Decantación y sedimentación del agua

Introducción:

El agua es un recurso natural que se encuentra en todas partes: las nubes, la nieve, el mar, bajo tierra... El agua como se encuentra en la naturaleza no puede ser utilizada directamente para el consumo humano. El hecho de que su curso ocurre por el suelo, la superficie de la tierra hace que el agua se contamine y se cargue de materias en suspensión o en solución, como por ejemplo partículas de arcilla , residuos vegetales, organismos vivos como bacterias, virus y parásitos, elementos y compuestos químicos. por eso para ser utilizada sin riesgo para la salud, requiere ser tratada o potabilizada. en el momento de realizar procesos para el tratamiento del aguase realizan también procesos físicos y químicos, que veremos  a continuación.
Las etapas de la potabilizo del agua son:

1.Captación:
Se toma el agua cruda del rió magdalena a través de la bocatoma que la lleva a una laguna. De allí el liquido pasa a dos estaciones de bombeo, una en la laguna y otra al final del canal del agua, llamado canal de aducción. Desde su paso por la laguna, se inicia el proceso de clarificación del agua. De estas dos estaciones de bombeo de agua es impulsada a las plantas de tratamiento a través de tuberías de conducción de gran diámetro.

2.Coagulacion-Feculacion:
Para remover los solidos suspendidos , el agua debe ser sometida a varios procesos continuos que involucran mecanismos fisicos y quimicos. El proceso llamado coagulacion, consiste en la adicion de productos quimicos coagulantes, que como el policloruro de aluminio, causan desestabilizacion de las  particulascoloidales produciendo particulas llamadas flóculos , reaccion  que se produce en fraccciones de segundo y con una fuerte fuerte agitacion. Posteriormente, es adicionado en lenta agitacion, otro producto quimico, un polimero, que actua como floculante, el cual produce la agregacion de los floculos formando particulas de mayor peso y tamaño( macrofloculos).

3. Sedimentacion:

El agua floculada pasa a las unidades de decantacion o clarificacion  donde ocurre la separacion de los solidos mas densos. Estas un idades son estructuras fisicas que se clasifican en decantadores de flojo horizontal , de flujo ascendente  de manto de lados y de recirculacion de lados. En este  punto  del tratamiento del agua , se ha eliminado cerca de 75% de las impurezas biologicas e inorganicas.

4. Filtracion:

Posterior al proceso de clarificacion se lleva a cabo la filtracion del agua para eliminar todas aquellas particulas que no pudieron ser removidas en la decantacion. Para la filtracion del agua se emplean filtros dea arena con lechos de grava.

El principio teórico de la filtración se fundamenta en la cuantificación de la relación básica de velocidad un fluido o caudal:

• Generación de ácido hipocloroso mediante proceso de hidrólisis (sin aditivos).

• Luz ultravioleta

• Fotocatálisis

• Radiación electrónica

• Rayos gamma

• Sonido

• Calor

donde la fuerza impulsora (F) que puede ser la fuerza de gravedad, el empuje de una bomba de presión o de succión, o la fuerza centrífuga, mientras que la resistencia (R) es la suma de la ofrecida por el medio filtrante y la torta de sólido formada sobre el mismo.

La velocidad del fluido se ve condicionada por el hecho de que tiene que atravesar un medio irregular constituido por los canales pequeños formados en los intersticios de la torta y el medio filtrante (percolación), de manera que se puede aplicar la fórmula adaptadafluidodinámica de la ley de Hagen-Poiseuille:

donde la velocidad diferencial o instantánea, es decir, el volumen (V) filtrado por tiempo (θ) y por unidad de superficie (A), se relaciona con la fuerza impulsora o caída total de presión (P) sobre el producto de la viscosidad del filtrado (μ) por la suma de la resistencia de la torta y la del medio de filtración (r). La resistencia de la torta se expresa por la relación entre el peso (W) y el área en función de una constante (α) promedio característica de cada torta.³

Por su parte, si se considera la aproximación de que la torta es incompresible o compactada de manera uniforme, la masa de la torta filtrante (W) se relaciona con el volumen de filtrado (V) mediante un sencillo balance de materia:

donde la masa de sólidos por unidad de volumen filtrado (ω) es función de la densidad del filtrado (ρ), la fracción de sólidos en la corriente de aporte o concentración (c) y la relación de masas entre la torta húmeda y la seca.

La constante de resistencia específica de la torta (α) se relaciona con la presión por la fórmula:

donde α' es otra constante que depende del tamaño de las partículas que conforman la torta y s, una constante de compresibilidad que varia de 0, para tortas incompresibles como diatomeas y arena fina, a 1, para las muy compresibles.

5. Desinfeccion:

El agua completamente transparente debe ser sometida al proceso de desinfeccion a fin de elimar los microorganismos patologicos causantes de enfermedades, principalmente de tipo intestinal. La desinfeccion se realiza adicionando cloro gas al agua en la salida de las plantas, antes de llegar a los tanques de almacenamiento.

Los procesos físicos más utilizados para la desinfección del agua son:

Los desinfectantes no solo deben matar a los microorganismos sino que deben además tener un efecto residual, que significa que se mantienen como agentes activos en el agua después de la desinfección para prevenir el crecimiento de los microorganismos en las tuberías provocando la recontaminación del agua.

6.Alineamiento, bombeo y distribución:

El agua potable es almacenada en depósitos o tanques de almacenamiento desde donde es bombeada, a la red de distribución a otras estaciones de rebombe . Hacen parte del sistema de distribución, grandes tuberías de conducción, tuberías de distribución y redes clomialiarioas que finalmente llevan el  agua potable a lo usuarios.

7. Control de calidad:

Para garantizar la calidad del agua suministrada, a ala comunidad se dispone una infraestructura de control que debe comprender: tecnología de monitoria en linea de parámetros de la calidad de agua en capitación, en proceso y en el agua tratada; así como de un centro de control para la operación y supervención automática de los diferentes procesos, y de un laboratorio acreditado bajo la norma 17025, con tecnología de gran confiabilidad que permiten la realización de todos los análisis físicos.

Para la realización de este proceso, existe un tratamiento físico químico, dividido en cuatro puntos:

* Remoción de gas.

* Remoción de arena.

* Precipitante con o sin ayuda de coagulantes o fluctuantes.

*Separación y filtración de solidos.