Dr. Ing. Guillermo Etienne 1ra Edición electrónica, enero

POTABILIZACIÓN Y TRATAMIENTO DE AGUA Diseños con Excel

Dr. Ing. Guillermo Etienne 1ra Edición electrónica, enero de 2009

1

Este libro y las hojas de trabajo contienen información de fuentes confiables y auténticas. El material re-impreso se hace con permiso del autor o editor de las fuentes citadas. Límite de responsabilidad y renuncia de garantía. Se han hecho esfuerzos muy razonables para publicar solo la información y datos para el tratamiento de agua y todas las hojas han sido verificadas cuidadosamente. Sin embargo el autor no garantiza la completa exactitud del contenido de este trabajo y específicamente niega cualquier garantía para un uso en particular. Los datos aquí presentados pueden cambiar ya sea por nuevas leyes o por nuevas tecnologías mucho más avanzadas. El autor no puede ser responsable de los daños causados por mal uso de la información presentada. Si Usted requiere consejo o servicios profesionales, por favor solicíteselos al autor. Marcas registradas. Las marcas comerciales designadas no representan ninguna recomendación de los vendedores o los fabricantes. Se incluyen para facilitarle al lector el diseño de los equipos, plantas y sistemas solamente. Cuando se incluye una marca o nombre comercial se hace solo como referencia y no tienen la intención de hacer una recomendación técnica. La presentación y disposición en conjunto y las Hojas de Trabajo en Excel y en Lotus de POTABILIZACION Y TRATAMIENTO DE AGUA, DISEÑO EN EXCEL son propiedad del autor. Ninguna parte de esta obra puede ser reproducida, transmitida, copiada en archivos de computadora, mediante ningún sistema o método electrónico, mecánico o de computadoras, incluyendo el fotocopiado, la grabación o cualquier sistema de recuperación y almacenamiento de información, sin el consentimiento por escrito del autor.

Derechos reservados 2009 Copyright © 2009

Guillermo Etienne 1626 Mallard Drive Eagan MN 55122-2556 U.S.A. Teléfono: 651 686 9785 e-Mail: [email protected] www.tratagua.net Excel es marca registrada de Microsoft

2

TABLA DE CONTENIDO Introducción Hojas de trabajo ¿Donde esta el agua? Componentes normales del agua Contaminantes límites máximos y su eliminación Métodos estandard de pruebas Tamaño de la planta de tratamiento Criterios de diseño de plantas de tratamiento Tanque de almacenamiento y ecualización Residencia y flujos Tratamientos Tanque de preasentamiento Hidrociclones y cedazos Cloración en planta y adición de permanganato Cloración en casos particulares, cloración de agua de proceso Desinfección con luz ultravioleta y con Ozono Floculación y floculantes, tanque de separación Separador de placas Filtración, microfiltración Osmosis inversa Ablandadores y desionizadores Tratamiento con cal Plantas paquete Adsorción con carbón activado, eliminación de volátiles y sulfhídrico Eliminación de metales, eliminación de cianuro Indice de Langelier, Ryznar y Puckorius Tratamiento de albercas Control e instrumentación Manual de operación y mantenimiento Seguridad Flujo de fluídos, golpe de ariete, estadísticas y Hoja de Trabajo Básica Bibliografía selecta Recursos y servicios Resumen del experto en potabilización Fabricantes de componentes, de equipo y de productos químicos Índice de las Hojas de Trabajo

3

página 5 7 9 13 17 31 43 49 51 61 65 67 71 75 83 85 89 101 105 115 117 123 125 129 133 139 143 145 147 151 157 167 169 171 173 183

Introducción

Algunos de los productos químicos que la sociedad consume hoy en día algún día llegarán a los ríos, a los lagos, a las lagunas, y a los mantos acuíferos como tales o transformados en lixiviados de los basureros. De los mantos acuíferos y de los ríos o lagos pasarán a beberse, algunos en cantidades microscópicas pero que pueden ser acumulativas y otros ya identificables por el sabor. De hecho esto ya está ocurriendo y es notoria la contaminación, por lixiviados, por aguas negras, por descargas industriales, en las aguas de los pozos artesianos, residuos minerales lixiviados, fugas en drenajes de aguas negras, derrames accidentales, y derrames criminales. También es conocido el arrastre de cianuro en donde se procesan o se procesaban minerales que contenían oro y que van a dar a las aguas que eventualmente llegan a lagunas y lagos donde se toma el agua para beber. Existen poblaciones que tienen un índice muy elevado de bebés que nacen con defectos físicos, sin cerebro, con espina bífida. Estos defectos son atribuidos a los contaminantes que llegan en el agua "potable". Es notorio el caso del Síndrome de Matamoros (bebés sin cerebro), que ocurrió en Matamoros Tamaulipas, y en Brownsville Texas. Los tiempos en que el agua se potabilizaba hirviéndola ya han pasado, puesto que los microorganismos solo son una parte del problema. La potabilización incluye el detectar cualquier posible contaminante microbiológico o químico y aplicar las metodologías para que no se continúe la contaminación. Es decir las basuras se tienen que procesar y los residuos no reciclables se deben depositar en basureros debidamente diseñados con impermeabilización y con cobertura de tierra y plantas, y operados para evitar que los lixiviados vayan a parar a los mantos acuíferos o a los ríos y lagunas de donde se obtiene el agua a potabilizar. También se tiene que tratar las aguas negras de descarga, ya que invariablemente llegarán al agua de beber o a las legumbres como agua de riego. De hecho es imposible el pensar en un sistema de potabilización de agua municipal o industrial si no se define al mismo tiempo un sistema de tratamiento de efluentes, residuos y basuras. El siguiente manual se ha preparado para llevar de una forma práctica al lector a calcular y diseñar el equipo o proceso de tratamiento que requiera su agua, ya sea para uso municipal, industrial o embotellada en garrafón o en botellas. El autor ha escrito otros libros y manuales similares y ofrece los siguientes seminarios: Tratamiento de efluentes, diseño con Excel. Reducción de contaminantes, diseños con Excel. 4

Cálculos en Ingeniería Química, colección de más de 100 Hojas de trabajo en Lotus 123 para los cálculos más usuales. Tratamiento de Torres de enfriamiento. Principios de Limpieza y Saneamiento en la Industria de Alimentos y Bebidas.

Cualquier sugerencia que ayude a la presentación o contenido es bienvenida, por favor comuníquemela; Dr. Ing. Guillermo Etienne 1626 Mallard Drive Eagan MN 55122-2556 U.S.A.

Tel 651 686 9785 Buzón electrónico: [email protected] www.cleaningandsanitation.com

5

Hojas de Trabajo

Los macros representan una forma de acortar las instrucciones en un programa o de adaptar el programa a necesidades particulares. Se activan al oprimir simultáneamente la tecla Alt y la letra respectiva. En las hojas de trabajo Lotus 123 se han designado los siguientes Macros: - Para borrar los datos introducidos en la hoja de trabajo, Alt b - Para imprimir la hoja de trabajo, Alt p En la hojas de Excel no se incluyen macros. Todas las hojas se han protegido excepto en las celdas donde hay fórmulas. Si se necesitara cambiar la forma del reporte, desproteja primero, haga los cambios que requiera y luego proteja su hoja nuevamente. Las funciones @ de Lotus permiten desarrollar un número muy importante de ecuaciones matemáticas. Realmente Lotus y Excel representan la solución para los cálculos de los sistemas de potabilización y tratamiento de aguas. Sin embargo, en algunos cálculos no existe una ecuación matemática que relacione las variables con los datos; por ejemplo, el diámetro nominal de una tubería con el diámetro interno real. En este caso se construye una tabla con diámetros nominal y real, y en seguida se utiliza la función @vlookup (tabla de valores, columna) con el fin de localizar el valor correcto del diámetro interno en la tabla. En ningun caso se recomienda archivar los valores en las Hojas de Cálculo. Si desea archivar, cambie de nombre a la hoja y archive en su computadora y no en el disco con la Hojas originales. Cuando existen gran cantidad de valores experimentales y se desconoce la relación matemática, se puede correr algún programa de ajuste de ecuaciones de tal manera que se encuentre la que mejor se adapte. En cuanto se haya determinado esta ecuación "experimental", se usa en la Hoja de trabajo como fórmula. En caso de que hubiera curvas experimentales sin ecuación matemática, se tabulan los valores, se introducen en algún programa de ajuste matemático y se encuentra la mejor ecuación. Si una ecuación ajustara muy bien en cierta parte de la curva y otra ecuación en otra parte, se utilizará la función @if(.....) para definir los límites en que se aplica cada una de las ecuaciones.

6

¿Donde está el agua?

El ciclo del agua comienza con la lluvia. Una parte penetra en el subsuelo (cerca del 20%) y el resto impregna el suelo y corre hacia el mar formando arroyos, lagos y ríos. Parte del agua que impregna la tierra se va a evaporar cuando la lluvia cese y cuando la humedad disminuya. En la hoja de trabajo: “lluvia” se presenta la forma rápida de cálculo inmediato de la cantidad de lluvia que se puede recuperar y almacenar en un lago, laguna artificial o represa. Existen varios sitios donde encontrar información sobre la precipitación anual promedio en México; www.worldbook.com/wb/Media?id=mp000367. SEMARNAT y la Comisión Nacional del Agua publican también la precipitación anual en México. Los recursos hidrológicos son de vital importancia para el desarrollo socioeconómico de México. Sin embargo, la gran diversidad fisiográfica y climática del país hacen que el agua no esté distribuida regularmente en el país. En México hay un promedio anual de 780 mm de precipitación pluvial, que corresponde a un volumen de 1 532 millones de m3; en la zona norte y en el altiplano (52 % del territorio) la media anual es inferior a los 500 mm, y en sólo una porción del sureste (7 % del territorio), la precipitación alcanza valores superiores a los 2,000 mm anuales. La precipitación ocurre en dos ciclos anuales, el más importante tiene lugar de mayo a noviembre y concentra el 80% de las lluvias, debido a que en ésta temporada aparece el mayor número de huracanes y tormentas tropicales; el segundo ciclo ocurre de noviembre a abril y obedece a invasión de masas de aire polar (“nortes”) que afectan gran parte del territorio nacional.(http://www.sagan-gea.org/hojared_AGUA/paginas/8agua.html) El agua que corre por la superficie arrastra la tierra fértil primero y después la arcilla superficial sobretodo si la superficie esta desprovista de vegetación y de árboles que retengan la lluvia. Esto se nota por el color de los ríos que van cargados de sedimentos provenientes de la tierra fértil. Toda el agua va en dirección al mar. Si los efluentes de aguas negras de las ciudades no se tratan, estos indudablemente se van a mezclar con los arroyos y ríos contaminando el agua casi pura de lluvia. El río Pánuco a la entrada al mar lleva más del 11% de aguas originadas en las aguas negras de la zona metropolitana, Tamazunchale, Valles, Pánuco, Tampico y Ciudad Madero. Acciones para obtener agua: 1. En cada nueva subdivisión o fraccionamiento, formar lagos artificiales que recojan el agua de lluvia. 2. En cada ciudad o localidad separar los drenajes: - Aguas negras - Drenaje pluvial Si los drenajes no están separados (se nota por el olor de las alcantarillas en la ciudad sobretodo en 8

la noche) la planta de tratamiento de efluentes no tendrá capacidad suficiente en los días de lluvia. 3. Enviar el drenaje pluvial a lagos artificiales. 4. Proteger a los lagos, presas y ríos con árboles y plantas en las orillas que impidan el arrastre de tierra y arcilla que asolbará el lago o presa perdiendo volumen. Hay presas con una profundidad menor de 1 metro debido a la gran cantidad de arcilla que se ha arrastrado. 5. En grandes construcciones como aeropuertos, tréboles de cruces en las carreteras, crear el declive para formar pequeños lagos. 6. Evitar la eutrificación de los lagos y lagunas, regulando el uso inmoderado de fertilizantes en los terrenos aledaños. 7. Recuperar los lagos agonizantes, sobretodo los que se encuentran en las ciudades como Tampico; Laguna del Carpintero, Villahermosa; Laguna de la Ilusiones, México DF y alrededores; Xochimilco, Lago de Guadalupe, Michoacán con sus lagunas llenas de lirio acuático, etc. Recuperación de lagos y lagunas Las lagunas se recuperan, desviando a la planta de tratamiento a los drenajes de aguas negras que actualmente llegan a las lagunas, dragando y aireando hasta lograr oxígeno estable en el agua. Sembrando peces y plantas locales y regulando la fertilización de los terrenos aledaños. Los acuíferos Los basureros mal construidos y mal terminados contaminan gravemente a los acuíferos. El agua de lluvia se percuela en la misma forma que se hace café en una cafetera de filtro. El agua disuelve a muchos compuestos inorgánicos y orgánicos y va a dar al acuífero en el subsuelo y finalmente aparecen esos compuestos en los pozos artesianos o en los manantiales cercanos. Los basureros se deben proteger colocando una capa de arcilla en el fondo, compactar la basura, colocar una capa de arcilla en la superficie y otra de tierra, luego sembrar alguna clase de césped y plantas en la superficie para impedir que el agua penetre. Colocar respiraderos para la expulsión de gases y tratar de usarlos como combustible. Una mejor solución es mandar a la basura a una planta bien diseñada para su combustión autógena y usar el calor generado. La combustión autógena se hace posible solo cuando la basura contiene menos del 30% de agua. Recuperación natural Nuestro planeta ya no tiene capacidad para recuperar el agua, la superficie de la tierra y el aire en forma natural. Las consecuencias para los humanos y para los animales son catastróficas; bebes que nacen sin cerebro, cáncer hasta en los peces y en los humanos, más de 100 contaminantes químicos (que no existían antes de 1945) y que ya se encuentran en la sangre de la mayoría de todos nosotros. Mercurio en el atún y en otros peces que pasa a todos nosotros y hasta Teflón en la sangre de bebés recién nacidos. Contaminar el medio ambiente por flojera o por descuido es dañar la salud de todos los habitantes y los que van a nacer. Cosecha de neblina La neblina se puede condensar, colectar y emplearse para beber. Esto es especialmente útil en 9

lugares altos y fríos o lugares con alta humedad. Se construye un bastidor donde se coloca una tela mosquitera de plástico y un colector horizontal con una manguera que va a dar a un recipiente colector. Para obtener los datos de diseño súbase al cerro donde sospeche que puede haber una buena cosecha de agua. Note los vientos dominantes, coloque un colector de un metro cuadrado sobre estacas para que el viento le pegue perpendicularmente. Obtenga los datos y calcule la producción por metro cuadrado de tela mosquitera de plástico y relacione con el agua que se requiere. Haga el diseño final basándose en la superficie requerida.

10

AGUA DE LLUVIA

Fecha:

11/30/06

archivo:

DATOS Superficie a recuperar el agua de lluvia: Precipitación annual*: Rendimiento:

lluvia

2 20 km 500 mm 60 % (entre 60-95%)

RESULTADOS Volumen recuperable total de agua:

3 6000 m 6000000 L

OBSERVACIONES *Precipitación incluye la nieve y el granizo y se mide en mm o en pulgadas de agua por día o por año. Esto representa la profundidad del agua si esta no se evapora o se absorbe en el suelo o subsuelo. La precipitación annual es la suma de todas las precipitaciones durante el año.

11

Componentes del agua

Debido a la muy posible contaminación de las fuentes de agua, estas se deben analizar completamente cada seis meses cuando menos. Turbidez Los componentes suspendidos en el agua son responsables por la turbidez. Los sólidos son; material orgánico, material inorgánico viruses, algas, y partículas muy finamente divididas. La especificación para la turbidez en agua potable es de 1 NTU (Unidad de turbidez nefelométrica). La razón de estas especificaciones es que los compuestos responsables por la turbidez van a interferir con el tratamiento de cloración. En algunos casos se puede aceptar 5 NTU como nivel máximo, siempre y cuando se demuestre que no interfiere con el tratamiento de cloración. Los valores típicos de turbidez son: Agua de río: Desde 15-30 NTU pero puede llegar a 1000 NTU en épocas de lluvia intensa. Agua de lago o laguna: Desde 2 hasta 35 NTU Agua de Lago o laguna: 25-50 unidades Bacteriología Catando (Probando) el agua El agua se cata igual que el vino. Los vasos deben estar perfectamente limpios y enjuagados con agua pura. El agua debe estar a temperatura ambiente. Tome un poco de agua en la boca, mueva el agua alrededor de la boca apretando los labios para que no salgan los aromas de la boca. Pase el agua entre la lengua y el paladar y saboréela al fondo de la boca, en la garganta. Cuando se cata, toda la boca está involucrada; los lados de la lengua pueden detectar si sabe ácida, la parte media de la lengua si sabe salada, la punta si sabe dulce y la parte posterior de la lengua si sabe amarga. Las aguas de distintos orígenes varían en sabor, olor y apariencia. Las pruebas organolépticas se basan tanto en el sabor como en el olor y apariencia. Las muestras para prueba son de 90-100 ml cada una, a temperatura ambiente en recipientes de vidrio perfectamente limpios y sin residuos de detergente. El análisis organoléptico debe incluir los siguientes datos:

12

Muestra Transparencia A B C D E

Olor

Sabor

Evaluación

Escala de avaluación: 10, excelente, 9, muy buena, 8 buena, regular, 7 solo para cocinar, 6, inferior, solo para lavar, 5 inaceptable. Problemas de sabor Salada

Alta en sodio.

Alcalina

Alta dureza, alta alcalinidad alto contenido en sólidos totales disueltos.

Metálica

Bajo pH, alto contenido de metales tales como fierro a niveles superiores de 0.004 mg/L, o cobre a 2-5 mg/L. Manganeso.

Problemas de olor Huevo podrido, olor a hongos, a tierra mojada, cesped, a pescados, a pepinos.

Ácido sulfhídrico, bacterias reductoras de sulfatos, reacción del calentadores eléctricos, bioproductos de las algas.

Aceite mineral

Gasolina, diesel, contaminación con bacteria.

Metano

Descomposición orgánica en el acuífero o presencia de gas.

Fenólico

Contaminación industrial o de gasolina.

A producto químico Contaminación de productos químicos industriales. Controlables con permanganato de potasio: - Olores y sabores a pescado, césped, séptico, fenólico, azufre, pepinos, Controlables con carbón activado y permanganato de potasio: - Olores y sabores a tierra, moho, y flores Para problemas de olores y sabores, primero se tiene que identificar la causa y luego ensayar la solución o las soluciones.

13

Problemas de apariencia Color lechoso Precipitación de carbonatos, aire excesivo, sólidos suspendidos. Tinte oscuro

Reacciones con manganeso o posiblemente fierro, bacteria reductora de fierro.

Amarillenta

Presencia de compuestos húmicos o flúvicos, fierro, bacterias reductoras de fierro.

Rojiza

Presencia de fierro disuelto o precipitado, bacterias reductoras de fierro.

Verde

Tuberías de cobre corroídas o válvulas de bronce deszincificadas. En otros casos puede deberse a las algas verdes.

El color del agua se puede deber a los distintos grados de oxidación del fierro y del nivel de concentración. Se debe ya sea a la tubería de su edificio o residencia o a los tubos de distribución. Después de un terremoto las partículas de herrumbe de los tubos se desprenden y producen una gran cantidad de fierro causando la coloración en el agua y problemas de desactivación de los saneadores, reacción con detergentes, taponamiento de válvulas y orificios. Si son las tuberías de distribución: - Solo el agua fría esta coloreada. - El agua no se aclara aún cuando se deja correr por algún tiempo. Si son las tuberías de su edificio o casa: - El agua esta coloreada en las mañanas o cuando se usa después de un periodo largo inactivo. - El agua se aclara después de dejarla correr un rato. - El agua esté coloreada solo en unas cuantas llaves o tomas. - La coloración es solo en el agua caliente.

14

Agua potable A continuación se presentan los estándares primarios y secundarios del agua de acuerdo a los límites establecidos por la Organización Mundial de la Salud y de acuerdo a los conocimientos actuales aceptados. Estas normas pueden variar de país a país e incluso en cada estado o provincia, dependiendo de las autoridades locales de salubridad. TABLA I. CONTAMINANTES PRIMARIOS Y SUS LIMITES MAXIMOS PARA AGUA POTABLE. Consulte a las autoridades de salubridad para datos específicos en su localidad.

Componente

Arsénico Bario Cadmio Cromo Plomo Mercurio Nitrato como N Selenio Plata Fluoruro a 12 ºC a 12.1-14.6 ºC a 14.7 17.6 ºC a 17.7-21.4 ºC a 21.5-26.2 ºC a 26.3-32.5 ºC Endrin Lindano

límite máximo mg/L 0.05 (valor muy alto, se debe bajar) 1.0 0.01 0.05 0.05 0.002 10.00 0.01 0.05 2.4 2.2 2.0 1.8 1.6 1.4 0.0002 0.004

16

TABLA I. Continúa. Toxafeno Metoxiclor 2,4 D 2,4,5 TP (Silvex) TTHHM

0.005 0.1 0.1 0.001 0.1 (pCi/l) 5 5

Radio 226 Radio 228 Actividad alfa excluyendo Radón y Uranio

15

Turbidez (NTU)

1*

Coliformes, Filtro de membrana Tubo de fermentación porciones de 10 ml.

1 por 100 ml no deben estar presentes en más del 10% de las porciones en cualquier mes.

La presencia de coniformes indica la contaminación por escremento humano o animal. *La turbidez se puede aceptar hasta 5 NTU si se demuestra que no hay interferencia con el proceso de desinfección. *La turbidez tiene efectos negativos puesto que interfiere con el proceso de desinfección, hace imposible mantener un residuo de cloro en el agua, interfiere con las pruebas microbiológicas del agua, y esteticamente es inaceptable. La cuenta de organismos coliformes, muestra la calidad bacteriológica del agua. Su presencia indica que el agua está contaminada por excremento humano o animal y existe la probabilidad de bacterias patógenas en esa agua. Su valor máximo aceptable depende del método utilizado.

17

TABLA II. CONTAMINANTES SECUNDARIOS Y SUS LIMITES MAXIMOS PARA AGUA POTABLE Consulte a las autoridades para datos específicos en su localidad. Componente

límite máximo

Cloruros Color Cobre Corrosividad Agentes espumantes Fierro Manganeso Olor pH Sulfatos Sólidos totales disueltos Zinc

250 mg/L 15 unidades de color 1 mg/L ninguna 0.5 mg/L 0.3 mg/L 0.005 mg/L 3 TON 6.5 a 8.5 250 mg/L 500 mg/L 5 mg/L

18

ESTANDARES PRIMARIOS DE POTABILIDAD archivo: potab1 Parámetro

U.S.A.

Coliformes: Turbidez:

1/100 ml 1-5

Arsénico: Bario: Cadmio: Cromo: Floruro (F): Plomo: Mercurio: Nitrato como N: Selenio: Plata:

0.05 1.00 0.01 0.05 4.00 0.05 0.002 10.00 0.01 0.05

ESTANDARES SECUDARIOS Aluminio: Cloruros (Cl): Color, (unidades): Cobre: Fluoruro: Surfactantes: Fierro: Manganeso: Olor, (número): pH: Sodio: Sulfatos (SO4): Sólidos Totales Disueltos: Zinc: Dureza: Acido sulfhídrico: Turbidez:

OMS* Unidades 3/100 NTU

0.05 mg/L mg/L 0.005 mg/L 0.05 mg/L 1.5 mg/L 0.05 mg/L 0.001 mg/L 10 mg/L 0.01 mg/L mg/L

VALOR ESTETICO 0.2 mg/L 250 250 mg/L 15 15 1 1 mg/L 2 mg/L 0.5 mg/L 0.3 0.3 mg/L 0.05 0.1 mg/L 3 inofensivo 6.5-8.5 6.5-8.5 20 ** 200 mg/L 250 400 mg/L 500 1000 mg/L 5 5 mg/L 500 no detectable por el consumidor 5 NTU

* Organización Mundial de la Salud ** recomendación de salud

19

TABLE III CONTAMINANTES Y SU ELIMINACIÓN EN AGUAS A POTABILIZAR CONTAMINANTE LÍMITE ORIGEN EFECTOS EN LA MÁXIMO SALUD

TRATAMIENTO *

MICROBIOLOGICOS Coliformes

< 1 colonia por 100 mls.

Aguas negras, excremento, fosas sépticas, excremento de animales

Afecta al tracto digestivo. Su presencia indica la posible presencia de otras bacterias

Cloración, irradiación con luz UV

Parásitos (amibas, oxiuros, tenias, lombrices, etcétera.)

cero

Aguas negras, excremento, fosas sépticas

diarreas, cansancio, e incluso la muerte

Cloración, ozonización

Giardia Lambia

cero

Excremento humano y animal

Afecta al tracto digestivo

Filtración, cloración, irradiación con luz UV

Legionela

cero

Torres de enfriamiento, fuentes

Enfermedad de los Legionarios

Filtración, cloración, irradiación con luz UV

Turbidez

0.5-1.0 NTU

Erosión, y descargas

Interfiere con la desinfección

Sedimenta ción, floculación, filtración

* El Tratamiento debe incluir además el tratamiento de las aguas negras, de la basuras para eliminar los lixiviados, y obviamente la eliminación de la fuente del contaminante químico. Confirme los límites máximos con las autoridades sanitarias y ecológicas locales.

