INGENIERIA SANITARIA 1 PARCIAL

INGENIERIA SANITARIA 2 PARCIAL1)- Diagrama de flujo de una planta potabilizadora con filtro rpido y una con filtro lento. Explique conceptualmente como trabaja cada una de las partes componentes.

2)- Haga una comparacin entre tratamiento con filtros rpidos y lentos. Cuales son los elementos a tener en cuenta para seleccionar el tipo de tratamiento.

3)- Explique claramente en que consiste la cloracin breack point.

4)- Cuales son los parmetros mas importantes que se buscan controlar en un tratamiento de lquidos residuales domiciliarios. Defina los mismos y de que depende su valor requerido al final del tratamiento.

5)- Enuncie algunas de las condiciones que deban presentarse para que sea adecuado el tratamiento por medio de un sistema de Barros Activados.

6)- Cuales son los mdulos que integran un tratamiento de Barros Activados. Describir brevemente como es el proceso de tratamiento de slidos y lquidos, mediante un diagrama de flujo hasta que los mismos son evacuados y/o depositados.

7)- Defina los tipos de Lagunas de Estabilizacin y explique claramente los procesos que se desarrollan en las mismas. 1)

Son recomendables para poblaciones de hasta 20.000 habitantes, trabajan a una velocidad de 0,3 a 0,6 m/hora. Son de planta rectangular y funcionan sin coagulacin.Cmara de carga la capacidad de estos depsitos debe ser lo suficiente como para tener una regulacin de 1 hs como mnimo del caudal a derivar, ya que en general este proceso se automatiza.

La entrada del agua se hace a nivel superior de la arena, debiendo atravesar el manto filtrante y el manto sostn, para ser recogida por el sistema inferior de drenaje, que desemboca en la cmara de salida. La diferencia en el nivel de agua dentro del filtro y la cmara de salida, da la prdida de carga. A medida que el filtro se va ensuciando aumenta la prdida de carga en el mismo, con lo cual tender a disminuir el caudal que pasa; para mantenerlo constante puede disponerse a la salida del agua filtrada una vlvula de accionamiento manual y un vertedero (puede ser triangular) para control y aforo, o de cualquier otro tipo de regulador.

Cuando se alcanza la prdida de carga mxima establecida, hay que proceder a la limpieza del filtro, sacndolo fuera de servicio y retirando los 5 cm superiores de arena, que es donde se acumula la mayor suciedad, juntamente con el anillo superior del conducto vertical de entrada de agua al filtro; por sucesivas remociones se llega a reducir el espesor del manto filtrante hasta un mnimo de 0,60 m, en cuya oportunidad debe reponerse la arena, hasta restituir el espesor inicial (0,90 a 1,20 m) y con rastrillos adecuados nivelar la superficie de la arena.

Planta de filtro rpido

Camara de carga

Aquietar el lquido a. Derivar el lquido, por medio de un desborde, en caso de exceso de aguab. Elevar la cota para que el sistema trabaje por gravedad Ablandamiento puede ir o no en el proceso. Aqu se aumenta el PH para un mejor proceso de floculacin cuando existe materia organica.

Coagulantes se inyecta una solucin de sulfato de aluminio

Floculador se busca incrementar la probabilidad de choque entre las partculas de tal forma que la reacciones qumicas se incrementen exponencialmente

Floculacin-coagulacin proceso fsico qumico para desestabilizar los coloides. En el las partculas se unen formando una masa de mayor peso especifico que el agua.Decantador tiene por objeto la clarificacin del agua por la sedimentacin de la materia coagulante por lo que la velocidad debe ser baja (1 cm/seg) ya que la sedimentacin se produce por la accin de la gravedad. El tiempo medio de permanencia es de 2 hs, se estima que en este tiempo decanta un 90% de la materia. A partir de ah se produce un reducido aumento, por 4 hs de solo un 95%. El resto de las partculas de la materia que no decanta en el sedimentador lo hace en los filtros.

Filtro rapido retiene el 10% de la partculas y microorganismos que no sedimenta en el decantador

Es una caja de H A constituido desde el fondo hacia arriba por:

1. Sistema de drenaje (conductos y caeras). Constituido por un mltiple alimentado por una serie de caos perforados (laterales) colocados perpendiculares al mltiple. El sistema de drenaje tiene por finalidad recoger el agua filtrada a travs del manto filtrante y conducirla fuera del filtro y repartir lo ms uniformemente posible el agua de lavado a presin.

