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8/24/2003Msc. Ing. Félix Douglas Aguilar 1
TECNOLOGIAS CON FILTRACIÓN RÁPIDASEMINARIO INTERNACIONAL “MEJORAMIENTO DE CALIDAD DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO”
Escuela Regional de Ingeniería Sanittaria
Universidad de San Carlos de Guatemala
8/24/2003Msc. Ing. Félix Douglas Aguilar 2
TECNOLOGÍAS PARA TRATAMIENTO DE AGUA CON USO DE QUIMICOS
El Agua puede potabilizarce
• Mediante utilización de quimicos
• Sin utilización de quimicos
8/24/2003Msc. Ing. Félix Douglas Aguilar 3
COAGULACIÓN QUIMICA
FLOCULACIÓN
DECANTACIÓN
FILTRACIÓN RAPIDA DESCENDENTE
FILTRACIÓN RAPIDA ASCENDENTE
CICLO COMPLETO
FILTRACIÓN DIRECTA
DESCENDENTE
DOBLE FILTRACIÓN
8/24/2003Msc. Ing. Félix Douglas Aguilar 4
SELECCIÓN DE LA TECNOLOGÍA
• CALIDAD DEL AGUA DE LA FUENTE
• CONFIABILIDAD
• FLEXIBILIDAD
• ENTORNO SOCIO-CULTURAL-POLITICO-ECONOMICO
8/24/2003Msc. Ing. Félix Douglas Aguilar 5
CALIDAD DE LA FUENTE
• HISTORIAL DE CALIDAD (Turbiedad, Color, Ph, Alcalinidad, Hierro, Manganeso, otros)
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CALIDAD DE LA FUENTE
• ANALISIS DE HISTOGRAMAS Y CURVAS DE FRECUENCIA ACUMULADA DE PARAMETROS CRITICOS
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CUADRO COMPARATIVO TURBIEDAD POR MESVALORES PROMEDIOS
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
MES
TURBIEDAD
1997
1996
1995
1994
1993
HISTOGRAMA DE CALIDAD
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05
101520253035404550556065707580859095
100
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600
TURBIEDAD AGUA CRUDA (U.N.T.)
FREC
UENC
IA A
CUM
ULAD
A (%
)
CURVA DE FRECUENCIA ACUMULADA
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TIPO DE PLANTA
ALTERNATIVAS
90% DEL TIEMPO 80% DEL TIEMPO
ESPORADICAMENTE
To <= 1000 UT To <= 800 UT To Max<= 1500 UT
Co <= 150 UC Co <= 70 UC Si To > 1500 UT añadir presed.
C.F <= 600/100 ml C.F > 600/100 ml añadir preclor.
To <= 30 UTCo <= 40 UCC.F <= 500/100 ml.Algas <= 100 mg/m3To <= 100 UT To <= 50 UT To Max<= 200 UT
To <= 250 UT To <= 150 UT To Max<= 400 UT
Co <= 60 UC Si Co > 100 UC
LIMITES DE CALIDAD DE AGUA CRUDA ACEPTABLES
FILTRACIÓN RÁPIDA
COMPLETA
FILTRACIÓN DIRECTA
DESCENDENTE
FILTRACIÓN DIRECTA
ASCENDENTE
FILTRACIÓN DIRECTA
ASCENDENTE-DESCENDENTE
FILT
RAC
IÓN
RÁPID
A To <= 20 UT To Max<= 50 UT
Co <= 60 UC Si Co > 100 UC
CRITERIOS DE CALIDAD
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• GRADO DE COMPLEJIDAD: simple de construcción, operación y mantenimiento
• FLEXIBILIDAD: producción de agua de calidad óptima en forma continua, con mínimo de operación y facil mantenimiento.
