separador rosser Wiman
of 8
-
Upload
maria-nela -
Category
Documents
-
view
227 -
download
0
Transcript of separador rosser Wiman
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
1/8
IntroduccinPara una gran parte del suroeste de los Estados Unidos,
el agua es escasa y la conservacin es alta prioridad para los
gobiernos estatales, municipalidades, y usuarios comerciales y
residenciales. De igual preocupacin son la calidad y la esttica
del agua. Los contaminantes comunes incluyen la dureza
extrema, slice, slidos disueltos totales, hierro, manganeso,
arsnico y uranio. Para los clientes de pozos privados en el
norte de Nuevo Mxico, los especialistas en tratamiento del agua
confrontan la difcil tarea de tener que convertir agua de calidad
deficiente de cantidad limitada en agua de alta calidad con una
mnima cantidad de residuos. Una compaa local ha estadosatisfaciendo exitosamente este reto desde 1988 y el estudio de
caso que aqu se presenta describe detalladamente el proyecto
ms difcil en su historial de 25 aos.
Un pozo privado cerca de Abiqui, NuevoMxico
El rea de Abiqui atrae a muchos nuevos residentes por su
belleza fsica y el hecho de que es comnmente asociada con
una artista muy famosa y es descrita como la Tierra de Georgia
OKeefe. Adems sirve de hogar para un agua subterrnea que
contiene una qumica desafiante. Como resultado de ello, Abiqui
constituye una gran clientela para la industria de tratamiento del
agua. El tiempo de viaje a esta rea en general, vara entre 1.5 y
2.5 horas, ya que para llegar a muchas residencias hay que viajar
por caminos de tierra por mucho
tiempo (ver la Figura 1).
Este proyecto empez cuando
una compaa local de tratamiento
de agua recibi una llamada de un
constructor preeminente de casa a
finales del 2009. El superintendente
de este proyecto comunic las
quejas de los albailes acerca de
que su trabajo haba tenido que ser
suspendido porque algo extrao enel agua prevena que el mortero se
mantuviera pegado a la piedra. Se
tom una muestra de agua y se
orden un anlisis completo como primer paso requerido para
determinar con certidumbre la causa del problema. Se determin
que el problema con el mortero era tan slo una pequea parte
de un gran problema que rpidamente revelara la seriedad de la
calidad del agua y causara daos colaterales que impactaran las
tuberas, grifos, artefactos, aparatos domsticos y calentadores
de agua sin el uso de un tratamiento de agua qumico. Y adems
haba que abordar el problema del agua potable.
La compaa de tratamiento de agua tiene la poltica de
recomendar que los asuntos de tratamiento de agua sean
abordados en las primeras etapas de un proyecto de construccin;
pero este proyecto ya estaba en una etapa bastante avanzada,
con tiempo limitado para instalar una solucin (menos que ideal)
antes de la fecha de mudanza para esta residencia familiar que
sera habitada solamente parte del ao. Los requisitos de uso
de agua eran verdaderamente modestos (150-600 gpd [567.8-
2,271.2 L/d], dependiendo de cunto tiempo se ocupara la
casa de huspedes), pero la qumica del agua exceda todo lo
que haban visto anteriormente los especialistas en tratamiento,
aun en esta rea conocida por su agua compleja. Una revisinde la qumica del agua cruda hara pausar hasta a los ms
experimentados veteranos de la industria de tratamiento del agua
(ver la Tabla 1). Para aqullos que tratan con este tipo de agua
de manera cotidiana, este caso ofrece una descripcin de la
forma en que la compaa manej algunos asuntos que podran
enfrentar otras personas.
La Tabla 1 ilustra en color rojo los constituyentes de mayor
preocupacin en el pozo. Otros constituyentes estaban por debajo
del nivel mximo de contaminante (MCL, en ingls) promulgado
por la US EPA o fueron de menor inquietud.
El pozo y la cisternaLuego de que el pozo haba sido perforado, la cisterna
instalada, y la casa estaba en una etapa de construccin
avanzada, la compaa de tratamiento
de agua fue contactada. La primera
pregunta fue si la produccin del
pozo haba sido examinada para
determinar la tasa de bombeo y
detectar problemas con sedimentos.
El perforador coment que el pozo
bombeara a una tasa de 8-10 gpm
(30.28-37.8 L/m), pero hacer que el
pozo produjera a esa tasa tendra
serias consecuencias respecto a laincursin de sedimentos. No se haba
llevado a cabo ningn examen de la
bomba (esto no es poco comn) y esa
es otra razn por la que los problemas de tratamiento de agua
debieran haber sido considerados en las etapas iniciales del
desarrollo de la propiedad.
