manual de operacion y mantenimiento

PROYECTO REHABILITACIN Y MEJORAMIENTO DEL SISTEMA HAINA-MANOGUAYABO.COMPONENTE EVALUACIN DE IMPACTO AMBIENTAL.CONSULTORIA SOBRE

CALIDAD DE AGUAS.

PRSTAMO BID 1152/OC-DR

Santo Domingo, R.D. Diciembre, 2001.

Elaborado por: Ing. Rosa Urania Abreu

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Manual Operacin y Mant. Planta de Trat. Haina-Manoguayabo

MANUAL DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DEL SISTEMA HAINA-MANOGUAYABO INDICE DE CONTENIDO: I.- INTRODUCCIN. .................................................................................1 II.- GENERALIDADES SOBRE EL AGUA Y SU PROCESO DE POTABILIZACIN. ...................................................................................3 II.1) II.2) II.3) II.4) CARACTERSTICAS FSICAS DEL AGUA. ................................................... 4 CARACTERSTICAS QUMICAS DEL AGUA ................................................ 5 CARACTERSTICAS MICROBIOLGICAS DEL AGUA................................ 6 CONCEPTOS BSICOS SOBRE LA POTABILIZACIN DEL AGUA ............ 7

III.- DESCRIPCIN GENERAL DEL SISTEMA HAINAMANOGUAYABO Y DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO.............10 IV.- TEORA DE PROCESOS DE TRATAMIENTO.........................13 IV.1 COAGULACIN ........................................................................................... 13 Cmo se produce la coagulacin?....................................................................... 14 Qu cantidad de coagulante se agrega al agua cruda? ..................................... 15 Tipos de Unidades de Mezlca Rpida ................................................................... 16 Descripcin unidad de mezcla rpida de la planta de tratamiento. ................... 21

IV.2

FLOCULACIN ............................................................................................ 25

Tipos de Unidades de Floculacin ......................................................................... 26 Descripcin unidad de floculacin de la planta de tratamiento. ........................ 29

IV.3 SEDIMENTACIN.............................................................................................. 32Tipos de Unidades de Sedimentacin .................................................................... 33 Descripcin unidad de sedimentacin de la planta de tratamiento.................... 38

IV.4 FILTRACIN ....................................................................................................... 39

Tipos de Unidades de Filtracin ............................................................................ 40 Qu pasa durante el proceso de filtracin? ....................................................... 45 Conceptos bsicos del lavado de los filtros. .......................................................... 48 Descripcin Unidad de Filtracin de la Planta de Tratamiento ......................... 50 Tipos de desinfectantes. .......................................................................................... 53 Cmara de contacto. ............................................................................................... 55

IV.5

DESINFECCIN. .......................................................................................... 50

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V.- OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE LAS UNIDADES DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO. ..............................................................56 V.1 MANEJO DE SUSTANCIAS QUMICAS............................................................... 57Sulfato de Aluminio ................................................................................................ 57 Seguridad y Manejo del Sulfato de Aluminio ...................................................... 60

V.2 OPERACIN DE VLVULAS Y COMPUERTAS. ................................................ 61 V.3 DOSIFICACIN DE SUSTANCIAS QUMICAS.................................................... 65

V.3.1 Sulfato de Aluminio ...................................................................................... 65

Preparacin de la solucin ................................................................................. 65 Aplicacin dosis ptima de coagulante ............................................................. 68 Operacin con filtracin directa........................................................................ 76 V.3.2 Cloro .............................................................................................................. 78 Precloracin......................................................................................................... 78 Postcloracin ....................................................................................................... 78 V.4 MEZCLA RPIDA................................................................................................ 79 V.5 FLOCULADOR...................................................................................................... 80 V.6 SEDIMENTADOR ................................................................................................. 82 V.7 FILTRACIN. ....................................................................................................... 83 V.7.1 Filtrado Normal............................................................................................. 84 V.7.2 Lavado de un filtro. ...................................................................................... 86 Cmo se pone en operacin de nuevo el filtro que se acaba de lavar?......... 87 Cmo se desagua y llena un filtro?.................................................................. 87 V.8 OPERACIN EN SITUACIONES DE EMERGENCIAS ......................................... 88 V.9 MANEJO Y DOSIFICACIN DE CLORO. ............................................................ 89 V.9.1 Recepcin de cilindros llenos. ...................................................................... 89 Descarga y almacenamiento de cilindros llenos. .............................................. 90

VI.- BIBLIOGRAFA. ............................................................................91 VII.ANEXOS .......................................................................................91

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I.- Introduccin. El presente documento ha sido elaborado dentro del marco del Programa de Reconstruccin y Mejoramiento ante los efectos del Huracn Georges, especficamente dentro del componente de rehabilitacin y mejoramiento del Sistema de Abastecimiento de Haina-Manoguayabo, desarrollado a travs del Prstamo No. 1152/OC-DR concertado por el Gobierno Dominicano con el Banco Interamericano de Desarrollo (BID). El objetivo de este Manual es, en primer lugar, ofrecer una gua de los protocolos para la adecuada operacin y mantenimiento de los procesos de la planta de tratamiento del Sistema de Abastecimiento HainaManoguayabo. Lamentablemente, la falta de informacin actualizada impide incluir todos los detalles requeridos, en cuyos casos se han dejado los espacios en blanco para que los tcnicos de la CAASD realicen los estudios complementarios, segn los procedimientos e instrucciones que incluye este manual. Es importante destacar, que este documento est elaborado con la idea de que sirva como instrumento de capacitacin para el personal tcnico y profesional que labore en actividades relacionadas con la operacin y mantenimiento de esta planta de tratamiento, as como cualquier otra instalacin del tipo filtracin rpida. En tal sentido, el documento inicia con los aspectos fundamentales de la calidad fsico-qumica y microbiolgica de las aguas, as como algunos conceptos generales sobre el tratamiento del agua. Luego, se presenta una descripcin general del Sistema HainaManoguayabo, haciendo nfasis en lo correspondiente a las unidades de tratamiento de la planta. Ms adelante, se incluye un capitulo donde se plantean los conceptos fundamentales de los procesos que componen una planta de tratamiento de filtracin rpida: coagulacin, floculacin, sedimentacin, filtracin y desinfeccin.

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De su parte, el ltimo captulo describe los procedimientos para la operacin y mantenimiento de cada uno de los procesos que se realizan en la planta de tratamiento, as como de las unidades donde estos se efectan. Finalmente, se incluyen varios anexos con informacin adicional importante, entre las que se destacan protocolos complementarios a los rutinarios que se describen en el captulo de Operacin y Mantenimiento de las Unidades de la Planta de Tratamiento y un juego de los planos ms importantes de la misma. Es importante sealar en esta introduccin, la necesidad de rehabilitar la planta de tratamiento, muy especialmente en lo que se refiere a la incorporacin de nuevo lecho filtrante a todas las unidades de filtracin. Luego de esta rehabilitacin, se debe evaluar a profundidad la planta de tratamiento, para determinar los parmetros operacionales ptimos de cada uno de sus procesos e incorporar los mismos en el formato de la presente gua ofrecida por este documento.

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II.- Generalidades sobre el agua y su proceso de potabilizacin. El agua en su estado natural es el compuesto o sustancia ms abundante y ms ampliamente distribuido en la naturaleza. Se puede encontrar en tres formas o estados: Lquido: Ocanos, ros, lagos, etc. Slido: Hielo, Nieve, etc. Gaseoso: Atmsfera. Su forma molecular es H2O. El agua pura solamente puede existir a nivel de laboratorio bajo condiciones muy especiales. El agua natural o cruda es la que se encuentra en la naturaleza y por lo general no reune las condiciones necesarias para su consumo, debido a que cada vez los cursos de agua estn ms contaminados. En la naturaleza el agua toma del suelo y del aire elementos y sustancias que cambian su condicin original desde dos aspectos diferentes: Aspecto fsico: detectables a los sentidos (vista, gusto, olfato). Acepto qumico: determinables en laboratorio. Adems, el agua adquiere muchos tipos de microbios que proceden de los excrementos de los animales y la gente, que han sido depositados en el suelo y que la lluvia los ha arrastrado a las corrientes de agua. Estos microbios que adquiere el agua son los responsables de la mayor parte de las enfermedades que sufren los nios y personas adultas, como son: las diarreas, desintera, tifoidea, hepatitis, etc. Por tanto, el agua cruda o natural debe ser tratada para eliminar la contaminacin y suciedad que ha tomado del suelo en su recorrido por los ros, compuestas principalmente por tierra o arcilla y muchos tipos de microbios.

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El lugar donde se elimina la suciedad y contaminacin del agua se llama planta de tratamiento. El tratamiento de un agua cruda se realiza paso a paso. A cada uno de esos pasos se le llama PROCESO. El lugar donde se realiza cada paso o proceso en la planta de tratamiento se llama UNIDAD. El agua cruda al pasar por todos los procesos que tiene una planta de tratamiento se convierte en agua potable (siempre y cuando estos procesos sean bien realizados). Es importante destacar que entendemos por agua potable a aquella que: Es agradable a los sentidos, o sea, no debe verse sucia y no debe tener olor ni sabor. No tiene microbios patgenos, o sea, no debe tener microbios que causen enfermedades al hombre. No debe contener elementos o sustancias qumicas en cantidades tales que hagan dao al cuerpo humano. Tradicionalmente, las normas existentes para agua de consumo estn dirigidas a regular los valores de los parmetros fsicos, qumicos y microbiolgicos que garanticen el cumplimiento de las tres caractersticas citadas anteriormente, y que definen el agua como apta para el consumo humano. II.1) Caractersticas fsicas del agua. Las caractersticas fsicas del agua son: a) Turbiedad b) Color c) Olor d) Sabor e) Temperatura Estas caractersticas se llaman fsicas porque se pueden detectar con los sentidos (vista, olfato, etc), por lo cual son las que determinan la apariencia general del agua y la aceptacin de los consumidores.Diciembre, 2001 Pgina 4