20

COMPUESTOS INORGÁNICOS Nitratos

LIMITE MÁXIMO 10 mg/l como N

ORIGEN

EFECTOS EN LA SALUD Síndrome del bebé azul

TRATAMIENTO Intercambio iónico, osmosis inversa, destilación

Nitritos

1 mg/L como N

Fertilizantes, aguas negras, minerales, contaminante industrial

Síndrome del bebé azul

Intercambio iónico, osmosis inversa, destilación

Cobre

1 mg/L

Corrosión de tuberías de cobre, contaminación industrial

Enfermedad de Wilson

Intercambio iónico, osmosis inversa

Sodio

ninguno

Minerales, infiltración de agua de mar

Aumento de la presión sanguinea

Intercambio iónico, destilación

Fluoruros

4 mg/L (varía con la Tº del lugar, ver Tabla de contaminantes)

Aditivo del agua pota ble,(1 mg/l), minerales

Fluorosis y manchado de los dientes

Intercambio iónico, alúmina activada, destilación

Arsénico

0.05 mg/L

Defoliantes, esterilizantes, tratamiento de la madera, ind. minera y metálica,ind. textil, petrolera, esmaltes, porcelana, farmaceutica, minerales

Tumores malignos en la piel y pulmones, afecta al sistema nervioso, envenenamiento

Cloración primero y tratamiento con cal y floculación

Fertilizantes, aguas negras, minerales, contaminante industrial

21

LIMITE MÁXIMO 2 mg/L

ORIGEN

Cadmio

0.005 mg/L

Cromo

Plomo

Bario

EFECTOS EN LA SALUD Afecta al sistema circulatorio y nervioso

TRATAMIENTO Floculación y tratamiento con cal, intercambio iónico, osmosis inversa

Minerales, fungicidas, baterias, esmaltes, pinturas, refinación del petróleo, fundidoras

Anemia, desórdenes bronquiales, y del hígado

Floculación y tratamiento con cal, intercambio iónico, destilación, osmosis inversa

0.1 mg/L

Minerales, curtidurías, fundidoras, ind. minera y de metales, tratamiento de torres (prohibido), refinación del petróleo

Afecta al hígado, piel y al sistema digestivo

Floculación y filtración, tratamiento con cal, intercambio iónico, osmosis inversa, destilación

0.015 mg/L

Soldaduras, baterias, lixiviados, gasolinas, tintas, porcelanas, esmaltes y fundidoras

Afecta al sistema nervioso y reproductivo, causa hipertensión

Floculación y filtración, intercambio iónico, osmosis inversa, destilación, control de la corrosión de soldaduras

Minerales, perforación de pozos

22

LIMITE MÁXIMO 0.002 mg/L

ORIGEN

Selenio

0.05 mg/L

Asbesto

7 MFL (millones de fibras/litro)

Mercurio

EFECTOS EN LA SALUD Afecta al sistema nervioso y a los riñones

TRATAMIENTO Floculación y tratamiento con cal, filtración y carbón activado, destilación

Minerales, alimentos para animales, ind. textil, de la madera, porcelanas, esmaltes, fundidoras e ind. farmacéutica

Afecta al sistema nervioso, causa dermatitis e irritación

Floculación y tratamiento con cal, filtración, osmosis inversa, alúmina activada

Depósitos minerales, tubos y tanques de asbesto y cemento

Causa cancer

Filtración, microfiltració, y osmosis inversa

Ind. minera, fungicidas, pinturas, bactericidas, termómetros, barómetros, laboratorios, ind. petrolera, y hulera, y fundidoras

23

COMPUESTOS ORGÁNICOS

LÍMITE MÁXIMO

ORIGEN

EFECTOS EN LA SALUD Causa cancer, afecta al sistema digestivo y nervioso

Tetracloruro de carbono

0.005 mg/L

Limpiadores, solventes, refrigerantes, fumigantes, resinas, pinturas, y formulaciones de tintas

Dibromocloropropano

0.0002 mg/L

1,1 Dicloroetileno

Carbón activado granular

Fumigante para frijoles, algodán, prohibido su uso desde 1977

Probablemente causa cancer


0.007 mg/L

Colorantes, plásticos, perfumes, pinturas y adhesivos

Afecta a los riñones e hígado y causa nausea


Cis-1,2, Dicloroetileno

0.07 mg/L

Solvente en colorantes, perfumes y lacas

Afecta al hígado y a los sistemas nervioso y circulatorio


Trans-1,2 Dicloroetileno

0.1 mg/L

Solvente en colorantes, perfumes, lacas y hule

Afecta al hígado, y a los sistemas nervioso y circulatorio


24

TRATAMIENTO

1,2 Dicloroetano

LÍMITE MÁXIMO 0.005 mg/L

ORIGEN Gasolina, pinturas, barnices, desengrasante, insecticidas y fumigantes

EFECTOS EN LA SALUD Daño al hígado y riñones, causa nausea

TRATAMIENTO Carbón activado granular

1,2 Diclorobenceno

0.6 mg/L

Fumigantes, insecticidas, ceras, resinas, hule y asfalto

Afecta a los pulmones, hígado y riñones


1,4 Diclorobenceno

0.075 mg/L

Repelentes de insectos, germicidas, pesticidas y fumigantes

Afecta al sistema nervioso, hígado y riñones. Causa probable del cancer


1,2 Dicloropropano

0.005 mg/L

Insecticidas, fumigantes, lavado en seco, resinas, ceras, y productos petroleros

Afecta a los pulmones, hígado y riñones


Epicloridrina

cero

Resinas epoxidas, floculantes en el tratamiento de agua, resinas y barnices

Afecta a los riñones, y pulmones. Causa probable del cancer


Dibromuro de etileno

0.00005 mg/L

Aditivo de gasolinas, fumigante

Causa probable del cancer


25

Monoclorobenceno


ORIGEN Pesticidas, limpiador de metales, y solvente

EFECTOS EN LA SALUD Afecta al sistema nervioso, hígado y riñones


Etilbenceno

0.7 mg/L

Gasolinas, insecticidas, y asfalto

Afecta al sistema nervioso, hígado y riñones


Clorobenceno

0.1 mg/L

Solvente en pinturas, desengrasante de metales, insecticidas



Estireno

0.1 mg/L

Plásticos, resinas y poliestireno espandido



Tetracloroetileno

0.005 mg/L

Lavado en seco, desengrasante de metales, hules, ceras, pinturas y tintas

Afecta al sistema nervioso. Causa probable del cancer. Produce anestesia


Tricloroetileno

0.005 mg/L

Irritante, afecta al sistema nervioso, causa probable del cancer


1,1,1,Tricloroetano

0.2 mg/L

Lavado en seco, desengrasante de metales, hules, ceras, pinturas y tintas Pesticidas, plásticos y en metales

Afecta al sistema nervioso. Causa narcosis y probablemente cancer


26

Tolueno


ORIGEN Gasolinas, pinturas, adelgazadores, solventes, lacas y adhesivos

EFECTOS EN LA SALUD Afecta al sistema nervioso, hígado y riñones, causa probable del cancer

TRATAMIENTO Ozonización. Carbón activado granular

Trihalometanos TOTAL

0.1 mg/L

Se forman cuando el agua contiene hidrocarburos y se trata con cloro

Afecta al sistema nervioso y a los músculos, probable causa del cancer


Plásticos, adhesivos, refrigerante, tuberías

Afecta al sistema nervioso, Causa probable del cancer


Pinturas, tintas, detergentes, productos del petróleo

Afecta al sistema nervioso. Bebés que nacen sin cerebro (síndrome de Matamoros)


Cloruro de vinilo 0.002 mg/L

Xilenos

10 mg/L (nivel muy alto)

27

PESTICIDAS

LÍMITE MÁXIMO

ORIGEN

Aldicarb Aldicarb sulfona Aldicarb sulfóxido Carbofurano Clordano Endrin Heptaclor Heptaclorepoxida Lindano Metoxiclor Toxafeno

0.003 mg/L 0.002 mg/L 0.004 mg/L 0.04 mg/L 0.002 mg/L 0.0002 mg/L 0.0004 mg/L 0.0002 mg/L 0.0002 mg/L 0.04 mg/L 0.003 mg/L

Insecticidas y fumigantes. Heptaclor epoxida se convierte en epoxida por los organismos del suelo

HERBICIDAS Alaclor Atrazina 2,4-D Pentaclorofenol 2,4,5-TP(Silvex)

0.002 mg/L 0.003 mg/L 0.07 mg/L 0.001 mg/L 0.05 mg/L

Herbicidas, y pentaclorofenol como preservativo de la madera

Afecta a los sistemas nervioso, reproductivo, respiratorio, hígado, corazón, hígado y riñones. Causan anestesia, y probable causa del cancer

Carbón activado

0.0005 mg/L

Transformadores eléctricos

Afecta a la piel y al hígado, causa nausea. Probable causa del cancer


Bifenilos policlor ados

28

EFECTOS EN LA SALUD Afecta a los sistemas nervioso, y respiratorio, hígado y riñones. Causa anemia y leucemia. Causa probable del cancer


RADIONUCLEIDOS

LÍMITE MÁXIMO

ORIGEN

EFECTOS EN LA SALUD Causa probable del cancer, afecta al tejido oseo, sarcomas del hueso, y de la cabeza

Partículas alfa

15 pCi/L

Residuos radioactivos y minerales de uranio

Partículas beta

4 mrem/año

Radio 226 y 228

5 pCi/L

Osmosis inversa, intercambio iónico, tratamiento con cal a pH altos

Residuos radioactivos, minerales de uranio

Causa probable del cancer, afecta al tejido oseo, sarcomas del hueso, y de la cabeza

Osmosis inversa, intercambio iónico, tratamiento con cal a pH altos

Desechos radioactivos y minerales

Causa probable del cancer, afecta al tejido oseo, sarcomas del hueso, y de la cabeza

Osmosis inversa, intercambio iónico, tratamiento con cal a pH alto

Ci = Curie, unidad de medida de radioactividad

29

TRATAMIENTO

TABLE IV MÉTODOS DE ANÁLISIS ASTM MÁS USADOS ASTM Volumenes 11.01, 11.02

File ASTMword

Número

Nombre

D 857-89 D 858-90 D 932-85 D 993-58 D 1068-90 D 1179-88 D 1253-86 D 1291-89 D 1292-86 D 1687-86 D 1688-90 D 1691-90 D 1782-78 D 1783-87 D 1886-90 D 1889-88a D 1890-90 D 1943-90 D 2035-80 D 2036-89 D 2330-88 D 2460-90 D 2687-84 D 2776-79

Test methods for aluminum in water Test methods for manganese in water Test method for iron bacteria in water and water-formed deposits Test methods for sulfate-reducing bacteria in water and water-formed deposits Test methods for iron in water Test methods for flouride ion in water Test method for residual chlorine in water Practice for determining chlorine requirement of water Test method for odor in water Test methods for chromium in water Test methods for copper in water Test methods for zinc in water Test methods for operating performance of particulate cation-exchange materials Test methods for phenolic compounds in water Test methods for nickel in water Test method for turbidity of water Test method for beta particle radioactivity of water Test method for alpha particle radioactivity of water Practice for coagulation-flocculation jar test of water Test methods for cyanides in water Test method for methylene blue active substances Test method for radionuclides of radium in water Practices for sampling particulate ion-exchange materials Test methods for corrosivity of water in the absence of heat transfer (weight loss methods) Test method for organochlorine pesticides in water Test method for operating performance of anion-exchange materials for strong acid removal Test method for total mercury in water Practices for sampling water Test method for column capacity of particulate mixed bed ion exchange materials Test method for radium-226 in water Method for evaluating water testing membrane filters for fecal coliform recovery Test method for polychlorinated biphenyls (PCB's) in water Test methods for lead in water Guide for good laboratory practices in laboratories engaged in sampling and analysis of water Test methods for silver in water

D 3086-85 D 3087-78 D 3223-86 D 3370-82 D 3375-84 D 3454-86 D 3508-78 D 3534-85 D 3559-90 D 3856-88 D 3867-90

30

D 3923-80 D 3977-80 D 4188-82 D 4194-89 D 4249-83 D 4266-83 D 4282-89 D 4374-90 D 4412-84 D 4456-85 D 4472-89 D 4516-85 D 4548-86 D 4582-86 D 4657-87 D 4658-87 D 4692-87 D 4778-88 D 4993-89 osmosis D 5042-90

Practices for detecting leaks in reverse-osmosis devices Practice for determining suspended-sediment concentration in water samples Practice for performing pressure in-line coagulation-flocculation-filtration test Test methods for operating characteristics of reverse osmosis devices Test method for enumeration of Candida albicans in water Test methods for precoat capacity of powdered ion-exchange resins Test method for determination of free cyanide in water and wastewater by microdiffusion Test methods for cyanide in water-automated methods for total cyanide and acid dissociable cyanide Test methods for sulfate-reducing bacteria in water and water-formed deposits Test methods for physical and chemical properties of powdered ion exchange resins Guide for recordkeeping for reverse osmosis systems Practice for standarding reverse osmosis performance data Test method for anion-cation balance of mixed bed ion-exchange resins Practice for calculation and adjustment of the Stiff and Davis stability index for reverse osmosis Test method for polynuclear aromatic hydrocarbons in water Test method for sulfide ion in water Practice for calculation and adjustment of sulfate scaling salts (CaSO4, SrSO4, and BaSO4) for reverse osmosis Test method for determination of corrosion and fouling tendency of cooling water under heat transfer conditions Practice for calculaiton and adjustment of silica (SiO2) scaling for reverse

Test methods for estimating the organic fouling of particulate anion exchange resins D 5129-90 Test method for open channel flow measurement of water indirectly by using width contractions D 5130-90 Test method for open-channel flow measurement of water indirectly by slope-area method F 316-86 Test methods for pore size characteristics of membrane filters by bubble point and mean flow pore test F 317-72 Test method for liquid flow rate of membrane fluids F 488-79 Test method for total bacterial count in water D-19 P215 Proposed test method for polychlorinated biphelyls (PCBs) in water by gas chromatography/mass spectrometry D-19 P217 Proposed test method for total tetra through octachloro-dibezo-p-dioxins and dibenzofurans in water D-19 P219 Proposed test method for 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin (TCDD) and 2,3,7,8-tetrachlorodibenzofuran (TCDF) in water Esta es solo una lista parcial de los métodos más importantes y más usados. La ASTM publica un manual dedicado solamente a las pruebas de agua.La referencia 1 en la bibliografía al final del libro proporciona igualmente las metodologías para los análisis del agua.

31

EVALUACION E INTERPRETACION DE AGUA A TRATARSE Estandares Secundarios. Consulte a las autoridades sanitarias para los datos locales. Fecha: 11/23/06 archivo: agua2

DATOS

Límite máximo Cloruros: 156 mg/L 250 mg/L Color: 15 mg/L 15.00 unid. de color Cu: 2.0 mg/L 1 mg/L Corrosividad: corrosiva no corrosiva Agentes espumantes: 0.6 mg/L 0.5 mg/L Fe: 0.4 mg/L 0.3 mg/L Mn: 0.1 mg/L 0.05 mg/L Olor: 5.0 TON* 3 TON pH: 9.0 mg/L 6.5-8.5 mg/L Sulfatos: 300.0 mg/L 250 mg/L Sólidos Tot. Disueltos: 550.0 mg/L 500 mg/L Zn: 6.0 mg/L 5.0 mg/L RESULTADOS Cloruros: Aceptable Color: Aceptable Cu: Floculación,filtración Corrosividad: Ajuste la alcalinidad, vea la Hoja; Indices. Agentes espumantes: Carbon Activado Fe: Cloración, filtración Mn: Cloración, KMnO4, filtración Olor: Cloración,KMnO4, o aereación pH: Ajuste el pH con ácido Sulfatos: Complemente su fuente de agua, u O.I. parcial Sólidos Tot. Dislt: Complemente su fuente de agua, u O.I. parcial Zn: Floculación,filtración OBSERVACIONES *TON = Treshold Odor Number, Número de Olor

32

EVALUACION E INTERPRETACION DE AGUA A TRATARSE Estandares Primarios. Consulte a las autoridades sanitarias para los datos locales. Fecha: 11/23/06 archivo: aguaI DATOS Límite máximo As: Ba: Cd: Cr: Pb: Hg: N: Se: Ag: F*:

0.060 0.300 0.000 0.055 0.001 0.000 3.000 0.004 0.020

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L como Nitrato mg/L mg/L mg/L a 12ºC mg/L a 12.1-14.6ºC mg/L a 14.7-17.6ºC mg/L a 17.7-21.4ºC mg/L a 21.5-26.2ºC mg/L a 26.3-32.5ºC mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L p/Ci/L p/Ci/L

Endrin: Lindano: Toxafeno: Metoxiclor: 0.004 2,4,D 2,4,5 TP(Silvex): TTHHM: 0.005 Radio 226: 1 Radio 228: 2 Actividad alfa excluyendo Rn y U: 12 p/Ci/L Turbidez: 6 NTU Coliformes: 2 Nº/100ml en filtro de membrana

0.050 1.000 0.010 0.050 0.050 0.002 10.000 0.010 0.050 2.400 2.200 2.000 1.800 1.600 1.400 0.0002 0.004 0.005 0.1 0.1 0.001 0.1 5 5

mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L p/Ci/L p/Ci/L

15 p/Ci/L 1 NTU 1 Nº/100ml

Tubo de fermentaciones, no deben de estar presentes más del 10% de las porciones en cualquier mes. Observaciones * Temperatura promedio máxima del día durante el año. Introduzca UN SOLO VALOR PARA EL FLUOR. La diferencia en el límite se debe a que en zonas cálidas las personas beben más agua que en las zonas frías.

33

EVALUACION E INTERPRETACION DEL AGUA A TRATARS Continúa Estandares Primarios. Consulte a las autoridades sanitarias para los datos locales. Fecha: 11/23/06 archivo: aguaI RESULTADOS As: Cloración y tratamiento con cal, Na2CO3 y floculación Ba: Aceptable Ca: Aceptable Cr: Cloración y tratamiento con cal Na2CO3 y floculación Pb: Aceptable Hg: Aceptable N: Aceptable Se: Aceptable Ag: Aceptable F*: Se requiere ajustar el F del agua Endrin: Aceptable Lindano: Aceptable Toxafeno: Aceptable Metoxiclor: Aceptable 2,4,D Aceptable 2,4,5 TP(Silvex): Aceptable TTHHM: Aceptable Radio 226: Aceptable Radio 228: Aceptable Actividad alfa excluyendo Rn y U: Aceptable Turbidez: Floculación con alumbre/filtración Coliformes: Cloración, filtración y ajuste de cloro OBSERVACIONES * El fluor se baja algo con cal y carbonato de sodio, si en las pruebas no se obtienen los resultados requeridos, entonces se necesita pasar por alúmina o tratar una parte del agua con osmosis inversa. Si el agua está fuera de especificaciones, haga pruebas de laboratorio de los tratamientos en el siguiente orden: 1º Cloro/KMnO4/Filtración/Si es necesario Fluoración/ajuste de Cl. 2º Cloro/Alumbre/Cal/Floculación/Filtración/Si es necesario fluoración/ajuste de cloro. 3º Cloro/Cal/Na2CO3/Separación/filtración/Fluoración si es necesario ajuste de cloro. 4º Cloro/Cal/Na2CO3/Separación/filtración/Carbón activado/fluoración si es necesario/ajuste de cloro.

34

NÚMERO MÁS PROBABLE DE COLIFORMES POR 100 mls. DE MUESTRA archivo:

DATOS Número de tubos positivos de 10 ml: Número de tubos positivos de 1 ml: Número de tubos positivos de 0.1 ml:

coliform

0 tubos positivos 2 tubos positivos 3 tubos positivos

RESULTADOS Número más probable de coliformes por 100 ml de muestra (NMP) NMP: 9.2

Referencia Standard Methods for the examination of water and waste water, Am. Public Health Assoc. 1993.

35

CÁLCULO DE TURBIDEZ En el caso de muestras muy turbias es necesario hacer una dilución para que la turbidez pueda ser leida en el nefelómetro. Fecha: 11/17/06 archivo: turbidez

DATOS Turbidez de la muestra diluida: Volumen final de la dilución: Volumen de la muestra original:

12 NTU * 100 mls. 10 mls.

RESULTADOS Turbidez de la muestra original:

120 NTU

* Nephelometric Turbidity Unit OBSERVACIONES El limite máximo aceptable de la turbidez es 1. Se puede aceptar hasta 5 solo en casos donde se demuestre que este valor no afecta al poder germicida del cloro.

36

pH, ALCALINIDAD, Y SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS archivo: Fecha:

11/23/06

Escriba lod datos en las celdas sin protección. ALCALINIDAD DEL AGUA, pH, y CARBONATOS Alcalinidad total: pH:

2909 ppm como CaCO3 8.5

RESULTADOS Bicarbonatos:

2809 ppm como CaCO3

Carbonatos:

100 ppm como CaCO3

Hydroxilo:

0 ppm como CaCO3

CO2:

17 ppm como CO2

SÓLIDOS TOTALES DISUELTOS A partir de la resistividad Resistividad:

1200 Ohms-cm

Sólidos Totales Disueltos:

417 ppm

A partir de la Conductividad Conductividad:

1209 Micromhos-cm

Sólidos Totales Disueltos:

605 ppm

37

phalc

RELACIONES DE LA ALCALINIDAD

Fecha:

11/17/06

archivo:

alcalini

DATOS 150 ppm como CaCO3 180 ppm como CaCO3

Alcalinidad P: Alcalinidad M:

RESULTADOS Alcalinidad como OH-: CO3=: HCO3-:

120 ppm como CaCO3 60.00 ppm como CaCO3 ppm como CaCO3

OBSERVACIONES P= Fenoftaleina, titulación a pH 8.2 M= Naranja de Metilo, titulación a pH 4

38

EQUIVALENTES EN ppm de CaCO3

Fecha:

11/17/06

archivo:

equiva

DATOS Peso molecular del compuesto o del ion: Valencia: Concentración:

102.08 2 100 ppm

RESULTADOS Concentración como CaCO3:

OBSERVACIONES

39

100.00 ppm

VISCOSIDAD CINEMÁTICA DEL AGUA Fecha:

DATOS Temperatura:

Archivo:

viscin

11/23/06

26 ºC (solo entre 25-250ºC)

RESULTADOS Viscosidad cinemática:

2 0.00955 cm /s

Referencia: A.E. Bastawissi, Calculate kinematic viscocity of liquid water. Calculation and Shortcut Deskbook, Chemical Eng. p.7.

40

Tamaño de la planta de tratamiento y guías de diseño El tamaño dependerá de la población a servir, y del crecimiento esperado en esa localidad. La planta se diseña para la población que existirá dentro de 10 años como mínimo. En general los consumos de agua varían desde 150 litros hasta 500 litros por persona por día, siendo 325 L/persona un valor razonable. El sistema de potabilización se diseña para crecer ya sea en una planta con módulos repetitivos semejantes o con una serie de plantas pequeñas en cada localidad colonia o barrio. Una ciudad vieja probablemente tenga fugas en el sistema de distribución de agua que pueden ir desde 20 hasta el 40%, el D.F. tiene 36% de fugas de agua. La filosofía de diseño debería ser el construir varios módulos pequeños en lugar de uno grande, y esto también es válido para los equipos. Es más adecuado el tener 2 módulos de 4 filtros cada uno de una área filtrante de 25m2 cada uno, que tener un solo filtro de una área de 200 m2 o incluso dos filtros de 100 m2 cada uno. Las ventajas son; fácil mantenimiento, y operación factible en situaciones de emergencia. Si se requiere una planta de osmosis inversa de 100 m3 por día es preferible construir dos de 55 m3 cada una. Así se tiene un ligero exceso de capacidad y holgura para efectuar paros de emergencia y reparaciones de mantenimiento. En todos los cálculos no se ha dado ningún margen de seguridad de exceso de capacidad, en general este puede ser de 10-25% y en algunos casos críticos incluso hasta 200 %. Esta decisión es de quien va a pagar por la planta. El rendimiento de una planta potabilizadora o de tratamiento es la relación en porcentaje del agua que sale de la planta al agua que llega a los consumidores, esto debería ser superior al 80%, sin embargo existen muchas localidades donde debido a la gran cantidad de fugas el rendimiento es mucho menor. En el caso de renovación de una planta potabilizadora se debe incluir el estudio y las reparaciones necesarias para elevar el rendimiento. El tener tanques de almacenamiento en cada casa es una práctica antihigiénica y antieconómica por varias razones; 1º No hay seguridad del contenido de cloro de esa agua y puede haber crecimientos bacterianos y de algas. Los reglamentos sanitarios exigen que el agua llegue a las viviendas con 0.5-1.0 ppm de cloro, cualquier tanque privado de almacenamiento va a bajar el contenido de cloro a niveles inaceptables, no tanto por el reglamento sanitario sino por higiene y salud. 2º En caso de falta de agua, el problema solo se retrasa, más no se resuelve. 3º Si cierto grupo de la población puede construir grandes reservorios para evitar sus problemas de falta de agua, menos se va a resolver el problema de escasez, al contrario, solo se tendrá un grupo de la población con problemas más graves de agua. 4º Menos caso le hacen las autoridades a suplir agua con la presión estipulada en el cobro de agua. 42

5º Menos atención se le presta al rendimiento pobre del sistema de distribución. El sistema de almacenamiento municipal de agua deberá ser capaz de proporcionar agua aun en los consumos pico ya sea con un tanque o reservorio o con varios tanques estratégicamente localizados en la ciudad. Para proporcionar la presión se instala ya sea un tanque elevado o un sistema de bombas. Es importante mencionar que en las cisternas de cemento, se deben impermeabilizar las paredes con productos aceptables para el agua potable con objeto de evitar que el agua extraiga el calcio de las paredes y del fondo y que el agua aumente de dureza. Recuerde que la impermeabilización con asfalto, libera hidrocarburos al agua y este tipo de impermeabilizante está prohibido en muchos países. Utilice un impermeabilizante aprobado para sistemas de agua potable solamente. La presión requerida en los sistemas es de: 2.9 kg/cm2, (40 psig) para la zona residencial y de 4.15.12 kg/cm2, (60-75 psig) para zona comercial o industrial.

