Para lograr la disminución de una turbiedad de un promedio de 487 NTU a un promedio de 60 NTU, se obtuvieron como resultados las siguientes dosis:
Dosis Mínima: 0,1 mg/l Dosis Máxima: 1 mg/l Dosis Promedio: 0,5 mg/l Hidróxido de Sodio.
Para lograr subir el pH de un promedio de 8,0 a un promedio de 9,0, se obtuvieron como resultado las siguientes dosis:
Dosis Mínima: 9 mg/l Dosis Máxima: 11 mg/l Dosis Promedio: 10 mg/l Hipoclorito de Calcio.
Para lograr la disminución del contenido de manganeso en el cuerpo de agua de un promedio de 1,6 mg/l a un promedio de 0,15 mg/l, se obtuvieron las siguientes dosis:
Dosis Mínima: 1,5 mg/l Dosis Máxima: 2,5 mg/l Dosis Promedio: 2,0 mg/l
Para lograr la disminución del contenido de manganeso también se obtuvo un tiempo de retención óptimo de 45 minutos.
Coagulante PAC-Férrico.
Para lograr la disminución del contenido de manganeso se obtuvo una dosis óptima de 18 mg/l de PAC-Férrico.
8.2 INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. Polímero No Iónico.
Dosis Mínima: 0,1 mg/l Dosis Máxima: 1 mg/l Dosis Promedio: 0,5 mg/l
Se puede usar la dosis promedio para calcular las dimensiones del tanque de mezcla u otras estructuras, no es necesario la dosis máxima, ya que podemos variar las concentraciones y compensa el volumen.
La dosis máxima es usada para el requerimiento de cantidad del insumo químico, para que no llegue a faltar y así impedir el tratamiento del agua.
Hidróxido de Sodio.
Dosis Mínima: 9 mg/l Dosis Máxima: 11 mg/l Dosis Promedio: 10 mg/l
Al igual que en el caso del polímero no iónico, la dosis promedio es usada para calcular las dimensiones de las estructuras, pudiendo variar las concentraciones de este.
Se debe aplicar la dosis máxima en el tratamiento, ya que es el más óptimo para subir el pH, también es usada para hacer el requerimiento del insumo químico, y en un futuro no llegue a faltar para el tratamiento del agua.
Hipoclorito de Calcio.
Dosis Mínima: 1,5 mg/l Dosis Máxima: 2,5 mg/l Dosis Promedio: 2,0 mg/l
En este caso se usó el Hipoclorito de Calcio como sólido para la prueba de jarras y lo diluimos para tener la solución, pero lo que en realidad nos interesaba era la dosis de la solución, en campo utilizaremos el cloro gaseoso y también lo mezclaremos con agua para tener una solución. Para estos casos se usa la dosis máxima asegurándonos la oxidación completa del Manganeso y también para el requerimiento de los cilindros de cloro gaseoso.
También se obtuvo un tiempo de retención óptimo de 45 minutos, esto quiere decir que debemos de tener el agua retenida (en un canal) 45 minutos, antes que entre al siguiente proceso unitario, para lograr así la completa oxidación del Manganeso.
Coagulante PAC-Férrico. Dosis Mínima: 15 mg/l Dosis Máxima: 20 mg/l Dosis Promedio: 18 mg/l
En este caso la estructura ya existe en la Planta de Tratamiento de Agua Potable Chen-Chen, y estas dosis de 20 mg/l se usan en tiempos de avenida donde la turbiedad es mayor, incluso con mayores concentraciones de hasta 3%, por tanto no aumentaremos mucho en el costo de tratamiento del agua, cabe resaltar que esta dosis es variable, depende mucho del pH, dado que este coagulante es quién ayuda a disminuir el contenido de pH a la salida de los floculadores, pero para este caso se trabajará en campo con la dosis promedio y máxima, para asegurarnos que el pH se encuentre dentro de los límites máximos permisibles a la salida de la planta de tratamiento.
En todos los casos donde representamos dosis las unidades de “mg/l” quiere decir que para tratar un litro de agua se necesitan “x miligramos” del insumo químico.
CONCLUSIONES
1. Se llegó a la conclusión que efectivamente se produce una disminución del contenido de Manganeso en el cuerpo de agua mediante la oxidación con Cloro, comprobando así que este método es viable y puede ser ejecutado en la Planta de Tratamiento de agua Potable Chen Chen.
2. Se llegó a la conclusión que el pH y la dosificación de los insumos químicos deben ser los siguientes en el agua:
El pH óptimo es 9,37 para disminuir el contenido de Manganeso.