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Por ser las ms importantes, para los procesos de tratamiento del agua, definimos a continuacin los conceptos de turbiedad y color: TURBIEDAD: En trminos llanos, podemos decir que la turbiedad es el contenido de suciedad del agua. As se habla de agua sucia cuando el agua contiene turbiedad y de agua clara cuando la turbiedad es muy poca. Los contaminantes causantes de turbiedad en el agua son las partculas en suspensin, tales como arcilla, minerales, sedimento, materia orgnica e inorgnica finamente dividida, plancton y otros organismos microscpicos. Los tamaos de las partculas varan desde partculas coloidales hasta partculas ms grandes. La cantidad de turbiedad se puede medir en el laboratorio mediante aparatos o instrumentos llamados turbidmetros, que pueden ser de diferentes tipos. El nefelmetro es el ms utilizado actualmente, razn por la cual el valor de turbiedad determinado se reporta como unidades nefelomtricas de turbiedad (UNT). COLOR: El color en el agua se produce principalmente por partculas de origen orgnico que se disuelven en el agua. Se mide al comparar visualmente una muestra de agua con soluciones que tienen un valor de color conocido (patrones). Cuando se mide el color el valor encontrado se reporta como unidades de color (U.C.) o (U.P.T.). II.2) Caractersticas qumicas del agua El agua puede disolver cualquier elemento o sustancia que encuentre en su recorrido. Debido a esta capacidad, el agua se conoce como el disolvente universal. Por esta razn, cualquier elemento o sustancia qumica podra estar presente en el agua.Diciembre, 2001 Pgina 5

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La presencia de algunas de estas sustancias y elementos qumicos en el agua no tiene ninguna importancia. Sin embargo, existen muchas de ellas que causan problemas , ya sea a la salud del hombre, al aspecto del agua o a los procesos de tratamiento. A continuacin presentamos algunas de estas: Aceites y grasas: producen olor y sabor. Agentes espumantes: afectan los procesos de coagulacin, sedimentacin y filtracin. Alcalinidad: su presencia es importante para el proceso de coagulacin. Amonio: afecta el proceso de desinfeccin. Cloruros: pueden producir sabor al agua. Dureza: puede producir obstruccin de las tuberas y aumenta el consumo de jabn en el uso domstico. Hierro: produce sabor y manchas en la ropa. pH: afecta el proceso de desinfeccin y tiene importancia en la produccin de corrosin e incrustaciones en las tuberas. Plomo: puede producir intoxicaciones agudas al hombre. Sulfatos: en grandes cantidades afectan el sabor del agua y pueden producir diarreas. II.3) Caractersticas microbiolgicas del agua. Los microbios son seres vivos muy pequeos que no es posible verlos sin la ayuda de aparatos especiales, pero que casi siempre estn presentes cuando el agua est sucia o turbia. Muchos tipos de microbios proceden de la materia fecal de los animales y de la gente, que han sido depositados en el suelo y que la lluvia los ha arrastrado a las corrientes de agua. Hay muchos tipos de microbios. Los que con ms frecuencia se encuentran presentes en el agua son: Bacterias, Virus, Protozoarios, etc. El grupo de microbios llamados bacterias son los ms importantes para nosotros, ya que son las causantes de la mayora de las enfermedades que sufren las personas (principalmente los nios) y que son originadas por el agua.Diciembre, 2001 Pgina 6

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Las bacterias se clasifican en: a) Bacterias patgenas: son aquellas que causan enfermedades a los animales y a las personas. Las ms comunes de estas enfermedades son: diarrea, tifoidea, clera, gastroenteritis, etc. b) Bacterias no patgenas: son aquellas que no causan enfermedades a los animales ni a las personas. Las ms importantes y conocidas de este tipo de bacterias son las llamadas coliformes, cuya determinacin es importante porque sirven como indicadores de contaminacin en el agua. Los coliformes se utilizan como indicadores de contaminacin por varias razones, entre las que se encuentran: Su presencia en gran cantidad en el intestino del hombre y de los animales de sangre caliente. Luego, la existencia de coliformes en un agua nos indica que esta agua pudo estar en contacto con materia fecal y por tanto, existe la posibilidad de que tenga bacterias patgenas y enfermar a las personas. Son ms resistentes a la accin del cloro como desinfectante, que la mayora de las bacterias patgenas. Por tanto, cuando un agua que se le ha agregado cloro no tiene coliformes, es porque ya todas las bacterias patgenas se han eliminado. Su determinacin en el laboratorio es relativamente fcil y de bajo costo. II.4) Conceptos bsicos sobre la potabilizacin del agua En este punto es importante hacer referencia a los aspectos ms importantes involucrados en la obtencin de agua con buena calidad. Para tales fines, en primer lugar introducimos el concepto de barreras mltiples ya que en la prctica de la salud pblica, es ms efectivo tener mltiples barreras en lugar de una sola a la transmisin de una enfermedad.

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En tal sentido, se recomienda la proteccin sanitaria de las fuentes de abastecimiento de agua y la desinfeccin de todos los sistemas pblicos de agua independientemente de la pureza de la fuente. Adicionalmente, se requiere que los suministros de aguas superficiales reciban tratamiento mediante floculacin-sedimentacin y/o la filtracin, para extraer los agentes patgenos que sean resistentes al proceso de desinfeccin, as como para reducir la turbiedad y tornar el desinfectante ms eficaz. De la misma forma, la continuidad en el servicio de agua, la minimizacin de las averas de las redes de distribucin y el adecuado manejo del agua dentro de los hogares, constituyen barreras en contra de la contaminacin del agua. Con relacin a las plantas potabilizadoras de agua, las mismas se dividen fundamentalmente en plantas de tratamiento de filtracin lenta y plantas de tratamiento de filtracin rpida. La primera de ellas, es altamente eficiente en remocin microbiolgica y la potabilizacin se produce por mecanismos biolgicos, no pueden operar con altas turbiedades y sus bajos niveles de operacin y mantenimiento las hacen propicias para zonas rurales. De su parte, la filtracin rpida es el tipo de tratamiento en el cual intervienen procesos de remocin qumicos y fsicos. Al aplicarse al agua una sustancia con propiedades coagulantes, se neutralizan las cargas elctricas de las partculas que producen la turbiedad, mediante el mecanismo que se denomina desestabilizacin, el cual favorece la aglomeracin de las partculas en flculos, para su posterior remocin mediante la decantacin y filtracin. No es posible hacer filtracin rpida sin la aplicacin de coagulante. La Figura No. 1 presenta el recorrido que hace el agua al pasar por una planta de tratamiento de este tipo, indicando cada uno de los procesos acompaados del nombre de las unidades en que se producen.

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Figura No. 1

PROCESOS Y UNIDADES QUE COMPONEN UNA PLANTA DE TRATAMIENTO DE FILTRACIN RPIDA

AGUA CRUDA

COAGULACIN

FLOCULACIN

SEDIMENTACIN

FILTRACIN

DESINFECCIN

AGUA TRATADA

FILTRACIN DIRECTA (TURB. AGUA CRUDA < 10 UNT.)

UNIDAD DE MEZCLA RPIDA

FLOCULADOR

SEDIMENTADOR

FILTRO RPIDO

CMARA DE CONTACTO

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Este tipo de plantas de tratamiento puede tratar eficientemente altos niveles de turbiedades de agua. No obstante, la buena operacin y mantenimiento de los filtros rpidos requiere ingresos de agua con turbiedades menores a las 10 UNT. Por tal motivo, el pretratamiento debe garantizar la reduccin del valor de turbiedad de agua cruda hasta los niveles requeridos. Debido a que las aguas claras son difciles de desestabilizar por la coagulacin, y por tanto para decantarlas y filtrarlas, para el tratamiento de estas (turbiedades < 10 UNT), se recomienda utilizar una variante dentro de las plantas de filtracin rpida, denominada filtracin directa. En este tipo de sistema, el agua coagulada pasa directamente a los filtros. III.- Descripcin General del Sistema Haina-Manoguayabo y de la Planta de Tratamiento. En documento anexo a este manual, se presentan los planos ms importantes para la operacin y mantenimiento de esta planta de tratamiento. La obra de toma consiste en un dique derivador colocado transversalmente al Ro Haina, lo que permite que el agua pase a un crcamo que est en la margen derecha de este protegido con rejillas para evitar el paso de partculas slidas que puedan causar dao a los impeles de las bombas, las cuales se encuentran encima del crcamo de donde succionan el agua cruda y la envan a las plantas de tratamiento para ser sometidas a los procesos de potabilizacin. La obra de toma consta de 10 equipos de bombeo con una capacidad de 8,000 gal/min y 150 hp. Una lnea de impulsin de 60 sale de la obra de toma para luego bifurcarse en dos lneas de 42 las que desembocan una en cada planta. El sistema de Haina-Manoguayabo est conformado por 2 plantas de tratamiento de filtracin rpida con 4 mdulos cada una con capacidad para tratar 0.5 m3 /seg que hacen una produccin total de 4.0 m3 /seg, equivalentes a unos 90 millones de galones diariamente.

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La planta de tratamiento fue diseada por las Ingenieras Xiomara Duval y Clara Mock, con la asistencia de la Ing. Lidia Cnepa de Vargas, Oficial del Programa de Mejoramiento de la Calidad del Agua para Consumo Humano del Centro Panamericano de Ingeniera Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS). Est ubicada en el paraje El Carril, seccin El Carril, municipio Bajos de Haina, provincia San Cristbal, poblado ubicado a unos 12 Kms. del Centro de la ciudad de Santo Domingo en direccin oeste, justamente al lado de la ribera del Ro Haina. Cada planta consta de dos canales de entrada de agua cruda que darn servicio a dos mdulos respectivamente. Cada canal de entrada cuenta con un vertedero para absorber cualquier turbulencia antes de llegar a la zona de mezcla rpida. El canal tiene 2 metros de ancho y 10.225 mt. de longitud, antes de la mezcla rpida. La unidad de mezcla rpida, es una canaleta Parshall de 1.25 mt de garganta, usada como mezclador y medidor de caudales. Antes de llegar al floculador el agua pasa por un canal de transicin. El floculador es del tipo de pantallas de flujo vertical, compartimentizado en 5 tramos con gradientes decrecientes en el sentido del flujo. El tiempo total de retencin terico es de 21 minutos. Las pantallas son de asbesto cemento, con espesor de 11/2 colocadas horizontalmente en el canal e inclinadas en las esquinas para evitar espacios muertos. Por su parte, el canal de distribucin a los decantadores, cuya funcin es distribuir el caudal en forma equitativa a cinco unidades, fue calculado con seccin variable, de manera que al ir entregando caudal a los decantadores la seccin va disminuyendo y la velocidad permanece prcticamente constante. Como zona de entrada a los decantadores, se seleccion un canal central de seccin variable con orificios laterales para asegurar una buena distribucin. Cada mdulo cuenta con 5 unidades de decantacin de alta tasa con flujo laminar, a travs de placas de asbesto cemento inclinadas a 60 con la horizontal. La tasa de decantacin real es de 28.8 M3/M2/d.

