Presentación de PowerPoint

Selección de Tecnologías
para la potabilización del
agua
Qué tipo de planta
Debo seleccionar?
Enero de 2015
Innovación en Sistemas de Tratamiento
• No hay soluciones universales. Cada caso requiere especificar
la planta más adecuada para las condiciones especificas del
agua, del sitio y del usuario u operador de la misma.
• Cada día hay más opciones tecnológicas.
– Plantas de ultra filtración o de ósmosis inversa.
– Clarifloculador de manto de lodos y sistema de filtrado (Accelator)
– Plantas de filtración directa con coagulación y filtración
– Plantas de Clarificación Ascendente – Filtración Descendente.
– Plantas convencionales con coagulación, floculación, sedimentación,
filtración. Ya sean hechas en concreto o “compactas”
– Plantas de filtración lenta tipo FIME o Cinara
¿Cuál tipo de planta es la más adecuada?
• Cada fuente de agua tiene características específicas que
varían en diversas épocas del año.
• Para cada fuente, existe un tipo de planta que técnica,
operativa y económicamente es la más adecuada:
 Técnica: debe garantizar condiciones de potabilidad, cumpliendo
con la norma en forma permanente y confiable.
 Operativa: Debe ser fácil de operar, mantener y supervisar. Acorde
con el medio en el cual se instala.
 Económica: Debe tener el menor Costo Total que incluye el costo
de capital (CAPEX) y los costos de operación (OPEX).: personal,
energía, productos químicos, disposición de lodos y mantenimiento
durante su vida útil, traídos a valor presente.
Información básica requerida para la selección
• Fuente de agua y confiabilidad de la misma: Superficial corriente,
superficial reservorio, subterránea de aljibe, subterránea de pozo profundo,etc.
• Análisis del agua: Ojalá seriado durante todo un año para los parámetros del
Decreto 1575 y resolución 2115 de 2007 . Rangos de turbiedad, color, salinidad,
alcalinidad, dureza, hierro y manganeso, carbono orgánico, etc.
• Población a servir actual y futura. Cantidad y usos del agua
• Disponibilidad de caudal. Aforos en invierno y verano, cantidad
autorizada, merced o concesión de agua.
• Localización, cotas y longitudes de tuberías: Cabeza estática y
dinámica para una planta por gravedad. Cotas de la bocatoma, desarenador y
sitio de la planta. Espacio disponible para la planta. Necesidades de bombeo.
• Tuberías y tanques disponibles: de agua cruda, tratada y de retrolavado.
• Tratamiento de lodos y del agua de retrolavado.
• Capacidad técnica y financiera del operador y de los usuarios.
Valrex selecciona, diseña y fabrica el tipo de planta
más adecuada….
Ecopetrol Apiay – Meta 5 lps
Plantas de doble filtración con torre de aireación.
Aguas de pozo profundo - alto contenido de hierro/manganeso
Plantas convencionales con coagulación,
floculación, sedimentador de placas y filtración
en antracita y carbón activado.
Para aguas superficiales de mediana turbiedad
Puerto Caldas – Pereira 40 lps
Potabilizar el agua fundamentalmente es:
remover sólidos y….. desinfectar
Los sólidos se remueven de diversas formas:
– Sólidos sedimentables o flotables. Mediante cribas, hidro-ciclones,
des-arenadores – celdas de flotación.
– Sólidos suspendidos - Coloides. Procesos de clarificación y
filtración: Ultrafiltración / Coagulación – Adsorción / Coagulaciónfloculación-sedimentación -filtración. Los virus, bacterias, y protozoos
son ante todo sólidos en suspensión.
– Sólidos disueltos:
Sales disueltas en el agua. Por saturación,
oxidación, precipitación química, resinas de intercambio iónico,
membranas de ósmosis inversa o destilación. Son procesos de
desalinización o desmineralización.
Los sólidos a remover para potabilizar el agua se especifican en el Decreto
1575 y la Resolución 2115 de 2007.
Pre-tratamiento: Aireación y oxidación
Una forma de remover ciertos elementos y gases disueltos en el agua es
mediante aireación – oxidación. Esto se puede hacer en una torre de
aireación abierta, o cerrada con tiro forzado.
•
•
•
•
Permite convertir compuestos solubles en insolubles para removerlos
por sedimentación o por coagulación - filtración. El hierro, por ejemplo,
con la aireación, pasa de ferroso (soluble) a férrico (insoluble), igual el
manganeso.
Las torres de aireación hacen desgasificación, ya que liberan gases
atrapados en las aguas de pozo profundo o de estanques, como son el
carbónico o el sulfhídrico.
Se puede agregar oxidantes fuertes en la torre como hipoclorito o
peróxido con sistemas de inyección a las bandejas..
Se debe prever un tiempo de contacto para que se formen los
compuestos insolubles. Esto permite remover los cristales luego por
filtración.
La cantidad y calidad de los sólidos en suspensión
definen el proceso de remoción más adecuado
•Muy altos sólidos en suspensión: Seleccionar proceso de coagulación,
floculación en mantos de lodos y clarificación por barrido en sedimentadores de
placas.
