Proceso de potabilización de aguas, San Nicolás de los Arroyos (Planta Potabilizadora)

Dirección General de Cultura y Educación Dirección de Educación SuperiorINSTITUTO SUPERIOR DE FORMACION DOCENTE

Y TÉCNICA nro. 127 “CIUDAD DEL ACUERDO” PROFESORADO DE QUIMICA CON TRAYECTO EN CIENCIAS NATURALES

Tratamiento de aguas

Planta Potabilizadora de agua San Nicolás de los Arroyos



Introducción

“La cantidad y la calidad del agua disponible para los organismos vivos ha sido uno de los factores determinantes para su evolución, los movimientos migratorios de las poblaciones y su distribución en los distintos ambientes. Ha determinado, además la radicación de poblaciones humanas estables y su bienestar.El inadecuado suministro de agua, tanto en lo que se requiere a su cantidad como a su calidad, se ha convertido en uno de los problemas cruciales a resolver para la comunidad humana. Esta problemática se ha incrementado en las últimas décadas debido al aumento del requerimiento de disponibilidad para uso humano, la contaminación de las potenciales fuentes de agua potable y de los cuerpos de agua naturales, determinando efectos significativamente adversos sobre el organismo expuesto.El agua en contacto con la superficie de la tierra y al atravesar sus estratos va enriqueciéndose con las sustancias orgánicas que encuentra en su camino. Favorece este enriquecimiento sus componentes gaseosos que ha absorbido en la atmósfera o que todavía adquiere en su camino subterráneo”1.El enriquecimiento se obtiene: por disolución directa, por la acción del dióxido de carbono sobre los carbonatos, sulfatos y silicatos, por reacción y reciproca influencia en la solubilidad de los distintos gases entre si.Las sustancias mas importantes que se encuentran en el agua son: cloruros sulfatos y carbonatos de sodio, calcio, potasio, magnesio, hierro, manganeso, etc. Además nitratos, nitritos, sustancias orgánicas y amoniaco.

1 Ríos de vida. Las Ciencias Naturales y la Matemática. Dra. Maria del Carmen Tortorelli. 2009

Cepeda, Nelson Daniel Página 2



Abastecimiento de agua en San Nicolás de los Arroyos

La situación en cuanto al suministro de agua en san Nicolás es controlado por la dirección de Obras Sanitarias dependiente de la Municipalidad de San Nicolás de los arroyos. El abastecimiento hacia la red de agua potable en la ciudad se realiza mediante dos formas, suministro por bombas extractoras de agua de los acuíferos, lo cual contribuye al 60% del abastecimiento total del agua en la ciudad, y Planta Potabilizadora de Agua aportando el 40% restante al suministro total de agua. El agua es extraída de los acuíferos, mediante la distribución de 36 perforaciones cada cual, posee una bomba extractora. Estas poseen capacidades que van desde los 30.000 a 90.000 litros /hora. Dichas bombas en verano, debido al alto consumo de agua permanecen al máximo de funcionamiento en lo que se refiere a su carga horaria. Esto no sucede en invierno ya que, el consumo disminuye; solo funcionan 27 bombas, de las cuales, algunas poseen temporizadores, restringiendo el tiempo de marcha a menos de 24 hs. El aporte que hacen estas bombas en litros, por día a la red de agua potable es de 30.000.000 de litros de agua potable.

Proceso de potabilización

Haciendo referencia a los procesos de potabilización de aguas, podemos decir que existen varios tipos y formas a la hora de potabilizar agua. La cantidad pasos a realizarse en este proceso son variables, lo que no es variable es el orden con el que se realizan. En la planta potabilizadora de San Nicolás, se emplean los siguientes pasos de producción: extracción de agua, agregado de sustancias coagulantes, coagulación, decantación, corrección de pH, filtrada y almacenamiento. Se detallan a continuación. Cabe destacar que existen dos líneas (Norte y Sur) de producción en la P. P. A. San Nicolás. En dicho trabajo, se hará referencia a una de las líneas quedando sobreentendido, que en la línea contraria ocurre lo mismo que en la descripta.




Extracción de aguas

La extracción de aguas, se realiza mediante bombas extractoras de aguas, con capacidad de 550 l/min. La toma de agua cuenta con tres bombas de esta capacidad, dichas bombas poseen el caño extractor a distintas profundidades (por prevención en el caso de existir bajo nivel del rió por sequías). Esta agua de río es transportada desde la costa, hacia la planta por cañerías de acero de 25 plg. de diámetro aproximadamente.

