TRATAMIENTO DE AGUAS (PARTE 1)

Las aguas naturales raramente son de calidad satisfactoria para el consumo humano o el uso  industrial  y casi  siempre  deben  ser  tratadas.  El  nivel  de  tratamiento  necesario dependerá de cuan aceptable o pura sea el agua natural
El agua dulce bruta se extrae de los ríos, lagos u origen subterráneo y se trata hasta los estándares aceptables  para  el  consumo  humano  o  las  necesidades  industriales.  Algunas fuentes  de  agua  subterránea son  tan  puras  que  no  necesitan  tratamiento  alguno,  aunque cuando   se   utilizan   para   abastecimiento  público,   las   autoridades   hidráulicas   locales
(públicas  y  privadas)  tienden  a  aplicar  un  proceso  de  desinfección,  aunque  esto  es prioritariamente para la desinfección de la red de distribución.
Los objetivos del tratamiento de agua son producir:

-          Agua que sea segura para el consumo humano

-          Agua que sea estéticamente atractiva al consumidor

-          Agua a un costo razonable

El  tratamiento  estándar  es  el  conjunto  de  procesos  unitarios  que  reducen  el  color,  la turbidez  y  las impurezas  a  niveles  aceptables.  Al  hacerlo  así,  se  producen  ventajas adicionales,  tales  como reducciones  en  hierro  y  manganeso,  reducciones  en  algas,  en patógenos, etc. Se puede considerar que el tratamiento estándar consiste en los siguientes procesos unitarios:
           
            Sedimentación

            Coagulación y floculación

            Sedimentación de partículas floculadas

            Filtración

1 Sedimentación: General

La  sedimentación  es  por  definición  la  separación  Sólido-liquido,  una  decantación  por gravedad para separar los sólidos en suspensión (Reynolds,1982). En tratamiento de aguas los procesos de sedimentación utilizados son:

Tipo I.             Para   sedimentar   partículas   discretas   no   floculadas   en   una   suspensión diluida.   Esto  puede   presentarse   debido    la   decantación   de   aguas superficiales antes del tratamiento por filtración de arena

Tipo II.            Para sedimentar partículas floculadas en una suspensión diluida. Esto puede presentarse después  de  la  coagulación  química  y  floculación  donde  las partículas no discretas se les ayuda químicamente a coagular
Otros tipos de sedimentación son combinaciones de I y II.
  
Sedimentación de partículas discretas tipo I.

Los tanques o cubas de decantación son de dos tipos: rectangulares y circulares. Tienden a tener una relación de longitud –ancho de alrededor de 2 una profundidad del orden de 1.5 a
6 m. En la base del lado aguas arriba se coloca una poceta de extracción de lodos, y el lodo se conduce hasta ella por unas tablillas o rasquetas
  
Sedimentación de partículas floculadas tipo II.

La  sedimentación  tipo  II  como  se  dijo  es  la  sedimentación  de  grupos  de  partículas floculadas,  estas son   partículas  que  son  ayudadas  químicamente  para  reunirse  y  formar partículas  grandes  y  así decantar. La  coagulación  es  el  primer  proceso  de  añadir  el producto químico coagulante que cambia la carga eléctrica de las partículas (coloides) y por lo tanto las hace susceptibles para la agregación. La floculación es el segundo proceso de obtener la mezcla coagulada para formar flóculos mayores. Mientras las partículas están sedimentando  también  están  floculando  y  así  aumentan  en  tamaño  y  en  masa  durante  la sedimentación.

2 Coagulación


La materia particulada en suspensión tiene una gama de tamaños de 10-7  a 10-1mm. Los coloides  de
arcilla  inorgánicos  oscilan  en  tamaño  de  10-6    a  10-3mm.  y  forman  el componente  mayoritario de las  partículas  en  suspensión,  el  componente  minoritario constituyen los microorganismos y los coloides
orgánicos. La mayoría de las partículas en suspensión  tiene  una  carga  negativa,  esto  significa  que  se  repelen  unas  a  otras  y  así  se mantienen en suspensión, las partículas que se mantienen en suspensión se dicen que son estables, el coagulante aporta iones con carga positiva, cambia la carga electrostática y de este modo quedan desestabilizadas, se atraen unas a otras, se aglomeran y decantan.

Es esencial el tratamiento previo del agua con algún coagulante, no solo para eliminar por sedimentación gran parte de la materia en suspensión, sino porque las partículas coloidales
en suspensión y las bacterias forman una sustancia gelatinosa que se adhiere a los granos de arena.
Los  coagulantes  químicos  se  añaden  al  agua  bruta  y  se  lleva  a  cabo  una  mezcla  rápida durante un breve periodo (20 a 60 s). Esto se hace en tanques, con el objetivo de formar un microflóculo.  Este  se  produce  como  resultado  de  la  desestabilización  de  las  impurezas inicialmente estables en suspensión.
Los tres coagulantes químicos  mas conocidos son:

-          Sulfato de aluminio (alumina)

-          Sulfato ferroso

-          Cloruro férrico

3 Floculación

Habiéndose  formado  el  microflóculo  (  que  aun  no  es  muy  sedimentable),  el  objetivo entonces es producir un flóculo de tamaño adecuado que pueda sedimentar por gravedad.
El proceso siguiente es someter la solución de microflóculo a un proceso de Floculación lenta.  Esto  se lleva  acabo  en  depósitos  durante  un  periodo  de  tiempo  de  20  a  60min  a velocidades de agitación muy lentas. Si el rotor del mezclador de floculación va demasiado rápido, hay riesgo de romper el microflóculo inicial y así invalidar el proceso.
Dependiendo  de  la  calidad  del  agua  bruta,  la  formación  del  microflóculo  puede  ser inadecuada  solo con  coagulantes  químicos  y  puede  precisar  de  ayudas  a  la  coagulación, también conocidos como polielectrolitos, estos se añaden después del coagulante en una pequeña cuba de mezcla rápida  y antes
del mezclado para floculación.
La cantidad de coagulante químico y/o  polielectrolito necesaria para una cantidad concreta de  agua  bruta  se puede  determinar  mediante  el  ensayo  de  coagulación  (conocido  como
Prueba de Jarras o Jar test) en laboratorio.
El  aparato  de  Jar  Test  se  muestra  en  la  Figura    esta  compuesto  por  varios  vasos  de laboratorio de un litro con muestras del agua bruta. A cada uno se le añade una cantidad distinta y creciente de coagulante y le sigue una mezcla rápida durante 20 a 60s. Se dejan sedimentar las muestras, y la muestra con las mejores características de sedimentación se selecciona  como  coagulante.  Después  de  una  serie  de  ensayos,  es  posible  determinar  la combinación de mejor dosis de coagulante y polielectrolito que facilita el tamaño optimo del floculo

0 comentarios:

Publicar un comentario