2. Manto sostn de la arena. Esta formado por canto rodado graduado.

3. Lecho filtrante. Lecho de arena graduada hidrulicamente por accin de lavado.

4. Colector de agua de lavado. Constituido por varias canaletas colocadas a igual nivel y distancia que captan por vertedero el agua superficial de lavado. Estas canaletas descargan en un canal colector que conduce el agua fuera del filtro.

Cmara de cloracinDesinfeccin el agua. Destruccin de los organismos que son causantes de enfermedades patgenos.

Cisterna la funcin de la cisterna es la de almacenar agua en los periodos en que la demanda es menor que el suministro de tal forma que en los periodos de la demanda sea mayor que el suministro se complete con el dficit con el agua almacenada inicialmente.

Tanque elevado

Dar presin a la red de distribucin

Limpieza de sedimentadores

Limpieza de filtros

Consumo interno de la planta

CaractersticasFiltro Rpido a gravedadFiltro Lento convencional

Velocidad de filtracin90 a 160 m3/m2.da

3,75 a 6,67 m/h7 a 14 m3/m2.da

0,30 a 0,60 m/h

Espesor del manto filtrante60 a 75 cm90 a 120 cm

Espesor del manto sostn0,40 a 0,65 m0,30 a 0,45 m

Prdida de cargaDe 30 cm a 2,40 m De 16 cm a 1,20 m

Tamao de la arenaTamao efectivo 0,55 mm y mayores; coeficiente de uniformidad 1,5 y menor, dependiendo del sistema de drenaje inferiorTamao efectivo 0,25 a 0,40 mm; coeficiente de uniformidad 1,5 a 2,5

Tratamiento previo del aguaCoagulacin Floculacin y SedimentacinNinguno o aireacin (rara vez floculacin y sedimentacin)

rea ocupada por los filtrosBajaAproximadamente 12 veces mayor que los filtros rpidos

Acondicionamiento Microbiolgico Complementario del aguaCloracinCloracin

Caractersticas Generales de Construccin y Operacin

Filtros rpidos de arenaFiltros lentos de arena

Tamao del lechoPequeo, 40 a 400 m2 Extenso, 2000 m2

Distribucin del tamao de grano de la arena en el filtroEstratificado, con los granos ms pequeos o ligeros en la parte superior y los ms gruesos o pesados en el fondo No estratificado

Sistema de drenaje inferior1. Laterales de tubos perforados descargando en caeras principales

2. De tipo de fondo falso, con orificios

3. Varios, generalmente patentados1. Laterales de arcilla de juntas abiertas colocados sobre piedra gruesa descargando en conductos de drenaje maestros de concreto o arcilla

2. Laterales de tubos perforados descargando en caeras principales

Cada de presinInicial de 30 cm; final de 240 cmInicial de 16 cm; final de 120 cm

Duracin del ciclo de filtracin entre limpiezas12 a 24 a 72 horas20 a 30 a 60 das

Penetracin de la materia suspendidaProfunda, particularmente con medios filtrantes dobles o mezcladosSuperficial

Mtodo de limpiezaDesalojando y removiendo la materia suspendida mediante flujo ascendente o retrolavado que fluidifica el lecho. Posible uso de sistemas auxiliares de lavadoRaspando la capa superficial de arena y lavado y almacenando la arena lavada para reemplazo peridico del lecho. Espesor mnimo de 60 cm.

Cantidad de agua utilizada en la limpieza de la arena1,5 a 4% del agua filtrada entre lavados sucesivos.0,1 a 0,2% del agua filtrada entre lavados sucesivos.

Costo de construccinRelativamente altoRelativamente bajo

Costo de operacinRelativamente altoRelativamente bajo donde la arena se limpia en el predio de la planta

Costo de depreciacinRelativamente altoRelativamente bajo

3 La cantidad de cloro que debe utilizarse para la desinfeccin del agua, se determina generalmente mediante el mtodo de la demanda de cloro y el de breakpoint.