Nota: Punto rojo, sala de bombas en la toma de agua de río, punto azul, Planta Potabilizadora de Agua San Nicolás

Agregado de sustancias coagulantes

Las sustancias coagulantes son inyectadas en dichas cañerías antes de ingresar a un tanque nivelador de presión. Este tanque nivelador esta ubicado




antes de la decantación, para que el ingreso de aguas sobre el decantador no sea agresivo y perturbe la formación de los flocs.El agua ya sulfatada y con el agregado de poliamida (sustancias que ayudan a la formación del coágulo) ingresa al centro del decantador. El caudal en agregado de estas sustancias coagulantes varia con la temperatura del agua, turbiedad del agua de rió, incidencia de la luz y perturbación en la superficie de agua (los vientos fuertes, agitan las aguas superficiales, evitando la formación del floc). La determinación del Ph del agua es probablemente, uno de los mejores métodos para regular la coagulación (Ph entre 6.50 y 7.00), la zona optima de Ph se conoce cuando se tiene un coagulo grande y de fácil sedimentación. Previamente, para verificar la cantidad adecuada de coagulante agregado en el agua, se puede realizar un ensayo de jarra. Este ensayo consiste en simular las reacciones de coagulación que se darán en el proceso, colocando distintos vasos de precipitados con agua de río (1.000 ml), a los cuales, se les agrega de manera ascendente, distintas cantidades de sulfato de aluminio (coagulante). Dicha mezcla (agua de río + coagulante) es agitada por un equipo de jar-test simulando en condiciones micro, la situación dada en el decantador (macro).

Inyección de sulfato de aluminio y poliamida (tanque cúbico), sobre la

cañería apoyada en el suelo, antes del ingreso del agua hacia el tanque

nivelador (margen superior derecho)




Tanque nivelador

Bombas inyectoras de sulfato

Agitación

En el centro del decantador se encuentra ubicado un rotor con paletas giratorias lo cual, ayuda a una rápida formación del coágulo de barro. El diámetro de la circunferencia del dichas paletas son de aproximadamente 3 mts.

Floculación y decantación

El floculo o coágulo debe ser voluminoso y durante su formación envuelve la mayor parte de las partículas en suspensión, una parte de las bacterias y absorbe el color por combinación química, depositándose más o menos lentamente en el fondo del decantador.




La decantación que tiene por objeto la clarificación del agua mediante la sedimentación de la materia coagulada, por acción de la gravedad.El fondo del decantador tiene una terminación cónica, por el cual, se recogen y eliminan los barros por electroválvulas, que se activan cada 5 min. Se halla de manera paralela a estas, una válvula manual para la expulsión de mayor cantidad de barros o agua en el caso de que el tratamiento haya salido de los parámetros óptimos de producción. El agua clarificada con un Ph entre 6.5 - 7.0 y una turbiedad entre 3 - 8 NTU, es recolectada por canaletas suspendidas en la parte superior del decantador.

Decantador: en el centro se encuentra el rotor con sus paletas sumergidas en el agua de río y

en la sección periférica al decantador se observa el agua ya clarificada la cual esta

pasando por vertederas hacia un canal principal que llevara a los filtros.

Canal principal del decantador que lleva agua clarificada hacia los filtros (aquí se agrega

lechada de cal)




Decantador vista externa

Decantador, vista parte inferior

Decantadores (Norte y Sur) a ambos lados de la pasarela, vista

superior




Corrección de Ph

Sobre el lado externo del interior del decantador pasa ya el agua clarificada, que luego pasara a los filtros ya con el agregado de cal para equilibrar el Ph (aumento del Ph del agua clarificada a 8.00 - 8.50) de la misma.

