Tratamiento de Agua Potable
INTRODUCCIÓN
El humano a lo largo de su vida depende de un combustible, este combustible es el agua y por ello no podemos vivir sin él. El agua es tan importante para nosotros como el oxígeno para nuestros pulmones.
Desde el comienzo del razonamiento humano los pueblos y civilizaciones hacían vida cerca de una fuente de agua, ríos, lagos y mares. A lo largo del tiempo el crecimiento de la población ha tomado una posición de contaminadores de estas. Por ello los pueblos han creado un sistema llamado abastecimiento de agua potable o un conjunto de obras de captación, tratamiento, conducción, regulación y distribución de agua potable que evita que las civilizaciones consuman aguas residuales o no tratadas. También evitar la obligación de vivir cerca de una fuente de la misma.
El agua potable es un derecho humano, por ello va a ser que se motive y obliguen a aplicar un tratamiento eficaz del agua de origen. Aunque esto corresponde a varios procesos que deben cumplirse al pie de la letra. El agua será apta para el consumo cuando no contenga ningún tipo de microorganismo, paracito o sustancia en una cantidad o concentración que pueda suponer un peligro para la sociedad humana y cumpla una serie de valores específicos: caracteres físico-químicos, microbiológicos, tóxicos, y radioactivos.
En Venezuela hoy son muy pocos los sistemas de abastecimiento de agua que cumpla con las normas que hacen que las aguas superficiales sean totalmente potables o aptas para el consumo. Para ello debemos ser pragmáticos, copiar y mejorar nuestros sistemas de abastecimiento para el bienestar de la sociedad.
PLANTA DE TRATAMIENTO
Una vez que el agua ha sido captada de la superficie (mar, rio y lagos). Es conducida por un sistema de bombeo a una planta de tratamiento. Donde se procesa el agua bruta, la entrada de agua bruta se produce en la obra de llegada.“Un acueducto comunitario es una obra de abastecimiento y suministro de agua, que puede ser construido por la misma comunidad o por intermedio de alguna entidad, pero que luego pasa a ser de propiedad de la población beneficiada (…). El mantenimiento y administración es efectuado por las comunidades, con eventuales aportes económicos de entidades oficiales o privadas. No tiene ingerencia de institución alguna en la autonomía de la comunidad” (Peláez, 2002:5).
OBRA DE LLEGADA O CÁMARA DE MEZCLA
Esta tiene la finalidad de separar los sólidos que no son deseables con las rejas de desbastes, ya que pueden producir atascos en las distintas unidades de la planta.
En función de calidad de agua de entrada, será preciso colocar rejas de desbastes con pasos gruesos o finos, tamices, e incluso desarenadores. En el diseño de la obra de llegada, también se suele ubicar el aliviadero general de la planta, en la propia obra de llegada o cámara de mezcla, se puede iniciar la dosificación de reactivos. Para facilitar la mezcla homogénea entre estos, se diseñan cámaras con elementos que la favorezcan, pude consistir en crear laberintos en el recorrido del agua, aunque lo más eficaz será colocar agitadores mecánicos, que a lo largo de la cámara nos dará el resultado deseado.A continuación, vamos a analizar los distintos -reactivos que serán usados en la primera fase de tratamiento, para ello, debemos aclarar que las sustancias que vienen disueltas en el agua, van a ser eliminadas principalmente mediante oxidación, mientras que las sustancias que vienen el suspensiones coloidales, requieren la adicción de coagulantes para su eliminación posterior mediante sedimentación. Se puede decir que la oxidación y la coagulación son los pasos más importantes del proceso del tratamiento del agua.
OXIDACIÓN
Los objetivos que se persiguen con la oxidación, son los siguientes:
-Eliminación de las sustancias que puedan venir disueltas en el agua, tanto mineral como orgánica (ácidos, derivados de amonio, etc.).
-Eliminación de los olores y sabores, provocados por el compuesto orgánico.
-Eliminación de organismos contaminantes en forma de gérmenes y patógenos causantes de enfermedades de transmisión hídrica.