43

TAMAÑO DE UNA PLANTA POTABILIZADORA Fecha: DATOS

11/23/06

archivo:

Habitantes en 10 años: Consumo por habitante: Rendimiento: Horas de operación continua: Tanque de almacenamiento para:

6200 325 80 20 16

2519 125.94 2099 34.98 Tanque de almacenamiento: 1679.2 DIMENSIONES DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO Introduzca los datos correspondientes Tanque rectangular Relación largo/ancho: 3.00 Profundidad: 2.00 Tanque cilíndrico Profundidad: 4.00 RESULTADOS

Capacidad:

Tanque rectangular Largo: Ancho: Profundidad: Tanque cilíndrico Diámetro: Profundidad: Para tanques elevados, calcule la presión de salida: Altura:

tamano

personas L/día * (por omisión, 325) % ** (por omisión 80%) hrs. m3/día m3/hora L/minuto L/segundo m3

m m

RESULTADOS

RESULTADOS

50.19 m 16.73 m 2.00 m 23.12 m 4.00 m 10.00 m

Presión:

1.00 Kg/cm2 14.223 lb/pul2 4.60 Hp

Bomba necesaria:

OBSERVACIONES * El consumo varia de 150-500 litros por habitante por día. ** El rendimiento es la relación porcentual entre el agua que sale de la planta a el agua que llega a los consumidores, varia entre 40-80%. *** El volúmen del tanque de almacenamiento puede ser la suma de los volúmenes de varios tanques pequeños colocados estrategicamente en varios puntos de la ciudad. Nota. No se considera el sistema de hidrantes contraincendio. La presión de red municipal es de 2.9 kg/cm2 (40 psig), y (60-75 psig). Los tanques elevados tienen un volumen máximo de alrededor 1890 m3.

44

Uso de Agua

Tome estos datos como una guía aproximada solamente. Verifique el consumo en establecimientos similares. Tipo de establecimiento

Consumo por persona En litros

Aeropuertos Albercas por bañista Apartamentos Campamentos turísticos Campamentos de construcción Cines y teatros, por asiento Clubes (no residente) Escuelas con cafetería y gimnasio Escuelas con cafetería sin gimnasio Escuelas sin cafetería y con gimnasio Fábricas Gasolineras, por vehículo Granjas, ranchos y fincas Caballo, mula, res, por animal Lechera, por vaca Cabrito, ovejas, por animal Puercos, por animal Pollos, por animal Guajolotes, pavos, por animal Hospitales Hotel Lavanderías de autoservicio Lugar de construcción Motel Restaurantes Servicios sanitarios en carretera Tiendas, por servicio sanitario

13-19 36 230 150 190 20 100 95 75 57 120 38 46 133 7.5 15 0.19-0.37 0.37-0.68 950-1500 230 190 190 190 26-38 19 1514

45

Cuestionario de diseño de planta Nombre de la planta: Fecha: Localización: Terreno disponible: m2 Población a servir en 10 años: Consumo por habitante: m3/hr L/min Flujo de la planta: m3/día Numero de módulos: m3/hr L/min Flujo por modulo : m3/día

Origen del agua Pozo: Río:

Lago:

l/día L/seg. L/seg.

Red de distribución:

Almacenamiento Agua cruda: hrs. Agua potable: Número de tanques o reservorios Agua cruda: Agua potable: 3 Agua cruda: m Agua potable:

hrs. m3

Tanque de preasentamiento Tiempo para asentar: minutos Volumen: m3 Profundidad: m Diámetro: Si el tanque es rectangular, Largo: m Ancho: m Tuberías Flujo: m3/día m3/hr L/min L/seg. Tubería: pulgadas Altura: m Nº de codos: Caída de presión: psi Caballaje de la bomba:

m

Longitud: Hp, KW

Aditivos Aditivo ppm g/hr ml/hr dosificador Cloro inicial: KMnO4 @ 3% Aditivo A Aditivo B: Aditivo C: Tanque de mezclado rápido de aditivos: Diámetro del mezclador estático: Volumen: Hp del mezclador: Volumen: Hp del mezclador lento: Separador de placas Separación de placas: Inclinación de placas: Cantidad de residuos: Filtración

cm, Nº de placas: º Largo: m Ancho

46

m

m

Número de filtros: (uno o dos en retrolavado) Tipo: Lento Rápido Multimedia m3/hr Flujo por filtro en operación: m3/día Tubería para los filtros: pulgadas Área filtrante total: m2 Por filtro: m2 Altura del lecho filtrante: m Dimensiones del filtro: Altura: m Ancho:

L/min

L/seg.

m Largo:

m

Lavado de filtros Tiempo entre lavados: hrs. Tiempo de lavado: hrs. Agua para lavados: m3 Bomba para los lavados: KW Tanque de asentamiento del agua de lavados: m3 Altura de la columna de agua: m Soplador de aire: L/seg Presión mínima: Kg/cm2 Cloración y Fluoración final Aditivo ppm g/hr ml/hr dosificador Cloro: Flúor:

47

lb/in2

Criterios de diseño de plantas de tratamiento

- Todas las aguas superficiales se deben filtrar. Para sacar agua de un río se emplea un pozo “indio”, es decir se perfora un pozo a unos metros de la orilla del río y de allí se saca el agua ya filtrada por la arena de los bordes del río. - Algunas aguas de pozo cumplen con los requisitos de potabilidad y solo requieren una simple cloración - Algunas aguas de pozo requieren la remoción de Fe, Mn, color, olor, H2S turbidez, bacterias, viruses, dureza y otras impurezas. - La turbidez se tiene que reducir antes de pasar por los filtros rápidos siempre que sea mayor de 10 NTU, aun cuando los filtros rápidos pueden aceptar continuamente aguas con 50 NTU. Para mayor turbidez, se deben diseñar tanques de asentamiento. - Es necesario el hacer pruebas de laboratorio y construir una pequeña planta piloto. Obtenga sus datos de diseño bajo las condiciones más severas para que pueda obtener un diseño de una planta que opere correctamente. - Tanto el agua de entrada se debe clorar como ajustar el cloro en el agua a la salida de los filtros. - La eficiencia de la floculación depende mucho de la agitación y mezclado que se tenga durante la adición del floculante.

48

Tanque de almacenamiento y ecualización

Puesto que el consumo de agua es variable, se requiere uno o varios tanques de ecualización que generen una corriente de acuerdo al consumo. Es decir, algunas veces se estará almacenando exceso de flujo; y en otros momentos se descargará a un flujo mayor que el de entrada al tanque o a la planta. Para determinar la capacidad de dicho tanque o tanques, se grafica el volumen cumulativo contra la hora en un período de 24 horas. Luego se traza una recta del punto final al inicial, esta recta representa el gasto promedio. Las cantidades arriba o abajo de la recta son los gastos mayores o menores del promedio que es la recta. Los gastos máximos o mínimos son los puntos donde la curva cambia de derivada, es decir donde la tangente es paralela a la recta trazada. La distancia entre el máximo y la recta es el volumen del tanque necesario para poder suplir ese gasto superior al promedio. La distancia entre la recta y el mínimo es el volumen del tanque requerido para almacenar el agua que no se está gastando en ese período. También se puede utilizar la Hoja de trabajo correspondiente para hacer estos cálculos. Por otra parte, también este tanque o estos tanques deben permitir el poder parar parte de la planta en situaciones de emergencia hasta por 2-4 horas sin tener que suspender el suministro de agua a la localidad. En algunas ciudades existen almacenamientos de agua potable para 1-2 días y de agua cruda para varias horas.

50

CÁLCULO DEL VOLUMEN DE ECUALIZACIÓN Archivo: tanquecu2

V O L U M E N

Horas

Hora 1 2 3 4 5 6

5

Volumen cumulativo

10

Hora 7 8 9 0 11 12

Volumen cumulativo

15

Hora 13 14 15 16 17 18

Volumen cumulativo

20

Hora

24

Volumen cumulativo

19 20 21 22 23 24

Anote los volumenes cumulativos durante 24 horas. Grafíquelos contra las horas. Trace una linea entre el cero y el volumen a las 24 horas. Esta linea representa el flujo promedio. Trace lineas paralelas a la linea promedio entre los puntos máximo y mínimo. La diferencia es el volumen necesario para ecualizar el flujo. Un tanque de este volumen amortiguará las variaciones y producirá un caudal promedio.

51

52

TAMAÑO DEL TANQUE DE ECUALIZACIÓN File: tanqecu Fecha:

11/23/06

DATOS Inicie la medición a 0:00 hrs. Horas del ciclo: Hora Volumen Cumulativo

24 hrs.

m3 1 990 2 1782 3 2376 4 2844 5 3222 6 3582 7 4014 8 4752 9 6030 10 6040 11 6070 12 10584 RESULTADOS

Hora

Volumen Cumulativo m3 12114 21000 21010 21030 21032 21050 21055 21060 22500 23940 25308 26550

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Flujo promedio: Flujo máximo:

3 1106.25 m /hr 0.3073 M3/seg 3 8886 m /hr 3 2.4683 m /seg

Diferencia:

3 7779.75 m /hr

Flujo mínimo:

3 2 m /hr 3 0.0006 m /seg

Diferencia: Tanque de ecualización: Diseño: Tiempo de residencia:

3 -1104.25 m /hr 3 6098.75 m 3 7318.5 m 6.62 hrs. 396.94 min

53

VOLUMEN DE TANQUES

Fecha:

11/30/06

archivo:

DATOS TANQUE RECTANGULAR O CUADRADO Largo: Ancho: Profundidad: RESULTADO Volumen:

15.00 12.00 2.00 360.00

TANQUE CILÍNDRICO VERTICAL Diámetro: Profundidad: RESULTADO Volumen:

15.00 m 2.00 m 3 353.43 m

m m m m3

TANQUE CILÍNDRICO VERTICAL CON FONDO CÓNICO Diámetro: 5.00 m Profundidad sin el fondo (A): 2.00 m Profundidad del cono (B): 0.50 m 3 RESULTADO Volumen: 42.54 m TANQUE CILÍNDRICO VERTICAL CON FONDO ESFÉRICO Diámetro: 5.00 m Profundidad sin el fondo (A): 2.00 m Profundidad del fondo (B): 0.50 m RESULTADO

3 41.79 m

Volumen:

OBSERVACIONES

54

volumen

TANQUES DE PREASENTAMIENTO CON INYECCIÓN DE AIRE Para asentar, arena, arcilla, y lodo, antes del tratamiento Fecha: 11/17/06 archivo: sedimen2 DATOS 3 Flujo: 60 m /hr Tiempo para asentar en 10 cm *: 240 segundos Sólidos sedimentables: 1000 mg/l Tiempo de residencia **: 120 min. RESULTADOS Velocidad lineal de flujo máxima: 0.0003 m/seg 2 Area: 50.00 m 3 Volumen del tanque de sedimentación: 120 m Profundidad: 2.400 m Ancho: 4.08 m Largo: 12.25 m TANQUE CILINDRICO Profundidad: 2.400 m Diámetro: 7.98 m TANQUE RECTANGULAR Profundidad: 2.400 m Ancho: 4.08 m Largo: 12.25 m 2 Velocidad de desborde: 14.70 m /hr (max = 32.2) SEDIMENTO EN EL FONDO DE LOS TANQUES (cilíndrico o rectangular) 60.00 Kg/hr 0.0006 m/hr 1440 Kg/día 0.0144 m/día 43200 Kg/mes 0.432 m/mes 3 Inyección de aire: 4.65 m /min OBSERVACIONES * Determine en el laboratorio la velocidad de asentamiento de las partículas en suspensión. ** Las recomendaciones típicas para este tipo de tanques son: Tiempo de residencia de 120 minutos, velocidad lineal de 5.9 M/hr (M3/M2/hr) y velocidad de desborde de 32.2 m/hr. Diseñe el sistema de aire en tal forma que lo pueda regular una vez que este operando. Referencia Culp, Wesner and Culp, Handbook of Public Water Systems, Van Nostrand Reinhold, 1986.

55

DIMENSIONES DE TANQUES Y LAGUNAS

Fecha:

11/17/06

archivo:

DATOS Volúmen: Profundidad o altura: Relación largo/ancho:

3 120 m 2 m3 3.00

RESULTADOS TANQUE RECTANGULAR Largo: 13.42 m Ancho: 4.47 m TANQUE CILINDRICO VERTICAL Diámetro: 8.74 m

OBSERVACIONES

56

dimens1

PRESIÓN DE AGUA CONTRA LA ALTURA DEL TANQUE DE ALMACENAMIENTO Fecha:

12/01/06

archivo:

Escriba solo una presión en un solo sistema de unidades DATOS 2 Kg/cm2 Presión deseada: 1.00 14.22 lb/in lb/in2 Kg/cm2

RESULTADOS Altura del tanque para dar la presión:

OBSERVACIONES

57

10.00 m

presion

VARIACIONES TIPICAS EN EL CONSUMO DE AGUA archivo: Introduzca los datos en las celdas sin protección DATOS Hora: 7 hrs. * 3 Flujo: 15.00 m /hr. * Use horario de 24 hrs. por ejemplo, 13 y no 1 pm.

RESULTADOS Hora Flujo aproximado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

m3/hr. 21.56 16.88 14.06 10.78 9.38 10.31 15.00 26.25 37.50 39.38 40.31 39.38 38.44 35.63 32.81 30.94 30.00 30.00 32.81 36.56 37.50 34.69 30.00 29.06

TOTAL:

679.22

m3/día

PROMEDIO:

28.30

m3/hr.

58

variagua

Residencia y flujos

En las operaciones de tratamiento de agua es importante que se defina el tiempo de residencia con el fin de que sucedan; la sedimentación, la flotación, la homogeneización y las reacciones químicas. En virtud que el agua se mueve en caudal, y en forma constante dentro de ciertos límites, el tiempo de residencia lo define la siguiente ecuación: Volumen del recipiente o tanque Tiempo de residencia = ------------------------------------------Flujo Esta ecuación no es válida si existen canalizaciones en el recipiente, corrientes en remolino, mala distribución del flujo de entrada o del de salida, puntos muertos etc. Estas consideraciones se deben tener en cuenta en el diseño; distribución del flujo de entrada, vertederos con una distribución de flujo homogénea, ausencia de puntos muertos, de remolinos, y de canalizaciones. Es obvio que las unidades en esta y en todas las ecuaciones deben ser consistentes, o tener un factor de conversión. A menudo es importante definir el flujo por área; puede realizarse por medio de la siguiente expresión: Flujo Flujo/área = ---------------------------------------Área del equipo, tanque o laguna En este caso las unidades son de velocidad, metros/tiempo y permiten evaluar situaciones en forma rápida y precisa. Por ejemplo, si los flóculos bajan a una velocidad: A m/min. Y el separador presenta un Flujo/área = B m/min. No importa a qué profundidad ingresa la corriente en el separador, pero ocurrirá lo siguiente: - Si A>B, se removerán los flóculos - Si A=B, se removerán los flóculos - Si A
60

alrededor de 990 m2/m/día ó sea 11.4 L/m/seg. Si por ejemplo en un tanque cilíndrico se desea disminuir el flujo por longitud de desborde, se puede colocar un reborde a cantiliber; lo anterior permitirá que se produzca una longitud mucho mayor del vertedero.

Figura 1. Vertederos típicos para desbordes.

61

TIEMPO DE RESIDENCIA Para tanque, lagunas, recipientes y reactores Fecha:

11/17/06

archivo:

DATOS Flujo: Volumen:

8000 L/hr. 3 100.00 m

RESULTADOS Tiempo de residencia:

750.00 minutos 12.50 horas

OBSERVACIONES

62

residen

VERTEDEROS

Fecha:

11/17/06

1

archivo:

verteder

DATOS Flujo: Longitud del vertedero:

RESULTADOS Flujo sobre el vertedero:

1000 Litros/hr. 10.00 m

100.00 Litros por hora/metro 1.67 Litros por minuto/metro 0.028 Litros por segundo/metro

OBSERVACIONES

63

Tratamientos

El grado de complejidad del tratamiento depende de la calidad de agua disponible, de la dureza y de la calidad final deseada. En general si no se desea o no se requiere ablandar el agua los siguientes pasos son necesarios en el tratamiento: - Cloración - Adición de permanganato de potasio - Filtración rápida en filtros de arena - Fluoración si es necesario - Cloración final - Asentamiento de sólidos después de lavar los filtros En caso que el agua traiga arena en suspensión, esta se puede eliminar con hidrociclones o con simples tanques asentadores. Si el agua es de pozo, quiere decir que el pozo está mal terminado y le hace falta roca, grava y un cedazo que elimine la arena en el fondo. Si el agua es de río y viene turbia, probablemente requiera un pozo “indio” o el pozo “indio” está mal terminado. La cloración preliminar es con objeto de eliminar el fierro, sulfuros, y la adición de permanganato es para eliminar el manganeso del agua original Si se desea ablandar el agua o eliminar metales, entonces se requiere tratar con cal en frío, y en este caso se evita el tratar con permanganato de potasio, puesto que el fierro y el manganeso se precipitan en el tratamiento con cal. Sin embargo el tratamiento con cal está en desuso por lo impráctico y problemático. La turbidez interfiere con los procesos de desinfección, además hace al agua estéticamente inaceptable. Por ello es necesario eliminar o disminuir la turbidez a niveles aceptables. Esto se logra con la floculación empleando alumbre, un floculante, y en muchos casos se ajusta el pH con cal. En el caso de agua de río la toma se hace perforando un pozo “indio” al lado del río y tomando el agua "filtrada" por las paredes del pozo. Esto es más eficiente que tomar agua directamente del río aun cuando se emplee un cedazo en la bocatoma, ya que en temporada de lluvias la cantidad de sólidos suspendidos es muy alta. En aguas con turbidez elevada, los siguientes procesos son necesarios: - Presedimentación - Cloración - Adición de alumbre

64

- Adición de permanganato si acaso es necesario - Adición de cal (depende de la alcalinidad del agua) - Mezclado intenso y adición del floculante - Floculación - Separación de los flóculos - Filtración - Fluoración - Ajuste de cloro Cuando se requiere o se desea bajar la dureza, entonces se trata con cal en frío y los siguientes pasos son necesarios: - Presedimentación - Adición de cal - Ajuste con carbonato de sodio - Sedimentación - Filtración - Adición de cloro - Fluoración El proceso con cal es bastante sucio y se requiere deshacerse de los residuos que se van a ir acumulando, principalmente carbonato de calcio. Si el flujo de agua es bajo como puede ser en los tratamientos de agua para las industrias, entonces se prefiere ablandar con resinas intercambiadoras iónicas y evitar los problemas de la cal.

65

Tanque de preasentamiento

Se evalúa en el laboratorio con una probeta Imhoff o con una simple probeta el tiempo necesario para asentar las partículas de sólidos en suspensión; también se determina la cantidad en gramos de partículas presentes. Estos valores se introducen en la Hoja de Trabajo. En corrientes con mucha arena, tierra y sólidos sedimentables, se puede utilizar un separador con inyección de aire que permite una separación mucho más eficiente y rápida.

66

TANQUES DE PREASENTAMIENTO Fecha: 11/23/06

archivo:

sedimen1

3

Flujo: 60 m /hr Tiempo para asentar en 10 cm *: 240 segundos Sólidos sedimentables: 1000 mg/L Tiempo de residencia **: 120 min. RESULTADOS Velocidad lineal de flujo máxima: 0.0003 m/seg 2 Area: 50.00 m 3 Volumen del tanque de sedimentación: 120 m Profundidad: 2.400 m Ancho: 4.08 m Largo: 12.25 m TANQUE CILINDRICO Profundidad: 2.400 m Diámetro: 7.98 m TANQUE RECTANGULAR Profundidad: 2.400 m Ancho: 4.08 m Largo: 12.25 m 2 Velocidad de desborde: 14.70 m /hr (max = 32.2) Producción de sólidos: SEDIMENTO EN EL FONDO DE LOS TANQUES (cilíndrico o rectangular) 60.00 Kg/hr 0.0006 m/hr 1440 Kg/día 0.0144 m/día 43200 Kg/mes 0.432 m/mes DATOS

OBSERVACIONES * Determine en el laboratorio la velocidad de asentamiento de las particulas en suspensión. ** Las recomendaciones típicas para este tipo de tanques son: Tiempo de residencia de 120 minutos, velocidad lineal de 5.9 m/hr (m3/m2/hr) y velocidad lineal de 5.9 m/hr. Se pueden diseñar dos tanques, operando uno y limpiando manualmente el otro, siempre y cuando la producción de sólidos sea baja. En caso contrario se diseña el tanque con rastras, canal de recolección y tubo de descarga.

Referencia Culp, Wesner and Culp, Handbook of Public Water Systems, Van Nostrand Reinhold.

67

68

Hidrociclones y Cedazos

Cualquier partícula sólida en el agua a potabilizarse tiene un efecto muy negativo ya que puede albergar bacterias que por su posible posición dentro de la partícula sólida, pueden sobrevivir los tratamientos de cloro. Además estas partículas pueden consumir el cloro y hacer el proceso de desinfección totalmente ineficiente. La arena también va a dañar los equipos de la planta por erosión y desgaste, precipitación, y taponamiento. La arena se debe en principio eliminar en su origen o en el punto más cercano al origen para evitar hasta donde sean posibles los daños y las interferencias con el equipo. La arena que viene en el agua se elimina fácilmente con hidrociclones. El hidrociclón utiliza el mismo flujo del agua para formar un ciclón que separa la arena por centrifugación. En el fondo tiene una válvula automática o electro válvula controlada por tiempo y se abre, por ejemplo 2 segundos cada 10 minutos para sacar la arena acumulada. Otra forma de eliminar partículas gruesas, es con el uso de cedazos que pueden ser autolimpiables o manuales. Lo primero que hay que hacer es determinar el tamaño de las partículas y la cantidad de sólidos en suspensión y definir el tamaño de la malla a utilizar y la cantidad de sólidos que se van a acumular en un tiempo definido. Ha salido al mercado últimamente un ciclón filtro de cartucho que elimina el material grueso por el principio del ciclón y en el centro tiene el filtro por donde pase el agua para separar los finos residuales.

70

71

HIDROCICLÓN archivo: Fecha:

hidrocic

11/23/06

DATOS Flujo: Dt50: Dt50*:

50 L/min. 23 micrón 12.00 micrón

Separación requerida Separación equivalente de arena/agua (definición de los hidrociclones)

RESULTADOS Diámetros de los hidrociclones D mínimo: 36 mm D promedio: 43 mm D máximo: 66 mm Nominal más cercano:

Capacidad de flujo: Número de hidrociclones: Presión:

50 mm

cámbielo si tiene otras medidas de su proveedor

67 l/min 0.75 25.36 psig

3 4.02 m /hr

1.75 bar

Referencia J.V. Gomez, Correlations ease hydrocyclone selection. Part I, Chem. Eng. Pp 167-168, April 1992, Part II idem, pp 161, May 1992.

72

DIMENSIONANDO UN HIDROCICLÓN, (DESARENADOR) Estos equipos solo se usan para desarenar aguas limpias y no para separar los sólidos a las aguas negras. archivo: desaren Fecha: 11/23/06

DATOS Flujo: Arena:

RESULTADOS Arena separada:

3 2.498 m /hr 50 mg/l

2.08 g/min 0.12 kg/hr 3.00 kg/día

TABLA I DIMENSIONES DE LOS SEPARADORES -----Diametros-----

Longitud

Flujo máximo

m3/hr. tubo int. tubo ext. pulg. gpm 0.5 6 20 10 0.16 1 6 30 32 0.51 1.5 6 30 70 1.11 2 8 34 102 1.62 3 12 40 253 4.01 4 16 50 436 6.91 5 20 55 686 10.87 6 24 60 991 15.71 OBSERVACIONES Se pueden instalar varios hidrociclones en paralelo. Instale una válvula electromagnética regulada por tiempo; por ejemplo se abre 2 segundos cada 5 minutos. Calcule los tiempos de apertura con la cantidad de arena separada en ml. Verifíquelos durante la operación. Referencia J.V. Gomez, Correlations ease hydrocyclone selection. Part I, Chem. Eng. pp 167-176 April 1992. Part II idem, pp. 161, May, 1992.

73

Cloración en planta y adición de permanganato de potasio

La cloración inicial antes de la filtración tiene tres objetivos; eliminar microorganismos, eliminar el fierro y parcialmente el manganeso. Para este último es necesario utilizar además permanganato de potasio. El cloro tendrá un efecto mínimo como bactericida si el agua contiene grandes cantidades de material orgánico o sólidos en suspensión.

Recuerde: Las especificaciones de cloro de 0.5-1.0 ppm se refieren al cloro residual y no al cloro que se adiciona al agua. Aún cuando el efluente tenga poca carga orgánica y pocos sólidos en suspensión, se debe verificar en una muestra en el laboratorio, el consumo de cloro necesario para dejar 1.0 ppm de cloro residual después de 10 minutos, y con este dato calcular la dosificación de cloro ya sea en forma de gas, hipoclorito de calcio (en pastillas), o hipoclorito de sodio, o bien hacer la dosificación automática. Siempre al final de la planta se debe ajustar el cloro a los niveles estipulados por la reglamentación local. En caso de epidemias de origen hídrico como el cólera, las autoridades sanitarias pueden ordenar el aumento de la dosificación de cloro a 1.5 ppm. Se ha determinado que el Potencial de Oxido-reducción (ORP) es lo que realmente indica la habilidad de oxidación de la solución y consecuentemente la capacidad de desinfección. Las reacciones comunes del cloro son: Cl2 + H2O --------> HOCl + HCl Esta reacción continua con: HOCl --------> H+ + OCl El ácido hipocloroso; HOCl es realmente el biocida, hasta 300 veces más efectivo que el ion hipoclorito. Conforme se aumenta el pH, el HOCl se transforma en ion hipoclorito que tiene un efecto biocida mucho menor que el ácido hipocloroso. El pH más efectivo para que el cloro actúe es entre 7.4-7.6, es decir el equilibrio químico se desplaza hacia el ácido hipocloroso. Por ello es mucho más correcto el definir el Potencial Oxido-reducción que la concentración de cloro libre. Si se define la concentración de cloro libre, entonces también se debe definir el pH. 74

La Organización Mundial de la Salud recomienda un valor de Oxido-reducción de 650 mV que produce una desinfección de bacterias virales. En una planta potabilizadora se puede controlar la adición de cloro por medio de medidores continuos de ORP. El permanganato de potasio sirve para oxidar el manganeso y poder eliminarlo por filtración, además elimina olores y sabores causados por algas. El permanganato de potasio se disuelve haciendo una solución de 3-4% y se dosifica normalmente a 1 ppm. Sin embargo se requiere determinar la concentración correcta en pruebas de laboratorio. Siempre que se dosifique el permanganato se debe filtrar el producto de la reacción química. En sistemas con adición de coagulante, un factor importante es dejar 4 minutos reaccionar el permanganato antes de agregar el coagulante.

