MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS JORGE ARTURO PEREZ

•
MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS
•
JORGE ARTURO PEREZ PARRA
Trabajo Presentado como Requisito
Parcial para Ingresar a la Catego
ría de Profesor Asociado .
•
UNIVERSIDAD NACIONAL
FACULTAD DE MINAS
MEDELLIN, 1. 981
•
UNAL-Medellín
I
6 4000 00049792 8
•
I.
I
UNIVERSIDAD NACIONAL - FACULTAD DE MI
Ingo. Jorge Arturo Pérez P.
T ATAM
lA
~
T U P
~
~----~-----------------------------------------------------------------
~.ltP
Pal
TABLA
DE CONTENIDO
===== 2= =========
INTRODUCCION
1
1
2
3
3.1
3.2
3.3
4
4.1
I 4.2
11
1
2
2.1
•
2.2
2.3
2.4
2.5
3
3.1
3.2
4
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
5
5.1
CALIDAD DEL AGUA
•
Introducción, 1
Calidad del Agua en Función de su Utilización, 1
Parámetros de Calidad del Agua, 2
Calidad del Agua Cruda, 2
Variación de la Calidad del Agua Cruda, 29
Calidad del Agua Tratada, 29
Procesos de Tratamiento de Agua, 31
Tratamiento del Agua, 31
Selección de Procesos según la Calidad del Agua Cruda, 32
1
COAGULACION - FLOCULACION
Generalidades, 36
Conceptos Fundamentales, 36
Naturaleza de la Turbiedad, 36
Propiedad Típica de las Arcillas, 37
Tamaño de las Dispersiones, 37
Propiedades de los Coloides, 38
Fuerzas que intervienen entre los Coloides, 40
Aspectos de la Coagulación - Flocu1ación, 41
Coagulación, 42
.
Floculación, 46
Coagulación, 46
Fases de la Coagulación, 46
Remoción de Turbiedad, 48
Remoción de Color, 48
Coagulantes, 49
Gradiente de Velocidad, 53
Métodos para realizar la Coagulación, 55
Floculación, 77
•
Generalidades, 77
36
•
•
1
•
•
~NIVfQSIDAD
rACIONAL - FACULTAD DE MINAS
Ingo. Jorge Arturo Pérez P.
TRATAMIENTO DE AGUAS
- -----------------------------------------------------------------------------~
5.2
5.3
Clasificación de los Floculadores, 78
Control del Gradiente de Velocidad, 92
•
IJI
1
2
3
4
5
5.1
6
6.1
6.2
6.3
6.4
b.Ó
SEDIMENTACION
1ntroducción, 96
Definición, 96
Tipos de Sedimentación, 96
Sedimentación Simple - Ley de Stokes, 97
Sedimentadores de Flujo Horizontal, 100
Consi¿eraciones Geométricas, 100
Sedimentación de Alta Rata, 126
Consideraciones Generales, 126
Fórmulas Básicas, 129
Inclinación de las Placas, 132
96
Aplicaciones Prácticas de los Sedimentadores de Alta k tu, .132
Ejelllplo de Diseño, 132
•
IV
1
2
2.1
2.2
3
4.1
4.2
5
6
6.1
6.2
7
7.1
7.2
7.3
FI LTRAC IOr~
Definición, 136
~lecanisrilos Responsdblt::s de la Filtración, 136
Tra ns porte, 136
Adherencia, 137
Tipos de Filtración, 138
Descripción de un Filtro, 139
Esquema d lUI Fi tro Pápido de Grdvedad, 139
Funci ondllli ento de un Fi ltro, 140
Modelos ~latemáticos de la Filtración, 141
Fil tro Pil oto, 141
Funcionamiento Durante Filtración. 141
Funcionamiento Durante Lavado, 142
Componentes de un Filtro - Descripción, 142
Lecho Filtrante, 142
Grava de Soporte, 144
Falso Fondo, 145
•
ii
136
•
UNIVERSIDAD NACIONAL - FACULTAD DE MINAS
Ingo. Jorge Arturo Pérez P.
8
9
9.1
9.2
10
11
12
13
13.1
13.2
14
14.1
14.2
14.3
14.4
14.5
15
Jornada de Trabajo o Carrera de un Filtro, 147
Pérdida de Carga Durante Filtración, 147
Pérdida de Carga Final, 148
Pérdida de Carga Inicial, 149
Rata de Filtración o Carga Superficial, 151
Número de Filtros, 151
Forma y Dimensiones de los Filtros, 152
Sistemas de Operación de los Filtros, 153
Rata de Filtración Constante, 154
Rata de Filtración Declinante, 155
Lavado de los Fil tras, 157
Definición, 157
Hidráulica del Lavado, 158
Cantidad de Agua de Lavado, 160
Sistema de Lavado, 161
Métodos para Aplicar el Agua de Lavado, 163
Sistema de Recolección del Agua de Lavado, 165
v
DESINFECCION - CLORACION
Genera 1i dades, 167
1
2
3
4
•
5
6
7
8
Factores que Influyen en
Química de la Cloración,
Demanda de Cloro, 168
Puntos de Aplicación del
Dosis de Cloro Residual,
Control de la Cloración,
Poscloración, 172
TRATA lENTO D AGUAS
167
la Acción del Cloro, 167
168
Cloro, 171
172
172
BIBLIOGRAFIA
174
•
iii
l~TBQº!JC~Iº~
------------
Este Manual de Tratamiento de Agua se ha hecho con la intención de ofrecer en
forma conjunta una serie de principios y conocimientos sobre los diferentes
procesos de tratamiento del agua, cuya descripción se hace no como operaciones unitarias sino siguiendo un orden práctico encaminado hacia el aspecto
teórico y al diseño de las diferentes unidades que componen una planta de tr~
tamiento para el acondicionamiento de las aguas utilizadas como fuente de abastec imi en to.
Su contenido básicamente se refiere a los procesos de clarificación y desinfección por ser éstos los de más aplicación cuando se trata de potabilización
del agua para consumo humano. Se incluye ademá5 una discusión general acerca
de la calidad del agua, las características físico-químicas y bacteriológicas
y su significado sanitario, así como el grado de influencia que sobre los diferentes tipos de impurezas tienen los procesos mas comunmente utilizados.
Así mismo, este manual ha querido presentar una serie de normas técnicas y re
comendaciones de diseño de tipo general. que han sido utilizadas con éxito
en el diseño de plantas de tratamiento de agua.
Por último, se presentan unos ejemplos de cálculo con el objeto de aclarar los
conceptos técnicos e ilustrar la manera como se puede hacer el diseño de una
planta potabilizadora.
Abrigo la esperanza ge que este trabajo . contribuya a la formación profesional
de los estudiantes de ingeniería, y sea, también un recurso de utilidad para
los ingenieros proyectistas.
Medel1ín, Agosto de 1981
•
Jorge A. Pérez P.
Profesor Universidad Nacional