Sistemas de cloracin

Sistemas de cloracinTratamiento de aguas I

19/01/2015ESPOCHGissela Solis

Dosis de cloracin Losequiposdecloracinsefabricanenunrangode1,5a4.500kg/dade clorogaseosoydosificadoresdeclorolquidodesde20hasta2.000L/da.Es necesariodeterminarlacapacidaddelequipoquesenecesita.Paracalcularla capacidad delclorador,utilizaremosnuevamentelaecuacindebalancede masas,teniendoencuentaqueelequiposecalculaconelcaudalyladosismxima.C = QD x 86, 4Q = m 3/sD = mg/L

Elcaudalmximoeseldelfinaldelperiododediseo.Cuandoeldiseode laplantasehacepormdulos,laestacindecloracindebecentralizarseysatis facerlaproduccindetodosellos.Enestecaso,elcloradordebesatisfacertam bienlacapacidadmnimarequeridaporunsolomdulo.Lascaractersticasdelosequiposdependendelaformadecloroquevamosautilizar,hipocloritosensolucinoclorolquidoenvasadoencilindrosapresin.

EquiposparaaplicarhipocloritoensolucinPuedeutilizarsecualquiertipodedosificadorparaproductosqumicosensolucinquesearesistentealaaccincorrosivadelhipoclorito.Losmscomunes sonlasbombasdosificadorasylossistemasdeorificiodecargaconstante.Para lamedicin,seutilizanrotmetrosolasescalasdelequipodosificador.

Lasbombasdosificadorasempleadassondetipodiafragmaopistn diafragma,ambasdedesplazamientopositivo.Entodosestosequiposdebepoder calibrarseladosificacin. Loshaycondiferenterangodeajustelosmsusa dostienenunrangode10:1.Silaaplicacinrequiere unaoperacinautomtica dosificacinproporcionalalcaudal,alademandadeclorooaambos, existenenelmercadoequiposquepuedencubrireste tipodefunciones,comove remosmsadelante.El rangodetrabajodeestos equipospuedevariarentre20L/day800L/da.Ellossoncapacesdeinyectarla solucindesdevacohasta28kg/cm2.HipocloradordeorificiodecargaconstanteElhipocloritoensolucinseutilizaprincipalmenteeninstalacionespara localidadespequeas,donde,porlogeneral,nohaycondicionesapropiadaspara operarymantenerunequipoautomtico.Sinembargo,enlaindustriaoenelcaso deunaurbanizacinounhoteldelujo,podrajustificarselainversin.Lossistemasdeorificiodecargaconstante,porsubajocostoyporque funcionanporgravedad,sonmuyempleadosenlocalidadespequeas.Sepuedenfabricarartesanalmente,norequierenenergaelctricaycon muypocomantenimientosepuedeobtenerunaoperacinconstante.Tambinseconsideranenlossistemasgrandes,comoalternativaparaeventualessituaciones deemergencia

EquiposparaaplicarclorogaseosoEstostiposdecloradoressonlos msutilizadosenlasplantasdetratamiento,porquesonmseficientesquelos hipocloradores.Porsuformadeoperar, podemosdistinguirdostiposdeunidades:cloradoresdegasdirectoycloradoresal vacoensolucin. Cloradores de aplicacin directa Estetipodecloradoroperaconlapresindelcilindro,por loqueadolecedeseriaslimitaciones.Suusoserecomiendasolo cuandonohayotraalternativa. Normalmenteseempleanenzonasdondenohaysuministrocontinuodeenergaelctrica.La principal desventaja de estos equipos es que la dosis varia con la presin del cilindro.

Cloradores de aplicacin al VacoEstetipodeequipoeselmsconfiableysegurodeoperar.a) DescripcinUncloradordeaplicacinalvacoestintegradoportrescomponentes fundamentales:uninyector,unavlvuladeajustedeladosificacinyunmedidor decaudal.Elinyector. linyector esunVenturimedianteelcual seejerceunasuccindeterminada(130milmetrosdeagua), pormediodelcualsesucciona elcloroatravsdelequipo. Esteinyectortambinsirve comocmarademezclaentre elcloroyelaguaquesirvipara ejercerelvaco.

