Pasos para elegir equipo de tratamiento de agua residual y comercial ligero

I. Tipo de Tratamiento.

PREGUNTAS

a.Uso: ¿Para qué se va a usar el agua?¿Solo beber?¿Solo regaderas y toilets?¿Solo para lavandería?¿Solo jardines?¿Alguna combinación de las anteriores?

b.Naturaleza: ¿De donde proviene el agua?¿Es de pozo?¿Es de río?¿Es de represa?¿Es de la red municipal?
c.Análisis: ¿Se tiene algún análisis de agua?¿ Dureza? ¿Turbidez? ¿pH?¿Sólidos disueltos totales?¿Hierro?¿Sílice?¿Bacterias?
d.Conducción agua: ¿Se tiene un sitio de almacenamiento?¿Hay un equipo hidroneumático?¿Qué presión se tiene o se va a tener en la línea?¿De qué material es la tubería de conducción?


SOLUCIONES

a.Para el agua para beber:

1.Que el agua tenga baja turbidez o que sea baja en sólidos en suspensión. El agua de río y de represas normalmente es alta en sólidos en suspensión, mientras que el agua de pozo y red municipal no lo son.  También el agua puede tener sólidos en suspensión provenientes de los filtros de carbón activado que despiden finos, o de tuberías de hierro oxidadas y descascaradas. Para este problema de altos sólidos en suspensión se puede usar:
-Filtros multimedia.
-Filtros cartucho de polipropileno o plegados.

2.Que el agua no tenga alto contenido (arriba de 700 ppm) de sólidos disueltos totales (SDT) o sales, especialmente aquellas sales nocivas. El agua de río y el agua de represas es normalmente baja en SDT, mientras que el agua de pozo es normalmente más alto en SDT; el agua municipal es normalmente baja en SDT.
Para este problema de altos SDTs se puede usar:
-Osmosis inversa.
-Destilación.
-Intercambio iónico.

3.Que el agua no tenga excesos de cloro u otros halógenos que le pueden dar un sabor y olor desagradable al agua. También, que el agua no tenga contaminación con algún tipo de compuesto orgánico (pesticidas, compuestos orgánicos sintéticos, hidrocarburos, etc.). Para eliminar el cloro y los compuestos orgánicos se puede usar el siguiente método:
-Filtro de carbón activado.

4.Si el agua es baja en SDT pero su dureza es mayor a 500 ppm es recomendable suavizar el agua usando para esto:
-Suavizador.
-Ósmosis inversa.

5.Que el agua no tenga mal sabor u olor. Si se trata de olores y sabores causados por agentes no nocivos a la salud, entonces, usar:
-Filtro de carbón activado.
-Oxidantes como el cloro y el ozono.
-Aereación.

6.Siempre es recomendable un método final (inmediato antes de los puntos de uso) que elimine bacterias y virus; los cuales pueden llegar a ser la contaminación más seria del agua, ya que estos microorganismos pueden causar serias enfermedades. Este método final puede ser uno de los siguientes:
-Radiación UV.
-Cloro.
-Ozono.

b.Para regaderas y toilets hay que verificar lo siguiente:

1.Que el agua tenga una dureza aceptable, menor, a 50 ppm es recomendable para esto suavizar el agua usando para esto:
-Suavizador.
-Ósmosis inversa.

2.Que el agua tenga baja turbidez o que sea baja en sólidos en suspensión. El agua de río y de represas normalmente es alta en sólidos en suspensión, mientras que el agua de pozo y red municipal no lo son.  También el agua puede tener sólidos en suspensión provenientes de los filtros de carbón activado que despiden finos, o de tuberías de hierro oxidadas y descascaradas. Para este problema de altos sólidos en suspensión se puede usar:
-Filtros multimedia.
-Filtros cartucho de polipropileno o plegados.
-Clarificador en casos de altos sólidos suspendidos.
-Coagulante para filtros en casos de altos sólidos suspendidos.

3.Que haya un método final (inmediato antes de los puntos de uso) que elimine bacterias y virus; los cuales pueden llegar a ser la contaminación más seria del agua, ya que estos microorganismos pueden causar serias enfermedades. Este método no es totalmente necesario si se trata de agua municipal o de pozo; pero si pude ser necesario en el caso de agua de ríos, represas o que se esté usando agua tratada no potable. Este método final puede ser uno de los siguientes:
-Radiación UV.
-Cloro.
-Ozono.

4.Que el agua no tenga excesos de cloro u otros halógenos que pueden causar irritación en piel y ojos. También, que el agua no tenga contaminación con algún tipo de compuesto orgánico (pesticidas, compuestos orgánicos sintéticos, hidrocarburos, etc.). Para eliminar el cloro y los compuestos orgánicos se puede usar el siguiente método:
-Filtro de carbón activado.


c.Para lavandería hay que verificar lo siguiente:

1.Que el agua tenga una dureza menor a 50 ppm. Usando para esto: un suavizador (cuando la dureza es baja y los flujos que se manejan no son muy altos) y suavización con cal en el caso de volúmenes industriales y dureza alta.

