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Aguas examen

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  • 7/25/2019 Aguas examen

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    Escuela Acadmico Profesional

    Curso: Anlis is y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Osc ar H. Vsquez C.

    Ingeniera Ambiental

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    Ingeniera Ambiental

    CONCEPTOS GENERALES

    Se entiende por sedimentacin la remocin por efecto gravitacional de las

    partculas en suspensin presentes en el agua. Estas partculas debern

    tener un peso especfico mayor que el fluido.

    La sedimentacin es, en esencia, un fenmeno netamente fsico y constituye

    uno de los procesos utilizados en el tratamiento del agua para conseguir suclarificacin. Est relacionada exclusivamente con las propiedades de cada

    de las partculas en el agua. Cuando se produce sedimentacin de una

    suspensin de partculas, el resultado final ser siempre un fluido clarificado

    y una suspensin ms concentrada. A menudo se utilizan para designar la

    sedimentacin los trminos de clarificaciny espesamiento.

    Las partculas en suspensin sedimentan en diferente forma, dependiendode las caractersticas de las partculas, as como de su concentracin. Es as

    que podemos referirnos a la sedimentacin de partculas discretas,

    sedimentacin de partculas floculentas y sedimentacin de partculas por

    cada libre e interferida.

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    Sedimentacin de partculas discretas

    Se llama partcu las d isc retas a aquellas partculas que no

    cambian de caractersticas (forma, tamao, densidad)

    durante la cada.

    Se denomina sedimentacin o sedimentacin simple alproceso de depsito de partculas discretas. Este tipo de

    partculas y esta forma de sedimentacin se presentan en

    los desarenadores, en los sedimentadores y en los

    presedimentadores como paso previo a la coagulacin

    en las plantas de filtracin rpida y tambin en

    sedimentadores como paso previo a la filtracin lenta

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    Sedimentacin de partculas floculentas

    Par tcu las flocu len tas son aquellas producidas por la

    aglomeracin de partculas coloides desestabilizadas a

    consecuencia de la aplicacin de agentes qumicos. A

    diferencia de las partculas discretas, las caractersticasde este tipo de partculas forma, tamao, densidad s

    cambian durante la cada.

    Se denomina sedimentacin flocu lenta o decantacinal

    proceso de depsito de partculas floculentas. Este tipode sedimentacin se presenta en la clarificacin de

    aguas, como proceso intermedio entre la

    coagulacinfloculacin y la filtracin rpida

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    Sedimentacin por cada libre e interferida

    Cuando existe una baja concentracin de partculas enel agua, stas se depositan sin interferir. Se denomina a

    este fenmeno cada lib re. En cambio, cuando hay altas

    concentraciones de partculas, se producen colisiones

    que las mantienen en una posicin fija y ocurre undepsito masivo en lugar de individual. A este proceso

    de sedimentacin se le denomina depsito o cada

    interfer ida o sedim entacin zonal.

    Cuando las partculas ya en contacto forman una masacompacta que inhibe una mayor consolidacin, se

    produce una compresin o zona de compresin.

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    CLASIF ICACIN DE UNIDADES

    La sedimentacin o la decantacin se realizan en

    reactores denominados sedimentadores o

    decantadores, de acuerdo con el tipo de partcula que

    se remueva en cada unidad. La clasificacin ms

    recomendable es la siguiente:

    Sedimentadores o decantadores estticos

    Decantadores dinmicos

    Decantadores laminares

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.1 Criterios generalesEn este tipo de unidades puede producirse sedimentacin o

    decantacin, normalmente con cada libre, en rgimen laminar

    turbulento o de transicin.

    En estas unidades la masa lquida se

    traslada de un punto a otro con

    movimiento uniforme y velocidad VH

    constante. Cualquier partcula que se

    encuentre en suspensin en el lquido

    en movimiento, se mover segn la

    resultante de dos velocidadescomponentes: la velocidad horizontal

    del lquido (VH ) y su propia velocidad

    de sedimentacin (VS).

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.1 Criterios generales

    En un sedimentador ideal de

    forma rectangular y con flujo

    horizontal, la resultante ser

    una lnea recta.

    Asimismo, otras partculas

    discretas se movern en

    lugares geomtricos paralelos.

    Estableciendo semejanzas

    entre los tringulos formados

    por las velocidades y lasdimensiones del decantador,

    donde (L) es la longitud y (H)

    la altura.

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.1 Criterios generalesEntonces, se obtiene:

    Como la partcula tiene movimiento uniforme

    Si T0es el tiempo de retencin

    Donde V = volumen de la

    unidad, se obtendr:

    Este criterio sirve exclusivamente para explicar la teora bsica de la clarificacin y

    es til para disear ciertos tipos de sedimentadores y desarenadores

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.2 Componentes de una unidadUna unidad de sedimentacin consta de las siguientes zonas, con

    diferentes funciones especficas:

    Zona de entrada y

    distribucin de agua

    Zona de sedimentacin

    propiamente dicha

    Zona de salida o

    recoleccin de agua

    Zona de depsito de lodos

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.3 Tipos de unidadesDesarenadores:

    Los desarenadores tienen por objeto remover del agua cruda la arena y

    las partculas minerales ms o menos finas, con el fin de evitar que se

    produzcan sedimentos en los canales y conducciones, para proteger las

    bombas y otros aparatos contra la abrasin y para evitar sobrecargas enlas fases de tratamiento siguiente y la interferencia en los procesos de

    coagulacin floculacin.

    El desarenado se refiere normalmente a la remocin de las partculas

    superiores a 0,2 milmetros. Una granulometra inferior corresponde a los

    procesos de presedimentacin o sedimentacin.

    En el caso particular de que se incluya en la instalacin un

    presedimentador, se podrn eliminar en el desarenador solamente

    partculas de dimensiones superiores a 0,3 milmetros de dimetro. Si la

    instalacin incluye tamizado o microcernido (con mallas de 1 a 2

    milmetros, por ejemplo), deber efectuarse un desarenado previo para

    evitar problemas en los tamices.

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.3 Tipos de unidades

    Desarenadores:

    Generalmente,

    los desarenadores tienen

    forma rectangular

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo horizontal:

    Los decantadores o sedimentadores rectangulares tienen la forma y caractersticas

    detalladas en la figura, con la ventaja de que permiten una implantacin ms

    compacta, aunque su costo es ms elevado. Normalmente, tienen una relacin

    longitud/ancho comprendida entre 3 y 6 y una profundidad de 2,50 a 4,00 metros.

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo horizontal:

    Los sedimentadores o decantadores

    de forma circular o cuadrada

    disponen normalmente de una zona

    de entrada ubicada en el centro de launidad. Estn provistos generalmente

    de una pantalla deflectora que desva

    el agua hacia el fondo de la unidad. El

    flujo en la zona de sedimentacin es

    horizontal. Estn provistos de

    canaletas (perifricas y/o radiales)

    para la recoleccin de aguasedimentada. El fondo es inclinado

    hacia el centro de la unidad, donde se

    ubica un sumidero para la recoleccin

    de lodos. La profundidad normal de

    estas unidades est comprendida

    entre 2,00 y 3,50 metros.

