5.- agua potable.calidad y tratamiento, para estudiantes
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saneamiento ambientalTRANSCRIPT
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POTABILIZACIN DEL AGUA
Dr. Eduardo Jess Lucena
Ing. Julio tersek
Lic. Luis Jos La Rosa
Universidad Centroccidental
Lisandro Alvarado
Decanato de Ingeniera Civil
SANEAMIENTO
AMBIENTAL
Junio, 2014.
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Potabilizacin del Agua
Por qu se realiza ?.
En qu consiste ?.
Quin lo realiza ?.
Donde se inicia ?.
Cmo se controla ?.
Qu puede ocurrir si no se emplean mtodos adecuados ?...
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INTRODUCCIN
DISTRIBUCIN DE LOS RECURSOS HDRICOS
1.338.000.000 km3
96,5% agua de los ocanos
24.364.100 km3
1,725% agua congelada
12.955.400 km3
0,936% agua salada
subterrnea y de lagos
10.665.110
km3
0,839%
agua dulce
10.530.000 km3
98,73% agua
subterrnea
~ 50% a ms de 800
m de profundidad
93.120 km3
0,87% agua de
ros y lagos
41.990 km3
0,39% agua de
pantanos, suelo,
biolgica y
atmosfrica
1.385.984.610 km3
VOLUMEN TOTAL DE AGUA
Adaptado de Kiely, 1999, segn formato de Doxiadis, 1967
Premisa 1
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INTRODUCCIN
COMPOSICIN DEL AGUA
De acuerdo al Ciclo Hidrolgico: El agua
transporta,
disuelve,
se combina,
descompone,
y acumula
sustancias.
El agua pura = H2O NO EXISTE!
Composicin del agua?
Agua = H2O + otras sustancias
Premisa 2
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Potabilizacin del Agua
Cuales son las sustancias que se incorporan al agua durante el ciclo hidrolgico ?.
Cmo pueden agruparse ?.
Qu efectos pueden causar ?.
Por qu deben ser eliminadas o incorporadas del agua ?...
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INTRODUCCIN
ELEMENTOS PRESENTES EN EL AGUA
Inorgnicos
Cationes
Ca2+, Mg2+, Na+
K+, H+ , Fe2+
Aniones
HCO3-, CO3
=, SiO3=,
SO4=, Cl-, Br-
Orgnicos
Narutal
Sustancias hmicas,
Materia orgnica
Artificial
Pesticidas, solventes,
detergentes
Bionutrientes
Compuestos
Nitrogenados
NH4-, NO3
-, NO2-
organonitrogenados
Compuestos
Fosforados
PO4
organofosforados
Com
pon
entes D
isueltos
Gases
Gases Solubles
O2, CO2...
Partculas
Slidos Insolubles
Especies minerales no disueltas: slice, arcillas...
Com
pon
entes
Suspendid
os
Microorganismos
Organismos Microscpicos
Bacterias, virus, hongos, protozoos, algas...
H C C OH OH
H H
H H
Premisa 3
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Potabilizacin del Agua
Cmo pueden clasificarse las aguas en la naturaleza ?.
Cuales son las caractersticas de estas aguas ?...
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INTRODUCCIN
SEGN SU ORIGEN
Agua Subterrnea
Su composicin de-pender del tiempo de contacto y carac-terstica de los estra-tos con los cuales entre en contacto.
Agua Superficial
Su composicin esta-r acorde con la at-msfera que lave y la superficie donde es-curra.
Primera conclusin parcial
Cuales tienen mejor calidad ?
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INTRODUCCIN
COMPOSICIN SEGN SU ORIGEN
Agua Subterrnea
Baja carga biolgica
Baja concentracin de partculas
Alta concentracin de iones
Agua Superficial
Alta carga biolgica
Alta concentracin de partculas
Baja concentracin de iones
Primera conclusin parcial
Cuales tienen mejor calidad ?
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Calidad
CALIDAD DEL AGUA
Es el conjunto de caractersticas fsicas, qumicas y biolgicas que le confieren una particularidad y una constitucin peculiar al agua.
Buena calidad ???
Mala calidad ??? Ambiguo
Para quin ???
Para qu ???
Agua destilada (H2O)
Para el laboratorio es apropiada
Para la consumo humano ???
Agua para riego
Para los cultivos es apropiada
Para el concreto ???
Para la consumo humano ???
Primera conclusin parcial
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Calidad
CALIDAD DEL AGUA
El agua es un recurso de usos mltiples:
Consumo humano
Riego
Abastecimiento industrial
Mantenimiento de la vida acutica
Navegacin
Recreacin y esttica
Transporte de desechos
A cada uso le corresponde una calidad
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Calidad
CALIDAD DEL AGUA
Cmo determinamos la Calidad del Agua?
Midiendo
Cuantificando
Calificando
Factores de Calidad
Segn Normas
Las Normas definen un espectro de
calidad
Asociado al uso
Tomar decisiones
Precisando diversos parmetros
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INTRODUCCIN
CALIDAD DEL AGUA
Cmo se determina la Calidad del Agua?
Calidad de agua es el resultado de la caracterizacin
fsica, qumica y biolgica del agua que provee una
fuente, y que permite determinar su composicin y,
en consecuencia, su utilidad para un propsito
determinado
Siendo sta la condicin que la hace adecuada para
un uso particular, es el uso y no las caractersticas
que posea el agua en un determinado momento la
que define su calidad.
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Qu es el agua potable?
Es aquella que es apta para el consumo humano
Ello implica, bsicamente, dos cosas:
1.- Puede ser consumida en cualquier cantidad.
2.- Puede ser consumida durante toda la vida.
Sin que afecte la salud de las personas
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Qu regula o controla la calidad del agua en Venezuela?
Normas relacionadas con la calidad del agua potable:
Normas para la Clasificacin y el Control de la
Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o
Efluentes Lquidos, Decreto N 883, Gaceta Oficial
N 5.021, 18/12/1995.
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable,
Gaceta Oficial N 36.395, 13/02/1998.
Norma de Agua Potable Envasada, COVENIN
1431-82.
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas relacionadas con la calidad del agua potable:
Normas para la Clasificacin y el Control de la
Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o
Efluentes Lquidos, Decreto N 883, Gaceta Oficial
N 5.021, 18/12/1995.
Aplicable a fuentes potenciales de aguas para
consumo humano.
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas relacionadas con la calidad del agua potable:
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable,
Gaceta Oficial N 36.395, 13/02/1998.
Aplicable a las aguas que, cumpliendo con los
requisitos de la normativa anterior, hayan sido
acondicionadas por cualquier tipo de proceso para
hacerla apta para consumo humano.
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas relacionadas con la calidad del agua potable:
Norma de Agua Potable Envasada, COVENIN
1431-82.
Aplicable a las aguas envasadas destinadas a
consumo humano.
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INTRODUCCIN
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas para la Clasificacin y el Control de la
Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o Efluentes Lquidos
Clasificacin de las aguas naturales segn se destinen a:
Tipo 1: Usos que requieran agua potable
Tipo 2: Usos agropecuarios
Tipo 3: Explotacin de moluscos
Tipo 4: Balnearios, deportes y pesca
Tipo 5: Usos industriales que no requieran agua potable
Tipo 6: Navegacin y generacin de energa
Tipo 7: Recepcin de efluentes
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INTRODUCCIN
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas para la Clasificacin y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o
Efluentes Lquidos
Tipo 1: Aguas destinadas al uso domstico y al uso
industrial que requiera de agua potable, siempre que
sta forme parte de un producto o sub-producto
destinado al consumo humano o que entre en
contacto con l
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas para la Clasificacin y el Control de la Calidad de los Cuerpos de Agua y Vertidos o
Efluentes Lquidos
Sub-Tipo Definicin
1A Aguas que desde el punto de vista sanitario pueden
ser acondicionadas con la sola adicin de desinfectantes.
