Potabilización del agua

Potabilización del agua: Principios de dise?o. control de procesos y laboratorio

William Antonio Lozano-Rivas
Guillermo Lozano Bravo
Copyright Date: 2015
Edition: 1
Published by: Universidad Piloto
http://www.henanyidao.com/stable/j.ctt1c3q113
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    Potabilización del agua
    Book Description:

    Esta obra ha sido escrita con la ambiciosa intención de corregir los vacíos y errores que se encuentran en los textos de dise?o de plantas potabilizadoras, disponibles actualmente en el mercado. Esta intención inicial conlleva, inevitablemente, a preponderar el fin último de brindarle al lector un texto que no sólo llene sus expectativas de aprendizaje y consulta, sino que también le explique, sin profundas y a veces innecesarias disquisiciones teóricas, los aspectos más importantes del dise?o, del control de los procesos y del trascendental papel de los estudios de laboratorio en la proyección matemática y conceptual de las plantas de tratamiento de agua potable.

    eISBN: 978-958-8537-91-7
    Subjects: Technology, Aquatic Sciences

Table of Contents

  1. Front Matter
    (pp. 1-6)
  2. Table of Contents
    (pp. 7-14)
  3. Presentación
    (pp. 15-18)
    Los autores

    Esta obra titulada “Potabilización del Agua – Principios de dise?o, control de procesos y laboratorio”, podría parecer, en principio, para el lector impróvido, un libro similar a cualquier otro de los pocos que encontraría disponible en una librería o biblioteca. Sin embargo, aunque éste no es un texto pretencioso, sí ha sido escrito con la ambiciosa intención de aportar conceptos o llenar, en una u otra forma, algunos vacíos (siempre se olvidan cosas) que, con enfoque respetuoso, los autores han encontrado en los libros (de esta misma temática) más empleados en la actualidad por estudiantes, docentes y profesionales. Aunque esta modosa...

  4. Acerca de los Autores
    (pp. 19-22)
  5. 1 Generalidades de la calidad del agua para consumo humano
    (pp. 23-36)

    Es usual que, para muchos, el agua potable sea una cuestión simple… tan simple como abrir un grifo y ver cómo cae agua cristalina (de calidad y) en la cantidad que se desea. No obstante, este es un privilegio excesivamente limitado. La Organización de las Naciones Unidas (ONU) afirma que casi 900 millones de personas viven sin agua potable en el mundo (EFE, La ONU afirma que casi 900 millones de personas viven sin agua potable en el mundo, 2010) y, en 2006, la Asesora del Director General de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para asuntos de Desarrollo...

  6. 2 Generalidades de la Potabilización
    (pp. 37-44)

    Este capítulo presenta las definiciones básicas asociadas con la purificación del agua, así como su esquema convencional de tratamiento y los tipos de potabilizadoras.

    Es el agua de origen natural que no ha sido sometida a ningún proceso de tratamiento.

    Es el conjunto de operaciones y procesos que se realizan sobre el agua cruda, para modificar sus características organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas con el propósito de hacerla apta para consumo humano, de acuerdo con una norma dada.

    Es el conjunto de características organolépticas, físicas, químicas y microbiológicas que debe tener el agua, para conferirle un uso determinado.

    Es aquella...

  7. 3 Dotación, caudales y Periodo de Dise?o
    (pp. 45-52)

    En este capítulo se presentan las dotaciones recomendadas según el número de habitantes que serán abastecidos al final del periodo de dise?o, así como los caudales y el periodo de dise?o de las obras de abastecimiento.

    Debe tenerse en cuenta que el caudal de dise?o deberá corresponder a la cantidad de agua demandada al final del periodo de dise?o, por lo cual deberá hacerse una proyección de la población mediante diferentes modelos de estimación, tales como: aritmético, geométrico, exponencial, gráfico, Pearl o curva logística y Wappus, entre otros.

    La experiencia muestra que, para periodos de dise?o de hasta 25 a?os,...

  8. 4 Dise?o de Unidades Preliminares
    (pp. 53-80)

    Dependiendo de la calidad del agua cruda y de las condiciones de su conducción hasta la potabilizadora, podrá ser necesario el uso de unidades preliminares para el tratamiento del agua potable. Estas unidades tienen como objetivo la preparación del agua para las operaciones y procesos de clarificación posteriores.