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo horizontal:

    En los diferentes tipos de unidades de flujo horizontal, la remocin de los

    lodos o sedimentos puede hacerse en forma intermitente o continua.

    Se usa el sistema de remocin intermitente de lodos en pequeasinstalaciones o cuando se trata un agua relativamente clara. Es necesario

    vaciar el tanque cada cierto tiempo y extraer los lodos manualmente, con

    la ayuda de mangueras de agua a presin. Usualmente, los sedimentos se

    compactan y transforman en una masa pastosa que resbala muy

    difcilmente se requieren pendientes de 45 a 60 en el fondo de los

    tanques. El tamao de la zona de lodos depender del periodo defuncionamiento del sedimentador y de la cantidad de lodos producidos.

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    1. Sedimentadores y decantadores estticos

    1.3 Tipos de unidadesUnidades de flujo vertical:

    Estas unidades tienen forma

    cilndrica. La entrada del agua

    cruda se realiza por el centro

    de la unidad en forma

    descendente. En la parte

    inferior est ubicada la zona

    de lodos, que tiene forma

    cnica con pendiente de 45 a

    60, segn la naturaleza del

    agua y el tratamientoaplicado. La recoleccin del

    agua sedimentada se realiza

    en la parte perifrica superior

    de la unidad.

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    2. Decantadores dinmicos

    2.1 Criterios GeneralesLa teora de la decantacin interferida se aplica a este tipo de

    unidades. Se requiere una alta concentracin de partculas para

    incrementar las posibilidades de contacto en un manto de lodos

    que tiene una concentracin de partculas de 10 a 20% en

    volumen.

    En el proceso, el flculo no conserva su peso especfico, su

    tamao ni su forma constante. Las partculas pequeas que

    entran por el fondo son arrastradas por el flujo. Al chocar estas

    con otras, incrementan su tamao. Se entiende que en la zona delmanto de lodos se promueve la floculacin y en la parte superior

    a ella ocurre la decantacin

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    2. Decantadores dinmicos

    2.2 Componentes de la unidad

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasLos decantadores de manto de lodos se pueden clasificar de

    acuerdo con las condiciones y caractersticas de la zona de

    formacin de lodos, que se resumen en el siguiente cuadro:

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin hidrulica:

    Consisten esencialmente en untanque de fondo cnico o tronco

    piramidal, en cuya parte inferior

    se inyecta el agua cruda que

    asciende disminuyendo la

    velocidad a medida que el rea

    aumenta y manteniendo as unmanto de lodos hidrulicamente

    suspendido.

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin hidrulica:

    Los lodos se extraen peridicamente por un tubo que baja hasta el fondo. Esta

    extraccin puede ser hecha en forma manual o automtica.

    La entrada del agua puede hacerse inyectando el flujo directamente en el fondopara que se produzca turbulencia al chocar contra las paredes del fondo

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:

    Las unidades que usan sistemas mecnicos para mantener el manto de lodos

    en suspensin pueden ser, en general, de tres clases:

    a) De agitacin

    b) De separacin

    c) Pulsante o de vaco

    a) Unidades de manto de lodos con ag itac in s imple.

    Las unidades de agitacin simple consisten en tanques por lo generalcirculares, en los cuales al agua es inyectada por abajo, de tal forma que se

    distribuya en el fondo.

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:

    Un agitador mecnico que gira

    lentamente en el fondo, movidopor un motor o por agua a

    presin, mantiene las

    partculas en suspensin y

    recolecta los lodos en un

    concentrador, de donde son

    removidos peridicamente . El

    agua tiene que ascender hastalas canaletas perifricas

    superiores y se filtra a travs

    del manto de lodos. En estas

    unidades no existe

    recirculacin de lodos.

    a) Unidades de manto de lodos con ag itac in s imple.

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:

    Las unidades que

    emplean separacindinmica utilizan una

    turbina que gira a alta

    velocidad, colocada en el

    centro del tanque, la cual

    impulsa el flujo hacia

    abajo a travs del orificio

    perifrico, de forma talque las partculas que

    descienden empujadas

    por la energa mecnica

    de la turbina choquen con

    las que ascienden con el

    flujo del tanque.

    b) Unidades de manto de lodos con separacin d inmica.

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:

    c) Unidad de manto de lodos pulsante o de vaco

    Este tipo de unidades consiste esencialmente en un tanque cuadrado o

    circular, en cuyo centro se coloca una campana o cpsula de vaco, en lacual peridicamente se disminuye la presin interna con una bomba

    especial, de modo que el agua ascienda por la campana hasta un cierto nivel

    y luego se descargue en el tanque y se produzca la expansin de los lodos y

    se bote el exceso de estos a los concentradores. Esta peridica expansin y

    contraccin del manto se usa para homogeneizarlo. Se evitan las grietas o

    canales que permiten el paso directo de la turbiedad y la sedimentacin de

    las partculas ms pesadas en el fondo de la unidad.

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    2. Decantadores dinmicos

    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:

    c) Unidad de manto de lodos pulsante o de vaco

    El sistema requiere,

    por lo tanto, dostiempos En el

    primero, la vlvula

    de aire V se

    encuentra cerrada.

    El flujo asciende por

    la campana A,

    mientras que el aguaen el decantador D

    permanece en

    reposo, de manera

    que puede decantar.

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    2.3 Tipos de unidades dinmicasUnidades de manto de lodos con suspensin mecnica:

    c) Unidad de manto de lodos pulsante o de vaco

    En el segundo tiempo, al alcanzar

    el agua el nivel S en la campana,

    la vlvula de aire V se abre y elagua de la campana penetra en el

    decantador D. Entonces, los

    lodos se elevan con el flujo y el

    exceso penetra en el

    concentrador C. El agua

    decantada se recoge en E.

    Cuando el flujo alcanza el nivel Ien la campana A, se cierra la

    vlvula V. Los fangos

    depositados en el concentrador

    se extraen automticamente por

    medio de vlvulas F.

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    3 Decantadores laminares

    3.1 Teora de la sedimentacin laminarLa eficiencia de los decantadores clsicos de flujo horizontal depende,

    principalmente, del rea. De este modo, si se introduce un piso

    intermedio a una altura (h) a partir de la superficie, las partculas con una

    velocidad de sedimentacin VSb< VSCseran removidas.

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    3 Decantadores laminares

    3.1 Teora de la sedimentacin laminarSe podra admitir quela capacidad de clarificacin del decantador

    aumentara con la duplicacin del rea horizontal.

    Se considera que tres son los efectos que favorecen la remocin

    de las partculas en este tipo de unidades:

    (i) Aumento del rea de sedimentacin,

    (ii) Disminucin de la altura de cada de la partcula y

    (iii) Rgimen de flujo laminar.