Visita al sitioLuego de revisar los las pruebas completas de laboratorio,
se confirm la sospecha sobre la necesidad de un sistema de
tratamiento multi-etapas, complejo. El siguiente paso fue la
Tratamiento de MembranadeAgua
Compleja de Pozo: Un Estudio de Caso
Por Gary Battenberg, Nancy Prosser y Stephen Wiman, PhD
Figura 1. Mapa del norte de Nuevo Mxico y el
rea del estudio de caso
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
2/8
visita al sitio. El especialista principal en
tratamiento de agua de la compaa visit
el sitio de construccin y se reuni con
el superintendente con el propsito de
evaluar el sitio de instalacin y el espacio disponible para el sistema de tratamiento de
agua que probablemente sera recomendado. Adems la compaa necesitaba enterarse
de todos los detalles de infraestructura para poder estimar adecuadamente los costos
de instalacin. El especialista colect las dimensiones fsicas de la huella propuesta,
luego dibuj el garaje y las paredes, conductos elctricos y reas de servicio de agua
afectadas. El rea entre el garaje y el taller privado presentaba una huella de 66 x 81
x 100 pulgadas de alto (1.67 x 2.05 x 2.54 metros), que fue designada para la galera
del equipo. La ingeniera de espacio, comnmente practicada por la compaa, sera
requerida en este espacio compacto, con respecto a lo que tena que ser instalado. La
intencin era tanto confinar el sistema completo de tratamiento a los lmites de esteespacio como asegurar el acceso a servicio, con suficiente acceso de ingreso y egreso
de la manera estipulada por el Cdigo Elctrico Nacional(NEC, en ingls) para el panel
principal de servicio elctrico, tambin ubicado en este espacio.
Adems de todo el equipo, el mbito de
este proyecto tena que considerar un sistema
de drenaje adecuado para deshacerse del agua
residual. Dada la topografa y considerando las
plantas nativas, la eleccin lgica fue un sistema
de infiltracin. Un infiltrador (comnmente utilizado en esta rea porque se instala a
desnivel) no interferira con el encanto natural y el medio ambiente. El volumen total
de aguas residuales al infiltrador para el llenado inicial del tanque de 550-galones de
capacidad (2,081.87 litros) se calcul que era aproximadamente 357 galones (1,351.39
litros). Despus de ello, el volumen residual promedio se calcul en 124 galones
(469.39 litros) por cada cosecha de 206 galones (779.79 litros). La ubicacin propuesta
del infiltrador y la lnea principal desde la galera del equipo fueron discutidas con el
superintendente de la obra para identificar la mejor localidad para el infiltrador en relacin
al pozo, las plataformas de construccin en la propiedad y el plan de jardinizacin.
Descripcin del sistemaUna propuesta muy detallada y carta de presentacin fueron entregadas al dueo
de la propiedad, describiendo el esquema de instalacin del pre-tratamiento, sistema
de smosis inversa, pos-tratamiento, almacenamiento y re-presurizacin, de la manera
siguiente.La instalacin consisti en la interconexin de un generador de ozono que resiste la
intemperie al lado de la cisterna para agua de lluvia, con un difusor montado internamente
para poder mantener bacteriostasis en la cisterna y para oxidar hierro y manganeso antes
de entrar en los filtros de retrolavado de sedimento/conversin. El orificio de entrada hizo
una transicin a una tubera de PVC S 80, resistente a la corrosin a filtros paralelos
triples de carbn activado granular, cada uno de ellos preparados con una tapa de Filtro-
Ag para interceptar partculas que podran migrar de la cisterna de agua cruda; el carbn
convierte el ozono residual a oxgeno antes de entrar al filtro de seguridad de smosis
inversa. Este arreglo de filtros triples fue equipado con un convertidor de retrolavado
de agua clara que proporcion agua tratada de los mellizos en lnea para desaguar el
pastel de sedimento interceptado por el filtro y prevenir las contaminacin transversal
Tabla 1. Resumen de la qumica delaguaagua cruda
Constituyente Agua cruda* EPA MCL
Metales mg/L mg/L
Aluminio 0.1 0.2S
Arsnico ND 0.01
Bario ND 2
Cadmio ND 0.005
Calcio 68.1
Cromo ND 0.1
Cobre ND 1.3AL
Hierro 0.208 0.3S
Plomo ND 0.015AL
Magnesio 329
Manganeso 0.73 0.05S
Mercurio ND 0.002Nquel ND
Potasio 15.8
Selenio ND 0.05
Slice 15
Plata ND
Sodio 4,390
Cinc 0.006 5S
Factores Fsicos
Alcalinidad 8,800
Dureza 87.7gpg
pH 6.9 6.5 a 8.5unidadesS
de pH
SDT 11,000 500S
Turbidez 83 1 NTUS
Inorgnicos
Cloruro 495 250S
Fluoruro ND 4
Nitrato como N ND 10
Nitrito como N ND 1
Orto fosfato ND
Sulfato 27 250S
RadionclidosUranio 0.21 0.30
Otro
CO2 800-1,000 (est.)
