lunes, 19 de marzo de 2012

Proceso de una Planta Potabilizadora de Agua


Una planta de agua es una instalación donde se han combinado una serie de unidades y equipos con el fin de corregir las impurezas del agua. Se diseñan en función de los tipos de impurezas que deseamos corregir y al uso que deseamos destinar el agua. 
La primera etapa en el acondicionamiento del agua es su potabilización, la cual dependerá de la calidad del agua, esto en funcion de la fuente de donde se obtenga (pozos, ríos y embalses).
El agua de cada fuente presenta impurezas que le son características  y por lo general sus tratamientos son diferentes.

El proceso de acondicionamiento del agua comienza con la Clarificacion, uno de los métodos mas empleados de separación sólido-líquido, permite incrementar la eficiencia de separación a través del uso de los Procesos de Coagulación, Floculación y Precipitación (Sedimentacion). Para ello se requiere un tanque de mezcla rápida (desestabilización), un tanque de mezcla lenta (floculación) y un tanque sedimentador.

La Coagulacion consiste en la desestabilización y agrupación de los sólidos suspendidos en pequeñas masas llamadas floculos, coagulos o grumos. Se hace necesaria cuando la velocidad de asentamiento de partículas pequeñas es tan baja que hace antieconómica sedimentarlas.

Ademas la coagulacion ayuda a:
  • Remover turbidez organica e inorganica que no pueda sedimentarse rapidamente.
  • Remover color verdadero y aparente.
  • Destruir algas y plancton en general.
  • Eliminar sustancias productoras de sabor y olor y precipitados quimicos suspendidos. 
La Floculacion es la etapa en la cual las partículas coloidales se comienzan a aglomerar formando flóculos. Estos floculos, inicialmente muy pequeños, crean al juntarse, aglomerados mayores que son capaces de asentarse.  Asi mismo hay factores que afectan el proceso de coagulacion, como lo son: el tamaño de las particulas, el pH, la temperatura, la alcalinidad, entre otros. Por ello se utilizan algunas sustancias quimicas llamadas coagulantes que ayuden al proceso de formacion de floculos, entre ellas tenemos las sales de aluminio, las sales de hierro y los polielectrolitos.


Finalmente la Precipitacion o Sedimentacion ocurre una vez desestabilizado el coloide y formado el floculo. Consiste en la separacion del floculo por efecto de la gravedad, para que esto ocurra los solidos deben tener el tamaño y peso suficientes para asentarse en el fondo del tanque sedimentador.

Luego de lograrse la separacion solido-liquido se procede a la Filtracion, la cual consiste en hacer pasar el agua a través de un medio poroso (arena, antracita, carbón) para remover los sólidos suspendidos y coloidales presentes en el agua y producir un efluente con una baja turbidez.

Completando el proceso de acondicionamiento de las aguas se tiene la Desinfeccion, y se refiere a la destrucción de los organismos causantes de enfermedades o patógenos presentes en ella. En este punto la clarificacion y la filtracion son procesos preparatorios para la desinfeccion pues disminuyen la carga bacteriana y hacen mas eficiente este metodo.

Un desinfectante ideal es capaz de:
         Destruir los organismos
         Actuar a la temperatura del lugar y en el tiempo adecuado
         No hacer tóxica el agua o de sabor desagradable
         De fácil obtención, manejo sencillo y bajo costo

Los modos de desinfeccion pueden ser los siguientes:
   Desinfección Natural: Luz solar, sedimentación, filtración en capas terrestres o estabilización de la materia orgánica que disminuye la reserva de alimento para los microorganismos.

         Desinfección artificial: mediante agentes físicos o químicos
         Físicos: calor y rayos ultravioleta
         Químicos: halógenos (Cl2, Br2, I2), plata ionizada y el ozono.
Desinfectantes Fisicos:
         Rayos Ultravioletas: usado en piscinas, no a nivel industrial ni en acueductos. No deja efecto residual y no se puede determinar la cantidad dosificada.

         Calor: desinfección doméstica no aplica a plantas de tratamientos. 15-20 min a ebullición se destruyen los microorganismos patógenos. El agua adquiere sabor peculiar por expulsión de gases.

Desinfectantes Quimicos:
         Cloro: eficiente, fácil de aplicar, deja efecto residual medible de forma sencilla. Es corrosivo, forma subproductos peligrosos a la salud y produce sabor desagradable.

         Yodo: bajo poder de oxidación y mas estable. Sus residuales se conservan mas tiempo. No forma yodoaminas. Le da sabor medicinal al agua a >1 mg/l. Es igual de eficiente que el Cl2 para destruir coliformes, mas efectivo para matar amibas y menos efectivo para inactivar virus. Es mucho mas costoso que el Cl2 y no se conoce efecto fisiológico por ingestión continua.

         Bromo: forma brominas. Es el de mayor costo y su manejo es complejo. Se usa en piscinas por irritar menos los ojos.