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Adems, cada mdulo consta de 8 unidades de filtracin. Estos son filtros rpidos de tasa declinante, autolavables y de lecho simple compuesto solo por arena clasificada. Las dimensiones para cada unidad son: Ancho: 3.57 mt. Longitud: 8.40 mt.

Se requiri el suministro de 960 metros cbicos de arena para los cuatro filtros de las plantas. La arena est compuesta de granos duros y resistentes, libres de arcilla, suciedad, materia orgnica y la distribucin del tamao fue realizado por el mtodo de tamizado. Adems, se requiri el suministro de grava de ro para soporte del lecho filtrante. Esta deba cumplir con la norma B100-72 de la AWW; las partculas deben ser duras y redondeadas con gravedad especfica no menor de 2.65. Las muestras sumergidas durante 24 horas en una solucin al 40% de cido clorhdrico debe permanecer insolubles en un 95 %. La estacin de bombeo est compuesta de 8 equipos con una capacidad de 4000 gpm de los cuales se tienen 6 en operacin y 2 en reserva. La dosificacin de cloro se hace en forma de solucin con la instalacin de dos cloradores del tipo de vaco. Los cloradores tienen una capacidad mxima de aplicacin de 2,000 lbs. de cloro por da. Cada planta de tratamiento cuenta adems con una casa de operaciones que incluye: almacn de sustancias qumicas, rea de dosificacin, oficina, laboratorio, elevador de sulfato de aluminio y servicio sanitario. Por otra parte, cada planta posee tambin caseta de bombeo, casa de cloracin y la instalacin en su conjunto cuenta con obras complementarias como son: calles de acceso asfaltadas, rea de parqueo, zonas verdes, edificios escuela de fontanera, casa club de empleados, canchas deportivas, estadio de softball, piscina, sub-estaciones elctricas, casa para el encargado del sistema, oficinas de trabajo, sala de adiestramiento, biblioteca y aulas para el Liceo Tcnico, entre otras.

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IV.- Teora de procesos de tratamiento. A continuacin se presentan los fundamentos tericos de cada uno de los procesos de tratamiento que se producen en la planta de tratamiento de Haina-Manoguayabo, acompaados de las figuras y detalles de las unidades en que se producen los mismos. IV.1 Coagulacin Es el primer proceso que se realiza en la planta de tratamiento. En el, se produce la mezcla del coagulante con el agua para provocar que las partculas que producen la turbiedad puedan juntarse, aumentar su tamao y peso para luego ser separadas del agua por medio de la sedimentacin y filtracin. Los principales factores que influyen en el proceso, se describen a continuacin: Caractersticas del agua cruda : Las caractersticas del agua cruda que ms influyen en la eficiencia del proceso son: turbiedad, alcalinidad, PH, tamao de las partculas y la temperatura. Se presentan, en orden decreciente segn su facilidad de tratamiento, las siguientes cuatro situaciones diferentes, dependiendo de las variaciones de estos en el agua: Aumento dificultad de tratamiento Variables qumicas : Las principales variables qumicas del proceso son: la dosis ptima, el PH ptimo, la alcalinidad y la concentracin ptima de coagulante. Los materiales y procedimientos para las pruebas de laboratorio que determinan estas variables qumicas se presentan en el Anexo No. 1. Alta turbiedad Alta alcalinidad Alta turbiedad Baja alcalinidad Baja turbiedad Alta alcalinidad Baja turbiedad Baja alcalinidad

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Condiciones de mezcla rpida : Se refiere a las condiciones de intensidad, agitacin y tiempo de retencin que debe reunir la masa de agua en el momento en que se dosifica el coagulante. En este punto es importante incluir tambin la forma de aplicacin del coagulante, la cual debe realizarse uniformemente a travs de toda la masa de agua y en el punto de mayor turbulencia de la unidad de mezcla rpida.

Cmo se produce la coagulacin? El coagulante al mezclarse con el agua forma cadenas en esta forma:

POLIMERO

Cuando el coagulante viene en forma de polvo o granular, para formar estas cadenas se requiere primero su disolucin en agua. Esta solucin de coagulante + agua, debe permanecer como mnimo cinco minutos antes de ser aplicada a la masa de agua que se tratar.

Estas cadenas o polmeros al encontrarse con las partculas que producen turbiedad, las atrapan:

+COAGULANTE PARTCULA DE TURBIEDAD PARTCULA ATRAPADA

PROCESO DE COAGULACIN

Como puede verse esta partcula atrapada tiene espacios vacos que le van a permitir juntarse con otra para formar el flculo en el proceso de floculacin.Diciembre, 2001 Pgina 14

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FLOCULACIN

PARTCULAS ATRAPADAS

FLCULOS

Qu cantidad de coagulante se agrega al agua cruda? La cantidad de coagulante que se agrega se le llama dosis y se mide en mgr./lt. o sea peso de sulfato (mgr) agregados por cada litro de agua que entra a la planta. Cuando un agua entra a la planta lo hace con un grado de turbiedad. Para esta turbiedad hay una dosis de coagulante que hace que la turbiedad al final del tratamiento sea lo ms pequea posible. A esta cantidad de coagulante aplicada se le llama dosis ptima de coagulante. Como vimos anteriormente cuando la partcula de turbiedad queda atrapada por el coagulante deben quedar espacios vacos en ella que le permitan juntarse con otra y formar el flculo. Si agregamos menos cantidad de coagulante que la ptima a una partcula atrapada se le hace difcil encontrar a otra partcula atrapada para formar el flculo:

+COAGULANTE MUCHAS PARTCULAS PARTCULA ATRAPADA

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PARTCULA ATRAPADA POR EL Luego, aplicar PARTCULA menos cantidad de sulfato que la dosis ptima quiere decir COAGULANTE que van a existir menos cadenas de coagulante que partculas de turbiedad. ATRAPADA Por tanto, las partculas que puedan ser atrapadas al no encontrar sitios vacos en otra partcula atrapada, van a ser arropadas por el coagulante (como se muestra en la figura anterior) y ya en esta forma no pueden formar el flculo. Por otra parte, si agregamos ms cantidad de coagulante que la dosis ptima, quiere decir, que van a existir ms cadenas de coagulante que partculas de turbiedad: + PARTCULA COAGULANTEP

NO ENCUENTRA OTRA PARTCULA ATRAPADA CON SITIOS VACIOS

PARTCULA ATRAPADA POR EL COAGULANTE

Como puede verse, al igual que en el caso anterior la partcula queda sin sitios vacos para poder formar el flculo. Por tanto, podemos decir que cuando aplicamos la dosis ptima estamos agregando la cantidad de coagulante que se necesita para atrapar la cantidad de partculas que tiene el agua. Al hacer esto, vamos a conseguir formar la mayor cantidad de flculos posibles y por tanto es la forma de poder quitarle ms turbiedad y contaminacin al agua. Tipos de Unidades de Mezlca Rpida

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Como se ha hecho referencia anteriormente, el lugar donde se produce el proceso de coagulacin en una planta de tratamiento de filtracin rpida, se denomina unidad de mezcla rpida. Existen dos tipos de unidades de mezcla rpida, dependiendo del tipo de energa utilizada para producir la agitacin : 1. Mecnicas: la energa con que se realiza el proceso la producen equipos. 2. Hidrulicas: la energa con que se realiza el proceso la produce el agua. Es importante establecer algunas ventajas y desventajas de ambos tipos de unidades. En primer lugar, el gradiente de velocidad en un mezclador mecnico no varia con el caudal, teniendo la ventaja adicional de permitir controlar el grado de agitacin varindose la velocidad de rotacin del impulsor. Sin embargo, su funcionamiento depende de una fuente de energa externa, su costo es relativamente elevado y la propia complejidad de los equipos hacen inadecuada su utilizacin en los pases en desarrollo. En nuestro medio, se ha dado tradicionalmente preferencia a las unidades hidrulicas, tales como canaletas Parshall y vertederos. Adems, aunque son menos flexible a las variaciones de caudal, investigaciones realizadas revelan una mayor eficiencia que las unidades mecnicas. El Cuadro No. 1 presenta los tipos de unidades de mezcla rpida ms conocidos. De su parte, la Figura No.2, muestra algunos tipos de mezcladores mecnicos, y la Figura No.3, del tipo hidrulico.

CUADRO NO. 1

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CLASIFICACIN DE LAS UNIDADES DE MEZCLA RPIDA MECANICOSRetromezclador en lnea Resalto hidrulico

CANALETA PARSHALL CANAL DE FONDO INCLINADO VERTEDERO RECTANGULAR

HIDRULICOS

En lnea

DIFUSORES

EN TUBERASEn canales

Inyectores Estticos Cadas Orificios Vertederos triangulares Contracciones Medidor Venturi Reducciones Orificios ahogados Velocidad o cambio Lnea de bombeo de flujo Codos

FIGURA NO. 2 MEZCLADORES MECNICOS

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RETROMEZCLADOR DE UNA SOLA CAMARA

MEZCLADOR EN LINEA MECANIZADO

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FIGURA NO. 3 MEZCLADORES HIDRULICOS

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Descripcin unidad de mezcla rpida de la planta de tratamiento. La unidad de mezcla rpida, es una canaleta Parshall de 1.25 mt de garganta, usada como mezclador y medidor de caudales. Es importante destacar, que por tratarse de una unidad de tipo hidrulica para que se cumplan los parmetros de diseo (tiempo de retencin y gradiente o intensidad deDiciembre, 2001 Pgina 21

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agitacin) deben operar con el caudal de diseo. Las figuras Nos. 4 y 5 presentan la visin en planta y una seccin correspondientes a esta unidad.

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FIGURA NO. 4 UNIDAD DE MEZCLA RPIDA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO CANALETA PARSHALL (VISTA EN PLANTA)

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FIGURA NO. 5 UNIDAD DE MEZCLA RPIDA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO CANALETA PARSHALL (SECCIN)

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IV.2 Floculacin El objetivo principal de la floculacin es reunir a las partculas desestabilizadas para formar partculas de mayor tamao y peso que se llaman flculos.

FLOCULACIN

PARTCULAS ATRAPADAS

FLCULO

Para que el flculo se forme bien el agua debe pasar un tiempo suficiente en el floculador. Adems, el gradiente (agitacin) que recibe el agua debe ser suficiente. En caso de que el tiempo sea muy largo o el gradiente sea muy intenso, el flculo formado se romper:

MUCHO TIEMPO DE FLOCULACIN Y/O AGITACIN MUY INTENSA

FLCULO

PEDAZOS DE FLCULO

El tiempo necesario para la floculacin no es el mismo para todas las fuentes de agua. Este valor puede variar entre 20 y 40 minutos.

