operaciÓn de plantas

7/30/2019 OPERACIN DE PLANTAS

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Servicio Nacional de Aprendizaje Regional NarioCentro Internacional de Produccin Lope

Tecnlogo en Agua y Saneamiento

OPERACIN DE PLANTAS

PRESENTACIN

La operacin adecuada de las plantas de tratamiento es fundamental para garantizar laproduccin contina de agua potable. El operador de planta tiene la responsabilidad dedesarrollar las actividades de operacin y asegurar la eficiencia de la Planta. Esta seccinpresenta las caractersticas de las unidades de tratamiento, y las actividades de operacinde las mismas, conocimientos necesarios para que el operador desempee sus funcioneseficientemente y conozca la dimensin de su responsabilidad. Esta seccin est divididaen siete partes, una por cada componente de la planta.

OBJETIVOS

Al terminar esta seccin el participante estar en capacidad de identificar y desarrollaractividades de operacin de las distintas unidades de la planta de tratamiento y conocersu importancia y relacin con la eficiencia en el tratamiento del agua.

Conceptos generales

La operacin de una planta determina las caractersticas especficas de sus instalaciones,la calidad del agua y el caudal a tratar.

En general las actividades de operacin se clasifican en:

Regulacin de caudales.

Dosificacin de los productos qumicos.

Control de procesos.

. Lavado de filtros y purga de lodos.

Operacin de equipo electromecnico.

Regulacin de caudales

La planta de tratamiento y cada una de sus unidades de tratamiento tienen una capacidaddeterminada en el diseo.

La capacidad se mide en unidades de caudal, en Lt/seg o M3/seg.


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Si el caudal que entra a la planta o a una de sus unidades sobrepasa su capacidad, el aguano sale bien tratada.

En conclusin, la regulacin de los caudales es fundamental para el buen funcionamientode la planta.

El caudal se regula operando las vlvulas o compuertas de entrada la altura o aberturadebe estar definida para los caudales que se quieran tratar.

En algunas ocasiones es necesario bajar el caudal, por ejemplo: Cuando el agua llega muysucia o cuando baja el consumo.

Dosificacin de los productos qumicos

Para el tipo de agua que llega a la planta debe realizarse el ensayo de jarras de dosisptima para determinar la dosis a aplicar, calcular la descarga del qumico para todo elcaudal de agua cruda y cuadrar equipos dosificadores para la descarga calculada.

Cada uno de estos pasos debe realizarse con precisin para garantizar que todas lasunidades van a funcionan eficientemente.


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CONTROL DE LOS PROCESOS

En todo momento se debe saber cmo est funcionando cada unidad de planta. Para ellose requiere realizar peridicamente las siguientes actividades:

Toma de muestra de agua coagulada y observar en el equipo de jarras eltipo del flculo que se forma y el tiempo de formacin.

Toma de muestra de agua floculada y observar el flculo en formacin.

Toma de muestra de agua sedimentada determinacin de turbiedad,

color, pH y alcalinidad.

Toma de muestra de agua filtrada, determinacin de turbiedad, color y pH.

Toma de muestra de agua dorada, determinacin residual de cloro.

Lavado de filt ros


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Los filtros deben lavarse peridicamente para asegurar la calidad del agua filtrada. Estalabor exige un especial cuidado con el fin de no producir daos en el filtro y/o en el aguatratada.

El lavado de un filtro se determina bajo los siguientes criterios:

El tiempo de trabajo del filtro.

La calidad del agua filtrada.

El nivel del agua dentro del filtro.

La purga de lodos se realiza en las unidades de sedimentacin peridicamente para evitaracumulacin exagerada que pueda afectar la eficiencia del tanque.


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Operacin de equipos electromecnicos

Se deben conocer con precisin en qu momento se requiere el encendido o el apagado

de los equipos, conocer los controles y caractersticas de las instalaciones para evitardaos o accidentes.

Caudal de agua cruda

El agua cruda llega a la planta de tratamiento, por medio de conductos, o canales

provenientes de la bocatoma o captacin.

Por medio de una estructura especial se recibe en la planta para su procesamiento. Eneste momento es necesario aforar o medir la cantidad que llega, y la que pueda sertratada, dejando pasar la que sobra, por medio de algn dispositivo adecuado o reboseque permita desviar estos sobrantes.

Aforar es medir la cantidad de agua que pasa en un determinado tiempo.

Con el objeto de calcular la dosis de sustancias qumicas que deben aplicarse, para iniciarel tratamiento se afora el caudal inmediatamente ste llega a la planta.


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DESARENACIN

Presentacin

El manejo de los desarenadores es una de las tareas rutinarias del operador de planta.Llevarla a cabo con eficiencia y calidad requiere por parte del operador de conocimiento yhabilidades especficas que esta seccin le facilita a travs de su desarrollo.

Objetivos

Al terminar el estudio de esta seccin el participante estar en capacidad de:

Describir los procesos desarenacin

Operar los desarenadores.

Caractersticas de la desarenacin

El manejo de los desarenadores es una de las tareas rutinarias del operador de planta.Llevarla cabo con eficiencia y calidad requiere por parte del operador de conocimientos yhabilidad especificas que esta unidad le facilita a travs de su desarrollo.

La desarenacin tiene por objetivo la retencin, en corto tiempo, los slidos ms pesadosque s encuentran en el agua, como arena, grava, lodo y adicionalmente los slidosflotantes (basuras).

El propsito es reducir el volumen de slidos que ingresan a la planta, eliminarinterferencias en los procesos y operaciones siguientes y evitar daos u obstrucciones entuberas y equipos. Con la desarenacin baja la turbiedad del agua y as empieza laclarificacin del agua.

Son muchos los factores que influyen en este proceso pero las principales son los que seexponer a continuacin.

Tamao y peso de las partculas.

Resistencia a la friccin del agua.

Profundidad del estanque.


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Sistema de entrada y de salida del agua.

Mtodos de operacin en el decantador.

Tiempo de retencin.

Desarenadores

La desarenacin se lleva a cabo en una estructura de la planta de tratamientodenominado desarenador que se encuentra a la entrada de la planta o cerca de labocatoma.

El desarenador es un tanque construido en concreto o ladrillo, de forma alargada orectangular, en el cual se puede decantar la arena, grava y otras partculas finas quepueda tener el agua.

El decantador tiene cuatro zonas que son:

Una cmara de aquietamiento, en ella se reduce la velocidad que trae elagua a travs de la conduccin.

Una zona de decantacin o sedimentacin, en donde las partculas puedenllegar al fondo del desarenador y sedimentarse all.

Una zona de salida.

Una zona de depsito que consiste en una tubera y un canal por el cual seevacua o purga material sedimentado.


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Actividades de operacin

La rutina de operacin comprende las siguientes actividades:

Regulacin del caudal de entrada.

Purga de lodos.

Retiro de material flotante.

Resumen de ideas

La desarenacin es generalmente uno de los tratamientos iniciales y tienen coma finalidadreducir la cantidad de slidos sedimentables del agua antes de la coagulacin. Se lleva acabo en una estructura denominada desarenador.

ENSAYO DE JARRAS

Presentacin

Esta seccin presenta los procedimientos a seguir en la realizacin del ensayo de jarras.

El conocimiento y destreza para realizar el ensayo son fundamentales para determinar ladosis ptima de coagulante a aplicar al agua. Se considera que es una labor fundamentalpara logra buenos niveles de eficiencia con qumicos.

El ensayo se presenta para sulfato de aluminio. Sin embargo, el procedimientoesencialmente es el mismo para cualquier coagulante a utilizar, cambiaran lasconcentraciones de las soluciones las cuales se pueden consultar con las casascomercializadoras del producto.

Objetivos

Al terminar el estudio de esta unidad el participante estar en capacidad de:

Realizar el Ensayo de Jarras.

Anlisis fsico - qumico del agua cruda


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El anlisis fsico-qumico de rutina comprende la determinacin de: turbiedad, el color, elpH y la alcalinidad.

A partir de ste anlisis el operador cuenta con los elementos para establecer lascantidades aproximadas de coagulantes que debe aplicar al ensayo (Coagulacin), siendola turbiedad el factor que ms variaciones presenta y el ms fcil de remover dentro de lascondiciones de cada planta.

Para la dosificacin correcta se debe efectuar el Ensayo de Jarras o ensayo de dosisptima.

Qu es un coagulante?

Es toda sustancia qumica que al aplicarse al agua reacciona con las impurezas que ella

tiene para formar flocs (grumos) que al adherirse uno con otro o individualmente porefecto de su peso se depositan en el fondo de un tanque sedimentador.

El coagulante utilizado con mayor frecuencia es el sulfato de aluminio llamado tambinalumbre.

Otros coagulantes son las sales de hierro (cloruro y sulfato) y polmeros naturales ysintticos.

La cantidad de coagulante requerida depende de la turbiedad, color, alcalinidad y el pH.

EN QU CONSISTE EL ENSAYO DE JARRAS?

Como su nombre lo indica, es un ensayo que trata de simular las condiciones en que serealizan el proceso de coagulacin y de sedimentacin. Se constituye en la principalherramienta de trabajo para el control de la operacin de las plantas.