    El objetivo de esta etapa es la de retirar, del agua cruda que será potabilizada, elementos gruesos como ramas, hojas, animales muertos y otros objetos indeseables. Esta etapa es requerida, especialmente, en casos en que la conducción desde el sitio de toma en el río hasta la potabilizadora (aducción), se haya proyectado...

  9. 5 Dise?o del canal de entrada
    (pp. 81-83)

    Los canales de entrada a la potabilizadora, deberán atender los siguientes criterios básicos expuestos en la Tabla 18.

    En algunos casos, para la verificación de la velocidad de flujo en el canal de entrada, es preciso emplear la fórmula de Manning, la cual es una evolución de la fórmula de Chézy.

    Aunque algunos autores y normas técnicas especifican que las velocidades de flujo en canales de entrada a potabilizadoras deben oscilar entre 0,6 y 1,4 m/s, no tiene ninguna justificación el mantener un criterio de velocidad en agua cuyas arenas y otras partículas discretas ya han sido retiradas en el...

  10. 6 Fundamentos de los procesos de clarificación
    (pp. 84-104)

    Textos de la India y Egipto de hace unos 4.000 a?os dan cuenta de los primeros tratamientos del agua que consistían en hervirla, exponerla a la radiación solar, hundir en ella siete veces una barra de cobre caliente y, posteriormente, filtrarla y enfriarla en una vasija de barro u otro recipiente poroso.

    Fueron posteriormente los egipcios hacia el 500 a. C. quienes, al parecer, descubrieron que el uso de sales de aluminio permitía la aglomeración y la sedimentación de los sólidos en suspensión contenidos en el agua, mejorando aún más su tratamiento.

    Los Textos Sagrados relatan que el profeta Eliseo...

  11. 7 Dise?o de mezcladores rápidos
    (pp. 105-128)

    Para lograr una dispersión instantánea del coagulante aplicado, se proyectan estructuras de mezcla rápida o se aprovecha un punto de alta turbulencia de flujo, si existiere un lugar adecuado.

    Esta mezcla rápida puede efectuarse por:

    Dispositivos mecánicos (hélices, turbinas o paletas)

    Dispositivos hidráulicos (resalto hidráulico, caídas de agua o dispersores)

    En cualquier caso, los cuartos para la preparación de las sustancias químicas (cuartos de dosificación), deben ubicarse lo más cerca posible de la zona de mezcla rápida con el fin de evitar largos tramos de líneas de alimentación de estas sustancias y, mucho más, si se está suministrando cal como...

  12. 8 Dise?o de mezcladores lentos o floculadores
    (pp. 129-175)

    Como se vio en el Capítulo 6, las partículas coloidales, una vez desestabilizadas, deben ser aglomeradas en coágulos, llamados flocs o flóculos, que se van incrementando en tama?o, de manera que alcancen el peso necesario para poder ser eliminados en un proceso de sedimentación.

    Para facilitar e incrementar la oportunidad de encuentro o de contacto entre los coloides desestabilizados es necesario proveer a la masa de agua de una mezcla suave, con gradientes de mezcla que no rompan los flóculos que se van formando ya que, si la agitación es muy fuerte y rompe los conglomerados, difícilmente volverán a formarse...

  13. 9 Dise?o de sedimentadores
    (pp. 176-223)

    Se entiende por sedimentación, la remoción, por efecto de la gravedad, de las partículas en suspensión presentes en el agua. Estas partículas, por lo general, deberán tener un peso específico mayor que el del fluido que las contiene.

    Básicamente existen dos tipos de sedimentación:

    De partículas discretas: como la arena y similares (su tama?o, forma y peso no varía mientras sedimentan).

    De partículas floculentas: como los coloides aglomerados (pueden juntarse y variar su densidad, peso, volumen y tama?o mientras sedimentan).

    La sedimentación de partículas discretas, con peso específico cercano al de la arena, se presenta en los desarenadores que acompa?an...

  14. 10 DISE?O DE UNIDADES DE FILTRACIóN
    (pp. 224-283)

    La filtración es una operación unitaria en donde una mezcla sólido-líquido atraviesa un medio de porosidad intermedia, para separar los sólidos. En una planta potabilizadora, los filtros retendrán las partículas de turbidez remanente y los microflóculos que no fueron removidos en el sedimentador y, al mismo tiempo, permitirán el paso del agua, liberándola así de la materia en suspensión (MES).