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Los principales factores que influyen en la eficiencia de este proceso son: La naturaleza del agua : Al igual que la coagulacin, la floculacin es extremadamente sensible a las caractersticas fsico-qumicas del agua cruda, tales como la alcalinidad, el PH y la turbiedad, etc. Las variaciones de caudal : Al variar el caudal de operacin de la planta de tratamiento se modifica el tiempo de retencin y los gradientes de velocidad. La intensidad de agitacin : Cuanto mayor es el gradiente de velocidad, ms rpida es la velocidad de aglomeracin de las partculas. Mientras tanto, a medida que los flculos aumentan de tamao, debe ir disminuyendo el gradiente para evitar que los mismos se rompan. El tiempo de floculacin : Bajo determinadas condiciones existe un tiempo ptimo, normalmente, entre 20 y 40 minutos. Es necesario, por lo tanto, que se adopten medidas para aproximar el tiempo real de retencin en el floculador, al tiempo determinado como ptimo. Una de las opciones para alcanzar este objetivo es la compartimentalizacin a travs de la colocacin de pantallas deflectoras.

Tipos de Unidades de Floculacin Los floculadores se clasifican en sentido general en mecnicos e hidrulicos, de acuerdo al tipo de energa utilizada para agitar el agua. Otra clasificacin puede hacerse, teniendo en cuenta el modo cmo se realiza la aglomeracin de las partculas: 1. Floculadores de contacto de slidos o de manto de lodos : son controlados por la concentracin de slidos.Diciembre, 2001 Pgina 26

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2. Floculadores de potencia o disipacin de energa: las partculas son arrastradas por el flujo de agua a travs del tanque de floculacin no existiendo prcticamente concentracin de slidos, y los gradientes son normalmente prefijados en el proyecto. De acuerdo a la forma de disipacin de energa, se pueden clasificar en hidrulicos y mecnicos. 2.1 Hidrulicos: utilizan la energa hidrulica disponible a travs de una prdida de carga general o especifica. Estos pueden ser de diferentes tipos como son de pantallas, Cox y Alabama, helicoidal de medio poroso, de mallas. 2.2 Mecnicos: utilizan energa de una fuente externa, normalmente un motor elctrico acoplado a un intercambiador de velocidades, que hace posible la pronta variacin de la intensidad de agitacin. Estos pueden ser de diferentes tipos como son de paletas, de turbina y alternativos.

FIGURA NO. 6 FLOCULADORES DE MANTO DE LODOS

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FIGURA NO. 7 FLOCULADORES DE POTENCIA HIDRULICOS

1) DE PANTALLAS :

2) VERTICAL TIPO ALABAMA :

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FIGURA NO. 8 FLOCULADORES DE POTENCIA MECNICOS

FLOCULADOR MECNICO DE EJE VERTICAL DEL TIPO DE PALETAS

Descripcin unidad de floculacin de la planta de tratamiento. Cada mdulo cuenta con un floculador hidrulico del tipo de pantallas de flujo vertical, compartimentizado en 5 tramos con gradientes decrecientes en el sentido del flujo. El tiempo total de retencin terico es de 21 minutos. Las pantallas son de asbesto cemento, con espesor de 1 1/2 colocadas horizontalmente en el canal e inclinadas en las esquinas para evitar espacios muertos. Las figuras Nos. 9 y 10 presentan la visin en planta y dos secciones correspondientes a esta unidad.

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FIGURA NO. 9 FLOCULADOR PLANTA DE TRATAMIENTO FLOCULADOR HIDRULICO DE PANTALLA DE FLUJO VERTICAL ( VISTA EN PLANTA)

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FIGURA NO. 10 FLOCULADOR PLANTA DE TRATAMIENTO FLOCULADOR HIDRULICO DE PANTALLA DE FLUJO VERTICAL (SECCIONES)

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IV.3 Sedimentacin Se entiende por sedimentacin a la remocin, por efecto gravitacional, de las partculas en suspensin en un fluido, y que tengan peso especifico mayor que el fluido. Las partculas en suspensin sedimentan en diferente forma, dependiendo de las caractersticas (forma, tamao, densidad) durante el proceso. Se denomina sedimentacin o sedimentacin simple al proceso de depsito de partculas discretas. Este caso, se presenta en desarenadores o en los sedimentadores del tipo convencional. Por otra parte, se denomina sedimentacin floculenta o decantacin al proceso de depsito de partculas floculentas. Este caso se presenta en clarificacin de aguas, como proceso intermedio entre coagulacinfloculacin y filtracin rpida. Los principales factores que influyen en el proceso de sedimentacin, se describen a continuacin: Naturaleza del agua cruda : Las propiedades de las partculas modifican la forma de depsito (sedimentacin para partculas discretas y decantacin para partculas floculentas). Adicionalmente, variaciones de concentracin de partculas o de temperatura producen variacin de densidad del agua y originan corrientes cinticas o trmicas (cortocircuitos). Condiciones hidrulicas : Los criterios y parmetros hidrulicos de diseo tienen gran influencia en la eficiencia de los sedimentadores o decantadores. Factores externos : Los factores externos al proceso de sedimentacin son los que tienen mayor influencia en la eficiencia de un sedimentador o decantador: acondicionamiento previo, procesos operacionales y factores ambientales.Diciembre, 2001 Pgina 32

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Buena o inadecuada coagulacin y floculacin ocasionan altas o bajas eficiencias en decantadores, respectivamente. De su parte, el viento, al soplar puede producir corrientes de suficiente intensidad como para inducir cambios en la direccin del flujo, etc. Cmo son las partes que componen un sedimentador o clarificador? a) Zona de entrada: Por esta parte entra el agua a los sedimentadores. Esta zona debe tener baja velocidad para evitar que los flculos formados en la floculacin se rompan al entrar a las unidades. La zona de entrada puede estar formada por orificios, un canal central con orificios, etc. b) Zona de sedimentacin: En esta parte ocurre la separacin de los flculos del agua, o sea, la sedimentacin propiamente dicha. Esta zona puede tener placas paralelas o no, dependiendo del tipo de sedimentador. c) Zona de lodos: En esta parte se depositan los flculos. Est formada por tolvas, las cuales pueden ser continuas o discontinuas. La zona de lodos debe desaguarse con regularidad para impedir la descomposicin de los lodos, la cual puede contaminar el agua. d) Zona de salida: En esta parte se recoge el agua ya sedimentada. La velocidad de la recoleccin no puede ser muy alta para impedir que los flculos sean arrastrados junto al agua clara. La Zona de salida puede estar formada por tubos con orificios o canaletas. Tipos de Unidades de Sedimentacin La sedimentacin o la decantacin se realizan en reactores denominados sedimentadores o decantadores, de acuerdo al tipo de proceso que se realice en cada unidad. En tal sentido, una buena forma de clasificarlos es la siguiente:

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Sedimentadores o decantadores estticos : En este tipo de unidades puede producirse decantacin, normalmente con cada libre, en turbulento o de transicin. Los tipos especficos son: desarenadores, unidades de flujo horizontal, vertical y unidades de flujo helicoidal. Decantadores dinmicos : En este tipo de unidades se aplica la teora de decantacin interferida al tratamiento de agua, requirindose una alta concentracin de partculas o incrementar las posibilidades de contacto. Los decantadores de manto de lodos se pueden clasificar de acuerdo a las condiciones y caractersticas de la zona de formacin de lodos, en hidrulicos y mecnicos. Decantadores laminares o de alta tasa : En este tipo de unidades, el proceso se realiza a travs de las placas, lo cual permite una velocidad mucho ms alta que en los sedimentadores estticos o convencionales, por lo que las primeras son de menor tamao que estas ltimas. sedimentacin o rgimen laminar, de estas unidades unidades de flujo

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FIGURA NO. 11 SEDIMENTADORES O DECANTADORES ESTTICOS

1) DESARENADORES

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2) SEDIMENTADORES HORIZONTALES DE FORMA RECTANGULAR :

FIGURA NO. 12 DECANTADORES DINMICOS

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FIGURA NO. 13 DECANTADORES LAMINARES O DE ALTA TASA

DECANTADORES LAMINARES DE FLUJO ASCENDENTE

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Descripcin unidad de sedimentacin de la planta de tratamiento. Cada mdulo cuenta con 5 unidades de decantacin de alta tasa con flujo laminar, a travs de placas de asbesto cemento inclinadas a 60 con la horizontal. La tasa de decantacin real es de 28.8 M3/M2/d. Las Figuras No. 14 presenta una seccin de los cinco sedimentadores de un mdulo.

FIGURA NO. 14 SEDIMENTADORES DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO SEDIMENTADORES DE ALTA TASA (SECCIN)

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IV.4 Filtracin La filtracin consiste en la remocin de partculas suspendidas y coloidales presentes en una suspensin acuosa que escurre a travs de un medio poroso. En general, la filtracin es la operacin final que se realiza en una planta de tratamiento de agua y, por tanto, es la responsable principal de la produccin de agua de calidad coincidente con los patrones de potabilidad. La eficiencia de la filtracin est relacionada con las caractersticas de la suspensin y del medio filtrante, con la hidrulica de la filtracin y la calidad del efluente. En este punto es muy importante tomar en cuenta que, por ejemplo, la filtracin de agua cruda en filtros lentos de arena y la de agua coagulada en filtros rpidos de arena, resultan de interacciones distintas entre los granos del medio filtrante y las partculas suspendidas. A continuacin se presentan los principales factores que influyen en la filtracin rpida: Caractersticas de la suspensin : La eficiencia de remocin de partculas suspendidas en un medio filtrante, est relacionada con las siguientes caractersticas de la suspensin: tipo, tamao, densidad y resistencia de las partculas suspendidas; temperatura del agua a ser filtrada; concentracin de partculas en el afluente; potencial zeta de la suspensin; y PH del afluente. Caractersticas del medio filtrante : Entre las caractersticas del medio filtrante que influyen en la filtracin, se destacan: tipo de lecho filtrante; tamao efectivo del material filtrante; coeficiente de uniformidad del material filtrante; coeficiente de esfericidad de los granos del material filtrante; peso especfico del material filtrante y espesor de la capa filtrante. Caractersticas hidrulicas : Las caractersticas hidrulicas que influyen en la eficiencia de la filtracin son: la tasa de filtracin, la carga hidrulica disponible y el mtodo de control.

