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Teoría y práctica de la purificación del agua potable. Tomo I – 4ta edicióneBook
N/A
Autores: Iván Alexander Buitrago León, Jorge Arboleda Valencia, Luís Alberto Jaramillo Gómez
Teoría y práctica del tratamiento de agua potable es una obra completa que aborda de manera
detallada los principios y procesos fundamentales para garantizar un buen
diseño y operación de las plantas de tratamiento de agua potable. Desde los
conceptos básicos de la química de tratamiento, hasta el diseño a detalle de la
mayoría de los procesos necesarios, este libro ofrece una visión integral de
diferentes tópicos en el análisis y diseño de las plantas de tratamiento y la
optimización de sus procesos.
Este libro, actualizado y moderno, es una
guía completa y práctica que aborda el tratamiento de aguas desde los conceptos
básicos y clásicos de las primeras ediciones en combinación con algunos de los
avances en tecnología y metodología de los últimos años. Con un enfoque en la
sostenibilidad y la eficiencia, dirigido a la tecnología utilizada en países en
desarrollo, este libro proporciona información detallada sobre los diferentes
procesos de tratamiento; en este tomo I, aborda los conceptos básicos
sobre química del agua, las teorías de la coagulación y sedimentación del agua,
el diseño de mezcladores, floculadores y sedimentadores y su control en el proceso de coagulación-floculación
y de sedimentación.
Este brinda beneficios tanto a profesionales como a estudiantes de
diferentes áreas de la ingeniería (sanitaria, civil, química, mecánica y de
instrumentación) que estén involucrados en el diseño de sistemas para el
tratamiento de agua, pues permiten al lector tomar decisiones informadas y
eficientes en sus labores diarias, ya sea en su trabajo o estudios, y les ayuda
a mantenerse actualizados y competitivos, entre otros. En resumen, Teoría y
práctica del tratamiento de agua potable es una herramienta invaluable que
impulsa el crecimiento profesional y académico de quienes lo utilizan.
SOBRE LOS AUTORES
Jorge Arboleda Valencia
Iván Alexander Buitrago León
Luís Alberto Jaramillo Gómez
TABLA DE CONTENIDOS
Forward
A manera de prólogo
Consideraciones históricas
Enfoque del presente libro
Capítulo 1. Conceptos básicos sobre química del agua
Estructura química y propiedades del agua.
Composición química del agua
Forma de la molécula (polaridad).
Estructura molecular.
Ionización y solvatación
Disociación del agua
Algunas propiedades físicas del
agua
Sustancias dispersas en el agua.
Coagulación–teoría.
Los coloides, clasificación y propiedades
Forma de los coloides.
Propiedades de los coloides
Movimiento browniano
Efecto Tyndall.
Adsorción
Propiedades electrocinéticas.
Propiedades ópticas.
Propiedades de superficie
Propiedades electrocinéticas
(electrocinetismo).
Capítulo 2. Teoría de la coagulación del agua
Impurezas del agua
Turbiedad–aspectos ópticos
Medio diseminante
Naturaleza química de la
turbiedad.
Naturaleza del color
Tamaño de las partículas de
color.
Relación entre color y pH
Comparación entre las
características del color y la turbiedad.
Coagulación-floculación de las impurezas del agua
Mecanismos de adsorción-
neutralización.
Potenciales del coloide
Mediciones electrocinéticas
Estabilidad e inestabilidad de
las suspensiones coloidales
Coagulación por neutralización de
la carga
Coagulación por compresión de la
doble capa.
Coagulación por puente químico
Coagulación por incorporación (o
de barrido)
Diagramas de
coagulación-turbiedad.
Remoción de color
Mecanismos en la remoción de
color.
Factores que afectan el proceso
de coagulación
Coagulantes
Coagulantes y floculantes
poliméricos (polielectrolitos)
Clasificación de los
polielectrolitos
Polímeros sintéticos
Clasificación de los polímeros de
acuerdo con su carga
Modos de empleo de los
polielectrolitos
Coagulantes metálicos
Coagulación con sales de aluminio
Química de coagulación con Al
(III)
Coagulación con sales de hierro.
Química de la coagulación con
sales de hierro
Supercoagulación o coagulación de
orgánicos.
Planteamiento del problema.
Límites permisibles de orgánicos
en el agua
Mecanismos de remoción
Transporte de partículas-cinética de la floculación
Generalidades.
Interacción entre partículas en
floculación pericinética o en el subrango viscoso
Interacción entre partículas en
floculación ortocinética o en el subrango inercial
Escalas de vórtices y choques de
partículas
Expresiones sobre el gradiente de
velocidad
Expresiones que parten de la
teoría de Von Smowluchowski
Modelo de Argaman y Kaufman
Modelo de Hudson
Floculación lastrada
Fundamentos teóricos y ecuaciones
básicas
Características de las plantas de
floculación lastrada
Capítulo 3. Diseño de mezcladores y floculadores
Adición de los coagulantes
Preparación de las soluciones
Método para dosificar compuestos
químicos
Sistemas de dosificación en
solución por gravedad
Aplicadores de cal.
Cálculo de la cantidad de
reactivo por dosificar.
Dispersión de los coagulantes
Relación entre tipo de
coagulación y dispersión de los coagulantes.
Mezcla en el caso de coagulación
por adsorción-desestabilización
Mezcla en el caso de coagulación
de barrido.
