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MANUAL DE TRATAMIENTO DE AGUAS

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JORGE ARTURO PEREZ PARRA

Trabajo Presentado como Requisito Parcial para Ingresar a la Catego -ría de Profesor Asociado .

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UNIVERSIDAD NACIONAL

FACULTAD DE MINAS

MEDELLIN, 1. 981

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UNAL-Medellín

I

6 4000 00049792 8

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I . I

UNIVERSIDAD NACIONAL - FACULTAD DE MI lA

Ingo. Jorge Arturo Pérez P. T ATAM ~ T U P ~

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~.ltP Pal

INTRODUCCION

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1

CALIDAD DEL AGUA Introducción, 1

TABLA DE CONTENIDO ===== 2= =========

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2 Calidad del Agua en Función de su Utilización, 1

3 Parámetros de Calidad del Agua, 2 3.1 Calidad del Agua Cruda, 2 3.2 Variación de la Calidad del Agua Cruda, 29 3.3 Calidad del Agua Tratada, 29 4 Procesos de Tratamiento de Agua, 31 4.1 Tratamiento del Agua, 31

I 4.2 Selección de Procesos según la Calidad del Agua Cruda, 32

11 COAGULACION - FLOCULACION 1 Generalidades, 36 2 Conceptos Fundamentales, 36 2.1 Naturaleza de la Turbiedad, 36 2.2 Propiedad Típica de las Arcillas, 37 2.3 Tamaño de las Dispersiones, 37 2.4 Propiedades de los Coloides, 38 2.5 Fuerzas que intervienen entre los Coloides, 40 3 Aspectos de la Coagulación - Flocu1ación, 41 3.1 Coagulación, 42

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3.2 Floculación, 46 4 Coagulación, 46 4.1 Fases de la Coagulación, 46 4.2 Remoción de Turbiedad, 48 4.3 Remoción de Color, 48 4.4 Coagulantes, 49 4.5 Gradiente de Velocidad, 53 4.6 Métodos para realizar la Coagulación, 55 5 Floculación, 77 5.1 Generalidades, 77

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1

36

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~NIVfQSIDAD rACIONAL - FACULTAD DE MINAS

Ingo. Jorge Arturo Pérez P. TRATAMIENTO DE AGUAS

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5.2 Clasificación de los Floculadores, 78

5.3 Control del Gradiente de Velocidad, 92 •

IJI SEDIMENTACION

1 1 ntroducción, 96

2 Definición, 96

3 Tipos de Sedimentación, 96

4 Sedimentación Simple - Ley de Stokes, 97

5 Sedimentadores de Flujo Horizontal, 100 5.1 Consi¿eraciones Geométricas, 100 6 Sedimentación de Alta Rata, 126

6.1 Consideraciones Generales, 126

6.2 Fórmulas Básicas, 129

6.3 Inclinación de las Placas, 132

6.4 Aplicaciones Prácticas de los Sedimentadores de Alta k tu, .132 b.Ó Ejelllplo de Diseño, 132

IV

1

FI L TRAC IOr~ Definición, 136

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2

2.1

2.2

~lecanisrilos Responsdblt::s de la Filtración, 136 Tra ns porte, 136 Adherencia, 137

3 Tipos de Filtración, 138

Descripción de un Filtro, 139

4.1 Esquema d lUI Fi tro Pápido de Grdvedad, 139

4.2 Funci ondllli ento de un Fi ltro, 140

5 Modelos ~latemáticos de la Filtración, 141 6 Fil tro Pil oto, 141

6.1 Funcionamiento Durante Filtración. 141 6.2 Funcionamiento Durante Lavado, 142

7 Componentes de un Filtro - Descripción, 142 7.1 Lecho Filtrante, 142

7.2 Grava de Soporte, 144 7.3 Falso Fondo, 145

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96

136

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UNIVERSIDAD NACIONAL - FACULTAD DE MINAS

Ingo. Jorge Arturo Pérez P.

8 Jornada de Trabajo o Carrera de un Filtro, 147 9 Pérdida de Carga Durante Filtración, 147 9.1 Pérdida de Carga Final, 148 9.2 Pérdida de Carga Inicial, 149

10 Rata de Filtración o Carga Superficial, 151 11 Número de Filtros, 151

12 Forma y Dimensiones de los Filtros, 152 13 Sistemas de Operación de los Filtros, 153 13.1 Rata de Filtración Constante, 154

13.2 Rata de Filtración Declinante, 155 14 Lavado de los Fil tras, 157 14.1 Definición, 157

14.2 Hidráulica del Lavado, 158

14.3 Cantidad de Agua de Lavado, 160 14.4 Sistema de Lavado, 161

14.5 Métodos para Aplicar el Agua de Lavado, 163

15 Sistema de Recolección del Agua de Lavado, 165

v DESINFECCION - CLORACION 1 Genera 1 i dades, 167

2 Factores que Influyen en la Acción del Cloro, 167 3 Química de la Cloración, 168 4 Demanda de Cloro, 168 5

6 Puntos de Aplicación del Cloro, 171 Dosis de Cloro Residual, 172

7 Control de la Cloración, 172 8 Poscloración, 172

BIBLIOGRAFIA

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TRATA lENTO D AGUAS

167

174

l~TBQº!JC~Iº~ ------------

Este Manual de Tratamiento de Agua se ha hecho con la intención de ofrecer en forma conjunta una serie de principios y conocimientos sobre los diferentes procesos de tratamiento del agua, cuya descripción se hace no como operacio­nes unitarias sino siguiendo un orden práctico encaminado hacia el aspecto teórico y al diseño de las diferentes unidades que componen una planta de tr~ tamiento para el acondicionamiento de las aguas utilizadas como fuente de a­bastec imi en to.

Su contenido básicamente se refiere a los procesos de clarificación y desin­fección por ser éstos los de más aplicación cuando se trata de potabilización

del agua para consumo humano. Se incluye ademá5 una discusión general acerca de la calidad del agua, las características físico-químicas y bacteriológicas y su significado sanitario, así como el grado de influencia que sobre los di­ferentes tipos de impurezas tienen los procesos mas comunmente utilizados.

Así mismo, este manual ha querido presentar una serie de normas técnicas y re comendaciones de diseño de tipo general. que han sido utilizadas con éxito en el diseño de plantas de tratamiento de agua.

Por último, se presentan unos ejemplos de cálculo con el objeto de aclarar los conceptos técnicos e ilustrar la manera como se puede hacer el diseño de una planta potabilizadora.

Abrigo la esperanza ge que este trabajo contribuya a la formación profesional . de los estudiantes de ingeniería, y sea, también un recurso de utilidad para los ingenieros proyectistas.

Jorge A. Pérez P.

Medel1ín, Agosto de 1981 Profesor Universidad Nacional

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