1B
Aguas que pueden ser acondicionadas por medio de
tratamientos convencionales de coagulacin,
floculacin, sedimentacin, filtracin y cloracin.
1C Aguas que pueden ser acondicionadas por procesos
de potabilizacin no convencionales.
Fuente: Decreto 883, 1995.
Agua natural utilizada para producir agua potable
35 parmetros (factores de calidad)
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Normas
Las aguas de los subtipos 1A y 1B son aquellas que se
corresponden con los rangos o lmites siguientes:
Parmetro Subtipo 1A Subtipo 1B
Oxgeno Disuelto (OD) > 4,0 mg/l (*) > 4,0 mg/l (*)
pH Min 6,0 y mximo 8,5 Min 6,0 y Mx 8,5
Color Real < 50 U Pt-Co < 150 U Pt-Co
Turbiedad < 25 UNT < 250 UNT
Fluoruros < 1,7 mg/l < 1,7 mg/l
Organismos
Coliformes Totales
Promedio mensual
< 2.000 NMP/100ml
Promedio mensual
< 10.000 NMP/100ml
Lmite o Rango Permisible
(*) Este valor se podr expresar como % de saturacin, y debe ser > 50%
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Normas
Las aguas de los subtipos 1A y 1B no debern exceder adems los
siguientes lmites siguientes:
Lmite o Rango Permisible
Elementos o compuestos Lmites
Aceites minerales 0,3 mg/l
Aluminio 0,2 mg/l
Arsnico Total 0,05 mg/l
Bario Total 1,0 mg/l
Cadmio Total 0,01 mg/l
Cianuro Total 0,1 mg/l
Cloruros 600 mg/l
Cobre Total 1,0 mg/l
Cromo Total 0,05 mg/l
Detergentes 1,0 mg/l
Dispersantes 1,0 mg/l
Dureza expresada como CaCO3 500 mg/l
Extracto de Carbono al Cloroformo 0,15 mg/l
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Normas
Las aguas de los subtipos 1A y 1B no debern exceder adems los
siguientes lmites siguientes (Cont):
Lmite o Rango Permisible
Elementos o compuestos Lmites
Fenoles 0,002 mg/l
Hierro Total 1,0 mg/l
Manganeso Total 0,1 mg/l
Mercurio Total 0,01mg/l
Nitritos + Nitratos 10,0 mg/l
Plata Total 0,05 mg/l
Plomo Total 0,05 mg/l
Selenio 0,01 mg/l
Sodio 200 mg/l
Slidos Disueltos Totales 1.500 mg/l
Sulfatos 400 mg/l
Zinc 5,0 mg/l
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Normas
Las aguas de los subtipos 1A y 1B no debern exceder adems los
siguientes lmites siguientes (Cont):
Biocidas Lmites
Organofosforados, Carbamatos 0,1 mg/l
Organoclorados 0,2 mg/l
Radioactividad Lmites
Actividad Mximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l)
Actividad Mximo 0,1 Becquerelio por litro (Bq/l)
Y el agua, una vez tratada, qu puede contener ?
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
organolpticos Valor deseable
Lmite mximo
aceptable Observaciones
1 Color verdadero 5 U Pt-Co 15 (25) U Pt-Co Crea trihalometanos
con el cloro
2 Turbiedad 1 UNT 5 (10) UNT Interfiere con la
desinfeccin
3 Olor y Sabor Aceptable para la mayora de
los consumidores
Molestan al
consumidor
4 Slidos disueltos
totales 600 mg/l 1.000 mg/l
ndice de control de
la purificacin
5 Dureza total (CaCO3) 250 mg/l 500 mg/l Crea incrustaciones y
consume jabn
6 pH 6,5 8,5 9,0 Causa irritacin ocular y trastornos cutneos
7 Aluminio 0,1 mg/l 0,2 mg/l Interfiere en la dilisis
de pacientes de rin
8 Cloruros 250 mg/l 300 mg/l Afecta la digestin y
producen mal sabor
9 Cobre total 1,0 mg/l (2,0) mg/l Txico para nios
10 Hierro Total 0,1 mg/l 0,3 (1,0) mg/l Produce agua roja,
manchas y mal sabor
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
organolpticos Valor deseable
Lmite mximo
aceptable (a) Observaciones
11 Manganeso Total 0,1 mg/l 0,5 (1,0) mg/l Produce coloracin y
xidos insolubles
12 Sodio 200 mg/l Afecta la presin
sangunea y corazn
13 Sulfatos 250 mg/l 500 mg/l Efecto laxante, mal
sabor e incrustaciones
14 Zinc 3,0 mg/l 5,0 mg/l Crea debilidad
muscular, sabor
metlico y coloracin
N Componentes inorgnicos
Valor mximo aceptable Observaciones
15 Arsnico 0,01 mg/l Produce cncer en
la piel y afecta los nervios
16 Bario total 0,7 mg/l Afecta el sistema
circulatorio
17 Boro 0,3 mg/l
Afecta el sistema
nervioso y produce
borismo
18 Cadmio 0,003 mg/l Se concentra en el
hgado, riones y pncreas
19 Cianuro total 0,07 mg/l Efectos en el bazo,
hgado y riones
20 Cromo total 0,05 mg/l Efectos en el hgado
y los riones
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
inorgnicos Valor mximo aceptable Observaciones
21 Fluoruros 0,0 1,5 mg/l Daa en los dientes
y huesos
22 Mercurio total 0,001 mg/l Daa el sistema
nervioso
23 Nquel 0,02 mg/l Produce prdida de
peso, cambios en la
sangre y enzimas
24 Nitratos como NO3
-
Nitratos como N
45 mg/l
10 mg/l
Disminuye la
oxigenacin de la sangre de los nios
25 Nitritos como NO2
-
Nitritos como N
0,03 mg/l
0,01 mg/l
Disminuye la
oxigenacin de la
sangre de los nios
26 Molibdeno 0,07 mg/l Daa al hgado y
los riones
27 Plomo total 0,01 mg/l Daa el sistema
nervioso y riones
28 Selenio 0,01 mg/l Ataca el sistema
nervioso
29 Plata total 0,05 mg/l Causa decoloracin de
la piel y ojos
30 Cloro residual 1,0 (3,0) mg/l
0,3 0,5 mg/l
Garantiza la calidad
microbiolgica
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
orgnicos Valor mximo aceptable Observaciones
31 Bromoformo 100 g/l Nocivo para la salud
32 Cloroformo 200 g/l Riesgo de cncer
33 Dibromoclorometano 100 g/l Nocivo para la salud
34 Benceno 10 g/l Riesgo de cncer
35 Tolueno 700 g/l Riesgo de cncer
36 Xileno 500 g/l Riesgo de cncer
37 Aldrn y Dieldrn 0,03 g/l Afecta el hgado y
nervios
38 Clordano 0,2 g/l Riesgo de cncer
39 DDT y sus metabolitos 2,0 g/l Agente txico y
carcingeno
40 2-4-D 30 g/l Nocivo para la salud
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
orgnicos Valor mximo aceptable Observaciones
41 Heptacloro 0,03 g/l Riesgo de cncer
42 Heptacloro epxido 0,1 g/l Nocivo para la salud
43 Hexaclorobenceno 1,0 g/l Riesgo de cncer
44 Lindano 2,0 g/l Afecta el hgado, riones y nervios
45 Metoxicloro 20 g/l Agente txico y
carcingeno
46 Acrilamida 0,5 g/l Nocivo para la salud
47 Benzopireno 0,7 g/l Nocivo para la salud
48 1-2 Dicloro etano 30 g/l Riesgo de cncer
49 1-1 Dicloro etileno 30 g/l Afecta el hgado y los
riones
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
orgnicos Valor mximo aceptable Observaciones
50 Etilbenceno 300 g/l Nocivo para la salud
51 Pentaclorofenol 9,0 g/l Riesgo de cncer
52 2-4-6 Triclorofenol 200 g/l Nocivo para la salud
N Componentes
microbiolgicos Valor mximo aceptable Observaciones
53 Coliformes fecales Ausentes en todas las muestras Agua tratada a ser
distribuida
54 Coliformes totales
Ausentes en el 95% de las muestras analizadas por ao
Ausentes en dos muestras
consecutivas del mismo sitio
Agua en el sistema de distribucin
55 Agentes patgenos Ausentes Virus, bacterias,
hongos, protozoarios,
y helmintos
56 Organismos
hetertrofos aerobios 100 /c/ml
57 Plancton 300 USA/ml
ndice de calidad de agua, produce olores y
sabores molestos
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Normas
CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Normas Sanitarias de Calidad del Agua Potable
N Componentes
radioactivos Valor mximo aceptable Observaciones
58 Actividad 0,1 Bq/l Peligro de cncer
59 Actividad 1,0 Bq/l Peligro de cncer
59 parmetros son suficientes para asegurar la calidad del
agua potable???