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De acuerdo con los resultados de este ensayo se deben dosificar los miligramos por litro(mg/l), que dar una mxima calidad de agua con el mnimo consumo de coagulantes.

Objetivo del ensayo de jarras

El ensayo de jarras es de ptima utilidad porque determina:

La dosis de coagulantes que se debe aplicar en la planta.

El pH ptimo de coagulacin, este es el pH que permite la formacin de losflculos y no es igual para todas las aguas.

Equipo para el ensayo

Existen algunas variaciones en el equipo para efectuar esta prueba pero por lo generalconsta de lo siguiente:

Un agitador mecnico.

Vaso de precipitados.


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Observe a continuacin el grfico de un equipo utilizado en el ensayo de jarras.

Otros elementos necesarios

Adems del equipo anteriormente descrito, se debe contar con los siguientes elementos:

Un reloj o cronmetro.

Una probeta de 1000 ml.

Balanza de precisin de 0.1 gr. a 100 gr.

Esptulas.

6 jeringas desechables de 10 ml.

2 pipetas graduadas de 10 ml.

2 matraces aforados de 1.000 ml.

Reactivos

Los reactivos que se utilizan en el Ensayo de Jarras son:

Solucin de alumbre:

Se toman y pesan 1O gr. del mismo alumbre que se est dosificando en la planta y setransfieren a un vaso de precipitado y se disuelven con agua destilada o si es el caso, conagua tratada.

Se pasa esta solucin a un matraz aforado de un litro y se completa el volumen con agua.Se tapa el matraz. Se prepara esta solucin todos los das.

La concentracin debe ser tal que al agregar un (1 mI) de ella a las jarras de un litro, seobtiene una dosis de 10 Mg.

- Solucin de cal:

Se toma una cucharadita de cal y se diluye en un recipiente (de vidrio) con agua paraobtener una solucin no muy concentrada de cal.

Esta se usar para obtener el pH ptimo de coagulacin.


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Coloque los bafles deflectores e introduzca las paletas del aparatomezclador de jarras, de manera que estn bien centradas.

Introduzca las paletas en los vasos

Dosifique con una pipeta graduada los miligramos por litro (mg/It), que correspondan acada vaso del ensayo y si es necesario, (por experiencia) tome el pH en cada vaso y hagasu acondicionamiento al pH ptimo de coagulacin, normalmente adicionando cal paraaumentar la alcalinidad. Regular las R.P.M (revoluciones por minuto) de la mezcla rpidade la planta o en su defecto a 100 r.p.m.


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Comience a contar el tiempo transcurrido hasta llegar a un minuto yreduzca la velocidad correspondiente a la velocidad de los floculadores de laplanta, o en su defecto a 40 durante 19 minutos.

Durante este tiempo (19 minutos), aparecen los flocs se acondicionan y

se forman en el tiempo de mezcla lenta. Pare el mezclador y retire las paletasde las jarras.

Espere unos veinte minutos (20 mm.) y observe la clarificacin en cadavaso y el floc sedimentado.

Al cabo de este tiempo, tome muestras del lquido clarificado con cuidado de no removerel floc sedimentado y determine el pH, color y turbiedad.


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La dosis ptima de coagulante ser el resultado de la dosis para la cual se obtiene un flocacondicionado, con peso mayor que sedimenta rpidamente y en el que se obtiene lamenor turbiedad y el menor color.

PRECAUCIONES QUE SE DEBEN TENER EN CUENTA

El hecho de que la Prueba de Jarras sea una actividad rutinaria en la operacin de lasplantas significa que pueda realizarse con descuido, lo que desafortunadamente suele serlo comn.

En una Prueba de Jarra deben observarse las siguientes precauciones:

Respecto a las soluciones:

Deben prepararse todos los das con el producto que se va a aplicar.

Respecto al volumen de las Jarras:

Medir el volumen cuidadosamente, todos los vasos deben contener el mismo volumen.Mejores resultados se obtienen con volmenes mayores, en lo posible de dos litros.

Respecto de la temperatura:

La prueba debe realizase a la misma temperatura del agua en la planta de tratamiento.

Respecto a la adicin de coagulantes:

Los coagulantes deben suministrarse en el mismo orden en que se agregan en la planta detratamiento y simultneamente todas las jarras.


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Respecto de la velocidad de rotacin:

Se debe tratar de encontrar una energa de agitacin que produzca un resultadocomparable al de la planta, aunque como ya se dijo antes, nunca podr ser comparablecon el efecto de los mezcladores y floculadores.

Respecto a la forma de hacer el ensayo:

Los recipientes (vasos baldes) en los cuales se van a tomar las muestras deben lavarsepreviamente con la misma agua que se va a utilizar en el ensayo.

Respecto al tiempo de agitacin:

Se deben conocer los tiempos de agitacin, floculacin y sedimentacin de la planta paradeterminarlos para el ensayo.

Evitar que las manos, y los elementos que se van a utilizar en el ensayo alteren lascondiciones fsico-qumicas de los materiales y equipos que se van a utilizar (frascos,pipetas, etc.).

Resumen de ideas

Al recibir el agua en la planta para su procesamiento es necesario comprobar y medir lacantidad de agua que llega y la que puede ser tratada dejando pasar la que sobra.

El anlisis fsico del agua consiste en determinar su turbiedad, el color, y el anlisis

qumico determina el pH y la alcalinidad. El conocimiento de estos parmetros esindispensable para calcular la cantidad aproximada del coagulante.

Coagulante es toda sustancia qumica que al aplicarse al agua reacciona con las impurezasque ella tiene, para formar el floc.

El Ensayo de Jarras constituye la principal herramienta de trabajo para el control de laopera de las plantas.

ADICIN DE COAGULANTES, MEZCLA RPIDA Y COAGULACIN

Presentacin

Una de las tareas que debe realizar el operador de planta, es adelantar el proceso detratamiento qumico del agua denominado Adicin de Coagulantes, Mezcla Rpida yCoagulacin. Para ello debe saber en qu consiste dicho proceso as como el manejo delos mezcladores, que son las estructuras a travs de las cuales se lleva a cabo dichoproceso.


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Esta seccin contiene la informacin y las actividades prcticas que se requieren paraefectuar dicha tarea.

Objetivos

Al terminar el estudio de esta Unidad el participante estar capacitado para:

Calibrar dosificadores.

Describir el proceso de mezcla rpida y coagulacin.

Operar mezcladores.

Adicin de coagulantes

A la accin de agregar productos qumicos al agua, en este caso los coagulantes, sedenomina dosificacin.

Tipos de dosificacin

Hay dos tipos de dosificacin de acuerdo con el estado fsico de la sustancia qumica quese va a tratar.

En solucin (Lquido)

En seco (en polvo)

Equipos para la dosificacin

Para llevar a cabo la dosificacin se utilizan equipos dosificadores, los cuales sondiferentes segn su utilizacin para la dosificacin en seco o en solucin.

Dosificadores en seco:

Constan de tres elementos:

La tolva: Es el recipiente en el cual se deposita y mantiene el coagulante.

Los mecanismos que regulan el descargue de las sustancias: Son los que permitenla descarga del material en forma constante. Los hay de compuertas, tornillossinfn, discos, correas, plato, bandeja vibratoria.


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La cmara de mezcla: Es el recipiente donde llega un flujo constante de agua ydonde cae la sustancia qumica seca en cantidad, velocidad y concentracindeterminadas.

Clases de dosificadores en seco

VOLUMTRICOS

Dosifican un volumen constante del producto dentro de un tiempo dado

No tienen balanza

GRAVIMETRICOS

Dosifican un peso constante del producto.

Tienen gran precisin, amplio rango de dosificacin.

Pueden tener controles automticos, alarmas etc.


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Dosificadores de solucin (no tienen balanza)

Para dosificar una solucin se mide un volumen determinado de una solucin en la unidadtiempo, con una concentracin (la medida de la cantidad de sustancias disueltas porunidad volumen mg/It) especfica de coagulante.

CLASES

POR GRAVEDAD

Consta de tres partes que puedenencontrarse en un modelo separado ointegrado. Ellos son:

Tanque de solucin

Tanque dosificador

Elemento hidrulico demedida

POR BOMBEO

Consta de:

Tanque de solucin

Bombas dosificador


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Calibracin de dosificadores

Para que el dosificador descargue las cantidades ptimas de coagulante, al calibrarlo, esnecesario; saber qu cantidad descargar en una unidad de tiempo. Para esto es muy tilaplicar la siguiente frmula:

Para hallar los gramos por minuto que debe descargar el dosificador se multiplica elcaudal (en metros cbicos por da) por los miligramos por litro que nos dio el ensayo dejarras y todo esto se divide por 1440 minutos (un da = 24 horas x 60 minutos = 1440minutos).

Ejemplo:

En una planta de tratamiento de potabilizacin se est tratando un caudal (0)10.000 m3/dy se est dosificando 14 ppm de sulfato de aluminio. Cunto debe descargar el

dosificador de alumbre en gramos por minuto?

Solucin:

Q= 10.000 m3/da

Dosificacin: 14 mgr/It de Sulfato de aluminio=14 gr/m3 = 14 ppm de sulfato de aluminio.

Descarga en gr/mm. =. /

.= 97,2 /

Actividades de Operacin

La rutina de operacin de un dosificador comprende las siguientes actividades

Determinacin de la descarga con base en la dosis determinada en elensayo de jarras calcula la cantidad del producto a aplicar a todo el caudal delagua cruda.