75

CLORACIÓN, Y OZONIZACIÓN

archivo: Fecha:

cloracio

11/30/06

Verifíque en el laboratorio el nivel de cloro necesario para lograr el cloro residual requerido por las autoridades locales. 3 10 m /hr. 1.2 ppm

Flujo: Nivel de cloro necesario:

RESULTADOS PARA DESINFECTAR CON CLORO Cloro: 0.01 kg/hr. 3 1m

Volumen de tanque *:

RESULTADOS PARA DESINFECTAR CON OZONO de: 0.05 kg./hr. a: 0.08 kg./hr. OBSERVACIONES * El tanque es para proporcionar un cierto tiempo de residencia mínimo para que el cloro pueda actuar. Verifique el cloro residual en el laboratorio. El nivel requerido por las Autoridades Sanitarias es alrededor de 0.8-1.0 ppm en la tubería de entrada del usuario pero puede llegar hasta 1.5 ppm cuando existen epidemias, e inundaciones. El sistema de cloración se diseña para que pueda suplir hasta 5 veces el cloro requerido. Por ejemplo para 0.12 Kg/hr, se diseñaría un sistema que pueda alimentar 0.6 Kg/hr. Obviamente se regularía a 0.12 kg/hr.

76

CLORACIÓN CON CLORO, HIPOCLORITO DE CALCIO O DE SODIO

Fecha:

11/17/06

archivo:

clora1

DATOS Cloro requerido *: Volumen o flujo:

1.5 ppm 3 3 75.5 m ó m /hr

RESULTADOS PARA CLORO Cloro:

113.25 gr o gr/hr

PARA HIPOCLORITO DE CALCIO Hipoclorito de calcio: 158.55 gr o gr/hr PARA HIPOCLORITO DE SODIO Cloro en el hipoclorito de sodio **: 10.00 % Hipoclorito de sodio:

945.10 mls. o mls/hr.

OBSERVACIONES * Cloro requerido para obtener el cloro residual deseado. Se tiene que determinar en el laboratorio. ** El hipoclorito de sodio no es estable y tiende a disminuir constantemente el contenido de cloro

77

CONCENTRACIÓN DE CLORO x TIEMPO (CT)

Fecha:

11/17/06

archivo:

CT

DATOS pH: Concentración de cloro libre: Temperatura: Reducción logarítmica:

7.00 3.00 mg/l 25 ºC 3.00

RESULTADOS CT:

46.89

OBSERVACIONES C= Concentración en mg/l T= tiempo en minutos Los siguientes valores han sido establecidos para agua a 10 °C y pH de 7. CxT Agua superficial sin filtrar: 120 Agua superficial filtrada: 20 Agua de pozo: 6 Referencia Peter Martin, Calculating C x T compliance, AWWA Journal Vol. 85 No 12, Dec. 93, p 12, EPA's Guidance Manual for Compliance with the Filtration and Disinfection Requirements for Public Water Systems Using Surface Water Sources, 1989.

78

ADICIÓN DE PERMANGANATO Para oxidar el fierro y el manganeso Fecha:

11/18/06

archivo:

KMnO4

DATOS Concentración deseada *: Concentración de la solución de KMnO4: Dosis requerida de cloro **: Flujo:

0.50 3.00 2.50 100.00

ppm % ppm m3/hr

RESULTADOS Adición de la solución de KMO4:

1666.67 ml/hr 27.78 ml/min

Adición de cloro:

250.00 gr/hr 4.17 gr/min

OBSERVACIONES * La dosis normal que se inyecta a la entrada del agua junto con el cloro es de 0.35-0.5 ppm de permanganato de potasio. La concentración de la solución de KMnO4 es de 3%. ** La dosis requerida de cloro es la concentración necesaria para que el cloro residual se encuentre entre 1.2 y 1.35 ppm. Esta concentración se determina en el laboratorio.

79

ACCIÓN GERMICIDA DEL CLORO archivo:

cloro

Número de microorganismos a t = 0: Cloro residual a t minutos: tiempo, t :

50 Nº/100 ml 1 mg/l 20 minutos

RESULTADOS Relación de sobrevivencia de coliformes: Número de microorganismos a tiempo t :

5.69E-03 0 Nº/100 ml

OBSERVACIONES Se mejora aún más el proceso si el cloro se agrega en regimen altamente turbulento.

Referencias Selleck, R.E.,H.F. Collins,G.C.White, Problems in Obtaining Adequate Disinfection on Wastewater Treatment Plants, Special Disinfection Symposium, Sanitary Enginers, ASCE University of Massachusets, Amherst, July 1970.

80

CÁLCULO DE LA DEMANDA DE OZONO (DO3)

Fecha:

12/01/06

archivo:

OZONO

DATOS Flujo: Fe (2+): Mn (2+): H2S:

60.00 2.00 1.00 0.50

m3/hr mg/L mg/L mg/L

Taninos:

1.00 mg/L

Demanda de Ozono (DO3):

2.78 mg/L

Aire como fuente de O3: Oxígeno como fuente de O3:

167 gr/hr 3 53.38 ft /hr * 3 23.35 ft /hr *

RESULTADOS

OBSERVACIONES Los requisitos de Concentración x Tiempo (CT) para desinfección con Ozono es 1.6 ó sea 0.4 mg/l durante 4 minutos. * Confirme con el fabricante del ozonizador este dato que es a condiciones estandar.

Referencia A. L. Coke, How to calculate your Ozone Requirements, Water Conditioning & Purification Dec. 1993, Vol. 35, Nº 11, pp 58-64.

81

Cloración en casos particulares

En el caso de pozos artesianos, algunas veces es necesario clorarlos para eliminar contaminantes o para desinfectar el agua. Antes de iniciar un proceso de cloración in situ, investigue el origen de los contaminantes; drenajes con fugas, fosas sépticas mal instaladas, etcétera. El método más efectivo es adicionar tabletas de hipoclorito de calcio (70%) de disolución lenta. Cada tableta de 1 gramo, tarda 45 minutos en disolverse. Instale un tubo dosificador de plástico que llegue hasta el fondo del pozo. El tubo de PVC de 3/4" tiene una serie de perforaciones al final para que el agua pase libremente. En la parte superior tiene un tapón para evitar la entrada de partículas extrañas al pozo. Por este tubo agregue un exceso de cloro la primera vez, enviando inicialmente 15-25 tabletas de 1 gramo de hipoclorito de calcio. Ajuste posteriormente la dosis hasta obtener un cloro residual de 0.5-1 ppm. En las reparaciones de las líneas de agua potable, es necesario limpiar, purgar y desinfectar con cloro la tubería reparada antes de ponerla en operación. Cloración de agua de proceso

En la industria en general y en la alimentaria en particular es necesario clorar el agua de proceso para evitar el crecimiento de microorganismos y mantener un buen nivel de condiciones asépticas. Por ejemplo, el agua de las torres de enfriamiento al ser arrastrada como neblina puede contaminar los productos alimenticios que se fabrican o incluso en Hoteles se pueden generar epidemias por las bacterias en el agua de enfriamiento. La siguiente Tabla presenta los valores típicos de cloro residual y la Hoja de Trabajo las cantidades de cloro a utilizar. Es importante notar que las latas de conservas alimenticias enfriadas con agua tratada tienen un porcentaje de latas infladas mucho menor que aquellas enfriadas con agua sin cloro ya que siempre hay algo de agua que entra a algunas latas durante el proceso de enfriamiento con agua.

82

TABLA V. CLORACIÓN AGUA

Concentración de cloro residual ppm

Agua potable Agua de torres de enfriamiento Agua de proceso Limpieza Sanitización Enfriamiento de latas Agua para transporte Espreado de bandas Enfriamiento de carne Descongelado de pescados

0.2 1-1.5 ppm 0-0.5 10-20 100-250 0.5-10 0.5-5.0 1.5-3.0 5.0-200 5.0-10

En la cloración industrial se debe hacer un análisis del cloro residual cada dos horas o tener la dosificación controlada automáticamente por contenido de cloro residual. En el caso de embotelladoras y cervecerías, una vez clorada el agua, es necesario pasarla por filtros de carbón activado para eliminar el residuo de cloro. En general los niveles efectivos de cloro residual para diversos microorganismos son: TABLA VI. EFECTO DEL CLORO RESIDUAL Microorganismos Algas Bacterias esporas Hongos esporas Viruses

Concentración de cloro residual ppm 2.0 0.2-5.0 150-250 100 135-500 0.2-3.25

83

Desinfección con luz ultravioleta Las ventajas de la desinfección con luz ultravioleta son las siguientes: - No forman derivados clorados - No se consumen productos químicos - Fácil de usar Las desventajas son: - Las lámparas envejecen y pierden efectividad (hasta el 40% en 8000 horas). - No oxidan el fierro ni el manganeso - Falta de acción germicida residual - No reemplaza a la cloración inicial La desinfección más efectiva ocurre en la longitud de 260 nm. La turbidez y los sólidos suspendidos interfieren con el proceso de desinfección. El límite máximo para los sólidos suspendidos es de 15 mg/l. El tiempo de exposición se encuentra entre 10-30 segundos. El costo de desinfección en 2000 con Luz UV es superior al costo de desinfección con cloro.

Desinfección con Ozono

Otros tratamientos de desinfección son; ozono bajo la siguiente dosificación: - 5-8 mg/l - ó 5 + 0.28 de los sólidos suspendidos. El ozono hoy en día cuesta más que el tratamiento con cloro.

84

DESINFECCIÓN CON LUZ ULTRAVIOLETA

Fecha:

11/23/06

archivo:

UV

DATOS 3 1.00 m /hr 9 mg/l 1 NTU

Flujo: Sólidos suspendidos: Turbidez:

RESULTADOS Requerimientos de energía:

1.67 KWh 40.00 KW/día

OBSERVACIONES Las lámparas se tienen que limpiar regularmente. Las lámparas UV envejecen y pierden eficiencia con el tiempo (8000 hrs, 40% de perdida). La vida de las lámparas varia entre 7000-20000 hrs. Hay que mantener las lámparas siempre que estén encendidas en el agua para evitar que se calienten y se les acorte la vida útil.

Referencia E. J. Martin, E.T. Martin, Technologies for Small Water and Wastewater Systems, Van Nostrand Reinhold, 1991. R. Murohy, Waterworld Review, July-August 1993, p.32

85

FLUORACIÓN FINAL DEL AGUA Fecha: 11/28/06 DATOS

archivo:

Dosis de fluor requerida: Flujo:

fluor

1 ppm 3 1 m /hr

RESULTADOS Dosis como Fluor: Dosis como NaF: Dosis como solución al 1 % de NaF: Dosis como Na2SiF6: Dosis como soln. al 0.5% de Na2SiF6: DOSIS COMO ÁCIDO FLUOSILÍCICO Concentración del ácido: Dosis como ácido fluosilícico:

1.00 0.017 2.21 0.037 221.00 3.683 1.65 0.027 329.49 5.491

gr/hr gr/min gr/hr gr/min ml/hr ml/min gr/hr gr/min ml/hr. ml/min

23.00 % 5.49 ml/hr 0.091 ml/min

OBSERVACIONES En algunas localidades se requiere fluorar el agua para proteger los dientes de la población y en especial los niños. Los límites de fluoro en el agua son muy estrechos por lo que antes de iniciar un programa de fluoración, se tiene que medir el contenido de fluoro original del agua bruta. Límite máximo de Fluor para agua potable ppm Concentración final Temperatura * ºC recomendada ** en ppm. 12 2.4 1.20 12.1-14.6 2.2 1.10 14.7-17.6 2.0 1.00 17.7-21.4 1.8 0.90 21.5-26.2 1.6 0.80 26.3-32.5 1.4 0.70 * La temperatura es la temperatura diaria máxima del aire en promedio annual. El razonamiento es que entre más calientes sean los dias más agua se bebe. ** Consulte a las autoridades sanitarias locales para las concentraciones recomendadas localmente.

86

Floculación, y floculantes

Este tipo de proceso es muy similar al asentamiento, excepto que los sólidos se encuentran en forma coloidal y es necesario que se formen flóculos para que precipiten. Existe una serie de compuestos y aditivos que mejoran la floculación y provocan que el proceso sea más eficiente. Todos los floculantes y aditivos deben ensayarse primero en el laboratorio, variando el pH, la concentración, la agitación y decidir tanto por el costo como por el efecto floculante. El floculante se mezcla muy rápidamente en un pequeño tanque con menos de 30 segundos de residencia y luego pasa al floculador que es un tanque con 30 minutos de residencia y con agitación muy suave para permitir el crecimiento de los flóculos y que no se rompan. El floculador puede ser rectangular o cilíndrico. Se ha determinado que una velocidad en la punta de las paletas de agitación suave de 0.6-0.9 M/seg. es ideal para mezclar el líquido en el floculador sin desintegrar a los flóculos. En plantas paquete el floculador incluso puede ser el mismo recipiente donde se encuentra el separador de placas. El método estándar de ensayo se presenta en la bibliografía. En seguida se anotan los floculantes más empleados. Cal hidratada (cal muerta). Se mezcla una parte de cal viva (CaO) con 3.5 partes de agua durante 5 minutos. Debido a la exotermicidad de la reacción, la temperatura se eleva hasta 85 ºC. La mezcla se diluye con agua y la dosificación correcta se obtiene en el laboratorio con ensayos de coagulación en frasco. Puesto que la cal tiene una baja solubilidad en el agua, esta se dosifica como lechada con agitación constante, y la característica esencial es el tamaño de partícula, entre menor sea, mejor es la cal para tratamiento. Para la eliminación de arsénico, y cromo, es necesario primero oxidar con cloro y luego tratar con la cal. El tratamiento solo con cal no elimina todo el arsénico. Alumbre, Al2SO4.14H20. Se prepara una solución y se agrega en un punto donde se pueda producir alta turbulencia. Se usa entre 46-150 mg/l. Aluminato de sodio. Se usa entre 75 y 150 mg/l. Cloruro férrico. Se dosifica alrededor de 25 ppm. Puede emplearse en forma hidratada o en solución. Si fuera esta última debe contener alrededor de 20-40% de cloruro férrico. En las

88

pruebas de laboratorio, verifique la alcalinidad; si es insuficiente agregue cal o carbonato de sodio para elevarla. Sulfato férrico heptahidratado. Se emplea alrededor de 40 ppm, se agrega en soluciones al 20%. Sulfato ferroso heptahidratado. Se emplea alrededor de 42 ppm. Polímeros no-iónicos Para ayuda de filtración se emplea entre 0.02 y 0.1 mg/L Polímero para ayudar a la coagulación o floculación Los polielectrolitos catiónicos pueden ser efectivos en la coagulación de partículas negativas de arcilla. Se emplea en relación al alumbre entre 100/1 a 50/1, pero se debe determinar en el laboratorio con las pruebas de vaso. La dosis requerida varia entre 0.5 a 1.5 mg/L, pero se tiene que hacer pruebas de laboratorio. La sobredosis producirá resultados pobres al igual que la subdosificación. Los polielectrolitos también se pueden dosificar por medio del potencial zeta o con los zetómetros automáticos. Bentonita. Se dosifica entre 10 a 50 mg/L. Ideal para aguas de baja turbidez. Silica. Se sintetiza en el lugar de utilización con silicato de sodio (vidrio soluble), diluido y neutralizado con ácido sulfúrico bajo fuerte agitación. Se deja envejecer con el fin de que los cristales crezcan y luego se agrega entre 5 y 25 ppm al líquido que se desea flocular.

Consideraciones prácticas para la dosificación de productos químicos.

Cernidor en el tubo de succión. Siempre coloque un cernidor de tela de alambre de malla 40-60 en el tubo de succión para prevenir que las partículas penetren en el sistema y afecten a las válvulas cheque, o a los medidores. Tubo de succión. Utilice el tamaño siguiente superior de tubería, al tamaño del tubo de entrada de la bomba. Nunca utilice tubos menores de 1/2", ni de 3/8" en el caso de tubos de cobre. Tubo de descarga. El tamaño mínimo de tubo es de 1/2" y de 3/8" para tubo de cobre. Válvulas para aislamiento. Instale suficientes válvulas para poder aislar la succión y descarga para facilitar el mantenimiento. Escoja válvulas de bola y no de aguja ni tampoco válvulas de compuerta o de globo. 89

Columna de calibración. Coloque una columna graduada de vidrio para calibrar el flujo de la bomba de alimentación. Mida el flujo regularmente. Diseñe su tubo de calibración para uno o dos minutos de flujo como mínimo, escoja una columna de diámetro pequeño para mayor exactitud en la lectura. Válvula de alivio. ¿Se requiere una válvula de alivio después de la bomba? Escoja siempre con un 10% por encima de la presión de operación, siendo 50 psi el valor mínimo. Conecte tubo transparente en el retorno de la válvula de alivio para poder observar si hubo alta presión y si la válvula operó. Válvula cheque. ¿Se necesita una válvula que impida el retroflujo hacia el tanque de alimentación o hacia la línea de agua de alimentación? Esta válvula debe proporcionar 50 psi como mínimo. Manómetro. ¿Se requiere de un manómetro? El tamaño correcto es 30-50% mayor que la presión máxima esperada. Amortiguador de pulsaciones. Coloque un volumen muerto que amortigüe las pulsaciones de la bomba de pistón. La mejor forma de evitar problemas en la dosificación de productos químicos es diseñar correctamente el sistema y tomarse el tiempo necesario para escoger el equipo y sus accesorios. Tanque de floculación Para el diseño del tanque de floculación es necesario hacer pruebas de laboratorio para definir los parámetros tanto de concentración de los aditivos como de la intensidad de mezclado inicial y del tiempo de residencia. En general se requiere primero una agitación intensa y posteriormente un mezclado suave que permita que los flóculos crezcan.

Figura 3. Floculación

Para una floculación eficiente se tiene que hacer un mezclado muy rápido en la primera etapa y muy 90

corto en tiempo. Los flóculos se dejan crecer bajo una agitación cada vez más lenta hasta que su tamaño sea tal que se facilite la remoción posterior en un tanque de asentamiento o en un separador de placas. El deflector en medio del floculador tiene como objeto un mayor contacto entre la capa del fondo de flóculos ya crecidos y la corriente que aun lleva materia floculable disuelto. En esta forma los flóculos grandes crecerán a expensas de los flóculos pequeños que se formarían si no hubiese este contacto de cobertura. Esta técnica de cobertura también se emplea para eliminar metales y para el tratamiento con cal que forza a la corriente a entrar en contacto con el material sedimentado en el fondo. Note que las segundas paletas de mezclado producen una agitación mucho más lenta y suave que las primeras. El pozo seco es la forma simple y segura de colocar el motor o el reductor que mueve a las paletas. La corriente sale con flóculos grandes fáciles de separar.

91

DOSIFICACIÓN DE ADITIVOS O PRODUCTOS

Fecha:

11/23/06

archivo:

dosif

DATOS Flujo o volumen: Dosis deseada de activo: % de activos en el producto: Densidad del producto:

5.00 2.00 9.00 1.3500

RESULTADOS Cantidad de producto:

m3 ó m3/hr mg/l % gr/ml

111.11 gr o gr/hr. 82.30 ml o ml/hr.

OBSERVACIONES Por ejemplo, si requiere 1.0 mg/L de Permanganato de Potasio, y si la solución que va a inyectar es al 3 %, entonces tiene que inyectar 458.72 ml ó ml/hr.

92

DOSIFICACION DE ADITIVOS Y FLOCULANTES

Fecha:

12/01/06

archivo:

aditivos

Escriba los datos en las celdas sin protección

DATOS Flujo: CaO: Al2SO4.14H2O: Aluminato de sodio: Fe2(SO4)3*7H2O: FeCl3: FeSO4*7H2O: Bentonita: Silica: Polímero: Otro:

3 100 m /hr 54 mg/L 6 mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L 3 mg/L mg/L

RESULTADOS CaO: Al2SO4.14H2O: Aluminato de sodio: Fe2(SO4)3*7H2O: FeCl3: FeSO4*7H2O: Bentonita: Silica: Polímero: Otro:

5.400 kg/hr 0.600 kg/hr

129.60 kg/día 14.40 kg/día

kg/hr kg/hr kg/hr kg/hr kg/hr 0.300 kg/hr kg/hr

kg/día kg/día kg/día kg/día kg/día 7.20 kg/día kg/día

OBSERVACIONES La concentración correcta de aditivo se determina en el laboratorio o en planta piloto.

93

PREDICCIÓN DEL GRADO DE MEZCLADO REQUERIDO PARA COAGULANTES Y FLOCULANTES Fecha:

11/23/06

archivo:

predcoag

DATOS Velocidad del agitador: Velocidad de asentamiento:

100 rpm 10.00 cm/min

RESULTADOS Valor G de mezclado: Flujo por area:

129.57 L/seg 3 2 146.7 m /m /día

OBSERVACIONES La jarra Gator o Wagner es transparente y cuadrada con salida de líquido a 10 cm de la superficie. Utilice una paleta de agitación de 1x3". Se agita durante un tiempo definido (30 segundos) y se sacan muestras a los 1, 2, 5 y 10 minutos. Esto representa velocidades de asentamiento de 10, 5, 2 y 1 cm/minuto respectivamente. Se escoje la velocidad de agitación que mejores resultados produzca y con el factor G se extrapola al diseño industrial del agitador con la siguiente Hoja de Trabajo. Con el flujo por área se calcula el tanque de asentamiento o de floculación con la Hoja de Trabajo floc1. Utilizando un papel filtro Whatman # 40, se puede simular el filtrado final con arena.

Referencia Everything you want to know about Caogulation & Floculation, Zeta Meter, Inc. P.O. Box 3008, Staunton VA 24402, U.S.A.

94

COAGULACIÓN Y FLOCULACIÓN

Fecha:

11/23/06

archivo:

coagula

DATOS 3 157.7 m /hr 600 L/seg (200-1000) 30 seg. (por omisión = 30)

Flujo: Intensidad de mezclado, valor G: Tiempo de retención:

RESULTADOS 3 1.31 m 1314 L 1.19 HP

Volumen del mezclador: Caballaje del motor del mezclador:

OBSERVACIONES Se obtiene un mejor mezclado con turbinas planas, y tanques cuadrados. Los productos químicos se agregan al mismo nivel de la turbina. Para la coagulación con compuestos de aluminio o fierro, valores de G entre 400-1200 y y tiempos de 20 segundos son aceptables. Se obtiene un mezclado mas homogeneo con dos tanques de 1/2 tamaño. Para polielectrolitos catiónicos un valor de G entre 400-700 es apropiado. Tiempos largos de retención (1-2 minutos) y valores de G de 1000 van en detrimiento de la floculación. Despues del mezclado brusco, se debe flocular con tiempos largos de residencia y mezclado muy suave.

Referencia Everything you want to know about Coagulation & Floculation, Zeta Meter, Inc. P.O. Box 3008, Staunton VA 24402, U.S.A. libro gratuito.

95

CÁLCULO DEL TANQUE DE FLOCULACIÓN Con datos experimentales de laboratorio. Fecha:

11/23/06

archivo:

floc1

DATOS 3 12 m /hr 3 2 10.00 m /m /día

Flujo: Flujo por area:

RESULTADOS 2 28.80 m

Superficie del floculador:

OBSERVACIONES Para una buena operación el desborde debe estar perfectamente nivelado y debido a los asentamientos de tierra, se deberá diseñar en tal forma que se pueda ajustar posteriormente.

Referencia Everything you want to know about Caogulation & Floculation, Zeta Meter, Inc., P.O. Box 3008, Staunton VA 24402, U.S.A.

96

MEZCLADOR DE ADITIVOS Aqua Shear Fecha:

11/18/06

archivo:

mezclado

DATOS 3 20 m /hr

Flujo:

RESULTADOS SERIE: Tubo:

600 2 1/2 pulgadas

Flujo entre:

3 10.67 m /hr

y:

3 40.88 m /hr

OBSERVACIONES Aqua Shear Corp, Fax 412 776 6811 25 Leonburg Rd. Mashuda Ind. Park, Mars, PA 16046.

97

NEUTRALIZACIÓN

Fecha:

11/30/06

archivo:

neutr.

