tratamientos f-q en etap- edar

7/25/2019 Tratamientos F-Q en ETAP- EDAR

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Tratamiento del AguaDocente: Sonia L. Gonzaga V. M. Sc.


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TEMARIO:

Conceptos generales

Parmetros fsicos

Parmetros qumicos

Plantas de tratamiento de agua potable (PTAP) Pretratamiento

Rejillas.

Tamices. Remocin de grasas (trampa de grasas).

Desordenadores.


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Qu es el Agua

Potable

?

Es considerada agua potable, o ms

precisamente agua apta para el consumohumano, toda agua, natural o producida por

un tratamiento de potabilizacin que

cumpla con las Normas de calidadestablecidas para tal fin.


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CONSUMO HUMANO

Debe cumplir con dos condiciones

principales: Ser sanitariamente segura y

agradable a los sentidos. Para ser

sanitariamente segura debe estar libre de

contaminacin y por tanto incapaz de

infectar a los consumidores.


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PARMETROS FSICOS

TEMPERATURA.Es muy importante en la vida acutica, un cambio repentino puede darcomo resultado un alto porcentaje de mortalidad.COLOR.Generalmente se hace diferencia entre el color aparente que es causado

por materia suspendida y el color verdadero que es causado porsustancias vegetales de tipo coloidal.OLOR.Los olores se producen durante el proceso de descomposicin de lamateria orgnica y estn asociados con la presencia de sulfuro dehidrgeno producido al reducirse los sulfatos a sulfitos por accin de

microrganismos anaerobios.TURBIEDAD.Es una medida de las propiedades de transmisin de la luz de un agua.Es causada por partculas suspendidas que varan de tamao desdecoloidales hasta granulares.


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SLIDOS Pueden ser de tipo orgnico e inorgnico.

Slidos totales (ST).

Residuo de una evaporacin y secado a una temperatura entre

103-105C.Slidos Voltiles (SV).

Es la prdida de peso de los ST luego de ser sometidos a unatemperatura de 600C durante 20 minutos. El residuo se conoce

como slidos fijos (SF)Slidos Suspendidos (SS).

Cantidad de material retenido despus de filtrar y secar unamuestra a 103C. Para este proceso suele emplearse filtros de

fibra de vidrio con tamao nominal de poro de 1.2 micrones.

PARMETROS FSICOS


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Slidos Disueltos (SD).

Slidos que pasan el medio filtrable y quedan despus deser secada la muestra a 103C. Generalmente stos slidosestn compuestos de iones y molculas orgnicas einorgnicas disueltas en el agua. Se eliminan porcoagulacin. Estos a su vez pueden dividir en fijos yvoltiles

Slidos Sedimentables (SSd).

Corresponde al volumen de slidos que sedimentan en unrecipiente de forma cnica (cono imhoff) en el transcursode 1 hora. Constituyen una medida aproximada de losfangos que se obtendrn en la sedimentacin primaria.

PARMETROS FSICOS


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PARMETROS QUMICOS

OXGENO DISUELTO.

Es la cantidad de oxigeno presente en el agua. Su solubilidad en el agua varade acuerdo con la presin atmosfrica y la temperatura. A mayor presin mayoroxgeno y a mayor temperatura menor oxgeno. El contenido de sales(cloruros), disminuye la solubilidad del oxgeno.

DEMANDA BIOQUMICA DE OXIGENO (DBO).Es la cantidad de oxigeno requerido por las bacterias en el proceso deestabilizacin de la materia orgnica descomponible bajo condicionesaerbicas. Se usa con mucha frecuencia para medir el grado de polucin de unacorriente de agua.

DEMANDA QUMICA DE OXIGENO (DQO).

Mide la demanda de oxgeno del agua utilizando un agente qumico. Oxida casitodas los compuestosorgnicos, en consecuencia es mayor que la DBO.

NUTRIENTES (NITRGENO Y FSFORO).

Son elementos de gran importancia para el metabolismo de plantas y animales;as mismo, son de vital importancia para el buen desempeo de los sistemas

biolgicos de tratamiento de AR .


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PARMETROS QUMICOS

SULFURO DE HIDRGENO.Es un gas incoloro, inflamable y con olor a huevos podridos. Seforma durante la descomposicin de la materia orgnica quecontiene azufre o en la reduccin de sulfitos y sulfatos.

pH.Representa la concentracin del ion hidrgeno en el agua.