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Tipos de Unidades de Filtracin Los sistemas de filtracin se clasifican en funcin de la direccin del flujo en la unidad y de la velocidad de filtracin, tal y como lo presenta la siguiente figura.FIGURA NO. 15 : PRINCIPALES APLICACIONES DE LA FILTRACIN

AGUA CRUDA

PREFILTRACIN

COAGULACIN FLOCULACIN Y SEDIMENTACIN

COAGULACIN

FILTRACIN LENTA

FILTRACIN DESCENDENTE

FILTRACIN ASCENDENTE

PREFLOCULACIN



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Filtracin rpida por gravedad : Es utilizada normalmente en las plantas de tratamiento para fines de abastecimiento pblico. Puede ser de flujo ascendente, y ser operado con tasa de filtracin constante o declinante. Cuando es de flujo descendente, la filtracin rpida puede realizarse con tasa declinante o constante, en filtros de capa nica de arena o de capas mltiples. Filtracin rpida bajo presin : Se realiza en tanques de lmina, y puede ser de flujo ascendente, descendente con medio filtrante constitudo de una o ms capas, y ascendente-descendente.

Cules son las partes que componen un filtro rpido?

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El agua sedimentada pasa al canal de distribucin de agua a los filtros (punto 1) de donde entra a cada una de las unidades de filtracin. Luego, el agua comienza a pasar por cada filtro de arriba hacia abajo atravesando primero la capa de arena (punto 2) y despus la grava ( punto 3). El agua ya filtrada, al pasar por la arena y la grava, se recoge en el drenaje (punto 4), el cual puede ser de diferentes tipos como por ejemplo: Tubos perforados, viguetas prefabricadas, etc. Estos filtros se lavan haciendo que el agua pase por la arena en sentido contrario a como se filtra (de abajo hacia arriba). El agua para lavar un filtro puede provenir ya sea del tanque de aguas claras (por bombeo), de un tanque elevado o del agua que estn filtrando los otros filtros. En todos los casos luego de pasar por la arena, el agua sucia es recolectada en canaletas (punto 5) y llevada al desague. En el filtro que aparece en la figura anterior, el agua de lavado ingresa por una tubera (punto 8) que puede venir ya sea del tanque de aguas claras o de un tanque elevado. En las Figuras Nos. 16 y 17, se presenta un filtro rpido (en planta y seccin) de los que se lavan con el agua que estn filtrando los dems filtros (por eso se llaman filtros autolavables). En estos se puede observar que debajo del drenaje tienen un hueco que se llama falso fondo (punto 6), el cual permite que por medio del canal de interconexin (punto 7) se comuniquen todos los filtros. De esta forma, cuando queremos lavar un filtro de la batera hacemos pasar el agua que estn filtrando todos los filtros (menos el que va a lavar) que se encuentra en el canal de interconexin (punto 7) por el falso fondo del filtro que vamos a lavar. Como puede verse, los filtros autolavables no necesitan las bombas y dems accesorios para su funcionamiento. Por tal motivo, son ms econmicos tanto para la construccin como para la operacin y el mantenimiento. Adems su operacin y mantenimiento es ms sencilla.Diciembre, 2001 Pgina 42

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FIGURA NO. 16 VISTA EN PLANTA DE UN FILTRO DE UNA BATERIA DE FILTROS RPIDOS AUTOLAVABLES DE TASA DECLINANTE

CANAL INTERCONEXIN DE FILTROS

VLVULA DE DESAGUE

CANAL DE AISLAMIENTO

VLVULA SALIDA AGUA FILTRADA

CAJA DEL FILTRO

CANAL COLECTOR DE AGUA DE LAVADO VLVULA ENTRADA AGUA SEDIMENTADA VLVULA SALIDA AGUA DE LAVADO

CANAL DE DISTRIBUCIN DE AGUA A LOS FILTROS

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FIGURA NO. 17 SECCIN DE UN FILTRO DE UNA BATERIA DE FILTROS RPIDOS AUTOLAVABLES DE TASA DECLINANTEENTRADA DE AGUA AL FILTRO

NIVEL MXIMO DE AGUA

NIVEL MINIMO DE AGUA

ARENA

FALSO FONDO

SALIDA AGUA DE LAVADO

SALIDA AGUA FILTRADA

DESAGUE DE FONDO

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Qu pasa durante el proceso de filtracin? Hemos definido la filtracin como el proceso en el cual los flculos ms pequeos, que no se eliminaron en la sedimentacin, quedan atrapados en la arena que tienen los filtros. Expresndolo en forma ms simple: El paso del agua por la arena es el proceso de filtracin. Como vemos, a travs de la arena es que se realiza el proceso, por lo que podemos decir que la arena es el filtro. Todos los dems componentes de la caja del filtro existen para permitir las condiciones con las que la arena pueda filtrar con eficiencia. Por lo tanto, la arena debe ser elegida con mucho cuidado (dentro de los valores que establecen las normas) y mantenerse en las mejores condiciones posibles. La altura de la capa de arena debe ser de 0.80 A 1.0 mts. Para mantener la arena en buenas condiciones, adems de una buena operacin en general, lo ms importante es un lavado eficiente. Si el lavado no es eficiente en poco tiempo la arena se daar. Al iniciarse la filtracin, la arena est totalmente limpia. A medida que el agua va pasando se van quedando atrapados los flculos y bacterias en los espacios que hay entre los granos de arena. Esto hace que la arena se vaya taponando cada vez ms y por tanto al agua se le va haciendo ms difcil pasar a travs de la arena. Al hacerse ms difcil el paso del agua por la arena, la cantidad de agua filtrada cada vez ser ms pequea, o lo que es lo mismo, la velocidad de filtracin se va reduciendo. Por otra parte, cuando ya la arena tiene mucho tiempo atrapando flculos y bacterias, llega el momento en que est tan sucia que cuando el agua pasa por ella se ensucia y contamina ms. Por tanto, cada cierto tiempo la arena debe ser lavada para que el proceso de filtracin pueda realizarse con eficiencia.Diciembre, 2001 Pgina 45

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El tiempo que pasa un filtro desde que empieza a filtrar con la arena limpia hasta que sta se tapona (colmata) y hay que lavarlo se llama carrera de filtracin. Existe un tipo de filtro en el que durante toda la carrera de filtracin se hace pasar el agua por la arena a la misma velocidad. A estos se les llama filtro de velocidad constante o tasa constante. Decimos que se hace pasar el agua a la misma velocidad porque como ya vimos, el proceso natural es que mientras la arena se va ensuciando (a medida que avanza el tiempo de la carrera de filtracin) la cantidad de agua filtrada (velocidad) se vaya haciendo ms pequea. Para lograr cambiar este proceso natural en estos filtros lo que se hace es obligar al filtro recibir y sacar una misma cantidad de agua (caudal) todo el tiempo. Esto se consigue instalando aparatos o dispositivos que se llaman controladores de caudal. Los filtros de velocidad constante tienen las siguientes desventajas: 1. La operacin es ms complicada que en otro tipo de filtros, como veremos ms adelante. 2. Al obligar una arena sucia a filtrar a la misma velocidad que cuando est limpia, a quien estamos afectando es a la calidad del agua que vamos a tener a la salida del filtro. Existe un tipo de filtro en los que el paso del agua por la arena durante toda la carrera de filtracin se hace en la forma que hemos llamado natural. Esto es, segn la arena se va ensuciando va pasando menos agua a travs de ella, por lo que la velocidad de filtracin va hacindose ms pequea segn pasa el tiempo. Estos filtros se llaman de Velocidad Declinante o Tasa Declinante. El filtro que aparece en las Figuras Nos. 16 y 17 es un filtro rpido de tasa declinante.Diciembre, 2001 Pgina 46

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Podemos observar en la Figura No. 17 dos niveles o altura de agua: 1. El nivel mnimo de agua: es la altura de agua sobre la arena a partir de la cual se empieza a filtrar. Antes de que el agua llegue a esta altura no es posible realizar la filtracin. A esta altura es que se encuentra el agua cuando se inicia la filtracin despus que el filtro se acaba de lavar. O sea, este nivel mnimo o altura mnima lo tendremos en el filtro cuando ste opera con la arena totalmente limpia. 2. El nivel mximo de agua: es la altura de agua sobre la arena que nos indica el momento de lavar el filtro. Es importante sealar que a medida que la arena se va taponando (colmatando) con el sucio que va quedando atrapado en ella en el proceso de filtracin, el paso del agua por la arena se va haciendo ms lento y difcil y por eso la altura de agua sobre la arena va subiendo poco a poco desde el nivel mnimo (cuando el filtro est limpio) hasta este nivel mximo. Cuando tenemos un conjunto o batera de filtros de tasa declinante como la que tiene cada modulo de la planta de tratamiento de Haina-Manoguayabo, sucede lo siguiente: Todos los filtros se comunican por medio del canal de distribucin de agua. A cada filtro, entra la cantidad de agua que ese filtro puede recibir de acuerdo al grado de suciedad que este tenga. Esto quiere decir, que el filtro que este ms limpio de la batera es el que filtrar mayor cantidad de agua y el que est ms sucio es el que filtrar menor cantidad de agua. Como vimos anteriormente, mientras ms sucia est la arena de un filtro ms sube la altura de agua sobre esta arena. Pero como todos los filtros estn comunicados por el canal de distribucin, la altura de agua sobre la arena es la misma para todos los filtros de la batera. Por este motivo, es muy importante saber cual es el filtro que hay que lavar cuando la altura de agua llegue al nivel mximo en toda la batera.

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El filtro de la batera que tenga ms tiempo sin lavarse en el momento que la altura de agua llega al nivel mximo, es el que se lavar. Luego de lavar un filtro la altura de agua en todos los filtros bajar. Conceptos bsicos del lavado de los filtros. Ya hemos visto lo importante que es mantener la arena de los filtros en buenas condiciones para que el proceso de filtracin sea eficiente. Lo ms importante para conseguir mantener en buenas condiciones la arena es: Un buen lavado. Qu pasa en el lavado de un filtro? En el lavado de un filtro el agua entra por el fondo de unidad y sube hasta ser recogida en la canaleta de recoleccin. Cuando el agua pasa por la arena la levanta (expande) y as puede sacar toda la suciedad que haba atrapada entre los granos de arena. Si la arena se levanta mucho cuando se est lavando el filtro se va a ir perdiendo arena, ya que sta va salir junto con el agua por la canaleta de recoleccin de agua de lavado. Si la arena se levanta muy poco cuando se est lavando el filtro, el sucio atrapado en la arena no puede salir adecuadamente y en corto tiempo la arena se daar. Lo que hace que la arena se levante mucho o poco es la velocidad con que el agua pasa por la arena en el proceso de lavado. La velocidad de lavado adecuada para un filtro es aquella que levante su arena de un 25 a un 30% con relacin a la altura que tiene esta capa de arena cuando el filtro no est lavndose. Por ejemplo: si la altura de la capa de arena de un filtro es de 60 cms., la velocidad de lavado que necesita es aquella que cuando el filtro se est lavando levanta la capa de arena hasta que sta mida una altura de ms o menos 75 cms.