DATOS pH: Alcalinidad o acidez: Flujo:

6 100 mg/L como CaCO3 3 600 m /h

RESULTADOS Neutralizantes

Cantidades en Kilogramos por hr. 63.03 23.79 47.57 59.52 33.34

Na2CO3: NaOH 100%: NaOH 50%: CaCO3: CaO *: H2SO4: HCl:

por m3 0.105 0.040 0.079 0.099 0.056

OBSERVACIONES Adicione el neutralizante automáticamente con una bomba controlada por una celda medidora de pH. * Para la adición de cal, prepare una lechada Volúmen del reactor:

Agua: CaO:

133.38 L/hr 33.34 Kg/hr 40.01 L

Referencia Para la calidad de la cal; AWWA B202, y ASTM C110

98

Separador de placas

Imagínese que en un tanque de 52 centímetros de profundidad se van a sedimentar partículas. Para que esto ocurra las partículas tienen que descender 52 centímetros. Pero si el tanque está dividido horizontalmente por 10 placas espaciadas 5.2 centímetros cada una y si el agua se distribuye uniformemente entre todas las placas, entonces solo tienen que bajar 5.2 centímetros para que se depositen en el fondo de la cada placa, es decir el tiempo de sedimentación se reduce a solo un 10% del original. Esta es la teoría en los separadores de placas. Si las placas están inclinadas a 55º los sólidos acumulados en cada placa descenderán resbalándose y se recolectarán en el fondo mientras que el agua libre de sólidos sale por la parte superior. En el fondo puede instalarse una válvula operada por tiempo para desfogar los sólidos acumulados. El mejor ángulo para las placas es 55º abajo de 45º los sólidos no descienden. La distancia mínima entre las placas está regida por el régimen de flujo, es decir se requiere obviamente un flujo laminar y la limitante es cuando el flujo debido a lo reducido del espacio entre las placas (diámetro hidráulico de tubería equivalente) se hace turbulento. Un separador de placas reduce los tiempos de residencia para la sedimentación de material sólido, y facilita también el sacar los sólidos compactados en el fondo. Los separadores de placas son ideales para plantas paquete en substitución de los tanques de sedimentación de flóculos.

100

SEPARADOR DE PLACAS O TUBOS

Fecha: DATOS

11/23/06

archivo:

Flujo: Sólidos sedimentables: Espacio entre placas: Ancho de las placas: Relación largo/ancho de las placas: Espesor de placa: Angulo de las placas *:

seplacas

4.00 5 3.80 5.00 1.00 1.00 55

m3/hr mg/L cm (por omisión 3.8 cm) M (por omisión 1.5 a 2) cm ° (55°, abajo de 45°, los sedimentos no descenderán)

0.02 0.20 0.46 0.33

kg/hr m2 m2 m/min

RESULTADOS Sedimento: Area transversal útil: Area transversal total: Flujo lineal: PLACAS Número: Largo: Ancho: Angulo de las placas:

5 5.00 m 5.00 m 55 °

OBSERVACIONES * El mejor ángulo para las placas es 55°. La distancia límite es abajo del regimen turbulento y esto es 3.8 cm entre placas. Las distancias menores al crear turbulencia, arrastrarán a los sedimentos Las placas pueden ser de PVC. Es necesario colocar un buen distribuidor de flujo en la parte infereior del separador. La válvula de salida del sedimento puede estar actuada por un reloj de tiempo. Referencia Culp/Wesner/Culp, Handbook of Public Water, Van Nostrand Reinhold.

101

102

Filtración, microfiltración

La filtración elimina los sólidos en suspensión; en el caso de partículas de alta densidad, éstas también se pueden separar por asentamiento o por floculación primero. En general un filtro puede operar con aguas hasta con una turbidez de 15 unidades nefelométricas de turbidez (NTU). Los filtros de arena lentos utilizan arena de 0.2 mm a una velocidad de filtración entre 0.12-0.13 m/hr (m/hr = m3 /m2 /hr). Los filtros de arena de filtración rápida emplean arena de 0.5 mm a una velocidad entre 2.44-4.88 m/hr y una velocidad de lavado de 14.5-24.5 m/hr. Los filtros de medio múltiple emplean típicamente; - 60 cm. de antracita de partículas de 2-2.4 mm - 15 cm. de arena sílice de partículas de 0.4-0.2 mm - 15 cm. de garnet o ilmenita de partículas de 0.15 mm. Tienen una velocidad de filtración de 9.76-12.2 m/hr y una velocidad de lavado de 14.5-30 m/hr. La gradación del tamaño de partículas y las densidades son importantes para que al lavarse se mantengan las fases en ese orden. La capa del fondo debe de ser de garnet o ilmenita puesto que la densidad de 4.3-4.5 la va a mantener siempre en el fondo después de los lavados a contracorriente y con aire. El lecho se encuentra después de lavado sin estratificar pero separado en cierta forma. Densidades típicas Antracita Arena sílice Garnet o ilmenita

1.4 2.65 4.5

Es importante el cargar primero el garnet o la ilmenita y lavar a contracorriente para eliminar todos los finos. Luego se carga la arena sílice y se efectúa la misma operación de lavado para sacar los finos. Cuando el agua sale ya clara, entonces se carga la antracita y se vuelve a hacer un lavado a contracorriente. Hasta el 30% de los finos se remueven en esta forma y se tiene entonces un lecho filtrante con una mejor graduación del medio. Cuando las partículas son más densas que el agua y la corriente tienen un flujo aceptable, resulta muy efectivo emplear hidrociclones, que son autolimpiables y no requieren energía o mantenimiento; la aplicación ideal se da en la eliminación de la arena. Además existen filtros autolimpiables, filtros con retrolavado automático, etcétera.

104

En prácticamente todos los filtros cerrados, se instala un deflector en el tubo de entrada, o se dirige el flujo contra la tapa, para distribuir uniformemente el flujo y evitar las canalizaciones e impedir formar imperfecciones en el lecho. Es común instalar dos o tres filtros; uno en lavado y el otro o los otros en operación. O bien cuatro filtros uno en lavado y tres en operación. El cálculo de la producción de residuos sólidos indicará cual sistema es el adecuado. En la mayoría de los casos el lavado de los filtros se hace a contracorriente con un flujo alto de agua que produce un lecho fluidizado expandido. Otros filtros utilizan agua/aire para levantar y lavar el lecho de arena, antracita o carbón. En el caso de filtros de arena o múltiples, se puede introducir primero y durante 5 minutos una corriente de aire para aflojar las partículas y luego introducir el agua de lavado. La cantidad de agua de lavado o el tiempo de lavado se determina observando que el agua de descarga salga limpia y se da unos 5 minutos de margen de seguridad. Otros sistemas utilizan un tubo extra con boquillas apuntando sobre el lecho filtrante que lavan la superficie mientras que la válvula de descarga del fondo se cierra y los residuos con el agua sucia salen por el tubo de entrada, como lo ilustra la figura. El momento de lavar el filtro puede ser controlado por tiempo o por la caída de presión. En el caso de filtros abiertos es extremadamente simple detectar la caída de presión por el aumento de nivel del agua, es decir se coloca un detector de nivel que puede ser un microinterruptor activado por un flotador. En todos los diseños de filtros se deja un espacio muerto para permitir la expansión (fluidización) del lecho durante el lavado y también para distribuir mejor el flujo de entrada. En todos los casos se recupera el agua de lavado en un simple tanque de asentamiento, donde se puede adicionar el mismo floculante que se emplea en la planta. Esta agua recuperada como cualquier otra agua recuperada se envía al principio del proceso Para una mejor filtración se puede agregar después de lavar el filtro una lechada de tierra de infusorios para formar la capa filtrante inicial. Una válvula Y con malla o un cedazo antes del filtro facilita la operación de los filtros, al impedir que objetos grandes entren en el filtro y obstruyan el lecho. Para lavar un filtro: 1º Cierre la válvula de entrada y abra la válvula de descarga del lavado. 2º Abra la válvula de lavado y la del aire durante 5-10 minutos. Determine el tiempo correcto que es hasta; que el agua salga limpia.

105

3º Cierre la válvula del aire y continúe lavando durante 2 minutos más, para purgar el aire. 4º Cierre la válvula de descarga del lavado y abra la de entrada.

O bien: 1º Cierre la válvula de entrada y abra la válvula de descarga de lavado. 2º Abra la válvula del aire durante 5 minutos. 3º Cierre la válvula del aire y abra la válvula del agua de lavado. 4º Lave hasta que el agua de salida salga limpia. 5º Cierre la válvula de descarga y de lavado y abra la de entrada. En ambos casos se debe recuperar el agua de lavado. Estos pasos son los mismos si el sistema se hace totalmente automático En los sistemas de filtración el retrolavado se puede hacer totalmente automático sin requerir equipo electrónico o eléctrico. El tiempo y el flujo se controlan exclusivamente por el aumento de presión del lecho filtrante y con diseños hidráulicos de vasos comunicantes y columnas tipo sifón. Se puede lograr una turbidez menor de 0.5 NTU con una buena filtración. Las horas típicas entre lavados son; 5-17 hrs. para arena de 1.5 mm y de 8-24 hrs. para arena de 2 mm. En general los siguientes valores se aplican a sistemas de separación sólido-agua: TABLA VII SEPARACION SÓLIDO LÍQUIDO PROCESO CONCENTRACIÓN MAXIMA mg/L

TAMAÑO DE PARTICULA mm

Sedimentación Hidrociclón Filtro de arena Cartucho/cedazo Cartucho tejido

hasta 0.05 0.1 0.05 0.01 <0.01

sin límite 1500 500 50 10

106

FILTRACIÓN EN MEDIO MÚLTIPLE Fecha: 11/30/06

archivo:

DATOS

Flujo: Horas de operación por día: Sólidos suspendidos: Densidad de los sólidos: Velocidad de filtración escogida: RESULTADOS Sólidos acumulados por día: Altura de los sólidos acumulados: Superficie filtrante: Dimensiones del filtro rectangular Largo: Ancho: Dimensiones del filtro cuadrado Lado: ESPESOR DE LOS LECHOS Filtro de medio múltiple Antracita: Arena: Garnet: Filtro de dos medios Antracita: Arena: OBSERVACIONES DATOS TÍPICOS DE FILTROS Tamaño de partícula mm Filtro lento de arena 0.2 Filtro rápido 0.5 Filtro doble Antracita Filtro de medio múltiple Antracita 2.0-2.4 Arena sílice 0.2-0.4 Garnet o ilmenita 0.15-0.2

107

100.00 10 450 1.5 10

filtro1

m3/hr hrs. mg/L m/hr = m3/m2/hr

450 kg 3.00 cm/día 2 10.00 m 5.48 1.83 3.16 m

45.00 cm 22.50 cm 7.50 cm 50.00 cm 25.00 cm

Velocidad típica m/hr 0.12-0.13

2.44-4.88 9.76-12.2

ÍNDICE DE FILTRACIÓN Sirve para comparar filtros distintos y comparar los datos. Fecha:

11/18/06

archivo:

DATOS Turbidez de entrada: Turbidez de salida: Volumen filtrado entre lavados:

20 NTU 1 NTU 3 15 m

RESULTADOS Indice:

75297

OBSERVACIONES Entre mayor sea el índice de filtración mejor es el filtro.

108

filtro2

FILTROS DE CARTUCHO

Fecha:

11/28/06

archivo:

filtcart

DATOS Sólidos suspendidos: Flujo: Horas en operación por día:

100 mg/L 100 L/hora 24 hrs.

RESULTADOS Acumulación de sólidos:

10 g/hr. 240 g/día

OBSERVACIONES Los sólidos suspendidos se pueden bajar con un hidrociclón, por floculación o se puede intentar utilizar uno de los nuevos filtros-ciclones que han salido al mercado recientemente. Escoja un recipiente para el filtro con salida de sólidos por el fondo e instale una electroválvula (cerrada) actuada por tiempo para sacar los residuos acumulados. RECOMENDACIONES PARA LA ELECTROVÁLVULA Tiempo abierta: Tiempo del ciclo:

5 segundos 60 minutos

Referencia A. C. Shucosky, Select the right cartrdge filter, Chem. Eng., Jan 18, 1988, pp. 72-77

109

110

111

112

En la operación normal del filtro el agua pasa por el lecho filtrante y sale por el tubo (b). Conforme se acumula material sólido en el lecho, la caída de presión aumenta y el nivel dentro del tubo de desfogue (a) empieza a subir hasta llegar al codo superior donde comienza a hacer sifón. El agua fluye por el tubo de desfogue arrastrando al material acumulado al drenaje (c). Al bajar el agua succiona por el tubo (d) al agua almacenada para lavarlo. Conforme se lava el filtro y baja el nivel de esta agua de reserva deja al descubierto el tubo (e) que eventualmente rompe el sifón y el lavado termina. El agua para el próximo lavado se vuelve a almacenar por el tubo (d) y el filtrado vuelve a salir por el tubo (b).

Figura 8. Filtro hidráulico automático.

113

Osmosis inversa

En la osmosis inversa el agua con contaminantes entra en un tubo que tiene una membrana semipermeable. El agua pura pasa (permeado) y los contaminantes quedan en el agua que no pasó (concentrado). Este concentrado es alrededor de 30% al 65 % del agua que entró y el permeado representa entre el 35-70 % del agua que entró. El concentrado se tiene que descargar continuamente al drenaje. Las membranas para osmosis inversa son bastante delicadas y requieren de la eliminación de cloro, y solo operan con agua a temperatura ambiente y de ser posibles aguas de baja dureza. Por ello se instalan casi siempre con un filtro de carbón anterior y su operación requiere más cuidados que un ablandador. Existen ciudades en países petroleros semidesérticos y en islas en el Caribe donde toda el agua de la ciudad, es agua de mar que ha pasado por sistemas de osmosis inversa y puesto que el agua producida es prácticamente pura, la hace extremadamente corrosiva. En el caso de sistemas de osmosis inversa es más práctico el dimensionarlos solamente y no tratar de diseñarlos totalmente.

114

115

Ablandadores

Los ablandadores de agua eliminan solo los iones de calcio, intercambiándolos por iones de sodio. Un ión de calcio (PM 40.08) es intercambiado por dos de sodio (PM 2 x 22.9877 = 45.9754), lo que de hecho aumenta los sólidos totales disueltos en el agua. Al eliminar los iones de calcio, los jabones no precipitan como jabones insolubles de calcio y el agua tampoco deja incrustaciones de carbonato de calcio. Los ablandadores se emplean en las casas, en los comercios y en la industria siempre y cuando se requiera eliminar incrustaciones y aumentar la eficiencia de cualquier operación de lavado en general. La operación es sencilla; el ablandador cuenta con una resina de estireno divinilbenceno sulfonada que contiene una gran cantidad de iones de sodio. Cuando el agua con iones calcio pasa, los iones de calcio se quedan en la resina y el sodio se libera. Posteriormente cuando ya no hay iones de sodio que reemplazar, al ablandador pasa a regeneración lavándose primero con agua, después con salmuera, finalmente se vuelve a lavar con agua para eliminar los residuos de sal. La salmuera se prepara automáticamente en un tanque vecino donde la sal en grano se encuentra en gran cantidad sobre un fondo perforado y en contacto con agua que es inyectada después del ciclo de regeneración. La salmuera se succiona por el mismo tubo donde se inyectó el agua y que se encuentra en un pozo en el recipiente de sal. El ablandador opera por ciclos de tiempo preestablecidos o por detección de calcio en el agua de salida. Cuando se requiere que un ablandador opere las 24 horas, entonces es necesario el contar con un sistema gemelo donde uno opera y el otro se encuentra en regeneración o en espera, o un tanque de almacenamiento de agua suave.

Desionizadores

Los desionizadores tienen dos tanques cerrados cargados con resinas intercambiadoras. Uno de los tanques está lleno de resina que intercambia los cationes por H+, y el otro tanque tiene resina que intercambia los aniones por OH-. Cuando las resinas de los tanques se han saturado, se regeneran con soluciones de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio respectivamente.

116

DIMENSIONAMIENTO DE SISTEMAS DE OSMOSIS INVERSA

Fecha: DATOS

11/18/06

archivo: Consumo de agua diario: Flujo máximo: Sólidos suspendidos: Cloro libre: Permeado:

24 1200 1 1 70

osmosis

m3/día L/hr mg/L ppm %,(por omisión, 50%)

ATENCIÓN: Tiene que eliminar el cloro primero RESULTADOS PARA EL AGUA DE ENTRADA Flujo promedio en 24 horas:

Flujo máximo: Concentrado al drenaje:

34.29 1428.57 23.810 1714.29 28.571 10.29

m3/día L/hr. L/min L/hr. L/min L/día

CAPACIDAD DEL EQUIPO CON TANQUE DE ALMACENAMIENTO Y BOMBA 34286 L/día 9057 galones/día Costo aproximado del equipo completo: 11859 N$ CAPACIDAD DEL EQUIPO SIN TANQUE DE ALMACENAMIENTO 41143 L/día 10869 galones/día Costo aproximado del equipo completo: 16845 N$ OBSERVACIONES Si el flujo no es constante es más económico el instalar un tanque de almacenamiento que instalar un equipo mayor. Compare sus costos. Los costos son solo para equipos menores de 90840 litros (24000 galones) por día.

117

118

ABLANDADORES CON CEOLITAS DE SODIO Y DE HIDROGENO File: ceosohi Se emplean ambos ablandadores en paralelo para obtener una alcalinidad deseada en plantas termoeléctricas. Fecha:

11/18/06

DATOS Alcalinidad de entrada *:

34 ppm como CaCO3

Alcalinidad deseada:

18 ppm como CaCO3 36 ppm como CaCO3

Dureza total: =SO4: -NO3:

4 ppm como CaCO3 2 ppm como CaCO3

-Cl:

6 ppm como CaCO3

Acidez mineral libre: Agua tratada con Ceolita de H: Agua tratada con Ceolita de Na:

12.82 ppm como CaCO3 34.18 % 65.82 %

RESULTADOS

OBSERVACIONES * Alcalinidad al Naranja de Metilo

Referencia William Sission, Nomogram determines flow through hydrogen and sodium zeolite softeners, General Nomograms for the Power Engineer, Power Eng. Magazine, p.21.

119

CÁLCULO DE UN SISTEMA DEIONIZADOR DE AGUA Fecha: 11/23/06 archivo:

deioniz

DATOS 3 Flujo: 56.78 m /hr Ca: 75 ppm como CaCO3 Na: 50 ppm como CaCO3 Mg: 25 ppm como CaCO3 Cl: 30 ppm como CaCO3 SO4: 80 ppm como CaCO3 H(CO3)-: 40 ppm como CaCO3 SiO2: 10 ppm Ciclo: 12.00 hrs En paréntesis se presentan los datos por omisión RESINA CATIONICA * 3 Nivel de regeneración: 6.00 lb/H2SO4/ft (6)

Capacidad: Caida de presión: Lavado: Flujo de lavado: RESINA ANIONICA Nivel de regeneración: Capacidad: Caida de presión: Lavado: Flujo de lavado:

3 15.60 kgrains como CaCO3/ft (15.6) 2 0.75 lb/in /ft (0.75) 3 35.00 gal/ft (35 gal.) 2 6.40 gal/min/ft (6.4) 3 4.00 lb/NaOH/ft (4) 15.30 kgrains como CaCO3/ft3 (15.3) 2 1 lb/in /ft (0.85) 3 65 gal/ft (65 gal.) 2 2.60 gal/min/ft (2.6)

RESULTADOS PARA LA RESINA CATIONICA Agua a tratarse por ciclo: 180000 250 Capacidad total: 1579 Resina catiónica: 101 2866 Velocidad espacial: 2.47 Lecho no expandido: 3.44 Diámetro de la columna: 6.12 Altura del tanque: 6.88 Caida de presión: 2.58 Flujo para el lavado: 188 H2SO4 para regeneración ***: 607 Primera dosis de H2SO4 2% : 15182 Segunda dosis H2SO4 4%: 7591 Flujo de las dosis: 152 Agua de enjuague total: 6579 Primera porción: 101 Segunda porción: 152

gal 681.37 gal/min kgrains ft3 L gal/min ft3 (entre 1-5) ** ft 104.89 ft 186.52 ft 209.78 lb/in2 0.18 gal/min 713 lb/ciclo 275 lb 6887 lb 3443 gal/min 575 gal 24904 gal/min 383 gal/min 575

120

m3

cm cm cm Kg/cm2 L/min kg/ciclo kg kg L/min l/min L/min L/min

CÁLCULO DE UN SISTEMA DEIONIZADOR DE AGUA continua Fecha:

11/23/06

archivo:

RESULTADOS PARA LA RESINA ANIONICA Agua a tratarse por ciclo: 180000 30 Capacidad total: 1579 Resina catiónica: 103 2923 Velocidad espacial: 2.42 Lecho no expandido: 3.51 Diámetro de la columna: 6.12 Altura del tanque: 7.02 Caida de presión: 2.63 Flujo para el lavado: 76 NaOH para regeneración: 413 NaOH al 4%: 10320 1189 Flujo de la dosis: 52 Agua de enjuague total: 6708 Primera porción: 52 Segunda porción: 155

gal 681.37 gal/min kgrains ft3 litros gal/min ft3 (entre 1-5) ** ft 106.95 ft 186.52 ft 213.89 lb/in2 0.19 gal/min 289 lb/ciclo 187 lb 4681 gal 4501 gal/min 195 gal 25392 gal/min 195 gal/min 586

deioniz

m3

cm cm cm Kg/cm2 L/min kg/ciclo kg L L/min L L/min L/min

OBSERVACIONES * Obtenga estos datos del fabricante de las resinas. Parte de la información se presenta en unidades del sistema americano porque el fabricante de resinas se los va a dar en estas unidades y no en el sistema métrico. ** Si la velocidad hubiese sido mayor, se tendría que asignar una mayor cantidad de resina. *** Al regenerar con ácido sulfúrico evite el precipitar el CaSO4, haciendo dos adiciones. La primera al 2% y la segunda al 4%.

Referencia N. Chopey, T. G. Hicks, Handbook of Chemical Engineering Calculations, Mc Graw Hill Book Co.

121

TRATAMIENTO CON CAL Y CARBONATO DE SODIO

Características del agua

Cantidades de aditivos equivalentes

Dureza de Calcio

Dureza de Magnesio

Alcalinidad

Cal

Carbonato de sodio

Recarbonatación con CO2

Alta

Baja

Alta

Equivalente a la alcalinidad

Nada

a pH 8.3

Alta

Alta

Alta

Equivalente a la alcalinidad + Mg + 50 ppm en exceso

Nada

a pH 8.3

Alta

Baja

Baja

Equivalente a la alcalinidad

Equivalente a la dureza total menos la alcalinidad

a pH 8.3

Alta

Alta

Baja

Equivalente a la alcalinidad + Mg + 50 ppm en exceso

Equivalente a la dureza total menos la alcalinidad

Dos pasos, primero a pH 9.5 y luego a pH 8.3

En la práctica se puede reducir la dureza hasta 35 ppm. El carbonato de calcio tiene una solubilidad inversa, es menos soluble a temperaturas elevadas, por eso el proceso opera mejor en caliente. En caliente solo se usa para agua de calderas. La silica tambien se remueve con este proceso. El equipo para tratamiento en frío es similar a los floculadores y a los clarificadores. Referencias. Bellew, E.F. Comparing Chemical Precipitation Methods for Water Treatment. Chem. Eng. Mar. 13, 1978, pp. 85-91. A.S. Krisher, Raw Water Treatment in the CPI, Chem. Eng. August, 28, 1978, pp.78-98.

122

Plantas paquete

Las plantas paquete sirven a pequeñas poblaciones, comunidades, industrias, clubes, colegios, etcétera. Los tamaños varían de 38 a 7600 m3 por día. Cuentan con los siguientes elementos en el orden de flujo: - Adición de cloro - Adición de alumbre y cal si es necesario - Tanque de mezclado rápido con adición del polímero - Tanque de floculación de mezclado muy suave - Tanque de asentamiento de placas o de tubos con salida de lodos - Filtro rápido multimedia; Antracita, arena, arena densa, grava - Tanque de almacenamiento En este tipo de plantas se busca que el flujo sea exclusivamente por gravedad, y se pueden diseñar dos plantas en paralelo de 65% de capacidad cada una, en lugar de una planta grande. Ejemplo. Se desea instalar una pequeña planta potabilizadora para una comunidad de 6000 habitantes. Se han definido las siguientes variables y parámetros: Consumo por habitante 325 litros por día Operando continuamente 20 horas Almacenamiento para 16 horas Rendimiento de 70% Población a 10 años, 6200 Turbidez del agua de entrada; 100 NTU Cloro para obtener 1 ppm de cloro residual; 4 ppm Sólidos suspendidos; 200 mg/L Prepare la información básica empleando cloro como desinfectante. Con la Hoja de Trabajo "tamaño", se obtuvo la siguiente información, - Capacidad: 2519 m3 por día - Tanque de almacenamiento: 1679.2 m3 Esta información se introdujo en la Hoja de trabajo "paquete" y se obtuvieron los datos que allí se presentan.

124

125

PLANTA POTABILIZADORA PAQUETE Para una planta mayor de 7600 m3/día, diseñe dos menores, o haga el diseño de una planta completa

Fecha: 11/23/06 archivo: paquete DATOS Horas de operación continua: Horas de operación continua: 20 hrs. 3 Capacidad por día: 2015 m /día Turbidez: 100 NTU Sólidos suspendidos: 200 mg/L Cloro para obtener 1 ppm residual: 4.0 ppm * Alumbre: 45 ppm (alrededor de 46 ppm) Polímero: 10 ppm (10 ppm) Cal: ppm, (por omisión 22.5) RESULTADOS Flujo Cloro Alumbre Polímero Cal 100750 l/hr 403 4533.75 1007.5 gr/hr 1679.17 l/min 6.72 75.56 16.79 gr/min Mezclador rápido: 840 L HP: 0.34255 Hp Floculador: 33583 L Asentador: 30225 L Residuos: 403 kg/día 2 Area del filtro: 824 cm lados: 28.7 cm Altura del filtro: 180 cm Altura del lecho: 80 cm. Antracita * : 46 cm Arena de .50 mm: 25 cm Arena de .30 mm: 9 cm Población aproximada servida: 6200 OBSERVACIONES Es conveniente colocar un cedazo en el tubo de entrada de la planta paquete * Antracita de 1 mm . El alumbre se disuelve y la solución se inyecta en el sistema. La cal se adiciona en forma de lechada. Es necesario hacer pruebas de laboratorio para determinar las concentraciones mínimas y correctas de alumbre polímero y cal. El nivel de agua del filtro se encuentra al menos un metro por encima del lecho filtrante para dar la presión necesaria de filtración . Estas plantas pueden construirse de metal o de fibra de vidrio y las tuberíasd de PVC. Las capacidades típicas para abarcar un buen sector del mercado son 475, 950, 1900, y 7600 m3/d Referencia Culp/Wesner/Culp, Handbook of Public Water Systems, Van Nostrand , 1986

126

Adsorción en carbón activado granular

El carbón activado permite adsorber algunos compuestos orgánicos, y después de algunos meses de operación (2-3) se tiene que enviar el carbón al fabricante para su regeneración. El sistema se diseña con un toma muestra para poder monitorear y saber con anticipación el momento de saturación del carbón activado.