*Muestras tomadas el 6 de octubre de 2010, NationalTesting Laboratories, Inc.
Todos los resultados en mg/L a no ser que se
especifique lo contrario.
S = Estndar secundario de la EPA (no-aplicable)
AL = Nivel de accin de la EPA
= no estndar
NTU = turbidez en unidades nefelomtricas de turbidez
Metales reportados como concentracin total.
Figura 2. Filtros de conversin triples Figura 3. Neutralizadores de
flujo ascendente dplex
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
3/8
de los lechos del medio (ver la Figura 2). Los tres filtros fueron
diseados para retrolavarse secuencialmente para mantener un
flujo continuo a travs de los filtros en todo momento.
El agua de baja turbidez fue luego inyectada con un
producto anti-escamas de grado alimenticio certificado por NSF
para controlar la formacin de escamas de slice, carbonato de
calcio, sulfato de barrio, sulfato de estroncio, silicatos metlicos
y coloides. Luego el agua pas a travs de un filtro de seguridad
de cinco micras en la unidad de smosis inversa para proteger
las membranas. El sistema de smosis inversa fue controlado atravs de un rbol mellizo de nivel de flote que inici la smosis
inversa para preparar el tanque de almacenamiento cuando el
nivel de agua caa por debajo de un nivel pre-determinado y el
rbol de flote apagaba la smosis inversa cuando el tanque de
almacenamiento estaba lleno. Un interruptor/alarma de bajo nivel
del tanque deshabilitaba la bomba de presurizacin en caso que
el nivel bajara demasiado para que la bomba
de re-presurizacin pudiera bombear agua de
manera segura. El agua de permeado de la
smosis inversa pas a travs de recipientes
dobles paralelos neutralizadores de flujo
ascendente, antes de entrar en el tanque dealmacenamiento (ver la Figura 3). El propsito
de los neutralizadores consista en reducir
el dixido de carbn libre (CO2) a un nivel
no agresivo y eliminar el ataque corrosivo
actualmente experimentado con el agua de
pozo no tratada. El agua neutralizada fue
luego re-presurizada utilizando una bomba
de transferencia, pasada a travs de un
esterilizador UV, y finalmente a travs de filtros
de carbn activado para eliminar cualquier
sabor y olor del tanque de almacenamiento y
de las tuberas antes de su distribucin a la
residencia y a las casa de huspedes.
Una lnea de retorno del orificio da salida UV proporcion la
recirculacin continua del agua en el tanque de almacenamiento
a 2.5 galones (9.46 litros) por hora (0.04 gpm) o 64 galones
(242.26 litros) por da (ver la Figura 4). Un aspecto exclusivo de
la compaa, esto asegur que no se acumulara calor dentro del
sistema UV y asegur agua bacteriolgicamente segura en el
tanque de almacenamiento en todo momento. Esto no aumento
los ciclos generales de bombeo durante actividades cotidianas
diarias. Adems, debido a que el sistema se mantena en estado
de espera durante ausencias prolongadas de la propiedad, elsistema se mantuvo en una configuracin funcional listo para
su uso inmediato y manteniendo el agua en movimiento en todo
momento para prevenir el estancamiento.
Se instal un sistema de smosis inversa auto-contenido,
totalmente automtico, diseado para esta agua desafiante,
con ocho membranas de agua salobre de 4 x 40 de tamao
montadas en un marco revestido de polvo.
La tasa de recuperacin proyectada para el
sistema en la qumica del agua cruda de pozo,
como se examin originalmente, fue de 65 por
ciento. El sistema de smosis inversa inclua un
controlador de microprocesador, una pantallaLED con fondo iluminado que mostraba la
calidad del agua de producto (SDTs), texto de
condicin del sistema para cuando el sistema
estaba encendido, tanque lleno, horas de
funcionamiento, temperatura del agua de
alimentacin, presin de baja alimentacin, y
transductores de alta presin de la bomba para
un monitoreo de tiempo real, y una demora
de tiempo en el encendido del sistema para
prevenir el dao de la bomba. Se especific
una bomba de alta presin, de acero inoxidable,
multi-etapas, para mantener una presin
ptima aplicada del sistema y flujo transversal
Figura 4.
Esterilizador ultravioleta conlnea de derrame UV
Figura 5. Diagrama esquemtico del arreglo inicial de tratamiento
Figura 7. Diagrama esquemtico de la primera reconfiguracin del arreglo de tratamiento
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
4/8
para las membranas. El sistema incluy tres medidores de
presin de funcionamiento llenos de glicerina para el orificio de
entrada y el sistema. Vlvulas reguladoras de presin de acero
inoxidable mantenan una presin de funcionamiento consistente
y confiable. Un lavado automtico de la membrana cada vez
que se apagaba el equipo aseguraba una
larga vida de la membrana. El sistema de
smosis inversa fue diseado para producir
cinco galones (18.92 litros) por minuto (300
galones/ 1,135.62 litros por hora) con unacorriente residual de 3.69 galones (13.96
litros) por minuto (234 galones/885.78 litros
por hora).