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    3.1 Teora de la sedimentacin laminarIncremento de la capacidad de sedimentacin al aumentar el reasuperficial

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    3.1 Teora de la sedimentacin laminar

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    3 Decantadores laminares

    3.2 Tipos de decantadores laminares

    La figura representa un sedimentador laminar con lminas ligeramente inclinadas

    con un ngulo de 5 (ngulo de mxima eficiencia remocional). En esta solucin,

    se requiere invertir el flujo para realizar la limpieza del sedimentador. Esta

    solucin es muy utilizada en plantas comerciales o plantas de pequea capacidad

    (inferior a 50 litros por segundo).

    a) De flujo horizontal:

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    3 Decantadores laminares3.2 Tipos de decantadores laminares

    Este tipo de decantadores es el ms usado. Generalmente, en la parte inferior del

    decantador se presenta una zona de distribucin de agua. En la parte media

    existen mdulos inclinados con un ngulo de 60. El agua decantada se recolecta

    lateralmente en la parte superior.

    b) De flujo inclinado:

    Decantador de

    placas con

    canaletas laterales

    de recoleccin

    de agua

    decantada, tolvas

    continuas paralodos y extraccin

    mediante

    sifones

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    3 Decantadores laminares

    3.3 Tipos de decantadores laminares

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    scue a cad co o es o a

    Curso: Anlis is y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Osc ar H. Vsquez C.

    Ingeniera Ambiental

    3 Decantadores laminares

    3.2 Tipos de decantadores laminaresDecantador

    de placas

    adecuado

    para plantas

    grandes:

    canal centralde

    distribucin,

    sistemas de

    recoleccin

    mediante

    tuberas y

    tolvas de

    lodos con

    colectores de

    extraccin

    uniforme

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    3 Decantadores laminares

    3.2 Tipos de decantadores laminaresDecantador

    de placas

    adecuado

    para plantas

    pequeas:

    tuberas dedistribucin

    uniforme,

    vertederos de

    recoleccin y

    canal de

    extraccin

    uniforme de

    lodos

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    3 Decantadores laminares

    3.3 Tipos de decantadores laminaresDecantador

    de placas

    adecuado

    para plantas

    pequeas:

    tuberas dedistribucin

    uniforme,

    vertederos de

    recoleccin y

    canal de

    extraccin

    uniforme de

    lodos

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.1 Pretratamiento y acondicionamiento previos

    El sistema de pretratamiento es una estructura auxiliar que debe

    preceder a cualquier sistema de tratamiento. Esta estructura

    persigue principalmente los objetivos de reducir los slidos en

    suspensin de distintos tamaos que traen consigo las aguas.

    La mayora de las fuentes superficiales de agua tienen un elevado

    contenido de materia en estado de suspensin, siendo necesaria

    su remocin previa, especialmente en temporada de lluvias.

    Los procedimientos de separacin de material muy grueso (rejillas:

    gruesas y finas) se realizan o estn relacionados a las captaciones.

    Se considera como pretratamientos y acondicionamientos previos

    en la planta, a unidades como desarenadores y sedimentadores

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.2 Unidades de acondicionamiento previo ypretratamiento

    Tiene por objeto separar del agua cruda la arena y partculas ensuspensin gruesa, con el fin de evitar se produzcan depsitos en

    las obras de conduccin, proteger las bombas de la abrasin y

    evitar sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento. El

    desarenado se refiere normalmente a la remocin de las partculas

    superiores a 0,2 mm

    a) Desarenador:

    a) Sedimentador:

    Similar objeto al desarenador pero correspondiente a la remocin

    de partculas inferiores a 0,2 mm y superiores a 0,05 mm.

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.3 Informacin bsica para el diseo

    a) Caudal de Diseo

    Las unidades en una planta de tratamiento sern diseadas para el

    caudal mximo diario.

    b) Calidad fisicoqumico del agua

    Dependiendo del la calidad del agua cruda, se seleccionarn los

    procesos de pretratamiento y acondicionamiento previo.

    c) Caractersticas del clima

    Variaciones de temperatura y rgimen de lluvias

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.4 Estudio de campo

    a) Estudio de fuentes: que incluya los aforos y los

    regmenes de caudal de por lo menos los ltimos tres

    aos.

    b) Zona de ubicacin: levantamiento topogrfico a detalle,

    anlisis de riesgo y vulnerabilidad de ella a desastres

    naturales.

    c) Anlisis de suelos y geodinmica

    d) Anlisis de la calidad del agua

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.5 Alternativas de pretratamiento yacondicionamiento previo

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.1 Componentes

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.1 Componentes

    a) Zona de entrada

    Tiene como funcin el conseguir una distribucin uniforme de las lneas

    de flujo dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad.

    b) Zona de desarenacin

    Parte de la estructura en la cual se realiza el proceso de depsito de

    partculas por accin de la gravedad.

    c) Zona de salida

    Conformada por un vertedero de rebose diseado para mantener unavelocidad que no altere el reposo de la arena sedimentada

    d) Zona de depsito y eliminacin de la arena sedimentada

    Constituida por una tolva con pendiente mnima de 10% que permita el

    deslizamiento de la arena hacia el canal de limpieza de los sedimentos

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.2 Criterios de diseo

    El periodo de diseo,

    teniendo en cuenta

    criterios econmicos y

    tcnicos es de 8 a 16

    aos. El nmero de unidades

    mnimas en paralelo es 2

    para efectos de

    mantenimiento. En caso

    de caudales pequeos y

    turbiedades bajas sepodr contar con una sola

    unidad que debe contar

    con un canal de by-pass

    para efectos de

    mantenimiento

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.2 Criterios de diseo

    El periodo de operacin es de 24 horas por da.

    Debe existir una transicin en la unin del canal

    o tubera de llegada al desarenador para

    asegurar la uniformidad de la velocidad en la

    zona de entrada

    La transicin debe tener un ngulo de

    divergencia suave no mayor de 12 30

    La velocidad de paso por el vertedero de salida

    debe ser pequea para causar menor

    turbulencia y arrastre de material(Krochin,V=1m/s)

    La llegada del flujo de agua a la zona de

    transicin no debe proyectarse en curva pues

    produce velocidades altas en los lados de la

    cmara

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.2 Criterios de diseo

    La relacin largo/ancho debe ser entre 10 y 20.

    La sedimentacin de arena fina (d

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.2 Criterios de diseo

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    2.2 Criterios de diseo

    a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin

    La forma de las paredes del vertedero es

    dada por:

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    2.2 Criterios de diseo

    a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin

    Una alternativa de clculo para este tipo

    de vertedero es partiendo de la ecuacin:

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    2.2 Criterios de diseo

    a) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin

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    2.2 Criterios de diseoa) Si el flujo es controlado por un vertedero sutro tenemos la relacin

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    2.2 Criterios de diseob) Si el flujo es controlado por un Parshall (garganta), tenemos la

    ecuacin

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    2.2 Criterios de diseob) Si el flujo es controlado por un Parshall (garganta), tenemos la

    ecuacin

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.3 Dimensionamiento

    Se determina la velocidad de sedimentacin de acuerdo a los criterios indicados anteriormente

    en relacin a los dimetros de las partculas. Como primera aproximacin utilizamos la ley de

    Stokes:

    Al disminuir la temperatura aumenta la viscosidad afectando la velocidad de sedimentacin delas partculas. (aguas fras retienen sedimentos por periodos ms largos que cursos de agua

    ms calientes). Segn tabla.