Eliminación de compuestos volátiles Los compuestos volátiles que pueda contener el agua tales como benceno, gasolinas, xilenos y otras fracciones ligeras, se eliminan por aeración en una columna empacada o en una torre similar a una torre de enfriamiento. Dependiendo de la reglamentación ecológica local y al compuesto a eliminar, el aire con el contaminante se debe procesar para eliminar correctamente al contaminante. La columna hecha de preferencia con un tubo de plástico de gran diámetro, tiene un soplador en la parte inferior y un recipiente para almacenar el agua que desciende. En la parte superior hay un tubo distribuidor con espreas, luego siguen varios metros de empaque plástico de preferencia, y abajo un soporte para el material de empaque. Esta abierta por abajo y montada sobre el recipiente colector de agua. El agua se lleva a las espreas de la parte superior de la torre. Siempre que instale espreas debe de utilizar un cedazo para evitar que se tapen. Recuerde que más importante que "purificar el agua eliminando contaminantes", es eliminar la causa de la contaminación.

Eliminación de sulfhídrico El sulfhídrico y los sulfuros se pueden destruir con una supercloración y filtración del azufre en polvo producido. El sulfhídrico también se puede separar con un lavado con aire igual que los compuestos volátiles.

128

ADSORCIÓN CON CARBON ACTIVADO Pesticidas, compuestos orgánicos clorados y aromáticos. También sirve para declorar el agua en las embotelladoras. Fecha: 11/30/06 archivo:

Cactiv1

DATOS Flujo máximo por hora: Flujo por día: Tiempo de contacto *: Relación altura/diámetro: Densidad del carbón activado: Gasto del carbón activado **: RESULTADOS Volumen de C activado granular:

3.00 35.00 20.00 5 0.6 120.00

m3/hr m3/hr min. (sugerida, 3) gr/ml gr/m3

3 1.00 m

LECHO Diámetro: Altura:

0.634 m 3.17 m

RECIPIENTE Diámetro: Altura: AGOTAMIENTO ESPERADO

0.634 m 4.75 m 143 días 4.8 meses

OBSERVACIONES La mayoría de los compuestos orgánicos se adsorben en 10-15 minutos, sinembargo es necesario hacer pruebas de laboratorio para determinar el tiempo correcto.

* El tiempo de contacto varia entre 10-15 minutos, pero se puede requerir hasta 30. Solicite este dato al proveedor del Carbón activado granular. ** El gasto típico de Carbón activado varia desde 6 a 120 gr.por metro cúbico de agua tratada. Esto se traduce en la reposición y regeneración del Carbón activado cada 3-6 meses. El dato correcto se determina por análisis constantes y monitoreo en la planta. Normalmente el carbón se regresa al fabricante para regenerarse.

129

AEREACIÓN EN COLUMNA EMPACADA Fecha: 11/30/06 DATOS Flujo de agua: 14.40 Relación de aire/agua: 40.00 Altura sugerida*: 11.60 Diámetro del empaque: 25.00 n del empaque: 1.34 Z del empaque: 7091.00 RESULTADOS Diámetro de la columna: 0.69 Area: 0.38 Volumen del empaque: 4.38 Soplador de aire: 9.60 Flujo por superficie: 10.60 OBSERVACIONES PARÁMETROS DE DISEÑO MÁS COMUNES Compuesto Relación aire/agua Tricloroetileno 29.90 Tetracloroetileno 11.80 Tetracloruro de Carbono 6.20 1,1,1, Tricloroetano 20.10 1,2 Dicloroetano 150.60 Diclorometano 71.59 c 1,2 Dicloroetileno 37.10 Cloruro de vinilo 5.00 * Benceno 32.69 Tolueno 29.62 m Xileno 37.26 Clorobenceno 50.29 1,2, Diclorobenceno 38.67 Solicite las constantes del empaque al fabricante. supuesta. * Haga pruebas piloto antes de construir la columna final.

archivo: m3/hr m mm

m m2 m3 m3/min L/seg/m2

Altura m 12.7 14.6 15.0 13.4 11.2 9.5 11.6 20.0 12.1 13.0 13.5 12.5 13.5

Referencia U.S. E.P.A., Technologies for Upgrading or Designing New Drinking Water Treatment Facilities. Technomic.

130

aereaci1

u r Figura 12. Adsorción con carbón activado El agua con los contaminantes orgánicos entra en el tanque que contiene el carbón activado granular. El mejor carbón activado es que se obtiene de coco ya que su elevada resistencia física genera muy pocos polvos por atrición. Es necesario hacer pruebas en el laboratorio para determinar el tiempo efectivo de operación que es alrededor de 2-3 meses. Solicite esta información al fabricante. El agua del tomamuestra sirve para predecir cuando hay que regenerar el carbón enviándoselo al fabricante antes de que se sature completamente. Es preferible el tener dos absorbedores, uno en operación y otro en regeneración. En almacen se debe tener suficiente carbón activado para reemplazar el que se envía a regeneración. La primera agua que pasa por el carbón activado reemplazado se tiene que eliminar puesto que va a llevar los finos. Esta agua se descarta hasta que visualmente salga libre de partículas finas.

131

Eliminación de metales El metal más difícil de eliminar es el arsénico por que se tiene que oxidar primero con cloro y después procesarse como el resto de los metales, con cal y carbonato de sodio, si no se efectúa la oxidación quedará buena parte de As3+ en solución. Para lograr la exclusión de prácticamente total de los metales se emplea una suspensión de sulfuro de fierro preparada en el lugar. En la hoja de trabajo metales1 se describen los cálculos necesarios tanto para el tratamiento con cal/carbonato de sodio como con sulfuro de fierro.

Eliminación de cianuro

En cualquier industria donde se emplee cianuro de sodio o cualquier otra sal, se deben tener sistemas de emergencia para tratar el agua de proceso o de derrame accidental. Los jales donde ya se extrajo el oro, se deben lavar y al agua de lavado eliminarle los cianuros. Los cianuros se eliminan con cloro, o hipoclorito de sodio y 30 minutos de tiempo de residencia para que ocurra la reacción. La Hoja de trabajo, cianuro, presenta la metodología de cálculo. Tan importante es la eliminación como lo es el tener los equipos de monitoreo, y control analítico para asegurarse de la eliminación total de cianuro.

132

ELIMINACIÓN DE METALES Fecha: 11/30/06 archivo: metales Horas de operación: 10 hrs. (24) Límite máximo pH: 6 mg/L Acidez: 100 mg/L como CaCO3 3 Flujo: 100 m /h Al: mg/L verifíque los reglamentos locales Cd: 23 mg/L 0.01 Cr: mg/L 0.05 Co: mg/L verifíque los reglamentos locales Cu: 12 mg/L 1.00 Fe: mg/L 0.30 Hg: mg/L 0.002 Mn: mg/L 0.05 Ni: mg/L verifíque los reglamentos locales Pb: mg/L 0.05 Zn: 8 mg/L 5.00 RESULTADOS PARA AJUSTAR EL pH Cantidades en Kilogramos por m3 por hr. Na2CO3: 10.505 0.105 NaOH 100%: 3.964 0.040 NaOH 50%: 7.929 0.079 CaCO3: 9.920 0.099 CaO *: 5.557 0.056 Floculante: 1.000 0.01 Controle a pH final de : 8-9 SEDIMENTO Y RESIDUO DEL FILTRADO Kg/día Cu(OH)2: Ni(OH)2: Al(OH)3: 18.42 Fe(OH)3: Pb(OH)2: Cd(OH)2: 29.90 Hg(OH)2: Zn(OH)2: Cr(OH)3: 12.16 Mn(OH)2: Co(OH)2: 3 Sedimento total: 60.48 kg/día Volúmen del sedimentador: 200 m Para eliminar las trazas de metales, utilice un segundo sedimentador, y FeS segun se presenta en la Hoja que empieza en A48. OBSERVACIONES Los quelantes en la descarga (EDTA, etc.) pueden cambiar los resultados. Confirme estos datos con pruebas de laboratorio y piloto. Adicione el alcali automaticamente con una bomba controlada por una celda de pH. * Para la adición de cal, prepare una lechada CaO: 5.56 Kg/hr Agua: 22.23 L/hr Volúmen del reactor: 7 L La característica mas importante de la cal en sistemas de neutralización es la granulometría fina. Referencia Para la calidad de la cal AWWA B202 y ASTM C 110.

133

ELIMINACIÓN DE METALES, continúa Fecha: 11/23/06 archivo: metales Se supone que eliminó lo grueso de los metales con ajuste de pH con cal y ahora va a usar el FeS para bajar aún más las concentraciones de metales. DATOS Horas de operación: pH: Acidez: Flujo: Al: Cd: Cr: Co: Cu: Fe: Hg: Mn: Ni: Pb: Zn:

1 hrs. (24) 8.1 100 mg/l como CaCO3 1 10 12 2 3 4 4 5 2 4 4 4

m3/h mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L

LIMITE MAXIMO EN DESCARGAS mg/L 1.00 0.10 1.00 5.00 2.00 0.01 2.00 0.50 0.20 0.50

RESULTADOS Para formar la suspensión de FeS siga este procedimiento: Disuelva en agua Na2S.9H2O: 423 g/hr Agregue con agitación Fe2SO4.7H2O: 588 g/hr Floculante: 10 g/hr Agregue con fuerte agitación esta suspensión al agua a tratar. Mezcle durante 10 minutos y deje reposar durante 30 minutos cuando menos. Residuo como Sulfuros: 102.87 gr/hr 3

Volúmen del sedimentador: 2 m /hr Mantenga ajustado el pH con CaO entre 8.5-9.0 OBSERVACIONES Los quelantes en el agua pueden dar resultados diferentes. Verifíque con pruebas de frasco estos resultados. La corriente de agua debe pasar por y contactar al lecho de precipitado. Referencia EPA 600/2 77 049 Feb. 1977, PB 267 284

134

ELIMINACIÓN DE FIERRO Y MANGANESO POR FILTRADO Filtro doble de Antracita y Glauconita (arena verde). Fecha: 30/11/2006 archivo: elimfemn 3 Flujo: 100 m /hr pH: 6.7 Fe: 0.8 ppm Mn: 0.4 ppm RESULTADOS CON TRATAMIENTO DE CLORO Y KMnO4 Tratamiento con Cloro: 80 ppm 8000 gr/hr 133.33 gr/min Tratamiento con KMnO4: 16.80 ppm 1680.00 gr/hr 28.00 gr/min Solución de KMnO4 al 3%: 933.33 ml/min RESULTADOS CON TRATAMIENTO SOLO CON KMnO4 Tratamiento solo con KMnO4: 160.00 ppm 16000.00 gr/hr 266.67 gr/min ALTURA DEL LECHO FILTRANTE Antracita: 38-90 cms Glauconita: 38-60 cms ALTURA EXTRA PARA 40% DE EXPANSION DURANTE EL LAVADO 30-60 cms AREA DEL LECHO FILTRANTE 2 Area: 11.74 m Circular, diámetro: 3.87 m Cuadrado, lado: 3.43 m LAVADO DEL LECHO FILTRANTE A CONTRACORRIENTE Lave cuando la caida de presión aumente de 8-10 psig. Aire: 107.28 litros de aire/segundo Agua: 39.79 litros por segundo Continue el lavado con solo agua a un flujo en el que obtenga 40% de expansión del lecho filtrante. Guarde estas aguas en un tanque y decante el agua limpia del sólido pecipitado.

DATOS

FRECUENCIA DEL LAVADO

1870.31 minutos 31.17 hrs.

OBSERVACIONES Se emplea un filtro de antracita y de glauconita (greensand) tratado con KMnO4. La Glauconita tratada la vende con el nombre comercial de Ferrosand, Hugenford, & Terry, Tel. 609 881 3200, Fax 609 881 6859. Para tratar la glauconita o regenerarla lávela por contacto durante una hora con una solución de 2.2 gr/l de KMnO4. En la preparación de todos los filtros con arena o antracita nueva, lave a contracorriente y elimine los finos.

135

ELIMINACIÓN DE SOLUCIONES DE CIANURO DE SODIO

Fecha:

11/23/06

archivo:

cianuro

DATOS pH de la solución: Cantidad: Concentración de NaCN: Contiene otras impurezas: Concentración de Cl2 libre del hipoclorito a utilizarse:

10.1 1000 0.05 si 8 9

litros gr/litro (si o no) % en peso

RESULTADOS Cantidad de NaCN: 0.05 kg. SI NO HAY OTRAS IMPUREZAS EN LA SOLUCIÓN A TRATAR Cantidad de hipoclorito: 2.00 kg SI HAY OTRAS IMPUREZAS (METALES, ETC.) EN LA SOLUCIÓN A TRATAR Cantidad de hipoclorito: 4.17 kg Tiempo de residencia mínimo para la reacción: 2-4 horas OBSERVACIONES Normalmente se trata en tanques de plástico y en lotes. El pH es crítico ya que si es ácido se genera el ácido cianhídrico, que es gaseoso y extraordinariamente venenoso. Manténga siempre el pH arriba de 10 con una solución de NaOH, o con carbonato de sodio. Verifique el cloro libre en la solución tratada, siempre debe haber un residuo para asegurar la destrucción total del cianuro. Verifíque el residuo de cianuro y si es 1 ppm puede descargar en el drenaje si es aceptado por las autoridades locales.

Referencia Colgate Palmolive Canada Inc., Sodium Hypochlorite, Javex-12, Bulletin 5-2 Cyanide Waste Treatment.

136

Índice de Langelier

Hace muchos años Langelier encontró que el agua tenía dos extremos; altamente corrosiva cuando era agua pura y altamente incrustante cuando contenía muchas sales. Entre estos dos extremos se dio cuenta que había un punto en que el agua ni producía incrustaciones ni tampoco producía corrosión. Este punto estaba perfectamente bien definido por la relación matemática de cinco factores: Temperatura, pH, alcalinidad, dureza, y sólidos totales disueltos. A la relación de estos factores se le llama el Índice de Langelier. Índice de saturación = pH-pHs donde pHs = 9.3 + STD + Tº - Dureza - Alcalinidad total los SDT se expresan en ppm Tº en ºF Dureza y alcalinidad total en ppm Si el índice es 0 el agua está en balance, y si es positivo, el agua es incrustante. Posteriormente se han encontrado otros índices mucho más adecuados para predecir las características incrustantes o corrosivas del agua; Índice de Ryznar, Índice de Estabilidad = 2pHs-pH Cuando es 6.6 el agua está en su mejor condición, entre 6.5 y 7 el agua está en buenas condiciones. Cuando es menor de 6, el agua es incrustante, y cuando es mayor de 7 el agua es corrosiva. Y últimamente el Índice de Puckorius. IP = 2pHs-pHe donde IP = Índice de Puckorius pHe = 1.485 log (Alcalinidad total) + 4.54 En la Hoja de Trabajo Índices, se presentan los cálculos de estas ecuaciones y también sus interpretaciones y las cantidades de ácido o álcali a agregar para alcanzar la alcalinidad correcta. En una situación ideal el carbonato de calcio se deposita en una película pequeña en la tubería, y las condiciones son tales que la película ni se agranda ni desaparece, y la tubería queda protegida con esa capa de carbonato de calcio. En aguas potables extremadamente corrosivas se ajusta el índice para evitar corrosión de las tuberías.

138

El tratamiento de aguas de enfriamiento, y de calderas, se basa precisamente en estos índices para ajustar la alcalinidad ideal ya sea con ácido sulfúrico, bióxido de carbono, o con hidróxido de sodio. Obviamente que esta alcalinidad ideal junto con la temperatura, la dureza, los sólidos totales disueltos y el pH deben de producir el punto donde el agua ni es corrosiva ni tampoco incrustante. Aguas extraordinariamente corrosivas como el agua destilada o proveniente de osmosis inversa, producirán corrosión en tuberías e incluso disolverán el plomo de las soldaduras de los tubos. Todo esto aumenta los contaminantes metálicos en el agua aún cuando originalmente era pura. En estos casos es necesario bajar la corrosividad por el contacto con piedras de carbonato de calcio, y/o adición de bicarbonato de sodio.

139

ÍNDICES DEL AGUA archivo:

indices

DATOS 3 3 Volumen o flujo: 100 m o m /hr Tº del agua: 25 ºC Dureza total: 125 ppm como CaCO3 Sólidos totales disueltos: 250 ppm pH: 8.00 Alcalinidad total: 350 ppm como CaCO3 INDICES DEL AGUA Langelier: 0.81 Ryznar: 6.38 Puckorius: 6.11 Condición del agua: Incrustante Alcalinidad ideal: 252.18 ppm como CaCO3 AJUSTE DE DUREZA Dureza ideal: 71 ppm como CaCO3 PORCENTAJES PARA ALCANZAR LA DUREZA IDEAL Agua de entrada: 56.67 % Agua blanda: 43.33 % TRATAMIENTO PARA ALCANZAR LA ALCALINIDAD IDEAL Alcalinidad ideal: 252 ppm como CaCO3 H2SO4 @ 96%: 27.76 L o L/hr. NaOH @ 50% 0.00 L o L/hr.

INDICE DE AGRESIVIDAD PARA TUBOS Y TANQUES DE ASBESTOCEMENTO Indice de agresividad: 13 Interpretación: no agresiva OBSERVACIONES En el agua de proceso es conveniente el tener una dureza baja para evitar manchas e incrustaciones calcareas en el equipo. Sinembargo una dureza cero tal vez no sea lo más adecuado puesto que el agua es corrosiva y es difícil el enjuagar completamente después de los lavados. Por ello una dureza de 50 ppm como CaCO3 puede ser más conveniente que una dureza cero. Si tiene un ablandador, mezcle el agua blanda de salida con el agua dura para obtener el ajuste señalado. Si la dureza de entrada es menor que la dureza ideal, o si la dureza ideal es mayor de 80 ppm, ajuste solo con alcali. Para calderas trate el agua para obtener las especificaciones recomendadas por el fabricante.

140

Tratamiento de albercas

¿Alguna vez le han ardido los ojos en una alberca por el cloro excesivo? No fue el cloro sino los orines lo que le produjeron el ardor. Los orines se descompusieron y produjeron amoníaco y el amoníaco reaccionó con el cloro y formó las cloraminas que es el verdadero irritante. Para mantener en buenas condiciones el agua de una alberca se deben tener los siguientes niveles de cloro: Albercas de terapia: 3 ppm de cloro Baños jacuzzi: 3 ppm de cloro Albercas públicas: 1-1.5 ppm de cloro Para eliminar las cloraminas, de preferencia el domingo en la noche se cierra la alberca y se superclora a un nivel de 5 ppm, lo que destruye las cloraminas presentes. La alberca se abre el lunes cuando el nivel de cloro haya descendido a menos de 1.5 ppm. Como todo sistema, para que el cloro opere correctamente, es necesario eliminar los sólidos suspendidos y los sólidos sedimentados en el fondo con un sistema de filtración continua. Para evitar el malestar, es necesario ajustar el pH de la alberca entre 7.2 y 7.8 empleando sulfato de sodio. Existen controladores automáticos que dosifican los reactivos a los niveles requeridos. El agua se debe recircular y filtrar constantemente.

142

Control e Instrumentación

Para las plantas paquetes los controles y los instrumentos deben de ser simples pero exactos y confiables. A la entrada de la planta paquete - Medición y control de flujo - Turbidez - Control y adición de cloro - Control y adición de Permanganato de potasio - Control y adición de alumbre - Control y adición de polielectrolito En la planta paquete - Alarma en caso de falla de motores, bombas de aditivos, A la salida - Cloro libre - Turbidez Para las plantas grandes es ideal el contar con un cuarto de control con computadora central de lectura y control de toda la planta. También con relojes de lectura en cada lugar y opción de sistema manual de control en caso de emergencia. A la entrada del floculador - Temperatura - pH - Flujo y control de aditivos - Sólidos totales disueltos - Sólidos suspendidos - Turbidez

144

En el tanque de clarificación - Sólidos totales disueltos - Sólidos suspendidos - Turbidez a la salida En los cloradores - Flujo de entrada - Medición y control de cloro residual - Consumo de cloro Filtros - Caída de presión - Ciclo de operación o regeneración - Turbidez a la salida Flujo de salida final - Flujo - pH - Cloro residual - Flúor - Turbidez Sistemas auxiliares - Consumo diario de electricidad - Consumo diario de cloro - Consumo diario del compuesto de Flúor empleado - Consumo diario de cada aditivo - Consumo de agua de lavados Otros - Precipitación pluvial diaria - Temperatura ambiental diaria Las alarmas deben de estar conectadas a un sistema telefónico automático que conecte a los jefes de planta y les informe del desperfecto.

145

Manual de operación y mantenimiento

Aun los equipos y diseños más simples deben contar con su manual de operación con instrucciones sencillas y fáciles de aplicar. En dicho manual no se incluyen las memorias de cálculo ni los datos de diseño sino solamente las instrucciones necesarias para operar eficientemente la planta. En una instalación potabilizadora, el laboratorio y su operación son extraordinariamente importantes para el manejo correcto diario. A continuación se presentan los reportes típicos de la planta. Estos se encuentran incluidos en las hojas de trabajo. Todas las plantas de tratamiento deben contar con varias computadoras personales en el cuarto de control o en el laboratorio para tener una relación completa de los asuntos administrativos y de control. En el equipo o en la instalación deben colocarse letreros con avisos que señalen el peligro, instrucciones de uso, numeración en las válvulas, códigos visibles en los tanques, reactores y filtros. Las tuberías deberán estar pintadas con los colores de código y con flechas de flujo. Asimismo, serán visibles las indicaciones para actuar en caso de accidentes y situaciones de emergencia, así como los teléfonos del personal responsable. En establecimientos industriales o comerciales se entregan también los métodos analíticos (véase las referencias bibliográficas). La planta o instalación deben entregarse con su calendario de mantenimiento, y con su lista de problemas/fallas, causas probables y soluciones, aun si fuera una simple cloración en tabletas. Incluso no debe pensarse que sea un extenso tratado sino una lista práctica de instrucciones.

146

REPORTE DE PLANTA POTABILIZADORA PAQUETE Mes: Año: Planta: LIMITES Fecha

Flujo

Temp.

m3/d

ºC E

6.5-8.5

1/100 ml

pH

500

Coliformes

S.S.

Nº /100 ml S

E

S

E

Archivo: plpota1

mg/L S

E

1*

S.T.D.

Alcalinidad

mg/l S

E

ppm S

E

15

Turbidez NTU S

E

Sabor

UC S

E

CONSUMOS

agradable

Color

S

Cloro

Cal

Alumbre

Polímero

kg

kg

kg

kg

S

Al iniciar el diseño, al arranque y cada mes, se debe hacer un análisis completo de todos los estándares de potabilidad locales. E = Entrada, S = Salida, SS = Sólidos Suspendidos, STD = Sólidos Totales Disueltos. * La Turbidez puede ser aceptable entre 1-5, siempre que se demuestre que no afecta a la actividad germicida del cloro. 147

Elect. KW

Operario

COSTOS DE OPERACIÓN

Archivo:

costoper

3

m /hr

Flujo: GASTOS MENSUALES

Datos típicos

Energia eléctrica:

N$/mes

Combustible:

N$/mes

Diesel = 0.805 N$/l

Agua:

N$/mes

Ver a contiuaci£n

Reactivos:

N$/mes

0.015-0.02 N$/M3

Mano de obra y sueldos:

N$/mes

2500-4000 N$/empleado

Gastos de laboratorio:

N$/mes

400-3000 N$/mes

Mantenimiento:

N$/mes

0.5%/mes

N$/mes

1.66 % por mes*

Expansión:

N$/mes

0.833 % por mes**

Administración:

N$/mes

1500 N$/mes

Otros:

N$/mes

Reposición de eq Reposición de equipo:

Costo total:

RESULTADOS

N$/mes N$/año

3

N$/m3

Costo por m de agua tratada: OBSERVACIONES * Del costo total del equipo ** Del costo total de la instalación COSTO DEL AGUA

COSTO DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

3

Consumo mensual m

Precio Consumo

Costo/kWh

3

0-25

N$/m kWh

$N

25-50

1.10 0-50

4.363

50-80

1.65 50-100

4.439

80-100

2.20 >100

4.484

100-135

2.70

135-165

3.70 COSTOS PROMEDIO DE TRATAMIENTO

165-480

4.60

>480

5.05 Población

Volúmen

Costo/m3

Precio por camión pipa = 12 N$/M3

5.70

m3/día*

N$/m3

* a 350 l/persona/día Referencia

1000

350

3.81

10000

3500

0.84

100000

35000

0.33

1000000

350000

0.24

Para los índices y costos de construcción: The Engineering News Record Index, (ENR), Mc Graw Hill Co. y el Sewer and Sewage Treatment Plant Construction Index, Env. Protection Agency.