Componentes del sistemaEnseguida se presenta una lista con la
descripcin de los distintos componentes
del sistema; la Figura 5 denota el diagrama
esquemtico de la instalacin inicial del
sistema:
Tratamiento de ozonodifunde el
ozono de fase de gas en el aguade la cisterna para oxidar hierro
y manganeso y para mantener la
bacteriostasis del agua del pozo.
Filtros de conversin/sedimento
triplescolectan sedimento y
convierten el ozono residual a oxgeno
para proteger las membranas de
smosis inversa.
Inyeccin anti-escamascontrola
la formacin de escamas de slice,
carbonato de calcio, sulfato de calcio,
sulfato de bario, sulfato de estroncio,
silicatos metlicos y coloides en la
membrana.
Sistema de smosis inversasepara el agua a nivel
molecular en dos corrientes, descargando el agua con alto
contenido de slidos al desage y desviando el agua con
bajo contenido de slidos para uso
domstico.
Tanques re-mineralizadores
dobles paralelos con control
de pH. Sistema de correccin de
pH especialmente preparado para
neutralizar el agua de bajo pH a un
estado no agresivo de equilibrio. Tanque de smosis inversa para
almacenamiento de agua de 550-
galonescontiene controles de nivel
para arrancar y apagar la smosis
inversa en base a niveles de agua
pre-ajustados.
Bomba de re-presurizacin/tanque de presin
represuriza el agua de smosis inversa para su distribucin
a los hogares.
Esterilizador UVmantiene la desinfeccin continua
del agua de smosis inversa tanto en el tanque de
almacenamiento como en las tuberas de servicio de las
residencias.
Pos-filtracinelimina todo sabor y olor del tanque de
almacenamiento y del sistema de tuberas.
La instalacin se inici el 24 de mayo y se complet el 27
de mayo de 2011. Se arranc y se puso
en uso el sistema, y se tomaron muestras
de agua final para pruebas pos-anlisis y
para reporte.
Resultados de los anlisisagua tratada
Este sistema fue muy efectivo en
eliminar los contaminantes (ver la Tabla 2);
pero estaba limitado por la configuracin
de la cisterna y el hecho de que el agua
estaba siendo bombeada para propsitos
de construccin. El uso no monitoreado del
pozo result en una alta acumulacin de
sedimentos en la cisterna y en suspensin
cuando el agua estaba siendo transportada
al sistema de tratamiento.Dos meses despus de la instalacin
inicial, la compaa de agua recibi una
llamada notificndole que el sistema no
estaba funcionando debido a un evento de
baja presin y se envi a un especialista
en tratamiento de agua para determinar
la causa del problema. La inspeccin del
sistema de pre-tratamiento indic una alta
acumulacin de arcilla en el arreglo de
filtros triples. Se quit y se inspeccion el
pre-filtro de seguridad para determinar su
nivel de carga y se determin que estaba
forrado con una gruesa capa de arcilla
pesada. Una inspeccin ms a fondo de la cisterna del pozo
revel que el pozo estaba bombeando agua extremadamente
turbia y esta agua haba migrado completamente a travs del
pre-tratamiento a las membranas de smosis inversa. Esto
fue evidenciado por la presencia de arcilla
y sedimento en los caudalmetros (ver la
Figura 6). La botella al lado izquierdo es el
agua cruda (depositada) que alimentaba
al sistema de tratamiento de la cisterna en
ese momento.
Se gener un informe para el dueo
de la propiedad y se hizo la recomendacinde reconfigurar el pre-tratamiento. Adems
se recomend que el perforador del pozo
le diera servicio al pozo para prevenir el
bombeo de arcilla pesada y sedimentos. La
reconfiguracin que aparece en la Figura 7
fue presentada al dueo de la casa.
Debido a que el sedimento haba sido un problema tan
limitante y la cisterna no haba sido reconfigurada, la compaa
le aadi componentes adicionales al sistema de tratamiento.
La funcin de cada uno de estos componentes adicionales se
describe enseguida:
Tabla 1. Resumen de la qumica del
aguaagua tratada
Agua Agua
Constituyente cruda tratada*Metales mg/L mg/L
Sodio 4,390 79
Factores Fsicos
Alkalinidad 8,800 150
Dureza 87.7 gpg ND
pH 6.9 6.4*
SDT 11,000 210
Turbidez 83 0.2
Inorgnicos
Cloruro 495 44Radionclidos
Uranio 0.21 ND
Otro
CO2 800-1,000 ND to 1(est.) (est.)
*El pH es remediado con remineralizacinadicional. Muestras tomadas el 28 de junio de
2012, National Testing Laboratories, Inc.
