1. 

Objectius deis processos de potabiiització

unitaris
d
Adsorció



La MES de l depèn de la font de c
i o
...
Reixes, cribes i d
M .
c
a
.
 Coagulació
 •Procés de neutralització de les càrregues superficials negatives dels col·loides per
addició de cations polivalents
 •Fenomen electroquímic molt ràpid (< 1 s)
 •Es realitza en un tanc de mescla ràpida, amb agitació intensa (200-300 rpm)
 •Temps mitjà de permanència entre pocs segons i 1 minut (TRH < 1 min).”Th”
 •Principals coagulants: Al3+ i Fe3+

2. - Al2(S04)3 nH20 ) 48,5%
- ( PAC) % Al203)
- F 40%
- 44%
 Floculació
 a l per promoure el xoc entre els
c i
o flòculs.
 RMC (2o4), .
 és suau .
 a 20 m . “Th”
Test de floculació (Jar Test):
- Afegir el mateix volum d'aigua als vasos de precipitats
- Afegir el coagulant (dosis creixents) amb agitació intensa (≃ 200 rpm), mantenir 1 min
- Agitar lentament (≃ 30 rpm) durant 15 min
- Deixar en repòs 15 min
- Mesura de la terbolesa residual del sobrenedant

3. POLIELECTROLITS: permeten la formació de flocs més grans
- Molècules lineals de cadena llarga, generalment amb càrrega.
- Naturals (derivats de midó, cel·lulosa, etc) o sintètics (monòmers polimeritzats, ex: polí
acrilamides) → els més usats
- Aniònics (càrrega -), Catiònics (càrrega +), No iònics (lleugera càrrega -)
Teoria dels reactors
Hi ha reactors químics i biològics. Sistema d’agitació i amb unes condicions ambientals.
Tenim reactors discontinus (s’omplen, reacció, es buiden) i els continus:
RMC = Reactor de Mescla Completa: perfectament agitat, hi ha una mescla homogènia. El que
surt es idèntic al contingut del tanc.
RFP = Reactor Flux Pistó: funciona com un canal, a mesura que avança va tenint lloc una
reacció, cada punt del reactor te una composició N diferent.
* A la practica no són perfectes però els dissenyem de forma ideal.
!!! Temps de permanència: temps promig que estan les molècules dins del reactor!!!
Aplicació de la teoria de reactors a la coagulació – floculació
Model que descriu la disminució del nombre de partícules primàries (cinètica primer ordre):
 RMC :
N1: número de partícules primàries (UNT)
t = temps (s)
K = constant cinètica de primer ordre ( depèn del coagulant i Th)
G = aportació energètica ( l’energia que aportem a l’aigua

4.  DECANTACIÓ o SEDIMENTACIÓ
Procés unitari que consisteix en separar físicament les partícules de l’aigua per acció de la
gravetat. L'aigua floculada roman en repòs per afavorir la sedimentació dels flocs, que es
depositen al fons
• Es realitza en tancs, denominats decantadors o sedimentadors o clarificadors
• Normalment són: de planta rectangular  potabilització d'aigües
de planta circular  depuració d'aigües
Rectangulars
- Entrada: canal de repartiment i deflectors per homogeneïtzar el flux d'entrada i evitar
turbulències.
- Sortida: sobreeixidor. determina el nivell d'aigua.
- Purga de fangs: mitjançant una cadena amb rasquetes que arrosseguen els flocs cap a un
pou; extracció per bombeig.
* Fàcil adaptació al terreny però mala explotació.

5. Circulars
- Entrada: canonada d’alimentació central amb deflectors.
- Sortida: sobreeixidor perimetral o radial.
- Purga de fangs: mitjançant un pont (3-6 girs/hora) amb rasquetes que arrosseguen el fang
cap al pou central des d'on s'extreu periòdicament per bombeig, i rasquetes superficials que
recullen els flotants.
* Bona explotació i una mala adaptació al terreny.
Postulats de Hazen (sedimentació de partícules):
1. Règim laminar, les trajectòries no es creuen
→ no és veritat: diferencies en densitat poden fer variar trajectòries
2. Flux uniforme, velocitat uniforme
→ no es veritat: efecte capa límit
3. Les partícules quan sedimenten no es toquen
→ no és veritat: per les anteriors
4. Si una partícula toca al fons queda retinguda
→ veritat
Paràmetres de disseny
▶ Càrrega Hidràulica Superficial (CHS): cabal abocat per superfície de decantador i per unitat de
temps
Unitats: m3/m2·dia o m3/m2·h
▶ Temps de residencia o permanència hidràulic (TRH): temps promig que roman una molècula
d'aigua dins del reactor o tanc
Unitats: dia, hora, minut, segon

