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MANUAL PARA EL MANEJO DE
LOS LECHOS DE CALCITA PARA LA REMINERALIZACIN
DE AGUAS DESALADAS
1 DESCRIPCIN DE LA REMINERALIZACIN CON LOS LECHOS DE
CALCITA................. 2
2 CONDICIONES DE
DISEO...................................................................................................................
3
2.1 CARACTERSTICAS DEL AGUA
OSMOTIZADA....................................................................................................
32.2 REACCIN DE REMINERALIZACIN EN LOS LECHOS DE CALCITA
....................................................................
42.3 CLCULO DEL TIEMPO DE CONTACTO EN EL LECHO DE CALCITA
....................................................................
4
3 DIMENSIONAMIENTO DE LOS LECHOS DE
CALCITA...............................................................
6
4 CLCULO DE LA PRDIDA DE CARGA DEL
LECHO..................................................................
7
5 COMPOSICIN DEL AGUA
TRATADA..............................................................................................
8
6 CLCULO DEL CONSUMO DE
CALCITA.........................................................................................
9
7 AUTONOMA DEL SISTEMA
................................................................................................................
9
8 COSTE DEL
TRATAMIENTO..............................................................................................................
10
9 SUMINISTRO Y CARGA DE LA
CALCITA......................................................................................
10
10 RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIN DE LOS DEPSITOS DE
CALCITA....... 11
11 RECOMENDACIONES PARA EL MANEJO DE LOS DEPSITOS DE
CALCITA................. 16
11.1 PROCEDIMIENTO PARA LA PRIMERA
CARGA...................................................................................................
1611.2 CALIDAD DE LA
CALCITA................................................................................................................................
1711.3 COMPROBACIN DEL FUNCIONAMIENTO DE LOS CONOS DE ALIMENTACIN.
............................................... 1711.4 NECESIDAD DE
FLUIDIZACIN DEL LECHO
.....................................................................................................
1711.5 PROTECCIN CONTRA LA
LUZ.........................................................................................................................
1811.6 TCNICAS DE MUESTREO
................................................................................................................................
1811.7 FRECUENCIA DE MUESTREO Y TIPO DE ANLISIS
...........................................................................................
1811.8 CONSERVACIN DE LA
CALCITA.....................................................................................................................
19
12 REFERENCIAS
........................................................................................................................................
19
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Manual para el manejo de los lechos de calcita para la
remineralizacin de agua desalada
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1 DESCRIPCIN DE LA REMINERALIZACIN CON LOS LECHOS DECALCITA
Con el fin de cumplir con la presente normativa de calidad de
las agua de abastecimiento (RD
140/2003) se utiliza un sistema para la remineralizacin del agua
a base de carbonato clcico amorfo
(CaCO3), tambin llamado calcita.
Los lechos de calcita permiten aumentar la alcalinidad y la
dureza del agua desalada y reducir su
corrosividad hasta alcanzar los niveles exigidos por citada
normativa (0,5 Langelier).
El sistema incluye en serie de depsitos, segn caudal a desalar,
de hormign armado o de
polipropileno reforzado con fibra de vidrio (PRFV), diseados
para permitir el flujo ascendente de
agua desalada a travs un lecho de carbonato clcico triturado y
mantener a su vez una dosificacin en
continuo del lecho (ver Figura 1)
El funcionamiento del sistema es como sigue: el agua entra en la
parte inferior del depsito y se
distribuye a travs del piso filtrante con crepinas (pequeas
unidades de distribucin de agua, ver
Figura 2). A continuacin, el agua asciende desde la parte
inferior del lecho de carbonato clcico
triturado corrigiendo su composicin qumica a medida que discurre
por el lecho.
El anhdrido carbnico (CO2) disuelto en el agua desalada,
reacciona con el carbonato clcico del
lecho formando bicarbonato clcico soluble, segn la reaccin:
CaCO3 + CO2 + H20 = Ca2+ + 2HCO3- [1]
Una vez atravesado el lecho, el agua, ya remineralizada, entra
en una zona de remanso y abandona a
continuacin el depsito por una o varias salidas laterales.
Los depsitos cuentan con un silo de reserva situado en su parte
superior, as como con un sistema de
alimentacin de producto formado por pequeos conos y tubos que
guan el producto desde el silo
hasta la superficie del lecho (Figuras 3 y 4), atravesando el
agua remansada. De esta forma la calcita se
dosifica sobre el lecho por gravedad y a medida que se va
consumiendo en el lecho. La dosificacin
es, por tanto, muy lenta y no genera turbulencias. El sistema se
autoalimenta segn el consumo que
demande la reaccin [1].
Aunque intervienen tambin otros factores, como la temperatura y
la salinidad, el consumo de calcita
depende principalmente del pH y del contenido en CO2 del
permeado.
