DESINFECCIÓN

La desinfección es el proceso unitario con el cual se pretende realizar la destrucción selectiva de

microrganismo patógenos que se puedan encontrar en el agua en el tiempo adecuado.

Existen diversos tipos de desinfectantes tanto físicos como químicos los cuales no deben volver el agua tóxica,

cambiar el color, sabor del agua; deben ser de fácil obtención y transporte, un costo racional, fácil de

almacenar, manipular y dosificar, además de producir un efecto residual para evitar posibles contaminación

en su distribución. Por todo lo anterior el desinfectante seleccionado es el cloro.

A continuación se presenta el diseño de la desinfección para:

DISEÑO

El diseño de la desinfección se realiza para el caudal total de la planta (25L/s), una la dosis óptima (D) que se

aplicará para obtener un Cl2 residual libre de 2,5 mg/L, el cual fue seleccionado de acuerdo a recomendaciones

y un tiempo de reposición del desinfectante de 8 días, junto otros parámetros adicionales presentados en la

Tabla 1.

Información Previa

Caudal de diseño Q 25 L/s

Dosis estimada de Cl2 D 2,5 mg/L

Tiempo de reposición tr 8 días

Temperatura T 15 °C

pH pH 6,5 [-]

K 25 mg*min/L

Ancho de cada filtro BF 1,7 m

Espesor Muros filtro ef 0,2 m

Tabla 1 Información previa desinfección

Se procede a calcular el flujo de masa, el cual está dado por la siguiente expresión:

𝑓 = 𝐷 ∗ 𝑄 = 2,5 (𝑚𝑔

𝐿) ∗ 25 (

𝐿

𝑠) = 62,5 (

𝑚𝑔

𝐿)

𝑓 = 5,4 (𝑘𝑔

𝑑í𝑎)

En siguiente paso se selecciona establece la forma de aplicación de acuerdo a la Tabla 2 en la cual se

muestran las características de los tanques de cloro disponibles en el mercado.

Altura Diámetro Capacidad Flujo máximo

N° HC (m) D (m) C (kg) C (lb) fmax kg/día fmax lb/día

1 1,4 0,21 50 100 13 26

2 1,47 0,24 75 150 20 40

3 2,00 - 2,10 0,8-0,75 500 1000 200 400

Tabla 2 Características de los tanques de cloro

Para el presente caso se seleccionó el tanque N°1, el cual cuenta con una altura (HC) de 1,4m, diámetro (D) de

0,21m, capacidad (C) de 50 kg y una tasa de flujo máxima de 13 kg/día.

Con la tasa de flujo necesaria para el caudal de la planta calculado anteriormente y flujo máximo del tanque

seleccionado se procede a calcular el número de tanques (NT) necesarios para la desinfección.

𝑁𝑇 =𝑓

𝑓𝑚á𝑥 =

5,4 (𝑘𝑔𝑑í𝑎

)

13 (𝑘𝑔𝑑í𝑎

)= 0,415

En vista de que no se puede tomar 0,415 tanques, se tiene 1 tanque para realizar el proceso de desinfección.

El flujo de aplicación del cloro está determinada por el número de tanques y el flujo de masa (f)

𝑓𝑎 =𝑓

𝑁𝑇

=5,4 (

𝑘𝑔𝑑í𝑎

)

1= 5,4 (

𝑘𝑔

𝑑í𝑎)

Dado que la planta no tiene un suministro constante de tanques de cloro, ya que estos se reponen cada 8 días,

se hace necesario disponer de tanques de almacenamiento (NTA) que permita continuar con el proceso de

desinfección sin interrupciones.

𝑁𝑇𝐴 =𝑓 ∗ 𝑡𝑟

𝐶 =

8 𝑑í𝑎 ∗ 5,4 (𝑘𝑔𝑑í𝑎

)

50 𝑘𝑔= 0,864

𝑁𝑇𝐴 = 1

En vista de lo anterior es necesario contar con 1 tanque de almacenamiento.

Para la aplicación del desinfectante es fundamental tener una estructura que permita la interacción del agua

con el cloro el tiempo adecuado para que se realiza la eliminación de los microrganismos patógenos que se

puedan encontrar en esta, este tiempo se puede determinar haciendo uso del método Concentración- Tiempo

(Ministerio de Desarrollo, 2000, pág. 79).

𝐶 = 𝑡𝑐 ∗ 𝑘

Donde k tiene un valor de 25mg*min/L y es seleccionada de acuerdo al pH, la temperatura y la dosis de cloro

aplicada, para el presente caso se tiene un pH de 6,5, temperatura de 15°C y la dosis mencionada con

anterioridad, por tanto con estos parámetros es posible determinar el tiempo necesario para la desinfección.

𝑡𝑐 =𝑘

𝐶=

25𝑚𝑔 ∗ 𝑚𝑖𝑛

𝐿

2,5 𝑚𝑔

𝐿

= 10 𝑚𝑖𝑛

𝑡𝑐 = 600𝑠

Con el tiempo de contacto determinado y el caudal, se puede obtener el volumen necesario para el tanque

de desinfección.

∀= 𝑄 ∗ 𝑡𝑐 = 25𝐿

𝑠∗

1𝑚3

1000 𝐿∗ 600 𝑠 = 15 𝑚3

Teniendo el volumen necesario para el canal de desinfección se procede a dimensionar el tanque, teniendo

en cuenta que el largo del tanque dependerá del número de filtros, ancho de filtros y el espesor de muros.

𝐿 = 𝑁 ∗ (𝐴𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜) + (𝑁 − 1) ∗ (𝐸𝑠𝑝𝑒𝑠𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑚𝑢𝑟𝑜𝑠)

𝐿 = 4 ∗ 1,7𝑚 + (4 − 1) ∗ 0,2𝑚 = 7,4𝑚

Al tener la longitud del tanque de desinfección al aplicar la definición de volumen es posible obtener el ancho

de este.

∀= 𝐵 ∗ 𝐻 ∗ 𝐿

𝐵 =∀

𝐻 ∗ 𝐿=

15 𝑚3

1,4𝑚 ∗ 7,4𝑚= 1,45𝑚

En los planos anexos se encuentra un esquema de del canal de desinfección