Lo que no est prohibido est autorizado???
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
1. Alcalinidad
Es la medida de la capacidad de un agua para neutralizar cidos
Producida por bases
bicarbonatos (HCO3-),
carbonatos (CO3=) e
hidrxidos (OH-)
IMPORTANCIA:
Coagulacin qumica, ablandamiento del agua y control de la corrosin
NORMA:
No regulado
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
2. Dureza Total
Es la suma de las concentraciones de todos los cationes metlicos bivalentes
Producida por
Ca2+, Mg2+, Sr2+,
Fe2+ y Mn2+
IMPORTANCIA:
Incrustaciones, consumo de jabn y ablandamiento del agua
NORMA:
Deseado: < 250 mg/l / Lmite: 500 mg/l
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
3. pH
Mide la magnitud de la acidez o la alcalinidad del agua
pH = - log [H+]
IMPORTANCIA:
Coagulacin qumica, desinfeccin, ablandamiento y control de la corrosin
NORMA:
Deseado: 6,5 8,5 / Lmite: 9
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
4. Turbiedad o Turbidez
Es una medida de la transparencia del agua
Producida por MES
arcillas, limos, plancton, algas, microorganismos, MO viva o muerta
IMPORTANCIA:
Esttica, filtrabilidad y desinfeccin
NORMA:
Deseado: < 1 UNT / Lmite: 5 (10) UNT
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
5. Color
Aparente: sustancias suspendidas y disueltas Real: sustancias disueltas
Producido por
extractos vegetales (taninos, sustancias hmicas), iones metlicos (Fe, Mn), residuos industriales
IMPORTANCIA:
Esttica y desinfeccin
NORMA: (color real)
Deseado: < 5 U Pt-Co / Lmite: 15 (25) U Pt-Co
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
6 Olor y Sabor
Producidos por
MO en descomposicin, residuos industriales, algas, gases, sales y metales
IMPORTANCIA:
Esttica y aceptabilidad
NORMA:
Aceptable para la mayora de los consumidores
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
7. Slidos disueltos totales
Slidos que atraviesan un filtro de fibra
de vidrio con poros de 0,45 .
Producidos por
Sustancias orgnicas e inorgnicas en solucin
IMPORTANCIA:
Inferior palatabilidad y reacciones fisiolgicas desfavorables
NORMA:
Deseado: < 600 mg/l / Lmite: 1.000 mg/l
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Filtrado Retenido
Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
MUESTRA
Evaporacin
a 103 C
Cono de
Imhoff 1 h
Slidos
Sedimentables
Filtro de FV
de 0,45
Slidos
Disueltos
Incineracin
a 550 C
SSV SSF SDV SDF
STV STF
Slidos
Totales
Evaporacin
a 103 C
Slidos
Totales
Evaporacin
a 180 C
Slidos
Suspendidos
Incineracin
a 550 C
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
8. Hierro
Existe en forma ferrosa o frrica, suspendida o disuelta
IMPORTANCIA:
Manchas en la ropa y porcelana, sabor desagradable, crecimiento bacteriano
Corteza terrestre
xido frrico, sulfuro de hierro (pirita) y carbonato ferroso (siderita)
NORMA:
Deseado: < 0,1 mg/l / Lmite: 0,3 (1) mg/l
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
9. Manganeso
Existe en estado de oxidacin IV, III y II, suspendido o disuelto
IMPORTANCIA:
Manchas en la ropa y porcelana, coloracin, depsitos en la red
NORMA:
Deseado: < 0,1 mg/l / Lmite: 0,5 (1) mg/l
Generalmente se presenta junto al Fe
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
10. Cloruros (Cl-)
Es uno de los aniones principales del agua natural
IMPORTANCIA:
Abastecimiento para uso humano, industrial y agrcola, trazador, corrosin
NORMA:
Deseado: < 250 mg/l / Lmite: 300 mg/l
Produce un sabor salado cuando se encuentra junto al catin Na+
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
11. Sulfatos (SO4
2-)
Es uno de los aniones ms abundantes en las aguas naturales
IMPORTANCIA:
Laxante y en combinacin con otros iones produce sabor desagradable e incrustaciones
NORMA:
Deseado: < 250 mg/l / Lmite: 500 mg/l
Se puede producir por oxidacin de la pirita
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
12. Microorganismos
Algas
Bacterias
Virus
Protozoarios
Gusanos o Helmintos
Hongos
Rotferos
Crustceos Patgenos
No patgenos
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Por qu cuidar tanto el aspecto microbiolgico ?
Efectos nocivos inmediatos.
Riesgo de epidemias.
Puede contrarrestarse una contaminacin microbiolgica ?
Puede prevenirse la contaminacin del agua en una red de distribucin ?