DETERGENTES.Tienden a acumularse en la interface aire-agua impidiendo as elintercambio de oxgeno. Son txicos para los microrganismos.

FENOLES.Causan problemas de sabor especialmente en aguas cloradas.


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CLORUROS.

Altas concentraciones crean problemas de sabor, aceleran la corrosin en losequipos (calderas, reactores).

GRASAS Y ACEITES.

Flotan sobre el agua creando una capa que interfiere con el intercambiogaseoso.

HIERRO.

Favorece el crecimiento de la bacteria.

METALES PESADOS.

Trazas de metales como plomo, cromo, etc. Son peligrosos por suscaractersticas txicas y cancergenas.

PARMETROS QUMICOS


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Plantas de tratamiento de

agua (PTAP)

El tipo de captacin a disear,estar en dependencia del tipo

de fuente de agua cruda

elegida como fuente de

abastecimiento para el sistema.FUENTE POTENCIALES DELAGUAAguas subterrneas (sonaguas claras)Agua de lluviasAgua de mares(desalinizacin).Aguas superficiales (lagos,ros, embalses, quebradas)


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TRATAMIENTO CONVENCIONAL


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Esquema de una PTAP


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Esquema de una EDAR

https://www.youtube.com/watch?v=AcsFV_8R028https://www.youtube.com/watch?v=fmvQTUsuoZI
https://www.youtube.com/watch?v=AcsFV_8R028https://www.youtube.com/watch?v=fmvQTUsuoZIhttps://www.youtube.com/watch?v=fmvQTUsuoZIhttps://www.youtube.com/watch?v=fmvQTUsuoZIhttps://www.youtube.com/watch?v=AcsFV_8R028https://www.youtube.com/watch?v=AcsFV_8R028


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El proceso usual del tratamiento de aguas puede dividirse en

tres etapas:

(Pretratamiento)

Tratamiento primario o fsico; elimina SS con suscontaminantes asociados.

Tratamiento secundario o qumico/biolgico.

Elimina materia orgnica biodegradable (N;P)

Tratamiento terciario que normalmente implicauna cloracin. Elimina patgenos y

contaminantes no eliminados en las fases

anteriores

TRATAMIENTO CONVENCIONAL


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PLANTAS DE TRATAMIENTO DELAGUA

El proceso de tratamiento a utilizar estar endependencia de la caracterizacin del agua defuente.

Una planta de tratamiento es una secuenciade operaciones o procesos unitariosconvenientemente seleccionados con el fin deremover totalmente los contaminantes

microbiolgicos presentes en el agua cruda yparcialmente los fsicos y qumicos, hastallevarlos a los lmites aceptables.


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Operaciones Unitarias: son aquellasdonde se aplican fuerzas fsicas como:mezclado, floculacin, sedimentacin, etc.

Procesos Unitarios: son aquellos mediosde tratamientos en los que se adicionanproductos qumicos o por actividad

biolgica. Ejemplo: coagulacin,ablandamiento, oxidacin biolgica


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Pretratamiento

Rejillas

Tamices

Remocin de grasas (trampa de grasas)

Desarenadores


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Enrejados(Rejillas)

Pretratamiento: utilizados para eliminar loscontaminantes de mayor tamao de las aguas(cruda o residuales)

Las instalaciones de enrejado pueden clasificarseen:

Finas (S.A.P.)

Gruesas. (Utilizadas en depuracin)

Los enrejados finos pueden alcanzar un nivelimportante de eliminacin de slidossuspendidos; los enrejados gruesos se utilizanprincipalmente como instalaciones protectoras.


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Enrejados(Rejillas)

En las plantas de tratamiento de aguasresiduales modernas, el enrejado grueso seutiliza principalmente para eliminar

slidos que pueden inferir en la operacinposterior del equipo de la planta, comobombas o vlvulas, aireadores mecnicos y

filtros biolgicos y que por lo tanto puedenafectar a la eficacia del tratamiento.


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Enrejados(Rejillas)

Los enrejados finos fueron desarrolladospara el tratamiento de aguas dulces dondeson utilizados con el propsito de eliminar

fsicamente las algas y plantas acuticas


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Enrejado grueso

Se utilizan normalmente como primera unidad detratamiento con el fin primario de proteger elequipo de la planta contra una reduccin en la

eficacia de la operacin o contra posibles daosfsicos.

