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Construimos una planta de tratamiento de agua potable en miniatura: aprenda sobre la creación de agua limpia

Construimos una planta de tratamiento de agua potable en miniatura: aprenda sobre la creación de agua limpia

Poder abrir el grifo y obtener agua limpia y fresca requiere mucho trabajo, y he construido una planta de agua potable en miniatura que, con suerte, lo ayudará a comprender. Aparte de Interesting Engineering, yo, Trevor English, soy ingeniero civil, con especialidad en sistemas de agua. Construí esta planta de tratamiento de agua en miniatura con un equipo de otros dos ingenieros y, con suerte, puede ayudarlo a comprender cómo convertir el agua sucia del río en agua potable limpia.

Para comenzar el proyecto, mi equipo y yo comenzamos con 55 galones de agua de río increíblemente turbia. El objetivo era limpiar el agua de todas las partículas y eliminar cualquier bacteria o patógeno. El producto final era completamente claro y seguro para beber agua, y así es como lo hicimos.

Los componentes clave del tratamiento del agua potable son los procesos denominados coagulación / floculación, sedimentación, desinfección y filtración. Si tiene curiosidad acerca de todas las formas en que estos procesos se pueden personalizar en diferentes sistemas, déjeme un comentario, pero para esta publicación, haré una descripción general de cómo funciona el sistema que diseñé. Para comenzar, eche un vistazo a un video que hice con todos en la planta de tratamiento en miniatura.

https://www.youtube.com/watch?v=xFnxBXRAr9U

Coagulación / Floculación

El primer paso para tratar el agua es eliminar todas las arcillas, limos y partículas de suciedad suspendidas en el agua. El agua del río con la que comenzamos era muy marrón, de hecho, era difícil ver más de una pulgada hacia abajo en los tanques de retención. Para eliminar las partículas, agregamos un químico llamado sulfato de aluminio (alumbre) que en un proceso llamado coagulación / floculación, que básicamente hace que todas las pequeñas partículas de suciedad se peguen. Construimos un tanque de mezcla rápida (cámara de coagulación) donde el agua y los productos químicos se agitaban juntos, que luego fluían hacia un recipiente que permitió que estas partículas formadas se asentaran. Puede ver la cámara de mezcla rápida a continuación.

Pegamos en caliente 2 arandelas a un tornillo y lo unimos a un motor. Si no está roto, no lo arregles[Fuente de imagen:Trevor inglés]

Sedimentación

Las partículas en la cuenca de sedimentación caerían muy lentamente al fondo. En este punto, una gota de agua habría estado en el sistema durante aproximadamente 2,5 horas. Desde aquí, el agua fluiría por un vertedero. El agua más limpia está en la superficie, por lo que el vertedero se aseguró de que solo el agua limpia pasara al siguiente paso. El agua que salía de esta cuenca se veía muy clara y prácticamente todo el sedimento se había eliminado de la adición de alumbre.

[Fuente de imagen: Trevor inglés]

Desinfección

Después de fluir sobre el vertedero, viajaría a través de un tubo corto hacia lo que se llama reactor de flujo pistón. Esto es un poco como un laberinto, y su único propósito era aumentar la cantidad de tiempoagua gastada en el sistema. Agregamos una concentración selecta de cloro, basada en pruebas preliminares de bacterias para asegurarnos de que elimináramos todo, llamado desinfección. Lo crea o no, este cloro que agregamos era solo una solución de lejía y agua del estante, y es perfectamente seguro cuando se agrega en pequeñas cantidades. Si está en los EE. UU., Es probable que haya cloro en el agua del grifo en este momento. Agua gastada sobre 1 hora en el reactor de flujo pistón donde luego fluiría al paso final del tratamiento, el filtro de arena.

[Fuente de imagen: Trevor inglés]

Filtro de arena (filtración)

El filtro de arena es exactamente lo que parece, un recipiente con diferentes tamaños de grano de arena que atrapó cualquier otra partícula o contaminante que no se recogió en el tratamiento anterior. Los filtros de arena se utilizan en prácticamente todas las plantas de tratamiento de agua, ya que son la forma más eficaz de limpiar el agua.

Sin tener en cuenta las bacterias, en realidad podría tratar el agua usando solo arena fina, pero tendría que limpiar mucho el filtro. Así es exactamente como funcionan los manantiales de montaña. El filtro de arena fue, con mucho, la parte más larga del proceso. Una gota de agua tardaría más de 5 horas en fluir por aquí.

[Fuente de imagen: Trevor inglés]

Producto final limpio

Nuestro flujo de salida fue bastante rudimentario, pero funcionó. Arrancamos un trozo de camiseta que dirigía el agua a un pequeño recipiente. A partir de aquí, usamos una pequeña bomba que tomó el agua limpia y la movió a otro tambor de 55 galones, que comenzó vacío.

[Fuente de imagen: Trevor inglés]

Empezamos exactamente con 55 galones de agua sucia del río. Nuestro objetivo era terminar con 40 galones de agua limpia. El producto final fue 42 galones de agua potable limpia, que podría haberse incrementado si elimináramos algunas de las ineficiencias y zonas de pérdida de agua en el sistema pequeño.

Esta es la mejor parte

Este sistema es completamente portátil y se puede transportar y utilizar prácticamente en cualquier parte del mundo. Se necesitarían algunos conocimientos básicos de química para obtener las adiciones químicas correctas, pero si lo desea, puede tratar el agua de una pequeña aldea con esta planta de tratamiento en miniatura. Sin embargo, no recomendaría hacer esto sin el conocimiento previo adecuado.

Si tienes absolutamente alguna pregunta sobre más detalles sobre el sistema y cómo probamos y calculamos todo, por favor deje un comentario a continuación y les responderé. No dude en hacer otras preguntas generales sobre el tratamiento del agua, ¡estoy aquí para responderlas!

Números exactos: en total, sumamos 10,4 ml de lejía al 6%, que resultó en una concentración final de alrededor 3,15 mg de NaOCl en el agua tratada final, dentro de los estándares de nuestra zona. Para el alumbre, agregamos 62 mL de alumbre 10g / L solución cada hora. Esto resultó en un total de aproximadamente 1,3 litros de solución de alumbre necesaria. El caudal de prueba final fue de aproximadamente 14 l / ho 4 ml / min. Todos estos valores se calcularon a partir de la prueba inicial de bacterias en una placa de Petri, así como de la prueba de floculación para ver dónde estaba la dosis óptima de floculante.

Artículo original publicado por Trevor English aquí.

Ver el vídeo: Purificación de Aguas Residuales para usos en la Agricultura - TvAgro por Juan Gonzalo Angel (Octubre 2020).