148

Seguridad

Todos los tanques, recipientes y equipos de tratamiento abiertos deben tener barandales y los tanques y recipientes deben contar con una escalera fija interna. También es recomendable colocar una serie de plantas, arbustos y árboles alrededor de los tanques, de los equipos y de la planta con el fin de que disminuyan la corriente del viento. Es de recomendar el instalar domos de plástico modulares o de fibra de vidrio para evitar introducir polvos y contaminantes. En caso de sistemas abiertos se hace necesario diseñar las lagunas con barandal fuerte de protección y colocar escalera fija de salida y cuerdas y salvavidas en los alrededores. Cuando se requiera hacer trabajos de mantenimiento cerca del agua, deben detenerse los equipos; los obreros deberán utilizar chalecos flotadores, y tendrán una cuerda cerca de la mano y siempre deben de ser dos los que hagan la reparación. Recuerde que todos los productos químicos de tratamiento se almacenarán en una pequeña bodega y no se dejan al aire libre. Tenga a mano la Hoja de Seguridad de todos los productos químicos que utilice. Haga planes de contingencia en caso de accidentes. Estos planes deben incluir: terremotos, inundaciones, fallas eléctricas, etcétera. Uno de los riesgos mayores en los sistemas de agua potabilizada es el sifoneo de aguas contaminadas o con productos químicos. Esto solo se puede evitar con un buen reglamento hidráulico que impida las conexiones cruzadas que puedan ocasionar el sifoneo (en inglés es backflush)

Consideraciones prácticas

Trate a la planta potabilizadora como una planta alimenticia y al agua de salida como un alimento. Siempre que instale espreas, instale un cedazo antes, para evitar que se tapen. El golpe de ariete se elimina con un recipiente en línea lleno de aire a 22 psig y con una membrana que impida al aire disolverse en el agua. Utilice la Hoja "ariete" para calcular las dimensiones del recipiente. En todas las reparaciones se debe purgar, limpiar, y lavar lo reparado, lavarlo desechando el agua fuera del flujo de la planta, y desinfectar abundantemente con cloro, antes de poner en servicio esa parte de la planta o sistema de distribución. Imbuya en todo el personal que el agua ES POTABLE y no se aceptan contaminaciones microbiológicas o químicas por descuido desidia o ignorancia tanto en el agua de entrada como en el agua ya potabilizada.

150

FLUJO Y DIÁMETRO DE TUBERIA Archivo: Fecha:

tubo1

11/30/06

Antes de introducir los datos, escoja la velocidad en esta tabla. VELOCIDADES RAZONABLES PARA LÍQUIDOS EN TUBERÍAS Alimentación de calderas: 2.4-4.5 m/seg Succión de bomba: 1.2-2.1 m/seg Válvulas de descarga: 1.2-2.1 m/seg Servicio general: 1.2-3 m/seg Ciudad: 1.2-2.1 m/seg Introduzca los datos en las celdas sin protección DATOS Velocidad escogida: Flujo de agua:

1.50 m/seg 200 L/min

RESULTADOS Diámetro interno: Tamaño nominal mas cercano (ced.40): Velocidad lineal:

OBSERVACIONES

151

2.093 2 1.54 5.05

in in m/seg ft/seg.

TUBERIAS Archivo: Fecha:

tubo3

12/23/92

CABALLAJE PARA SUBIR AGUA Flujo: Altura:

200.00 L/min 20.00 m

RESULTADOS Caballaje:

0.88 Hp 0.65 Kw CAIDA DE PRESION EN REGIMEN TURBULENTO Flujo: 200.00 L/min Diametro interno: 2.00 in Número de codos de 90°: 10 Diferencial de altura: 20.00 m Longitud de la tubería: 10.00 m RESULTADOS Longitud teórica *: 82.81 m 2 0.12 Kg/cm

AIDA DE PRESION TOTAL: 1.60 psi COMO COLUMNA DE AGUA: Caballaje:

1.12 m 0.93 Hp 0.69 Kilowatts TIEMPO PARA VACIAR UN RECIPIENTE O TANQUE 3 1.00 m 2.00 in

Volúmen: Diámetro del tubo: RESULTADOS de: a: TAMAÑO MAS USUAL DE TUBERIA Flujo: RESULTADOS Diámetro del tubo:

3.85 min. 5.40 min. 120.00 L/min 1.32 in 1 1/2 in

OBSERVACIONES * La longitud teórica es la longitud real más la longitud equivalente de los codos

152

FLUJO USUAL EN TUBERIA DE AGUA

Fecha:

11/19/06

archivo:

DATOS Velocidad: Diámetro nominal:

2 m/seg (1.5) 4 pulg.

RESULTADOS Flujo:

16.43 L/seg 985.57 L/min 3 59.13 m /hr

OBSERVACIONES

153

flujusual

CONVERSIONES

archivo: conver

LONGITUD Escriba los datos en la columna A 10 microm. 0.010 mm 0.394 mil 1 mm 39.370 mil. 1000.00 microm. 1.00 cm 0.394 pulg. 0.033 ft 1m 3.281 ft 39.372 in 1 mil. 0.025 mm 25.400 microm 1 in 2.540 cm 1000.000 mil 1.00 ft 0.305 m 12.000 in 1.00 Km. 0.621 Milla 1.00 Milla 1.609 Km. micrómetro, antiguamente referido como micrón VOLUMEN 3.875 l

3 0.004 m

28.990 l

3 0.029 m

1.00 gal (US)

0.134 ft3

3 1.00 ft

7.481 gal(US)

1.00 L

3 0.035 ft

0.264 gal(US)

3

264.200 gal(US)

1.00 m

3

1.00 bl* FLUJO

35.318 ft 158.987 l

5.615 ft

3

1.00 gpm*

3 0.134 ft /min

1.00 ft3/min

7.481 gpm

1.00 L/min

0.264 gpm

3 0.035 ft /min

264.173 gpm

3 35.315 ft /min

3 1.00 m /min

1.00 bl*/min 42.000 gpm * Barril de petróleo FLUJO POR AREA 2 1 gpm/ft 1 m/hr * 1 m/min

2.45 m/hr * 0.41 gpm/ft2 60.00 m/hr *

0.001 in

6.290 barril* 42.000 gal(US)

3.785 l/min

3 0.227 m /hr.

28.319 l/min

1.699 m /hr.

3

5.615 ft /min gpm = gal/min

3

3 0.060 m /hr.

0.017 l/seg. 3 9.539 m /hr.

0.041 m/min 0.017 m/min 24.52 gpm/ft2

* m3/m2/hr = m/hr m/min = m3/m2/min PESO 1.00 onza av 0.063 lb 28.350 g 1.00 lb 16.000 onza av 453.600 g 1.00 g 0.001 Kg 0.035 onza av 1.00 Kg. 2.205 lb 35.273 onza av 1.00 ton short 2000.00 lb 907.20 Kg 1.00 ton long 2240.00 lb 1016.00 Kg 1.00 Tonelada 1000.00 Kg 2204.59 154 lb

0.028 Kg 0.454 Kg 0.002 lb 0.893 Ton long 1.120 Ton short

CONVERSIONES, continúa PRESION

archivo: conver

1.00 Atm.

1.013 Bar

14.696 psia

2 1.033 Kg/cm

1.00 Bar

14.504 psia

0.987 Atm

2 1.020 Kg/cm

1.00 psia

0.069 Bar

0.068 Atm

2 0.070 Kg/cm

2

1.00 Kg/cm 14.223 psia 0.981 Bar PRESION DE COLUMNA DE AGUA A 20 º (68 ºF) 1.00 in 1.00 cm

2.540 cm 0.394 in

1.00 m 39.370 in TEMPERATURAS ºC 32.00 ºF ºF -17.78 ºC ENERGIA 1.00 Btu 0.252 Kcal 1.00 Kcal 3.968 Btu 1.00 Kw-hr 3413 Btu 1.00 Hp-hr 2545 Btu

0.968 Atm

2 0.0025 Kg/cm

0.0361 psia

0.0010 Kg/cm

2

0.0142 psia

0.100 Kg/cm

2

1.420 psia

ºF = ºC*1.8+32

0.00029 0.00116 860.076 641.221

155

Kw-hr Kw-hr Kcal Kcal

0.00039 0.00156 1.341 0.746

Hp-hr Hp-hr Hp-hr Kw-hr

MEDICIÓN DE FLUJO EN CANALES CON COMPUERTAS De abertura en V, rectangulares y Parshall Fecha: 11/19/06 archivo: compuer1 DATOS COMPUERTA CON ABERTURA EN V DE 90º Altura del nivel sobre el ángulo: 0.2 m RESULTADOS Flujo:

3 0.0248 m /seg 3 1.49 m /min

3 DATOS 89.28 m /hr COMPUERTA CON ABERTURA RECTANGULAR Ancho de la abertura: 0.40 m Altura del nivel sobre la abertura*: 0.25 m

RESULTADOS

Flujo:

3 0.09 m /seg 88.50 L/seg 3 5.31 m /min

3 DATOS 318.60 m /hr COMPUERTA PARSHALL Profundidad del flujo *: 0.60 m Ancho del cuello: 0.45 m (solo si está entre 0.3-2.4m) RESULTADOS Para una compuerta con un ancho de cuello el flujo es

Para 0.1524 M de ancho, el flujo es:

3 0.17 m /seg 170.07 L/seg 3 10.20 m /min 3 612.26 m /hr

Para 0.2286M de ancho, el flujo es:


De 0.3-2.4 M de ancho, el flujo es:


OBSERVACIONES Las compuertas en V estan limitadas practicamente a un ángulo recto. * Se mide a una distancia cuatro o cinco veces la altura esperada. 156

FLUJO EN CANALES, CÁLCULO DE INCLINACIÓN Ecuación de Manning Fecha:

11/19/06

archivo:

flucan2

DATOS Flujo deseado: Profundidad: Ancho en la superficie: Ancho en el fondo: Rugosidad n:

m3/seg m m m ( si es rectangular = Ancho en la superficie) 0.017 (ver Tabla I en A25)

0.200 0.60 0.60 0.40

RESULTADOS Area transversal: Velocidad lineal: Perímetro mojado: Inclinación necesaria

2 0.30 m 0.67 m/seg 1.60 m

0.001197 m/m 1.197 m/km

TABLA DE RUGOSIDADES Material n Fierro colado 0.014 Acero con costura 0.017 Tubo de albañal vidriado 0.013 Tubo de concreto 0.015 Canal de tierra 0.023 Canal de tierra sinuoso 0.025 Canal dragado 0.028 Arroyo 0.030 Arroyo sinuoso 0.040 Arroyo con piedras 0.055 Arroyo sinuoso con estanques 0.070 Referencia Standard Handbook of Engineering Calculations, 2nd Edition. Tyler G. Hicks, Mc Graw Hill. 157

FLUJO EN CANALES Canales trapezoidales o rectangulares Fecha:

11/19/06

archivo:

flucanal

DATOS Velocidad lineal: Profundidad: Ancho en la superficie: Ancho en el fondo:

9 1.00 2.00 1.50

segundos en 10 metros m m m (si es rectangular = ancho en la superficie) 24 horas por día (por omisión = 24)

Horas de operación:

RESULTADOS Velocidad: Flujo:

1.11 m/seg. 1944.44 litros/seg. 3 116.67 m /min 3 7000.00 m /hr. 3 168000.00 m /día

158

FLUJO DE FLUIDOS I archivo:

fluflu1

VISCOSIDADES Densidad: Viscosidad absoluta: Densidad: Viscosidad cinemática: cp= centipoises Cst= Centistokes

0.997 0.890 cP 0.994 0.724 Cst

Visc. cin: Visc. absoluta:

0.893 Cst 0.720 cP

d*v*D Re= ------------------visc. absoluta

d= densidad, v= velocidad del líquido, D =Diámetro del tubo REGIMEN Y NUMERO DE REYNOLDS

Flujo: 100 L/min No de Reynolds: Visc. cinem: 12 Cst Diam.interno: 1 in REGIMEN: CAIDA DE PRESION EN REGIMEN TURBULENTO Densidad: 1.1000 Flujo: 25 L/min Reynolds: Visc. cinem: 12 Cst Diam. int: 1 in REGIMEN: Longitud:

500 m

TABLA I. DATOS DEL AGUA Viscosidad absoluta cinem. Temperatura ºC cp Cst 10 1.307 1.307 15 1.139 1.140 20 1.002 1.004 25 0.890 0.893 30 0.798 0.801 35 0.719 0.724 40 0.653 0.658

Caida de presión:

densidad gr/ml 1.000 0.999 0.998 0.997 0.996 0.994 0.992

159

6961.67 Turbulento

1740.418 Laminar 2 39.05 lb/in 269.19 kPa

ELIMINADOR DEL GOLPE DE ARIETE

Fecha:

11/19/06

archivo:

ariete

DATOS 2.00 pulgadas

Diámetro de tubería:

RESULTADOS RECIPIENTE CERRADO Y CONECTADO EN T A LA LINEA 14.00 pulgadas 45.00 cm

Diámetro: Largo:

35.00 cm

OBSERVACIONES El recipiente se puede fabricar de un tubo de medida cercana con un tapón en un extremo y una reducción en el otro. Dentro del tubo se coloca una membrana de hule que impida el contacto del agua con el aire, para evitar que el aire se disuelva paulatinamente y que el amortiguador deje de operar cuando se encuentre lleno de agua. De preferencia el amortiguador debe presurizarse con aire a 22 psig, (1.54 kg/cm2).

160

RELACIÓN DE INGRESOS/EGRESOS

Fecha:

11/19/06

archivo:

Balance económico mensual, trimestral o anual.

INGRESOS Cargos a usuarios: Cobros por conexiones nuevas: Impuestos: Intereses bancarios: Otros ingresos: TOTAL DE INGRESOS:

150000.00 35000.00 12000.00 5000.00 4500.00 206500.00

N$ N$ N$ N$ N$ N$

Administración: Salarios: Prestaciones: Electricidad: Productos químicos: Combustible: Refacciones: Reemplazo de equipo: Interés: Entrenamiento de operarios: Contratistas: Otros: TOTAL DE EGRESOS:

50000.00 30000.00 10000.00 1200.00 23000.00 3500.00 15000.00 40000.00 4300.00 2500.00 5000.00 4356.00 188856.00

N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$ N$

RELACION DE INGRESOS/EGRESOS:

1.09

EGRESOS

OBSERVACIONES La relación de ingresos/egresos debe ser siempre mayor de 1.

161

ingresos

DATOS Y ESTADÍSTICAS archivo: estadis1 Fecha: DATOS

11/19/06 PARAMETROS A

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 RESULTADOS Promedio: Máximo: Mínimo: Desviación: TOTAL

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

B

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

C

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

OBSERVACIONES Desviación estandar de los valores anotados en la columna. Media = punto medio entre los dos extremos. 162

D

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

E

0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

TITULO

Fecha:

11/19/06

archivo:

DATOS inicio

1 unidades 1 unidades unidades unidades unidades

RESULTADOS

OBSERVACIONES

163

menu

AGUA DE CALDERAS III Relación de Na a Fosfato Fecha: 11/19/06

pH: Fosfato como PO4:

Archivo:

calder3

9.7 10 ppm

RESULTADOS Relación Na/Fosfato:

2.475 (2.3-2.6 para calderas de alta presión, y 2.8/1 para calderas de baja presión)

Referencia J.O. Thaler and P.K. Sinha, Power Eng. pp 31-32, Nov. 1986.

164

Bibliografía selecta

Análisis 1. Standard Methods for the examination of water and wastewater. American Public Health Association & The American Water Works Association, and the Water Pollution Control Federation. 2. Selected Physical and Chemical Standard Methods for Students, Basado en el libro anterior. 1990, 10060JU, AWWA. 3. ASTM, Annual Book of ASTM Standards, Water and Environment Technology, Vol 11.01, 11.02 2006. 4. Standard Practice for Coagulation-Flocculation Jar Test of Water. ASTM D 2035-80. 5. Flavor Profile Analysis: Screening and Training of Panelists. 1993, Nº 20297, AWWA. Diseño 6. G. Culp, G. Wesner, R. Culp, Handbook of Public Water Systems, Van Nostrand Reinhold, 1986. 7. U.S. E.P.A. Technologies for Upgrading Existing or Designing New Drinking Water Treatment Facilities. Technomic Publishing Co. 8. Water Treatment Plant Design, 2nd. Edition, Nº 10006-JU, AWWA. 9. Design and Construction of Small Water Systems- A Guide for Managers, 1984, Nº 20223JV, AWWA. 10. Manual of design for Slow Sand Filtration, 1991, Nº 90578KB, AWWA. 11. Procedures Manual for Polymer Selection in Water Treatment Plants, 1989, No 90553KB, AWWA. 12. Water Chlorination Principles and Practices, M20, 1973, Nº 30020JZ AWWA. 13. Water Fluoridation Principles and Practices M4 1988, Nº 30004jz, AWWA. Estándares de Construcción y Operación 14. Standard Set, AWWA. Problemas particulares 15. Organics Removal by Granular Activated Carbon, 1989, Nº 20033JV, AWWA. 166

16. Air Stripping for Volatil Organic Contaminant Removal. 1989, Nº 20035JV, AWWA. Operación 17. Operational Control of Coagulation and Filtration Processes M37, 1992, Nº 30037JZ, AWWA. 18. Maintaining Distribution-System Water Quality, 1985, 20231JV, AWWA. 19. James K. Jordan, Maintenance Management 1990, Nº 20252JV, AWWA. 20. Leaks in Water Distribution Systems, 1987, 20236JV, AWWA. 21. Corrosion Control for Operators, 1986, Nº 20238JV, AWWA. 22. AWWA Manual Set, AWWA 23. Safety Practices for Water 1990, Nº 30003-JZ. AWWA. Revistas Journal of the American Water Works Association, P.O. Box 1879, Riverton NJ 08077-9479, U.S.A. Waterworld News P.O. Box 2847, Tulsa Oklahoma 74101, Fax 918 832 9295, gratis para lectores calificados. Water, Engineering & Management, 380 E. Northwest Highway, Des Plains IL 60016-2282, Fax 708 390 0408. $25/ año. Water Environment & Technology, 601 Wythe St. Alexandria VA 22314-1994. Water Environment Research, 601 Wythe St. Alexandria VA 22314-1994. Programas Curve Fit Nº 1555 , PsL P.O. Box 35705, Houston TX 77235-5705 U.S.

167

Recursos y servicios

Laboratorios Nacionales de Fomento Industrial Av. Marina Nacional México D.F. Tel 294 4117 Fax 294 7295 Análisis de potabilidad de agua, Evaluación de agua de descarga para registro, y otros servicios.

Laboratorios del Chopo Dr. Atl 123 Col. Sta. Maria La Rivera México D.F. Tel. 541 48 11 Análisis de potabilidad de agua, Evaluación de agua de descarga para registro. Guillermo Etienne 1626 Mallard Drive Eagan MN 55122 U.S.A. Tel 651 686 9785 Correo electrónico: [email protected] Consultoría Centro de Control Ecológico Puebla 282 Col Roma México D.F. Tel 5 25 40 10 Determinaciónes de DBO5. DQO, y análisis en general

168

RESUMEN DEL EXPERTO EN POTABILIZACION Y TRATAMIENTO DE AGUAS Almacenamiento, Agua cruda: 4 hrs. Agua potable: 1- 2 días Consumo: 325 L/persona/día Velocidad lineal de flujo: 1-1.5 m/seg Presión de agua municipal: 2.9 Kg/cm2 (40 psig), y 4.1-5.12 Kg/cm2 (60-75 psig) para zonas industriales Flujos típicos para tuberías Tamaño nominal Flujo Flujo Flujo pulgadas L/seg L/min m3/hr 1/2 0.29 17.64 1.06 3/4 0.52 30.96 1.86 1 0.84 50.18 3.01 11/2 1.97 118.21 7.09 2 3.25 194.84 11.69 21/2 4.63 278.00 16.68 3 7.15 429.25 25.76 31/2 9.57 574.07 34.44 4 12.32 739.18 44.35 5 19.36 1161.63 69.70 6 27.96 1677.89 100.67 8 48.41 2904.79 174.29 10 76.31 4578.64 273.72 12 109.45 6566.94 394.02 16 171.01 10260 615.65 20 268.98 16138 968.33 24 389.03 23342 1400.53 30 628.24 37694 2261.66 36 904.66 54279 3256.79 Presión de columna de agua Altura Kg/cm2 lb/in2 1m 0.1 1.4 5m 0.5 7.11 10 m 1.0 14.22 TAN IMPORTANTE ES ELIMINAR EL CONTAMINANTE COMO DETENER LA CAUSA DE LA CONTAMINACION. TIENE POCO EFECTO EL POTABILIZAR EL AGUA SI NO SE TRATAN LAS AGUAS NEGRAS, SE PROCESA LA BASURA Y SE REDUCEN LOS CONTAMINANTES INDUSTRIALES Cloración: Cloro residual, 0.8 ppm. Recuerde no es el cloro que se agrega sino el que queda después de 10 minutos. Agua municipal: 0.2-1.0 ppm, Albercas de terapia: 3 ppm de cloro Baños jacuzzi: 3 ppm, Albercas públicas: 1-1.5 ppm de cloro. Para eliminar las cloraminas, de preferencia el domingo en la noche se cierra la alberca y se superclora a un nivel de 5 ppm, lo que destruye las cloraminas presentes. La alberca se abre el lunes cuando el nivel de cloro haya descendido a menos de 1.5 ppm.

170

RESUMEN DEL EXPERTO EN POTABILIZACION Y TRATAMIENTO DE AGUAS Tratamiento de Agua de Pozo Tratamiento de agua de río - Pozo “indio” - Cloración/KMnO4 - Presedimentación - FIltración rápida - Cloración - Ajuste de Flúor - Alumbre/cal/floculante - Ajuste de Cloro - Separación de flóculos - Filtración - Ajuste de flúor/cloro Separador de placas; inclinación a 55º y separación de 3.5 cm entre placas. Eliminación de algunos contaminantes orgánicos Adsorción en Carbón activado, regeneración típica cada 2-3 meses Eliminación de compuestos volátiles, y de sulfhídrico Aereación en columna empacada. Filtración Lenta Rápida Multimedia velocidad 0.13 m/hr 4.88 m/hr 12.2 m/hr Límite de filtración: 500 mg/L de material sedimentable ó 15 NTU en el agua a filtrar. Multimedia: Antracita, Arena sílice, Garnet o ilmenita. Tiempo de lavado: Cuando la caída de presión aumenta cierto límite predeterminado. Lavado del filtro: Hasta que el agua salga clara Expansión durante el lavado: 50% del volumen del material filtrante. El mejor lavado se hace con agua y aire o primero burbujeando aire y luego pasando agua a contraflujo. Horas típicas entre lavados; 17 hrs. Osmosis inversa: rendimiento alrededor del 50-60% del agua procesada Ablandadores: 16000 granos por ft3, lavado; 1.81 Kg de sal/ft3 Desionizadores: 15600 granos/ft3 para la resina catiónica y 15300 granos/ft3, lavado: 2.76 Kg de H2SO4/ft3, y 1.81 Kg de NaOH/ft3 respectivamente. Plantas paquete: 38-7600 m3/día. Dr. Ing. Guillermo Etienne,1626 Mallard Dr., Eagan MN 55122-2556, USA, Tel. 651 686 9785 Correo electrónico [email protected]

171

FABRICANTES DE EQUIPO INDUSTRIAL Y DE LABORATORIO PARA PLANTAS POTABILIZADORAS Y SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE AGUA

Mantenimiento, laboratorio, productos químicos Utility Supply of America, 3995 Commercial Ave. P.O. Box 1186, Northbrook, IL 60062, Fax 708 272 8914 Catalágo general de artículos para plantas de tratamiento. Medición de Flujo Thel Mar Co, 134 West Fifth St. Landsdale, PA 19446, Tel. 215 362 2998. Compuertas volumétricas. Free Flow Inc. P.O. Box 4067, Omaha, NE 68104, Tel 402 397 8910,Fax 402 397 8487. Compuertas volumétricas. Hinde Engineering Co.P.O. Box 737, Aromas, CA 95004-0737, Tel. 408 726 2644, Fax 402 397 8487. Compuertas volumétricas. Ketema, 3255 West Stetson Ave. Hemet , CA 92545. Tel 714 652 6811, Fax 714 652 3078. Línea completa de medidores de flujo. Polysonics Peek Measurement, 10335 Landsbury, Suite 300, Houston, TX 77099-3407, U.S.A. Tel. 713 879 3700, Fax 713 498 7721. Medidores ultrasónicos de flujo. Controlotron, 155 Plant Avenue, Hauppauge, NY 11788, Tel 516 231 3600, Fax 516 231 3334. Medidores ultrasónicos de flujo. Liquid Controls, 105 Albrecht Drive, Lake Bluff, IL 600044-9951, Tel. 708 295 1050, Fax 708 295 1057. Medidores de flujo de todo tipo. Medidores de nivel y de flujo Gems, Tel. 203 342 3350, Fax 203 793 4500. Línea completa de medidores y controladores de nivel y de flujo. Magnetrol, Separadores de residuos Andritz Sprout Bauer, Muncy, PA 17756, Tel. 717 546 8211, Fax 717 546 1306. Separadores de residuos sólidos. Cedazos (que no se tapan) y soportes de lechos Johnson Industrial Screens, P.O. Box 64118 St. Paul, MN 55164, Tel 612 636 3900, Fax 612 636 0889, Cedazos y soportes de lechos que no se tapan. Hayward Industrial Products Inc., 900 Farirmont Avenue, Elizabeth, NJ 07207-9990. Cedazos de paso, automáticos. Alfa Laval, 955 Mearns Rd. , Warminster, PA 18974. Tal. 215 443 4000, Fax 215, 443 4243. cedazos para sistemas industriales que usan agua de mala calidad. Amiad Filtration Systems, 14141 Covello St. Bldg.C., Van Nuys, CA 91405 Tel. 818 781 4055, Fax 818 781 4059. Cedazos autolimpiables, para corrientes sucias. Hellan Fluid Strainer, 3249 East 80th Street, Cleveland, OH 44104. Tel. 216 641 9000, Fax 216 641 9080. Cedazos industriales. Cedazos de salida de tanques 172

Flow EZY Filters, Inc. Box 1749, Ann Arbor, MI 48106. Tel. 313 665 8777, Fax 313 665 4332.

