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Filtracion y desifeccion en agua potable

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yesenia loaiza

on 10 October 2015

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Transcript of Filtracion y desifeccion en agua potable

Filtración y desinfección en agua potable
DESINFECCIÓN
Los sistemas de desinfección se usan para combatir enfermedades propagadas en agua y causadas por bacterias o virus. Esos procesos neutralizan los patógenos mediante el tratamiento del agua de fuentes con aditivos químicos, o mediante la exposición a la luz ultravioleta.
Cuando usar los desinfectantes
Filtración
La filtración consiste en la remoción de partículas suspendidas y coloidales presentes en una suspensión acuosa que escurre a través de un medio poroso.
SELECCIÓN DEL DESINFECTANTE


1. Debe destruir o inactivar, dentro de un tiempo dado, las clases y número de microorganismos patógenos

2. El análisis para determinar la concentración de desinfectante en el agua debe ser exacto sencillo, rápido y apropiado.


5. De ser posible no debe introducir ni producir sustancias tóxicas, o en caso contrario éstas deben mantenerse bajo los valores guía o los exigidos

6. Debe poder medirse la concentración del desinfectante en el agua con rapidez y facilidad.

7. El desinfectante debe ser razonablemente seguro y conveniente de manejar y aplicar en las situaciones en que se requiera su uso.

3. El desinfectante debe ser confiable para usarse dentro del rango de condiciones que pueden encontrarse en el abastecimiento de agua.

4. Debe poder mantener una concentración residual adecuada en el sistema de distribución de agua para evitar la recontaminación o que los microorganismos se reproduzcan.

Se debe satisfacerse los siguientes criterios:

8. El personal debe estar calificado para manejar el agente desinfectante o si se requiere debe tenerse en cuenta la capacitación que debe suministrarse al personal.

9. El costo del equipo, su instalación, operación, mantenimiento y reparación, así como la adquisición y el manejo de los materiales requeridos para sustentar permanentemente una dosificación eficaz, debe ser razonable.
Cloración:
Desinfección de las aguas.
Control de olores y sabores.
Prevención del crecimiento de algas y microorganismos.

Ozonación:
Para mejorar la calidad organoléptica (color, sabor, etc).
Por su acción bactericida y virulicida.
Para la oxidación de la materia orgánica.
Para la oxidación de micro-contaminantes.
Para el mejoramiento de la biodegradabilidad antes de un proceso de adsorción sobre el carbón activado granulado (CAG).

No puede emplearse el ozono en aguas que contienen hierro o amoniaco. RAS-2000. Sistemas de Potabilización

Dióxido de cloro:
Se recomienda su empleo para controlar el sabor y el olor y para destruir sustancias orgánicas
Rayos ultravioleta:
Se recomienda este tipo de desinfección cuando el contenido de materia orgánica y la turbiedad del agua son muy bajas.
DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS


Para la desinfección y el tratamiento de aguas se puede emplear:

Cloro gaseoso generado a partir de la vaporización de cloro líquido almacenado bajo presión en cilindros, el cual debe cumplir con la norma NTC 925 (Rev. 2) o la AWWA B301

Hipoclorito de sodio (líquido), el cual debe cumplir con la norma NTC 1847 (Rev. 3) o la AWWA B300.

Hipoclorito de calcio (sólido en forma granular), el cual debe cumplir con la norma NTC 1847 (Rev. 3) o la AWWA B300

Cloración

El Dióxido de cloro es un gas de carácter explosivo, por lo que dicho gas no debe ser transportado, sino que debe producirse en el sitio donde se piensa aplicar.

Para evitar explosiones debe mantenerse a una concentración inferior al 10% en el aire y a 30 g/L en el agua.

Sin embargo, tiene la ventaja de no producir trihalometanos y ser un muy potente oxidante (remoción de color y metales).

Debe obtenerse un residual de ClO2 al final de la red, por lo que algunas veces se requiere altas dosis del desinfectante, debido a la reducción del ClO2 por la materia orgánica del agua (COD).

Debe tenerse en cuenta que su empleo puede producir el ión ClO2 - (clorito) que es un subproducto
de la desinfección (SPD),
considerado como tóxico

Dióxido de cloro
Ozonación
Puede esterilizarse el agua por medio de ozono (O3), gas inestable que debe ser generado en aparatos especiales por descargas eléctricas en cámaras de aire seco.
Debe tenerse en cuenta que entre los subproductos de la desinfección que se forman con el ozono está el ión BrO3 - (bromato), considerado como cancerígeno. Se recomienda una concentración máxima admisible de 25 mg/L.