Todos los resultados de anlisis de agua
tratada estn por debajo de los estndares de
la EPA o de la industria excepto el pH, que es
remineralizado en el sistema de tratamiento.
Figura 6. Arcilla pesada, cieno yhierro y manganeso oxidados
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
5/8
Figura 8. Agua espumante con alto contenido de CO2observada durante la prueba de bombeo
Filtros triples de micro-arenacolectan sedimentos tan
finos como cinco micras.
Filtro de conversin de carbnelimina el ozono residual
y lo convierte a oxgeno.
Filtro de partculas de doble gradiente. El dimetro
mayor del pre-filtro reduce la carga de partculas al
pos-filtro, permitiendo mayores caudales y una mayor
reduccin de partculas.
Punto de decisin: Perforar otro pozo oreconfigurar el pozo existente?
Cuando se hizo aparente que los requisitos de mantenimiento
del sistema original (de la manera que estaba configurado) seran
muy altos debido a la incursin de cieno y arena, el dueo de lapropiedad solicit el consejo de la compaa de tratamiento sobre
si debiera o no perforar un nuevo pozo. El pozo existente haba
sido perforado a una profundidad total de 800 pies (243.84 metros)
debajo de la superficie del suelo y haba sido completado en la
Formacin Chinle del Perodo Trisico Superior. Un pozo anterior
haba colapsado luego de un breve perodo de produccin y fue
reemplazado con el pozo actual. Perforaciones en la envoltura de
acero de seis pulgadas (15.24 cm) estuvieron ubicadas de 680
a 780 pies (207.26-237.74 metros) y se coloc la bomba de 1.5
hp a 520 pies (158.49 metros) en una tubera de PVC de 1.25-
pulgadas (3.175-cm). An ms all de la filosofa de la compaa
de que todo pozo es un pozo de exploracin, perforar un nuevopozo era una decisin particularmente problemtica y costosa
debido a la gran profundidad del agua, las formaciones duras
que haba que penetrar y la falta de control aledao del pozo. El
perforador original tuvo que solicitar una torre de perforacin ms
grande ya que haba alcanzado los lmites de sus capacidades
de perforacin. El dueo de casa tena confianza en la presencia
de agua porque se saba localmente que un pozo exploratorio
de petrleo y gas ubicado en la propiedad haba tenido que ser
posteriormente sellado con cemento luego de ser abandonado
porque haba fugas de agua en la superficie.
Generalmente la compaa le recomendara al cliente evaluar
completamente un pozo existente antes de considerar un pozo de
reemplazo. El dueo estuvo de acuerdo con esa recomendacin
para llevar a cabo una prueba extensa de bombeo del pozo. Los
Figura 9. Diagrama esquemtico de la configuracinactual del arreglo de tratamientoNotas:El agua ingresa al primer tanque aproximadamente a 1/3 de la
altura del caparazn lateral a un ngulo descendente de 22 grados y bota
arena y sedimentos pesados al fondo. El agua sale del pr imer tanque e ingresa al tanque de deposicin/transferencia en el
1/3 superior del tanque. La bomba de transferencia es alimentada desde la parte superior del rea de cnica del tanque de
transferencia. El agua total usable es aproximadamente 1,200 galones. Los controles de nivel son montados en el tanque de
transferencia. Ambos tanques son ventilados a la atmsfera. Vase la Figura 10 para detalles funcionamiento del arreglo del
tanque cilndrico con fondo cnico.
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
6/8
especialistas en tratamiento del agua se pusieron en contacto
con un hidrlogo local que haba hecho trabajo de derechos de
agua para el dueo y tena mucha experiencia en pruebas de
extraccin.
Descarga de tasa constante (prueba de labomba) del pozo
En abril del 2012, casi un ao despus de la instalacin
original del sistema, el hidrlogo llev a cabo una prueba de
bombeo de 500-minutos, observado por personal de la compaade tratamiento de agua. El agua blanca y
espumante producida durante la prueba pareca
burbujas de jabn (ver la Figura 8). No se
pudo explicar adecuadamente por qu el pozo
produca CO2, pero fue probablemente debido
a fallas asociadas con la ruptura tectnica del
Ro Grande y conexiones con estratos an
ms profundos. El pozo se encontraba a una
profundidad mucho mayor que la mayor parte de
los pozos del rea, y fue completado en estratos
productores de agua mucho ms antiguos y
menos conocidos.Despus de concluir la prueba de bombeo,
el hidrlogo recomend que el pozo fuera
bombeado solamente a una tasa constante de
2.5 galones (9.46 litros) por minuto, sin exceder
cinco horas diarias para aliviar la produccin de
cieno y arena y tambin para evitar extraer el
nivel del agua hasta casi el nivel de la bomba, ocasionando de
tal manera estrs en la bomba y el acufero. Luego se examin el
pozo a esa tasa y duracin, y al final del intervalo de prueba de
la bomba no se observ ninguna produccin de sedimento.