Barras de acero verticales o inclinadas,igualmente espaciadas a lo ancho de un canal por

el que pasa el agua residual. Las rejas con unespaciado relativamente grande (de 5 a 15 cm) sedenominan a menudo rejas gruesas y su principalfuncin es evitar que los objetos grandes ypesados entren en el sistema.


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Las rejas con aberturas entre 1.5 y 2 cm sedenominan rejas finas.

Su limpieza puede ser manual o mecnica

La eficiencia de la limpieza mecnica essuperior a la de la manual obviamente, perolos costos de operacin y mantenimiento

deciden el uso de uno u otro sistema, ademsde otras consideraciones.

No en plantas categorizadas como pequeas

Enrejado fino


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Enrejados

Las rejas de limpieza mecnica soncolocadas con una inclinacin entre 45 y90 con la horizontal, prefirindose las de

mayor ngulo para ahorrar espacio. Lapendiente de las rejas de limpieza manualoscila entre los 30 y los 75, ya que cuantoms planas, ms fcil es la limpieza y menor

es la tendencia a causar estancamientosentre limpiezas. En la prctica se utilizanpendientes entre 30 y 45


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El factor ms importante en ladeterminacin de la posicin de un enrejadoes la proteccin del equipo. El mayor

tamao de las partculas que debe pasarvendr definido por la abertura mxima deuna bomba, conduccin, o cualquier pieza

del equipo situado a continuacin.

Localizacin de los enrejados


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Se tiende a colocar los enrejados delante delos desarenadores para evitar roturas deestos. En el pasado se colocaban las rejas

detrs para que en caso de que se atascaranlos slidos se sedimentarn en losdesarenadores.

En tal caso la ubicacin delante o detrs deldesarenador deber ser de fcil acceso parasu operacin y mantenimiento

Enrejado finoLocalizacin de los enrejados


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Cualquier estructura que contenga unainstalacin de enrejado, particularmentelas rejas de limpieza mecnica, requiere

una buena ventilacin. Esto, combinadocon un secado al aire, minimiza laacumulacin de humedad y elimina la

atmsfera corrosiva, prolongando la vidadel equipo.

Enrejado finoLocalizacin de los enrejados


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Resumen (Enrejado)

TIPOS DE REJILLAS

Segn la inclinacin de la rejilla

Horizontales Verticales

Inclinadas

Segn la separacin libre entre barras

Finas (< 1,5 cm) Medias (1,5 - 5,0 cm)

Gruesas (> 5,0 cm)


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Segn la limpieza de las rejillas Limpieza manual (para instalaciones pequeas)

Limpieza mecnica (para grandes depuradoras)

Automatismo del sistema limpiador regulado con

intervalo de tiempo fijo Sencillez de manejo

Automatismo del sistema limpiador regulado con intervalode tiempo modificado (segn el caudal de entrada y los

slidos retenidos) Ahorro de energa

Mayor cantidad de materia retenida

Menor desgaste de maquinaria


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Estas consideraciones estn referidas al diseode una instalacin de rejas. En caos de utilizarotros dispositivos deben utilizarse los

suministrados por el fabricante.VELOCIDAD: La distribucin de la velocidaden el canal de aproximacin es muy importantepara una buena operacin de la reja. Un canal

recto asegura una buena distribucin develocidad a travs del enrejado y unaefectividad mxima del sistema

Consideraciones hidrulicas.


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Distribucin de velocidades


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Distribucin develocidades


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Velocidad

La velocidad antes y a travs de la reja afectasustancialmente su operacin. Cuanto menor esla velocidad mayor es la cantidad de materiales

eliminados de un residuo determinado. Sinembargo contra ms baja es la velocidad mayores la cantidad de slidos depositados en elcanal.

Se ha encontrado que velocidades entre 0.6 y1.2 m/sa travs de la reja han dado resultadossatisfactorios


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Prdida de carga

Para rejas de limpieza manual se acepta enla prctica una prdida de carga mnimade 150 mm y una mxima de 800 mm.

La prdida de carga para rejas de limpiezamecnica continua puede ser mantenida p

Los fabricantes suelen proporcionar curvas y

tablas de prdidas de carga para los distintosenrejados prcticamente constante para unflujo constante.