    Se comprueba el nmero de Reynolds

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.3 Dimensionamiento

    En caso que el nmero de Reynolds no cumpla para la aplicacin de la ley de Stokes (Re

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.3 Dimensionamiento

    Otra alternativa para la determinacin de la velocidad de sedimentacin es utilizando el grfico

    02.

    Se realiza un ajuste tomando en cuenta el tiempo de retencin terico del agua respecto al

    prctico (coeficiente de seguridad), mediante el grfico 03

    As tenemos que:

    Entonces:

    Determinamos la velocidad limite que resuspende el material o velocidad de desplazamiento:

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.3 Dimensionamiento

    Estimamos el valor de f mediante el grfico 04:

    Determinamos la velocidad horizontal (Vh), mediante la ecuacin:

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    2. DI SEO DEL DESARENADOR

    2.3 Dimensionamiento

    Luego se debe cumplir la relacin Vd > Vh, lo que asegura que no se producir la

    resuspensin:

    Las dimensiones de ancho, largo y profundidad sern de tal forma que se cumpla las

    relaciones determinadas en los criterios de diseo mencionadas anteriormente.

    La longitud de la transicin de ingreso la determinamos mediante la ecuacin

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR

    3.1 Componentes

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR3.1 Componentes

    a) Zona de entradaEstructura hidrulica de transicin, que permite una distribucin uniforme del

    flujo dentro del sedimentador.

    b) Zona de desarenacin

    Consta de un canal rectangular con volumen, longitud y condiciones de flujoadecuados para que sedimenten las partculas. La direccin del flujo es

    horizontal y la velocidad es la misma en todos los puntos, flujo pistn.

    c) Zona de salida

    Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la

    finalidad de recolectar el efluente sin perturbar la sedimentacin de laspartculas depositadas.

    d) Zona de recoleccin de lodos

    Constituida por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados,

    y una tubera y vlvula para su evacuacin peridica.

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR

    3.2 Criterios de diseo El periodo de diseo, teniendo en cuenta criterios econmicos y

    tcnicos es de 8 a 16 aos.

    El nmero de unidades mnimas en paralelo es de dos (2) para efectos

    de mantenimiento.

    El periodo de operacin es de 24 horas por da.

    El tiempo de retencin ser entre 2 - 6 horas.

    La carga superficial ser entre los valores de 2 - 10 m3/m2/da.

    La profundidad del sedimentador ser entre 1,5

    2,5 m. La relacin de las dimensiones de largo y ancho (L/B) ser entre los

    valores de 3 - 6.

    La relacin de las dimensiones de largo y profundidad (L/H) ser entre

    los valores de 5 - 20.

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR

    3.2 Criterios de diseo El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a 10% para

    facilitar el deslizamiento del sedimento.

    La velocidad en los orificios no debe ser mayor a 0,15 m/s para no

    crear perturbaciones dentro de la zona de sedimentacin.

    Se debe aboquillar los orificios en un ngulo de 15 en el sentido del

    flujo.

    La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la unidad,

    pues el 80% del volumen de los lodos se deposita en esa zona.

    Se debe efectuar experimentalmente la determinacin del volumenmximo que se va a producir.

    El caudal por metro lineal de recoleccin en la zona de salida debe ser

    igual o inferior a 3 l/s.

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR

    3.2 Criterios de diseo Se debe guardar la relacin de las

    velocidades de flujo y las dimensiones de

    largo y altura.

    La seccin de la compuerta de la

    evacuacin de lodos (A2) debe mantener la

    relacin. Donde t es el tiempo de vaciado.

    La ubicacin de la pantalla difusora debe

    ser entre 0,7 a 1,00 m de distancia de la

    pared de entrada.

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR

    3.2 Criterios de diseo

    Los orificios ms altos de la

    pared difusora deben estar a 1/5

    o 1/6 de la altura (H) a partir de la

    superficie del agua y los ms

    bajos entre 1/4 1/5 de la altura

    (H) a partir de la superficie del

    fondo.

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    3. DI SEO DEL SEDIMENTADOR

    3.3 Dimensionamiento Determinar el rea superficial de la unidad (As), que es el rea superficial de la zona de

    sedimentacin, de acuerdo a la relacin:

    Determinar las dimensiones de largo L (m), ancho B (m) y altura h (m) de manera tal que se

    cumplan las relaciones o criterios mencionados anteriormente. Considerando el

    espaciamiento entre la entrada y la cortina o pared de distribucin de flujo:

    Determinar la velocidad horizontal VH (m/seg) de la unidad mediante la ecuacin. El cualdebe cumplir con las relaciones mencionadas anteriormente.

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    3.3 Dimensionamiento Determinar el tiempo de retencin To (horas), mediante la relacin:

    Determinar el nmero de orificios, cumpliendo con los criterios de diseo.

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    4. TABLAS Y GRAFICOS

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    4. TABLAS Y GRAFICOS

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.1 Estudio de campoAnlisis detallado de las caractersticas de la zona de

    estudio. Se considera el anlisis de fuentes, de calidad de

    agua, anlisis de vulnerabilidad y riesgo, levantamiento

    topogrfico, entre otros.

    1.2 La fuente

    El agua que ingresa al sistema es de tipo superficial,

    proviene de un ro o riachuelo de montaa. Por lo tanto, sedebe disponer de toda la informacin posible sobre la

    fuente: caudales, variaciones por estacin, niveles mximos

    y mnimos, calidad de agua cruda, por lo menos en los tres

    ltimos aos.

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.3 Calidad de agua crudaResumen de rangos de cal idad de agua en fuentes su perficiales

    para or ientar la selecc in d e opc iones de FIME

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.4 Captacin del aguaLa forma ms simple de captar el agua es a travs de una

    tubera o un canal. Se debe considerar las posibles

    inundaciones, pocas de avenida y estiaje, evaluar la

    topografa del terreno para asegurar un buen nivel deentrada al filtro.

    1.5 Canal de entrada

    Se recomienda construir un canal en lugar de una tubera,ya que el canal facilita la limpieza e inspeccin.

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    1. CONSIDERACIONES GENERALES

    1.6 Control y medicin de caudalSe debe controlar y medir el caudal total que se va a tomar del ro y el

    caudal del agua filtrada que abastecer a la comunidad. Para la primera

    tarea se utiliza un canal de entrada con una compuerta regulable y por

    medio de un vertedero independiente en Vse realiza una regulacin

    ms exacta. Para la segunda medicin se puede utilizar un medidor deefluente instantneo y otro volumtrico.

