Rendimiento de cuatro carbones activos granulares
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1. J R Rodr guez Delgado Estudi comparatiu en planta pilot per a la substituci del llit filtrant de 1 ETAP de Figueres 1997 Nuri Franch i Calm Estudi del poder d adsorci d un CAG 19972. 6 podernos observar esta evoluci n El filtro 1 presenta el valor inicial de n mero de yodo mayor El filtro 3 posee una pendiente menos pronunciada Fig 6 Evoluci n ndices de yodo en mg yodo adsorbidos g carb n de los dieferentes CAG s en funci n del volumen de agua tratado m volumen de carb n presente dm 7 Extrapolaci n al filtro real A partir del seguimiento de los n meros de yodo tornando corno tiempo de vida de un filtro aqu l que pasa hasta que el ndice de yodo llega a un 50 de su valor inicial se ha valorado cual es el tiempo necesario aproximado para la regeneraci n de cada filtro Mediante las regresiones hechas a partir de la Figura 6 se conoce aproximadamente que cantidad de agua de consumo m xima puede ser tratada por dm de CAG sin que este CAG tenga que ser regenerado el valor de X cuando Y 50 del valor inicial del ndice de yodo Conociendo el volumen de carb n presente en un filtro real se extrapola el volumen de agua que el filtro real puede tratar antes de su regeneraci n A partir del caudal diario que pasa por cada filtro real datos de la ETAP de Figueres del a o 1997 se calculan los d as de funcionamiento antes de la regeneraci n Los resultados obtenidos Tabla 4 muy similares entre s nos sugieren que el comportamiento de todos ellos es similar por lo que los criterios de selecci n ser n en este caso el coste de adquisici n del producto as como el cos
3. y la presencia de compuestos org nicos vol tiles halogenados cloroformo brormodiclormetano y bromoformo Adem s se ha hecho un seguimiento del grado de saturaci n de los filtros para conocer cual de ellos presenta una menor p rdida de carga es decir cual es capaz de aguantar mayor paso de agua sin necesidad de ser retrolavado Las diferentes muestras de agua de entrada y salida que se han analizado siempre se han recogido una vez retrolavados los filtros dejando un tiempo m nimo de contacto de cuatro minutos que corresponde al tiempo de residencia La duraci n del estudio ha sido de seis meses Mediante una relaci n entre el caudal inicial de cada ciclo y el caudal medido pasadas veinticuatro horas se ha llegado a conocer el grado de saturaci n de cada uno de los filtros En la Tabla 3 se presentan las medias de los resultados Este par metro afecta de una forma econ mica al rendimiento ya que aquel filtro que tenga una mayor p rdida de carga necesitar m s cantidad de retrolavados lo cual se traducir en un mayor consumo de agua y electricidad Se ha controlado de forma peri dica la turbidez del agua a la entrada y a la salida de los filtros Se presentan las medias de los resultados en la tabla 3 Los cuatro filtros act an de forma similar al eliminar la materia no disuelta causante del aumento de turbidez Se hace un seguimiento de las oxidabilidades de las diferentes muestras de agua Los datos reflejad
4. Rendimiento de cuatro carbones activos granulares Estudio comparativo en planta piloto en la ETAP de Figueres Por Pere Agust hontangas Licenciado Q u n ico especialidad B oqu la Responsable de las estaciones de tratamiento de agua Josep Lluis Morcilb P rez Licenciado Q u n co T cnico de h Caldad Cam Vellde Vilhtenm sfm F uers de Serveis S A Fisersa 17600 Figueres Girona Tel 972673985 972672449 Fax 972507808 1 Introducci n 1 1 Antecedentes La Estaci n de Tratamiento de Aguas Potables ETAP de Figueres recibe las aguas crudas caracterizaci n en la tabla 1 del embalse de Boadella a trav s de dos tuber as de 400 mm de di metro y 15 km de longitud El tratamiento que recibe consiste en una oxidaci n con cloro y permanganato una coagulaci n floculaci n con policloruro de aluminio y polielectr lito ani nico decantaci n en seis decantadores est ticos por contacto de fangos seguida por una filtraci n por gravedad en filtros de arena Posteriormente es clorada antes de ser almacenada en un dep sito regulador siendo finalmente enviada por gravedad a la red de distribuci n para su Consumo final La capacidad nominal de tratamiento es de 120 litros por segundo y abastece a una poblaci n de 35000 habitantes FISERSA Figueres de Serveis S A es la empresa municipal que gestiona la explotaci n de la ETAP de Figueres adem s de varios servicios el transporte urbano y escolar l