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Si la altura de la capa de arena cuando el filtro se est lavando es mucho mayor de 75 cms. la velocidad de lavado es alta para este filtro. Si por el contrario esta altura es mucho menor de 75 cms. la velocidad de lavado es baja para este filtro. Otro aspecto importante en el lavado de un filtro es la forma en que el agua de lavado entra al filtro. Esta agua debe entrar y subir uniformemente por todo el filtro para que as la arena se levante igual en todas las partes del filtro. De no ser as, habr puntos donde la arena se levantar muchsimo y otros donde no levantar casi nada, lo cual maltrata mucho el filtro. Filtracin directa La filtracin directa es el paso del agua desde la unidad de mezcla rpida directamente a los filtros. Solamente puede usarse filtracin directa cuando el agua que entra a la planta es clara (turbiedad menor de 10 U.N.T). Hay que tener mucho cuidado con la operacin en este tipo de tratamiento por dos razones principales: 1. El agua solamente va a pasar de 5 a 10 minutos en entrar y salir de la planta de tratamiento por lo que si la turbiedad del agua que entra a la planta sube y el operador no se da cuenta no tiene tiempo para evitar que el agua salga en malas condiciones de la planta de tratamiento. 2. A los filtros rpidos nunca debe entrar agua con alta turbiedad (siempre la turbiedad del agua para entrar a un filtro rpido debe ser menor de 10 U.N.T.) porque se maltratan rpidamente. La ventaja de este tipo de tratamiento es que la cantidad de sulfato de aluminio (dosis) que se necesita en la filtracin directa es menor que la cantidad de sulfato que tendramos que echarle al agua si pasa por todos los tratamientos (coagulacin, floculacin, sedimentacin y filtracin).

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Descripcin Unidad de Filtracin de la Planta de Tratamiento Cada mdulo cuenta con 5 unidades de decantacin de alta tasa con flujo laminar, a travs de placas de asbesto cemento inclinadas a 60 con la horizontal. La tasa de decantacin real es de 28.8 M3/M2/d. Adems, cada mdulo consta de 8 unidades de filtracin. Estos son filtros rpidos de tasa declinante, autolavables y de lecho simple compuesto solo por arena clasificada. Las dimensiones para cada unidad son: Ancho: 3.57 mt. IV.5 Desinfeccin. La desinfeccin del agua es un proceso de tratamiento que tiene como objetivo garantizar la potabilidad del agua, desde el punto de vista microbiolgico, asegurando la ausencia de microorganismos patgenos. Se considera fundamental este proceso de tratamiento, debido a que es conocido que los procesos de tratamiento previos, como la sedimentacin y filtracin, no remueven el 100 % de los microorganismos patgenos presentes en las aguas sujetas a tratamiento. Adems, las aguas de consumo pueden sufrir recontaminacin al ser distribuidas a la poblacin, a causa de deterioro en tanques de almacenamiento y redes de distribucin, por lo que la desinfeccin tambin puede actuar como seguro contra estas situaciones posteriores. Utilizacin de la desinfeccin. Normalmente, el proceso de desinfeccin se utiliza como parte de una serie de operaciones de tratamiento que conforman una planta. Puede aplicarse tambin, como nico tratamiento para aguas naturales de excelente calidad (aguas subterrneas, manantiales). Longitud: 8.40 mt.

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FIGURA NO. 18: FILTRO PLANTA DE TRATAMIENTO HAINA-MANOGUAYABO (VISTA EN PLANTA)

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FIGURA NO. 18: FILTRO PLANTA DE TRATAMIENTO HAINA-MANOGUAYABO (SECCIN)

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El uso de la desinfeccin normalmente se basa en los siguientes criterios: 1. Para reducir el contenido inicial de contaminantes microbiolgicos en el agua cruda (predesinfeccin). Esta proceso se efecta nicamente en casos especiales. 2. Como desinfectante final, luego del tratamiento principal efectuado al agua (postdesinfeccin). Es recomendable que las aguas sujetas a desinfeccin, esten libres de partculas coloidales causantes de turbiedad y color que pueden convertirse en obstculos para la accin de agente desinfectante. Por esto, la desinfeccin alcanza mayor eficiencia en aguas claras. De aqu la importancia de lograr altas eficiencias en los procesos de clarificacin. Tipos de desinfectantes. Existen varias sustancias o medios de desinfeccin, que deben utilizarse de acuerdo con las caractersticas de cada caso en particular, los cuales deben cumplir con una serie de requisitos, entre los que se identifican los siguientes: 1. Deben destruir, en un tiempo razonable, los organismos patgenos, los cuales debern ser eliminados en la cantidad en que se presenten y con las condiciones que tenga el agua. 2. No deben ser txicos para el hombre ni para los animales domsticos. En las dosis usuales, no deben dar olor ni sabor al agua. 3. Deben tener un costo razonable y condiciones que faciliten y den seguridad al transportar, almacenar, manipular y aplicar el producto. 4. Se concentracin en el agua debe ser de fcil y rpida determinacin. 5. Deben producir residuales persistentes en el agua, de manera que acten como una barrera sanitaria para posibles recontaminaciones. Los desinfectantes, de acuerdo con su mecanismo de destruccin de los microorganismos, se clasifican en:

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Agentes fsicos: aplicacin directa de energa en forma de calor o luz (ebullicin, rayos ultravioletas). Agentes qumicos: sustancias qumicas que actan sobre los microorganismos, entre las que se encuentran: los halgenos (cloro, bromo y yodo), el ozono, el permanganato de potasio y el agua oxigenada. Tambin los iones metlicos, de los cuales los ms usuales son los iones de plata. Para desinfeccin en abastecimientos pblicos de agua, los agentes ms utilizados en orden de frecuencia son: cloro, ozono, luz ultravioleta y los iones de plata. Factores envueltos en la eficiencia de la desinfeccin. La eficiencia de la desinfeccin depende bsicamente de los siguientes factores: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Naturaleza del desinfectante. Concentracin del desinfectante. Tiempo de contacto con el agua. Caractersticas fsico-qumicas del agua. Temperatura del agua. El PH del agua. Naturaleza de los organismos a ser destruidos. Mezcla con el agua.

Existen desinfectantes ms eficientes que otros. De su parte, la concentracin del desinfectante y el tiempo de contacto estn relacionados y son interdependientes para una determinada condicin de desinfeccin. Menores dosis de desinfectantes, requieren mayores tiempos de contacto y viceversa. Adems, las impurezas presentes en el agua interfieren las reacciones del desinfectante y la accin del desinfectante disminuye a medida que el PH del agua se eleva. Por otra parte, los microorganismos se comportan de manera diferente, frente a la accin de un desinfectante, y, finalmente, los desinfectantes qumicos deben ser uniformemente dispersados en el agua.Diciembre, 2001 Pgina 54

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Cmara de contacto. La cmara de contacto tiene por finalidad promover el tiempo de contacto necesario para permitir la accin bactericida del cloro con un mximo de eficiencia. Estas cmaras de contacto deben tener un diseo hidrulico cuidadoso. El difusor de cloro se ubica al inicio de la cmara, seguido de un resalto hidrulico para promover una mezcla interna entre el cloro y el agua. (Ver Figura No. 19).

FIGURA NO. 19 CMARA DE CONTACTO

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DETALLE DE UBICACIN DEL DIFUSOR EN RELACION AL RESALTO HIDRULICO.

Normalmente se dimensionan para un tiempo de contacto de 20 a 30 minutos. El volumen de la cmara de contacto puede variar, si antes de los centros de consumo existen lneas muy largas o tanque de distribucin, que permitan un tiempo de contacto suficiente. V.- Operacin y Mantenimiento de las Unidades de la Planta de Tratamiento. En este captulo, describiremos los procedimientos de la operacin normal de la planta de tratamiento, o sea, de todas aquellas actividades rutinarias que se realizan en la instalacin dirigidas a optimizar los procesos de tratamiento y a garantizar la calidad del agua producida. De estas actividades, las principales son las que siguen: 1. Manejo de sustancias qumicas. 2. Operacin de vlvulas y compuertas. 3. Dosificacin de productos qumicos.Diciembre, 2001 Pgina 56

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4. 5. 6. 7. 8.

Medicin de caudales y mezcla rpida. Floculacin. Sedimentacin. Filtracin y lavado de filtros. Desinfeccin.

Por otra parte, al final de este captulo se describen las actividades para operar la planta de tratamiento en situaciones de emergencia. V.1 Manejo de sustancias qumicas En la planta de tratamiento se utilizan sulfato de aluminio y cloro. Aprender el manejo adecuado de estos es muy importante para el buen funcionamiento de la instalacin y para la propia seguridad del operador. En primer lugar, hablaremos de las caractersticas y observaciones a tomar en cuenta en el uso del sulfato de aluminio y en el acpite de operacin de cloradores, trataremos lo relativo al cloro. Sulfato de Aluminio Coagulante utilizado en la planta de tratamiento. Fsicamente, es un producto en polvo o granular de color blanco. Qumicamente, es un compuesto formado con una parte de aluminio, una parte de sulfato y 14 partes de agua. Es cido y se disuelve en el agua formando una solucin. De la fbrica, el sulfato puede llegar en sacos de cincuenta (50) o cien (100) libras colocados en tarimas de madera o en sacos sueltos. Qu se debe hacer al recibir el sulfato de aluminio? a) Contar las fundas y anotar la cantidad recibida, acompaada de la fecha y hora de la recepcin.