El silo de calcita situado en la parte superior de los lechos
permite almacenar la demanda de carbonato
clcico equivalente a varias semanas. Esto flexibiliza
considerablemente el manejo de la planta.
El producto en el silo de reserva permanece seco. El carbonato
clcico est mojado solo en los tubos
de bajada hacia el lecho. Dado que la calcita no es expande con
el agua, ni se compacta o se apelmaza,
no surgen problemas de obstruccin en los alimentadores.
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Manual para el manejo de los lechos de calcita para la
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El agua, una vez tratada, se enva directamente a los depsitos de
agua de abastecimiento. Para ello
es necesario que la calcita utilizada tenga certificacin
alimentaria.
El sistema funciona con la presin de salida de los bastidores
(0,4 atm aprox.).
Los depsitos disponen de las bocas de hombre correspondientes
para su mantenimiento y limpieza.
Tambin disponen de tapas en la parte superior para la recarga de
producto.
El sistema cuenta con la valvulera adecuada para corregir los
caudales de agua, as como realizar la
toma de muestras antes y despus del tratamiento.
La recarga de la calcita se realiza por la parte superior de los
depsitos y puede hacerse manualmente
o por medio de un puente gra.
No se requieren bombas de inyeccin de producto ni
dosificadores.
2 CONDICIONES DE DISEO
Estos clculos se basan en unas caractersticas medias de un
anlisis de permeado y en las exigencias
reglamentarias del RD 140/2003 de 7 de febrero por el que se
establecen los criterios sanitarios del
agua de consumo humano que son pH = 6,5-9,5 e ndice de Langelier
= 0,5.
2.1 Caractersticas del agua osmotizada
Se considera que las caractersticas del agua de osmotizada
procedente de agua de mar vara segn su
contenido en CO2. En la Tabla 1 se presenta a ttulo de ejemplo
tres tipos de aguas con distintos
niveles de CO2,, y correspondientemente distintos valores de pH
y de ndice de Langelier (LI).
Tabla 1: Caractersticas del agua osmotizada
Parmetro Agua 1 Agua 2 Agua 3TDS (mg/L) 256 256 256 Temperatura
(C) 20 20 20pH 5,40 5,03 4,82Langelier -6,9 -7,1 -7,2CO2 5,0 17,2
37,2Calcio (mg Ca++/L) 0,21 0,21 0,21Alcalinidad (mg CaCO3/L) 0,43
0,43 0,43
Adems:Bicarbonatos (mg HCO3/L) 0,53 0,53 0,53Magnesio (mg
Mg++/L) 0,58 0,58 0,58Sodio (mg Na+/L) 88,05 88,05 88,05Cloruros
(mg Cl-/L) 139,16 139,16 139,16Sulfatos (mg SO4=/L) 2,07 2,07
2,07
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2.2 Reaccin de remineralizacin en los lechos de calcita
La reaccin [1] es la que gobierna la disolucin del lecho de
calcita:
CaCO3 + CO2 + H20 = Ca2+ + 2HCO3- [1]
Esta reaccin tiene un pH de equilibrio que depende de una serie
de factores, entre ellos, el contenido
en CO2, el contenido en calcio, la alcalinidad, el contenido en
slidos totales disueltos y la
temperatura.
De acuerdo con el planteamiento realizado en el prrafo anterior
se ha calculado el pH de saturacin
(tambin llamado de equilibrio) para tres niveles de CO2 pero
manteniendo idnticos los niveles de
calcio, alcalinidad, slidos totales disueltos y temperatura.
Esto es simulando, simplemente, una
cambio en el contenido en CO2. Los resultados aparecen en la
Tabla 2.
Tabla 2: pH de saturacin con la calcita para las aguas
osmotizadas
Agua 1 Agua 2 Agua 3
pH de equilibrio (LI = 0,0) 9,42 8,56 7,95
2.3 Clculo del tiempo de contacto en el lecho de calcita
En los lechos de calcita la remineralizacin es gradual a medida
que el agua fluye a travs del lecho.
Para alcanzar el pH de equilibrio hace falta un cierto tiempo de
contacto del agua en el lecho.
En los lechos de calcita el tiempo de contacto se define como el
tiempo de residencia en el volumen
del lecho vaco (Empty Bed Contact Time) y se mide en
minutos.
Las Figuras 1 y 2 ilustran el comportamiento del pH y del ndice
de Langelier para este tipo de aguas y
distintos tiempos de contacto. Los datos se han obtenido a
partir de los modelos de simulacin
matemtica de Schott (2003) y Letterman y Kothari (1997)
corregidos segn los datos experimentales
obtenidos M. Hernndez, et. al., (2004) para aguas desaladas de
plantas de smosis inversa.
