El presidente James E. Farmeri se inspiró en la tecnología que utilizamos actualmente en nuestro proceso de clarificación.
Las plantas de tratamiento de agua potable procesan los productos generados a partir del agua cruda de las plantas de tratamiento de aguas residuales para cumplir con los requisitos reglamentarios de consumo, todo ello procedente de aguas subterráneas y superficiales. Los suministros de agua subterránea son generalmente menos complejos que los planes de tratamiento, pero los requisitos de calidad del agua de origen ocasionalmente eliminan la dureza del hierro y/o manganeso.
Las plantas de tratamiento de aguas superficiales deben tener un mínimo de filtración, normalmente eliminando primero los sólidos del agua para optimizar el rendimiento de la filtración. Aproximadamente tres cuartas partes del suministro público de agua en los Estados Unidos provienen de fuentes de agua subterránea, pero estos sistemas están subsidiados.
Nguyen solo representa un tercio de la población atendida por sistemas públicos y una cuarta parte de la población . Por lo tanto, hay más sistemas de agua subterránea, pero la población operativa recibe la mayor cantidad de agua superficial y la trata su proveedor público de agua.
Si estos sistemas eliminan los sólidos del agua antes de filtrarla, se produce un proceso de purificación de la unidad. Durante este proceso, las plantas de tratamiento se configuran para: eliminar sólidos suspendidos, coloides, eliminar algas, dar tiempo para estrategias asociadas de control de sabores y olores, eliminar la materia orgánica natural y eliminar Cryptosporidium y Giardia.
Elimina sólidos disueltos precipitados (como hierro, manganeso, arsénico y dureza), elimina contaminantes, requiere desinfectantes u oxidantes, genera y recolecta sólidos aguas abajo para un fácil manejo, proporciona un filtro de calidad constante del agua, optimiza el funcionamiento del filtro al máximo. tiempo y minimiza el espacio del piso: ciclo de trabajo alto gpm/ft2.
Esta es la tecnología utilizada actualmente en el proceso de clarificación: tanque de sedimentación convencional, unidad de contacto de sólidos de flujo ascendente, placa inclinada, sedimentador de tubo inclinado, dispositivo de flotación por aire disuelto, sedimentación en ciudad de arena.
Tanque de sedimentación convencional (CSB)
Este proceso generalmente implica la coagulación en un tanque de mezcla rápida, seguida de floculación y luego sedimentación en un recipiente grande para eliminar sólidos y turbidez.
Se mezclan una fuente de materia prima rápidamente mezclada y agua coagulante química para eliminar la carga de las partículas coloidales. El coagulante primario suele ser hierro o aluminio, a veces complementados con polímeros catiónicos de bajo peso molecular. El destello proporcionado por el mezclador entra en contacto con el agua para que los microfluidos puedan formar sustancias químicas sólidas.
Se pueden agregar coadyuvantes coagulantes, como polímeros aniónicos o no iónicos, para compensar las partículas pequeñas de flóculos de manera eficiente en floculadores de partículas más grandes. Un floculador normalmente consiste en un mezclador con una serie de canales de diferentes velocidades para promover la formación de grandes flóculos y colisiones entre partículas. La entrada del mezclador baja la salida de la caja de velocidad.
La sedimentación es el siguiente paso del proceso y se logra en un tanque con un tiempo de residencia prolongado (generalmente de 3 a 4 horas para tener en cuenta la gravedad). Esto permite a los operadores adaptarse a los cambios rápidos en la calidad del agua cruda y también puede adaptarse a las cargas pesadas de material sólido que crean la alta turbiedad de las fuentes originales de agua superficial cuando la escorrentía de aguas pluviales ingresa al río.
El tratamiento convencional requiere la construcción de un gran tanque de sedimentación por floculación mixta. La tasa de carga por unidad de área debe ser baja (0,5 a 1,0 gpm/pie2) para obtener aguas residuales aceptables y enviarlas a filtración. No es eficaz para eliminar algas y criptosporidios. Existen numerosos dispositivos mecánicos para realizar la coagulación requerida,
eliminación de floculantes y tanques decantadores de lodos. Se eliminó aproximadamente el 0,5 % del lodo de la cuenca y el contenido de sólidos fue de 65438 ± 0.
