Trabajo de investigación planta de tratamiento de aguas servidas y agua potable para
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Ubicación y EmplazamientoLa planta de tratamiento de agua potable se encontrará al norte de la ciudad a un costado del camino La Misión y exactamente al norte del sector elegido, Rahue Bajo, las coordenadas aproximadas para su emplazamiento son 40°33’S y 73°0,9’O . La ubicación de la planta, de similar forma, fue determinada por el plan regulador de la comuna de Osorno, pero esta vez la locación elegida fue aguas arriba de la ciudad en el mismo Río Rahue, obviamente y a una distancia prudente, de la potencial planta de tratamiento de aguas servidas, pues se evita el riesgo ante cualquier emergencia o accidente en que el agua de ambas plantas se mezcle. Esta planta por el contrario a la anterior debe ser ubicada preferentemente a una cota superior a la del sector, para así no ser necesario el uso de grandes máquinas hidráulicas para su distribución. Las siguientes figuras muestran el lugar elegido para la instalación de la planta de agua potable:  Figura 16. Foto satelital del lugar elegido para la planta de tratamiento de agua potable. Figura 17. Ubicación de la PTA potable respecto al plan de regulación comunal.
En base a los datos obtenidos del consumo de agua de las personas habitantes del sector de Rahue Bajo y Osorno en general la planta de agua potable deberá ser capaz de solventar una demanda diaria de 3.489.200 litros de agua potable lo que es equivalente a 3.489,2 [m^3/día]. Si no se cuenta con un volumen de almacenamiento de agua potabilizada, la capacidad de la planta debe ser mayor que la demanda máxima diaria en el periodo de diseño. Además, una planta de tratamiento debe operar continuamente, aún con alguno de sus componentes en mantenimiento; por eso es necesario como mínimo dos unidades para cada proceso de la planta.
Para una planta de tratamiento de agua potable: La eficiencia se determina observando si el agua potable entregada por la planta cumple con la norma establecida por Chile para este ítem, por lo que si la planta cumple con todos estos requisitos la eficiencia de la planta es de un 100%.
Al proceso de conversión de agua común en agua potable se le denomina potabilización, incluye los procesos de mezcla rápida, floculación, sedimentación, filtración y desinfección o cloración y otros procedimientos establecidos para lograr las condiciones físico-químicas y microbiológicas exigidas en la norma de calidad del agua potable. A continuación se realizará la descripción detallada de las diferentes unidades estándares utilizadas para tratar el agua según el orden de aparición en el tratamiento, éstas son muy similares a las ya vistas en el proceso de tratamiento de aguas servidas pero enfocadas hacia distintos objetivos. Captación del Agua La captación del agua necesaria para el funcionamiento de la planta de tratamiento de agua potable se realizará del Río Rahue, cuyas principales características del agua se nombraron anteriormente en este informe y en la entrega anterior. La captación, por tanto, se realizará de manera superficial mediante cañerías y canales e idealmente con el uso de bombas para poder elevar el agua hasta la planta que debe estar a la mayor cota posible para después tener mayor facilidad en la distribución. En esta operación se realiza el primer tratamiento consistente en la retención de sólidos mayores como plantas, palos, peces, etc., el cual también es conocido como Tamizado, para lo cual se puede utilizar un sistema de rejas o tamices y así evitar el paso de elementos contundentes y problemáticos para otras unidades de la planta. Mezcla Rápida Luego que el agua es captada y pasa por el tamizado viene la etapa de mezcla rápida o también llamada como etapa de potabilización, la cual consiste en la mezcla del agua con productos químicos como cal, cloro, sulfato de aluminio, etc. esta mezcla puede realizarse en estanques o también produciendo un resalto hidráulico en la canaleta por la que viene el agua. De manera más técnica se denomina mezcla rápida a las condiciones de agitación y tiempo de retención que debe reunir el agua cuando se dosifica algún producto químico o un primer coagulante, con la finalidad de que las reacciones de coagulación se den en las condiciones óptimas correspondientes. Floculación En esta etapa se produce la unión y aglomeración de partículas coloidales mediante una lenta agitación del agua que permite el crecimiento de dichas partículas y así su peso específico supere al del agua y puedan precipitar. Estas partículas se denominan flocs o flóculos y son los causantes de la turbiedad del agua. Este proceso es muy similar a la coagulación, ambos con el objetivo de clarificar el agua, pero ésta más específicamente se refiere al proceso de desestabilización de las partículas suspendidas de modo que se reduzcan las fuerzas de separación entre ellas por la acción de sustancias químicas conocidas como coagulantes siendo los más comunes el sulfato de aluminio, cloruro férrico y sulfato férrico, a diferencia de la floculación que tiene relación con los fenómenos de transporte dentro del líquido para que las partículas hagan contacto. Esto implica la formación de puentes químicos entre partículas de modo que se forme una malla de coágulos. Esta unidad representa una restricción al caudal máximo capaz de tratar la planta, ya que para caudales muy grandes el nivel de agua puede sobrepasar la altura de los muros interiores del floculador. En plantas de tratamiento de agua flotante los floculadores más comunes son los de flujo horizontal. En las siguientes imágenes se muestran algunos tipos de floculadores.  