La dosis óptima de solución de Hipoclorito de Calcio es de 2,5 mg/l para la disminución del contenido de Manganeso.
La dosis óptima del coagulante PAC-FERRICO 18 mg/l para la disminución del contenido de Manganeso.
3. Se llegó a la conclusión que el Tiempo de Contacto Óptimo para oxidar el Manganeso es de 45 minutos
Se puede disminuir el contenido de Manganeso en plantas de tratamiento Tipo Convencionales con parámetros Físico-Químicos y Organolépticos iguales o similares a los de la Planta de Tratamiento de agua Potable Chen-Chen.
La curva de calibración para determinar la cantidad de manganeso mediante la absorbancia del espectrofotómetro resultó ser una gráfica lineal, teniendo como ecuación: Y = 16,419X – 0,592, donde “Y” es la cantidad de Manganeso y “X” es la absorbancia medida en el espectrofotómetro.
La turbiedad en los meses de avenida no representará un problema para la disminución del contenido de Manganeso.
El floculante Polímero No Iónico no interviene en el aumento del pH como otros coagulantes y/o floclulantes.
La dosis óptima de floculante Polímero No Iónico para la disminución de turbiedad y adecuar la calidad del agua para su posterior oxidación es de 1mg/l.
La dosis óptima de Hidróxido de Sodio para subir el pH del agua es de 11 mg/l. El coagulante es quién ayuda a disminuir el pH, luego de que el agua salga del tanque
de pre cloración, gracias al pH ácido que posee el coagulante PAC-Férrico.
Nuestro resultado de dosis óptima de Cloro se aproxima a lo publicado por Petrusevski quién indica que la dosis óptima es de 1,3 veces la cantidad de manganeso que se quiere remover, es decir: 1,3*1,6 mg/l = 2,08 mg/l, a esto le sumamos la cantidad de Hierro: 0,64*1 mg/l = 0,64 mg/l, resultando la cantidad total de 2,72 mg/l.
Necesitaremos un área de 270 m2 libre para poder instalar el tanque de pre cloración, y sí contamos con ello.
RECOMENDACIONES
Si se quisiera poner en práctica este proyecto, primero se deberá de verificar si la planta de tratamiento mantiene su eficiencia, sus tiempos de retención en cada proceso unitario, se podría utilizar el método de trazadores para verificar la eficiencia, debido a que este método no representa un excesivo costo económico.
Luego realizar un mantenimiento a la planta de tratamiento, una limpieza en todas sus estructuras, para evitar agentes externos que puedan afectar la calidad del tratamiento.
Cuando se realicen los ensayos de prueba de jarras con reactivos peligrosos, usar los EPP (Equipo de Protección Personal) de manera obligatoria, como los son mandil, guantes, lentes, etc.
En cuanto a las soluciones, preparar una solución madre con una duración máxima de 5 días y de esa solución, preparar todos los días una solución diaria, para ahorrar tiempo.
Se recomienda realizar una tesis mediante la oxidación con Ozono para observar la eficiencia de oxidación frente a la oxidación con Cloro.
Se tiene un incremento del 68% en el costo de tratamiento del agua.
Insumo Químico Tra ta mi ento mg/LDos i s s i n Pre- "Kg" por horaCantidad de Precio por "kg" Costo por hora "m3/hr"Caudal "m3" en solesPrecio por Tra ta mi ento mg/LDos i s con Pre- "Kg" por horaCantidad de Costo por hora "m3" en solesPrecio por
Polímero No Iónico 0 0 10 0 900 0 1 0.9 9 0.01 Hidróxido de Sodio 0 0 5.5 0 900 0 10 9 49.5 0.055 Cloro 2.5 2.25 7.5 16.875 900 0.0188 2.5 2.25 16.88 0.019 Cloruro Férrico 15 13.5 1.9 25.65 900 0.0285 3 2.7 5.13 0.006 COSTO TOTAL 0.047 0.079 DIFERENCIA DE COTOS 0.032 PORCENTAJE DE AUMENTO 68.15
BIBLIOGRAFÍA
Libros y Tesis
Cáceres López Oscar, Desinfección del Agua, F. Public1990. Walter J. Weber, Control de la Calidad de Agua, F. Public1984. Guerrera, Manual de Tratamiento de Aguas, F. Public1965.
Manrique S. Rosa, Depresión de Manganeso por Oxidación con ozono en agua de relaves procedentes de lixiviación por agitación, 2009.
Lovon F. Brian Surita, Selección, diseño, construcción y puesta en operación de un Equipo de Jarras para prueba de Floculación y Sedimentación a nivel de laboratorio, 2009.