6.  Filtració en medi granular
•Procés unitari que consisteix en fer passar l'aigua a través d'una trama de partícules
(medi mecànic) amb l'objectiu de retenir la matèria en suspensió (MES)
•Objectiu: atrapar els flocs que no han sedimentat en el decantador
- terbolesa de l'aigua efluent dels decantadors 10 UNT
- terbolesa després de la filtració < 2 UNT
Classificació dels filtres
▶ Segons la pressió aplicada: per gravetat o a pressió
▶ Segons el nombre de capes al llit filtrant: monocapa, bicapa (ex: carbó activat i
sorra silícica), multicapa.
▶ Segons la càrrega hidràulica aplicada: ràpids o lents
Filtres Lents
- Llit de medi granular (0,7-1 m de profunditat), de granulometria fina (sorra silícica de 1-2
mm de diàmetre). Monocapa.
- L'aigua s'aboca superficialment a través de sobreeixidors amb plaques deflectores, i va
percolant entre els porus, on queda retinguda la MES.
- L'aigua filtrada va a parar a un fals fons, separat del medi filtrant per una placa perforada, i
s'evacua a través dels drens.
- Es desenvolupa una biopel·lícula que provoca un efecte tamís (reté gairebé tota la MES en
els 10 cm superiors). Aquest és el mecanisme de filtració.

7. - L'elevada càrrega hidràulica superficial inicial ( 200-300 m/d) disminueix amb el temps (5-10
m/d).
- Període de maduració de la biopel·lícula: 1-2 setmanes.
- Carrera dels filtres: 1-2 mesos.
- Rentat del filtre: manual. S'atura l'alimentació del filtre, es drena i es deixa assecar la
biopel·lícula, que queda com una crosta, i es retira amb un rasclet.
* L’avantatge que té es que té una fàcil explotació però en contra requereix molta mà d’obra a
l’hora de rentar la biopel·licula ja que el procés es lent. Aquí no es fa servir.
Filtres Ràpids
- Llit de medi granular (0,7-1 m de profunditat)
- L'aigua s'aboca superficialment a través de sobreeixidors amb plaques deflectores, i va
percolant entre els porus, on queda retinguda la MES.
- L'aigua filtrada va a parar a un fals fons, separat del medi filtrant per una placa perforada, i
s'evacua a través dels drens.
- S'intenta filtrar en tota la profunditat del filtre, evitant la formació d'una biopel·lícula i
l'efecte tamís.
- Carrega hidràulica superficial o velocitat de filtració característica: 250-300 m/d.
- Carrera dels filtres: 1-2 dies.
- Tipus de filtres rápids:
- Monocapa: sorra silícica de 1-2 mm de diàmetre
- Bicapa: sorra silícica 1-2 mm i carbó activat 2-3 mm
- Rentat del filtre: a contracorrent. Primer s'injecta aire a contracorrent, per expandir el medi
i fluïdificar-lo, així els grans de sorra es freguen entre ells i alliberen els sòlids. Després amb
aigua a contracorrent, s'extrauen els sòlids.

8. * L’avantatge que presenta es que la neteja és automàtica i no requereix de mà d’obra i per
tant no es crea una capa de biopel·lícula i el procés es més ràpid. El problema es que requereix
aigua tractada per fer la neteja i es un 10% de l’aigua produïda.
* 2 possibilitats per rentar. O bé el novell de l’aigua assoleix al màxim, per pèrdua de carga, o
bé per no acabar de filtrar tots els flocs per acumulació. MOLT important determinar el cabal
de rentat tant per l’expansió del medi granular i el volum del filtre.
* L’objectiu de els filtres bicapa es reduir l’afecte tamís mitjançant carbó actiu com a capa
superficial i una capa profunda de sorra silícia. Pot arribar a velocitats de 500 m/d.
* L’adsorció amb carbó activat te com a objectiu eliminar la matèria orgànica dissolta, la olor i
el gust. Es parla de filtració en carbó activat. Té una sup. Específica elevada i la seva capacitat
de absorció disminueix en el temps, se la de reactivar quan si reté molta matèria orgànica.