5. a depuraci n de aguas residuales el mantenimiento de colectores y de la red de distribuci n de agua potable el alumbrado p blico el estacionamiento regulado entre otros 1 2 Objetivo El objetivo principal del estudio consiste en la elecci n de uno de cuatro CAGs para sustituir a la arena en los filtros actualmente en funcionamiento en la ETAP de Figueres Mediante un estudio anterior se comprob que el funcionamiento f sico de la filtraci n era equivalente a la arena para las granulometr as estudiadas 2 La planta piloto La planta piloto Figura 1 est formada por cuatro Filtros cil ndricos de 16 75 drn 7 7 cm de radio interior y 90 cm de altura cada uno encontr ndose en su interior un volumen de 11 18 dm de cada tipo de CAG que corresponde a una altura de 60 cm Con esto se consigue que exista el espacio libre suficiente 30 del volumen respectivo de carb n para una buena limpieza de los filtros de CAG durante el retrolavado El retrolavado consiste en la aplicaci n de agua en sentido opuesto al paso normal del tratamiento arrastrando as aquella materia que pueda haber saturado fisicamente los filtros Fig 1 Planta piloto La alimentaci n de los cuatro filtros procede de un decantador de la ETAP de Figueres en la salida de cada uno de los filtros piloto existe un contador que permite saber el volumen total de agua tratada as como regular y conocer el caudal que pasa en cada momento E
6. iltros se observa que la disminuci n del rendimiento es importante en un periodo de tiempo corto 5 2 Seguimiento eliminaci n bromodiclorometano La figura 4 engloba los diferentes comportamientos ante la presencia del bromodiclorometano Se refleja la misma tendencia que en el apartado anterior destacando por un ligero mejor rendimiento el filtro 2 Fig 4 Eliminaci n bromodiclorometano 5 3 Seguimiento eliminaci n dibromoclorometano El rendimiento frente a este compuesto es para todos los filtros m ximo pues la presencia de dibromoclorometano es casi nula y su eliminaci n no es nada problem tica 5 4 Seguimiento eliminaci n totales Se tienen ahora en cuenta los tres tipos de compuestos Figura 5 El comportamiento queda representado por funciones tipo cuadr ticas El filtro 2 posee un mayor rendimiento tal come suced a antes de forma individual seguido por el filtro 1 Para los dem s filtros el comportamiento es pr cticamente id ntico Fig 5 Eliminaci n totales tiene en cuenta los tres tipos 6 Indices o n meros de yodo Se ha controlado durante todo el estudio la evoluci n del ndice de yodo de cada uno de los CAGs Este par metro nos da gran informaci n sobre el estado del carb n activo y puede relacionarse con el rendimiento de eliminaci n de diferentes contaminantes pues lo que nos est indicando es la superficie de carb n que existe a n con poder de adsorci n En la figura
7. jor soluci n para conseguir la eliminaci n de trihalometanos a causa de la r pida saturaci n frente a estos compuestos aunque si asegura la eliminaci n de otras problem ticas que pueden surgir en el agua de entrada as como la mejora de las caracter sticas organol pticas del agua tratada Una alternativa para evitar su formaci n consistir a en sustituir la cloraci n por otros m todos de oxidaci n como el permanganato di xido de cloro u ozono 9 Bibliograf a Germ n Groso Cruzado El carb n activado granular en el tratamiento del agua Aconcagua ediciones y publicaciones 1997 APHA AWWA WPCF M todos normalizados para el an lisis de aguas potables y residuales Ed D az de Santos 1992 Degr mont Manual t cnico del agua Ed Grafo S A 1979 Cuarta edici n J Garc a Garrido El Agua en la producci n La calidad del Agua Volumen I Ed Prensa XXI 1986 F Van Hcof Mus J G Janssens R Nieuwejaers and A Buekens Comparative investigation concerning the efficiency of new and regenerated activated carbon for the removal of organic substances during drinking water treatment Water Supply 1989 Vol 7 pp 135 147 Germ n Groso Cruzado Joel Brosa Echevarr a El carb n activo sus caracter sticas y propiedades Tecnolog a del agua Junio 1998 177 pp 34 41 Thomas F Speth and Richard J Miltner Adsorption capacity of CAG for synthetic organics Journal AWWA 1998 Vol 90 pp 171 174