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CONTANDO LAS FUNDAS Y ANOTANDO EN EL FORMULARIO DE CONTROL

c) Chequear que todas las fundas estn en buenas condiciones y si encuentra alguna con rotura, proceder a colocarla en otra funda o saco vaco. En caso de no encontrar donde vaciar el contenido de la funda rota, entonces debe utilizarse esta antes que las dems. d) Tomar una muestra de sulfato de aluminio de cualquiera de las fundas recibidas y enviarla al laboratorio para verificar si el producto cumple con las especificaciones requeridas. Cmo almacenar el sulfato de aluminio que llega a la planta? Para almacenar las fundas recin llegadas, se procede de la siguiente manera: a) Limpie toda el rea disponible para el almacenamiento. b) Coloque cuatro tarimas formando un cuadro en el piso. c) Llene las tarimas con 5 filas de fundas de sulfato. Arriba de estas, ponga otras 5 filas cruzadas, como si fuera a amarrarlas o a tejerlas. Contine de esa forma hasta llegar a tener 10 12 filas sobre las cuatro tarimas. En esta forma, se puede almacenar fcilmente entre 150 180 fundas en un solo cuadro y de 10,000 a 12,000 fundas en los almacenes.

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d) Deje un espacio para caminar y coloque 4 tarimas ms, formando otro cuadro al lado del anterior y siga colocando el sulfato de la misma forma que lo hizo antes. e) Las fundas nunca deben tocar el piso, las paredes, columna ni cosas hmedas o mojadas. f) Ponga las fundas de sulfato que va a usar en un turno de operacin, cerca de la tina de disolucin.

ALMACENAMIENTO DEL SULFATO DE ALUMINIO

TARIMA DE MADERA

Las ventajas que ofrece esta forma de almacenar las fundas de sulfato de aluminio son las siguientes: 1. El operador adquiere capacidad y maniobra para ordenar. 2. Resulta fcil y exacto el control para fines de reporte y de inventario. 3. Permite utilizar primero las fundas que sean mas viejas en el almacn. 4. El almacn se ve mejor organizado y presenta buena imagen a los visitantes.

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Seguridad y Manejo del Sulfato de Aluminio El sulfato de aluminio es un producto que no es flamable ni tampoco explosivo. O sea, no se enciende ni explota. A continuacin se describen los peligros que pueden presentarse con el manejo de este producto: Contacto con la piel y los ojos : Durar mucho tiempo en contacto con las soluciones, granos o el polvo puede causar picazn, sobre todo cuando hay humedad. En las manos, puede hacer que la persona no sienta los dedos (adormecimiento), y en los ojos puede dar picazn, hinchazn y hasta quemaduras. Inhalacin : El levantamiento de polvos finos de sulfato de aluminio en el aire, puede dar picazn en los ojos, en la nariz, boca, garganta y en los pulmones. Pude sentir dolor en la garganta, apretamiento y dolor del pecho y tos. Por esa razn es bueno evitar el levantamiento de ese polvillo al manejar el producto. Ingestin : El sulfato de aluminio, no es muy daino al tomar un poco de solucin; sin embargo, si la cantidad del producto en polvo es grande, puede causar irritacin en los intestinos y puede producir vmitos y nuseas. En granos o en polvo puede provocar quemaduras en la boca. Primeros Auxilios Si la cantidad de polvillo que se entra por la nariz es grande y provoca mucho dao, ponga la persona en lugar con aire fresco, abrguela y haga que guarde reposo. Enjuague con agua la nariz, la boca y los ojos por unos

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15 minutos y qutele la ropa contaminada. Si hay bebida considerable, dele dos vasos de agua sin provocar vmitos. Derrames Si por accidente se rompe una funda o se rebosa la tina de disolucin y cae el polvo o la solucin al piso, con mucho cuidado recjalo lo ms pronto posible, evitando entrar en contacto directo con el sulfato derramado. Precauciones Para disminuir el peligro o las consecuencias que pueda provocar un accidente, es recomendable usar cuando est trabajando con este producto, mascarilla, casco, uniforme y botas de seguridad. V.2 Operacin de vlvulas y compuertas. La planta de tratamiento tiene 178 vlvulas y compuertas de 8, 10 y 31 de dimetro y alrededor de 20 vlvulas pequeas de 1 , 2, 3 y 4. El Cuadro No.1 describe las principales vlvulas de la instalacin. La operacin normal de estas vlvulas, es la siguiente: Vlvulas de entrada a la planta : Vlvula entrada al Parshall abierta o regulada. Paso de agua hacia canal de filtracin directa cerrado. Vlvulas EM1, EM2, EM3 y EM4 abiertas. Vlvulas de los floculadores : Vlvula de desague cerrada. Entrada a floculadores abierta. Vlvulas en canales de agua floculada o de distribucin de agua a los sedimentadores : Vlvula de desague de canal cerrada.Diciembre, 2001 Pgina 61

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Vlvulas y compuertas en los sedimentadores : Vlvula y compuertas de entrada deben estar abiertas. Vlvula de drenaje cerrada. Vlvulas y compuertas en filtros : Vlvulas de entrada y salida abiertas. Vlvulas de desague y lavado cerradas. Salida de la planta : Los vertederos de salida de agua filtrada generalmente deben estar en cada libre y el operador evitar que trabaje ahogado. Las vlvulas deben estar totalmente abiertas.

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CUADRO NO. 1LISTA DE VALVULAS CODIGO TIPO DIAMETRO LOCALIZACION EM 1-2 DE MARIPOSA 42'' Entrada Modulos 1 y 2 EM 3-4 DE AMRIPOSA 42'' Entrada Modulos 3 y 4 DF 1 DE COMPUERTA 8'' Desague Floculador No. 1 DF 2 DE COMPUERTA 8'' Desague Floculador No. 2 DF 3 DE COMPUERTA 8'' Desague Floculador No. 3 DF 4 DE COMPUERTA 8'' Desague Floculador No. 4 DCAF 1 DE MARIPOSA 6'' Desague Canal Agua Floculada Modulo 1 DCAF 2 DE MARIPOSA 6'' Desague Canal Agua Floculada Modulo 2 DCAF 3 DE MARIPOSA 6'' Desague Canal Agua Floculada Modulo 3 DCAF 4 DE MARIPOSA 6'' Desague Canal Agua Floculada Modulo 4 ES 1-1 * COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador Modulo 1 ES 1-2 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador Modulo 2 ES 1-3 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador Modulo 3 ES 1-4 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador Modulo 4 ES 2-1 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 2 Modulo 1 ES 2-2 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 2 Modulo 2 ES 2-3 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 2 Modulo 3 ES 2-4 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 2 Modulo 4 ES 3-1 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 3 Modulo 1 ES 3-2 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 3 Modulo 2 ES 3-3 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 3 Modulo 3 ES 3-4 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 3 Modulo 4 ES 4-1 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 4 Modulo 1 ES 4-2 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 4 Modulo 2 ES 4-3 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 4 Modulo 3 ES 4-4 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 4 Modulo 4 ES 5-1 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 5 Modulo 1 ES 5-2 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 5 Modulo 2 ES 5-3 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 5 Modulo 3 ES 5-4 COMPUERTA 36'' Entrada Sedimentador 5 Modulo 4 DS 1-1** DE COMPUERTA 20'' Desague Sedimentador 1 Modulo 1 DS 2-2 DE COMPUERTA 20'' Desague Sedimentador 2 Modulo 1 DS 3-1 DE COMPUERTA 20'' Desague Sedimentador 3 Modulo 1 DS 4-1 DE COMPUERTA 20'' Desague Sedimentador 4 Modulo 1 DS 5-1 DE COMPUERTA 20'' Desague Sedimentador 5 Modulo 1 * Como esta comupuerta ES 1-1 existe una en cada sed. de c/ modulo. Total son 20. ** DS 1-1 hay dos en cada modulo. Total son 40.

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CUADRO NO. 1

LISTA DE VALVULAS CODIGO TIPO DIAMETRO DS 5-1 DE COMPUERTA 20'' EF 1-1*** DE MARIPOSA 16'' EF 2-1 DE MARIPOSA 16'' EF 3-1 DE MARIPOSA 16'' EF 4-1 DE MARIPOSA 16'' EF 5-1 DE MARIPOSA 16'' EF 6-1 DE MARIPOSA 16'' EF 7-1 DE MARIPOSA 16'' EF 8-1 DE MARIPOSA 16'' DLF 1-1**** MARIPOSA 31'' DLF 2-1 MARIPOSA 31'' DLF 3-1 MARIPOSA 31'' DLF 4-1 MARIPOSA 31'' DLF 5-1 MARIPOSA 31'' DLF 6-1 MARIPOSA 31'' DLF 7-1 MARIPOSA 31'' DLF 8-1 MARIPOSA 31'' SF 1-1***** DE MARIPOSA 31'' SF 2-1 DE MARIPOSA 31'' SF 3-1 DE MARIPOSA 31'' SF 4-1 DE MARIPOSA 31'' SF 5-1 DE MARIPOSA 31'' SF 6-1 DE MARIPOSA 31'' SF 7-1 DE MARIPOSA 31'' SF 8-1 DE MARIPOSA 31'' DFF 1-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 2-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 3-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 4-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 5-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 6-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 7-1 DE MARIPOSA 8'' DFF 8-1 DE MARIPOSA 8'' *** Cada modulo tiene 8 EF . Total 32 **** Cada modulo tiene 8 DLF. Total 32 LOCALIZACION Desague Sedimentador 5 Modulo 1 Entrada Filtros 1 Modulo 1 Entrada Filtros 2 Modulo 1 Entrada Filtros 3 Modulo 1 Entrada Filtros 4 Modulo 1 Entrada Filtros 5 Modulo 1 Entrada Filtros 6 Modulo 1 Entrada Filtros 7 Modulo 1 Entrada Filtros 8 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 1 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 2 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 3 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 4 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 5 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 6 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 7 Modulo 1 Desague Lavado Filtro 8 Modulo Salida Filtro 1 Modulo 1 Salida Filtro 2 Modulo 1 Salida Filtro 3 Modulo 1 Salida Filtro 4 Modulo 1 Salida Filtro 5 Modulo 1 Salida Filtro 6 Modulo 1 Salida Filtro 7 Modulo 1 Salida Filtro 8 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 1 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 2 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 3 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 4 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 5 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 6 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 7 Modulo 1 Desague Fondo Filtro 8 Modulo 1

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CUADRO NO. 1LISTA DE VALVULAS CODIGO TIPO DIAMETRO LOCALIZACION SM 1 DE MARIPOSA 30'' Salida Modulo 1 SM 2 DE MARIPOSA 30'' Salida Modulo 2 SM 3 DE MARIPOSA 30'' Salida Modulo 3 SM 4 DE MARIPOSA 30'' Salida Modulo 4 ATD 1 DE VASTAGO FIJO 1 '' Alimentacion Tina Disolucion Modulo 1 ATD 2 DE VASTAGO FIJO 1 '' Alimentacion Tina Disolucion Modulo 2 ATD 3 DE VASTAGO FIJO 1 '' Alimentacion Tina Disolucion Modulo 3 ATD 4 DE VASTAGO FIJO 1 '' Alimentacion Tina Disolucion Modulo 4 DTD 1 DE VASTAGO FIJO 3'' Desague Tina Disolucion Modulo 1 DTD 2 DE VASTAGO FIJO 3'' Desague Tina Disolucion Modulo 2 DTD 3 DE VASTAGO FIJO 3'' Desague Tina Disolucion Modulo 3 DTD 4 DE VASTAGO FIJO 3'' Desague Tina Disolucion Modulo 4 AGP DE VASTAGO FIJO 2'' Alimentacion General Planta ETC DE VASTAGO FIJO 2'' Entrada Tanque Cisterna STC DE VASTAGO FIJO 1 '' Salida Tanque Cisterna DTC DE VASTAGO FIJO 2'' Desague Tanque Cisterna MM 01 DE VASTAGO FIJO 1 '' Mantenimiento Modulo 1 MM 2 DE VASTAGO FIJO 1 '' Mantenimiento Modulo 2 MM 3 DE VASTAGO FIJO 1 '' Mantenimiento Modulo 3 MM 4 DE VASTAGO FIJO 1 '' Mantenimiento Modulo 4 NOTA: EXISTEN OTRAS VLVULAS DE MENOR TAMAO QUE POR SU POCO USO TRASCENDENCIA NO APARECEN EN ESTE LISTADO.