Al incorporar el cloro al agua, reacciona con las sustancias que sta contiene, quedando menos cloro en disposicin de actuar como desinfectante. Entre estas sustancias destacan el manganeso, hierro, nitritos, sulfhdrico y diferentes materias orgnicas. Otra sustancia presente, a veces, en el agua y que reacciona de una forma muy particular con el cloro es el amonaco. En este caso se forman compuestos denominados cloraminas. Si se contina aadiendo cloro en exceso, de manera que reaccione con todas las sustancias presentes, llegar un momento en que el cloro sobrante aparecer como cloro residual libre, que es el que realmente acta ahora como agente desinfectante. Para que el cloro residual libre est presente en un agua tratada con cloro despus del suficiente tiempo de contacto, es necesario que la cloracin se lleve a cabo mediante una dosis lo suficientemente elevada de cloro, hecho conocido como dosificacin con cloro sobrante, cloracin por el punto crtico o cloracin al breakpoint, con lo cual el cloro oxidar todas las sustancias que estn en disposicin de ser oxidadas, se combinar, destruir y eliminar otras, como por ejemplo las cloraminas , y despus de todo esto an quedar un exceso de cloro libre residual. La dosis de cloro a la cual comienza a aparecer el cloro libre residual es la llamada dosis de breakpoint.

4)

El Oxgeno Disuelto (OD) es la cantidad de oxgeno que est disuelta en el agua y que es esencial para los riachuelos y lagos saludables. El nivel de oxgeno disuelto puede ser un indicador de cun contaminada est el agua y cun bien puede dar soporte esta agua a la vida vegetal y animal. Generalmente, un nivel ms alto de oxgeno disuelto indica agua de mejor calidad. Si los niveles de oxgeno disuelto son demasiado bajos, algunos peces y otros organismos no pueden sobrevivir.La demanda biolgica de oxgeno, es un parmetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biolgicos que contiene una muestra lquida, y se utiliza para determinar su grado de contaminacin. Normalmente se mide transcurridos 5 das (DBO5) y se expresa en mg O2/litro.

La demanda qumica de oxgeno (DQO) es un parmetro que mide la cantidad de materia orgnica susceptible de ser oxidada por medios qumicos que hay en una muestra lquida. Se utiliza para medir el grado de contaminacin y se expresa en mg O2/litro.

La denominacin genrica coliformes designa a un grupo de especies bacterianas que tienen ciertas caractersticas bioqumicas en comn e importancia relevante como indicadores de contaminacin del agua y los alimentos.No todos los coliformes son de origen fecal, por lo que se hizo necesario desarrollar pruebas para diferenciarlos a efectos de emplearlos como indicadores de contaminacin. Se distinguen, por lo tanto, los coliformes totales que comprende la totalidad del grupo y los coliformes fecales aquellos de origen intestinal.Podemos distinguirlos en slidos sedimentables, slidos en suspensin y slidos disueltos, siendo los slidos totales la suma de todos ellos. Los slidos suspendidos totales o el residuo no filtrable de una muestra de agua natural o residual industrial o domstica, se definen como la porcin de slidos retenidos por un filtro de fibra de vidrio que posteriormente se seca a 103-105C hasta peso constante.Los slidos sedimentables son slidos de mayor densidad que el agua, se encuentran dispersos debido a fuerzas de arrastre o turbulencias. Cuando estas fuerzas y velocidades cesan y el agua alcanza un estado de reposo, precipitan en el fondo. Suelen eliminarse fcilmente por cualquier mtodo de filtracin.

5) Consideraciones previas:

1.- Los slidos suspendidos voltiles del afluente al reactor son despreciables.

2.- Relacin entre los slidos suspendidos voltiles del liquido mezcla (SSVLM) y los slidos suspendidos del liquido mezcla

SSVLM / SSLM =0.8

3.- Concentracin del barro de retorno (Xr) =10000 mg/l de slidos suspendidos voltiles

4.- Slidos suspendidos voltiles del lquido mezcla. (SSVLM) = 3500 mg/l

5.- Tiempo medio de retencin celular. fc =10das

6.- Rgimen hidrulico del reactor = Mezcla completa

7.- El efluente contiene 22mg/l de slidos biolgicos, de los cuales el 65 % es bio-

degradable.

8.- El valor de la DBO5 es igual al valor de la DBOL por el factor 0,68.

9.- El agua residual contiene nitrgeno y fsforo y otros nutrientes a nivel de trazas en cantidad suficiente para el crecimiento biolgico.

10.- El caudal punta sostenido durante 1 da es 2,5 veces el caudal medio.