Arque H. Andrés, Informe Técnico: Producción de agua potable en la planta la Tomilla de Sedapar S.A. y Manual de Operaciones, 2014.
Página de Senamhi,
http://www.senamhi.gob.pe/load/file/02603SENA-803.pdf
Reglamento de la Calidad del Agua para Consumo Humano. DS N° 031- 2010-SA
ANEXOS
ANEXO 01: INFORMACIÓN HIDROLÓGICA DE NIVEL DE AGUA DE LA UNIDAD HIDROGRÁFICA “TAMBO” Y SU RESERVORIO “PASTO GRANDE”, CON FECHA 20 ABRIL DEL 2016.
ANEXO 02: INFORMACIÓN HIDROLÓGICA DE NIVEL DE AGUA DE LA UNIDAD HIDROGRÁFICA “TAMBO” Y SU RESERVORIO “PASTO GRANDE”, CON FECHA 14 AGOSTO DEL 2016.
ANEXO 03: CERTIFICADOS DE LABORATORIO A LA SALIDA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE CHEN-CHEN.
ANEXO 04: D.S. 031-2010 SA, ANEXO II LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE PARÁMETROS DE CALIDAD ORGANOLÉPTICA.
ANEXO 05: CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS PROMEDIO DEL CUERPO DE AGUA AL INGRESO Y SALIDA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO EJECUTADAS POR EL PROPIO LABORATORIO DE LA PTAP.
ANEXO 06: PLANOS.
PLANO DE UBICACIÓN DE ESTRUCTURAS
ANEXO 01
INFORMACIÓN HIDROLÓGICA DE NIVEL DE AGUA DE LA UNIDAD HIDROGRÁFICA “TAMBO” Y SU RESERVORIO “PASTO GRANDE”, CON FECHA
ANEXO 02
INFORMACIÓN HIDROLÓGICA DE NIVEL DE AGUA DE LA UNIDAD HIDROGRÁFICA “TAMBO” Y SU RESERVORIO “PASTO GRANDE”, CON FECHA
ANEXO 03
CERTIFICADOS DE LABORATORIO A LA SALIDA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE CHEN-CHEN.
- 29/12/2015 con un contenido de Manganeso de 0,6569 mg/L.
- 15/01/2016 con un contenido de Manganeso de 0,6442 mg/L.
ANEXO 04
D.S. 031-2010 SA, ANEXO II LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE PARÁMETROS DE CALIDAD ORGANOLÉPTICA.
ANEXO 05
CARACTERISTICAS FISICO-QUIMICAS PROMEDIO DEL CUERPO DE AGUA AL INGRESO Y SALIDA DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO EJECUTADAS POR EL
Localidad: Fuente:
Ingreso Planta de Tramiento Ch. Ch.
Salida Planta Tratamiento Ch. Ch. Aceptable Aceptable 20 2.1 ºc 19.50 20.2 μS/cm 1500 421.00 434.0 mg/l < 1000 203.00 210.00 6,5 - 8,5 7.82 7.77 NTU < 5 25.60 0.42 mg/l 500 181.28 183.25 mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l 78.63 85.78 mg/l mg/l > 0.5 1.10 mg/l 250 56.13 50.32 mg/l 250 105.02 115.44 mg/l 0.2 0.50 0.01 mg/l 0.3 0.20 0.02 mg/l 0.1 mg/l 50 11.90 9.270 mg/l 0.4 0.82 0.36 ARSENICO NIT RAT OS NO3 MANGANESO
ALUMINIO RESIDUAL como Al HIERRO
ALCALINIDAD FENOLT ALEINA como CaC03
CLORO RESIDUAL CLORUROS como Cl
DUREZA NO CARBONAT ADA como CaC03 ALCALINIDAD T OT AL como CaC03
SULFAT OS como SO4 DUREZA T OT AL como CaC03 CALCIO como CaCO3
MAGNESIO como CaCO3
DUREZA CARBONAT ADA como CaC03 SOLIDOS T OT ALES DISUELT OS pH
T URBIEDAD COLOR, UCV-Pt-Co T EMPERAT URA
CONDUCT IVIDAD ELECT RICA
UNIDAD (LMP)
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE CHEN CHEN
CARACTERISTICAS FISICO QUÍMICA DEL AGUA
ASPECT O OLOR
Moquegua Planta de Tratamiento Chen Chen
RESULTADOS PROMEDIO DE ANALISIS DE LABORATORIO DE AGUA CRUDA Y TRATADA POR FUENTE DE PRODUCCION
ANEXO 06
PLANOS. PLANO DE UBICACIÓN DE ESTRUCTURAS