PROYECTO FINAL DE CARRERA TRATAMIENTO DE ÓSMOSIS INVERSA PARA LA OBTENCIÓN DE AGUA DE BOCA EN UNA URBANIZACIÓN DE MONTECANAL (ZARAGOZA) Autora: Yolanda Martínez Sánchez Directora: Eva Francés Convocatoria: Septiembre 2010 Especialidad: Química
1. OBJETIVO Y JUSTIFICACIÓN................................................................ 4 2. DESCRIPCIÓN DEL PROCESO. ............................................................ 6 2.1. INTRODUCCIÓN................................................................................... 7 2.2. DESCRIPCIÓN GENERAL. .................................................................. 8 3. EMPLAZAMIENTO................................................................................. 12 4. MATERIA PRIMA................................................................................... 14 5. BALANCES DE MATERIA EN ETAPAS DE PROCESO........................ 17 5.1. DATOS DE PARTIDA.......................................................................... 18 5.2. FILTRO GRANULAR........................................................................... 18 5.2.1. TIPO DE RELLENO. ........................................................................ 18 5.2.2. VELOCIDAD DE FILTRACIÓN Y DIMENSIONES. .......................... 19 5.2.3. SISTEMA DE DRENAJE. ................................................................. 25 5.2.4. MANTENIMIENTO Y LIMPIEZA....................................................... 28 5.3. ADSORCIÓN MEDIANTE CARBÓN ACTIVO..................................... 30 5.3.1. INTRODUCCIÓN Y MATERIA PRIMA. ........................................... 30 5.3.2. SELECCIÓN DEL CARBÓN ACTIVO. ............................................. 31 5.3.3. CÁLCULO DE LA ISOTERMA DE FREUNDLICH............................ 34 5.3.4. DISEÑO DE LA COLUMNA.............................................................. 36 5.3.5. REGENERACIÓN. ........................................................................... 41 5.4. ÓSMOSIS INVERSA. .......................................................................... 42 5.4.1. INTRODUCCIÓN Y MATERIA PRIMA. ............................................ 42 5.4.2. SELECCIÓN DEL TIPO DE MEMBRANA. ....................................... 43 5.4.3. CÁLCULOS DE DISEÑO. ................................................................ 44 5.4.3. MANTENIMIENTO DE LA MEMBRANA. ......................................... 50 6. ACCESORIOS........................................................................................ 52 6.1.TANQUE DE ALMACENAMIENTO. ..................................................... 53 6.2. TUBERÍAS. ......................................................................................... 54 6.3. BOMBAS. ............................................................................................ 57 7. PRESUPUESTO .................................................................................... 61 8. PLANO. .................................................................................................. 75
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9. ANEXOS ................................................................................................ 77 ANEXO 1: POTABILIZACIÓN DEL AGUA ................................................. 78 A1.1. CONTAMINANTES DEL AGUA. ....................................................... 79 A1.2. PROCESO DE POTABILIZACIÓN: INTRODUCCIÓN...................... 83 A1.3. CAPTACIÓN DEL AGUA. ................................................................. 83 A1.4. DESBASTE. ...................................................................................... 84 A1.5. DESARENADO. ................................................................................ 85 A1.6. PREOXIDACIÓN............................................................................... 86 A1.7. COAGULACIÓN................................................................................ 87 A1.8. FLOCULACIÓN................................................................................. 87 A1.9. DECANTACIÓN. ............................................................................... 88 A1.10. FILTRACIÓN................................................................................... 91 A1.11. DESINFECCIÓN FINAL. ................................................................. 92 A1.12. PLANTA POTABILIZADORA DE ZARAGOZA................................ 92 ANEXO 2: FILTRACIÓN GRANULAR........................................................ 95 A2.1. DEFINICIÓN. .................................................................................... 96 A2.2. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FILTRACIÓN.......................... 96 A2.3. TIPOS DE FILTROS. ........................................................................ 98 A2.4. FÓRMULAS DE DISEÑO DE UN FILTRO LENTO......................... 102 ANEXO 3: ADSORCIÓN EN CARBÓN ACTIVO...................................... 105 A3.1. INTRODUCCIÓN. ........................................................................... 106 A3.2. CARBÓN ACTIVO .......................................................................... 111 A3.2.1.Definición, características y usos. ................................................. 111 A3.3.TIPOS DE CARBÓN ACTIVO.......................................................... 116 A3.4. PRODUCCIÓN DE CARBÓN ACTIVO. .......................................... 119 A3.4.1. Materias primas............................................................................ 119 A3.4.2. Tipos de activación. ..................................................................... 121 A3.5. OPERACIONES DE ADSORCIÓN. ................................................ 125 A3.6. DECLORACIÓN CON CARBÓN ACTIVO. ..................................... 129 A3.7. REGENERACIÓN. .......................................................................... 132 A3.8. FÓRMULAS DE DISEÑO................................................................ 133 ANEXO 4: ÓSMOSIS INVERSA............................................................... 136 A4.1. DEFINICIÓN. .................................................................................. 137 A4.2. MEMBRANAS DE ÓSMOSIS INVERSA......................................... 139 A4.2.1. Clasificación según la estructura.................................................. 139 A4.2.2. Clasificación según la naturaleza................................................. 140 A4.2.3. Clasificación según su forma. ...................................................... 141 A4.2.4. Clasificación según la composición química. ............................... 143 A4.2.5. Clasificación según la carga superficial. ...................................... 145 A4.2.6. Clasificación según la morfología de su superficie....................... 145 A4.2.7. Clasificación según la presión de trabajo..................................... 145 A4.3. FÓRMULAS DE DISEÑO................................................................ 146 10. BIBLIOGRAFÍA................................................................................... 148
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1.
OBJETIVO Y
JUSTIFICACIÓN.
4
La calidad del agua procedente de la red de distribución responde a las normas de calidad sanitaria establecidas en el ordenamiento legal, teniendo toda la garantía de potabilidad, lo que no excluye que se produzcan disfunciones en las instalaciones domésticas causadas, entre otros motivos por la dureza temporal (contenidos de bicarbonato y eventualmente carbonato cálcico y magnésico) conjuntamente con el pH, la conductividad, etc., así como que origine insatisfacción entre los usuarios debido a alteraciones de los aspectos organolépticos. Todo ello contribuye cada vez más a la utilización de tratamientos domésticos para mejorar estos y otros aspectos del agua. El objetivo del proyecto consiste en el diseño de una instalación para el afino doméstico de agua potable mediante un tratamiento completo de ósmosis inversa, y su pretratamiento correspondiente para una urbanización de Zaragoza en el barrio de Montecanal, de 150 habitantes aproximadamente, consiguiendo así un agua de gran calidad aproximadamente con las características de la tabla 1.1. Se dará tratamiento exclusivamente al agua de boca, es decir, consumo humano directo (beber y cocinar), de tal forma que no supusiera un gasto excesivo para la comunidad. Tabla 1.1. Valores deseados para los diversos parámetros del agua. Nombre