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Determinación de los parametros de filtración directa, dosis óptima, floculación corta para filtración directa



DETERMINACIÓN DE LOS PARAMETROS DE FILTRACIÓN DIRECTA
La determinación de los parametros para un proyecto de filtración directa sigue un procedimiento especial, dado que en esta alternativa de tratamiento los procesos involucrados son mezcla rapida y filtración y, en algunos casos, un proceso de floculación corto.

DOSIS ÓPTIMA
a) Propósito Obtener la dosis de coagulante y el pH óptimo para efectuar el tratamiento mediante filtración directa. b) Equipos y materiales • Equipo de prueba de jarras con vasos de 2 litros de capacidad. • Turbidímetro nefelométrico. • Medidor de pH. • juego de deflectores o estatores para vasos de 2 litros. • 6 jeringas desechables de 10 cm3. • 6 vasos de plastico para tomar las muestras. • 6 embudos con soportes. • Papel de filtro Whatman 40. • Sulfato de aluminio o el coagulante en uso si se trata de un sistema en operación. • Acido sulfúrico concentrado o hidróxido de sodioc) Procedimiento • Ejecutar varias pruebas de dosis óptima variando el pH de la muestra de agua cruda entre 4 y 7. • Seleccionar la dosis óptima de coagulante para cada valor de pH.



PROCEDIMIENTO
En cada ensayo proceder del siguiente modo: 1) Graduarla muestra al pH seleccionado para la prueba, utilizando acido sulfúrico o hidróxido de sodio. 2) Preparar los embudos con el papel Whatman 40. 3) Llenar las jarras con un litro de la muestra de agua y colocar los estatores. 4) Para seleccionar el rango de dosis que se va a aplicar, considerar el 50% de la dosis que se requiere para coagulación de barrido y, tomandola como punto medio, aumentar y disminuir esta dosis para las seis jarras. 5) Preparar las jeringas con el rango de dosis seleccionadas. 6) Colocar en la memoria del equipo los parametros de la prueba: mezcla rapida, 300 revoluciones por minuto y 3 segundos. 7) Al tiempo cero, agregar el coagulante simultaneamente a todas las jarras y prender el equipo. 8) Apenas se apague el equipo, tomar muestras simultaneamente trasegando suavemente de las jarras a los embudos. 9) Determinar turbiedad y/o color y pH a las muestras filtradas. 10) Graficar las curvas de turbiedad y /o color residual versus dosis para cada pH. 11) La curva de la dosis menor estara indicando el pH y la dosis óptima para el proceso.

APLICACIÓN
• • • Agua cruda con To = 16UT pH = 7.7 Mescla Rapida: V=300 rpm

• • •

T =5 segFiltración: papel watmann #40 Coagulante: sulfato de aluminio al C=1%

RESULTADOS
Nos dió los siguientes resultados:
PRUEBA DE JARRAS DOSIS Y PH PARA FILTRACION DIRECTA PH DOSIS mg/l 0 2 4 6 8 Grupo 1 7,70 2,47 2,52 1,26 0,69 2,30 Grupo 2 7,00 3,12 2,23 1,58 1,46 2,93 Grupo 3 6,50 2,38 2,64 1,15 1,20 1,21 Grupo 4 6,00 1,87 2,31 2,44 2,84 1,81 Grupo 5 5,50 3,45 3,43 2,00 1,40 0,64



10 1,14 0,96 1,37 1,22 1,20

Observamos que: • La coagulación por adsorción tiene que estar en la zona acida • 0.6 resulta, pero es alta según normas de la E.P.A. Para confirmar estos resultados hacemos una segunda prueba: Se usara polimero como coadyudante de la coagulación. Se considera pH natural para compararlo con el obtenido a pH 5.5 y otra vez con pH 7.7 dosis de 10mg/l con prefloculador, gradientes altas y tiempos cortos de floculación.

FLOCULACIÓN CORTA PARA FILTRACIÓN DIRECTA
a) Propósito Obtener los valores de la gradiente de velocidad y los tiempos de retención que optimizan la formación del microflóculo para filtración directa. b) Equipos y materiales 6 tomadores de muestras Los demas equipos y materiales son los indicados en la prueba anterior. c)Procedimiento 1) Variar las gradientes de velocidad entre 60 y 150 s-1 y ejecutar un ensayo con cada gradiente de velocidad.

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2) Variar los tiempos de floculación entre 0 y 10 minutos con cada gradiente de velocidad. 3) En cada ensayo se procedera del siguiente modo: a) Llenar hasta la mitad (1 litro) las jarras con el agua cruda y colocar los estatores. b) Colocar en la memoria del equipo los parametros del ensayo: 3 segundos con 300 revoluciones por minuto y 10 minutos con las revoluciones por minuto correspondientes a la gradiente de velocidad seleccionada. c) Adicionar el coagulante simultaneamente a todas las jarras, con lo que se inicia el proceso. d) A partir del inicio de la floculación, retirar una por una las jarras en los tiempos previstos. Así, por ejemplo, al tiempo 0, 2, 4, y así sucesivamente, hasta la sexta jarra a los 10 minutos. Filtrar de inmediato y trasegar directamente de la jarra al embudo preparado con el papel Whatman 40. e) Determinar la turbiedad remanente a cada muestra.
Prueba

d) Analisis de los resultados 1) Graficar las curvas de turbiedad remanente versus tiempo de floculación para cada gradiente de velocidad.
2)Seleccionar el tiempo de retención y la gradiente de velocidad que den la mayor eficiencia remocional.

APLICACIÓN
PRUEBA DE JARRAS PREFLOCULADOR, GRADIENTES ALTAS TIEMPOS CORTOS DE FLOCULACIÓN, PH=7,7 DOSIS V RPM TIEMPO DE PREFLOCULACION (min) 0 2 4 6 8 10 80 55 0,75 0,79 0,66 0,89 0,78 0,70 100 65 1,47 0,57 1,15 0,86 0,42 0,23 120 75 1,00 0,70 0,40 0,50 0,50 0,40 140 85 1,35 0,70 1,20 0,73 0,44 0,51 150 90 1,90 0,40 1,00 0,80 0,40 0,80

Grupo1 Grupo2 Grupo3 Grupo4 Grupo5

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CONCLUSIONES
• • • • 0.6 UT resulta para pH 5,5 y dosis de 8mg/l, pero es alta aún según las normas de la E.P.A. No se ponen 10mg/l. porque como observamos en los resultados para todo valor de pH y diferentes dosis resultan en una turbidez final semejante y por encima del valor óptimo. La coagulación por adsorción tiene que estar en la zona acida El valor óptimo para la segunda prueba es con 100mg/l, y 10min de tiempo de floculación

BIBLIOGRAFIA
TRATAMIENTO DE AGUA PARA CONSUMO HUMANO PLANTAS DE FILTRACIÓN RAPIDA MANUAL I: TEORÍA TOMO I ING. LIDIA DE VARGAS (COORDINADORA) CAPÍTULO 11 CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE LOS PROCESOS Y DE LOS PARAMETROS ÓPTIMOS DE LAS UNIDADES

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