PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE

Las diversas actividades del ser humano como la ganadería, agricultura, industria, y recreacionales han provocado que la calidad del agua cruda se vea afectada debido a las descargas de contaminantes que incluyen sustancias químicas y microbiológicas, que además deterioran sus características estéticas.

Para hacer frente a este problema, es necesario someter al agua a una serie de operaciones y procesos unitarios, a fin de purificarla o potabilizarla para que pueda ser consumida por los seres humanos.

Una operación unitaria es un proceso químico, físico o biológico mediante el cual las sustancias no deseables que contiene el agua son removidas o transformadas en sustancias inocuas y en función de estos procesos existen diferentes tipos de plantas de tratamiento.

TIPOS DE PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE.

Las plantas de tratamiento de agua se pueden clasificar de acuerdo con el tipo de procesos que las conforman en:

i) plantas de filtración rápida.ii) plantas de filtración lenta.

También se pueden clasificar de acuerdo con la tecnología usada, en:

i) plantas convencionales antiguas.ii) ii) plantas convencionales de tecnología apropiada.iii) iii) plantas de tecnología importada o de patente.

O a su vez se considera el espacio físico disponible: i) plantas de tratamiento convencional.ii) plantas de tratamiento de agua potable tipo paquete.

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE TIPO CONVENCIONAL

Este tipo de sistema es el más antiguo en nuestro medio. Se ha venido utilizando desde principios del siglo pasado (1910–1920). Se caracteriza por la gran extensión que ocupan las unidades, principales el decantador rectangular de flujo horizontal, el cual normalmente se diseña con tasas comprendidas entre 10 y 60 m3/m2.d. (Vargas, 2006)

Para mejorar el funcionamiento de los sistemas convencionales, se fueron agregando equipos mecánicos y actualmente la mayor parte de estos sistemas son mixtos, es decir, están constituidos por unidades hidráulicas y mecánicas. (Luciano Sandova Y, 1998)

Inicialmente estas plantas carecían de mezcladores y se les agregó retromezcladores. Los floculadores pueden ser hidráulicos o mecánicos, los decantadores rectangulares de flujo horizontal y en algunos casos devuelta en U.

PROCESOS DE TRATAMIENTOLas plantas de tratamiento de agua potable, por lo general llevan un lineamiento en común, las cuales varían de acuerdo a la procedencia del agua cruda. De los principales procesos de tratamiento en una Planta de Tratamiento de Agua Potable (PTAP).

Pre tratamiento Coagulación-floculación Sedimentación. Filtración Desinfección

A continuación se detalla cada uno de los procesos citados anteriormente, de tal modo que se entienda en que proceso se forman los lodos y las características que presentan los mismos.

Pre TratamientoLa primera operación de pre tratamiento consiste en la eliminación de los sólidos de gran tamaño que pueda contener el agua en el punto de captación, por ejemplo hojas o ramas de árbol, piedras, etc. Para ello, se utilizan rejas y/o tamices que retienen los sólidos. Cuando el contenido en arenas y sólidos similares en suspensión es elevado, se emplean canales desarenadores en los que los sólidos sedimentan por gravedad.

Posteriormente, el agua suele someterse a un proceso de aireación, dejando caer el agua en una cascada, cuyo objetivo es incrementar la proporción de oxígeno disuelto, facilitando la depuración por medio de bacterias aerobias.

En el pre tratamiento es habitual incluir una oxidación primaria, por ejemplo con dióxido de cloro (ClO2), cuyo objetivo principal es destruir las sustancias orgánicas, actuando también como etapa de pre desinfección.

Mezcla RápidaSe denomina mezcla rápida a las condiciones de intensidad de agitación y tiempo de retención que debe reunir la masa de agua en el momento en que se dosifica el coagulante.

CoagulaciónAntes entrar a la etapa de sedimentación, se ajusta el pH mediante la adición de ácidos (clorhídrico, sulfúrico) o de alcalis (hidróxido sódico, hidróxido cálcico) y se añaden al agua agentes coagulantes (sales de hierro o aluminio), que dan lugar a cationes multivalentes con cargas positivas que compensan la carga negativa de las partículas coloidales y por lo tanto eliminan las fuerzas de repulsión entre ellas, facilitando su coalescencia para dar lugar a partículas de mayor tamaño.

FloculaciónEl proceso de floculación que sigue a la coagulación, consiste de ordinario en una agitación suave y lenta, se añaden agentes floculantes (polielectrolitos) con el fin de aglutinar las partículas formadas en la coagulación para dar lugar a la formación de flóculos de mayor tamaño, que se separan más fácilmente en la etapa posterior de sedimentación, al descender a mayor velocidad. (Ramirez, 2008).

SedimentaciónEn esta etapa los flóculos formados por la acción de los agentes coagulantes y floculantes sedimentan en tanques de forma circular o rectangular, obteniéndose por la parte superior el agua clarificada y extrayéndose por el fondo una corriente de lodos que contienen los flóculos.

Una variante es la denominada sedimentación lastrada, en la que se utilizan partículas de arena para incrementar el peso y tamaño de los flóculos, aumentando la velocidad de sedimentación y reduciendo el tiempo de esta operación.

FiltraciónEl agua sobrenadante de la etapa de sedimentación, se somete a filtración, la cual consiste en hacer pasar el agua, que todavía contiene materias en suspensión no separadas en la sedimentación, a través de un lecho filtrante que permite el paso del líquido pero no el de las partículas sólidas, las cuales quedan retenidas en el medio filtrante.

Los medios filtrantes más utilizados son la arena y el carbón activo granular. En el caso de utilizar este último material filtrante, además de la retención de las partículas sólidas, se produce la eliminación por adsorción de sustancias orgánicas, evitando la existencia de olores y sabores en el agua filtrada.

También existen otros tipos de lechos como es el caso de membranas filtrantes que pueden ser de plástico o de metal. (Ramirez, 2008)

DesinfecciónLa etapa final del proceso de potabilización de aguas de consumo humano es siempre la desinfección. Se trata de la etapa de mayor importancia ya que ha de garantizar la eliminación de microorganismos patógenos que son responsables de gran número de enfermedades como tifus,

cólera, hepatitis, gastroenteritis salmonelosis, etc.

La desinfección puede conseguirse mediante tratamiento con productos químicos o mediante aplicación de radiación. La cloración es el procedimiento químico más utilizado para desinfectar el agua, y consiste en utilizar cloro o alguno de sus derivados, como los hipocloritos de sodio o de calcio. Sin embargo, existen otros compuestos que usan con este fin como el Dióxido de Cloro y el Ozono.