo y control del funcionamiento de la planta y la calidad del agua.

Debe existir un plan de operacin y mantenimiento que indique la periodicidad de las tareas, as comoherramientas para la optimizacin de las mismas y un sistema de registro de las tareas realizadas y loseventos relevantes que ocurran durante la operacin de las plantas.

6. AdministracinEn relacin a la gestin municipal de los sistemas de agua, se recomienda a las autoridades locales brindar

el soporte a las comunidades para el fortalecimiento de sus capacidades en temas financieros; definicin detarifas, control de calidad del agua, recuperacin de costos, etc. A fin de asegurar la prestacin sosteniblede servicios optimizando los beneficios que brinda el contar con plantas de tratamiento de agua.

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IntroduccinObjetivosObjetivo GeneralObjetivos especficos:

Caso de Empleo de Filtro Rpido con Prefiltro para la Remocin de Aluminio, Distrito de ImazaUbicacinFuente de agua superficial de ImazaEstudios efectuadosPruebas de sedimentacin naturalRemocin de aluminio mediante adicin de Hipoclorito de Calcio

Unidades que Componen la Planta de Filtracin Rpida (PFR) Proyectada para el Distrito de ImazaPrefiltros de gravaSedimentadoresFiltros RpidosCaseta de HipocloracinVentajas

Operacin y MantenimientoAdministracin