Unidad de Contacto de Sólidos de Flujo Ascendente (Sur de Canadá)
Estas unidades se combinan en una unidad de floculación y sedimentación. Su finalidad es contener grandes volúmenes de lodos floculados en unidades sólidas. A través del lecho de sólidos de lodo, se mejora la acción de flujo de las partículas floculadas que chocan entre sí.
Normalmente, la cubierta sólida mantiene los niveles de contacto dentro de un rango establecido para acondicionar el polímero en la zona de mezcla donde se agrega cohesión de la cubierta a las aguas residuales sólidas y al lodo.
Se añaden coagulantes inorgánicos y polímeros catiónicos e inorgánicos aguas arriba de una unidad o combinación de mezclado rápido para iniciar la formación de flóculos. El condensado ingresa a la unidad y se clarifica después de que el agua pasa a través del lodo. El equipo utiliza clarificadores de pulso generados por una bomba de vacío para resuspender los lodos en la mezcla.
Para aportar tiempo de mezcla y contacto. Las aguas residuales clarificadas se descargan en la parte superior del fuselaje.
Utilice una bomba de aguas residuales con vertedero de desbordamiento de sólidos o lodos para mantener los sólidos en un nivel establecido. Dentro de intervalos de tiempo establecidos, los sólidos se pueden eliminar del lodo y concentrar entre 0,5 y 2. Dependiendo del tiempo de residencia y de la naturaleza, los sólidos se pueden eliminar y utilizar para mejorar la cohesión del lecho de lodos.
La alta dirección aclaró que era porque habían reducido su escala y popularidad. Son más compactos y ocupan menos espacio que los tanques de sedimentación tradicionales. Se puede utilizar una superficie más alta para producir más agua por unidad de área en comparación con las tasas de carga tradicionales. Las tasas típicas de carga superficial oscilan entre 1,5 y 4 gpm/pie2.
Estos dispositivos no pueden soportar cambios rápidos en la temperatura del agua bruta y el caudal (carga hidráulica). Los tiempos de retención suelen ser de una hora o tasas de carga inferiores, por lo que las condiciones cambiantes requieren más atención del operador que en las cuencas de sedimentación convencionales. La dosis de polímero pegajoso de la capa de lodo está entre 0,01 y 0,04, generalmente mg/l. Es eficaz para eliminar la turbidez y las concentraciones de algas bajas a medias al entrar en contacto con los sólidos unitarios. Debido a que las unidades permanecen sólidas durante largos períodos de tiempo, la manta puede absorber compuestos orgánicos sintéticos, precursores de los subproductos de desinfección (DBP), microcistinas y criptosporidios.
Sedimentador de tubo inclinado o inclinado
Se mejora el tanque de sedimentación tradicional. Una vez inclinado y sedimentado el flóculo, se aumenta la capacidad de procesamiento. Sedimentación de placa inclinada o superficie de separación de lodos de agua de unidad de aumento múltiple tipo tubo. El flujo puede ser de aguas residuales a contracorriente, a favor de la corriente o de flujo cruzado para producir clarificación.
El contraflujo tiende a provocar que el flujo de agua floculada del sedimentador forme un canal ascendente a través de la superficie inclinada, contactando con la superficie sólida de la placa o tubo, solucionando el problema de las superficies en la pared a medida que se acumulan. que caigan más sólidos. Y los colonos a finales del mes pasado entraron al agua al final de la pendiente, que luego fluye hacia abajo a través de la cavidad.
Sólido y claro se mueven en la misma dirección, pero tienen diferentes velocidades del agua. Este es el método más común para resolver la inclinación. La posición entre los sedimentadores de flujo cruzado toca la placa sólida o tubería, solucionando el flujo cruzado en la pendiente del fondo del tanque.
Para lograr una solución adecuada, algunos colonizadores tienen tasas de carga en la superficie inclinada de 4 a 6 gpm/pie2. Cargar una superficie sólida y retirar el sólido en ese momento puede causar algunos problemas de configuración. Los mezcladores horizontales y los equipos de recogida de lodos floculados presentan algunos problemas ocultos bajo las placas o tubos.