Calibracin del dosificador para la descarga calculada.

Preparacin de soluciones.

Inspecciones peridicas de la descarga y estado de la solucin.


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MEZCLA RPIDAY COAGULACIN

En qu consiste la coagulacin

Es la accin de congregar la materia suspendida en el agua, mediante la adicin de un

coagulante.

Consiste tambin en la dispersin completa del coagulante (sulfato de aluminio u otrasustancia coagulante), teniendo como requisito el pH ptimo de coagulacin.

El tiempo es otro de los requisitos para que se efecte la reaccin qumica.

Principales factores que influyen en la coagulacin

En el proceso de coagulacin influyen un conjunto de factores, los principales son:


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FACTORES

Caractersticas del agua

- Turbiedad

- Alcalinidad

- pH

- Color

Caractersticas de las

sustancias qumicas

- Tipo de sustancia

- Cantidad. Si lacantidad es exacta altera lacoagulacin

- Concentracin dela solucin

Condiciones de la estructura

de la planta

- Intensidad de lamezcla

- Tiempo deretencin.

Como debe aplicarse el coagulante

El coagulante debe distribuirse de manera uniforme en toda la masa de agua, para que lamezcla se realice en una forma completa sin que se den volmenes de agua sin l. Paraque este resultado se obtenga, el coagulante tiene que ser aplicado en una zona de granturbulencia. A esta zona le denomina mezcla rpida.

Para que se utiliza la coagulacin

Las aguas crudas naturales contienen dos tipos de slidos no sedimentables: suspendidos

y disueltos.

Los slidos suspendidos incluyen limo fino, bacterias, partculas causantes de turbiedad,etc. Los cuales no sedimentan en perodos razonables y su efecto global se traduce en elcolor y turbiedad de aguas sedimentadas sin coagulacin.

Los slidos disueltos, materia orgnica e inorgnica son invisibles separadamente, perogeneralmente causan diferentes problemas de olor, color y sabor, a menos que seanprecipitados y removidos mediante mtodos fsicos y qumicos.

El proceso de coagulacin se utiliza para remover del agua:

El color.

La turbiedad.

Las bacterias.

Los virus.


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Las algas.

Otras partculas que se remueven con el coagulante.

Estructuras para mezcla rpida y la coagulacin

Existen dos tipos de mezcladores:

Los mezcladores hidrulicos

Toman este nombre porque aprovechan la energa que produce el agua en su recorrido.Consiste en arreglos que producen condiciones turbulentas de flujo de agua dentro de lacmara, dando lugar a la mezcla rpida.

En este tipo de mezcladores estn por ejemplo los canales, la canaleta Parshall, losvertederos con cada libre y los resaltos hidrulicos.

Algunos de los mezcladores hidrulicos ms generalizados entraremos a describirlos acontinuacin: La Canaleta Parshall y los mezcladores de Bafles cortinas o mamparas.

Canaleta Parshall

Bsicamente consiste en un canal compuesto por tres secciones:

Seccin convergente: Por esta parte entra el agua.

Garganta: Esta seccin tiene una pendiente fuerte y debido a suestrechamiento, la velocidad se aumenta considerablemente producindose laturbulencia, la cual es aprovechada para la mezcla rpida.

Seccin divergente: Esta localizada al final de la estructura y secaracteriza por tener una pendiente suave.


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Al final de esta seccin se construye un escaln pequeo que ayuda a la mezcla cuando lavelocidad es insuficiente.

Mezcladores de bafles, cortinas o mamparas


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Son tanques de concreto reforzado, en su interior hay una serie de canales, separadospor:

Pantallas.

Bafles.

Cortinas.

Mamparas.

El agua se hace pasar por estos canales a una velocidad conveniente con el fin de producirla mezcla rpida.

Los tablones o cortinas deben ser construidos de tal forma, que sean fcilmenteremovidos cuando haya necesidad de efectuar limpieza o para adaptarlos a las variacionesde caudal tratado y poder obtener ptimos resultados de la mezcla


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Los mezcladores mecnicos


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Son tanques circulares o cuadrados dotados de agitadores movidos por un motorelctrico. Los agitadores pueden ser de rotores (paletas giratorias) o de hlices. Se utilizanpara producir mezcla instantnea. Tienen como ventaja su flexibilidad en la operacin yocupan poco espacio.

Operacin de mezcladores

Mezcladores hidrulicos.

Purga de sedimentos.

Apertura y cierre de vlvulas.

Mezcladores mecnicos.

Purga de sedimentos.

Apertura y cierre de vlvulas.

Actividades de operacin

Calcular la descarga de las mquinas dosificadoras.

Calibrar la descarga.

Revisar el buen funcionamiento de las mquinas; control de la cada del

coagulante, entrada agua, calidad de la solucin, aplicacin de la solucin.

Cargar las tolvas o depsitos con el coagulante.

Observar la formacin del floc en el equipo de jarras, de una muestra de aguacoagulada.

Ajustar la dosis si fuese necesario.

Resumen de ideas

Por dosificacin se entiende toda accin mediante la cual se suministrauna sustancia qumica al agua que se va a tratar. Puede ser en seco (polvo) o ensolucin (lquida).

La coagulacin es el proceso mediante el cual se agregan sustanciasqumicas al agua y generan las condiciones para lograr la formacin de un buenfloc.


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Coagulante qumico es una sustancia que se agrega al agua para facilitar elasentamiento las partculas muy finas causantes de la turbiedad, el color, lasbacterias, los virus y las algas que no logran irse al fondo porque son mslivianas que el agua.

Mediante el proceso de coagulacin se logra la remocin de la turbiedad,el color, las bacterias, los virus y las algas del agua.

Los mezcladores son las estructuras a travs de las cuales se lleva a cabo lamezcla rpida.

Los mezcladores son de dos clases: Hidrulicos y Mecnicos.

OPERACIN DE FLOCULADORESY SEDIMENTADORES

Presentacin

El manejo de los floculadores y sedimentadores es una de las tareas que debe realizar eloperador de planta.

Saber lo que son los procesos de floculacin, sedimentacin y la funcin que cumplen losfloculadores y sedimentadores dentro de dicho proceso, ayuda al operador a desempeardicha tarea con responsabilidad y eficiencia.

Esta seccin presenta en forma muy concreta y sencilla las actividades prcticas que elinstructor debe propiciar para que el participante desarrolle las habilidades necesarias

para la operacin.

Objetivo

Al terminar el estudio de esta seccin el participante estar en capacidad de:

Poner en funcionamiento un floculador y un sedimentador.

Realizar algunas operaciones a los floculadores y sedimentadores.

Operacin de floculadores

Igual que los mezcladores, los floculadores son de dos tipos: Mecnicos e hidrulicos.Algunos procedimientos son comunes en la operacin de los dos tipos, otrosprocedimientos son especficos.


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Verificar que el mezclador rpido y la dosificacin trabajenadecuadamente. Observando el tanque, los canales o los dispositivos demezcla rpida.

Verificar en qu parte de la unidad se est empezando a formar el flculo.

Donde se inicia el canal de entrada al sitio del floculador, llenar un vaso devidrio en el extremo opuesto a la salida de la mezcla.

Subir el vaso a la altura de los ojos y observar s empiezan a formarse losflculos. Normalmente los flculos se encuentran en los primeroscompartimientos de la unidad.

Realizar el mismo procedimiento a la salida del floculador. Normalmente el floc esta bienformado. En caso contrario estara indicando que la mezcla y/o la dosificacin sondefectuosas.

Constatar si se produce sedimentacin en los ltimos tramos del floculador. Retirar losslidos de la superficie del agua.

Procedimientos especficos

Para floculadores mecnicos

Verificar que el nivel del agua en el tanque coagulador cubra las paletas.

Con el fin de que se efecte una buena mezcla lenta, en el tiempo establecido.

* Observar el tipo de flculos que se estn obteniendo en el primero y ltimoscompartimientos


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Se toma una muestra y se lleva a la altura de los ojos. Los flculos deben ser individualesconsistentes, adems no deben ser esponjosos y desmenuzables.

Hacer lo mismo en los ltimos compartimientos, aqu el flculo debe estar bien formado.

Cmo poner en funcionamiento las unidades?

Tanto los floculadores mecnicos como los sedimentadores deben llenarse con aguaclarificad

Para floculadores hidrulicos

Para los floculadores de flujo horizontal y vertical.

Si las pantallas del floculador son en asbesto-cemento la unidad deber llenarse antes deabrir compuerta, porque la presin del chorro al entrar puede romper las pantallas.

El llenado puede realizarse mediante una bomba porttil succionando elcanal de entrada a los filtros.

Vigilar que el nivel no exceda, ni baje del nivel normal de operacin. Encualquiera de los casos, la velocidad de paso se alterar, lo cual afectara laformacin del flculo.

Operacin de sedimentadores.

La operacin de los sedimentadores es una tarea que peridicamente debe realizar eloperador de planta. A continuacin se da la informacin necesaria para realizar esta latarea.


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En la operacin de los sedimentadores se dan tres grupos de actividades:

La puesta en marcha.

La operacin normal.

La parada del sedimentador.