Propuesta para reconfigurar
la cisterna y suplementar elsistema de tratamiento
Los especialistas en tratamiento del
agua se reunieron nuevamente con el
hidrlogo para revisar sus conclusiones
acerca de las capacidades del pozo.
Internamente, haban discutido cmo
ins ta la r un s i s tema redundan te
incorporando una gran parte del mismo
equipo, pero instalando art culos
adicionales para prevenir o minimizar el
dao debido a la incursin de sedimentos.
Ahora posean una verificacin basada enpruebas de las limitaciones de produccin
del pozo. Saban que la cisterna haba
sido instalada debajo del suelo excavando
un afloramiento de roca arenisca, y
abandonar y remover completamente la
cisterna n pareca ser una opcin deseable
o prctica. Se determin que el sistema de
sistema y bomba poda ser re-dedicado
para el almacenamiento de agua de menor
calidad, ya fuera sta trada por camin
o bombeada a la cisterna desde un ro
cercano (lo cual comprob ser demasiado costoso) para regar el
jardn de la propiedad. Esta solucin ayudara a satisfacer la meta
de maximizar los costos en la cisterna y asimismo reducir el costo
de riego. El agua tratada era demasiado valiosa como para ser
utilizada en el riego. (La Figura 9 es un diagrama esquemtico del
sistema actual de tratamiento y manejo del agua.) La compaa de
agua recomend que la cisterna actual fuera abandonada como
fuente primaria de agua para la galera de tratamiento de agua y
que la tubera de agua cruda del pozo fuera reconfigurada para
alimentar directamente a la galera del equipo, donde empezla primera fase del proceso de tratamiento de
14 etapas. Se recomend que este trabajo fuera
hecho por el plomero o el contratista que puso
el tanque y/o tuberas subterrneas en primer
lugar, ya que ellos estaran familiarizados con los
materiales y la ubicacin de las tuberas. Despus
de terminar este trabajo, la compaa empezara
a reconfigurar la galera de tratamiento de agua
(como se muestra en la Figura 9).
Los componentes aadidos al sistema
existente se listan y describen enseguida.
Ciertamente la mayor modificacin consisti enocupar el espacio del garaje para acomodar el
sistema de deposicin y transferencia diseado
para soportar cieno y arena en el agua de
modificacin. Vea la Figura 10 para los detalles
operacionales de este sistema de tanques de
fondo cnico.
Tanque de deposicin de fondo cnico de 500-
galones de capacidadprovee sedimentacin y aclaracin del
almacenamiento de agua cruda con oxidacin de ozono.
Tanque de deposicin y transferencia de fondo cnico
Figura 10. Diagrama esquemtico de solucin para manejar el sedimentoen el agua de alimentacin (Ver notas para la Figura 9)
Figura 11. Nano filtrosparalelos dplex
Manejo de agua de transferencia/deposicin: arreglo de
tanque cilndrico con fondo cnico
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
7/8
de 1,050-galones de capacidad provee sedimentacin adicional
para aclarar an ms la materia prima de agua cruda para el
sistema de smosis inversa.
Alimentacin de ozono. Un generador de ozono bombea
ozono en fase de gas a ambos tanques de fondo cnico para
mantener la bacteriostasis del almacenamiento de agua cruda.La ozonizacin fue cambiada de la cisterna al sistema principal
de tratamiento.
La bomba de transferencia re-presuriza el agua para
pre-tratamiento y provee flujo de motivo y presin para el sistema
de smosis inversa.
Nano pre-filtros paralelos doblesinterceptan y atrapan
los precipitados de hierro, manganeso y azufre del agua cruda y
adems convierten ozono a oxgeno para proteger los arreglos
de membranas de smosis inversa.
Monitor de turbidez muestrea constantemente la
alimentacin de agua cruda entre los arreglos de filtracin y
provee una condicin de alarma en el caso de migracin de
turbidez al filtro de seguridad del sistema de smosis inversa.
Debido a la particularidad de las circunstancias y la cantidad
de dinero que el dueo haba gastado en este proyecto, el diseo
propuesto fue presentado a un grupo externo de consultora
para su evaluacin y crtica de la reconfiguracin del sistema
y para hacer recomendaciones en base a la sinopsis funcional
y tcnica de la compaa. La informacin provista a este grupo
de consultores incluy en informe de campo, anlisis del agua,
diagrama de flujo de la reconfiguracin del sistema, y arreglo del
tanque de fondo cnico para proveer una descripcin completa
del proyecto. Luego de una evaluacin completa y aclaracin de
dudas del grupo de consultora, se concluy que el diseo era
fundamentalmente slido y muy completo, en relacin al potencialdel pozo de producir arena y sedimentos pesados. Adems la
compaa pens que los problemas de sedimento podan ser
controlados por la tasa de bombeo y la duracin de la produccin,
segn el informe del hidrlogo. Adems, el almacenamiento
volumtrico de agua y clculos suplementarios de capacidad
fueron confirmados como suficientes para asegurar que no se
excediera un bombeo mximo de 750-galones (2,839.05-litros)
cada otro da, aun con una ocupacin mxima de la residencia
y la casa de huspedes.