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPASLa filtracin en mltiples etapas (FIME) es la combinacin unidades de

    pretratamiento con filtracin en grava y unidades de tratamiento con filtracin

    lenta en arena (FLA) con la finalidad de obtener un efluente de calidad sin

    necesidad de la utilizacin reactivos qumicos durante el proceso.

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.1 Filtracin Gruesa Dinmica (FGDi)Los filtros dinmicos son tanques que contienen una capa delgada de

    grava fina (6 a 13mm) en la superficie, sobre un lecho de grava ms

    grueso (13-25mm) y un sistema de drenaje en el fondo.

    Esta unidad es utilizada para reducir los extremos de los picos deturbiedad y proteger de esta manera la planta de tratamiento ante altas

    cargas de slidos transportadas por la fuente durante unas pocas horas.

    Cuando la fuente transporta valores elevados de slidos fcilmente

    sedimentables, estos se depositan en la superficie del lecho de grava,

    colmatndolo rpidamente y restringiendo parcial o totalmente el pasode agua

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.1 Filtracin Gruesa Dinmica (FGDi)

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.2 Filtracin Gruesa (FG)Los filtros gruesos de grava pueden ser de flujo horizontal o vertical.

    Consiste en un compartimiento principal donde se ubica un lecho

    filtrante de grava. El tamao de los granos de grava disminuye con la

    direccin del flujo.

    Para el caso de un filtro de flujo ascendente se tiene un sistema de

    tuberas, ubicado en el fondo de la estructura, permite distribuir el flujo

    de agua en forma uniforme dentro del filtro.

    Conforme funciona el filtro, los espacios vacos se van colmatando con

    las partculas retenidas del agua, por lo cual se requiere una limpiezasemanal controlada mediante las vlvulas de apertura a la salida de la

    unidad

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.2 Filtracin Gruesa (FG): En Capas

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.2 Filtracin Gruesa (FG): En serie

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.3 Filtracin Lenta en Arena (FLA)

    El tratamiento del agua en una unidad de FLA es el producto de un

    conjunto de mecanismos de naturaleza biolgica y fsica, los cuales

    interactan de manera compleja para mejorar la calidad microbiolgica

    del agua.Consiste en un tanque con un lecho de arena fina, colocado sobre una

    capa de grava que constituye el soporte de la arena la cual, a su vez, se

    encuentra sobre un sistema de tuberas perforadas que recolectan el

    agua filtrada. El flujo es descendente, con una velocidad de filtracin

    muy baja que puede ser controlada preferiblemente al ingreso deltanque

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    2. F I LTRACIN EN MLTI PLES ETAPAS

    2.3 Filtracin Lenta en Arena (FLA)

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    3. ALTERNATIVAS DE TRATAM IENTO FIME

    Dependiendo de los parmetros seleccionados de calidad de agua, la

    eficiencia de las etapas de tratamiento y consideraciones de costos se

    pueden adoptar las siguientes alternativas de tratamiento FiME

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    3. ALTERNATIVAS DE TRATAM IENTO FIMEModelo para la seleccin de un sis tema de tratam iento de agua por

    f i l t racin en mltip les etapas, FiME.

    (Todas las opciones incluyen FGDi 2.0y FLA0.15)

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    4. OTRAS ALTERNATI VAS DE PRETRATAM IENTO

    a) Pozo de InfiltracinFiltracin del agua a orillas de los ros mediante pozos.

    b) Galera de Infiltracin

    Captacin del agua infiltrada mediante tuberas perforadas colocadas en

    los lechos de los ros.c) Sedimentador

    La sedimentacin es un proceso fsico que permite reducir el contenido

    de slidos suspendidos presentes en el agua

    d) Desarenador

    Tiene por objeto separar del agua cruda arena y partculas e suspensin

    gruesa

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    a) Periodo de diseo

    Se recomienda un perodo de diseo de las instalaciones entre 8 y 12

    aos.

    b) Periodo de operacin

    Las unidades de tratamiento deben ser diseados para periodos deoperacin de 24 horas, siendo 2 el nmero mnimo de unidades en

    paralelo y as alternarlas cada vez que se requiera realizar

    mantenimiento. La continuidad en la prestacin del servicio evita riesgos

    de contaminacin en la distribucin, en almacenamientos inadecuados

    o en la operacin de la planta.

    c) Caudal de diseo

    Las unidades en una planta de tratamiento sern diseadas para el

    caudal mximo diario.

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    a) Cmara de filtracin

    La cmara debe tener la capacidad suficiente para contener el sistema

    de drenaje, lecho filtrante y la altura de agua sobre el lecho (carga

    hidrulica). El borde libre debe tener 0.2 metros.

    La razn largo / ancho ser de 3:1 a 6:1, recomendable para diseo 5:1

    b) Lecho filtrante

    5.1 Filtro grueso dinmico

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    c) Lecho de soporte

    5.1 Filtro grueso dinmico

    La veloc idad de fi lt racin v ara entre lo s 2.0 a 3.0 m/h depend iendo d e la

    cal idad del agua cruda. A mayo r contamin acin del agua af luente menor

    velocid ad de f i l t racin

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    d) Sistema de drenaje y cmara de lavado

    5.1 Filtro grueso dinmico

    El sistema de drenaje es una tubera de perforada que cumple la

    funcin de recoleccin de agua filtrada tambin y regulado por vlvulas.

    Las cmaras de lavado deben ser amplias, seguras y de fcil acceso,

    sus dimensiones deben ser tales que faciliten el desplazamiento ymaniobrabilidad del operador, recomendndose reas superficiales

    entre 3 y 5 m2 profundidades entre 0.20 y 0.40 m. La cmara debe ser

    abastecida con agua cruda para facilitar el mantenimiento eventual del

    FGDi. El conducto de desage debe ser calculado para evacuar el

    caudal mximo de lavado y evitar sedimentacin en su interior.La velocidad superficial de lavado (Vs) puede variar entre 0.15 y 0.3

    m/s, dependiendo del tipo de material predominante en el agua cruda;

    se asume una velocidad cercana a 0.15 m/s cuando predominan limos y

    material orgnico y superior a los 0.2 m/s para arenas y arcillas.

