Optimización procesos de floculación y sedimentación con un diseño factorial tratando agua del embalse de Teatinos

La planta de tratamiento de agua potable (PTAP) de la ciudad de Tunja, Boyacá suministra agua a una población de aproximadamente 172,548 habitantes. La PTAP tiene procesos de aireación, coagulación, floculación, sedimentación, filtración y desinfección .Sin embargo, las características fisicoquímicas del agua proveniente de la represa teatinos hacen difícil su tratamiento usando coagulación, floculación y sedimentación dado a su baja alcalinidad (4 – 6 mg/L como CaCO3) y su relativo bajo pH (5,7 – 6,3). El objetivo de esta investigación fue el de hacer una optimización de procesos de floculación y de sedimentación a escala de laboratorio usando un ensayo convencional de jarras, con la ayuda de un diseño factorial, para mejorar la remoción de turbiedad. El diseño factorial permitió evaluar tres diferentes gradientes de velocidad (G) en floculación o mezcla lenta(10, 50 y 100 s-1), tres diferentes tiempos de floculación (TF) (10, 15 y 20 minutos) y tres diferentes tiempos de sedimentación (TS) (20, 30 y 40 minutos) observando su impacto sobre la remoción de turbiedad en la prueba de jarras. De acuerdo con los resultados del estudio, las condiciones óptimas de operación encontradas fueron: (G= 100s-1mezcla lenta, TF = 20 minutos y TS = 20 minutos), con las cuales se logró obtener una turbiedad residual de 0,77 UNT, correspondiente a un 78% de remoción. Adicionalmente, aplicando una superficie de respuesta se pudo predecir valores de turbiedades finales de hasta 0,20 UNT en la jarra usando parámetros operacionales de (G=78 s-1, TF= 23minutos y TS = 30 minutos), respectivamente.

The water treatment plant (WTP) of Tunja, Boyacá provides drinking water for a population of approximately 172,548 in habitants. The WTP treats a flow rate of 230 L/susing processes of aeration, coagulation, flocculation, sedimentation, filtration, anddisinfection. However, the raw water physicochemical characteristics of the Teatinosreservoir makes difficult its treatment using coagulation, flocculation, and sedimentationdue to its low alkalinity (4 – 6 mg/L as CaCO3) and relatively low pH (5,7 – 6,3). Theobjective of this research was to optimize the flocculation and the sedimentation processfor turbidity removal at the laboratory level using a regular jar tester and a factorialdesign. The factorial design allowed to assess three different velocity gradients (G) inflocculation, or slow mixing (10, 50 y 100 s-1), three different flocculation times (FT)(10, 15 y 20 min.), and three different sedimentation times (ST) (20, 30 y 40 min.),respectively, and their impact on turbidity removal. The results showed that the optimaloperational conditions in the jar test were: (G= 100 s-1, TF = 20 min. y TS = 20 min.),respectively for obtaining a residual turbidity of 0,77 UNT, which correspond to 78% ofturbidity removal. In addition, it was possible to predict final turbidity values of 0,20UNT in the jar test using a surface response methodology, the low turbidity valuecorresponds to operational parameters of (G=78 s-1, TF= 23 min. y TS = 30 min.),respectively.

Magíster en Ingeniería Civil con Énfasis en Hidroambiental

Maestría