Se pueden agregar bloques o luces a un tanque de sedimentación existente, pero el costo de los bloques o materiales puede variar debido a los materiales utilizados en la instalación. Durante la transformación se conservó la artesanía tradicional. A la hora de diseñar nuevas instalaciones, los grandes tanques de floculación requieren equipos mecánicos similares a los de coagulación y sedimentación convencionales.
Flotación por aire disuelto (DAF)
En el Departamento del Director de Pesca y Agricultura, las partículas de agua cruda flocularon, se separaron y flotaron en sus superficies en lugar de resolver el problema de los fondos de sus cuencas. estar expuesto al agua. Durante este proceso, el flóculo de burbujas introducido en el fondo del contactor pasa a través del difusor.
Las burbujas se introducen haciendo circular aire a través del tanque saturado de agua, que luego se reduce a presión ambiente y parcialmente a aguas residuales. Esto crea un flujo de presión. Los lodos flotantes se eliminan de la parte superior del tanque de forma mecánica o hidráulica. El agua clarificada se descarga desde el fondo de la piscina a través de ramales laterales.
DAF es particularmente eficaz en la eliminación de metales viables u organometálicos como turbidez, color, algas, Giardia/Cryptosporidium y depósitos sólidos de baja densidad. Se trata de contaminantes que no se abordan bien pero que a menudo flotan o quedan suspendidos en el agua. También elimina algunos sabores y olores, y los compuestos se pueden eliminar fácilmente con el aire disuelto en el agua.
Puede soportar cambios rápidos de temperatura y calidad del agua, y la química de la coagulación está optimizada.
El DAF es menos costoso que un tanque de sedimentación tradicional porque una parte tiene la mitad de tamaño y la carga superficial de una parte del proceso de separación de sólidos puede alcanzar 8 gpm/ft2. Los tiempos de residencia para floculación y clarificación son más cortos que los tratamientos convencionales debido a la eliminación de partículas mediante flotación en lugar de sedimentación. Además,
la unidad producirá una calidad de carga del filtro de aguas residuales más consistente, maximizando así el tiempo de funcionamiento entre los filtros de retrolavado. También producirá de 2 a 5 sólidos de lodo flotantes, lo que reducirá el costo de procesamiento adicional para deshidratar o transportar los sólidos de lodo.
Este proceso requiere un mayor aporte de energía que el procesamiento convencional y requiere más equipos mecánicos para hacer funcionar el sistema.
Sedimentación de arena y grava (SBS)
Esta es una clarificación de alta velocidad que utiliza arena fina para mejorar la floculación y la sedimentación y el proceso a menudo produce aguas residuales claras. El proceso implica una mezcla rápida, donde se agrega el coagulante junto con microarena y el polímero está en un tanque de alta energía, que luego se mezcla en el ambiente. Debajo hay una zona de mezcla de menor energía con flóculo y arena adjuntos.
El tiempo de permanencia de todo esto es de unos 6 a 8 minutos. Luego ingresa al tanque de sedimentación de agua, donde la microarena flocula y se sedimenta, y se clarifica aún más a través del sedimentador de tubo inclinado. El tiempo total de residencia durante la fase de precipitación osciló entre 65438±00 y 65438±05 minutos.
Los lodos de microarenas se resuelven bombeando el fondo del tanque a un separador ciclónico, que separa los lodos de los lodos mediante fuerza centrífuga. Luego, la arena puede regresar a la zona de remezcla en el cabezal de procesamiento de alta energía. El lodo separado contiene una concentración de sólidos de 0,1 a 0,2.
El proceso utiliza tasas de carga extremadamente altas de 15 a 30 gpm/pie2, lo que reduce significativamente los requisitos de área. En muchos casos, se puede adaptar a tanques existentes, lo que reduce la necesidad de construir más tanques.
El procesamiento de microarena requiere un consumo adicional de sólidos de reciclaje y equipos y energía adicionales debido al aumento significativo del contenido de polímero sólido. Debido a algunas pérdidas, se debe agregar microarena periódicamente durante el proceso de separación.
SBS puede soportar cargas muy altas y, al mismo tiempo, la turbidez del agua sólida resultante se resuelve de manera consistente. Se ha demostrado que es eficaz en el tratamiento de esporas de Cryptosporidium en concentraciones de algas bajas a moderadas en agua cruda. WWA
Cuadro comparativo de procesos
Este artículo fue proporcionado por Leopold & Company, Oficina del Tesoro.