• Altos sólidos en suspensión. Seleccionar proceso de coagulación,
floculación en floculadores de laberinto, paletas, Cox, clarificación por barrido en
sedimentadores de placas
• Medianos a bajos sólidos en suspensión con episodios: Seleccionar
proceso de coagulación, clarificación por adsorción en medios filtrantes
granulares y filtración en dos etapas
• Bajos sólidos en suspensión en forma permanente: Coagulación y filtrado
directo en una etapa.
En cada caso se recomienda realizar pruebas de jarras y ensayos de
planta piloto para verificar el comportamiento del proceso seleccionado .
El proceso de clarificación adecuado depende de la
cantidad y calidad de los sólidos en suspensión
Muy altos: Floculador – Clarificador de Manto de lodos
Altos :
Clarificadores de placas inclinadas
Altos sólidos esporádicos:
Clarificación por adsorción en lecho ascendente
Las pruebas de jarras permiten definir el método de
clarificación. Hay dos tipos de pruebas:
1. Para clarificación por barrido:
Las pruebas de jarras simulan el proceso que ocurre en la planta de tratamiento.
Coagulación + Mezcla rápida
+ Floculación + Sedimentación + Filtración
Prueba de jarras convencional: https://www.youtube.com/watch?v=Os6z7D1z9c0
http://www.phippsbird.com/pbinc/WaterWasteWater/Jarpro.aspx
2. Para clarificación por adsorción:
Coagulación + Mezcla rápida + Filtración
Para clarificación por adsorción, la prueba de jarras consiste en:
• Mezclar rápidamente durante 30 segundos la muestra de agua con coagulante
• Filtrar en un papel Whatman#40. (no se requiere flocular ni sedimentar)
• Medir la calidad del filtrado
Prueba de jarras por adsorción:
http://www.phippsbird.com/pbinc/WaterWasteWater/Filtrat.aspx
Procesos comunes empleados en el tratamiento
•
Aireación u oxidación:
precipitarlos y filtrarlos.
DQO.
•
Oxidar hierro, manganeso y otros elementos para
Oxidar los compuestos orgánicos. Reduce el DBO y el
Coagulación y floculación: Adición de coagulante, floculante y mezcla rápida y
lenta. Agitadores hidráulicos, de paletas o reactores de manto de lodos.
•
•
Clarificación por barrido: Sedimentadores de placas inclinadas
Clarificación por adsorción en lechos granulares ascendentes.
Una
alternativa de clarificación para aguas de baja y mediana turbiedad
•
•
•
Filtración: Filtros de medios granulares lavables, filtros de cartucho , ultra-filtros
Desinfección: Cloración, ozono, luz Ultra Violeta.
Pulimiento con carbón activado: Remoción de compuestos orgánicos y
clorados, insecticidas y herbicidas, color, olor y sabor
•
Resinas
•
Ultrafiltración - Osmosis inversa:
de
intercambio
iónico:
Captura de
iones específicos desmineralización. Se requiere regenerar las resinas con salmuera, soda o ácido.
Remoción de sólidos, microorganismos y
sales en solución del agua, se logra 96% de remoción en una sola etapa.
Ejemplos de selección
de plantas de acuerdo
a las condiciones
específicas
Marzo de 2014
Clari - floculador de manto de lodos y filtración.
Acacías – Meta
Agua de pozo profundo con hierro y dureza:
Torre de aireación, clarifloculador, filtros, suavizadores y tanque de
almacenamiento.
13
Coagulación, floculación, sedimentación y filtrado
Orito – Putumayo 10 lps
Agua de río de altísima turbiedad y color:
Coagulación, floculador de manto de lodos, sedimentador
de placas, filtración ascendente –descendente y carbón
activado.
Planta automática
.
14
Plantas convencionales o plantas de clarificación
por adsorción….
Los Garzones – Monteria 60 lps
Aguas superficiales de baja turbiedad con
episodios de muy alta turbiedad y color cuando
llueve:
Clarificación ascendente y filtración
descendente
.
Quebrada Cestillal - Risaralda
Rio Sinú – Córdoba. Agua de altísima turbiedad y
color, altos sólidos suspendidos.
Clarificación convencional con coagulación,
manto de lodos, floculador hidráulico,
sedimentador de placas y doble filtración.
Cestillal Diamante - Pereira - 50 lps
Plantas convencionales compactas…..
Los Garzones – Monteria 60 lps
Planta convencional compacta
para agua de quebrada.
Procesos de coagulación,
floculación, sedimentación y
filtración. Pulimiento con
carbón activado.
Planta Ecopetrol Apiay - 5 lps
Planta modulares con aireación, oxidación,
clarificación, filtración y carbón activado
Los Garzones – Monteria 60 lps
Agua de pozo profundo,
con alcalinidad.
Torre de tiro forzado con
clarificación ascendente,
filtración descendente y
pulimiento con carbón
activado.
Jamundí - Urbanización Terranova 40 lps
Sistemas de filtrado en plantas convencionales…..
