¿CÓMO FUNCIONAN LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA?

- May 21, 2018-

¿CÓMO FUNCIONAN LAS PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUA ?

El tratamiento del agua, o la purificación y saneamiento del agua, varía en cuanto a la fuente y el tipo de agua. Las aguas municipales, por ejemplo, consisten en aguas superficiales y subterráneas, y su tratamiento debe distinguirse del suministro de agua industrial. Los suministros municipales de agua son tratados por las empresas de agua públicas o privadas para hacer que el agua potable (segura para beber) y apetecible (estéticamente agradable) y asegurar un suministro adecuado de agua para satisfacer las necesidades de la comunidad a un costo razonable. Excepto en casos extremadamente raros, todo el suministro se trata a la calidad del agua potable por tres razones: generalmente no es factible suministrar agua de más de una calidad; es difícil controlar el acceso público al agua no tratada para la calidad del agua potable; y puede requerirse una cantidad sustancial de tratamiento incluso si el agua no está destinada al consumo humano.

El agua cruda (no tratada) se extrae de un suministro de agua superficial (como un lago o arroyo) o de un acuífero subterráneo (por medio de pozos). El agua fluye o se bombea a una instalación de tratamiento central. Los municipios grandes pueden utilizar más de una fuente y pueden tener más de una instalación de tratamiento. Luego, el agua tratada se bombea bajo presión a un sistema de distribución, que generalmente consiste en una red de tuberías (tuberías principales de agua) interconectadas con plantas de almacenamiento a nivel del suelo o elevadas (depósitos). A medida que se retira de la fuente, el agua superficial generalmente se tamiza a través de barras de acero, típicamente de aproximadamente 1 pulgada (2,54 cm) de espesor y aproximadamente 2 pulgadas (5,08 cm) de distancia, para evitar que objetos grandes como troncos o peces entren a la planta de tratamiento. . Las pantallas más finas a veces se emplean para eliminar hojas. Si el agua está muy turbia (turbia o fangosa), puede pretratarse en una gran cuenca conocida como cuenca de sedimentación previa para dar tiempo a que la arena y las partículas de limo más grandes se sedimenten.

Se pueden agregar otros productos químicos al mismo tiempo, incluido el carbón activado en polvo (para absorber los químicos que causan sabor y olor o para eliminar productos químicos sintéticos); oxidantes químicos como cloro, ozono, dióxido de cloro o permanganato de potasio (para iniciar la desinfección, para oxidar contaminantes orgánicos, controlar el sabor y el olor, o para oxidar contaminantes inorgánicos como hierro, manganeso y sulfuro); y ácido o base (para controlar el pH). Las partículas coaguladas se agregan en grandes partículas de flóculos que se sedimentan rápidamente por floculación, y se logran agitando suavemente el agua utilizando paletas, turbinas o impulsores. Este proceso generalmente toma de 20 a 30 minutos. El agua floculada se introduce suavemente en un recipiente de sedimentación, donde las partículas de flóculos se dan aproximadamente de dos a cuatro horas para sedimentarse. Después de la sedimentación, el agua se filtra, más comúnmente a través de 24-30 pulgadas (61-76 cm) de arena o antracita que tiene un diámetro efectivo de aproximadamente 0.02 pulgadas (0.5 mm).

Cuando el agua cruda tiene poca turbidez, se puede tomar agua coagulada o floculada directamente a los filtros, evitando la sedimentación; esta práctica se conoce como filtración directa. Una vez que el agua ha sido filtrada, puede desinfectarse satisfactoriamente. La desinfección es la eliminación de microorganismos patógenos del agua. No vuelve el agua completamente estéril, pero hace que sea seguro beber desde el punto de vista microbiano. La mayoría de las plantas de tratamiento de agua en los Estados Unidos se basan principalmente en el cloro para la desinfección. Algunas empresas utilizan ozono, dióxido de cloro, cloraminas (formadas a partir de cloro y amoníaco) o una combinación de productos químicos añadidos en diferentes puntos durante el tratamiento. Existen importantes ventajas y desventajas asociadas con cada uno de estos productos químicos, y la elección óptima para un agua en particular requiere un estudio cuidadoso y asesoramiento experto.