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.1 Filtro grueso dinmico

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)a) Nmero de filtros (N)

    Normalmente se consideran como mnimo 2 unidades para casos de mantenimiento o falla deuno de los filtros:

    b) rea total del filtro (At)

    c) rea del filtro de cada unidad (Af)

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)d) Caudal del filtro (Qf)

    e) Caudal total (Qt)

    f) Caudal de diseo (Qd)

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)g) Caja de filtro

    Relacin largo/ancho: M = L/b, ambos en (m)

    El valor de la caja de recuperacin de arena (que debe ser 1/5 (20%) de la longitud del filtro) sedebe sumar al valor de L

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.1 Filtro grueso dinmico (Dimensionamiento)

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.2 Filtro grueso ascendentea) Cmara de filtracin

    La altura total del filtro est determinada por la altura del lecho de grava

    (incluyendo la capa de soporte), el nivel de agua sobrenadante, la altura

    de agua adicional para facilitar y mejorar el lavado hidrulico y el borde

    libre. Est en el rango de 1.1 a 1.5 mb) Lecho filtrante

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.2 Filtro grueso ascendentec) Estructuras de entrada y salida

    La estructura de entrada consiste de un canal pequeo que conduce el agua

    previamente acondicionada hasta la cmara de entrada a los filtros gruesos. En

    ella se renen 3 tuberas: Tubera de entrada de agua, tubera de rebose y

    tubera de distribucin hacia los el lecho filtrante. La salida es por recoleccin

    del sobrenadante en tuberas que distribuyen el agua filtrada en una cmaraque contiene una tubera en la parte inferior para el efluente tratado

    d) Sistema de drenaje y cmara de lavado

    La descarga de la tubera de drenaje, debe ubicarse entre 1.5 y 2.0 m por

    debajo de la losa de fondo del filtro grueso. La carga esttica de agua para

    lavado en contraflujo, que es la diferencia entre el nivel de agua mximo en el

    filtro grueso ascendente durante el lavado y el nivel de descarga de la tubera

    de drenaje en la cmara de lavado debe de estar entre los 2.5 y 3.0 m

    e) Accesorios de regulacin y control

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.2 Filtro grueso ascendente (guas de diseo)

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.2 Filtro grueso ascendente (Dimensionamiento)a) rea superficial (As)

    Esta compuesto por un distribuidor y tuberas laterales con orificiosb) Sistema de distribucin

    c) Sistema de drenaje

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.3 Filtro lento de arenaUna unidad de filtracin lenta en arena consta generalmente de los siguientes elementos: a) cajade filtracin y estructura de entrada, b) sistema de drenaje, c) lecho filtrante, d) capa de aguasobrenadante y e) dispositivos para regulacin, control y rebose

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.3 Filtro lento de arena

    a) Caja de filtracin y su estructura de entrada

    La caja del filtro posee un rea superficial condicionada por el caudal a

    tratar, la velocidad de filtracin y el nmero de filtros especificados para

    operar en paralelo. Se recomiendan reas de filtracin mxima por

    modulo de 100 m2 para facilitar las labores manuales de operacin ymantenimiento el filtro.

    La estructura consta de un vertedor de excesos, canales o conductos

    para distribucin, dispositivos para medicin y control de flujo, cmara

    de entrada y ventana de acceso al filtro propiamente dicho

    b) Lecho filtrante

    El medio filtrante debe estar compuesto por granos de arena duros y

    redondeados, libres de arcilla y materia orgnica. La arena no debe

    contener ms de 2% de carbonato de calcio y magnesio.

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.3 Filtro lento de arena

    b) Sistema de drenaje, que incluye lecho de soporte y cmara desalida

    El nivel mnimo del filtro se controla mediante el vertedero de salida, el cual se

    debe ubicar en el mismo nivel o 0.10 m. por encima de la superficie del lecho

    filtrante

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.3 Filtro lento de arena

    d) Capa de agua sobrenadante

    Se recomienda una altura de agua sobrenadante de 1.0 a 1.5 m. y un borde

    libre entre los 0.2 y 0.3 m

    e) Conjunto de dispositivos para regulacin, control y rebose de

    flujo Vlvula para controlar entrada de agua pretratada y regular velocidad de

    filtracin

    Dispositivo para drenar capa de agua sobrenadante, cuello de ganso.

    Conexin para llenar lecho filtrante con agua limpia

    Vlvula para drenar lecho filtrante

    Vlvula para desechar agua tratada Vlvula para suministrar agua tratada al depsito de agua limpia

    Vertedero de entrada

    Indicador calibrado de flujo

    Vertedero de salida

    Vertedero de excesos

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.3 Filtro lento de arena (Dimensionamiento)a) Caudal de diseo (Qd)

    Se expresa en (m3/h)

    b) Numero de unidades (N)

    Mnimo dos unidades de filtracin

    c) rea superficial (As)

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    5. CRITERIOS DE DISEO DE LOS COMPONENTES

    5.3 Filtro lento de arena (Dimensionamiento)

    d) Coeficiente de mnimo costo (K)

    e) Longitud de unidad

    f) Ancho de unidad

    g) Velocidad de filtracin real (VR)

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    Vertederos de control

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    1. LA DESINFECCIN

    En trminos prcticos, desinfectar el agua significa eliminarde ella los microorganismos existentes, capaces de producir

    enfermedades.

    En la desinfeccin se usa un agente fsico o qumico para

    destruir los microorganismos patgenos, que puedentransmitir enfermedades utilizando el agua como vehculo

    pasivo.

    La desinfeccin es un proceso selectivo: no destruye todos

    los organismos presentes en el agua y no siempre eliminatodos los organismos patgenos. Por eso requiere procesos

    previos que los eliminen mediante la coagulacin,

    sedimentacin y filtracin.

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    1.1 Terminologa

    1.2 Utilidad

    1. LA DESINFECCIN

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    2 TEORIA DE LA DESINFECCI N

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    2. TEORIA DE LA DESINFECCIN

    2.1 Factores que influyen en la desinfeccin

    b) La natur aleza y concen tracin del agente desin fectante

    Desinfectantes como el cloro y derivados pueden formar en el agua una serie de

    especies qumicas cloradas, de diferente eficiencia desinfectante. Por otro lado,

    la concentracin del desinfectante determinar el tiempo de contacto necesario

    para destruir todos los microorganismos presentes en el agua.

    c) La temperatura del agua

    Por lo general, la temperatura favorece el proceso de desinfeccin.

    Sin embargo, es necesario tener en cuenta que la solubilidad de los agentes

    desinfectantes en estado gaseoso es inversamente proporcional a latemperatura. Por tanto, en condiciones extremas de temperatura por ejemplo,

    en lugares donde el agua llega a menos de 5C o en otros donde puede tener

    35C, la cantidad del desinfectante disuelto en el agua variar

    considerablementeser menor a mayor temperatura y viceversa.

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    2 TEORIA DE LA DESINFECCI N

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    2. TEORIA DE LA DESINFECCIN

    2.1 Factores que influyen en la desinfeccin

    d) La natur aleza y calidad del agua

    La materia en suspensin puede proteger a los microorganismos existentes en

    el agua e interferir en la desinfeccin.

    La materia orgnica puede reaccionar con los desinfectantes qumicos y

    cambiar su estructura. En ciertos casos, si en el agua persisten compuestosorgnicos que no han sido removidos en los procesos previos a la desinfeccin,

    se pueden generar derivados txicos o compuestos que confieren sabor u olor

    al agua, muchos de ellos desagradables, lo que cambiara su calidad

    organolptica.

    e) El PH

    Por otra parte, la accin de los desinfectantes es fuertemente influenciada por el

    pH del agua. De acuerdo con su naturaleza, cada desinfectante tiene un rango

    de pH de mayor efectividad. Sin embargo, la prctica demuestra que cuanto

    ms alcalina es el agua requiere mayor dosis de desinfectante para una misma

    temperatura y tiempo de contacto.