Los Garzones – Monteria 60 lps
Planta Villa Santana Pereira 600 lps
Planta Luis Prieto - Manizales 660 lps
Cestillal Diamante - Pereira - 50 lps
Filtrado en plantas convencionales…..
Los Garzones – Monteria 60 lps
Planta EPA Armenia 1400 lps
Planta Palace – Popayán 500 lps
Plantas móviles para atención de emergencias
mayores….
Cucaita - Boyaca 2 lps
Planta portátil para emergencias sobre remolque – Capacidad 10 lps. Unidad de
clarificación por adsorción y filtración. Para agua superficial o agua de pozo profundo
Valrex diseña y fabrica el tipo de planta más
adecuada….
Cucaita - Boyaca 2 lps
Agua de quebrada o agua
de pozo profundo.
Torre de aireación con
inyección de oxidante y
tanque de contacto para
el agua de pozo profundo
El agua de quebrada se
trata mediante
coagulación, clarificación
en lecho ascendente y
filtración descendente.
Valrex diseña y fabrica el tipo de planta más
adecuada….
Agua para alimentación de
calderas
Planta de floculación y
filtración, microfiltración,
membranas de osmosis
inversa con sistema de
lavado en sitio (CIP).
Niveles de sólidos máximos para cumplir
con las normas de agua potable (1)
1. Características físicas
Color aparente Cobalto (UPC) 15
Olor y Sabor
Turbiedad
Decreto 1575
y Resolución
2115 de 2007
UPC
UNT
15
Aceptable
2
2. Características Químicas que tienen reconocido efecto adverso en la salud humana
Elemento o Substancia
Expresado como
Valor máximo (mg/L)
Antimonio
Sb
0.02
Arsénico
As
0.01
Bario
Ba
0.7
Cadmio
Cd
0.003
Cianuro libre y disociable
Cn
0.05
Cobre
Cu
1
Cromo total
Cr
0.05
Mercurio
Hg
0.001
Níquel
Ni
0.02
Plomo
Pb
0.01
Selenio
Se
0.01
Trihalometanos Totales
THMs
0.2
Hidrocarb uros Aromaticos Policíclicos
HAP
0.01
3. Características Químicas que tienen implicaciones sobre la salud humana
Elementos, compuestos y mezclas
Expresados como
Valor máximo (mg/L)
Carbono Orgánico Total
COT
5,0
Nitritos
NO2
0.1
Nitratos
NO3
10
Fluoruros
F
1
Niveles de sólidos máximos para cumplir
con las normas de agua potable (2)
Decreto 1575
y Resolución
2115 de 2007
4. Elementos y compuestos químicos que tienen implicaciones de tipo económico
Elemento
Expresadas como
Valor máximo (mg/l)
Calcio
Ca
60
Alcalinidad Total
CaCO3
200
Cloruros
Cl250
Aluminio
Al3+
0.2
Dureza Total
CaCO3
300
Hierro Total
Fe
0.3
Magnesio
Mg
36
Manganeso
Mn
0.1
Molibdeno
Mo
0.07
Sulfatos
SO4-250
Zinc
Zn
3
Fosfatos
PO4--0.5
Microorganismos indicativos que deben ser eliminados o inactivados
5. Características microbiológicas
Técnicas utilizadas
Filtración por membrana
Enzima Sustrato
Sustrato Definido
Presencia – Ausencia
Coliformes Totales
Escherichia coli
0 UFC/100 cm3
0 UFC/100 cm3
< de 1 micro organismo en < de 1 micro organismo en
100 cm3
100 cm3
0 microorganismo en 100
0 microorganismo en 100
cm3
cm3
Ausencia en 100 cm3
Ausencia en 100 cm3
Organización Panamericana de la Salud/ CEPIS:
Recomendaciones para la selección del tratamiento
del agua en función de la calidad de la fuente
http://www.bvsde.paho.org/eswww/fulltext/tratagua/rapida/rapida1.html
ALTERNATIVAS
90% DEL TIEMPO
Filtración rápida completa:
To< 1,000 UNT
mezcla rápida, floculación,
Co< 150 UC
decantación y filtración rápida. C.F.< 600/100ml
80% DEL TIEMPO
To< 300 UNT
Co< 70 UC
Filtración directa
ascendente - descendente
To < 250 UNTCo < 60 UC To < 150 UNT
Filtración directa ascendente:
mezcla rápida y filtración
ascendente.
To < 100 UNT
Co < 60 UC
Filtración directa descendente: To < 30 UNT
mezcla rápida y filtración
Co < 40 UC
descendente.
Algas < 100 mg/m3
CF < 500/100 ml
ESPORADICAMENTE
Si To max >15,000 UNT,Añadir
presedimentador.
Si C.F. > 600/100 ml, añadir
precloración.
To max. < 400 UNT.
Co max. < 100 UC
To < 50 UNT
To max. < 200 UNTCo max. <
100 UC
To < 20 UNT
To max.< 50 UNT
(To= turbiedad del agua cruda, Co= color en el agua cruda, C.F.= coliformes fecales)
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