         Ozono: compite con el Cl2 por su costo y eficiencia. Oxida Fe y Mn lo cual crea precipitación y flotación de los minerales oxidados. Es muy tóxico.











sábado, 17 de marzo de 2012

Operaciones Unitarias y Procesos Unitarios empleados en el acondicionamiento de las aguas para fines industriales

Por lo general se debe aplicar tratamiento correctivo a las aguas, que han de servir de suministro a las instalaciones industriales o aguas residuales de las mismas a objeto de modificar sus características físicas, químicas y bacteriológicas.
En los casos en que ello no sea factible, desde el punto de vista económico, habrá que recurrir a otra fuente de suministro.
 
A continuación se muestran los métodos comunes de tratamiento para las aguas de suministro provenientes de superficie y pozo:


Estos tratamientos correctivos pueden ser enfocados a través del uso de la ingeniería de procesos, ya que consisten en el uso de las operaciones y procesos unitarios.
 
Una operación unitaria es una transformación de índole físico y físico-químico. Entre las operaciones unitarias tenemos: mezcla, sedimentación, flotación, adsorción, filtración, absorción, transferencia de calor, humidificación y secado.

Un proceso unitario es una transformación de índole químico. Entre los procesos unitarios tenemos: precipitación química, desinfección, coagulación e intercambio iónico.

 En proximas entradas se procedera a explicar con detalle cada una de las operaciones unitarias, asi como su importancia en el proceso de acondicionamiento de las aguas para fines industriales.


Introduccion al tratamiento del agua para Fines Industriales. Caracteristicas del Agua Potable.


Son pocas las operaciones industriales o de ingeniería que pueden llevarse a cabo con buenos resultados si se carece de un suministro adecuado de agua convenientemente acondicionada; la calidad de un agua puede ser satisfactoria para una serie de condiciones, mientras que puede ser totalmente inadecuada para otros fines.
La experiencia ha establecido con bastante precisión, especificaciones definitivas para satisfacer los requisitos de agua en la mayoría de las industrias y ha indicado tolerancias de las cuales no es posible obtener resultados satisfactorios, es por ello que la purificación de agua que resulta satisfactoria para usos municipales es frecuentemente inadecuada para usos industriales.

Características del Agua
El agua es un líquido inodoro, incoloro e insípido. Se trata de un compuesto químico representado por la formula H2O la cual indica, que es una combinación de dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxigeno. El agua químicamente pura es un liquido extremadamente escaso y difícil de obtener, debido a que es un solvente casi universal y en el cual prácticamente todas las sustancias son solubles hasta cierto grado, a causa de esta propiedad  el agua se contamina frecuentemente por las sustancias con las que entra en contacto.

Tipos de impurezas que contiene el agua:

Las fuentes de suministro de agua pueden ser de dos tipos:

a)  Aguas superficiales:                b)  Aguas subterráneas:
     - Ríos.                                           - Pozos profundos.
     - Lagunas.                                     - Manantiales.
     - Canales.
AGUA SUPERFICIAL
         Baja en sólidos disueltos
         Alta en sólidos en suspensión
         La calidad cambia rápidamente con las estaciones y con la climatología
AGUA SUBTERRANEA
         Alta en sólidos disueltos
         Baja en sólidos en suspensión
         Alta en hierro y en manganeso
         Baja en oxígeno, puede contener gases sulfurosos
         Calidad y temperatura relativamente constantes

El agua en el globo terráqueo se encuentra distribuida así:
         97 % en océanos y mares
         2 % en glaciares
         0.011 % en la atmósfera
         0.03 % como agua dulce 

Entre los usos comunes podemos citar:
a)    Consumo humano
b)    Uso culinario
c)    Sanitarios y Baños
d)    Para la limpieza
e)    Sistemas contra incendios
f)     Para riego
g)    Agua para procesos
h)   Agua de enfriamiento
i)     Agua para calderas
j)     Para uso de laboratorios

Es así como las aguas cuyos usos van de la a) hasta la f) siguen las normas de calidad de un agua potable, mientras que aquellos que van de la g) en adelante requieren de un tratamiento complementario, ahora bien a que se conoce como agua potable?

El AGUA POTABLE es aquella que cumple los estándares establecidos para el consumo humano.

Del total de agua potable que suministra un acueducto:
  • 47 % se emplea en sanitarios  
  •  31 % para bañarse 
  •  6 % para la cocina
  •   5 % para tomar
  •  4 % para lavar la ropa 
  •  7 % otros usos
A continuación se presentan los valores máximos permisibles de los componentes de un agua potable: 
Calidad Organoléptica del Agua Potable
Calidad Inorgánica del Agua Potable


Calidad Orgánica del Agua Potable
 


Frecuencia de muestreo para análisis
de parámetros bacteriológicos

Frecuencia de muestreo para análisis
organolépticos, físicos y químicos

 Tal y como se puede observar son numerosos los parametros que hay que considerar a la hora de evaluar si un agua cumple los estandares exigidos para ser apta para el consumo humano, pues hay que recordar que se trata de la salud del ser humano y  todas las comunidades del planeta.