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    2 TEORIA DE LA DESINFECCIN

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    2. TEORIA DE LA DESINFECCIN

    2.1 Factores que influyen en la desinfeccin

    f ) El t iemp o de con tacto

    Cuanto mayor es el tiempo de

    contacto, mayor ser la posibilidad de

    destruccin de los microorganismospara una cierta dosis de cloro

    aplicado.

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    3 FORMAS DE DESINFECCIN

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    3. FORMAS DE DESINFECCIN

    3.1 Agentes fsicos

    a) Sedimentacin natur al

    La sedimentacin natural es un proceso por el cual se realiza la decantacin

    de partculas en suspensin por la accin de la gravedad.

    Debido a que la sedimentacin es un proceso en el cual la carga de

    microorganismos patgenos del agua puede concentrarse en los lodos, esnecesario tener en cuenta que los presedimentadores, usados para

    abastecimiento de agua cruda, requieren un manejo cuidadoso a fin de no

    captar aguas estratificadas cuya calidad cause problemas en la planta de

    tratamiento

    b) Coagulacinf loculacinsedimentacin

    Los procesos de mezcla, coagulacin, floculacin y sedimentacin son

    bastante eficientes en la remocin de la mayora de las bacterias,

    protozoarios y virus que se encuentran en el agua, debido a que estos

    microorganismos son partculas coloidales y por ello se encuentran sometidos

    al mismo mecanismo de remocin de los dems coloides.

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    3 FORMAS DE DESINFECCIN

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    3. FORMAS DE DESINFECCIN

    3.1 Agentes fsicos

    b) Coagulacinf loculacin

    sedimentacin

    La remocin de bacterias es directamente proporcional a la remocin de

    turbiedad y que si se manejan adecuadamente esos procesos, se puede

    obtener una eficiencia de 99,7%.

    Por otra parte, las partculas de arcilla absorben los virus muy rpidamente.

    Concluyen que la inactivacin de los virus ocurre en dos etapas: en la primerase produce una mezcla de virus e iones de aluminio, y en la segunda, luego de

    la aglutinacin ocurre la sedimentacin de los flculos.c) La fi l tracin

    Los filtros lentos pueden llegar a remover 96% de bacterias, cuando el agua no

    presenta ms de 100 ppm de materias en suspensin y 200 bacterias por

    mililitro.

    Los filtros rpidos pueden llegar hasta 98% de eficiencia en la remocin de

    bacterias. La filtracin es muy efectiva en la retencin de los microorganismos

    grandes, como las algas y diatomeaspero los olores y sabores asociados a

    ellos no son eliminados.

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    3 FORMAS DE DESINFECCIN

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    Curso: Anlis is y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Osc ar H. Vsquez C.

    3. FORMAS DE DESINFECCIN

    3.1 Agentes fsicos

    b) Coagulacinf loculacin

    sedimentacin

    La remocin de bacterias es directamente proporcional a la remocin de

    turbiedad y que si se manejan adecuadamente esos procesos, se puede

    obtener una eficiencia de 99,7%.

    Por otra parte, las partculas de arcilla absorben los virus muy rpidamente.

    Concluyen que la inactivacin de los virus ocurre en dos etapas: en la primerase produce una mezcla de virus e iones de aluminio, y en la segunda, luego de

    la aglutinacin ocurre la sedimentacin de los flculos.c) La fi l tracin

    Los filtros lentos pueden llegar a remover 96% de bacterias, cuando el agua no

    presenta ms de 100 ppm de materias en suspensin y 200 bacterias por

    mililitro.

    Los filtros rpidos pueden llegar hasta 98% de eficiencia en la remocin de

    bacterias. La filtracin es muy efectiva en la retencin de los microorganismos

    grandes, como las algas y diatomeaspero los olores y sabores asociados a

    ellos no son eliminados.

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    3.1 Agentes fsicos

    d) El calor

    Debido a la gran sensibilidad de los microorganismos a las temperaturas altas,

    la ebullicin del agua es muy efectiva para su eliminacin.

    El hervido del agua es una prctica domstica segura y recomendable, cuando

    existen dudas sobre la calidad del agua potable. El mtodo ms simple para

    preparar agua para consumo humano, segura desde el punto de vistamicrobiolgico, es hervirla durante unos minutos y luego almacenarla

    adecuadamente.e) La luz y los rayos ultravio leta

    La luz UV se produce por medio de lmparas de vapor de mercurio de alta y

    baja presin, siendo ms populares las ltimas (semejantes a las lmparas

    fluorescentes).

    Mediante este procedimiento se acta sobre los microorganismos no por va

    qumica sino por va fotoqumica. La absorcin de luz por los seres vivos

    provoca alteraciones de los compuestos moleculares esenciales en la funcin

    celular.

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    3.2 Agentes qumicos

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    3. FORMAS DE DESINFECCINCarac terst icas de un buen desin fec tan te qum ico

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    3.2 Agentes qumicos

    a) El ozon o

    Es una forma alotrpica del oxgeno, en la cual tres

    tomos del elemento se combinan para formar una

    molcula.

    El ozono es inestable y se descompone con cierta facilidad

    en oxgeno normal y oxgeno naciente, que es un fuerte

    oxidante. Debido a esta caracterstica, acta con gran

    eficiencia como desinfectante y se constituye como el ms

    serio competidor del cloro.

    El ozono es un gas ligeramente azul, de olor caracterstico,que se puede percibir despus de las tempestades. Es

    poco soluble en el agua y muy voltil. Se mantiene en el

    agua solo algunos minutos en su aplicacin, se pierde

    aproximadamente el 10% por volatilizacin.

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    3.2 Agentes qumicos

    a) El ozon o

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    3.2 Agentes qumicos

    b) El yodo

    Es el halgeno de mayor peso atmicopor su bajo poder de oxidacin, resulta

    ms estable. Por esta razn, sus residuales se conservan por mucho ms tiempo

    que el cloro.

    La mayor desventaja del yodo como desinfectante del agua radica en su costo,pues es ms caro que el cloro.

    La tintura de yodo (6,5 g/100 mL de yodo), de expendio en farmacias, puede ser

    usada en la desinfeccin de aguas para uso domstico. Bastarn 3 gotas por litro

    de agua, con un tiempo de contacto de 15 minutos.

