Floculación tubular horizontal como una tecnología potencial sostenible para la provisión de agua potable en comunidades en desarrollo

La pandemia de la COVID-19 ha puesto de manifiesto la importancia vital del saneamiento, la higiene y un acceso adecuado a agua limpia para prevenir y contener las enfermedades. La calidad del agua superficial usada para la potabilización se ha visto afectada por los diferentes usos de la tierra, como el pastoreo de ganado, la actividad agrícola, actividad humana. Este deterioro en la calidad del agua cruda, ha aumentado el contenido partículas suspendidas y material coloidal incrementado el color y la turbidez. Esta problemática ha afectado de sobremanera a las comunidades y Juntas Administradoras de Agua Potable (JAAPs) ubicadas en zonas rurales y periurbanas que no disponen de tecnología adecuada para una eficiente potabilización. Se presenta la Floculación Tubular Horizontal (FTH) como una tecnología alternativa para reemplazar a los floculadores convencionales, permitiendo una alta eficiencia en los procesos posteriores de sedimentación y filtración. El objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia de un FTH como una tecnología potencial sostenible para la provisión de agua potable en comunidades en desarrollo y compararla con un floculador convencional. Para lo cual, se diseñó el FTH piloto en base a los parámetros de un floculador convencional hidráulico de flujo horizontal. Para la implementación del FTH fue necesario tubería de PVC de cuatro pulgadas de diámetro, adicionalmente se implementó un sedimentador de alta tasa y un filtro de arena estructurando en conjunto un sistema piloto de tratamiento. Las pruebas experimentales, fueron efectuadas usando longitudes de 68.4 m y 97.6 m para el FTH, estas longitudes fueron combinadas con caudales de 0.25, 0.5, 0.75, 1 y 2 l/s, así como turbiedades de agua cruda de 10, 20, 50, 100 y 200 NTU, dando un total de 50 ensayos, todos los ensayos fueron realizados por duplicado desde enero hasta diciembre de 2020. La turbiedad y color fueron usados como parámetros principales para determinar la eficiencia del FTH, para lo cual fue necesario, tomar muestras de agua en el sedimentador y filtro tanto del sistema piloto como del sistema convencional. Adicionalmente se evaluaron características hidráulicas como tiempo de retención, gradiente de velocidad. Los resultados determinaron que la eficiencia de remoción (ER) en el sistema piloto con FTH fue de 98.77 % para turbiedad y 99.92 % para color a la salida del filtro, mientras que en la PTAP “Bayas” la ER fue de 98.78 % para turbiedad y 100 % para color. En ambos sistemas los parámetros cumplieron con los estándares para distribución de agua potable según la norma INEN 1108.

The COVID-19 pandemic has highlighted the vital importance of sanitation, hygiene and adequate access to clean water to prevent and contain diseases. The quality of surface water used for drinking water has been affected by different land uses, such as livestock grazing, agriculture, and human activity. This deterioration in the quality of raw water has increased the content of suspended particles and colloidal material, increasing color and turbidity. This problem has greatly affected communities and Drinking Water Management Boards located in rural zones and peri-urban areas that do not have adequate technology for efficient purification. Horizontal Tubular Flocculation (HTF) is presented as an alternative technology to replace conventional flocculators, allowing high efficiency in the subsequent sedimentation and filtration processes. The objective of this study was to evaluate the efficiency of a HTF as a potential sustainable technology for the provision of drinking water in developing communities and to compare it with a conventional flocculator. For this purpose, the pilot HTF was designed based on the parameters of a conventional horizontal flow hydraulic flocculator. For the implementation of the HTF, a four-inch diameter PVC pipe was required, in addition to a high rate settler and a sand filter, thus structuring a pilot treatment system. The experimental tests were carried out using lengths of 68.4 m and 97.6 m for the HTF, these lengths were combined with flow rates of 0.25, 0.5, 0.75, 1 and 2 l/s, as well as raw water turbidity of 10, 20, 50, 50, 100 and 200 NTU, giving a total of 50 tests, all tests were conducted in duplicate from January to December 2020. Turbidity and color were used as the main parameters to determine the efficiency of the HTF, for which it was necessary to take water samples in the settling tank and filter of the pilot system and the conventional system. In addition, hydraulic characteristics such as retention time and velocity gradient were evaluated. The results determined that the removal efficiency (RE) in the pilot system with HTF was 98.77 % for turbidity and 99.92 % for color at the filter outlet, while in the "Bayas" DWTP the RE was 98.78 % for turbidity and 100 % for color. In both systems, the parameters complied with the standards for drinking water distribution according to INEN 1108.

Ingeniero Ambiental

Cuenca