• ENTORNO SOCIO-CULTURAL-POLITICO Y ECONÓMICO:
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CONSTRUCCIÓN DE UN DECANTADOR LAMINAR
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CONSTRUCCIÓN DE UN FILTRO RAPIDO
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TRATAMIENTO CON CICLO COMPLETO
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PROCESOS INVOLUCRADOS
• COAGULACIÓN
• FLOCULACIÓN
• DECANTACIÓN
• FILTRACIÓN RÁPIDA
• DESINFECCIÓN
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COAGULACIÓN
• Se distinguen dos fases:
a) Dosificación de Productos Químicos
b) Mezcla de Productos Químicos
El coagulante de mayor aplicación en nuestro medio es el Sulfato de Aluminio
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TOLVAS PARA SUMINISTRO DE SULFATO DE ALUMINIO
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TIPOS DE DOSIFICADORES DE SULFATO DE ALUMINIO
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COAGULACIÓN POR BARRIDO
MECANISMOS DE LA COAGULACIÓN
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MEZCLA HIDRAULICA
• SE APROVECHA EL RESALTO HIDRAULICO
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TIPO DE UNIDADES
• UNIDADES HIDRAULICAS
• UNIDADES MECÁNICAS
CANALETA PARSHALL
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CONCEPTOS GENERALES DE LA FLOCULACION
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MECANISMOS QUE INTERVIENEN EN LA FLOCULACIÓN
• FLOCULACIÓN PERICINETICA
• FLOCULACIÓN ORTOCINETICA
• SEDIMENTACIÓN DIFERENCIAL
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PARAMETROS DE FLOCULACIÓNPLANTA POTABILIZADORA
TURBIEDAD RESIDUAL vrs. TIEMPO DE RETENCION
020406080
0 5 10 15 20 25 30 35
TIEMPO DE RETENCION (minutos)
TURB
IEDA
D RE
SIDU
AL
(Tf/T
o)
G 80 G 60 G 40 G 20
PLANTA POTABILIZADORA TURBIEDAD RESIDUAL vrs. GRADIENTE DE VELOCIDAD
020406080
15 25 35 45 55 65 75 85
GRADIENTE DE VELOCIDAD (s-1)
TURB
IEDA
D RE
SIDU
AL
(Tf/T
o)
T 5 T 10 T 15 T 20 T 25 T 30
GRADIENTE DE VELOCIDAD vrs. TIEMPO DE RETENCION
10.00
100.00
1 10 100
TIEMPO DE RETENCION (min.)
GRAD
IENT
E DE
VE
LOCI
DAD
(s-1
)
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FLOCULACIÓN
UNIDADES MAS COMUNES
A) FLOCULADORES HIDRAULICOS
B) FLOCULADORES MECÁNICOS
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FLOCULADORES HIDRAULICOS
FLOCULADOR DE FLUJO HORIZONTAL
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DECANTADORES
•DECANTADORES CONVENCIONALES
•DECANTADORES LAMINARES
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TIPO DE DECANTADORES
DECANTADOR CONVENCIONAL
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DECANTADOR LAMINAR
LAMINAS
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FILTRACIÓN
TIPO DE SISTEMAS DE FILTRACIÓN:
A) FILTROS CON TASA Y NIVEL CONSTANTES
B) FILTROS DE TASA CONSTANTE
C) FILTROS DE TASA DECLINANTE
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FILTROS DE TASA Y NIVEL CONSTANTE
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FILTROS DE TASA CONSTANTE
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FILTRO DE TASA DECLINANTE
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FILTROS RAPIDOS
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FILTROS RAPIDOS
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OPERACIÓN DEL FILTRO DE TASA DECLINANTE
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TASAS DE OPERACIÓN DE LOS FILTROS RAPIDOS CON TASA CONSTANTE
DESCRIPCION TASA DEFILTRACION
M3/M2/Da. De agua decantada en medio filtrante único de arenacon espesor inferior de 0.8 m.
120 -240
b. De agua coagulada o prefloculada en medio filtranteúnico con espesor superior a 1.0 m. y uso de polímerocomo auxiliar (filtración directa)
180 - 600
c. De agua decantada en medio filtrante doble, conespesor total inferior a 0.8 m.
180 - 360
d. De agua coagulada o prefloculada en medio filtrantedoble, con espesor total superior a 0.8 m, con uso depolímero como auxiliar (filtración directa)
180 - 600
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TASAS DE OPERACIÓN DE LOS FILTROS RAPIDOS CON TASA DECLINANTE
DESCRIPCION TASA DEFILTRACION
M3/M2/Da. De agua decantada en medio filtrante único de arenacon espesor inferior de 0.8 m.
120 -240
b. De agua coagulada o prefloculada en medio filtranteúnico con espesor superior a 1.0 m. y uso de polímerocomo auxiliar (filtración directa)
180 - 600
c. De agua decantada en medio filtrante doble, conespesor total inferior a 0.8 m.
180 - 360
d. De agua coagulada o prefloculada en medio filtrantedoble, con espesor total superior a 0.8 m, con uso depolímero como auxiliar (filtración directa)
180 - 600
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ACETATOS
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CONCLUSIONES FINALES
• LA TECNOLOGÍA DE FILTRACIÓN RAPIDA PARA LA POTABILIZACIÓN DEL AGUA REQUIERE DE UNA BUENA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO
• SU SELECCIÓN DEBE BASARSE EN ESTUDIOS TÉCNICOS QUE INVOLUCREN UN HISTORIAL DE LA CALIDAD DEL AGUA
• LA PROPUESTA DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA NO DEBE DE ENFOCARSE ÚNICAMENTE AL SISTEMA TÉCNOLÓGICO, ES DE SUMA IMPORTANCIA EL ENTORNO DE CUENCA.