2.Que el agua contenga bajo nivel de sólidos en suspensión y si no, entonces, usar para esto filtración con multimedia y cartuchos. En caso de ser sólidos en suspensión en abundancia, entonces, usar clarificador.
3.El nivel de hierro sea bajo y si es alto, entonces,  usar un suavizador.


d.Para jardines hay que verificar lo siguiente:

Que el agua no contenga SDT en exceso (más de 2000 ppm), sobre todo si se trata de sales con sodio. Usar para esto:
-Ósmosis inversa.
-Intercambio iónico.
-Usar variedades de plantas resistentes a la salinidad.

Qué el agua no tenga SST en exceso en el caso de riego por aspersión.
-Filtros Multicama.
-Filtros cartucho para sedimentos.

II.Cálculo de Flujo a Tratar.
a.Para calcular el flujo total de una casa se hace lo siguiente:
-Flujo pico para uso interno(GPM) = Número de regaderas X 3 gpm. O también
 1 gpm x toma de agua.
-Flujo pico para uso interno y externo(GPM) = Número de tomas X 3 gpm
-Flujo promedio interno(GPD) = 50 gpd X persona.
-Flujo promedio interno y externo(GPD) = 100 gpd X persona.

b.Para calcular el flujo de un hotel se hace lo siguiente:
Flujo(GPD) = número de habitaciones x 300 gpd.

c.Para calcular flujo de hospital se hace lo siguiente:
Flujo(GPD) = número de cuartos x 200 gpd.

d.Para calcular un flujo de restaurante se hace lo siguiente:
Flujo(GPD) = 10 gpd x persona.

e.Para calcular el flujo en lavanderías se hace lo siguiente:
-Flujo por lavadora(gpm) = capacidad de la lavadora (volumen de ropa en galones)/2
-Galones totales por día = (Libras de ropa x 2.5) x (2 recargas por hora) x (horas de operación) x (número de máquinas)

III.Cálculo de Capacidad para Filtros y Suavizadores.

Una vez que tenemos el flujo a tratar, entonces calculamos la capacidad del equipo.

1.Suavizador.

a.Determinar la capacidad y el tamaño del tanque.

Se utiliza la siguiente fórmula para determinar la cantidad de resina y el tamaño del tanque:

Vol.Res. (pie3) = (gasto o flujo en gpm) / (5 gpm/pie3 de resina).

Ejemplo: si tenemos un flujo pico a usar de 10 gpm; entonces,  Vol.Res. = 10 gpm / 5 gpm/pie3 resina = 2 pies3.

Nota: el flujo mínimo de servicio para un suavizador es de 3 gpm/pie2 de área del tanque. Esto para evitar la canalización del flujo a través de la resina.

Se usa esta tabla para determinar el tamaño del tanque:

0.75 pie3 – 8” x 44”
1.0 pie3 – 9” x 48”
1.5 pie3 – 10” x 54”
2.0 pie3 – 12” x 52”
2.5 pie3 – 13” x 54”
3.0 pie3 – 14” x 65”
4.0 pie3 – 16” x 65”
5.0 pie3 – 18” x 65”
7.0 pie3 – 21” x 62”
10.0 pie3 – 24” x 65”
15.0 pie3 – 30” x 72”
20.0 pie3 – 36” x 72”
30.0 pie3 – 42” x 72”

Entonces, en el ejemplo anterior escogeríamos el tanque 12” x 52”

b.Determinar el número de regeneraciones por día y  la válvula a usar.

-Determinar la capacidad de la resina usando la tabla siguiente.


Libras de sal x pie3 resina Capacidad en Granos 4.5 17,500 6.0 20,000 8.5 24,000 10.0 26,000 12.0 28,000 15.0 30,000
Siguiendo el ejemplo anterior tenemos que 2 pie3 de resina tienen una capacidad máxima de 60,000 granos (2 pie3 resina x 30,000 granos/pie3 resina) al regenerarse la resina con 15 lb. por pie3.

-Se usa el dato de dureza del agua, primero convirtiendo la dureza expresada en ppm como CaCO3  a granos/galón y esto se hace dividiendo la dureza del agua en ppm entre 17.1.

Siguiendo el mismo ejemplo, entonces, si tenemos que la dureza del agua es de 500 ppm...   Dureza en granos/gal. = 500 ppm/ 17.1 = 29.24 granos/gal.

-Ya que se obtuvo la dureza en granos se le aplica el factor de compensación, que se aplica según lo que expresa la siguiente tabla:

De 1-20 granos/gal Multiplicar por 1.1 De 21-40 granos/gal Multiplicar por 1.2 De 41-70 granos/gal Multiplicar por 1.3 De 71-100 granos/gal Multiplicar por 1.4 De 101 + granos/gal Multiplicar por 1.5

Siguiendo el mismo ejemplo, entonces, multiplicamos 29.24 x 1.2 y obtenemos la dureza compensada que es 35.09 granos/gal.