8. l caudal medio que pasa por cada uno de los filtros es de 3 L min obteniendo as un tiempo de residencia tiempo de contacto del agua con el CA de aproximadamente 4 min Para el lavado de cada filtro se emplea un caudal de 25 l min se realiza cada 24 horas y se finaliza cuando se observa que el agua de lavado es suficientemente transparente generalmente unos seis o siete minutos Hay que destacar que tanto en el inicio como durante el lavado se debe ir variando el caudal gradualmente para as evitar la p rdida del carb n al inicio y rotura de la estratificaci n existente durante el lavado 3 Caracterizaci n de los CAG utilizados 3 1 Caracter sticas comerciales Se presentan en la Tabla 2 las caracter sticas de los diferentes CAGs estudiados importantes despu s para la comparaci n de sus rendimientos 3 2 Granulometr as Se han hecho granulometr as a las diferentes muestras de CAG ya que se considera que el tama o de part cula puede ser decisivo ante el funcionamiento y el rendimiento de stos La Figura 2 engloba los resultados El filtro 3 presenta el mayor grado de dispersi n El filtro 1 posee un tama o medio de gr nulo m s elevado Fig 2 Caracterizaci n granulom trica de los CAG s utilizados en el suelo 4 Resultados del rendimiento Se han controlado par metros importantes de rendimiento del proceso de potabilizaci n del agua como son la turbidez la oxidabilidad materia oxidable
9. os en la Tabla 3 permiten tener una idea del porcentaje de materia org nica que es capaz de eliminar cada filtro de AG Q 5 Eliminaci n contaminantes org nicos vol tiles halogenados Uno de los problemas m s comunes en las estaciones potabilizadoras es la formaci n de trihalometanos despu s de la cloraci n A pesar de su formaci n durante el proceso de potabilizaci n del agua en la ETAP de Figueres los niveles detectados est n por debajo de los l mites establecidos Este estudio permite conocer el rendimiento de los diferentes CAGs ante compuestos corno el cloroformo el bromodiclorometano y el dibromoclorometano que son los nicos hallados en las aguas examinadas en cantidades significativas 5 1 Seguimiento Eliminaci n cloroformo Se ha analizado la cantidad de cloroformo presente en la alimentaci n as como en las salidas de los cuatro filtros y por diferencia se han conocido el porcentaje eliminado Se muestra en la figura 3 como var a el rendimiento de eliminaci n de cloroformo para los cuatro CAGs frente al volumen de agua tratada Fig 3 Eliminaci n cloroformo El mejor comportamiento lo presenta el filtro 2 con respecto a los otros tres que poseen un comportamiento similar Este resultado puede indicar que no influye prioritariamente si el carb n es vegetal o mineral pero s influye de forma m s importante el tama o de malla o la dispersi n de gr nulo que posee Para todos los f
10. te para su regeneraci n 8 Conclusiones A modo de conclusi n se presenta la Tabla 5 donde quedan clasificados de mejor a peor comportamiento los diferentes CAGs seg n los resultados obtenidos Aunque se establece este orden comparativo el comportamiento de los cuatro CAGs estudiados es similar Por ello los criterios b sicos de elecci n han sido en este caso el coste de inversi n y regeneraci n para cada tipo de CAG El filtro 3 es el que sufre una mayor perdida de carga Por consiguiente ste ser el que presentar un mayor consumo de agua y electricidad Estos resultados tienen relaci n con el gr fico de granulometr as figura 2 Respecto la eliminaci n de materia no disuelta que afecta a la turbidez as como materia oxidable presente oxidabilidades el comportamiento de los cuatro filtros es pr cticamente el mismo En cuanto a la eliminaci n de trihalometanos el filtro 2 posee un ligero mejor rendimiento frente a los otros tres CAGs que podr a estar relacionado con el grado de dispersi n del gr nulo del CAG Seg n el tiempo necesario para su regeneraci n el mejor comportamiento lo presenta el filtro 2 aunque los valores son muy similares El origen vegetal o mineral de los diferentes CAGs no produce cambios significativos en el comportamiento ni en el rendimiento frente a los par metros y compuestos estudiados La sustituci n de filtros de arena por filtros de CAG no es la me
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