Estas actividades se hacen de acuerdo con los manuales de operacin de cada planta.

En la operacin normal del sedimentador, las operaciones ms importantes son:

Observar s hay prdida de flculos en el efluente; este caso puededarse debido a la sobrecarga de la unidad o a que el flculo es muy liviano.

Retirar el material flotante.

Observar si existen burbujas de aire. Estas burbujas son ocasionadaspor la fermentacin de lodos.

Medir la altura de los lodos en la unidad, si los hay.

Para determinar el momento en que los lodos empiezan a sobrepasar el nivel mximoestablecido.

Cuando se colmata (se llena) de lodos el sedimentador, los lodos tienden a subir a la

superficie entonces es seal de que debe drenarse o lavar.

El operador de la planta de tratamiento, debe estar con ojo avizor,detectando los inconvenientes y deficiencias que se puedan presentar en ladistribucin de flujo.

Algunas veces se presentan problemas de operacin en la zona de salida,debido a que en los vertederos o canaletas de recoleccin de aguasedimentada se pueden presentar alteraciones en el nivel, o pequeas roturaso agrietamientos que hacen aumentar considerablemente la velocidad delagua, arrastrando consigo lodos del fondo del sedimentador. Esta situacindebe ser corregida inmediatamente parando la unidad para evaluacin delodos y realizar inspeccin del tanque y sus instalaciones. Para detener launidad se deben cerrar las compuertas de entrada primero y luego las de salidadel tanque y evacuar el agua y el lodo por los desages.

La puesta en marcha se realiza llevando el tanque sedimentador con aguaclarificada bombeando de los canales de entrada a los filtros. Cuando el tanque


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est lleno y no existen turbulencias debe abrirse primero las compuertas desalida y luego las de entrada.

Peridicamente se deben tomar muestras de agua sedimentaday realizar determinacin de pH turbiedad y color.

Los valores recomendados para esta agua que luego va a ingresar a los filtros son:turbiedad menor de 5 UNT y color mentor de 20 UPC. El valor del pH es ptimodeterminado en ensayos de jarras. Sirve de referencia para realizar los ajustes de dosisnecesarios.

SISTEMA DE REMOCIN DE LODOS

Estos sistemas tienen como objetivo evacuar los lodos acumulados en el sedimentador,para lo cual se usan canaletas o tuberas con vlvulas para su purga.

El tiempo de operacin de la vlvula de purga depende del tipo de lodo que se produzca

segn la calidad de agua tratada. Es importante cuando se realice la purga hacer un lavadode las paredes del sedimentador con manguera y cepillo.

Resumen de ideas

La floculacin es un proceso de agitacin suave y continua deagua coagulada con el propsito de formar flculos.

Despus de que el floculante se ha mezclado con el agua seempiezan a aglutinar las partculas difciles de sedimentar dando lugar a losflculos.

El proceso de floculacin se lleva a cabo mediante la utilizacinde los floculadores, sean mecnicos o hidrulicos.

Los floculadores mecnicos estn movidos por motores.

Los floculadores hidrulicos operan por la velocidad del agua.


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La sedimentacin es la operacin por la cual se remueven laspartculas slidas debido a la influencia de los coagulantes. Se lleva a cabodespus de la floculacin.

Con la sedimentacin se lleva a cabo una segunda clasificacin

del agua. Se realiza en una estructura de la planta denominadasedimentador.

La operacin de los floculadores bsicamente consiste eninspeccionar que se lleve a cabo la agitacin y verificar la formacin del floca la entrada y salida de cada unidad.

La operacin de los sedimentadores comprende: toma demuestras para determinar eficiencia, observacin del comportamiento deltanque, de la presencia de lodos en la superficie y anormalidades en los

niveles.

OPERACIN DE FILTROS RPIDOS

Objetivos

Al terminar esta seccin el participante estar en capacidad de:

Describir las caractersticas de la filtracin e identificar los distintos tiposde filtros.

Operar un filtro.

CARACTERSTICAS DE LOS FILTROS RPIDOS

Los filtros rpidos son usados para filtrar agua previamente coagulada y clarificadamediante sedimentacin y se denominan de ese modo porque operan a velocidades defiltracin que estn por encima de los 120 metros cbicos por metro cuadrado en un da(m3/m2/da).

Existen filtros rpidos que funcionan por gravedad o flujo libre y otros que trabajan apresin (usados en piscinas e industria). La efectividad de estos filtros, con la mayor partede las aguas, depende de la calidad del pretratamiento, de la operacin y de su estado.

Componentes de filtros rpidos:

Lechos.

Sistema de drenaje ubicado en el fondo.


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Controladores de la tasa de flujo en el efluente, como por ejemplo elregulador de flujo tipo venturi o vlvulas. Tambin se les denominanreguladores de gasto o de caudal.

Indicador de la prdida de carga; es muy importante porque indica en qu

momento el filtro va perdiendo eficiencia de filtracin.

Medidores de caudal o cantidad de agua que se est filtrando.

Sistema de lavado superficial que puede ser chorros de agua, boquillasestacionarias o rotativas.

Sistema de lavado ascensional; se realiza mediante un equipo quesuministra agua por el fondo del filtro a una velocidad determinada.

Tipos de filtros rpidos


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Segn el medio filtrante, los filtros rpidos pueden ser de dos clases.

De antracita y arena.

De arena.

Segn el tipo de flujo se dividen en:

Tipo gravedad.

De presin.

En los filtros de antracita y arena, el medio filtrante es carbn de antracita triturado (hullaseca) el cual es ms liviano que la arena y requiere menos cantidad de agua para lavar elfiltro. Estos filtros tienen capacidad de filtracin muy elevada y pueden llegar hasta 500m3/m2/da.

Los filtros rpidos de arena se operan hasta a 180 m3/m2/da. Se diferencian de los filtroslentos en: menor tamao del filtro, velocidad de filtracin ms alta, se utilizan en plantasdonde se realiza tratamiento qumico y el lavado se realiza de forma ascendente,expandiendo el lecho.

Los filtros de presin son aquellos en los cuales la arena, la grava y el sistema de drenajeestn colocados en un cilindro metlico por donde pasa el agua a presin.


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CONTROL Y OPERACIN DE LOS FILTROS RPIDOS

En la rutina normal de control y operacin se sugiere tener en cuenta los siguientes

factores:

Medida de la prdida de carga.

Medida del caudal del agua filtrada.

Turbiedad del efluente.

Estadstica.

Vamos a referirnos a cada uno de ellos;

Medida de la prdida de carga

El tiempo de lavado del filtro se determina cuando se tiene una prdida de cargapredeterminada, cuando la turbiedad del efluente es mayor de 5 UNT o cuando secumplen unas horas de trabajo determinadas. La prdida de carta del filtro permiteconocer el nivel de colmatacin u obstruccin del medio filtrante, se debe evitar que elnivel del agua dentro del filtro suba por encima del nivel recomendado, o de acuerdo conla turbiedad del efluente general del filtro.

Medida del caudal de agua filtrada

El caudal del agua filtrada debe ser lo ms constante posible durante la jornada o carreradel filtro.

Por jornada o carrera del filtro, se entiende el tiempo que trabaja el filtro para ser lavado.

Cuando los filtros se operan a tasa declinante se mantiene constante el caudal en la salidageneral de la batera de filtros, cuando no se vara el caudal afluente. Bajo esta condicinel caudal en cada filtro es diferente.

Turbiedad del efluente

Est regulada por el decreto 2105 de julio 26 de 1.983 del Ministerio de Salud. Queda acriterio del operador de la planta, suministrar el agua por encima de los valoresestipulados en el Decreto, en caso de emergencia, porque es preferible suministrarla conun bajo nivel de potabilizacin, con la debida advertencia a la poblacin, que nosuministrarla.


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Estadsticas

Se llevarn las estadsticas que el manual de operacin de la planta indique o en sudefecto lo establecido por el Ministerio de Salud o finalmente segn el criterio deloperador de la planta.

Se debe llevar un control estadstico de los siguientes parmetros:

Cantidad del agua filtrada.

Nmero de filtros en servicio.

Nmero de horas totales en filtracin.

Prdida de carga.

Promedio de la carrera de filtracin.

Nmero de lavados.

Cantidad usada de agua de lavado.

Observaciones:

1. Otras pertinentes.

2. Problemas

3. Reparaciones

PROBLEMAS DE OPERACIN DE FILTROS

En la operacin de los filtros debe evitarse:

Formacin de bolas de lodo dentro del medio filtrante.

Agrietamiento o contraccin del lecho filtrante.

Sobrecarga.

Acortamiento de carrera de filtracin.


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Retencin de aire en el lecho filtrante.

Prdida del material del lecho.

Desplazamiento de la grava.

La limpieza peridica del lecho (de la antracita, la arena y la grava) previenen estasdificultades. La limpieza se realiza: aplicando soda custica, cido clorhdrico, cloro osulfato de cobre.

Esta actividad debe realizarla el laboratorista y el Ingeniero Jefe de Planta, o solicitarasesora.

Limpieza por medios mecnicos, haciendo raspado de la superficie, rastrillando conchorros de agua a presin.

