Teoría y práctica de la purificación del agua potable – 4ta edición (Edición en Español)eBook
Tomo 2

SOBRE LOS AUTORES

Jorge Arboleda Valencia

Mgtr. en Ingeniería del Agua del Imperial College de Londres. Se entrenó con la Lapword Parners. Esp. en Ingeniería Sanitaria en EE. UU. Ingeniero Civil de la Unicauca. En 1969 escribe su primer libro Manual de tratamiento de aguas potables. En el CEPIS es consultor en tratamiento de agua durante seis años. En 1973 escribe el libro Teoría, diseño y control de los procesos de purificación del agua, publicado por el CEPIS. En 1992 publica la primera versión de este libro Teoría y práctica de la purificación del agua. Fue consultor del Banco Mundial, el BID, y el Centro de Referencia de Holanda, EAAB, entre otros. Presidente de ACODAL. Ha participado en proyectos en países de América Latina, África, Asia y Eurasia.

Iván Buitrago León

Candidato a Mgtr. en Recursos Hidráulicos de la UN, (Manizales). Esp. en Evaluación y Control de Pérdidas de Agua de la UPV. Esp. en Diseño, Evaluación y Operación de PTAP de la UNI. Esp. en Instrumentación Industrial del ITC. Becado por GIZ, fue entrenado en Alemania en el programa Renewable Energies, Waste Water and Waste Management. Esp. en Ingeniería de Sistemas Hídricos Urbanos de la UNIANDES. Ingeniero Mecánico de la UNINCCA. Docente universitario por más de doce años en la PUJ, UMB y ITC. Dir. De Ingeniería FF Soluciones S.A. Coordinador de diseños en proyectos como: PTAR Neiva WARP (EPN), PTAP Neiva WARP (EPN), PTAP Ipiales (EMPOBANDO), MOFLO para TICSA en Medellín (EPM), modernización y ampliación de PTAP Manantiales para FYPASA en Medellín (EPM), entre otros.

Luis Alberto Jaramillo Gómez

Mgtr. en Ingeniería Ambiental de la ULE. Esp. en Planeación Urbana e Ingeniería Sanitaria de la Technische Universität München. Ingeniero Civil de la PUJ. Consultor en Ingeniería Sanitaria, Ambiental y Servicios Públicos a nivel nacional e internacional. Lidera los estudios de optimización de PTAP Tibitoc, ampliación de PTAP Wiesner y diseño de PTAP El Dorado en la EAB. Dirigente gremial, miembro de la junta directiva del ICTIS. Fue presidente de ACODAL Centro. Docente universitario por más de 30 años.

TABLA DE CONTENIDO

Capítulo 8. Teoría de la filtración del agua
Historia de la filtración
Mecanismos responsables de la filtración
Modelos matemáticos de la filtración
Otros modelos
Ecuaciones para determinar la perdida de carga en el lecho filtrante
Análisis granulométrico de materiales granulares
Perdida de carga inicial
Perdida de carga final
Factores que influyen la filtraciónTipo de medio filtrante.
Velocidad de filtración
Tipo de suspensión
Características físicas
Características químicas
Influencia de la temperatura
Dureza del floc
Acondicionamiento del floc afluente
Teoría del lavado de medios filtrantes granulares

Capítulo 9. Diseño de unidades de filtración
Filtros rápidos convencionales
Medio filtrante
Lechos mixtos con material de diferentes densidades.
Características de los medios filtrantes.
Diseño de los lechos múltiples
Filtros de capa profunda.
Antecedentes
Rata de filtración o carga superficial
Perdida de carga
Presión negativa
Profundidad de la capa de agua sobre el filtro
Lavado del filtro
Modalidades del lavado de filtros
Lavado ascendente con agua
Brazos rotatorios superficiales
Rociadores fijos superficiales
Rociadores rotatorios subsuperficiales
Métodos para aplicar el agua de lavado
Sistemas de recolección del agua de lavado
Sistemas de drenaje
Tuberías perforadas para trabajo con grava
Tuberías perforadas para trabajo con bloques y grava
Boquillas plásticas Patterson Candy
Fondo Weeler
Fondo Leopold
Boquillas
Fondos prefabricados
Placas porosas
Hidráulica de los múltiples distribuidores del agua
Plantas pilotos
Sistemas de control de los filtros
Rata constante de filtración
Control de entrada–afluente igualmente distribuido
Control de salida con regulador de caudal
Rata declinante
Clasificación de los filtros de rata declinante escalonada.
Modelo hidráulico del comportamiento de los filtros de rata declinante
Diseño racional de un filtro de rata declinante escalonada.
Perdidas de carga
Perdidas de carga turbulentas
Balance de flujos
Generalización de las ecuaciones
Método de solución.
Comportamiento de los filtros de rata declinante escalonada
Aplicación del modelo a casos prácticos
Configuración de los filtros
Diseño de filtros convencionales de rata constante
Otro equipo
Número de unidades
Diseño de filtros de control hidráulico y rata declinante.
Consideraciones básicas
Diferentes modelos de filtros de rata declinante.
Configuraciones de entrada
Configuraciones de salida
Modelo de compuerta única.
Modelo con caja de agua filtrada
Modelo con tubería y válvula de aislamiento
Modelo con galería de tubos y vertedero de control
Otros sistemas de filtración
Filtración directa
Clasificación de la filtración directa.
Ventajas y desventajas de la filtración directa
Parámetros básicos para el diseño de sistemas de filtración directa
Filtros rápidos de flujo ascendente
Floculación
Sedimentación
Filtración.
Filtros de flujo ascendente-descendente
Filtros biflujo
Filtros biológicos
Filtros rápidos biológicos
Lavado del filtro biológico
Lecho filtrante
Filtros lentos biológicos
Ayudas adicionales para los filtros lentos
Prefiltros
Dimensiones del prefiltro dinámico
Dimensiones del prefiltro horizontal
Dimensiones del filtro lento