Filtrado

Es la separación del material en suspensión a fin de producir la completa clarificación. Mediante este proceso se obtienen la eliminación total de las partículas aun en suspensión (turbiedad de salida, < 1 NTU) y con ello la total clarificación del agua tratada. La mezcla de agua mas cal llega luego a los filtros donde es filtrada pasando por unas piletas compuestas (filtros) por distintos materiales de diferente granulometría (esta columna granulométrica es atravesada por gravedad). Los filtros deben ser lavados a las 144 horas de carga, esto quiere decir a las 144 horas de filtrado. Se los lava con agua potable de la cisterna (a contracorriente) insuflándose aire al lecho arenoso, por medio de un compresor. La agitación de el manto arenoso, juntamente con el agua, arrastran la suciedad contenida en los mismos, expulsando los barros contenidos en él, por la parte superior de los filtros a tal forma de desbordar y dirigirse finalmente a cloacas.

Batería de Filtros (lado norte)




Batería de filtros (lado sur)

Cloración y almacenamiento

Una vez atravesado los filtros el agua ya clarificada (turbiedad, < 1 NTU) en su totalidad llega a la cisterna, donde se le añade una solución de hipoclorito de sodio para su desinfección.El agua ya apta para consumo luego es elevada por bombas hacia un tanque el cual distribuye a la red de aguas potable de la ciudad. Las presiones de agua son controladas por medio de otro manómetro que se encuentra situado en un punto estratégico de la ciudad.

Bombas inyectoras de hipoclorito de sodio.




Montículo de tierra, haciendo de tabique a las paredes de la cisterna

(almacenamiento), en la parte superior los filtros de arena.

Tanque de agua a la ciudad.




Controles físicos-químicos y bacteriológicos (En laboratorio de producción diaria)

Lugar Turbiedad Ph CloroRío si si no

Decantador Si Si NoEntrada a filtro No Si NoSalida de filtros Si Si No

Cisterna Si Si SiTanque a ciudad Si Si Si

Determinación Lugar

Nitrato DecantadorAmonio Cisterna (almacenamiento)

Hidrocarburo Cisterna (almacenamiento)Agregado de carbón activado Decantador

Determinación bacteriológica frecuenciaCisterna 1 ves por día.Tanque a ciudad Cada 6 hs.Río 1 ves por día.Decantador 1 ves por semana.

Determinación bacteriológica Tipo de cultivo

Cisterna

Agar en 1 ml de muestra McConkey doble (5 tubos 10 ml de

muestra, por tubo). Asparagina ( 1 tubo, 10 ml de

muestra)

Tanque a ciudad

Agar en 1 ml de muestra McConkey doble (5 tubos 10 ml de

muestra, por tubo). Asparagina ( 1 tubo, 10 ml de

muestra)

Río

Agar en 1 ml de muestra (2 cajas de Petri con muestra al 1.0 y 0.01% de dilución)

McConkey simple (3 tubos con siembra directa, 3 con siembra al 0.1 % de la muestra y 3 al 0.01%).

Asparagina ( 1 tubo, 10 ml de muestra)

Decantador Agar en 1 ml de muestra (2 cajas de Petri con muestra al 1.0 y 0.01% de dilución)

McConkey simple (3 tubos con




siembra directa, 3 con siembra al 0.1 % de la muestra y 3 al 0.01%).

McConkey doble (3 tubos 10 ml de muestra, por tubo).

Asparagina ( 1 tubo, 10 ml de muestra)

Mapa conceptual potabilización de agua en San Nicolás




Sulfato de aluminio+

Poliamida

Lechada de Cal

Hipoclorito de sodio


Tanque nivelador

DecantadorNorte

DecantadorSur

Filtros norte Filtros sur

Toma de agua

Sala de bombas

elevadoras

Cisterna

Tanque de agua a ciudad



Bibliografía

1. Ríos de vida. Las Ciencias Naturales y la Matemática. Dra. Maria del Carmen Tortorelli. 2009

2. Procesos Productivos Industriales. Agua.20033. http://www.fortunecity.es/felices/andorra/51/Decantador%20Accelator.jpg4. http://foroarchivos.infojardin.com/foro-plantas/infojardin/foroarchivos/foro-

plantas/136007-potabilidad-del-agua-agua-corriente-agua-estancada.html


http://foroarchivos.infojardin.com/foro-plantas/infojardin/foroarchivos/foro-plantas/136007-potabilidad-del-agua-agua-corriente-agua-estancada.html

http://foroarchivos.infojardin.com/foro-plantas/infojardin/foroarchivos/foro-plantas/136007-potabilidad-del-agua-agua-corriente-agua-estancada.html

http://www.fortunecity.es/felices/andorra/51/Decantador%20Accelator.jpg




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