Siete etapas principales de una planta de tratamiento de agua

El tratamiento del agua es el proceso de eliminar todas las sustancias potencialmente dañinas de los suministros de agua domésticos y humanos, ya sean biológicas, químicas o físicas. Este tratamiento produce agua segura, apetecible, clara, incolora e inodora. Además, el agua debe ser no corrosiva. En otras palabras, no dañará la tubería.

Hay siete pasos principales en el tratamiento a gran escala de los suministros de agua municipales. Cada paso se explica en el siguiente artículo.

1. Cribado

Se deben usar pantallas para eliminar los sólidos suspendidos grandes y los sólidos suspendidos presentes en el afluente para proteger las unidades principales de la planta de tratamiento y ayudar a una operación eficiente. Estos materiales incluyen hojas, ramitas, papel, trapos y otros desechos que pueden impedir el flujo de la planta o dañar el equipo.

Hay pantallas gruesas y pantallas finas.

1. pantalla áspera están hechos de barras de acero resistentes a la corrosión con una separación de 5 a 15 cm y se utilizan para evitar que el material en bruto (como troncos o pescado) ingrese a la planta de procesamiento. Las pantallas se colocan en un ángulo de 60° para facilitar la eliminación del material recolectado con un rastrillo mecánico.
2. pantalla fina, evita la entrada de material que viene después de la malla gruesa y puede bloquear las tuberías de la planta. Consisten en barras de acero espaciadas entre 5 y 20 mm. Una variación de la malla fina es el microfiltro. Consiste en un tambor giratorio de malla de acero inoxidable con un tamaño de malla muy pequeño (15–64 μm, o 15–64 millonésimas de metro). Puede capturar pequeñas materias en suspensión como algas y plancton (organismos microscópicos que flotan en las corrientes de agua). Los sólidos atrapados se eliminan de la tela mediante chorros de agua a alta presión con agua limpia y se transportan para su eliminación.

2. Aireación

Después del tamizado, el agua se airea (suministra aire) a través de una serie de procesos que toman el oxígeno del aire. Este proceso ayuda a expulsar los gases solubles como el dióxido de carbono y el sulfuro de hidrógeno (ambos son ácidos, lo que hace que el agua sea menos corrosiva) y convierte los compuestos orgánicos gaseosos en sabores indeseables en el agua. La aireación también elimina el hierro o el manganeso al oxidar estas sustancias a formas insolubles. El hierro y el manganeso pueden causar un sabor distinto y manchar la ropa. Una vez en forma insoluble, estas sustancias se pueden eliminar por filtración.

En algunos casos, el exceso de algas en el agua cruda puede provocar el crecimiento de algas y bloquear los filtros de arena más adelante en el proceso de tratamiento. En estas situaciones, la cloración se usa en lugar de o además de la aireación para matar las algas, lo que se denomina precloración. Este proceso de tratamiento del agua tiene lugar antes de las etapas principales del tratamiento del agua. La precloración también oxida los compuestos responsables del sabor y el olor.

3. Coagulación y agregación

Después de la aireación, se produce la floculación para eliminar las partículas finas (menos de 1 μm) suspendidas en el agua. En este proceso, se agrega al agua un químico (cargado positivamente) llamado floculante para neutralizar la carga negativa de las micropartículas. La adición de coagulante se realiza en un tanque de mezcla rápida donde un impulsor de alta velocidad dispersa rápidamente el coagulante.

A medida que se neutraliza la carga, las partículas se agrupan para formar partículas blandas y esponjosas llamadas “flóculos”. Dos coagulantes comúnmente utilizados en el tratamiento del agua son el sulfato de aluminio y el cloruro férrico.

El siguiente paso es la agregación. El agua se remueve suavemente en el tanque de floculación para que los flóculos entren en contacto y formen flóculos más grandes.

Los tanques de coagulación a menudo tienen numerosos compartimentos donde la velocidad de mezcla se ralentiza a medida que el agua avanza por el tanque. Esta cámara compartimentada permite que se formen flóculos cada vez más grandes sin que las cuchillas mezcladoras los rompan.

4. Sedimentación

Una vez que se forman los flóculos grandes, necesitan sedimentarse, y esto se hace en un proceso llamado sedimentación (cuando las partículas caen al piso del tanque de sedimentación). El agua después de la floculación y la floculación se mantiene en el tanque durante varias horas y se deja sedimentar. El lodo es lo que se acumula en el fondo del tanque. Se retira para su eliminación.

5. Filtración

La filtración es el proceso por el cual los sólidos se separan de los líquidos. En el tratamiento del agua, los sólidos que no se pudieron separar en los tanques de sedimentación se pasan a través de capas de arena y grava para eliminarlos. Los filtros de gravedad rápidos se utilizan a menudo con caudales de 4 a 8 metros cúbicos por metro cuadrado de superficie de filtro por hora.

Cuando el filtro está lleno de sólidos atrapados, se retrolava. Este proceso fuerza el agua y el aire limpios a través del filtro para eliminar las impurezas atrapadas y el agua que transporta suciedad (llamado retrolavado).) Se bombea al sistema de alcantarillado, si tiene uno. Alternativamente, puede devolverse a la cabecera después de una etapa de sedimentación en un tanque de sedimentación para eliminar los sólidos.

6. Cloración

Después de la sedimentación, el agua se desinfecta para eliminar los microorganismos patógenos restantes. Los desinfectantes (productos químicos utilizados para la desinfección) más utilizados son el cloro, los líquidos (hipoclorito de sodio, NaOCl, etc.) o los gases. Es relativamente barato y fácil de usar. Cuando se agrega cloro al agua, reacciona con cualquier contaminante presente, incluidos los microorganismos, durante un período de tiempo llamado tiempo de contacto. La cantidad de cloro que queda después de esto se llama cloro residual. Permanece en el agua durante todo el sistema de distribución de agua y la protege de los microorganismos que pueden ingresar al agua hasta que llega al consumidor.

Las pautas de la Organización Mundial de la Salud (OMS, 2003) sugieren un cloro residual máximo de 5 mg l.^–1 Agua.El nivel mínimo de cloro residual debe ser de 0,5 mg l^–1 Cantidad de agua después de 30 min de tiempo de contacto (OMS, nd). Hay otras formas de desinfectar el agua (como usar gas ozono o luz ultravioleta). Aún así, estos no protegen contra la contaminación microbiana después de salir de la planta de tratamiento de agua. Después de la desinfección, el agua tratada se bombea al sistema de distribución de agua.

7. Tratamiento complementario

Es posible que se requieran tratamientos complementarios en beneficio de la población. Un ejemplo de ello es la fluoración del agua, donde se agrega fluoruro al agua. La Organización Mundial de la Salud afirma que “la fluoración del agua, cuando sea posible, es la medida de salud pública más eficaz para prevenir la caries dental”. El nivel óptimo de fluoruro es de aproximadamente 1 mg por litro de agua (1 mg l^–1).

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