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
13. Indicadores
Organismos cuya presencia en el agua hacen suponer:
Que un patgeno (Salmonella, Staphylococcus,
Shigella etc.) o sus txinas de inters puedan estar
presentes
Que se emplearon prcticas errneas que puedan
haber afectado adversamente la calidad del agua
Que el agua no es adecuada para su utilizacin o
consumo
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
13. Indicadores
Caractersticas de un buen indicador:
Aplicable a todo tipo de aguas
Debe estar presente si existen patgenos y
ausente si no los hay
Fcil de determinar
Debe ser relativamente inocuo
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
13. Indicadores
Caractersticas de un buen indicador:
Debe ser ms resistente que los patgenos en
el medio y ante los desinfectantes
Su concentracin debe estar relacionada con
la del patgeno
Debe tener dificultad para desarrollarse en el
agua
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Las bacterias coliformes son un componente normal de la flora intestinal de los humanos y de los animales superiores de sangre caliente
Una persona defeca entre 100.000 y 400.000 millones de bacterias coliformes por da
El organismo coliforme por s mismo puede no ser patgeno pero su presencia indica la contaminacin por excretas y potencialmente la presencia de patgenos
14. Organismos Coliformes
Las bacterias de este gnero son los indicadores
de contaminacin fecal ms utilizados
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Son bacilos gramnegativos no esporulados que fermentan la lactosa, dando lugar a la formacin de gas en 48 horas de incubacin a 35 C
14. Organismos Coliformes Totales
NORMA:
Ausentes en el 95% de las muestras analizadas/ao
Ausentes en 2 muestras consecutivas del mismo sitio
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
Bacterias coliformes seleccionadas por incubacin de inculos derivados de caldos de enriquecimiento a temperaturas comprendidas entre 44 y 44,5 C
15. Organismos Coliformes Fecales
NORMA:
Ausentes en todas las muestras
Su presencia indica la contaminacin del agua con heces de animales de sangre caliente
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Parmetros
PRINCIPALES PARMETROS
DE CALIDAD DEL AGUA POTABLE
16. Cloro Residual
Cloro libre (no combinado) que permanece en el agua luego de la cloracin
IMPORTANCIA:
Calidad microbiolgica del agua en la red de distribucin y control de la dosificacin
NORMA:
Salida de la planta: < 1,O (3,0) mg/l
Cualquier punto de la red: 0,3 0,5 mg/l
Se encuentra en forma de Cl2 ac, HOCl e OCl-
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Cmo se pierde el residual de cloro ?
Discusin abierta entre los participantes.
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COMPOSICIN SEGN SU ORIGEN
Agua Superficial
Alta carga biolgica
Alta concentracin de partculas
Baja concentracin de iones
Agua Subterrnea
Baja carga biolgica
Baja concentracin de partculas
Alta concentracin de iones
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Tratamiento
Objetivos del Tratamiento de agua con fines de potabilizacin
General:
Proveer a la sociedad de agua potable a fin de que
todos sus individuos satisfagan un requerimiento
fundamental para su salud y bienestar
Especficos:
Modificar caractersticas que tiene el agua en la
fuente
Ajustar caractersticas a la normativa legal
Lo anterior sin generar compuestos indeseables
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Componentes
Sistemas de Abastecimiento de Agua Potable
Fuentes de abastecimiento seguras
Obras de captacin
Estaciones de bombeo
Lneas de aduccin
Plantas de tratamiento
Estanques de almacenamiento
Redes de distribucin
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Criterios
Escogencia del tipo de tratamiento:
Se basa en las caractersticas del material a remover,
encontrndose a grandes rasgos con:
* Material disuelto y/o suspendido
** De naturaleza orgnica y/o inorgnica
** De origen natural y/o antrpico
* Microorganismos
** Patgenos
** No patgenos
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Opciones
En funcin de la necesidad de:
Materias en suspensin
Microorganismos
R e
m o
c i
n
Materia mineral disuelta
Materia orgnica natural
Micro-polucin orgnica
DESINFECCIN
T r a t a m i e n t o
NO
CONVENCIONAL
CONVENCIONAL
Microorganismos
-
Alcances
ALCANCES DE LA
POTABILIZACIN DEL AGUA
Se definen en funcin de:
Calidad
del agua
de la
fuente Normas
de calidad
del agua
potable
Recursos
tcnicos
Recursos
econmicos
-
PROCESOS
PROCESOS Y OPERACIONES
DE TRATAMIENTO
Desinfeccin Coagulacin
Floculacin
Sedimentacin
Filtracin
Desinfeccin
Aireacin
Flotacin
Precipitacin qumica
Adsorcin
Intercambio inico
Procesos de membranas
Fuente de
excelente
calidad
(Sub-tipo 1A)
Fuente de
buena
calidad
(Sub-tipo 1B)
Fuente de
regular o mala
calidad
(Sub-tipo 1C)
-
Tratamiento de Agua con Fines
de Potabilizacin
Tipos, aplicacin y efectos:
Desinfeccin: Obligatorio, destruye microorganismos
patgenos.
Mtodo convencional: Opcional, muy comn, mejora
calidad organolptica por remocin de materia sus-
pendida y destruye microorganismos.
Mtodos no convencionales: Opcionales, poco comu
nes, eliminan materia disuelta.
-
Desinfeccin
Es la operacin por la cual se destruyen los
microorganismos patgenos (causantes de
enfermedades) presentes en el agua
La principales patgenos son:
Bacterias:
Salmonellas (tficas y paratificas)
Shigellas (disentera)
Vibrio comma (clera)
Yersinia (yersiniosis)
E. Coli (diarreas)
-
Desinfeccin
Protozoarios:
Amoebas (endomoebas histlicas, quistes de amibas)
Giardia lamblia (giardiasis)
Crystosporadium (cryposporidiasis)
Virus:
Virus de la hepatitis infecciosa
Virus de la poliomelitis
Tremtodos: (gusanos)
Schistosoma manzoni (bilharsiasis)
Dracunculus mendinensis (gusano de Guineas)
Ascaris (ascardiasis)
-
Desinfeccin
Caractersticas de un buen desinfectante:
Es capaz de destruir los organismos patgenos
Realiza su labor a la temperatura del lugar y en
una tiempo adecuado
No hace el agua txica, ni peligrosa para la
salud
No proporciona al agua un sabor desagradable
Es de fcil obtencin y sencillos manejo
Es de bajo costo
-
TIPOS DE DESINFECTANTES
TRATAMIENTO
FSICOS:
Calor:
15-20 min en ebullicin. El agua adquiere mal
sabor. No aplicable a plantas de tratamiento.
Rayos ultravioletas:
La lmina de agua debe ser delgada. No deja
efecto residual. Usado principalmente en
piscinas. Cantidad aplicada difcil de
determinar.
-
TIPOS DE DESINFECTANTES
TRATAMIENTO
QUMICOS:
Plata ionizada:
Utilizada en algunas plantas de purificacin para
uso industrial y algunos filtros domsticos. Deja
efectos residual. Costo elevado.
Ozono:
Muy eficiente y de rpida accin. No forma
subproductos indeseables. No deja efecto
residual. Equipo de produccin costoso y difcil
mantenimiento. Suministro elctrico confiable.
-
TIPOS DE DESINFECTANTES
TRATAMIENTO
QUMICOS:
Cloro:
Eficiente, fcil de aplicar y deja efecto residual.
Es corrosivo. Puede formar subproductos
indeseables y producir mal sabor.
Yodo:
Es eficiente. Deja efecto residual. No forma
subproductos. Puede producir un sabor
medicinal. Alto costo. Se desconocen efectos
fisiolgicos. Uso en piscinas.
-
CLORACIN
TRATAMIENTO
El cloro el desinfectante ms utilizado para
la potabilizacin del agua
Cloro (Cl2):
Gas o lquido, color verde.
Existe en varias formas:
Hipoclorito de sodio (NaOCl):
Lquido, color amarillo.
Hipoclorito de calcio (Ca(OCl)2):
Slidos (granos), color amarillo.
Plantas de
tratamiento
medianas y grandes
Planta de
tratamiento
pequeas,
piscinas y
pozos
-
CLORACIN
TRATAMIENTO
Reacciones del cloro con el agua:
REACCIN HIDRLISIS OXIDACIN - REDUCCIN
Reacciona con: H2O N amoniacal Materia
orgnica, Fe, Mn, SO2
-, H2S...
Produce: HOCl, OCl- NH2Cl, NHCl2,
NCl3 Cloruros, HCl,
NO2...