Tal y como se observa en dichas grficas, el Agua 1 es sumamente
sensible al tener muy poco CO2,
por lo que se satura rpidamente. Por el contrario las Aguas 2 y
3 requieren un tiempo de contacto
mayor.
Como criterio de diseo y considerando un factor de seguridad por
posibles cambios en la
composicin del agua se ha seleccionado un tiempo de contacto
(EBCT) de 3,6 minutos.
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Dependiendo del contenido en CO2 la alcalinidad final del agua
tambin vara. As hay una
considerable diferencia entre las tres opciones (ver Figura 3).
Se observa, sin embargo que con un
tiempo de contacto de 3,6 minutos el valor se aproxima al
mximo.
FIGURA 1
5,5
6
6,5
7
7,5
8
8,5
9
9,5
10
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Tiempo de contacto (EBCT)
pH
5 mg/L CO2
17 mg/L CO2
37 mg/L CO2
FIGURA 2
-2
-1,5
-1
-0,5
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5
Tiempo de contacto (EBCT)
Lan
geli
er
5 mg/L CO2
17 mg/L CO2
37 mg/L CO2
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3 DIMENSIONAMIENTO DE LOS LECHOS DE CALCITA
Asumiendo que el caudal total a tratar es de 10.000 m3/d, el
dimensionamiento de los lechos de calcita
se analiza considerando dos opciones:
a) 2 depsitos iguales y rectangulares para 5.000 m3/d cada uno,
colocados en paralelo, y
construidos en obra civil, con unidades modulares internas de
PRFV
b) 4 depsitos de PRFV para 2.500 m3/d cada uno y colocados en
paralelo.
a) Depsitos de hormign armado
El caudal por depsito sera de 5.000 m3/d, equivalente a 3,472
m3/min
Dado que se ha seleccionado un tiempo de contacto en el lecho de
3,6 minutos, tenemos que el
volumen del lecho de calcita (EBCT) por depsito debe ser: 3,6 x
3,472 = 12,5 m3
Para obtener este volumen se ha seleccionado un depsito
rectangular de 4 x 3 metros y una altura de
lecho de altura de 1,1 metros. Esta altura de lecho est probada
como adecuada en las numerosas
experiencias realizadas (M. Hernndez et al., 2004)
Atendiendo a un caudal de 3,472 m3/min y una superficie del
lecho de 12 m2, la velocidad ascensional
resultante es de = 28,9 cm/min
Esta velocidad ascensional se considera adecuada de acuerdo con
las experiencias realizadas con este
tipo de lechos (M. Hernndez et al., 2004)
FIGURA 3
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Tiempo de contacto (EBCT)
Alc
alin
idad
m
g C
aC
O3
/L
5 mg/L CO2
17 mg/L CO2
37 mg/L CO2
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b) Depsitos de PRFV
El caudal por depsito sera de 2.500 m3/d, equivalente a 1,736
m3/min
Dado que se ha seleccionado un tiempo de contacto en el lecho de
3,6 minutos, tenemos que el
volumen del lecho de calcita (EBCT) por depsito es de: 3,6 x
1,736 = 6,25 m3
Para obtener este volumen se ha seleccionado un depsito
cilndrico de 2,5 metros de dimetro y una
altura de lecho de altura de 1,30 metros. Esta altura de lecho
est probada como adecuada en las
numerosas experiencias realizadas (M. Hernndez et. al, 2004)
Atendiendo a un caudal de 1,736 m3/min y una superficie del
lecho de 4,9 m2, la velocidad ascensional
resultante es de = 35,4 cm/min
Estas condiciones son idneas para los lechos de calcita (M.
Hernndez, et al., 2004)
4 CLCULO DE LA PRDIDA DE CARGA DEL LECHO
a) Depsitos de hormign armado
De acuerdo con la lnea de prdida de carga obtenida de los datos
experimentales (Hernndez, et al.,
2004) y que aparece en la Figura 4, una velocidad ascensional de
28,9 cm/min implica una prdida de
carga de 73,6 cm por metro de lecho.
Atendiendo a que la altura del lecho ser de 1,1 m, la prdida de
carga estimada sera de 73,9 x 1,1 =
80,9 cm (0,081 bar).
b) Depsitos de PRFV
Atendiendo a la Figura 4 para a velocidad ascensional de 35,3
cm/min, la prdida de carga estimada es
de 91,4 cm por metro de lecho.
Atendiendo a que la altura de lecho ser de 1,2, la prdida de
carga estimada sera: 91,4 x 1,3= 118,8
cm (0,119 bar)
En ambos casos la prdida de carga del piso de crepinas ( 60
boquillas/m2) se considera inapreciable.