En el control de la velocidad de filtracin se debe tener especial cuidado, para evitar lassiguientes situaciones:

Que el nivel del agua en el filtro este por debajo de la superficie del lecho.Esto tiene como consecuencia que se produzcan perturbaciones porpresencia de aire dentro del lecho.

Que el nivel del agua en el filtro suba hasta producir perturbaciones en elcanal de entrada.

Que se presente distribucin inadecuada del caudal afluente a los filtros.

Que la velocidad del agua sea muy alta y que produzca arrastre de floc.

El lavado instantneo del filtro consiste en la apertura y cierre de la vlvula de lavadoestando el filtro en operacin esta prctica consigue limpiarlo transitoriamenteprolongando la carrera de filtracin. En las plantas de tratamiento bien operadas, estaoperacin no se efecta pues generalmente las capas del lecho filtrante se mezclan,permitiendo que el agua pase turbia.

La apertura rpida de la vlvula de lavado puede ocasionar los siguientes problemas:

Golpes de ariete que pueden daar el sistema de drenaje.

Disturbios en las capas de grava por la formacin de chorros.

Si el filtro tiene aire la formacin de burbujas puede ocasionar la prdidadel lecho superior del filtro al arrastrarlo a las canaletas de lavado.


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El nivel del agua en el filtro no debe estar por debajo del nivel de entradadel afluente, pues al llenarlo el agua cae desde las canaletas del lavadoocasionando la ruptura de la superficie y permitiendo seguramente que elfiltro tome aire. En el caso de que el nivel del agua se encuentre por debajode la superficie se deber efectuar un lavado corto antes de poner el filtro

en servicio. En la medida de lo posible el filtro debe llenarse con agua delavado.

Lavado de un filtro descendente

El filtro debe lavarse al final de una jornada de trabajo o carrera teniendo en cuenta uno oms de los siguientes parmetros de operacin:

Prdida de carga H-h.

Turbiedad del efluente.

Por tiempo de trabajo.

Secuencia en la operacin de lavado de filtro

La operacin de lavado de un filtro se lleva a cabo efectuando los siguientes pasos:


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a) Cerrar las vlvulas de agua sedimentada (A) y dejar abierta la vlvula deagua filtrada (B) hasta que el nivel del agua en el filtro llegue aproximadamentea 15 CMS por debajo de las canaletas Depende de si los filtros tienen lodosuperficial.

b) Cerrar la vlvula de agua filtrada.(B)

c) Abrir la vlvula de desage. (C)

d) Abrir la vlvula de lavado superficial (D) durante el tiempo estipulado en lasnormas de la planta.

e) Abrir lentamente la vlvula de lavado ascensional (E) e incrementar el flujogradualmente hasta obtener una rata capaz de expandir el lecho entre el 25 yel 50% de su espesor inicial. De acuerdo con las normas de la planta se obtiene

la velocidad del agua de lavado.

f) Cerrar la vlvula de lavado superficial.(D)

g) Cerrar la vlvula de agua de lavado (E) cuando a criterio del operador, elfiltro est limpio y se elimine completamente el agua sucia.

h) Cerrar la vlvula de desage.(C)

i) Abrir la vlvula de agua sedimentada (A) hasta alcanzar el nivel normal.

j) Abrir la vlvula de agua filtrada (B) para poner el filtro en servicio. Losmovimientos de operacin de las vlvulas deben ser lentos.

La cantidad utilizada de agua de lavado est comprendida entre el 1.0% y 2.5% del aguafiltrada y se calcula as:

Cantidad de agua gastada en lavado x 100

Cantidad de agua filtrada

Una cantidad mayor puede ser sntoma de una anomala en el tratamiento o lecho delfiltro.


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PRECAUCIONES EN LA OPERACIN DE VLVULAS

Las vlvulas, principalmente las hidrulicas, se deben abrir y cerrarlentamente para prevenir el golpe de ariete.

No se debe permitir que las vlvulas se cierren forzadamente para evitarque se peguen.

No deber mantenerse presin de agua en el cilindro de una vlvulahidrulica excepto cuando esta se est operando.

La operacin rpida de las vlvulas puede ocasionar oscilaciones en lasvlvulas de flotador prdidas de mercurio en los controladores.

La apertura rpida de la vlvula de agua filtrada puede abrir grietas o

canales en el lecho filtran ocasionando pobres resultados en la remocin debacterias y arrastre de arena al sistema drenaje.

Las fisuras en el lecho del filtro (grietas) dan como resultado el paso deagua sin filtracin.

Cuando el filtro est en operacin el paso del agua a travs del lechoproduce escapes de oxgeno y de otros gases.

Si el sistema de drenaje es muy pequeo se forman vacos que atrapandichos gases y forma las denominadas bolsas de aire.

La turbiedad del afluente (Agua clarificada) no debe ser mayor de 10 porque crea bolas de lodo


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Problemas en el lecho filtrante.

Resumen de ideas

El proceso de filtracin debe cumplir con la remocin de bacterias y laremocin de la turbiedad, entre otros.

Los aparatos para regular la velocidad de la filtracin es de dos tipos: losque permiten medir la velocidad de la filtracin en cualquier tiempo y losque permiten medir la tasa de filtracin.

Cuando los filtros se vayan obstruyendo hasta llegar a su mxima prdidade carga disponible, se debe proceder a hacerles una limpieza realizando

los pasos indicados.

El perodo de servicio de un filtro puede medirse en das y en cantidad deagua filtrada.

Los filtros pueden operarse manualmente o a travs de una mesa decontrol.

DESINFECCIN

Presentacin

La desinfeccin del agua es una de las tareas ms delicadas en las plantas de tratamiento.Exige por parte del operador, adems de los conocimientos tericos una gran dosis detica y responsabilidad.

Esta seccin presenta los aspectos relevantes del proceso de desinfeccin, losrequerimientos para el manejo del cloro y de los doradores. Incluye tambin las normasde seguridad que deben observarse en el manejo del cloro.

Objetivos

Con el estudio de esta seccin se espera que el estudiante quede capacitado para:

Describir el proceso de desinfeccin.

Hacer manejo correcto del cloro y los equipos cloradores.


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Conceptos generales

En los procesos de purificacin del agua, tales como coagulacin, sedimentacin yfiltracin, se remueve entre el 8 y el 95 % del total de organismos en el agua. Sinembargo, en la mayora de los casos, todava queda suficiente nmero de ellos para hacer

el agua impotable por lo cual es necesario eliminar esos organismos mediante ladesinfeccin.

La desinfeccin debe producir una disminucin de microorganismos hasta unaconcentracin tal que no perjudique la salud.

La desinfeccin es diferente a la esterilizacin mediante la cual se logra una destruccintotal de la poblacin bacteriana.

En qu consiste la desinfeccin?

La desinfeccin consiste en la aplicacin directa al agua de sustancias qumicas o en lautilizacin de medios fsicos para eliminar de ella agentes patgenos, capaces de producirinfeccin o enfermedad en el organismo del ser humano.

Con la desinfeccin se logra la destruccin, o por lo menos la desactivacin de lospequeos organismos dainos patgenos, presentes en el agua, tales como:

Bacterias.

Protozoos.

Virus.

y muchos otros organismos patgenos presentes en el agua.

Dada la propagacin que en los ltimos tiempos ha tenido el clera, es necesario que eloperador de planta tenga una mayor informacin sobre esta enfermedad.

El clera es producido por una bacteria que sobrevive mejor en el agua que en losalimentos dependiendo del pH, temperatura, grado de contaminacin, materia orgnicapresente, contenido de sal, de carbohidratos y presencia de otras bacterias. El hombre seinfecta a travs de la ingestin del agua y de alimentos contaminados. El clera setransmite por va oral. El deficiente tratamiento en el abastecimiento de agua e instalacinde desages, hacen que sea un medio de transmisin de la bacteria del clera.

Las estrategias de prevencin incluyen la higiene personal, disposicin sanitaria deexcretas, desinfeccin del agua para consumo.


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Factores que influyen en la desinfeccin:

Hay muchos factores que influyen en la desinfeccin del agua y que por lo tanto deben

tenerse en cuenta. Entre otros pueden mencionarse:

La naturaleza y nmero de los organismos patgenos que van a ser destruidos.

El tipo y concentracin del desinfectante usado.

La temperatura del agua, entre ms alta sea, es ms rpida la desinfeccin.

El tiempo de contacto de los desinfectantes con el agua.

La naturaleza del agua que va a ser desinfectada.

El pH (acidez, alcalinidad) del agua.

La mezcla; una buena mezcla asegura la adecuada dispersin del desinfectante.

El punto de aplicacin, normalmente despus de la filtracin y antes de lacorreccin del pH.

Ocupndose del cloro como desinfectante ms usado se presenta la informacin sobretres de los factores ms importantes, anteriormente mencionados

Tiempo y reaccin

Estos dos factores estn ntimamente ligados, pues de los dos depende lo siguiente:

La duracin del perodo de reaccin disponible para la desinfeccin.

La cantidad del desinfectante.

Si se cuenta con el cloro combinado, que es un desinfectante dbil, debe proporcionarseuna concentracin mayor y garantizarse tambin un mayor tiempo de contacto.

Si va a mantenerse el cloro libre, que es un desinfectante activo, entonces el perodo dereaccin puede ser proporcionalmente menor.