Se denomina: Cloro libre Cloro combinado Demanda
Reacciones hidrolticas:
Cl2 + H
2O HOCl + H+ + Cl- (bactericida poderoso)
HOCl H+ + OCl- (bactericida dbil)
-
CLORACIN
TRATAMIENTO
Reacciones del cloro con el agua:
Reacciones con el nitrgeno amoniacal:
NH3 + HOCl NH
2Cl + H
2O (monocloramina)
NH2Cl + HOCl NHCl
2 + H
2O (dicloramina)
NHCl2 + HOCl NCl
3 + H
2O (tricloramina)
Reacciones con la MO y otros compuestos:
Reacciona con el nitrgeno orgnico y otras
sustancias produciendo: cloruros, cido
clorhdrico, xidos de nitrgeno, organo-clorados...
-
CLORACIN
TRATAMIENTO
Fenmeno del punto de quiebre:
Para obtener cloro residual libre en el agua se debe agregar una dosis por encima del
punto de quiebre
Dosis de cloro (mg/l)
Clo
ro
resid
ual
A
B
C
D
Demanda cero
Punto de quiebre
Demanda de cloro
Cloro residual
Cloro libre
Cloro combinado
A: pura demanda
B: formacin de cloraminas
(Cl residual combinado)
C: destruccin de cloraminas
(Cl residual combinado)
D: formacin de cloro libre
(Cl residual libre)
-
Prueba de Demanda de Cloro
Ensayo
C1 <
Dosis de cloro (mg/l)
Clo
ro
resid
ual
C2 < C3 < C4 < C5 < C6
Dosis mg/l Residual mg/l
0,5 0
0,7 0,1
0,9 0,3
1,0 0,2
1,3 0
1,6 0,3
-
TRATAMIENTO
CLORACIN
Sistema de dosificacin de cloro
-
Toxicologa del cloro.
ml/m3
Contenido admisible en aire resp 8 h 1,0
Olor perceptible 3,5
Irritacin en la garganta a partir de 15
Tos provocada a partir de 30
Mximo para estancia por poco tiempo 40
Peligroso incluso por corta duracin 40 a 60
Rpidamente fatal 1000
-
Cmo se garantiza la eficiencia de la
desinfeccin ?
Manteniendo residuales de cloro entre 0,3 y 0,5
mg/l en los puntos ms alejados de la planta
donde se realiz la aplicacin.
-
Esquema bsico de una Planta
de Tratamiento de Agua
Fuente Desarenador Aereador
Coagulacin
(Mezcla rpida)
Floculacin
(Mezcla lenta) Sedimentador
Filtro Tanque de distribucin
Cloro Coagulante
Cloro Cloro
-
Los propios de estudios Limnolgicos:
Propiedades fsicas y de agregacin Aspecto, Color, Turbidez, Dureza, Con-
ductividad, Slidos, Temperatura
Determinacin de metales Calcio, Hierro, Magnesio, Sodio, Zinc
Inorgnicos no metlicos Bixido de Carbono, pH, Nitrgeno,
Oxgeno Disuelto, Fsforo, Sulfatos,
Sulfuros
Componentes orgnicos Demanda Bioqumica de Oxgeno DBO5,20,
Aceites y Grasas, Fenoles
Exmenes biolgicos y microbiolgicos Bacterias Coliformes, Hongos, Protozoos,
Plancton (Fitoplancton,
Macroinvertebrados Bnticos, peces
Plaguicidas ?
-
Ecosistema acutico. Unidad ecolgica en la cual un grupo de organismos
interactan entre s y estos con el ambiente.
Como lago artificial es ejemplo para estudiar y analizar los componentes
del ecosistema acutico, las partes fsicas, qumicas y biolgicas que lo
constituyen y la manera como se transforman en l la energa y la materia.
En l existe un nmero variado de hbitat a los cuales viven asociados los
distintos grupos de organismos que, en ltimo trmino, forman las cadenas
y tramas alimenticias cuya abundancia y complejidad estn determinadas
por el estado trfico de lago.
Esto se realiza considerando:
-
Los cambios en las cadenas alimenticias se encuentran influenciados por
los siguientes factores:
Factores Abiticos
Influyen en la estabilidad y productividad de los sistemas acuticos.
Factores Biticos
Organismos viven en el ecosistema. Estos se dividen:
a) Productores o fotosintetizadores: algas, ciertas bacterias y plantas
acuticas.
b) Consumidores: desde protozoos hasta los vertebrados superiores
(peces)
c) Descomponedores o mineralizadores de la materia orgnicas: hongos y
bacterias acuticas.
-
Factores Abiticos:
Penetracin de la luz solar.
La luz llega a la superficie del agua y penetra diferencialmente de acuerdo a la
longitud de ondas absorbidas.
* Efecto abitico > calentamiento
* Efecto bitico > fotosntesis.
-
La medicin de Turbidez en sitio puede ser usada para estimar la
concentracin de Slidos Suspendidos Totales (SST) de manera
rpida.
Puede realizarse con un Disco Secchi,
dejndolo caer en el agua y anotando la
profundidad que el disco alcanza hasta
que se pierde de vista.
Determinacin de Turbidez:
Disco Secchi empleado para anlisis en sitio.
-
http://www.lenntech.com/espanol/turbidez.htm#
Detalles de Disco Secchi.
-
Medicin de penetracin de luz solar con Disco Secchi.
-
Extraccin de Disco Secchi. Estimacin de profundidad ftica (10 m).
2 m
-
Extraccin de Disco Secchi. Estimacin de profundidad ftica (10 m).
Profundidad
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-
Calibracin de equipos Multiparmetro sobre la lancha.
Extensible
-
Equipo multiparmetro para lecturas a distintas profundidades, detalle.
Punta de Prueba
Multiparmetro
-
Equipo multiparmetro para lecturas desde la embarcacin.
Factores Abiticos determinados en sitio:
Gases disueltos en el agua:
Son esenciales para un adecuado balance en el metabolismo global del
ecosistema.
* Oxgeno Disuelto > producto de la fotosntesis y de la difusin
desde el aire.
* Bixido de Carbono > producto de la respiracin.
-
Equipo multiparmetro detalle de Punta de Prueba con contrapeso .
Slidos disueltos en el agua. Parmetro a considerar para decidir si un
agua puede ser usada para fines de abastecimiento. La Conductividad
Elctrica es un buen indicador de los Slidos Disueltos Totales presentes
en el agua.
pH: Es un parmetro de calidad de gran importancia para el caso de
aguas naturales pues el intervalo de concentraciones adecuados para
proliferacin y desarrollo de la mayor parte de la vida biolgica es bastante
estrecho y crtico.
Temperatura: Grado de calor de un cuerpo durante un determinado
perodo de observacin que influye en el metabolismo bacteriano y afecta
la solubilidad de los gases, lo cual es muy importante en los procesos
aerbicos.
-
Registro de valores aportados por equipo multiparmetro.
-
Registro de valores aportados por equipo multiparmetro.
LDC-5 DATOS DE MUESTREO
11-11-2008 Perodo de lluvias. Profundidad disco Secchi: 2,0 m.
Profundidad pH Temp. C Cond. S/cm OD mg/l
0 8,54 27,6 212 9,6
1 8,45 27,3 209 10
2 8,22 26,9 212 8,5
3 7,97 26,7 209 7,6
4 7,80 26,3 214 5,7
5 7,73 25,9 219 4,3
6 7,71 25,8 216 4,6
7 7,65 25,7 212 4,1
8 7,72 25,6 211 3,6
9 7,86 25,5 208 4,5
10 7,96 25,4 203 3,6
-
Equipo para captacin de muestras a distintas profundidades.