Figura 18. Floculador de flujo horizontal. Figura 19. Floculador tipo Cox y tipo Alabama.Sedimentación Este proceso sirve para separar las partículas ya floculadas y los sólidos en suspensión que no fueron removidos en las etapas anteriores. Los flóculos son removidos principalmente por la acción de la gravedad. Estas partículas se dirigen y quedan en el fondo del sedimentador en la denominada zona de lodos. La sedimentación puede ser simple o secundaria. La sedimentación simple se emplea para eliminar los sólidos más pesados sin necesidad de otro tratamiento especial; mientras mayor sea el tiempo de reposo del agua en el sedimentador mayor será el número de partículas que caigan a la zona de lodos y consecuentemente la turbiedad será menor y por tanto el agua será más transparente. El reposo natural prolongado también ayuda a mejorar la calidad del agua, pues provee oportunidad de la acción directa del aire y los rayos solares, lo cual mejora el sabor y elimina algunas sustancias nocivas del agua. La sedimentación secundaria ocurre cuando se aplica un coagulante para producir el asiento de la materia sólida contenida en el agua. Para que los resultados sean más satisfactorios suelen instalarse los sedimentadores o decantadores en serie, seguidos uno de otro, y además mantener con poco espesor la lámina de agua. En esta forma se va decantando únicamente la capa superior de la lámina, libre ya el agua de partículas sólidas. Filtración La filtración tiene por finalidad completar el proceso de retención de sólidos en suspensión, esto es limpiar el agua de los elementos que no sedimentaron ni fueron removidos en las etapas anteriores. El material filtrante generalmente es mixto, es decir, formado por capas de más de un elemento como arena, carbón, grava, etc. Los sistemas de filtración tratan el agua proveniente de la unidad de sedimentación pasándola a través de medios granulares (p.ej., arena) que retiran los contaminantes y sólidos que aún quedan en el agua. Su eficacia varía mucho, pero estos sistemas se pueden utilizar para corregir problemas de turbiedad y color, así también como tratamiento para eliminar bacterias y virus. El agua pasa a través de filtros para así cualquier partícula restante se adhiera físicamente y por sí mismas al material del filtro. Las partículas en suspensión debieron ser desestabilizadas por el coagulante y por lo tanto se adhieren más fácilmente al material del filtro. Existen varios tipos de filtración. La filtración convencional, que al igual que otros sistemas de filtración, produce una mejoría significativa en una amplia diversidad de aguas captadas. Éste se utiliza con mejores resultados en fuentes con flujo constante y niveles bajos de algas — las cuales pueden obstruir los sistemas de filtración. Otros tipos de filtración son la directa, con tierra diatomácea, lenta con arena, con bolsa y cartucho, de cerámica, etc. Es importante en esta unidad la mantención de los filtros para que así puedan mantenerse trabajando de manera óptima y cumpliendo el objetivo de su tarea encomendada. Existen varios tipos de filtros, algunos ejemplos son los rápidos y lentos; los monomedios, medio dobles y los multimedios. Desinfección El proceso de desinfección es la etapa final de todo el proceso de tratamiento de agua y tiene el propósito de reducir y eliminar la presencia de todos los microorganismos potencialmente peligrosos (principalmente aquellos causantes de enfermedades de transmisión oral) para la salud del ser humano y que han sobrevivido a todas las etapas anteriores. El agente desinfectante usado es una solución de cloro, es por esto que esta etapa puede ser llamada Cloración, aunque también pueden agregarse soluciones a base de bromo (bromación) y ozono (ozonización), además de la aplicación de radiación ultravioleta, así se garantiza la calidad sanitaria del agua sometida a todas las unidades de la planta. El poder desinfectante de la cloración (cloro) depende de factores como: Composición del agua: La composición físico – química del agua (materia orgánica, inorgánica y metales) interfieren con la acción del cloro al reaccionar con él.
Cabe destacar que en Chile posterior al proceso de desinfección se realiza el proceso de fluoración principalmente por tema de ayuda a la salud dental, pues los fluoruros son los principales actores en cuanto a la previsión de las caries dentales. Eso, sí la cantidad de flúor debe estar restringida pues cantidades elevadas producirían efectos contrarios (nocivos) en la salud de las personas. |