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    3.2 Agentes qumicos

    c) El brom o

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    3.2 Agentes qumicos

    d) El cloro

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    4 LA CLORACIN

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    4.1 Caractersticas del cloro como desinfectante

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    4. LA CLORACIN

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    4.2 Reacciones del cloro en el agua

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    4. LA CLORACIN

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    4. LA CLORACIN

    4.2 Reacciones del cloro en el agua

    Las proporciones de cido hipocloroso y de iones hipoclorito en el agua

    clorada, en relacin con distintos valores de pH, Cuando el pH es menor

    de 4, el cloro est en forma de cloro molecular. A pH 5,0 y 6,0, el cloro

    existente est bajo la forma de cido hipocloroso. Por encima de pH 6,0,

    hay iones hipoclorito, los cuales predominan cuando el pH supera el pH

    7,5. Debido a esto, se comprueba que la desinfeccin por cloracin delagua es ptima cuando el pH es bajo.

    Debido a este comportamiento, al agregarse cloro al agua, tambin se

    reduce la alcalinidad. As, una parte por milln de cloro en el agua

    neutralizar no menos de 0,7 ppm de alcalinidad como carbonato de

    calcio y puede neutralizar hasta 1,4 ppm de carbonato.

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    4. LA CLORACIN

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    4.3 Reacciones del cloro con el amoniaco

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    4.3 Reacciones del cloro con el amoniaco

    4.4 Reacciones del cloro con otros componentes del

    agua

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    4.4 Otros compuestos de cloro

    a) Cal clo rada

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    4.4 Otros compuestos de cloro

    b) Hipoc lor i to de calc io

    El hipoclorito de calcio difiere de la cal clorada en que el cloruro de calcio inerte

    ya ha sido eliminado en gran parte. Por esta razn, el hipoclorito de calcio puede

    prepararse para contener concentraciones altas de cloro disponible.

    Este polvo puede mantenerse estable hasta el ao, si las condiciones dealmacenamiento son adecuadas. Mantiene su solubilidad en el agua y deja poco

    sedimento.

    El hipoclorito de calcio es un agente potente oxidante. Por esta razn, debe

    almacenarse en un lugar aislado, seguro, fresco y seco, pues en contacto con

    materiales combustibles puede ocasionar incendios.

    Debido a que su contenido de cloro activo puede variar en el tiempo y con las

    condiciones ambientales, es recomendable determinar el cloro activo antes

    depreparar la solucin de hipoclorito de calcio para el proceso de desinfeccin.

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    4.4 Otros compuestos de cloro

    c) Hipoc lor i to de sodio

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    4.5 Clculo de la cantidad de cloro activo de acuerdo

    con las especies usadas

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    4. LA CLORACIN

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    4.5 Clculo de la cantidad de cloro activo de acuerdo

    con las especies usadas

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    4.6 Efectividad de los desinfectantes ms comunes

    par a agua potable

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    4. LA CLORACIN

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    Curso: Anlis is y Tratamien to de la Con tam inac in del Ag ua Osc ar H. Vsquez C.

    4.7 Sala de cloracin

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    4.7 Sala de cloracin

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    PrincipalesOperaciones Unitarias

    Empleadas en elTratamiento del Agua

    Los principales procesos de transferencia

    utilizados en el tratamiento del agua para

    h l i i

  • 7/25/2019 Aguas examen

    157/238

    consumo humano son los siguientes:

    Transferencia de slidos

    Transferencia de iones

    Transferencia de gases, y

    Transferencia molecular o de nutrientes

    Transferencia de Solidos:

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    Cribado o cernido

    Sedimentacin

    Flotacin

    Filtracin

    Transferencia de Iones:

  • 7/25/2019 Aguas examen

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    Coagulacin qumica

    Precipitacin qumica

    Intercambio Inico

    Absorcin

    Transferencia de Gases:

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    Aireacin

    Desinfeccin

    Descarbonatacin

    Transferencia Molecular:

  • 7/25/2019 Aguas examen

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    En el proceso de purificacin natural del agua. Las bacterias

    saprofitas degradan la materia orgnica y transformansustancias complejas en material celular vivo o en

    sustancias ms simples y estables, incluidos los gases de

    descomposicin

    Tambin los organismos fotosintticos convierten sustancias

    inorgnicas simples en material celular, utilizando la luz solar

    y el anhdrido carbnico producto de la actividad de las

    bacterias y, a la vez, generan el oxgeno necesario para la

    supervivencia de los microorganismos aerbicos presentes

    en el agua.

    Este tipo de transferencia se lleva a cabo en la filtracin, en

    la cual los mecanismos de remocin ms eficientes se

    deben a la actividad de los microorganismos.

  • 7/25/2019 Aguas examen

    162/238

    Plantas deTratamiento de agua o

    PlantasPotabilizadoras

    Plantas de Tratamiento de Agua

  • 7/25/2019 Aguas examen

    163/238

    Las plantas de tratamiento de agua se pueden clasificar, deacuerdo con el tipo de procesos que las conforman, en

    plantas de filtracin rpida y plantas de filtracin lenta.

    Tambin se pueden clasificar, de acuerdo con la tecnologausada en el proyecto, en plantas convencionales antiguas,

    plantas convencionales de tecnologa apropiada y plantas de

    tecnologa importada o de patente

    Plantas de Filtracin Rpida:

  • 7/25/2019 Aguas examen

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    Estas plantas se denominan as porque los filtros quelas integran operan con velocidades altas, entre 80 y

    300 m3/m2.d, de acuerdo con las caractersticas del

    agua, del medio filtrante y de los recursos disponibles

    para operar y mantener estas instalaciones

    De acuerdo con la calidad del agua por tratar, se

    presentan dos soluciones dentro de este tipo de

    plantas: plantas de filtracin rpida completa y plantasde filtracin directa

    Planta de filtracin rpida completa:

  • 7/25/2019 Aguas examen

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    Una planta de filtracin rpida completa normalmenteest integrada por los procesos de coagulacin,

    decantacin, filtracin y desinfeccin.

    El proc eso de coagu lacin se realiza en dos etapas: una

    fuerte agitacin del agua para obtener una dispersinins tantnea de la su stancia coagulan te en toda la masa de

    agua (mezcla rpida) segu ida de una agitac in lenta para

    promover la rpida aglomeracin y crecim iento del f loc ulo

    (etapa de floc ulac in)

    La coagu lacin t iene la f inal idad de mejorar la ef ic ienciade remoc in d e partcu las co loid ales en el pro ceso de

    decan tacin (sed imentac in de partculas flocu lentas). El

    p ro ces o fin al de filtrac in desempea una labo r de

    acabado, le da el pu l imento f inal al agua

    Planta de filtracin rpida completa:

  • 7/25/2019 Aguas examen

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    Finalmente, se l leva a cabo la desinfeccin, procesocomn a los do s t ipo s d e plan tas, las d e fi l tracin rpida

    completa y las de f il t racin d irecta. La func in p rincip al

    de este proceso es completar la remocin de

    m icroorg anismos patgenos qu e no quedaron retenidos

    en el f i l t ro y servir de pro teccin co ntra la contamin acinque el agua pueda encontrar en el sistema de

    distr ibucin.

    La desinfeccin, en la forma en que normalmente se

    apl ica (esto es, con residual l ibre de 1 mg /L


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