Nutrientes. Son responsables de la productividad primaria.
Su fuente natural es la descomposicin de la materia orgnica que, al desmineralizarse, pone de nuevo estos iones a disposicin de las plantas y
algas.
La contaminacin con desechos domsticos y agrcolas son principal fuente de nutrientes y causa eutrificacin de ros, lagos y embalses.
La eutrificacin ocasiona graves problemas de desoxigenacin en el fondo y acelera el proceso de extincin de los embalses en general.
Factores Abiticos analizados en el laboratorio:
Se requiere captacin, preservacin y conservacin de muestras.
-
Equipo para captacin de muestras a distintas profundidades.
-
Equipo para captacin de muestras a distintas profundidades.
-
Equipo para captacin de muestras a distintas profundidades.
El nitrgeno y el fsforo constituyen los dos elementos
ms importantes para la productividad primaria de los
sistemas acuticos.
Su concentracin vara desde g/l en medios
oligotrficos, hasta varios mg/l en medios eutrofizados.
-
Lanzamiento de equipo para captacin de muestras.
-
Lanzamiento de equipo para captacin de muestras.
Por ello se considera al fsforo un factor ms limitante que el nitrgeno, en
trminos generales la proporcin de fsforo a nitrgeno en el agua es de
1:10.
Origen:
El fsforo proviene de la disolucin de las rocas fosfatadas y por la
mineralizacin de la materia orgnica, que retorna al medio el fsforo
inorgnico a travs de los procesos de descomposicin microbiana.
El nitrgeno tiene como fuente principal el nitrgeno atmosfrico que
tambin regresa al medio a travs de la descomposicin de la materia
orgnica.
El nitrgeno es ms abundante en el agua que el fsforo y su disponibilidad
es ms inmediata.
-
Extraccin de agua para riego de cultivos. Escurrimiento con nutrientes.
-
Extraccin de agua para riego de cultivos. Escurrimiento con nutrientes.
La contaminacin orgnica industrial y agrcola
constituye una de las fuentes mas importantes de
nitrgeno y fsforo en el agua y es principal
responsable de los fenmenos de eutrofizacin de
lagos embalses y ros.
-
Extraccin de agua para riego de cultivos. Escurrimiento con nutrientes.
La Nitrificacin. Se define como la oxidacin
del nitrgeno, por procesos microbianos,
desde una forma mas reducida (amoniaco)
hacia una forma mas oxidada (nitrato). Dentro
de los productos intermedios formados y
consumidos durante este proceso estn la
hidroxilamina y los nitritos.
El amoniaco, el principal producto
excrementicio de los peces, es txico para
estos a concentraciones tan bajas como 0.5
mg/l NH3-N.
-
Crecimiento de plantas en costa de embalse.
-
Crecimiento de plantas en costa de embalse.
La Eutrofizacin. Es un proceso natural o
inducido, que ocurre en ecosistemas acuticos
especialmente en lagos, caracterizado por un
aumento en la concentracin de nutrientes como
nitratos y fosfatos, con los consiguientes
cambios en la composicin de la comunidad de
seres vivos que produce envejecimiento
prematuro de las aguas.
-
Crecimiento de plantas dentro del embalse.
-
Crecimiento de plantas dentro del embalse.
El ambiente se hace anaerobio.
En ecosistemas acuticos con eutrofizacin empiezan a
proliferar algas unicelulares, por lo general algas verdes
y ello:
Provoca turbidez
Impide que la luz penetre
Imposibilita la fotosntesis necesaria para la produccin de OD
Aumenta la actividad metablica, consumo de OD de las bacterias
Agota el OD por la actividad aerobia
-
La caracterizacin de aguas es imprescindible para
suministrar informacin relevante en los procesos de
evaluacin, seguimiento y control de la calidad de las
aguas naturales.
Los procesos trficos son sucesin de acontecimientos
muy relacionados y progresivos.
Se fundamentan principalmente en cambios en el grado
de nutricin o productividad de los lagos, embalses o
canales.
Se clasifican en funcin de los nutrientes limitantes
Nitrgeno y Fsforo Total segn:
Como conclusin parcial..
-
Oligotrfico: Concentracin muy baja de nutrientes y productividad bioqumica
pequea.
Mesotrfico: Concentraciones de nutrientes moderadas.
Eutrfico: Produccin de nutrientes alta, aspecto bastante turbio con poca profundidad
ftica y mucha materia orgnica en suspensin y, en el fondo, con malos olores.
Hipertrficos: Tambin llamado distrfico, con gran cantidad de materia orgnica en
suspensin y, en el fondo, malos olores. Por lo general sin Oxigeno Disuelto en el
interior de las aguas.
Estado
Trfico
Fsforo Total
(mg/l)
Nitrgeno Total
mg/l (NTK)
Oligotrfico
0,2
>2
-
Equipo para captacin de Zooplancton.
Y los factores Biticos ?
-
Equipo para captacin de Zooplancton.
Parte viva del ecosistema constituida por los organismos
que en el viven. Estos se dividen:
a) Productores o fotosintetizadores: algas, ciertas bacterias y
plantas acuticas.
b) Consumidores: protozoos hasta los vertebrados superiores
(peces).
c) Descomponedores o mineralizadores de la materia
orgnicas: hongos y bacterias acuticas.
-
Equipo para captacin de Zooplancton.
Plancton: Organismos microscpicos animales
y vegetales, que flotan en el agua y se mueven a
merced de la corriente. El trmino plancton
viene del griego significando errante.
-
Equipo para captacin de Zooplancton.
Fitoplancton. Conformado por algas y algunas bacterias
fotosintetizadoras. Componente principal en la productividad
primaria en los embalses. Se utilizan como indicadores de la
calidad del agua.
Zooplancton. Constituido por pequeos animales
microscpicos como protozoos, rotferos y micro crustceos los
cuales juegan un papel muy importante en la productividad
secundaria en los cuerpos de agua.
-
Equipo para captacin de Zooplancton, detalle.
-
Equipo para captacin de Zooplancton, detalle.
Necton. Organismos lo suficientemente grandes que pueden
nadar libremente en el agua, aun en contra de la corriente;
dentro de estos se encuentran los peces y ciertos insectos
nadadores.
Neuston. Son organismos que viven en la interfase aire-agua.
Los ms representativos son los insectos patinadores los cuales permanecen siempre en la superficie del agua, estos
organismos son abundantes en lagos y remansos de los ros
pero no en aguas rpidas.
-
Draga para captar sedimentos.
Bentos. Incluye todos aquellos organismos
que viven en el fondo de los sistemas
acuticos. Ofrece gran variedad de hbitats,
reflejo en la gran diversidad de organismos
que all viven.
-
Draga para captar sedimentos.
-
Desarrollo de Macrfitas.
-
Desarrollo de Macrfitas.
Macrfitas. Agrupan todas las plantas
superiores que crecen en el agua, sumergidas o
flotantes. Se consideran enemigo nmero uno
en los embalses.
Es un problema tropical y subtropical
Su control demanda trabajo y dinero
Pueden terminar un embalse en pocos aos
Requieren de prevencin y control
-
Extraccin de Macrfitas.
-
55.- Planta Acutica desarrollada en el sustrato, cubre aprox. entre 15 y 20 metros
desde las orillas y a lo largo del permetro del embalse en la zona de transicin. .