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Temperatura

La temperatura del agua afecta considerablemente la accin desinfectante del clororesidual.

Con una temperatura mayor, siendo iguales todos los dems factores, la reactividad delcloro debe ser mayor, la concentracin de cloro combinado es mayor que la de clororesidual libre.

pH

Como ya se ha dicho antes, el pH del agua afecta la accin desinfectante del cloro, lo cualpuede plantearse as:

A menor pH (entre 5.0 y 6.0) menor desinfeccin.

A pH mayor de 7.3, mayor residual de cloro libre.

Mtodos de desinfeccin

La desinfeccin puede llevarse a cabo a travs de dos tipos de mtodos que se exponen acontinuacin.

Hervir el agua

Es una prctica segura y tradicional, siempre y cuando se efecte por un tiempo noinferior minutos.

Destruye microorganismos patgenos tales como virus y bacterias. Aunque es efectivotratamiento casero, no es posible para abastecimiento pblico de agua.

El cloro y compuestos del cloro

Se utiliza, en todos los acueductos de Colombia y es la operacin ms generalizada en lasplantas de tratamiento, porque hasta el momento es la que ha dado mejores resultados,

es de fcil aplicacin y tiene efecto residual.

Se aplica en forma de gas o de diversos compuestos que lo contienen tales como:

El hipoclorito de calcio.

El hipoclorito de sodio.


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Otros mtodos de desinfeccin son:

Irradiacin con luz ultravioleta.

Adicin de iones metlicos como cobre o plata.

Adicin de lcalis o cidos.

Accin de oxidantes como el ozono y otros halgenos (lodo)

LA CLORACION

La desinfeccin del agua mediante cloracin, se da desde comienzos del siglo veinte, es laprctica ms importante, en la historia del tratamiento del agua.

En la cloracin se manejan conceptos que el operador debe conocer, razn por la cual seexponen en esta seccin en forma resumida.

Qu es cloro?

Es un gas txico de color amarillento-verdoso de olor penetrante, especialmente seencuentra en la naturaleza combinado con otros elementos. Es ms pesado que el aire,por esta razn en sitios donde hay escapes debe evitarse estar en las partes bajas.Tambin se encuentra en estado lquido (licuificado por compresin) y en esta forma

puede causar quemaduras en la piel. Un volumen lquido genera alrededor decuatrocientos cincuenta volmenes de gas cloro. El cloro lquido es ms pesado que elagua. Vaporiza a baja temperatura y presin atmosfrica normal y se disuelve fcilmenteen el agua.

Puntos de aplicacin

La precloracin

La precloracin es la aplicacin del cloro anterior a cualquier otro tratamiento. Por logeneral tiene el propsito de controlar las algas, el sabor y el olor.

La poscloracin

Se refiere a la aplicacin del cloro despus de otros procesos de tratamiento,particularmente despus de la filtracin y con ella se pretende garantizar agua de bajoriesgo sanitario.


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Valor residual del cloro

Cuando se agrega cloro al agua, este reacciona con diferentes tipos de sustancias que loconsumen. Por este motivo se necesita agregar una cantidad de cloro que sea suficientepara que reaccione con las diversas sustancias y an quede un exceso o cantidad residual,

si se quiere destruir las bacterias y proteger el agua de posible contaminacin posterior. Ala cantidad de cloro en exceso que se deja en el agua se le llama residual del cloro.

Varios mtodos permiten determinar la cantidad de cloro residual. Los ms utilizados sonla prueba de ortotolidina arsenito, el mtodo del DPD y el yodomtrico.

Demanda de cloro

La demanda de cloro de un agua determinada es la cantidad de cloro que se necesita paraque reaccione con las sustancias orgnicas y con otras que contenga.

En otras palabras la demanda de cloro es la diferencia que existe entre la cantidad decloro que se agrega y la permanente como residual despus de un determinado tiempo decontacto.

La demanda de cloro vara de acuerdo con:

La cantidad de cloro agregada.

La clase de cloro residual que se desee.

El tiempo de contacto.

La temperatura del agua.

Las caractersticas fsico - qumicas del agua.

Las determinaciones de la demanda de cloro permiten conocer la cantidad que se debeaplicar a un agua para producir un cloro residual disponible, especificado, bien sea libre,combinado o total despus de un determinado tiempo de contacto.

En aguas que contienen amoniaco o compuestos orgnicos de nitrgeno, la cloracin condosis de cloro inferiores a las necesarias para alcanzar el punto de quiebre punto deruptura, conduce a la produccin de cloraminas y de otros cloroderivados, que sepresentan como cloro combinado.

La cloracin a dosis superiores al punto de quiebre conduce a la destruccin de materiaorgnica y obtener un cloro residual libre.


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El cloro residual libre es desinfectante ms activo que las cloraminas.

Procedimiento para hallar la demanda de cloro:

Materiales y reactivos:

Solucin de cloro a una concentracin de 100 mg/It, obtenida diluyendo ynormalizando la solucin que se obtenga del agua alimentada por undorador de solucin. Tambin puede prepararse diluyendo 10 ml de zonitede reciente preparacin hasta 1 litro, con agua destilada, o con hipocloritode sodio o calcio de solucin normalizada a concentracin 0.01%.

Reactivo de Ortotolidina (0T)

Solucin de arsenito.

6 frascos o botellas limpios, con capacidad de unos 250 ml.

Unidad comparadora de 0T para determinar cloro con patronespermanentes de cristal (Hellige o Wallance and Tiernan).

18 celdas adicionales para el comparado.

Procedimiento:

En cada uno de los 6 frascos virtanse porciones de 100 ml. de la muestra.

Al primer frasco agrguense 0.5 ml de la solucin de cloro de 100 mg/It. o sean 0.5 mg/It;al segundo agrguense 1 .0, 1 .5, 2.0, 2.5 y 3.0 sucesivamente a los otros frascosagitndolos. Se recomienda tambin partir del primer frasco con una concentracin de 0 2ml de solucin de cloro de 100 mg/It y seguir aumentando en un rango de 0.2, para 10frascos, al #10 se le agregan 2 mg/ It de cloro.

Djense reposar 10 minutos o un tiempo igual al periodo de contacto correspondiente alpunto de control.

Al terminarse este tiempo, determnese la clase y concentracin del cloro residual de cadafrasco, mediante la prueba OlA (consltese Cloro residual). La dosis menor no debemostrar ninguna clase de cloro residual y la dosis mayor debe arrojar resultados muchomayores que los que se requieren en la operacin en la planta.

Si las cantidades de solucin de cloro que se usaron no producen estos resultados, debenescogerse diferentes proporciones y agregarse a nuevas proporciones de muestrareciente, hasta que se logren los resultados deseados.


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Resultados:

La demanda de cloro es igual a los mg/It de cloro que se agregaron, menos los mg/It decloro residual, despus de un determinado perodo de contacto segn se determinen porla prueba 0T DPD. Esta demanda vara segn las diferentes dosificaciones de cloro;

porque la demanda aumenta con la dosificacin.

Procedimiento para hallar el cloro residual

Prueba de la ortotolidina-arsenito.

Prueba Yodomtrica (Prctico).

Prueba del DPD.

Prueba de la ortotolidina-arsenito.

Materiales y reactivos:

Unidad comparadora para determinar cloro con patrones permanentes de cristal (Helligeo Wallace and Tiernan)

Reactivo de ortotolidina (0T).

Reactivo de arsenito.

Celdas adicionales de cristal para el comparador

Procedimiento (para aplicarse con el comparador de Wallace and Tiernan).

Retngase las muestras hasta que se complete el perodo de contacto de10 minutos que se requiere, a no ser que haya transcurrido un tiempomayor desde la aplicacin del cloro hasta la recoleccin de la muestra.

Seleccinense tres celdas para el comparador de cloro. Mrquese a unacon la letra A, a otra con la letra B y la otra con las letras 0T.

A la celda 0T agrguese un gotero completo de reactivo de ortotolidina(0T), y llnese hasta el aforo con la muestra. Djese reposar durante 5minutos. Si su temperatura es inferior de 200C, calintese la muestra y la 01en la celda, hasta dicha temperatura, mediante inmersin en un bao deagua ligeramente ms caliente.


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A la celda A, agrguese un gotero completo de reactivo 01, Llnese hastael aforo con la muestra, agrguese un gotero completo de reactivo dearsenito y mzclese mediante agitacin vigorosa. (En el comparador deHellige se coloca la celda A en el compartimiento de la derecha y la B en elde la izquierda).

A la celda B se le agrega primero un gotero completo de reactivo dearsenito, luego se llena con muestra hasta el aforo y finalmente se leagrega un gotero completo de reactivo 0T, mezclan con agitacin vigorosa.

Colquese la celda A en el compartimiento de la izquierda del comparadory la celda B en el de la derecha; hgase girar el disco hasta que un colorcoincida en ambos lados del campo que se ve a travs del ocular.

El valor que se lee es directamente el cloro residual libre.

Despus de cinco minutos, se coloca la celda 0T en el compartimiento de laizquierda comparador y la celda A en el de la derecha; hgase girar el discohasta que un color coincida en ambos lados del campo que se ve a travsdel ocular. (En el comparador Hellige coloque la celda A en el comparadorde la derecha y la celda B en el de la izquierda).