• La planta debe contar con un suministro de energía durante las 24 horas del día.
• Debe contarse con personal técnico altamente calificado para el manejo de los equipos.
• Debido a que el ozono no proporciona concentración residual debe emplearse un desinfectante secundario que genere este efecto residual con el fin de proteger el agua en el sistema de distribución.
• Que no haya otro desinfectante que ofrezca las mismas ventajas.

Rayos ultravioletas
La esterilización se logra por medio de rayos ultravioletas de longitud de onda entre 200 y 300 nm. Pueden emplearse lámparas de vapor de mercurio a muy baja o alta presión.
Para asegurar la desinfección, el agua debe ser completamente clara, es decir, libre de sustancias que puedan absorber la luz y de materias suspendidas que interponga una sombra a los organismos contra la luz.
Webgrafía
REGLAMENTO TÉCNICO DEL SECTOR DE AGUA POTABLE Y SANEAMIENTO BASICO RAS - 2000 SECCION II TÍTULO C SISTEMAS DE POTABILIZACIÓN

http://cra.gov.co/apc-aa-files/37383832666265633962316339623934/5._Sistemas_de_potabilizacion.pdf

https://www.koshland-science-museum.org/water/html/es/Treatment/Chemical-Disinfection-Oxidants.html

http://www.canaleduca.com/documents/10157/19805/Tratamiento+de+desinfecci%C3%B3n+del+agua+potable

http://cra.gov.co/apc-aa-files/37383832666265633962316339623934/5._Sistemas_de_potabilizacion.pdf

CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS
Este proceso se puede realizar por filtración rápida o filtración lenta. La filtración rápida se divide en filtración ascendente y descendente.
ESTUDIOS PREVIOS
Deben realizarse estudios de la calidad del agua que va a filtrarse para determinar el tipo de filtración que debe realizarse.
Filtración rápida
Filtración lenta
Filtración directa
Filtración convencional
Debe utilizarse como pulimento final de los procesos de mezcla rápida, floculación y sedimentación. Generalmente se emplea cuando se ha realizado una coagulación de barrido. La turbiedad de ingreso a los filtros no debe ser mayor de 8.0 UNT y el color no mayor de 20 UC.
En este proceso debe trabajarse con una coagulación por neutralización de cargas diferente de la coagulación de barrido. El agua cruda debe tener una turbiedad y un color inferiores a 8 UNT y 30 UC respectivamente el 90% del tiempo.
Puede utilizarse como tratamiento único de la calidad del agua cruda cuando ésta mantiene una turbiedad no mayor a 15 UNT, bajo color menor a 20 UPC y un NMP de coliformes fecales por debajo de 500. Debe operarse con bajas tasas y la unidad debe lavarse por raspado de las capas superficiales del medio filtrante.
La filtración lenta en diversas etapas (FLDE) se recomienda para el acondicionamiento o pretratamiento de fuentes superficiales de agua, cuya calidad puede interferir en los mecanismos de purificación o superar la capacidad de remoción de la filtración lenta en arena produciéndose efluentes de calidad deficiente
DESCRIPCIÓN DE LOS PROCESOS
Sistemas de control del flujo
Localización
La localización del filtro debe proyectarse de manera que ofrezca una buena visibilidad al operador a fin de facilitar el control de la operación de lavado.

Por eso mismo el área filtrante debe quedar a la vista del operador.
Equipo de filtración
La selección del tipo de filtro debe hacerse teniendo en cuenta las características del agua por tratar, las condiciones técnico-económicas del proyecto, así como las condiciones de operabilidad y mantenimiento del sistema, en una localidad dada.
Filtración de tasa constante
Es el tipo de control tradicional de los filtros rápidos convencionales.

Debe emplearse un controlador variable que mantenga una pérdida de carga total constante al abrirse gradualmente la válvula, a medida que el lecho se colmata.

Requiere medida de la pérdida de carga.

El controlador puede ser de diafragma operado por contrapeso, de sifón, o de válvula de mariposa operada por un flotador, que mantiene un nivel constante de agua en el filtro, o por sistemas electrónicos.
Filtración con afluente igualmente distribuido y nivel variable
El caudal debe distribuirse por igual mediante un orificio o vertedero de entrada sobre cada filtro.