-
Esquema bsico de una Planta
de Tratamiento de Agua
Fuente Desarenacin Aereacin
Coagulacin Floculacin Sedimentacin
Filtracin Tanque de distribucin
Cloro Coagulante
Cloro Cloro
-
Embalse Dos Cerritos
Fuente
-
Ingreso al embalse Dos Cerritos
Fuente
-
Fuente
Recorrido por el embalse
-
Captacin de
muestra con equipo
operado a vaco
-
TRATAMIENTO
TRATAMIENTO CONVENCIONAL
COAGULACIN A
Propsito
Dispersar
rpidamente
una sustancia
(coagulante)
que desestabilice
las partculas finas
-
Coagulacin
Turbiedad y Color Coloides
Tamao de las sustancias en el agua
1 (m)
10-1 10-6 (m)
10-2 10-3 (mm)
10-4 10-5 10-7 10-8 10-9 (nm)
10-10 ()
Partculas suspendidas Coloides
Algas
Protozoarios
Bacterias
Virus
Microscopio Microscopio
Electrnico
Ultra
Micro
Sustancias disueltas
Cuerpos flotantes
tomos y molculas
-
COAGULACIN
Coagulacin
Velocidad de sedimentacin de
partculas discretas
10-5 10-6 10-7 10-8 10-9
Dimetro de las partculas (m)
8x10-4
8x10-2
8
8x102
3x10-1
3x10
3x103
3x105
S = 2,65 ; T = 15 C
Ve
locid
ad
de
se
dim
en
taci
n (
mm
/d
a)
Ve
locid
ad
de
se
dim
en
taci
n (
mm
/a
o
)
1 mm/hora
1 mm/da
1 mm/ao
Sedimentacin simple
Remocin de coloides
Antieconmico o imposible
-
-
-
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- -
- -
-
-
-
-
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
Coloide
- - -
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-
-
-
-
ESTABILIDAD DE PARTCULAS COLOIDALES
nN - m
-
Coagulacin
Cul es la solucin a
este problema?
Agregar al agua una sustancia
que sea capaz de suprimir la
carga elctrica de las partculas
Coagulacin:
Es la operacin que conduce a la
anulacin o reduccin de la carga de los
coloides, de manera que se produzca la
agregacin cuando entren en contacto
-
Coagulacin
Coagulantes
Pueden ser de dos tipos:
Una sal de metal trivalente
Sulfato de aluminio Al2(SO
4)3
Cloruro frrico Cl3Fe
Un polmero
Natural
Sinttico
-
Coagulacin
Coagulantes
Sulfato de aluminio Al2(SO
4)3
pH ~ 7 Hidrlisis Al3+ en Al(OH)3 seg
Utilizar Al3+
Tiempo de mezcla muy corto!
Mecanismos de coagulacin:
Adsorcin del Al3+ Coloide desestabilizado
Barrido o incorporacin Coloide atrapado
-
Coagulacin
Coagulantes
Sulfato de aluminio Al2(SO
4)3
Coloide
Al3+
Al3+
Al3+
Adsorcin
(neutralizacin)
Coloide
Al(OH)3
Al(OH)3
Al(OH)3
Barrido
(incorporacin)
-
Coagulacin
Coagulantes
Polmeros
Macromolculas alargadas de tamao 10 a 100
veces superior al de una molcula pequea
Mecanismos de coagulacin:
Adsorcin de varios coloides
Segn su origen Segn su carga
Catinicos Polmeros Naturales Inicos
Aninicos
Polmeros Sintticos No inicos
-
Coagulacin
Coagulantes
Polmeros
polmero coloide partcula desestabilizada
exceso de polmero coloide flculo
-
Coagulacin
Coagulantes
Polmeros Naturales
Nombre
comn Se extrae de
Parte de donde se
obtiene
Alginato de
sodio
Algas pardas marinas
(Phaeophiceae) Toda la planta
Tuna Opuntia ficus indica Las hojas
Almidones Maz, papa, yuca y
trigo El grano o el tubrculo
Semillas de
nirmali Strychnos potatorun Las semillas
Algarrobo Quebracho, acacia o
algarrobo
(Schinopsis Lorentzii)
Corteza del rbol
Gelatina comn
Animales Residuos animales y
huesos
Carboximetil celulosa
rboles Corteza del rbol
Goma de guar Cyanopsis psoralioides Semillas
-
Coagulacin
Coagulantes
Polmeros Sintticos
Compuestos orgnicos producidos por medio
de transformacin qumica de derivados del
carbn y petrleo
~ 90% tiene
como
monmero
bsico
CH2 = CH
C = O
N
H H
Acrilamida
-
Coagulacin
Cmo se efecta la
mezcla rpida?
mediante
TURBULENCIA
Medios
hidrulicos
Medios
mecnicos
-
Coagulacin
Mezcladores hidrulicos
La mezcla es resultado de la turbulencia
existente en el rgimen del flujo
Con pantallas
coagulante
Con pantalla
De aquietamiento De resalto
Esttico
-
Coagulacin
Mezcladores mecnicos
La mezcla es inducida por impulsores
rotatorios de tipo hlice o turbina
C = coagulante
impulsor
Pantalla
Impulsor de paletas
planas
Dosificacin
Pantalla
-
COAGULACIN
Coagulacin
Mezcladores mecnicos
-
Coagulacin
Mezcladores mecnicos
Pantallas
Impulsores tipo turbina
-
Tanque para almacenamiento de coagulante
-
Coagulante
Cloro
Aplicacin de productos qumicos, tratamiento convencional
-
Vista frontal de instalaciones para mezcla rpida
-
Instalaciones para mezcla rpida
-
TRATAMIENTO CONVENCIONAL
FLOCULACIN COAGULACIN A
Propsito
Promover la
aglomeracin de las
partculas finas
desestabilizadas
TRATAMIENTO
-
Floculacin
Es necesario
aglomerar las
partculas
coaguladas en
partculas ms
grandes llamadas
floc o flculos
Una vez
desestabilizados, los
coloides decantarn
rpidamente?
Coloide
Coloide
Coloide
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
Al3+
-
Floculacin
Es el proceso por el cual, una vez
desestabilizados los coloides, se provee una
mezcla suave de las partculas para incrementar
la tasa de encuentros o colisiones entre ellas
Coloide
Al3+
Al3+
Al3+
Coloide
Al3+
Al3+
Al3+
Coloide
Al3+
Al3+
Al3+
Coloides desestabilizados
Coloide
Al3+
Al3+
Al3+
Floc o Flculo
-
Floculacin
Coloides desestabilizados Floc o Flculo
-
COAGULACIN - FLOCULACIN
Ensayo
Prueba de Jarras: (Jar Test)
Blanco C1 > C2 > C3 > C4 > C5
Concentracin de coagulante
Efi
cie
ncia
de
la
co
ag
ula
ci
n -
flo
cu
laci
n
-
COAGULACIN - FLOCULACIN
Ensayo
Prueba de Jarras: (Jar Test)
Condiciones del Ensayo
1. Coagulacin: introducir el coagulante durante
agitacin rpida (100 - 200 rpm) durante
mximo 2 - 3 min.
2. Floculacin: agitar lentamente (20 - 40 rpm)
durante 5 - 30 min.
3. Decantacin: dejar en reposo durante 20 - 60
min.