    Se estima que cerca del 90% de los sólidos son eliminados en los procesos de floculación y sedimentación, de manera que la filtración es un tratamiento de pulimento y no el corazón del proceso de purificación. La filtración, además de...

  15. 11 DESINFECCIóN
    (pp. 284-300)

    La desinfección del agua tiene como objeto la destrucción de organismos patógenos o molestos; no obstante, no implica la destrucción de todos los organismos vivos ni la obtención de un agua esterilizada. Debe recordarse que los microorganismos se comportan también como partículas coloidales, razón por la cual, los procesos de coagulación-floculación-sedimentación pueden removerlos por encima del 98%.

    De manera general, los factores que influyen en el proceso de desinfección son:

    Tipo y concentración de los organismos que deben destruirse.

    Tipo y concentración del desinfectante.

    Tiempo de contacto.

    Características del agua: turbidez, color, pH y temperatura

    La sensibilidad a los agentes...

  16. 12 TRATAMIENTO DE LOS LODOS GENERADOS EN LA POTABILIZACIóN
    (pp. 301-305)

    El lodo, como producto residual de los procesos de potabilización, es una combinación de sustancias orgánicas (e. g., compuestos derivados de la descomposición vegetal que le otorgan color al agua, plancton, microorganismos) e inorgánicas (e. g., arcillas que le confieren turbiedad al agua, minerales, hidróxidos de aluminio o hierro derivados de las sales coagulantes, hidróxidos de calcio, polímeros, carbón activado, compuestos a?adidos durante el tratamiento).

    Dado que todas las aguas son diferentes en sus características, no es posible predecir los componentes que van a ser encontrados en los lodos, así como tampoco su volumen o peso. Por esta razón, a...

  17. 13 ERRORES MáS FRECUENTES DE DISE?O Y OPERACIóN
    (pp. 306-315)

    Apartir de una evaluación efectuada en varias plantas peque?as en Colombia, realizada por este autor, se encontraron una serie de errores frecuentes en el dise?o y en la operación de estas instalaciones.

    Para esta evaluación, se hicieron inspecciones visuales exhaustivas a cada una de las potabilizadoras, se revisaron los planos y las memorias de cálculo de las instalaciones, se recolectaron los datos de operación y eficiencia de las unidades y se pusieron a prueba las habilidades de los operarios.

    Lozano-Rivas (2005) encontró, en una muestra evaluada, que sólo un 62% de las potabilizadoras cuentan con equipos mínimos (prueba de jarras,...

  18. 14 PRUEBAS DE JARRAS, ENSAYOS DE TRATABILIDAD Y PRUEBAS DE CAMPO: DATOS PARA EL DISE?O Y EL CONTROL DE LA POTABILIZACIóN
    (pp. 316-346)

    La selección de las unidades de tratamiento y sus valores de dise?o dependeránsiempre y únicamente, de las características (calidad) del agua cruda, incluyendo sus variaciones en el tiempo (inviernos y estíos en un a?o hidrológico) y de la calidad final deseada o determinada por el cumplimiento de una normativa. Un dise?o fundamentado exclusivamente en los valores recomendados por la literatura o por las normas técnicas y que carezca del soporte de los resultados obtenidos en laboratorio, a través de las pruebas de tratabilidad, podrían acarrear eficiencias terriblemente bajas y funcionamientos desastrosos en la planta potabilizadora. De esta manera, sólo...

  19. Bibliografía
    (pp. 347-352)
  20. Anexo 1 PROPIEDADES FíSICAS DEL AGUA
    (pp. 354-355)
  21. Anexo 2 CATáLOGO DE UNA CANALETA PARSHALL (FRAGMENTO)
    (pp. 356-357)
  22. Anexo 3 CARACTERíSTICAS Y MANEJO DE SUSTANCIAS QUíMICAS
    (pp. 358-360)
  23. Anexo 4 EJEMPLOS DE CURVAS DE PRUEBAS DE TRAZABILIDAD
    (pp. 361-363)
  24. Anexo 5 TASAS DE SEDIMENTACIóN PARA DIFERENTES PARTíCULAS
    (pp. 364-365)
  25. Anexo 6 EJEMPLOS DE PLANOS Y ESQUEMAS DE POTABILIZADORAS
    (pp. 366-372)