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Cuestiones: SAP

Matern: En el diseo de captacionesde obras rurales considera que laprdida en la rejilla de entrada donde

se capta el agua es de 0.06m,mientras que Krochin considera unaprdida de carga de 0,10 m en el pasopor el enrejado.

Se puede o debe calcular y tomar elmejor criterio de diseo.


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Prdida de carga

Es posible estimar la prdida de carga atravs de una reja mediante la expresin

=

2.

1

0.7

h - prdida de carga (m)

V- velocidad a travs de la reja, (m/s)

- velocidad antes de la reja, (m/s)

g- aceleracin de la gravedad, (m/s2)


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Ecuacin de Rischmer

=

4 3

.

2.

h- prdida de carga, (m)

- factor de forma de la barra, (tabla 1)

W- anchura total del canal, (m).b- espacio total libre entre las barras, (m).

- ngulo del enrejado con la horizontal


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Ecuacin de Rischmer

Valores Rischmer de

El diseo de una instalacin de rejas se realiza enbase a mantener la velocidad de paso del agua y laprdida de carga dentro de ciertos limites:

TIPO DE BARRA

Rectangular 2.42

Rectangular con cara aguas arriba semicircular 1.83Circular 1.79

Rectangular con caras aguas arriba y abajo semicircular 1.67


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Velocidad: Se considera una colmatacin de lareja del 30% (caso ms desfavorable). Lavelocidad de paso V del agua a travs de la rejadebe ser:

Para caudal medio 0.6


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Diseo de rejas

Fijada la separacin entre barrotes (5- 10 cmpara rejas gruesas y 1.5 a 2 cm para rejasfinas), y el espesorde los barrotes (2 cm paragruesas y 0.5 a 1 cm para finas) y el calado

del canal, se obtiene el ancho real del canal. PRINCIPIOS HIDRULICOS LOS MISMOS- USOS O APLICACIONES

DISTINTOS.

La prdida de carga vendr fijada por laformade los barrotes y por el ngulo con lahorizontal. Debe mantenerse. Caudal de agua potable 0.05


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Desarenadores

Se utilizan tanto en SAP como endepuradoras.

Principio hidrulico es el mismo, distintasescalas.

Los materiales retenidos en losdesarenadores se caracterizan por ser

partculas discretas no putrescibles.


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La colocacin de los desarenadores antesde las bombas de agua residual, puedeimplicar su colocacin a unaprofundidad considerable a un coste

elevado. En esos casos suele ser mseconmico bombear el agua residualincluyendo la grava y arena hasta losdesarenadores que estarn situados en

la cabeza de la planta, a pesar de que lasbombas requieran un mayor coste demantenimiento.

Desarenadores


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Se llama desarenador a una obra hidrulicaque sirve para separar y remover despus, elmaterial slido que lleva el agua de un canal.

Los desarenadores cumplen una funcin muyimportante y por esto, salvo casos especialesde aguas muy limpias, debe considerrseles

como obras indispensables dentro de losproyectos de utilizacin de recursos hdricos(Krochin 2010)

Desarenadores


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Desarenador

o Fundamento fsico: Sedimentacin discreta departculas

o Objetivo: Eliminar partculas (arenas, gravas

con densidad y velocidad de sedimentacinsuperior a las partculas putrescibles)

1.3


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Esquema de undesarenador


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SEDIMENTACIN

Es una operacin unitaria en la cual seelimina la materia suspendida en una faselquida por decantacin utilizando el hecho

de su mayor densidad con respecto al lquido,es decir, por fuerzas gravitatorias.Histricamente la sedimentacin ha sido ycontinua siendo el mtodo de tratamiento ms

comn utilizado en los sistemas detratamiento de aguas dulces y aguasresiduales


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Sedimentador corte y planta


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SEDIMENTACIN

En los tratamientos convencionales de aguadulce incluye:

1. Pretratamiento de aguas superficiales

2. Sedimentacin de aguas coaguladas yfloculadas.

3. Sedimentacin de aguas coaguladas y floculadas

en el ablandamiento de agua.4. Sedimentacin de aguas tratadas para la

eliminacin de hierro y manganeso.


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SEDIMENTACIN


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SEDIMENTACIN

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