El valor que se lee es directamente cloro residual combinado.

Resultados:

Los resultados que se leen directamente en el comparador, se dan mg/It de cloro residuallibre cloro residual combinado.

Si no se desarrolla ningn color inmediatamente en la celda A (paso No.4) no hay clororesidual libre presente y, por lo tanto, no es necesario usar la celda B (paso No. 5). Sinembargo, siempre debe hacerse el paso No.4 (de la celda A) porque es la porcin testigoque se usa con la celda OT.

Prueba yodomtrica (Mtodo DPD)

Es un mtodo prctico cuando no existe a mano otra alternativa, da idea solo para dosisde cloro mayores a 0.25 y hasta unos 3.0 mg/It de cloro total o libre.

Reactivos:

cido Actico - vinagre blanco a base de alcohol

Almidn comn de yuca.


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Solucin de yoduro de potasio de aprox. 1.8%-yodo farmacutico preparado como seindica continuacin.

Procedimiento:

Colocar en un recipiente 60 ml (6 cucharadas soperas) de yodo comprado en la mezcla.

En una pieza bien ventilada, colocar el recipiente con el yodo a la accin del vapor de agua(Bao Mara).

El recipiente debe permanecer al vapor hasta que se seque o evaporetodo el yodo colocado en l (Cerca de 10 minutos).

Adicionar sin quitar el recipiente del Bao Mara 100 ml de agua destilada(10 cucharadas soperas o una copa comn tipo americano llena hasta el

borde), lavando los bordes del recipiente.

Dejar esta solucin que tendr color amarillento a la accin del vapor,hasta quedar totalmente incolora (cerca de 50 minutos).

Vaciar el contenido del recipiente en una copa comn de 100 mlcompletando dicho volumen con agua destilada (llenar la copa hasta elborde).

Si logramos la medida aproximada de 100 ml tendremos una solucin de yoduro depotasio cercana al 1.8% la cual se debe guardar en un frasco oscuro.

Mtodo de anlisis

Recoger 50 ml de muestra en varios frascos de vidrio con diferentes dosis de clorodespus del tiempo previsto de contacto. Tomar adems 50 ml de agua sin desinfectante(50 ml 1/2 copa tipo americano).

Agregar a la muestras 15 ml de vinagre blanco como el especificado anteriormente (1 1/2cucharada sopera).

Adicionar a las muestras 5 ml de la solucin de yodo preparada (1 cucharadita 0 1.2sopera).

Esperar un minuto.

A continuacin agregar a las muestras un poquito de almidn, agitar y esperar 5 minutos.


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Luego mirar los colores colocando los recipientes de vidrio sobre un fondo blanco, lamuestra sin cloro no debe variar de color, quedar algo turbia y blanquecina.

Colores Dados por las Muestras de Cloro

Ligeramente rosado o rojo menos de 1 mg/lt 0.3 a 0.8 mg/lt

Rojo violeta menos de 2 mg/lt 0.9 1.7 mg/lt

Rojo violeta o lila azulados cerca de 2 mg/lt 1.5 a 2.2 mg/lt

Rojo azulado menos de 3 mg/lt 2.1 a 2.7 mg/lt

Rojo azulado con grumos oscuros cerca de 3 mg/lt 2.7 a 3.1 mg/lt

Mtodo del DPD

Mtodo analtico

En ausencia del in yoduro, el cloro residual libre reacciona instantneamente con elreactivo N,Ndietil-p-fenilendiamina (DPD) para formar un compuesto de color rosadovioleta, cuya intensidad es proporcional a la concentracin de cloro residual librepresente, pudiendo determinarse volumtrica o espectrofotometricamente.

El mtodo permite adems cuantificar el cloro residual combinado, ya que al agregar unapequea cantidad de ion yoduro, este reacciona catalticamente sobre las

monocloraminas produciendo un color extra que puede medirse en la misma forma. Eneste manual presentamos el mtodo volumtrico.

Materiales y reactivos

Arsenito de sodio al 0.5 %

Indicador de DPD

Yoduro de potasio en cristales

Solucin reguladora de fosfatos

Sulfato ferroso amoniacal (1 ml = 0.1 mg de C12)

Vidriera

Bureta de 10 ml graduada en 0.01 ml


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Erlenmeyer de 250 ml

Pipetas graduadas de 5 ml

Probetas de 100 ml

Otros

Cuchara de medicin (para un gramo)

Soporte y pinzas para bureta

Pera de caucho o propipeta

Procedimiento

Colocar 5 ml de solucin reguladora de fosfato y 5 ml del indicador de DPD en Erlenmeyervaco de 250 ml.

Medir en probeta de 100 mi, de la muestra de agua, adicionarle en el Erlenmeyerdispuesto y mezclar. Si no hay aparicin de color el cloro residual libre es igual a cero (0).En caso contrario seguir con el paso siguiente.

Titular la muestra rosada desde una bureta que contenga la solucin estndar de sulfatoferrosoamoniacal, gota a gota y con agitacin constante hasta que desaparezcacompletamente el color.

Calcular la concentracin de cloro residual libre en la muestra de agua apartir del gasto de solucin de sulfato ferroso amoniacal.

Adicionar sobre la solucin remanente de la titulacin anterior (an en elcaso de que el cloro residual libre haya sido cero), cristales de yoduro depotasio (aproximadamente 1g con una cucharilla de medicin).

Mezclar hasta disolucin completa y observar despus de 2 minutos dereposo. Si no hay coloracin alguna, el cloro residual combinado es igual acero (0). Si aparece color continuar con el siguiente paso.

Titular la muestra rosada con la solucin de sulfato ferroso amoniacal,gota a gota hasta la completa desaparicin del color y a partir del gastocalcular el cloro residual combinado.

Compuestos del cloro


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Los dos dorados ms conocidos son:

El hipoclorito de sodio

El hipoclorito de calcio

Hipoclorito de sodio

Se consigue en forma lquida con un contenido aproximado deI 12% de cloro, es decir, queun litro de hipoclorito de sodio contiene 120 gms de cloro libre puro; bajo esta formatiene una estabilidad de uno o dos meses.

El hipoclorito se descompone por la accin de la luz y el calor, por lo tanto debealmacenarse en un recipiente opaco, en locales frescos y protegidos por la luz solar.

Algunos autores llaman a este hipoclorito, leja, y se consigue con el nombre comercial dePerclorito Es una buena opcin para pequeos acueductos en zonas rurales.

Se caracteriza porque absorbe humedad de la atmsfera, es corrosivo y de olor fuerte.

Hipoclorito de calcio

Se encuentra en forma granulada o en polvo, de color blanco y contieneaproximadamente un 70% de cloro. Tiene una estabilidad grande dependiendolgicamente de su empaque y almacenamiento.

Igual que el hipoclorito de sodio, la luz y el calor lo afectan. Comercialmente el hipocloritode calcio puede conseguirse con el nombre de HTH - Percloron - Pitclor. Se caracteriza porabsorber poco la humedad de la atmsfera.

Medidas de seguridad en el manejo del cloro.

Las plantas de cloro gaseoso y las reservas de cloro deben ubicarse enlugares seguros donde no tengan acceso personas no autorizadas.

Solo las personas debidamente capacitadas en la operacin ymantenimiento de plantas de cloro gaseoso y en el manejo de cloro puedenasumir estas tareas.

Los cilindros de cloro, llenos y vacos, deben estar almacenados porseparado, asegurarse individualmente por medio de correas de seguridadpara impedir su cada, y evitar daos en la lnea de conexin.


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El equipo de dosificacin de cloro gaseoso debe tener vlvulas de cierre(vlvulas auxiliar del cilindro de cloro), por medio de las cuales se puedancerrar las lneas de conexin al cambiarse los cilindros.

El Cloro gaseoso no debe estar expuesto directamente a la luz del sol u

otras fuentes de calor, se le debe guardar en ambientes secos.

Cuando se realiza algn trabajo donde pueda haber escape de clorogaseoso debe hacerse al aire libre, protegido de la intemperie, o enhabitaciones bien ventiladas. Silos medios naturales de ventilacin soninsuficientes, debe instalarse un ventilador.

Peligros para la salud

El cloro gaseoso irrita los ojos y los rganos respiratorios, causando nauseas, tos, vmitos,

con fuertes espasmos; los sntomas agudos por lo general aparecen inmediatamentedespus de la inhalacin. La muerte puede ocurrir cuando se est expuesto por muchotiempo a la inhalacin de cloro en altas concentraciones.

Segn el perodo de contacto el cloro lquido puede causar quemaduras graves a la piel yuna inflamacin considerable, incluyendo ampollas.

PRACTICA DE CAMPO

Los alumnos deben hacer un listado de las precauciones y medidas de seguridad que sedeben tener en cuenta con el manejo del cloro y los equipos. Hacer una demanda de cloro

en la planta siguiendo el procedimiento. Hallar el cloro residual de acuerdo con elprocedimiento.

ASPECTOS FUNDAMENTALES EN LA OPERACIN DE CLORADORES

Manejo y almacenamiento

La capacidad de los doradores que se expresa en libras o kilos por veinticuatro horas, debeser suficiente para satisfacer la cantidad de cloro requerida para la desinfeccin.