Aireación: es la manera más simple de oxidación, consiste en poner en contacto el agua con el oxígeno del aire, para ello se emplean turbinas, inyectores de aire conectados a un sóplate o compresor. Si se quiere aumentar el rendimiento, se puede utilizar en lugar de aire, oxígeno puro.
Con esta técnica tenemos buenos resultados en lo que se refiere a eliminación de olores, sabores y oxidación de metales, sin embargo, no seremos capaz de eliminar patógenos, así como la mayoría de compuestos orgánicos.
Permanganato potásico: con la utilización del permanganato potásico se consigue la oxidación de minerales como hierro y manganeso. También se eliminan algunos compuestos orgánicos que producen olores y sabores en el agua, es bastante eficaz la eliminación de algas, y también tiene propiedades bactericidas.
Al utilizar este reactivo, veremos que el agua se tiñe de un tono rojizo, en el punto de dosificación que después desaparecerá. El exceso de este derivara en dióxido de manganeso y va a ser eliminado en el proceso de decantación y filtración. Utilizando este oxidante no altera el pH del agua tratada.
Cloro y derivados: el cloro es utilizado en el proceso de potabilización con una doble finalidad: como oxidante, y como desinfectante.
Comercialmente el cloro se usa de diversas formas, las más comunes en el mercado son: cloro gas, hipoclorito, hipoclorito cálcico, dióxido de cloro y cloraminas. El cloro oxida muy bien el amonio, tiene buen resultado como oxidante de la metería orgánica, los minerales también los oxida casi instantáneamente.
En plantas de tamaño medio y grande, la dosificación de cloro se suele realizar con cloro a gas.
Ozono: de los agentes citados, es el de mayor poder oxidante, es capaz de oxidar casi todas las sustancias que lleva el agua, al igual que el cloro, también es utilizado como desinfectante.
Con respecto al cloro, el ozono es más oxidante y se obtiene mejores resultados al oxidar virus y bacterias, tiene las ventajas de no producir olores, sabores, ni los trihalometanos, que se forman al reaccionar el cloro con los compuestos orgánicos. Los inconvenientes son que su dosificación requiere una mayor tecnología, y resulta más caro.
El ozono, es una forma alotrópica del oxígeno, el modo de generarlo en una planta, es a partir de oxigeno gas, normalmente se suministra en forma líquida.
DECANTACIÓN
El objeto de la decantación es la eliminación de solidos presentes en el agua, por la acción de la gravedad.
Existen partículas que por sí solas van a sedimentar en el decantador, otras van a ir agrupándose formando floculos, los cuales con ayuda de reactivos, se harán más voluminosos y pesados, aumentando su velocidad de sedimentación, y favoreciendo su precipitación.
TIPOS DE DECANTADORES:
Decantadores de contacto de fangos:
Para aumentar el tamaño de los fóculos, en este tipo de decantadores, se pone en contacto el agua de estrada con parte de los fangos existentes en lo que se denomina zona de reacción, consiguiéndose un engrosamiento de los sólidos que lleva el agua. El agua escapa de la zona de reacción, y en un sentido ascendente atraviesa la zona de decantación hasta salir por la superficie del decantador. El fango va a ir decantado por la gravedad en el recorrido que sigue el agua. Cuando su volumen sea adecuado, se ira extrayendo mediante purgas del decantador.
Decantadores de lecho de fangos:
En este grupo de decantadores, al agua en un sentido ascendente, va a ir atravesando una masa uniforme de fango, que va a permanecer en suspensión en el decantador. Esto permite que el lecho de fango actúe como zona de floculación, favoreciendo, la retención de los sólidos que trae el agua bruta, por los floculos integrantes del fango.
AGULACIÓN Y FLOCULACIÓNCO
Para la eliminación de sustancias que vienen en el agua de forma coloidal, la decantación por gravedad, no resulta del todo efectiva, se requiere el aporte de unos reactivos que faciliten esta acción.
Coagulación: se utiliza para desestabilizar la carga exterior de las partículas coloidales, invitando la repulsión entre ellas, y favoreciendo su repulsión, formando coágulos de mayor densidad, lo que acelera su decantación.