Gradientes óptimos para mezcla
rápida
Métodos para realizar la mezcla
rápida.
Cinética de la mezcla rápida.
Mezcla rápida en tuberías a
presión.
Aglutinación de partículas
Concentración volumétrica del
floc.
Clasificación de los floculadores
Floculadores hidráulicos.
Floculadores mecánicos
Floculadores hidromecánicos
Capítulo 4. Control del proceso de
coagulación-floculación.
Sistemas de simulación del proceso de coagulación
Determinación de la dosis optima de coagulante.
Aparato de prueba de jarras
Turbidimetro
Comparador de color.
Medidor de pH
Cristalería
Reactivos.
Termómetro.
Procedimiento del ensayo
Determinación de la velocidad de sedimentación de las
partículas
Procedimiento
Determinación de la influencia del pH en la coagulación.
Procedimiento
Determinación de la importancia de la mezcla rápida mediante
ensayos de segregación.
Procedimiento
Determinación de la influencia que la concentración de la solución
de coagulantes tiene en la coagulación
Procedimiento
Determinación de gradiente y tiempo de detención óptimos.
Procedimiento
Generalización de los datos de pruebas de jarras
Comparación entre pruebas de jarras y el comportamiento en
la planta de tratamiento.
Procedimiento
Evaluación de la eficiencia de los ayudantes de coagulación
Procedimiento
Otros sistemas de control de la coagulación-floculación
Determinación de las cargas
electrostáticas
Sistemas de medida de la
filtrabilidad del agua
Capítulo 5. Teoría de la sedimentación del agua
Clasificación de los procesos de clarificación por sedimentación
Decantación de partículas aisladas en un fluido en reposo
Fuerzas actuantes
Velocidad terminal de sedimentación
Caso de partículas esféricas
Valores del coeficiente de
arrastre CD
Partículas no esféricas
Decantación de partículas
aisladas en un fluido en movimiento
Divergencias entre el tanque
ideal y los tanques reales
Sedimentación de flujo vertical.
Conceptos básicos sobre el manto de lodos.
Velocidad de asentamiento de la interface.
Porosidad y concentración del manto
Influencia del tipo de floc afluente.
Sedimentación de flujo laminar o alta rata
Consideraciones sobre el régimen de flujo
Ecuación básica de cálculo
Interpretación de la ecuación de velocidad crítica
Relación ángulo–eficiencia
Relación profundidad–eficiencia
Eficiencia de los decantadores de
placas
Capítulo 6. Diseño de sedimentadores.
Sedimentadores convencionales
Zona de sedimentación–factores
que deben considerarse
Zona de entrada.
Zona de salida.
Zona de lodos
Sedimentadores de flujo vertical y manto de lodos.
Desarrollo de los sedimentadores
de flujo vertical
Clasificación de los
sedimentadores de manto de lodos
Cargas superficiales y
velocidades ascendentes
Unidades con manto de suspension
hidráulica
Unidades con manto de suspensión
mecánica.
Eficiencia de los clarificadores
de manto de lodos
Sedimentador de flujo laminar
Cargas superficiales.
Materiales de construcción y
forma.
Sistema de entrada
Sistema de salida
Zona de Lodos
Otros sistemas de decantación de
alta rata.
Sedimentación acelerada con placas profundas
Aspectos generales
Método de cálculo
Comparación de las dos tecnologías.
Placas angostas
Placas profundas
Conclusiones
Manejo de lodos
Tratamiento y disposición final
del lodo
Volumen total de lodos
sedimentados que se esperan
Volumen del lodo después de compactado
en los espesadores con ayuda de polímeros
Peso del lodo seco.
Disposición final de los lodos
Ejemplo de cálculo
Tipos de evacuación
Diseño de tolvas.
Métodos de descarga intermitente
Velocidades mínimas de arrastre
de lodos tuberías de extracción.
Flotación
Introducción.
Descripción del proceso
Teoría de la flotación
Diseño de las unidades de
flotación.
Resultados de la flotación
Capítulo 7. Control del proceso de sedimentación.
Ensayos para determinar la eficiencia
Estudio estadístico de los datos de comportamiento de los
sedimentadores
Interpretación de resultados obtenidos en el análisis
estadístico de los datos de operación de los clasificadores de La Atarjea
Estudio de los depósitos de lodo
a) En tanques de flujo horizontal
b) En tanques de flujo vertical.
Determinación del volumen y peso seco de los lodos
producidos
Paso primero
Paso segundo
Paso tercero
Columnas de sedimentación
Pruebas de trazadores
Antecedentes
Sustancias trazadoras.
Procedimiento.
Análisis de la curva.
Interpretación de los resultados.
Limitaciones de las pruebas de
trazadores
Bibliografía
Año: 2023
eISBN: 9789585036482
Páginas: 440
Dimensiones: N/D
Formato: eBook, Plataforma Bookshelf
Idioma: Español
Área: Ingeniería, Tecnología, ingeniería, agricultura, procesos industriales – Ingeniería ambiental
Categorías: [K] Economía, finanzas, empresa y gestión, [KNBW] Industrias del agua, [R] Ciencias de la Tierra, geografía, medioambiente, planificación, [RNFD] Sequía y suministro de agua, [T] Tecnología, ingeniería, agricultura, procesos industriales, [TQSW] Suministro y tratamiento de aguas, Formatos, eBooks, Sistema de Información en Línea