V.3 Dosificacin de sustancias qumicas. V.3.1 Sulfato de Aluminio Preparacin de la solucin El Cuadro No. 2 presenta la cantidad de sulfato de aluminio requerido para formar soluciones de diferentes concentracin, para los 15,000 litros de capacidad de la tina de solucin.

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CUADRO NO. 2CONCENTRACIN DE LA SOLUCIN (%)

PESO(KGRS.)

NO. FUNDAS DE 100 LBS.

1.0

2.5 5.0 10.0

150 365 750 1,500

3.5 8 16.5 33

A continuacin se describe el procedimiento para la preparacin de una solucin al 10.0 %. En caso de utilizarse otras concentraciones, el procedimiento es el mismo, cambiando solamente la cantidad de fundas de sulfato de aluminio que se disuelven. Es recomendable que tanto el ingeniero supervisor como el encargado de operacin vigilen la fiel ejecucin de estas instrucciones, ya que son indispensables para poder precisar la dosificacin de coagulante deseada. Procedimiento: a) Seleccionar la concentracin de solucin que se va a preparar. La concentracin ptima de coagulante determinada en laboratorio a travs de pruebas de jarras (Ver procedimiento en Anexo No. 1) es de ______ mgr/lts. A fin de garantizar que la solucin preparada pueda utilizarse por un periodo mayor a 6 horas, se recomienda la utilizacin de soluciones de 2.5 % o mayores, as como concentracin al 10.0 % para aplicacin de dosis iguales o mayores de 40 mgr/lt de sulfato de aluminio. b) Abrir la vlvula de llenado tina de solucin hasta la primera raya que representa 5,000 lts.

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c) Agregar 11 fundas de 100 lbs. de sulfato de aluminio. d) Encender el mezclador de la solucin y dejar agitando por lo menos media hora. e) Abrir de nuevo la vlvula de entrada de agua a la tina hasta que llegue a la segunda raya (10,000 lts), sin dejar de agitar. f) Agregar otras 11 fundas de 100 lbs. de sulfato de aluminio y dejar agitando por media hora ms. g) Vuelva a abrir la vlvula de entrada de agua a la tina, hasta que llegue a la tercera raya (15,000 lts.), sin dejar de agitar. h) Finalmente, agregue 11 fundas ms de 100 lbs. de sulfato de aluminio, completando un total de 33 fundas, que son las necesarias para conseguir una solucin con una concentracin del 10.0 %. Observaciones: 1) Puesto que la sala de dosificacin dispone de dos tinas de disolucin, antes de sacar una de ellas de operacin, debe operarse con la otra tina. Para tales fines, debe prepararse la segunda tina, cuando la que se encuentra en operacin le quede 1/3 de su contenido.Diciembre, 2001 Pgina 67

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2) Cuando se vace una tina debe desaguarse abriendo la vlvula de desague y con agua limpia eliminar cualquier residuo de sulfato de aluminio que haya quedado en el fondo de la misma.

Aplicacin dosis ptima de coagulante La dosis ptima es la cantidad mnima de sulfato de aluminio que nos permite obtener la mayor eficiencia en el tratamiento, es decir, la cantidad ms pequea con la que obtenemos la menor turbiedad al final del tratamiento. Su valor cambia, segn vara la calidad del agua que se va a tratar. La determinacin de dosis ptima se realiza en laboratorio, mediante la realizacin de pruebas de jarras, segn el procedimiento que se describe en el Anexo No. 1.

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Los aspectos a tomar en cuenta para poder aplicar la dosis ptima de coagulante son: Caractersticas qumicas del agua cruda (PH y alcalinidad), Turbiedad, Caudal de agua cruda, Concentracin de solucin de coagulante. Procedimiento: a) Determinar el PH y la alcalinidad del agua cruda, con lo cual se identifica el tipo de agua (A, B C) que se va a tratar. b) Medir la turbiedad del agua cruda.

Si la turbiedad de agua cruda es _____ UNT. El Cuadro No. 3, contiene los valores de dosis ptima de sulfato de aluminio para cada valor de turbiedad de agua cruda. De su parte, la Figura No.2, contiene los valores de dosis ptima para valores de turbiedades de agua cruda menores de ______ UNT. (La Figura No.1 no corresponde a valores reales, se presenta como ejemplo del tipo de recta).Diciembre, 2001 Pgina 69

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El Cuadro No. 3, incluye las dosis ptimas para filtracin directa, la cual debe utilizarse cuando las turbiedades de agua cruda sean < 10 UNT, siempre y cuando los filtros estn operando satisfactoriamente. El procedimiento para determinar la recta de turbiedad de agua cruda vs. dosis ptima de coagulante, se incluye como Anexo No. 2. En el Anexo No. 3, se presentan los resultados de pruebas de jarras realizados durante varios aos con los cuales no se pudieron obtener correlaciones aceptables. En tal sentido, deben ser complementados con nuevas pruebas teniendo mucho cuidado al identificar el tipo de agua y las concentraciones de coagulante utilizadas. FIGURA NO. 1 EJEMPLO RECTA TURBIEDAD AGUA CRUDA VS. DOSIS PTIMA DE COAGULANTE (AGUA CRUDA TIPO A, TURBIEDAD DE AGUA CRUDA > ______ )

TURBIEDAD (UNT)

100

10

1 10 15 20 25 30 35 45 60

DOSIS (MGR/LT)

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CUADRO NO. 3: TURBIEDAD AGUA CRUDA VS. DOSIS PTIMA DE COAGULANTE (AGUA CRUDA TIPO A) DOSIS PTIMA TURBIEDAD AGUA DOSIS PTIMA FILTRACIN CRUDA (UNT) (MGR/LT) DIRECTA (MGR/LT) 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 9.0 10.0 11.0 12.0 13.0 14.0 15.0 16.0 17.0 18.0 19.0 20.0 21.0 22.0 23.0 24.0 25.0 27.5 30.0 35.0 40.0 45.0 50.0 55.0 60.0 Diciembre, 2001 Pgina 71

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d) Determinar el caudal de agua que est ingresando a la planta de tratamiento. Leer la altura de agua en cms. en el punto indicado en la figura, luego verificar en el Cuadro No. 4 el caudal que le corresponde.

e) En caso de no estar entrando el caudal de operacin de la planta de tratamiento, operar la vlvula de entrada para ajustarlo.

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CUADRO NO. 4 CAUDAL PARA DIFERENTES ALTURAS DE LA CANALETA PARSHALL. H (CMS) 0.10 0.11 0.12 0.13 0.14 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 Q (M / SEG) LITRO/SEG 0.087 87 0.100 100 0.114 114 0.129 129 0.144 144 0.159 159 0.176 176 0.193 193 0.210 210 0.228 228 0.245 245 0.265 265 0.284 284 0.303 303 0.323 323 0.343 343 0.365 365 0.386 386 0.407 407 0.429 429 0.452 452 0.475 475 0.498 498 0.520 520 0.545 545 0.569 569 0.594 594 0.619 619

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CUADRO NO. 4 CAUDAL PARA DIFERENTES ALTURAS DE LA CANALETA PARSHALL. H (CMS) Q (M / SEG) LITRO/SEG 0.38 0.644 644 0.39 0.670 670 0.40 0.696 696 0.41 0.723 723 0.42 0.748 748 0.43 0.775 775 0.44 0.803 803 0.45 0.830 830 0.46 0.858 858 0.47 0.886 886 0.48 0.915 915 0.49 0.943 943 0.50 0.972 972 0.51 1.002 1002 0.52 1.031 1031 0.53 1.061 1061 0.54 1.091 1091 0.55 1.122 1122 0.56 1.152 1152 0.57 1.283 1283 0.58 1.212 1212 0.59 1.246 1246 0.60 1.278 1278 0.61 1.310 1310 0.62 1.343 1343 0.63 1.375 1375 0.64 1.408 1408 0.65 1.441 1441 0.66 1.475 1475 0.67 1.508 1508

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f) Seleccionar la abertura del dosificador.

El Cuadro No.5, presenta la abertura necesaria en un dosificador determinado para aplicar una dosis de sulfato de aluminio seleccionada, segn diferentes caudales de ingreso de agua cruda y para una concentracin de la solucin especfica. Cada dosificador debe tener sus propios cuadros, los cuales deben ser verificados por lo menos cada seis meses, a travs de la calibracin de los mismos. El procedimiento para esta calibracin se presenta en el Anexo No.4 .

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CUADRO NO.5 DOSIS DE SULFATO DE ALUMINIO VS. ABERTURA DOSIFICADOR NO. (1, 2... N) PARA DIFERENTES CAUDALES DE AGUA CRUDA. CONCENTRACIN SOLUCIN COAGULANTE: ________% DOSIS ABERTURA DOSIFICADOR/Q (LTS/SEG) (MGR/LT) Q1 Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 800 850 900 950 1,000 1,050 1,100 1,150 1,200 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65 Operacin con filtracin directa. Para turbiedades de agua cruda < 10 UNT se debe pasar el agua directamente de la mezcla

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