Bombas EPIC International, 311 Richardson Road, Ashland, VA 23005 Tel 804 798 3939 Bombas tipo Arquímides (de tornillo sinfin). Warman Int. Inc., 2701 S. Staughton Rd. Madison, WI 53707, Tel 608 221 2261, Fax 608 221 5807. Bombas grandes. Tuberias Kolbi Industries, 6212 West Norwood, Chicago, IL 60646 Tel 312 763 5539. Cintas marcadoras de tuberías, sellos y placas marcadores de válvulas. Tanques de plástico Nalgene Company P.O. Box 20365, Rochester, NY 140602-0365, Tel. 716 586 8800, Fax 716 586 3294. Todo tipo de tanques de plástico. Structural, Industrial Pkwy. Chardon, OH 44024, Tel. 216 286 8265, Fax 216 286 4351. Tanques de fibra de vidrio y plástico. Dosificación de aditivos Jaeco Pump Company, 2925 Advance Lane , Colmar, PA 18915, Tel 215 822 6000, Fax 215 822 6058, Sistemas completos para la dosificación de aditivos. Neptune Chemical Pump. P.O. Box 247 Lansdale, PA 19446. Tel. 215 699 8701, Fax 215 699 0370. Sistemas completos para la dosificación de aditivos, bombas de dosificación. Pulsafeeder, 27101 Airport Road, Punta Gorda, FL 33982, Tel. 813 575 2900, Fax 813 575 4085. Bombas regulables para la dosificación y control. Vubra Screw Inc.755 Union Blvd. Totowa, NJ 07511, Tel. 201 256 7410, Fax 201 256 7567. ACS PolyMixer 303 Silver Spring Road, Conroe, TX 77303. Tel. 409 856 4515, Fax 409 856 4589. Mezcladores de polímeros y floculantes. Wallace & Tiernan, Inc. 25 Main St. Belleville, NJ 07109-3057. Aquasol Controllers, P.O. Box 15334, Houston, TX 77220, Tel 713 675 1006, Fax 713 673 0541. Dosificadores de cloro y ácido y controles para piscinas. Chemtrac P.O. Box 921188, Norcross, GA 30092 Tel. 404 449 6233, Fax 404 0889. Para la dosificación precisa de coagulantes. Dravo Lime Co. P.O. Box 37, Saginaw, AL 35137, Tel. 205 664 7125, Fax 205 644 7138 Equipo para preparar y dosificar la lechada de cal. Coffman Industries, Inc. 1150 Kapp Drive, Clearwater, FL 34625-2175 Tel 442 1799 Fax 813 461 4250. Sistema completo; silo de almacenaje, y equipo para preparar y dosificar la lechada de cal. Aqua Shear Corp. 25 Leonburg Rd. Mashuda Ind,\. Park, Mars, PA 16046, Tel 412 772 7001 Fax 412 776 6811. Mezclador en linea de aditivos. Alco Chemical Corp, 909 Mueller Drive Chattanooga, TN 37406. Tel 615 629 1405.

173

Floculantes. Cyanamid, Alumbre Dupont, Wilmington, Delaware 19898 Tel. 302 774 2099. Cloruro de aluminio. National Magnesia Chemicals, One Kaiser Plaza Suite 650, Oakland, CA 94612, Tel. 650 273 0561, Fax 415 763 1713. Hidróxido de magnesio. Jesco America Corp. 55 Bermar Park, Rochester, NY 14624. Tel. 716 426 0990, Fax 716 426 4025. Bombas y recipientes para dosificar aditivos.

Clarificadores Great Lakes Environmental, 463 Vista, Addison, IL 60101. Tel. 708 543 9444, Fax 708 543 1169. West Tech Eng., Inc. P.O. Box 65068, Salt Lake City, UT 84165-0068. Eimco Benigno Arriaga 601-B Depto 4, San Luis Potosí Mexico 524 811 1848 Fax 524 811 1776. Hydrocal Inc. 22732 Granite Way, Suite A, Laguna Hills, CA 92653, Tel. 714 455 0765, Fax 714 455 0764. Krofta Eng. Corp. P.O. Box 972, Lenox, MA 01240. Tel. 413 6537 0740, Fax 413 637 0768.clarifiacadores y flotadores de aire disuelto. Mezcladores Philadelphia Mixers, 1221 East Main St., Palmyra, PA 17078, Tel. 717 838 1341, Fax 717 838 8146. Chemineer, Inc. P.O. Box 1123 Dayton, OH 45401-1123. Tel. 513 454 3200. Agitadores y mezcladores para lavado con lechada de cal. Filtro de cartucho e hidrociclón Harmsco Industrial Filters, P.O. Box 14066, North Palm Beach, FL 33408, Fax 407 845 2474. Filtro de cartucho revolucionario que tiene también un efecto de hidrociclón. Filtros de cartucho y componentes Fibredyne Inc. 47 Crosby Rd. Dover, NH 03820. Tel. 603 749 1610, Fax 603 749 2699. KX Industries, L.P. 269 Lambert Road, Orange, CT 06477. Tel. 203 799 9000, Fax 203 799 7000. Todo tipo de cartuchos filtrantes. FloSure, 2240 Gaspar Ave. Los Angeles, CA 90040. Tel. 213 721 5598, Fax 213 722 2220. Campbell Manufacturing, Spring and Railroad Streets, Bechtesville, PA 19505. Fax 215 369 3580. Keystone Filter, 2385 Penn Rd. , Box 380, Hatfield, PA 19440. Fax 215 1997 1839. Cartuchos especiales Select 1000 Cobb Place, Bldg. 370, Jennesaw, GA 30144 Tel 404 590 1050, Fax 404 590 0915, Filtros de cartucho eliminadores de plomo. Filtros Miami Tank Manufacturing, Inc.9501 Rangeline Road, Fort Pierce, FL 34987, Tel. 407 466 1440, Fax 407 466 0364. Westfall Manufacturing Co. P.O. Box 7, Bristol, RI 02809. Tel. 401 253 3799. Filtros de vacio municipales. 174

Andritz Sprout Bauer,Muncy, PA 17756, Tel 717 546 8211, Fax 717 546 1306. Filtro de arena continuos. EIMCO P.O. Box 300, Salt Lake City, UT 84110, Tel. 801 526 2000, Fax 801 526 2005. Filtros de arena continuo. General Filter Companies, Ames, IA 50010, Tel. 515 232 4121, Fax 515 232 2571. Filtros multiwash con lavado de agua/aire. Filtronics, 1157 Grove St. Anahaim, CA 92806. Tel. 714 630 5040. Serfilco, Ltd. 1777 Shermer Rd., Northbrook, IL 60062-5360, Tel. 708 559 1777, Fax 708 559 1995. Alar Engineering Corp. 9651 West 196th St., Mokena, IL 60448, Tel. 708 479 6100, Fax 708 479 9059. Filtros para lodos Purac Eng. Inc. 5301 Limestone Road, Suite 126, Wilmington, DE 19808. Tel. 302 239 9431, Fax 302 239 9085. Plantas de filtración paquete. Western Filter Co. P.O. Box 16323, Denver, CO 80216, Tel 303 288 2617, FAx 303 286 9328. Filtros Westech Engineering, Inc. 3605 South West Temple, Salt Lake City, UT 84115, Tel. 801 265 1000, Fax 801 265 1080. Larox Inc., 9730 Patuxent Woods Drive, Columbia, MD 21046, Tel. 410 381 3314, Fax 410 381 4490. Filtros de presión. Pollution Control Eng. Inc., 3233 Halladay, Santa Ana, CA 92705. Tel 714 641 1401, Fax 714 641 1442. Filtros de vacio rotatorio. Klein, 104 Walston Bridge Road, Jasper, AL 35501. Tel. 205 221 5530, Fax 205 221 7945. EIMCO P.O. Box 300, Salt Lake City, UT 84110. Tel. 801 526 2000, Fax 801 526 2014. Dispersores para sistemas de filtración. Memtec America Corp. 5, West Aylesbury Road, Timonium, MD 21093. Tel. 410 252 0800, Fax 410 628 0017. Material Filtrante Fluid Treatment Inc. P.O.Box 425, Three Rivers, MI 49093-0425 Filtros Paquetes de lavado automático Kern McMaster Catalog, de 7 a 30 l/minuto Resinas intercambiadoras y bacteriostáticas Ionics, Inc., 3039 Washington Pike, Bridgeville, PA 15017, Tel. 412 343 1040. Resinas intercambiadoras para desinfección con yodo Puro Tech Int. 50 Broad St., New York, NY 10004, Tel. 212 797 3033, Fax 212 344 1050. Resinas para desinfección. Resinas intercambiadoras Sybron Chemicals, P.O. Box 66, Birmigham, NJ 08011, Tel. 609 893 1100, Fax 609 894 8641. Resinas para ablandadores, para la remoción de nitratos, taninos, y resinas estables al cloro. ResinTech, Inc. 615 Deer Road, Cherry Hill, NJ 08034, Tel. 609 354 1152, Fax 609 354 6165. Thermax Ltd. 40440 Grand River, Novi, MI 48375. Tel.313 474 3050, Fax 313 474 5790. 175

Controles para equipos intercambiadores de iones, ablandadores y desionizadores Autotrol Corp. 5730 North Glen Park Road, Milwaukee, WI 53209, Tel. 414 228 9100, Fax 414 228 8729. Controladores para desionizadores. Related Products, Inc. 390 Congress Park Dr. Dayton, OH 45459, Te. 513 433 0114, Fax 513 433 2372. Controladores para ablandadores. Erie Manufacturing Co. 4000 South 13th Street, Milwaukee, WI 53221. Recipientes y tanques de plástico para intercambiadores K and Plastics, Inc. 1601 Pratt Blvd, Elk Grove Village, IL, 60007, Tel. 708 439 3311, Fax 708 439 1053. Park Int. 1401 Freeman Ave., Long Beach, CA 90804. Tel. 310 494 7002, Fax 310 494 4809. Sistemas de Osmosis Inversa Water Equipment Technologies, 832 Pike Rd., West Palm Beach, FL 33411, Tel. 407 684 6300, Fax 407 697 3342. Equipos y partes PJD Tel. 805 666 6322, Fax 805 965 0601. Componentes. Aquathin Corp. 950 South Andrews Ave. Pompano Beach, FL 33069, TEl. 305 781 7777, Fax 305 781 7336. Applied Membranes, Inc. 110 Boostick Blvd. San Marcos, CA 92069, Tel 619 727 3711, Fax 619 727 4427. Sistemas completos y componentes. Water Services Corp. 1801 Pewaukee Road, Waukesha, WI 53188. Tel. 414 547 1862, Fax 414 547 5728. Environmental Products, 505 Paul Morris Dr. Englewood, FL 34223, Tel. 815 475 0703, Fax 813 474 7750. Programas de computadora para control de procesos en tiempo real Alka-Pro, Davis Process Div. P.O. Box 29, Tallevest, FL 34270-0029, Fax 813 351 4756. Control de procesos biológicos. Realtime Vision, CyberResearch Inc. 25 Business Park, Branford, CT 06405, Tel 203 484 8815, Fax 203 483 9024. Control de todo tipo de procesos. Programas para diversos cálculos The Chemical Engineering Expert, G. Etienne, 1626 Mallard Drive, Eagan, MN 55122-2556, Tel. 651 686 9785, Fax 612 686 5130, Más de 100 Hojas de Trabajo en Lotus 123 para los cálculos más comunes de Ingeniería Química. Crane's Technical Paper 410, Crane Valves, 104 N. Chicago St. Joliet, IL 60431, U.S.A. El libro de tuberías de la Crane pero en programa.

Sistemas para combatir la corrosión Cathodic Protection Services, 43 Fadem Rd, Springfield, NJ 07081. Tel. 201 379 2500, Fax 201 379 5611. 176

Recubrimientos Cetco 1500 West Shure Drive, Arlington Heights, IL 60004-1434, Tel. 708 392 5800, Fax 708 506 6150. Recubrimientos para el fondo de lagunas. Polyflex Inc., 2000 W. Marshall Ave., Grand Prairie, TX 75051. Tel. 214 647 4374, Fax 214 988 8331. Recubrimientos para el fondo de lagunas, almacenamiento de contaminantes peligrosos.. Watersaver Co. Inc. P.O. Box 16465, Denver, CO 80216.. Tel. 303 289 1818, Fax 303 287 3136. Hidrociclones Krebbs Engineers 1205 Chrysler Drive, Menlo Park, CA 94025, Tel 415 325 0751, Fax 415 326 7048. Hidrociclones para separar sólidos de líquidos empleando solo el efecto del flujo. Hayward Industrial Products, Inc. 900 Fairmont Ave. Elizabeth, NJ 07207. Tel. 908 351 5400, Fax 908 351, 7706. Kern McMaster Catalog, desde 16 hasta 400 l/min. Medición y control del flujo de gases y líquidos Mc Millan Company, P.O. Box 1340, Georgetown, TX 78627-1340 Tel. 512 863 0231, Fax 512 863 0671. Medidores electrónicos de flujo de gases y líquidos. Enrejado para el piso Chemgrate 19240 144th Av. Northeast, Woodinville WA 98072. Tel 206 481 9797, Fax 206 481 3622. Obsequian un programa en disquete para escoger y especificar los enrejados. Empaques para torres, lavadores, etc. Norton Packed Tower Design Program, Norton Chemical Process Products, P.O. Box 350, Akron, OH 44309-0350, U.S.A. Tel. 216 677 7252, Fax 216 677 7243. (Programa gratis). Cloro/SO2, monitores y dosificadores/ozonificadores Rosemont Analytical, 2400 Barranca Parkway, Irvine, CA 92714. Tel. 714 863 1181, Fax 714 474 7250. Chlorinators Incorporated, 4125 S.W. Martin Highway, Suite 2, Palm City, FL 34990-5524, Tel. 407 288 4854, Fax 407 287 3238. Fischer and Porter, Country Line Rd. Warminster, PA. Tel. 215 674 6365. Peroxidation Systems Inc., 5151 E. Broadway, Suite 600, Tucson, AZ 85711. Tel. 602 790 8283, Fax 602 790 8008. Generadores de ozono. Ozonia P.O. Box 70145, Richmond, VA 23255 1145, Tel. 804 756 0500, Fax 804 756 0519. Generadores de ozono. Wallace & Tiernan, Inc. 25 Main St. Belleville, NJ 07109-3057. Ozone Pure Water Inc. 5330 Ashton Court, Sarasota, FL 34233,. Tel. 813 923 8528, FAx 813 923 8231. Ozotech, Inc.2401 Oberlin Rd, Yreka, CA 96097, Tel. 916 842 4189, Fax 916 842 3238. Ozonizadores pequeños.

177

Cloradores que usan pastillas de hipoclorito de calcio PPG , One PPG Place, Pittsburgh, PA 15272, Tel. 412 245 2555, Fax 412 434 3695. Automated Pure Water, Inc. 4350 5th St. , SW Vero Beach, FL 2488,. Tel. 407 567 2488, Fax 407 567 2503. Cloradores para pozos artesianos Better Water Ind. Inc., 209 N. Tayler St., Tyler, MN 56178, Tel. 507 247 5929, Fax 507 247 3416. Cloro PPG Industries, Inc. One PPG Place, Pittsburgh, PA 15272, obsequian una película y material didáctico sobre el manejo del cloro Permanganato de Potasio Carus Chemical Company, 1001 Boyce Memorial Drive, Ottawa, IL 61350, Tel. 815 533 9070, Fax 815 433 9075. Purificadores de luz Ultravioleta Atlantic Ultraviolet, 250 North Fehr, Bay Shore, NY 11706. Tel. 516 586 5900. Clean Water Systems, 7356 Fulton Ave. North Hollywood, CA 91605. Tel. 818 765 8293, Fax 818 765 2062. R-Can Distribuitors Inc. 425 Clair Rd. Elk Road Village, IL 60007. Tel. 708 437 9400, Fax 708 437 1594. Ecology Sales, 72 Gray’s Bridge Rd., Brookfield, CT 06804. Fax 203 775 5872. American Eng. Services

Instrumentos de monitoreo y control EIT, 251 Welsh Pool Rd,, Exton, PA 19341. Tel. 215 363 5450, Fax 215 263 0167. Monitor de Oxígeno disuelto. Royce, 13555 Gentilly Road, New Orleans, LA 70129, Tel. 504 254 8888, Fax 504 254 8855. Oxígeno disuelto, pH,ORP, Sólidos suspendiodos totales, interferencia de lodos, etc. HF Scientific, Inc. 3170 Metro Parkway, Ft. Meyers, FL 33916-2116. Tel. 813 337 2116, Fax 813 332 7643. Medidor de turbidez Drexel Brook, 205 Keith Valley Rd., Horsham, PA 19044. Tel 215 674 1234. Equipo para medir y controlar niveles. Walchem Corp. 5 Boynton Road, Hopping Brook Park, Holliston, MA 01746. Tel. 508 429 1110, Fax 508 429 8737. Controladores de pH y ORP Bindicator, P.O. Box 610009, 1915 Dove St., Port Uron, MI 48061 0009, Tel. 303 987 2700, Fax 313 987 4476. Medidores de radio frecuencia de nivel. Plantas paquete RCC 3006 Northup Way, Bellevue, WA 98004-1407. Te. 206 828 2400, Fax 206 828 0526. Plantas paquetepara reciclado de agua industrial. 178

CEI , 4121 Drane Field Drive, Lakeland, FL 33802. Tel. 813 646 0030. Fax 813 646 8477. Equipos para reciclado de agua. Americleer Corp., 3101 S.W. 34th Avenue, Suite 905-322, Ocala, FL 34474. Tel. 904237 8597, Fax. 904 237 4686. Sistemas de purificación y reciclado de agua. Paul Muller Co. P.O. Box 828, Springfield, MO 65801-0828. Tel. 417 831 3000, Fax 417 831 6906. Plantas de destilación paquete desde 90 hasta 3785 l/hr. Equipo para pruebas y análisis Matt-Son, Inc. Tel. 608 251 3010. Papeles de ensayo para determinar, Cloro, dureza, alcalinidad, pH, nitrato/nitrito. La Motte, P.O. Box 329 Chesterton, MD 21620. Tel. 410 778 3100, Fax 410 778 8394. Equipos portátiles de análisis para el tratamiento de aguas. Hach Company, P.O. Box 389, Loveland, CO 80539. Tel. 303 669 3050, Fax 303 669 2932. Equipos portátiles de análisis para el tratamiento de aguas. Taylor, 31 Loveton Circle, Sparks, MD 21152, Tel. 410 472 4340. Equipos portátiles para análisis de aguas. CEM Corp. P.O. Box 200, Maththews, NC 28106. Analizador de sólidos especialmente diseñado para lodos. Metal Samples, 152 Metal Samples Road, Munford, AL 36268. Tel. 205 358 4202, Fax 205 358 4515. Probetas de metal para pruebas de corrosión. HNU Systems Inc. 160 Charlemon St. Newton, MA 02161. Tel. 617 558 0103, Fax 617 558 0056. Fotionizadores portátiles para detectar hidrocarburos y otros compuestos orgánicos volátiles. Thermo Env. Inst. 8, West Forge Parkway, Franklin, MA 02038. Tel 508 520 0430, Fax 508 520 1460. Monitoreo de hidrocarburos. Perstop Analytical P.O. Box 648, Wilsonville, OR 97070, Tel. 503 682 3848, Fax 503 685 9218. Detección de Cianuros. Corrosión, probetas y corrosímetros Metal Samples P.O. Box 8, 152 Metal Samples Road, Munford, AL 36268. Tel. 205 358 4202, Fax 205 358 4515. Probetas de metal y corrosímetros Eliminadores de rocio y neblinas Otto York Co., 42 Intervale Road, Parsippany, NJ 070054-0918. Tel 210 299 9200, Fax 201 299 9401. Monsanto Enviro Chem Systems Inc. P.O. Box 14547, St. Louis, MO 63178. Tel 314 275 5700, Fax 314 275 5701. Eliminador de compuestos volátiles en el agua Delta, Cooling Towers, 134 Clinton Road, Fairfield, NJ 07004-2970. Tel. 201 227 0300, Fax 201 227 0458. Programas de computadora para modelos de flujo en ríos, en yacimientos y en la atmósfera. Scientific Software Group, P.O. Box 23041, Washington D.C. 200016-3041, Tel.703 620 9214 Fax 703 620 6793.

179

Programas de computadora para plantas de potabilización y sistemas de distribución y cobro. AWWA P.O. 666 W. Quincy Ave., Denver, CO 80235, Tel. 303 795 2114, Fax 303 795 1989.

180

Índice de las Hojas de Trabajo de potabilización

Titulo

Archivo

Ablandadores con ceolitas de sodio e hidrógeno Acción germicida del cloro Adición de permanganato Adsorción con carbón activado Aereación en columna empacada Agua de calderas III Agua de lluvia Cálculo de la demanda de ozono Cálculo de turbidez Cálculo de un sistema deionizador de agua Cálculo del tanque de floculación Cálculo del volumen de ecualización Cloración con cloro, hipoclorito de calcio o de sodio Cloración y ozonización Coagulación y floculación Concentración de cloro x tiempo Conversiones Costos de operación Datos y estadísticas Desinfección con luz ultravioleta Dimensionamiento de sistemas de osmosis inversa Dimensionando un hidrociclón (Desarenador) Dimensiones de tanques y lagunas Dosificación de aditivos o productos Dosificación de aditivos y floculantes Eliminación de fierro y manganeso por filtrado Eliminación de metales Eliminación de soluciones de cianuro de sodio Eliminador de golpe de ariete Equivalentes en ppm de CaCO3 Estandares primarios de potabilidad Evaluación e Interpretación de agua a tratarse Evaluación e interpretación de agua a tratarse Filtración en medio múltiple Filtros de cartucho Flujo de fluidos Flujo en canales Flujo en canales, cálculo de inclinación Flujo por área y acumulación de sólidos en filtros Flujo usual en tubería de agua

ceosohi cloro KMnO4 CactivI areraci1 calder3 lluvia OZONO turbidez deioniz flocI tanquecu2 cloraI cloracio coagula CT conver costoper estadisI UV osmosis desaren dimensI dosif aditivos elimfemn metales cianuro ariete equiva potabI agua2 aguaI filtroI filtcart flufluI flucanal flucan2 flufilt flujusual

182

Flujo y diámetro de tubería tubo1 Fluoración final del agua fluor Hidracina para control de oxígeno en calderas dirás Hidrociclón hidroI Hidrociclones hifrocic Índice de filtración filtro2 Índices del agua indices Medición de flujo en canales con compuertas compuerI Mezclado de aire mezcaire Mezclador de aditivos mezclado Neutralización neutr Número más probable de coniformes por 100 mls de muestra coliform pH alcalinidad y sólidos totales disueltos phalc Planta potabilizadora paquete paquete Predicción del grado de mezclado requerido para coagulantes y floculantes predcoag Presión de agua contra la altura del tanque presion Relación de ingresos/egresos ingresos Relaciones de la alcalinidad alcalini Reporte de planta potabilizadora paquete plpltaI Selección de un ablandador ablanda Separador de placas o tubos seplacas Tamaño de una planta potabilizadora tamano Tamaño del tanque de ecualización tanquecu Tanques de preasentamiento con inyección de aire sedimen2 Tanques de preasentamiento sedimenI Tiempo y residencia residen Titulo menú Tratamiento con cal en caliente tratcal2 Tratamiento con cal tratcal Tuberías tubo3 Variaciones típicas en el consumo de agua variagua Vertederos verteder Viscosidad cinemática del agua viscin Volumen de tanques volumen

183

CONTRATO

El suscrito..................................... certifica que el día................... recibió una copia en disco compacto del libro “Potabilización y Tratamiento de Agua” y una copia de la colección de Hojas de Trabajo del mismo nombre en Microsoft Word. Estas Hojas de trabajo y el libro son para mi uso personal exclusivamente en mi trabajo de diseño u operación de sistemas de tratamiento de efluentes. Queda entendido que bajo ningún motivo puedo hacer copias para distribución, venta o uso por otras personas, otras empresas o instituciones. Tampoco puedo comercializar las modificaciones, variaciones o derivaciones de ninguna de las Hojas de Trabajo. Sin embargo si puedo - Copiar toda esta información en el disco duro de mi computadora personal. - Imprimir esta información para mi referencia personal. - Comercializar, vender u ofrecer en regalía los resultados de cálculo y de diseño de estas Hojas de Trabajo o de sus modificaciones.

Firmado en la ciudad de Irapuato, Guanajuato el día

de enero de 2007.

Guillermo C. Etienne B. Otorgó

Recibió

184

EVALUACIÓN DEL CURSO Calificación de 1 a 10, siendo 0 la calificación más baja y 10 la más alta. Participante: (puede omitir el nombre si lo desea) Curso: Fecha: Instructor: Guillermo Etienne HOJAS DE TRABAJO Evaluación: Comentarios:

TEXTO EN DISCO: Evaluación: Comentarios:

PRESENTACION ORAL Y EXPLICACIONES DEL INSTRUCTOR Evaluación: Comentarios:

¿Le recomendaría este curso a un colega?: ¿Que fué lo que más le gusto?

¿Que fué lo que menos le gustó?

EVALUACION GENERAL:

186

Dr. Ing. Guillermo Etienne 1ra Edición electrónica, enero

Recommend Documents