Sedimentación (Tipo I): Diseño de un Tanque

La sedimentación de tipo I se refiere a la sedimentación de partículas discretas, es decir, partículas que no cambian de tamaño, forma o densidad durante el proceso de sedimentación.

Recomendaciones de Diseño para un Tanque Horizontal

• La relación entre la longitud y la anchura estará entre 1:2 a 1:4.
• La profundidad no será nunca inferior a 1,5 m en el punto de salida.
• No se recomienda pasar de una anchura de 20 m.

Recomendaciones de Diseño para un Tanque Circular

• Se recomienda no pasar de 50 m de diámetro.

Sedimentación (Tipo II)

La sedimentación de tipo II es la sedimentación de grupos de partículas floculadas. Las partículas floculadas son aquellas que se agrupan con ayuda de agentes químicos para formar partículas más grandes y, por lo tanto, sedimentar más rápidamente. Los tres coagulantes más comunes son:

1. Sulfato de aluminio.
2. Sulfato ferroso.
3. Cloruro férrico.

Filtración

La filtración es el proceso de hacer pasar el agua a través de un medio poroso con el objetivo de mejorar la calidad del agua filtrada en comparación con el afluente. El medio filtrante suele ser arena. Los filtros se pueden clasificar en función de:

1. Gravedad o presión.
2. Velocidad de filtración (rápida, lenta o variable).
3. Filtración de torta o en profundidad.

Filtración Lenta en Arena

La estructura de entrada permite que el agua fluya hacia la capa de películas biológicas sobre el filtro sin dañarla. Esta capa, ubicada en la cara superior del lecho de arena, está compuesta por microorganismos vivos y muertos. El agua sobrenadante proporciona una presión de agua suficiente para impulsarla a través del filtro de arena, creando un periodo de detención de varias horas para el agua bruta. El lecho filtrante suele ser de arena fina de 0,15 a 0,3 mm, con un coeficiente de uniformidad no mayor de 2.

Filtración Rápida de Gravedad

Su velocidad de filtración aumenta hasta 5 a 20 m/h, en comparación con los 0,1 a 0,2 m/h de los filtros lentos. La filtración rápida por gravedad (RGF) se utiliza para filtrar agua coagulada químicamente y producir agua potable de alta calidad. Los filtros rápidos por gravedad pueden ser de tres tipos, según el medio filtrante:

1. Medio simple, normalmente arena o antracita.
2. Medio dual, normalmente arena y antracita.
3. Multimedio, normalmente granate, arena y antracita.

La filtración opera con una presión de alrededor de 1 m de agua. A medida que avanza la filtración, las partículas que causan turbidez se alojan en el medio filtrante, reduciendo la eficiencia a lo largo del tiempo.

Filtración Rápida de Gravedad (Contralavado)

Para mantener la misma velocidad de filtración, habría que aumentar la altura del agua, lo cual no es práctico. En este modo de filtración, una vez que la tasa de filtración cae por debajo de un valor predeterminado (o tiempo), el sistema se detiene y se realiza un contralavado.

Desinfección

La desinfección se refiere a las operaciones dirigidas a destruir o inactivar los microorganismos patógenos. Los desinfectantes más comúnmente utilizados a escala industrial son:

• Dióxido de cloro
• Cloraminas
• Ozono
• Radiación UV
• Cloración
• Fluoración

Desinfección: Dióxido de Cloro

El dióxido de cloro posee 25 veces más poder oxidante que el cloro. En condiciones normales, es un gas amarillento o amarillo-rojizo que se licua aproximadamente a 10 ºC. La solución en agua no es estable y se degrada, especialmente cuando se expone a la luz. A temperaturas más altas es explosivo. Las propiedades del dióxido de cloro en comparación con el cloro son:

1. Su aplicación no causa deterioro del sabor ni olor.
2. Su eficiencia desinfectante es muy dependiente del pH.
3. La formación de trihalometanos (THM) es despreciable (aunque pueden formarse otros compuestos clorados).
4. No reacciona con el amoníaco.
5. Forma compuestos inorgánicos tóxicos (cloritos, cloratos).

Desinfección: Cloraminas

Las cloraminas son productos que se forman al reaccionar el cloro y el amoníaco en el agua. Comparadas con el dióxido de cloro o el cloro, las cloraminas tienen las siguientes características:

1. Son desinfectantes menos efectivos.
2. Tienen efecto algicida.
3. Pueden tener un efecto perjudicial para el sabor y el color.
4. Muestran una eficiencia que es muy dependiente del valor del pH, observándose mayor eficiencia a valores más bajos de pH.
5. No reaccionan con la materia orgánica o los fenoles.
6. Son persistentes y proporcionan una protección continuada contra rebrotes en el sistema de distribución.

Desinfección: Ozono

El ozono es un gas azulado con un olor desagradable. Es uno de los agentes oxidantes más potentes utilizados en el tratamiento de agua. Se puede producir en un campo eléctrico fuerte a partir de oxígeno puro o de la ionización del aire seco y limpio. Dado que el ozono es químicamente inestable, debe producirse en planta y usarse inmediatamente. Algunas propiedades del ozono son:

1. Especialmente efectivo en la destrucción de virus.
2. Mejora el olor y el sabor.
3. Transforma sustancias no degradables en otras fácilmente degradables.
4. Tiene un efecto de microfloculación.
5. Es sensiblemente independiente del pH.
6. Puede causar rebrotes de microorganismos en el sistema de distribución del agua debido a la producción de sustancias más fácilmente degradables.
7. Puede formar componentes tóxicos.
8. No deja residuos de desinfectante.

Desinfección: Radiación UV

La irradiación con luz UV es un método prometedor de desinfección. Aunque no deja residuos, es efectivo para desactivar tanto bacterias como virus. La luz UV se extiende a lo largo de una longitud de onda de 200 a 390 nm. La banda más efectiva para la desinfección está en el intervalo de 250 a 280 nm. En este intervalo, la luz UV es absorbida por el ADN de los microorganismos, lo que conduce a un cambio en su material genético, impidiendo su multiplicación. Las propiedades de la radiación UV son:

1. Necesidad de agua clara y capas finas.
2. No deja residuos.
3. Puede producir fotooxidación de los compuestos.
4. No hay problemas de olor ni sabor.
5. No se añaden productos químicos.

Desinfección: Cloración

La cloración es el método más común para desinfectar el agua. Se añaden cantidades suficientes de cloro gaseoso o hipocloritos al agua tratada para matar las bacterias patógenas. Los factores que afectan a la cloración son:

1. Forma química del cloro.
2. pH (óptimo entre 6 y 8).
3. Concentración.
4. Tiempo de contacto.
5. Tipo de organismos.
6. Sólidos en suspensión.
7. Temperatura.