Lascondicioneshidrulicasdelabombadeaguasonmuyimportantes,puestantolapresincomoel caudalsondeterminantesenelfuncionamientodelinyector.Porelloesmuyim portanteconsultarlasrecomendacionesdelfabricante,porquecadaunotienecon dicionesespecficas,apartirdelascualessehandiseadolosequipos.Esprefe riblequedejemoselclculodelascondicionesdeoperacindelabombaalfabricante.Vlvuladecontrol.Lasvlvulasdecontrolmerecenmuyespecialaten cin,puesconfacilidadsetaponanconlasimpurezasdelcloro.Paragarantizar mayorconfiabilidadenlaoperacin,serecomiendaespecificarorificiosovstagosranuradosenlugardelasvlvulasdeagujaconvencionales.Medidordecaudal.Elmedidordecaudalesunrotmetro,untubode vidrioqueindicarelpasodelgasatravsdelequipo.Lamedicindeungasse veafectadaporlascondicionesdetemperaturaypresin.Cuandolapresinest pordebajodelaatmosfrica,comoenestecaso,elefectoesmayor.PCriteriosdediseo Elcaudalmnimodeaguaparaelfuncionamientodelinyectorsecalcula mediantelasiguienteecuacin:q = Q . DM /C Donde:DM = dosismxima,normalmenteseasumeiguala5,0 mg/L. C = concentracindelasolucin clorada,normalmentese asumeiguala3.500mg/L.

Usarcaudalesdeaguamayoresque q noofreceproblemasenladosifica cinyamenudoesnecesariotomarcaudalesmayoresparaajustarsealostama oscomercialesdelosequiposdebombeo.Losequiposdebombeopuedenevitarse,cuandolaplantacuentaconunsuministrodeaguaconpresinsuficiente paraelfuncionamientodelinyector.Usualmente,lamnimapresinnecesariaes 30metrosdecolumnadeagua(mca),mslasperdidascalculadasenlatuberadeabastecimiento Lapotenciamnimadelequipodebombeosecalculaconlasiguienteecuacin:P = d Q H/ 7 5 EDnde: d = pesoespecficodelagua(~1.000kg/m 3) H = cargadinmicatotal(mca)E = eficienciadelequipodebombeo

ParaelclculodeH seutilizanlossiguientescriterios:H = h + Ho + HmDnde:h = presinrequeridaporelinyector(mca)Ho = prdidasporfriccin(mca)H m = prdidasmenores(mca)Ho = f . L / . V 2 /2 g (frmuladeDarcyWeisbach)

Dnde:f = 0,030(coeficientedefriccin) L = longituddelatubera(m) = dimetrodelatubera(m) V = 0,60a1,20m/s(velocidaddelagua) g = aceleracindelagravedad.Nota TambinescorrectoemplearfrmulascomoladeHazenWilliamsHm = K v2 /2 gDonde K =sumadecoeficientesdeprdidadecargaenaccesorios.LosusualesseindicanenelcuadroCoeficientesdeprdidadecargamenores

N o t a: Lasumade K debeajustarsedeacuerdoconeldiseodecadasistema.

CapacidadrequeridadelequipoW = Q . DM Donde: W =capacidadrequeridaeng/h.Conestedatoentramosaloscatlogosdelosfabricantesyseleccionamos unequipocuyacapacidadseaigualoinmediatamentesuperioralarequerida.El cuadroofreceinformacintomadadeloscatlogos.

El diagrama siguiente permite entender que la cantidad de cloro que debe considerarse para la eliminacin de microorganismos no forma parte de la denominada demanda sino del cloro residual (libre y combinado). Esto significa que la eliminacin de los microorganismos no produce una disminucin sensible de la cantidad de cloro residual, el que, adems de ejercer su accin bactericida, protege al agua contra posteriores contaminaciones.

AplicacinSedeseaproyectarunaestacindecloracinparauncaudalde100L/s,un rangodedosificacinde1a3mg/Lyunadosisnormalde1,5mg/L.Ladosisnormalseseleccionasobrelabasedeunacurvadedemandade cloro(ocurvaalpuntodequiebre)delaguaportratar.Ladosismnimaeslaque superaladosisalpuntodequiebre(4mg/L)