El propietario acept la recomendacin luego de revisar
los datos del anlisis de la bomba y considerar las opciones.
La compaa le proporcion al contratista general una lista
de las funciones y responsabilidades de sus sub-contratistas,
para que los especialistas en tratamiento de agua instalaran
el equipo adicional requerido. Estas tareas incluan obras por
parte del contratista de perforacin (regulador de caudal de 2.5
gpm/9.46 lpm y flotadora elctrica para determinar el nivel deltanque), plomero, contratista mecnico (penetraciones en el
techo para ventilacin) control, etc. La reconfiguracin del sistema
empez despus que las obras de infraestructura haban sido
completadas.
Requisitos de mantenimiento y calidad del aguaLa clave para la longevidad del sistema fue el mantenimiento
cotidiano y diligente. El contrato de mantenimiento de la compaa
e agua estipulaba que proveera visitas mensuales a la propiedad
para mantener la supervisin de los requisitos de mantenimiento;
el representante del propietario estara en el sitio una vez a la
semana. La compaa proporcion una hoja de datos sobre el
perfil del sistema para mantener un registro de las inspecciones
semanales y de todo el servicio. Todas las inspecciones y
mantenimiento fueron incluidas en la base de datos de servicio
de la compaa para programacin y notificacin automtica para
asegurar el cumplimiento oportuno por ambas partes.
Funcionamiento del sistemaDe la manera en que se encuentra configurado actualmente,
el sistema est funcionando sin problemas y est produciendo
agua de 191 ppm de slidos disueltos totales (SDTs), lo cual es
impresionante considerando el contenido de SDTs del agua cruda
de 11,000 ppm. Adems el sistema elimina el uranio y provee
agua potable a la residencia y a las casas de huspedes.Uno de las innovaciones en el sistema de tratamiento fue el
uso de sistemas de cartuchos de nanofiltro de tanque antes del
pre-filtro de las membranas de smosis inversa (ver la Figura
11). Las caractersticas de filtracin electro-positiva de estos
cartuchos de filtro hicieron posible que pudieran interceptar
sedimento coloidal, el cual es mucho ms pequeo que la
clasificacin de 20-micras mostrada en la etiqueta del producto.
Este arreglo paralelo dplex trat 26,000 galones (98,420.7 litros)
de agua en el curso de cinco semanas y colect un total de 54
libras de sedimentos (27 libras cada uno). Un nuevo filtro pes
aproximadamente tres libras y los filtros usados pesaron 30 libras
Figura 12. Acumulacin de sedimento en filtros de tanquede nano cartuchos
Figura 13. Condicin del pre-filtro y lectura de turbidez alcambiar los nano filtros
-
7/26/2019 separador rosser Wiman
8/8
cada uno. Este filtro fue seleccionado porque el agua problemtica
es ozonada y el carbn activado en polvo (PAC, en ingls) fue
instrumental para restregar el ozono residual de la materia prima.
Despus que el agua pas a travs de estos filtros, pas a travs
de un bloque de carbn de 4.5 x 20 para asegurar que todo
ozono libre disponible fuera convertido a oxgeno para proteger
el sistema de membranas. El filtro de bloque de carbn estaba
virtualmente prstino, tan slo con un poco de xido de hierro
de los depsitos en las tuberas pre-existentes. (Los nanofiltros
a los que nos referimos en la Figura 12 estn clasificados para20 micras, pero son capaces de proveer una filtracin mucho
mejor debido a la naturaleza de la manera en que funcionan. Los
filtros pueden realmente interceptar partculas coloidales porque
el medio de filtracin es tcnicamente filtracin electro-positiva.
Debido a que la mayora del sedimento es de carga negativa,
se previene que las partculas extremadamente finas emigren a
travs de la corriente del efluente debido a la atraccin del diseo
y la composicin inherentes del filtro.)
Las lecturas del medidor de turbidez indicaron una turbidez
de 0.080 NTU, aun con la carga en los cartuchos. Los filtros de
cartucho siguieron funcionando bien a pesar de la carga (ver la
Figura 13). La cantidad extrema de agua tratada por estos filtrosse debi a la una tubera de riego que haba sido daada durante
las fases finales de la jardinizacin. En lugar de los 90 galones
(340.68 litros) por da que era la cantidad aprobada para riego, el
sistema estaba usando 600 galones (2,271.24 litros) por da. La
carga total en cinco semanas con fugas en el sistema de riego
fue equivalente a tres meses de uso normal en la vivienda con
el consumo planeado de agua de riego.