Los agentes coagulantes comúnmente utilizados, son las sales de hierro, y aluminio, que comercialmente se presenta en las formas: sulfato d aluminio, cloruro de aluminio, polímeros de alúmina, cloruro férrico y sulfato férrico.
Floculación: los floculantes, o también llamados coadyuvantes, son productos que tienen la facultad de captar los coágulos, formados entre ellos un entramado más voluminoso, pesado, y denso. De esta forma se aumenta la velocidad de sedimentación de los fóculos formados.
Se pueden clasificar de distinta forma, según su naturaleza; en minerales u orgánicos, según su carga; en anionicos, catiónicos o neutros, según su origen; en naturales o sintéticos. La aplicación del mismo depende del tipo de agua bruta.
FILTRACIÓN
Una vez que el agua ha sido decantada, para terminar el proceso de clarificación se hará pasar por una etapa de filtración.
El proceso físico va a consistir, en hacer pasar el agua a través de un lecho filtrante este lecho será de arena y grava de distinta granulometría, aunque también se puede optar, por un tratamiento más afino, por pasar el agua a través de un lecho de carbón activado. Con esto no solo retenemos la materia que aún queda en suspensión en el agua, sino que quedara en el lecho partículas adsorbidas que podrían producir olores y sabores en el agua.“Una gran fortaleza de los acueductos comunitarios es que al ser pequeños resolvemos nuestros problemas técnicos rápido y eso es una realidad, eso no lo estamos inventando aquí. A usted se le origina un problema en el acueducto, una rotura de un tubo, un deslizamiento y por muy grave que éste sea en 24 horas tiene solucionado el problema, pero a usted se le origina un deslizamiento en Boquerón, donde tiene el 40% de agua para la población de Dosquebradas, son ocho o quince días que la gente se vio en esa dificultad” Ovidio Montoya. 29 de octubre de 2005.
ACONDICIONAMIENTO FINAL
Antes de pasar a los depósitos o redes de distribución, abran que acondicionar para asegurarnos que se cumple con lo normativa de calidad, que dictan la reglamentación, para considerar el agua como potable.
Ajuste del pH:
El pH del agua de salida, es necesario mantenerlo entre los valores guía que cita el reglamento (6,5 < pH < 8,5), para evitar tener un agua agresiva, que pueda producir corrosiones en la red.
Para corregir el pH entre estos valores, utilizamos varios reactivos, que pueden dosificarse de forma líquida (en solución), o en polvo.
-Aumento del pH: hidróxido sódico o cálcico, carbonato sódico.
-Reducción del pH: ácidos sulfúricos o clorhídricos, anhídrido carbónico.
Dosificación del flúor:
Sabemos el efecto positivo que tiene el aporte del flúor en nuestros dientes para prevenir las caries, el agente más usado es el ácido fluosilisico (H2SiF6), o su sal sódica (Na2 SiF6) que se puede suministrar en estado líquido.
Desinfección:
El objetivo que se persigue con la desinfección, es eliminar los organismos patógenos que pueda llevar el agua, garantizando así sanitariamente su consumo.
Se puedes utilizar diferentes agentes desinfectantes:
-Cloro y sus derivadas
-Ozono
Este último tiene mayor poder oxidante que el cloro, pero requiere una tecnología más costosa. Pero es más efectiva.
CONCLUSIÓN
El agua en su proceso de potabilización e derivada de sus componentes y mezclado con otros elementos oxidantes, para el consumo humano. En esta serie de pasos se mezcla con muchos químicos y elementos que limpian y eliminan los organismos y elementos patógenos que causan mal olor y sabor agua, el resultado de una planta de tratamiento depende del cumplimiento de los pasos señalados, los beneficios es el bienestar en la salud de la población dado a la calidad de la misma.
Aunque si en el proceso de oxidación la dosificación excede los límites de los parámetros exigidos puede causar un problema en la salud de la población beneficiada. Ya descrita una serie de pasos. Queda de parte de los supervisores señalar el buen funcionamiento de la planta.