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Para trasladar los cilindros al almacn deben usarse carritos de mano o carretillasapropiadas, dotados de una barra de seguridad, o cadena, colocada a dos tercios de labase del cilindro. El traslado de los cilindros de 1 ton, por lo general se efecta medianteuna gra hidrulica de puente. La gra solo debe ser operada por una persona capacitadapara prevenir el riesgo de que los recipientes se caigan o golpeen. Cuando los cilindrostengan que alzarse y no se disponga de una gra especial o elevador, deber usarse unagra o polea con soporte o plataforma especial para asegurar el recipiente.

Por lo general el cloro gaseoso, se expende en cilindros de acero de diferente capacidad.

El cilindro de 68 kgs, est provisto de un casquete protector para la vlvula y de una placaen la cual se indica el nmero, el peso del contenido del cloro y el peso total del cilindro.


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Las vlvulas de salida estn equipadas de un fusible metlico de seguridad, el cual estdiseado para fundirse a temperaturas entre 70 y 74 grados C, lo cual alivia la presin delcilindro y previene la rotura del recipiente en casos de incendio o de cualquier otro tipo deexposicin a altas temperaturas.

El fusible, por lo general, se encuentra insertado en un tapn de bronce, roscado a unorificio ubicado debajo del asiento de la vlvula.

El recipiente de 1 ton es un tanque soldado que tiene capacidad de carga hasta 1000 kilos.Est equipado con dos vlvulas idnticas cerca del centro de uno de sus dos extremos.

Las vlvulas de este tipo de recipiente se diferencian de las vlvulas de los cilindros de 68kg solamente en que el tapn con el fusible de metal no hace parte de la vlvula.

Los recipientes de 1 Ion estn dotados de seis fusibles metlicos roscados, tres en cada

uno de los extremos. Este fusible metlico est diseado para fundirse a temperaturas de70 a 74 grados C.

Cuidados en la manipulacin del cloro

El cloro es una sustancia txica y sus recipientes deben ser manipulados con cuidado.Cuando se trasladen los cilindros, los casquetes de proteccin de vlvulas debeninstalarse. Los cilindros no deben dejarse caer, ni deben recibir golpes fuertes con otrosobjetos.

Los recipientes deben ser cargados y descargados de los camiones sobre una plataforma

de recepcin que debe estar a la misma altura de la plataforma del camin.

Almacenamiento de los recipientes de cloro

Los recipientes de cloro pueden almacenarse dentro del edificio de qumicos al aire libre.

Si se depositan fuera el edificio, deben estar bajo sombra en un rea techada y cercada. Elsitio debe estar siempre limpio porque la basura acumulada puede representar un riesgode incendio. Cuando el rea de almacenamiento se encuentra en el interior del edificio, elrecinto debe estar bien ventilado.


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Los recipientes de 68 Kilos de capacidad deben almacenarse en posicin verticalsobre plataformas para proteger los cilindros de la corrosin cuando existanproblemas de humedad o deben estar sujetos con cadenas, o barras de seguridad,

para impedir que se vuelquen a causa de los movimientos ssmicos o de otrandole.

Los recipientes de 1 Ion (1000 kilos) deben almacenarse sobre el suelo en soportesde concreto o de acero.


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Los recipientes deben ubicarse dentro del almacenamiento de tal forma que sedisponga de las facilidades de circulacin para efectuar inspecciones y facilitar unaoperacin rpida en el caso de producirse una fuga de gas.

No deben almacenarse recipientes de cloro en stanos ni Cerca de elevadores,salidas o sistemas de ventilacin porque si ocurriera una fuga podran dispararseconcentraciones peligrosas de gas en otros ambientes, por ser el cloro ms pesadoque el aire.

No debe almacenarse en depsitos mixtos donde puede existir un riesgo de queles caiga encima objetos pesados o de que los vehculos de carga puedanchocarlos.

Los recipientes de cloro deben mantenerse alejados de cualquier foco de

irradiacin de calor intenso, como radiadores trmicos o lneas de vapor, porque elfusible de seguridad del cilindro al detectar temperaturas de alrededor de 70 0C sepuede fundir, y el gas empezar a escapar.

Los recipientes llenos y vacos deben almacenarse por separado. An cuando elrecipiente se encuentre vaco debe llevar su casquete de proteccin y colocado sutapn en la vlvula de salida.

LA DOSIFICACIN DEL CLORO

La dosis del cloro obedece a una norma predeterminada por el diseo de la planta y debeconservarse, salvo que se presenten casos especiales como variacin de la calidad delagua, debe variarse a criterio del operador.

La cloracin se lleva a cabo en tres etapas:

Primera etapa:

Todo el cloro aplicado es consumido por compuestos y materia orgnica presentes en elagua.

Durante esta etapa no se detecta ningn tipo de residual en el sistema.

Segunda etapa:

Cuando la demanda inicial ha sido satisfecha, y el residual de cloro es estable. Esta etapase identifica por la presencia de cloro residual combinado.


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Tercera etapa:

Finalmente las demandas anteriores han sido satisfechas y se empieza a detectar clororesidual libre.

El procedimiento para la determinacin de la dosis de cloro para producir un residual decloro libre puede tomar entre 4 y8 semanas, dependiendo del estado del sistema y delpersonal de operacin disponible. En el sistema se dan los siguientes pasos:

Limpiar con agua a presin todo el sistema de distribucin (tuberas,tanques y otros).

Iniciar la aplicacin de cloro al agua filtrada.

Tomar muestras de agua simultneamente a la salida de la planta y en un

punto central del sistema de distribucin.

Determinar la cantidad de cloro residual presente en la muestra.

Despus de una semana de aplicacin y muestreos continuos, aumentar ladosis en 0.1 mg/lts.

Continuar aumentando la dosis de semana en semana hasta establecer lapresencia de 0.2 mg/It de cloro residual libre en el centro del sistema dedistribucin y asegurarse que los puntos ms alejados en la red conservenun cloro residual libre no inferior a 0.1 mg/lts.

Durante la etapa de produccin de cloro residual combinado se presentan problemas deolor y sabor a cloro.

Operacin del equipo

Los doradores son de dos tipos:

Cloradores de gas.

Cloradores en solucin.

Nos referimos a cada uno de ellos.

Cloradores de gas

En ellos, el gas cloro bajo presin se entrega directamente al punto de aplicacin. Estosdoradores se conocen tambin con el nombre de doradores en seco o doradores directos.


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Cloradores de solucin

En este tipo de Cloradores, el gas cloro se mantiene al vaco dentro del aparato y para

esto, se emplea un eyector al cual le llega el gas. El eyector tiene como objetivo nosolamente hacer la solucin sino tambin el vaco. En el dorador, el vaco es importante,porque acciona la vlvula de admisin del cloro, a tal punto que no hay alimentacin delcloro si no hay suficiente vaco dentro del aparato.

Los doradores de solucin, son aparatos muy simples que requieren de pocomantenimiento, tienen una larga vida y ofrecen seguridad al personal que los opera.

Las ratas mximas de extraccin de cloro de los diferentes cilindros son:

Cilindros de 45 y 68 Kilogramos: 23 kilos/hora.

Cilindros de 900 Kilogramos 205 kilos/hora.

Para ratas mayores se requieren de evaporadores y pueden suministrar hasta 900kilos/da.

Bsculas de cloro

Las bsculas para pesar el cloro forman parte integral del equipo de cloracin, ya quepermiten al operador determinar fcilmente la cantidad total de cloro que se gast

durante el da, simplemente anotando el cambio de peso de los cilindros que estn enuso.

Sirven tambin como punto de referencia para saber si los dosificadores estn aplicandola cantidad de cloro para la que se regul.

Las bsculas son de dos tipos:

Porttiles.

Estticas.

RESUMEN DE IDEAS

Con la desinfeccin se logra una disminucin de la poblacin bacteriana hasta unaconcentracin tal que no perjudique la salud.

Con la esterilizacin se logra una destruccin total de la poblacin bacteriana.


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Los tres factores ms importantes en la desinfeccin del agua son el tiempo yreaccin, temperatura y el pH.

La precloracin es la aplicacin de cloro anterior a cualquier tratamiento.

La poscloracin se refiere a la aplicacin del cloro despus de otros procesos detratamiento.

La demanda de cloro del agua es la cantidad de cloro que se necesita para quereaccione con las sustancias orgnicas, compuestos nitrogenados y con otras quemantenga el agua.

La determinacin de la dosis de cloro obedece a una norma predeterminada en eldiseo de la planta y debe conservarse, salvo casos especiales como cambios en lacalidad del agua, queda a juicio del operador el cambio de la dosis. Debe reportaral jefe de la planta sobre los cambios producidos.

La operacin de los sistemas de dosificacin de cloro y la manipulacin derecipientes, requieren de atencin y cuidado. Se deben seguir las recomendacionespara evitar ocurrencia de fugas de cloro o accidentes de trabajo.

Este documento tom como referencia, con algunas adaptaciones, el materialacadmico titulado:

Servicio Nacional de Aprendizaje SENA. Ministerio de Desarrollo Econmico.Operacin y Mantenimiento de Plantas de Tratamiento de Agua. Programa deCapacitacin y Certificacin del Sector de Agua Potable y Saneamiento Bsico. Santafde Bogot, 1999.

operaciÓn de plantas

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