Es recomendable determinar previamente el pH
ptimo para una dosis constante de coagulante
-
COAGULACIN - FLOCULACIN
Ensayo
Prueba de Jarras: (Jar Test)
Blanco C1 < C2 < C3 < C4 < C5
Concentracin de coagulante
Efi
cie
ncia
de
la
co
ag
ula
ci
n -
flo
cu
laci
n
-
SEDIMENTACIN
TRATAMIENTO CONVENCIONAL
FLOCULACIN COAGULACIN A
Propsito
Remover las
partculas
aglomeradas
mediante la accin
de la gravedad
TRATAMIENTO
-
Sedimentacin
Es la operacin por la cual se remueven
las partculas slidas de una suspensin
mediante la accin de la gravedad
En sedimentacin se pueden encontrar:
Partculas discretas: no cambian su tamao, forma o peso cuando sedimentan.
Partculas floculentas o precipitantes: su densidad y volumen cambia a medida que se
adhieren unas con otras mediante
mecanismos de floculacin, precipitacin,
arrastre o barrido.
-
TIPOS DE SEDIMENTACIN
Sedimentacin
Sedimentacin Tipo I
Zona de sedimentacin
Zona de lodos
Zo
na
de
en
tra
da
Zo
na
de
sa
lid
a
Vsed
VH
Tanque de Sedimentacin Ideal
4 Zonas: cada una realiza su trabajo sin interferencia de las otras
-
TIPOS DE SEDIMENTACIN
Sedimentacin
Sedimentacin Tipo II
Es la sedimentacin de partculas
floculentas en suspensiones diluidas
Ejemplos:
Sedimentacin de flculos en la potabilizacin
del agua (luego de la coagulacin-floculacin)
Es funcin de las propiedades floculentas de la
suspensin y de las caractersticas de
sedimentacin de las partculas:
La remocin de las partculas se determina a travs del anlisis de columnas de sedimentacin (experimentalmente)
-
TIPOS DE SEDIMENTACIN
Sedimentacin
Sedimentacin Tipo II
Vsed
VH
Trayectorias de Sedimentacin
Partcula discreta
Partcula floculenta
VH
VH
VS1
VS2
-
TIPOS DE TANQUES
Sedimentacin
-
TIPOS DE TANQUES
Sedimentacin
-
TIPOS DE TANQUES
Sedimentacin
Sedimentador laminar o de alta tasa
-
TIPOS DE TANQUES
Sedimentacin
Sedimentador de manto de lodos
-
PARMETROS AFECTADOS
SEDIMENTACIN FLOCULACIN COAGULACIN A
Los procesos de
TRATAMIENTO
Disminuir altamente (~ 90%) el color y la turbidez del agua.
Disminuir (~ 60%) el contenido de microorganismos en el agua.
Disminuir, indirecta y ligeramente, el olor y el sabor del agua.
permiten:
-
FILTRACIN RPIDA
SEDIMENTACIN
TRATAMIENTO CONVENCIONAL
FLOCULACIN COAGULACIN A
Propsito
Remocin de
partculas en
suspensin y de la
mayora de los
microorganismos
TRATAMIENTO
-
Filtracin
Es la operacin por la cual se remueve
material suspendido (turbiedad) del agua
hacindola pasar a travs de un medio poroso,
generalmente arena o arena y antracita
La filtracin remueve:
Floc (flculos)
Partculas de suelo
Metales oxidados
MO y micropoluentes
Microorganismos
IMPORTANTE
Muchos microorganismos son resistentes a la
desinfeccin, pero son removibles mediante
filtracin
-
Filtracin
Por la accin conjunta de diversos mecanismos o
acciones fsicas, qumicas y biolgicas:
Cmo o por qu un filtro atrapa el material
suspendido del agua?
1. Cribado, cernido o tamizado
Partculas ms grandes que los poros del lecho
filtrante que son retenidas en los intersticios.
2. Sedimentacin
Partculas pequeas que sedimentan sobre el
medio filtrante.
-
Filtracin
Cmo o por qu un filtro atrapa el material
suspendido del agua?
3. Impacto inercial
Partculas pesadas no siguen las lneas de
corriente.
4. Intercepcin
Partculas que siguen lneas de corriente muy
cercanas al material filtrante.
5. Adhesin
Partculas floculentas que se adhieren al medio
filtrante.
-
MECANISMOS DE REMOCIN
Filtracin
-
TIPOS DE FILTRACIN
Filtracin
Lenta Rpida
Velocidad de filtracin:
2 - 5 m3/m
2/da
Granulometra de la
arena: 0,8 1,0 mm
Lecho de arena de
gran espesor: 1 - 1,5 m
Alta prdida de carga
Requiere una superficie
muy grande
Excelente tratamiento
biolgico
Velocidad de filtracin: 5 - 10 m
3/m
2/hora
Granulometra de la arena: 0,8 1,3 mm
Lecho de arena de bajo espesor: 60-70 cm
Moderada prdida de carga
Requiere una superficie pequea
Buen tratamiento biolgico
-
FILTRO RPIDO CONVENCIONAL
Filtracin
-
Filtracin
FILTRO RPIDO CONVENCIONAL
-
Filtracin
FILTRO RPIDO CONVENCIONAL
-
Filtracin
FILTRO LENTO CONVENCIONAL
-
Filtracin
TIPO DE LECHO FILTRANTE
1. Arena media, DR = 2,6
2. Grava
3. Antracita, DR = 1,5
4. Arena fina, DR = 2,6
5. Granate, DR = 4,0
-
PARMETROS AFECTADOS
La filtracin rpida, precedida de coagulacin,
floculacin y sedimentacin,
Filtracin
Disminuir totalmente el color y la turbidez del agua.
Disminuir altamente (~ 99,9%) el contenido de microorganismos en el agua.
Disminuir, indirecta y moderadamente, el olor y el sabor del agua.
permite:
FILTRACIN RPIDA
SEDIMENTACIN FLOCULACIN COAGULACIN A
-
DESINFECCIN E FILTRACIN
RPIDA
TRATAMIENTO CONVENCIONAL
SEDIMENTACIN FLOCULACIN COAGULACIN A
TRATAMIENTO
Propsito
Exterminar
microorganismos
patgenos
-
Equipo para dosificacin de cloro
-
TRATAMIENTO
CLORACIN
Sistema de dosificacin de cloro
-
TRATAMIENTO
CLORACIN
Difusor para tubera de < 24
-
TRATAMIENTO
CLORACIN
Difusor perforado para tubera de > 36
-
TRATAMIENTO
CLORACIN
Difusor para canal abierto
-
TRATAMIENTO
CLORACIN
Difusor para canal abierto
-
Esquema bsico de una Planta
de Tratamiento de Agua
Fuente Desarenador Aereador
Mezcla rpida
(Coagulacin)
Mezcla lenta
(Floculacin) Sedimentador
Filtro Tanque de distribucin
Pre-Clorinacin Coagulante
Post-Clorinacin Re-Clorinacin
Inter-clorinacin
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PARMETROS AFECTADOS
SEDIMENTACIN FLOCULACIN COAGULACIN A
Los procesos de
TRATAMIENTO
Disminuir altamente (~ 90%) el color y la turbidez del agua.
Disminuir (~ 60%) el contenido de microorganismos en el agua.
Disminuir, indirecta y ligeramente, el olor y el sabor del agua.
permiten:
-
PARMETROS AFECTADOS
La filtracin rpida, precedida de coagulacin,
floculacin y sedimentacin,
Filtracin
Disminuir totalmente el color y la turbidez del agua.
Disminuir altamente (~ 99,9%) el contenido de microorganismos en el agua.
Disminuir, indirecta y moderadamente, el olor y el sabor del agua.
permite:
FILTRACIN RPIDA
SEDIMENTACIN FLOCULACIN COAGULACIN A