6)El procedimiento consiste en provocar el desarrollo de un flculo bacteriano o masa floculenta biolgicamente activa (barros activados) en un depsito de aereacin. En este depsito, se agita mediante aereacin el lquido y el fango en suspensin para mantener las condiciones aerobias. Posteriormente se pasa a un sedimentador con la finalidad de separar el lquido tratado de los barros y estos son devueltos, en parte, al depsito de aereacin para mantener en el mismo una concentracin suficiente barros activados (barros de recirculacin o retorno), el resto se extrae y se enva a digestin de barros (barros en exceso)

Las etapas que componen el proceso son:

1. Etapa de contacto: Absorcin/ floculacin del lquido cloacal y el barro activado.

2. Aireacin: Mantiene aerbico y en suspencin el licor mezclado. Ambas etapas se dan simultneamente en el tanque de aireacin.

3. Separacin de la fase slida (barro activado) y lquida (efluente).

4. Etapa de recirculacin: haciendo retornar el barro activo del sedimentador secundario al afluente del tanque de aireacin.

5. Etapa de disposicin del barro activado: en exceso a fin de mantener la biomasa en equilibrio.

El grado de purificacin obtenido es muy elevado (90-95% de DBO y SS).

7) Una laguna de estabilizacin es una estructura simple para embalsar aguas residuales con el objeto de mejorar sus caractersticas sanitarias. Las lagunas de estabilizacin se construyen de poca profundidad (2 a 4 m) y con perodos de retencin relativamente grandes (por, lo general de varios das).Cuando las aguas residuales son descargadas en lagunas de estabilizacin se realiza en las mismas, en forma espontnea, un proceso conocido como autodepuracin o estabilizacin natural, en el que ocurre fenmenos de tipo fsico, qumico, bioqumico y biolgico.Este proceso se lleva a cabo en casi todas las aguas estancadas con alto contenido de materia orgnica putrescible o biodegradable.

Objetivos:

Reducir e inactivar organismos patgenos presentes en lquidos residuales

Disminuir la DBO o DQO del lquido

Permitir el reus del lquido para agricultura.

Clasificacin de las lagunas de estabilizacin Aerbicas: Soportan cargas orgnicas bajas y contienen oxgeno disuelto en todo instante y en todo volumen del lquido

Anaerbicas: Se proyectan para altas cargas orgnicas y no contienen oxgeno disuelto. El proceso es semejante al de un digestor anaerbico sin mezcla.

Facultativas: Operan con una carga orgnica media. En las capas superiores hay un proceso aerbico. En las capas inferiores se tiene un proceso anaerbico, donde se produce simultneamente fermentacin cida y metnica.

De maduracin: Se utilizan como una segunda etapa de tratamiento a continuacin de lagunas facultativas. Se disean para disminuir el nmero de organismos patgenos, ya que las bacterias y virus mueren en un tiempo razonable, mientras que los quistes y huevos de parsitos intestinales requieren ms tempo. Tambin reducen la poblacin de algas. Hay pequea remocin de la DBO.

Aereadas facultativas: Son una extensin de las lagunas facultativas convencionales. Tienen como funcin suministrar oxgeno al proceso, cuando la actividad de las algas se reduce durante la noche. Esta accin provoca la disminucin de la zona anaerbica e incrementa la aerbica provocando la concentracin de algas en toda la masa lquida.

Aereadas de mezcla completa: Tienen un nivel de potencia instalados (aereadores) suficientemente alto para suministrar todo el oxgeno requerido y adems para mantener en suspensin los slidos. Es una variante de aereacin prolongada sin recirculacin. Tiene mayor permanencia hidrulica.

Lagunas de sedimentacin: Son empleadas para clarificar el efluente de las lagunas aereadas aerbicas. En ellas se produce el almacenamiento y digestin de los lodos sedimentados.

De acuerdo a la secuencia del flujo de una batera de lagunas, podemos tener lagunas en serie, en paralelo, o en paralelo-serie.Procesos que se desarrollan en las lagunas de estabilizacin

La materia orgnica que ingresa en la laguna de estabilizacin se halla en estado de slidos sedimentables y slidos en suspensin, stos a su vez en estado coloidal y diluidos. Los slidos sedimentables y coloidales floculados, sedimentan en el fondo de la laguna y particularmente en la zona de ingreso. En cambio, el resto de la materia orgnica permanece en la masa lquida. Los slidos biodegradables depositados son estabilizados por las bacterias formadoras de cidos y de metano que en condiciones anaerbicas producen gases que escapan a la atmsfera, y compuestos solubles en la masa lquida. Las bacterias, especialmente las facultativas, estabilizan la fraccin no sedimentables de la materia orgnica presente en el efluente y la solubilizada del lodo sedimentado.

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