-Entonces para obtener el volumen de agua entre regeneraciones y por consecuencia el tiempo entre regeneraciones, se hace lo siguiente:

*Volumen de agua entre regeneraciones(galones) = capacidad total en granos/ dureza compensada.

Siguiendo el ejemplo sería: Volumen de agua entre regeneraciones = 60,000 granos / 35.09 = 1709.9 galones.

*Tiempo entre regeneraciones(días) = Volumen de agua entre regeneraciones (gal) / volumen de agua(gal) usado por día.

Siguiendo el ejemplo y suponiendo que se tiene un volumen de uso de agua de 500 galones/día, entonces, el Tiempo entre regeneraciones = (1709.9 galones) / (500 galones / día) = 3.4 días. Esto quiere decir que el equipo se regenerará cada 3.4 días.

Este dato es importante si se quiere escoger entre una válvula con cuenta galones de regeneración inmediata o una electromecánica, ya que la mayoría de las válvulas electromecánicas solo se pueden regenerar una vez al día.

-Se calcula el retrolavado del tanque para un suavizador y para esto se usa la siguiente formula (para agua con temperaturas de México):

Flujo de retrolavado para un suavizador(gpm) = área del tanque en pie2 x 5.5 gpm/ pie2


Siguiendo con el ejemplo anterior, entonces, Flujo de retrolavado suavizador  12” = 0.79 pie2 x 5.5 gpm/pie2 = 4.34 gpm

-Una vez determinados el flujo de servicio, el tiempo entre regeneraciones y el retrolavado se procede a escoger la válvula según las características mencionadas.

Estas son las características de algunas de las válvulas  para suavizador que maneja Grupo Novem:

Válvula Retrolavado(gpm) Flujo(gpm) Electro o Medidor Fleck 5600 7.0 19.4 Ambos Fleck 2510 17.0 19.4 Ambos Fleck 2750 25.0 26.3 Ambos Fleck 2850 49.0 51.1 Ambos Fleck 3130 103 93 Ambos Fleck 2930 90 100 Ambos Fleck 9000 8.5 19.7 Medidor Fleck 9500 16.0 38.0 Medidor Osmonics 255 4.81 19.4 Ambos Osmonics Performa 20.0 25.0 Ambos Osmonics Magnum 90 95 Ambos


2.Filtro Multimedia o Multicama.

a. Determinar tamaño del tanque.

Ya que se tiene el flujo de agua que se va a tratar, se hace lo siguiente:

Se usa la siguiente fórmula para obtener el área del tanque y de esta forma su diámetro:  Área del tanque = (flujo a tratar (gpm)) / (12.5 gpm/pie2), después se obtiene el diámetro del tanque en pulgadas.

Ejemplo: si tenemos un flujo de 10 gpm, entonces, el área del tanque = 10 gpm / 12.5 gpm/pie2 = 0.8 pie2.
y despues obtenemos el diámetro


...esto significa que escogeríamos el tanque de 12” para el ejemplo.

b. Determinar retrolavado.

Una vez que se tiene el diámetro y área del tanque, se obtiene, mediante la siguiente fórmula, el retrolavado necesario del mismo para un filtro multicama o multimedia: Retrolavado (gpm) = Área del tanque(pie2) x 15 gpm/pie2.

Para el ejemplo sería: Retrolavado = 0.79 pie2 x 15 gpm/pie2 = 11.85 gpm

c. Escoger la válvula.

Usar la tabla de las válvulas presentada anteriormente (página 7), pero excluir la Fleck 9000, la Fleck 9500 y la Osmonics 255.

Para el ejemplo pueden ser las válvulas: Fleck 2510 u Osmonics Performa para Filtro.


3.Filtro Carbón Activado.

a. Determinar tamaño del tanque.

Ya que se tiene el flujo de agua que se va a tratar, se hace lo siguiente:

Se usa la siguiente fórmula para obtener el área del tanque y de esta forma su diámetro:  Área del tanque = (flujo a tratar (gpm)) / (7.5 gpm/pie2), después se obtiene el diámetro del tanque en pulgadas.

Ejemplo: si tenemos un flujo de 10 gpm, entonces, el área del tanque = 10 gpm / 7.5 gpm/pie2 = 1.33 pie2.

Y después obtenemos el diámetro...

...esto significa que escogeríamos el tanque de 16” para el ejemplo.

b. Determinar retrolavado.

Una vez que se tiene el diámetro y área del tanque, se obtiene, mediante la siguiente fórmula, el retrolavado necesario del mismo para un filtro multicama o multimedia: Retrolavado (gpm) = Área del tanque(pie2) x 10 gpm/pie2.

Para el ejemplo sería: Retrolavado = 1.4 pie2 x 10 gpm/pie2 = 14 gpm

c. Escoger la válvula.

Usar la tabla de las válvulas presentada anteriormente (página 7), pero excluir la Fleck 9000, la Fleck 9500 y la Osmonics 255; ya que estas válvulas se usan solo para suavizador.

Para el ejemplo pueden ser las válvulas: Fleck 2510 u Osmonics Performa para Filtro.

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