El vertedero de control debe quedar en un nivel superior al nivel máximo en el filtro.

La unidad debe ser bastante profunda para permitir una variación del nivel de por lo menos 2.0 m.


Pérdida de carga variable, nivel variable, tasa declinante con vertedero de control
El afluente debe entrar al filtro por debajo del nivel de la canaleta de lavado.

Debe contar con un vertedero de control, un orificio o una válvula que evite el vaciado del filtro al comienzo de las carreras.

No requiere medida de la pérdida de carga.
Debe introducirse un sistema de disipación de energía a la entrada del flujo para no disturbar el medio filtrante.


No requiere medida de la pérdida de carga.
Estas unidades se clasifican en dos grupos: filtros rápidos de flujo descendente y flujo ascendente.
Filtros rápidos
Filtros rápidos de flujo descendente
• Sistema de entrada de agua
• Medio filtrante • Caja del filtro
• Sistema de drenaje • Sistema efluente
• Sistema de lavado del filtro

Filtros Lentos
El uso de plantas de filtración lenta debe ser considerado preferentemente en los niveles bajo y medio de complejidad.

La unidad de filtración lenta debe constar de un tanque que contiene una capa sobrenadante de agua cruda, de un lecho de arena filtrante, de un sistema de drenaje y de un juego de dispositivos de regulación y control del filtro.
PARÁMETROS DE DISEÑO
Composición de los lechos filtrantes
El filtro puede ser de un solo medio (arena o antracita), de medio dual (arena y antracita) o lechos mezclados. Puede ser de profundidad convencional de 0.6 m a 0.9 m o de capa profunda de más de 0.9 m de altura.
Lechos de arena
La arena fina (0.35 mm - 0.45 mm) solamente se recomienda en los siguientes casos:

Cuando el pretratamiento sea poco satisfactorio.

Cuando se requiera un alto grado de remoción.

Cuando se pueda operar con periodos cortos de filtración y no sea importante el ahorro de agua de lavado.

Cuando el sistema de lavado esté diseñado únicamente para arena fina.

La arena estándar (0.45 mm - 0.65 mm) se recomienda:


Cuando las condiciones del agua se encuentren entre las que se especifique para arena fina y gruesa.


La arena gruesa (0.65 mm - 0.85 mm) se recomienda en los siguientes casos:

Cuando el pretratamiento sea satisfactorio.

Cuando no se requiera un alto grado de remoción.

Cuando se requieran periodos largos en los filtros y ahorro de agua de lavado.

Cuando el filtro sea diseñado para altas tasas de lavado.

Lechos de antracita
Para los lechos de antracita, este material debe tener un contenido bajo de cenizas y material volátil, baja friabilidad, alto contenido de carbono fijo y atraxilón (fósiles coloidales), y además libre de mica, polvo, arcilla, sulfuro de hierro, limo y materiales extraños.


Las partículas deben ser piramidales con el fin de obtener una mayor área superficial por unidad de volumen, con una densidad no inferior a 1450 kg/m3 y una dureza de 3.5 en la escala de Mohs.


La antracita puede reemplazar la arena parcial o totalmente como lecho filtrante.
CONTROL DE LOS PROCESOS Y OPERACIÓN
Filtro rápido
Filtro lento
Evitar turbulencias indebidas y agitación de la arena en el llenado del filtro.


Mantener una buena coagulación del agua, ajustando la dosis óptima
permanentemente para obtener el mejor filtrado.


Determinar la turbiedad, el color y la pérdida de carga en el efluente del filtro.


No producir pérdida de carga negativa en el lecho filtrante.


Lavar el filtro cuando éste alcance la pérdida de carga máxima permitida por el sistema o cuando la calidad del agua alcance el límite máximo permitido por las normas, utilizando las velocidades adecuadas a las características del medio filtrante, de acuerdo con las recomendaciones del diseñador y la experiencia.

Es necesario que el filtro se use continuamente, día y noche, con una velocidad de filtración constante para obtener los mejores resultados.


Toda espuma y material flotante debe removerse continuamente.


Realizar continuamente la medición de la velocidad de filtración.


Cuando la altura del agua sobrenadante suba rápidamente, o su nivel alcance el del vertedero de excesos, se debe sacar el filtro de servicio para su limpieza.


Cuando la arena ha llegado a tener 50 cm de espesor, es necesario reponer la arena removida.
Control de la calidad del proceso
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