9. Tema 4. Desinfecció de l’aigua
Objectius deis processos de potabiiització
* Es l’últim procés de la línia de potabilització. La cloració és el procés més utilitzat. Es tracta
de la desinfecció dels microorganismes.
* Desinfecció:
•Procés que consisteix en inactivar o destruir de microorganismes patògens continguts en una
aigua (no confondre amb l’esterilització o inactivació o destrucció de tots els microorganismes
continguts en una aigua).
•Els desinfectants poden ser: :
- Desinfectants químics: són agents oxidants  clor (Cl2) i derivats, ozó (03)
- Desinfectants físics:  llum ultraviolada (UV), calor
 Cloració: desinfecció amb clor i els seus derivats.
- Clor ( )  en forma de gas, en grans instal·lacions, es molt tòxic.
- Lleixiu ( ) en forma de líquid, s’utilitza en petits municipis.
* Els avantatges que té es que es ben conegut, es econòmic i es un desinfectant residual, o
sigui que un cop acabat el procés en planta segueix havent-hi restes de clor en dosis molt
petites per la desinfecció durant el transport de l’aigua
* Els inconvenients, són el gust i la olor que pot adquirir l’aigua. No pot queda matèria
orgànica dissolta ja que és cancerigen.
* Hi haurem de afegir aigua tan al
clor com en el lleixiu a l’hora de
desinfectar. Això ens produirà un
Àcid hipoclorós, el qual serà amb
el que ens servirà per desinfectar.
* L’Àcid hipoclorós seguirà
reaccionant amb l’aigua formant
el Ió hipoclorit.
*En funció de del pH de l’aigua
trobarem més àcid o més ions.

10. * Per tant la dosi de clor que he tirar dependrà del pH de l’aigua.
* L’amoníac present a l’aigua pot reaccionar amb el Àcid hipoclorós amb un pH menor a 9:
* Mai es poden formar Cloramines orgàniques ja que són cancerígens.
* A partir del punt de ruptura, es pot cloraminar (cloramines inorgàniques!) no hi ha clor
residual.
* La velocitat en el reactor ha de ser de entre 2 a 4.5 m/s per evitar la sedimentació.

11. Aplicació de la teoria de reactors a la desinfecció Llei de Chick – Watson
Fent un balanç  RMC:
RFP:
N: número de microorganisme (UFC/100ml)
t: temps de contacte (min “Th”)
K: constant cinètica (l/min)
C: dosi de desinfectant (mgCl2/L)
 Ozonació: desinfecció amb ozó (O3)
- Gas molt oxidant
- Químicament inestable (vida mitjana 5-10 min) → producció en la mateixa planta de
tractament, a partir d’aire sec o oxigen pur en un 0Z0NITZAD0R
- S’injecta per sota en les càmeres de contacte, per afavorir la difusió
- Els gasos a la sortida de la càmera no es poden emetre a l’atmosfera (perquè l’ozó és un
contaminant a les capes baixes de l’atmosfera) → cal reciclar-los o enviar-los a una unitat de
destrucció d’ozó
* Alguns avantatges com la destrucció de virus, no dóna ni olor ni sabor a l’aigua tractada, no
es sensible al pH i pot oxidar substancies no biodegradables.
*No queda desinfectant residual a l’aigua i cal afegir-lo, es un procés costós, mes del doble.
 Radiació UV: desinfecció amb radiació UV
- Desinfecció física més important
- La radiació UV és altament energètica → en impactar amb les cèl·lules provoca mutacions en
l'ADN que no pot ser replicat → cèl·lules o virus inviables
- Dosis: 50-120 mW.s/cm2
- LAMPADES UV: tubs fluorescents, amb camises de quars (protegeixen del contacte directe
amb l'aigua) i un sistema de neteja
- L'aigua circula per una canal de desinfecció on hi ha mòduls de làmpades. En funció del cabal,
s'encenen més o menys làmpades. Es controla amb un mediador de transmitància de l'aigua
*Avantatges com ara la seva rapida actuació, casi instantani i no cal afegir-hi cap substancia.
*Desavantatges ni ha varis com ara que no queda desinfectant residual a l’aigua i per tant cal
afegir-lo, té unes exigències tecnològiques per la neteja i manteniment. L’aigua no pot tenir
terbolesa, per garantir-ne la transmitància i si hi a matèria orgànica dissolta pot consumir mes
radiació UV de la necessària.