Capítulo 10. Control del proceso de filtración
Precisión de los instrumentos de control de la filtración
Control del lavado
Análisis del medio filtrante
Eficiencia de los filtros
Patrones de turbiedad
Instrumentos para la lectura de la turbiedad.
Turbiedades permisibles del agua filtrada
Índices de dureza del floc
Estudio microscópico del agua
Filtros pilotos para el control del proceso de coagulación-filtración
Filtros pilotos para experimentación
Plantas piloto de filtración automáticas
Análisis bacteriológico

Capítulo 11. Teoría de la desinfección del agua
Eficiencia bacteriológica de los procesos de clarificación
Velocidad con que se realiza la desinfección
Factores que influyen en la desinfección
Modos de desinfección del agua
Desinfectantes físicos
Rayos ultravioleta
Calor
Desinfectantes químicos
Desinfección con cloro
Reacciones del cloro en el agua
Reacciones hidrolíticas
Reacciones de oxidación-reducción
Reacciones del cloro con el nitrógeno amoniacal
Reacciones del cloro con la materia orgánica y otros compuestos químicos
El fenómeno del punto de quiebre
Eficiencia de la desinfección con cloro.
Eficiencia de la cloración en la destrucción de bacterias
Eficiencia de la cloración en la destrucción de protozoarios
Eficiencia de la cloración en la destrucción de virus
Otros desinfectantes químicos
Yodo
Bromo
Plata ionizada
Ozono
Dióxido de cloro
Comparación de la actividad germicida de los desinfectantes químicos
Recrecimiento de bacterias en las tuberías.
Métodos de aplicaciones del cloro
Estimación de la dosis de cloro
El valor CT (Concentración-Tiempo)
Bases del parámetro Ct.
El cloro y los compuestos orgánicos
Interferencias en la cloración

Capítulo 12. Diseño de estaciones de cloración
Capacidad de las estaciones de cloración
Punto de aplicación del cloro
Almacenamiento y transporte del cloro gaseoso
Medidas de seguridad en el manejo y transporte de cloro.
Evaporadores
Sistema de medición y control
Sistema de inyección.
Difusión y mezcla rápida
Equipos de protección.
Toxicidad del cloro.
Análisis de cloro residual
Analizador automático de cloro residual
Consideraciones practicas sobre el diseño de salas de cloración
Diagramas de flujo.

Capítulo 13. Instrumentación y control en el tratamiento del agua.
Instrumentación en Colombia
Definiciones y alcances en el diseño de sistemas de instrumentación y control.
Regulación.
Control supervisorio
Control de optimización
Instrumentos y su clasificación.
Características de un instrumento
Campo de medida (range)
Alcance (span)
Error
Incertidumbre de la medida
Exactitud (accuracy)
Precisión (precision)
Factor de servicio
Zona muerta (dead zone)
Sensibilidad (sensitivity)
Repetibilidad (repeatibility)
Ruido
Histéresis
Clasificación en función del instrumento
Instrumentos ciegos
Instrumentos indicadores
Instrumentos registradores
Elementos primarios
Transmisores
Transductores
Convertidores
Receptores
Controladores.
Elemento final de control
Clasificación en función de la variable de proceso
Código para identificación de instrumentos
Resumen.
Criterio en la selección de instrumentos.
Principios de control automático.
Control previo.
Control con retroalimentación
Control previo contra control con retroalimentación.
Consideraciones en el diseño de sistemas de instrumentación y control.
Las condiciones locales
Beneficios del sistema
Selección del sistema.
Necesidades del sistema
Funciones del sistema de instrumentación y control.
Disponibilidad del sistema
Documentación mínima
Entendimiento y compromiso
Relación automatización-trabajador
¿Por qué diseñar un sistema de instrumentación y control en una PPA?
Importancia y ventajas de los sistemas de diseño y control
Objetivos en el diseño de un sistema de instrumentación y control
Primer objetivo
Segundo objetivo
Tercer objetivo
Elaboración del diagrama de flujo del proceso
Procesos básicos.
Control de caudal.
Dosificación de productos químicos y mezcla rápida.
Instrumentación en la entrada del agua cruda.
Instrumentación del agua tratada químicamente
Instrumentación luego del sedimentador
Instrumentación en el efluente de los filtros
Ajustes finales al agua
Introducción al análisis de datos
Estadística básica
Modelación básica
Selección de variables.
Modelación manual o semimanual
Modelación con software
Excel c.
Grupo c
Bibliografía