RepasoLa instalacin inicial de la solucin de tratamiento ha
sido modificada dos veces. La nica razn por la que esto fue
necesario fue que el pozo susceptible a sedimentos haba sido
conectado a una cisterna con tuberas inadecuadas. La bomba de
la cisterna fue instalada demasiado bajo en el tanque, generando
una turbidez muy alta cuando la bomba estaba activada. El
problema fue agravado por una produccin alta del pozo a tasas
de bombeo requeridas para la construccin en progreso. Si el
pozo hubiera sido analizado para bombeo al momento en que
fue perforado, se hubiera sabido que el pozo producira cieno y
arena fina en proporciones mayores de 2.5 gpm. El anlisis de
la bomba estableci los lmites de la proporcin de bombeo y la
duracin mxima (cinco horas de bombeo).
Conclusin
Este estudio de caso es un ejemplo de texto sobre por quhay que considerar el tratamiento del agua desde el momento
en que el pozo es perforado. Adquirir la qumica del agua y
las caractersticas hidrulicas de un pozo son de importancia
primordial, pero es difcil predecir las tasas de produccin de
sedimento (especialmente en la ausencia de pruebas de bombeo)
y anticipar todos los problemas de ensuciamiento del equipo
que pueden suceder aguas abajo. En este caso particular, los
especialistas en tratamiento del agua fueron llamados para
rescatar un proyecto de construccin que ya casi haba sido
completado. No hay duda de que la compaa habra hecho las
cosas de manera diferente si hubiera sido involucrada desde
un principio. Y el dueo de la propiedad hubiera ahorrado una
cantidad considerable de dinero configurando el pozo de la
manera que se encuentra actualmente.
Acerca de los autores
El Sr. Gary Battenberg, Director Administrativo de Good WaterCompany, Inc., tiene 31 aos de experiencia combinada en los
campos de proceso de tratamiento de agua domstica, comercial,
y de alta pureza. Sus reas de conocimiento incluyen ventas,
servicio, diseo y manufactura utilizando filtracin, intercambio
inico, esterilizacin UV, separacin de nano membrana/smosis
inversa, ultrafiltracin y tecnologas de ozono. Correo electrnico:
La Sra. Nancy Prosser, Gerente de Negocios, tiene una experiencia
extensa en economa y biologa. Ha estado involucrada en el
tratamiento del agua desde el 2004. La Sra. Prosser se encarga
de las solicitudes de pruebas de agua, interpretacin de pruebas,
generacin de propuestas y servicio al cliente. Correo electrnico:[email protected].
El Sr. Stephen Wiman, PhD, Propietario de Good Water Company,
tiene experiencia en ciencias de la Tierra (geologa). Es miembro
del Comit de Conservacin de la Ciudad de Santa Fe y escribe
una columna mensual titulada Our Water Quality (Nuestra Calidad
de Agua), para Santa Fe New Mexican HOME Real Guide. Correo
electrnico: [email protected].
Acerca de la compaaGood Water Company ha sido lder en disear, instalar y proveer
servicio para sistemas de tratamiento de agua residenciales,
comerciales e industriales en Santa Fe y a lo largo del norte de
Nuevo Mxico desde 1988. Esta compaa de propietarios locales
ofrece productos superiores y conocimientos sin paralelo mientras
se esfuerza por basar sus esfuerzos en la integridad, principios
cientficos y servicio despus de la venta. Un profesional
local de bienes y races coment que Good Water Company
hace posible que vivamos donde queremos vivir. Su filosofa
consiste en evaluar la calidad del agua antes que uno compre
la propiedad. La compaa usa el mtodo de que cada pozo es
un pozo exploratorio, y cada pozo tendr una qumica nica del
agua como funcin de su profundidad y la geologa del o de los
acufero(s) que se encuentren. Prospera resolviendo problemas
desafiantes de agua de pozo. El pre-requisito de la compaa para
poder especificar qu equipo hay que utilizar para tratar el aguadel pozo es que el dueo del pozo ordene un examen completo
del agua por parte de un laboratorio independiente, de terceros,
que utilice mtodos de anlisis aprobados por la US EPA y que
estas pruebas no hayan sido hechas hace ms de 12 meses.
Resolvemos los problemas difciles de agua inmediatamente,
pero lo imposible nos toma un poquito ms.
![Geometry of the Wiman–Edge pencil, I: algebro-geometric ...idolga/wimanedge.pdf · The Wiman–Edge pencil As mentioned above, the story starts with Wiman [24], who, while classifying](https://static.fdocuments.net/doc/165x107/5f4ed3f4a9252d2cbc1d528f/geometry-of-the-wimanaedge-pencil-i-algebro-geometric-idolga-the-wimanaedge.jpg)