Los desinfectantes químicos reaccionan no solo con microorganismos, sino también con la materia orgánica que se encuentra naturalmente en el agua, produciendo trazas de contaminantes que colectivamente se conocen como subproductos de desinfección (DBP). Los DBP más conocidos son los trihalometanos. Aunque no se sabe que los DBP sean tóxicos a las concentraciones encontradas en el agua potable, algunos son tóxicos en concentraciones mucho más altas. Por lo tanto, la prudencia exige que se realicen esfuerzos razonables para minimizar su presencia en el agua potable. La estrategia más efectiva para minimizar la formación de DBP es evitar agregar desinfectantes químicos hasta que el agua se haya filtrado y agregar solo la cantidad requerida para lograr una desinfección adecuada. Algunos DBP se pueden minimizar cambiando a otro desinfectante, pero todos los desinfectantes químicos forman DBP. Independientemente de qué desinfectante químico se use, se debe tener mucho cuidado para asegurar una desinfección adecuada, ya que los riesgos para la salud asociados con los microorganismos patógenos superan con creces los asociados con los DBP.

Hay varios otros procesos que se pueden emplear para tratar el agua, dependiendo de la calidad del agua de origen y la calidad deseada del agua tratada. Los procesos que se pueden usar para tratar las aguas superficiales o subterráneas incluyen:

1.     ablandamiento de la cal, que implica la adición de cal durante la mezcla rápida para precipitar los iones de calcio y magnesio;

2.     estabilización, para prevenir la corrosión y la formación de incrustaciones, por lo general ajustando el pH o la alcalinidad del agua o agregando inhibidores de incrustaciones;

3.     adsorción de carbón activado, para eliminar sustancias químicas que causan sabor y olor o contaminantes orgánicos sintéticos; y

4.     fluoración, para aumentar la concentración de flúor al nivel óptimo para la prevención de caries dentales.

En comparación con las aguas superficiales, las aguas subterráneas están relativamente libres de turbidez y microorganismos patógenos, pero es más probable que contengan niveles inaceptables de gases disueltos (dióxido de carbono, metano y sulfuro de hidrógeno), dureza, hierro y manganeso, compuestos orgánicos volátiles (COV) derrames químicos o prácticas inadecuadas de eliminación de desechos, y sólidos disueltos (salinidad). Las aguas subterráneas de alta calidad no requieren filtración, pero generalmente se desinfectan para proteger contra la contaminación del agua a medida que pasa a través del sistema de distribución. Los sistemas pequeños a veces están exentos de los requisitos de desinfección si pueden cumplir un conjunto de criterios estrictos. Las aguas subterráneas extraídas de pozos poco profundos oa lo largo de las riberas de los ríos pueden considerarse "bajo la influencia de las aguas superficiales", en cuyo caso normalmente la ley exige que se filtren y desinfecten.

Las aguas subterráneas duras pueden tratarse con ablandamiento de cal, como muchas aguas superficiales duras, o mediante ablandamiento de intercambio iónico, en el que los iones de calcio y magnesio se intercambian por iones de sodio a medida que el agua pasa a través de un lecho de resina de intercambio iónico. Las aguas subterráneas que tienen altos niveles de gases disueltos o VOC se tratan comúnmente mediante extracción de aire, que se logra al pasar el aire sobre pequeñas gotas de agua para permitir que los gases salgan del agua e ingresen al aire. Muchas aguas subterráneas, aproximadamente una cuarta parte de las utilizadas para el suministro público de agua en los Estados Unidos, están contaminadas con hierro y manganeso de origen natural, que tienden a disolverse en las aguas subterráneas en sus formas químicamente reducidas en ausencia de oxígeno.

El hierro y el manganeso se eliminan más comúnmente por oxidación (se logra mediante aireación o añadiendo un oxidante químico, como cloro o permanganato de potasio) seguido de sedimentación y filtración ; por filtración a través de un medio de adsorción; o por ablandamiento de la cal. Las aguas subterráneas con alto contenido de sólidos disueltos se pueden tratar usando ósmosis inversa, en la que el agua se fuerza a través de una membrana a alta presión, dejando la sal detrás. Los procesos de membrana están evolucionando rápidamente, y recientemente se han desarrollado membranas adecuadas para eliminar la dureza, la materia orgánica disuelta y la turbidez de las aguas superficiales y subterráneas.