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5 COMPOSICIN DEL AGUA TRATADA
De acuerdo con los modelos de Schott (2003) y Letterman y
Kothari (1997) corregidos segn las
experiencias con aguas desaladas y despus de 3,6 minutos de
tiempo de contacto la composicin del
agua tratada sera como se indica en la Tabla 3 (independiente
del tipo de depsitos que se utilice).
Tabla 3: Composicin del agua tratada despus de 3,6 minutos de
contacto
Agua 1 Agua 2 Agua 3TDS (mg/L) 270 280 285 pH 9,4 8,3
7,8Langelier -0,2 -0,2 -0,2Calcio (mg Ca++/L) 5 17 33Alcalinidad
(mg CaCO3/L) 14 41 80
Figura 4: Prdida carga lecho calcita triturada (=2,5 mm) y de
flujo ascendente
y = 2,7637x - 6,3941
R2 = 0,9928
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0
Velocidad ascensional (cm/min)
Prd
ida d
e c
arg
a (
cm/
m)
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6 CLCULO DEL CONSUMO DE CALCITA
Considerando la reaccin [1] se puede afirmar (trabajando en
moles) y utilizando que las estimaciones
realizadas con los modelos del contenido en CO2 antes y despus
de la remineralizacin tenemos
(independiente del tipo de depsitos):
Ca2+ = CO2 y 2 Ca2+ = HCO3-
Luego para el Agua 1:
CO2 (entrada) = CO2 en el agua producto 5 mg/L
CO2 (salida) = CO2 en el agua remineralizada: 0,01 mg/L
CO2 = CO2 (e)- CO2 (s) = 19,7 mg/L = 0,11 mmol/L
Ca2+ = 0,11 mmol/L * 40 mg/mmol= 4,54 mg Ca2+ /L
Este nmero se aproxima a los 4,79 (5-0,21) mg Ca2+/L que se
obtienen del modelo indicado en el
prrafo anterior.
Asumiendo todo el calcio procede del carbonato clcico, el
consumo sera de 4,54 mg Ca/L x 2,493 =
11,3 mg/L de CaCO3 al 100%
Para una pureza del 99% el consumo sera = 11,3/0,99= 11,43 mg/ L
de CaCO3 al 99%.
Realizando los mismos clculos para las Aguas 2 y 3 tenemos los
resultados de la Tabla 4.
Tabla 4: Consumos de calcita segn el tipo de aguas
Consumo Agua 1 Agua 2 Agua 3mg CaCO3/L 4,5 38,9 83,7
kg CaCO3/d (10.000 m3/d) 45 389 837
7 AUTONOMA DEL SISTEMA
a) Depsitos de hormign armado
Asumiendo una altura del silo de reserva de 1,1 metro y una
capacidad de carga de 70%, el volumen
real del silo es de 9,24 m3 equivalente a 13.860 kg (1.500
kg/m3). Luego la capacidad total de los 2
depsitos de hormign armado es de 27.720 kg. La autonoma del
sistema de alimentacin para los
tres tipos de aguas aparece en la Tabla 5.
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Tabla 5: Autonoma de los depsitos de obra civil
Agua 1 Agua 2 Agua 3
Autonoma (das) 616 71 27
b) Depsitos de PRFV
El silo de reserva de los depsitos de PRFV tiene una capacidad
de 4,9 m2 equivalente a 5.200 kg.
Luego la capacidad total de almacenamiento de los 4 depsitos es
de 20.800 kg. La autonoma del
sistema de alimentacin para los tres tipos de aguas aparece en
la Tabla 6.
Tabla 6: Autonoma de los depsitos de PRFV
Agua 1 Agua 2 Agua 3
Autonoma (das) 462 53 25
8 COSTE DEL TRATAMIENTO
Los costes de tratamiento aparecen en la Tabla 7, asumiendo un
precio del carbonato clcico de 0,14
/kg
Tabla 7: Costes del tratamiento de calcita asumiendo un precio
de 0,14/kg de CaCO3
Agua 1 Agua 2 Agua 3
/m3 0,0006 0,0055 0,012
9 SUMINISTRO Y CARGA DE LA CALCITA
El carbonato clcico granulado de 2,5 mm de dimetro de partcula
se suministra en contenedores de
20.000 kg y en big-bags de unos 1.100 kg o en sacos de 30
kg.
Los big-bags se sacan del contenedor y se elevan encima de las
bocas por medio de un puente gra
para descargar directamente el producto en los silos de los
depsitos.
En lo referente a los depsitos de PRFV se dispone de una
plataforma metlica a cierta altura para
facilitar la realizacin de las tareas de recarga.
En ambos casos se debe disponer de una zona pavimentada para la
descarga de los contenedores.
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10 RECOMENDACIONES PARA LA INSTALACIN DE LOS DEPSITOS
DECALCITA
a) Depsitos de obra civil (ejemplo 2 depsitos de 4 x 3 m)
Movimiento general de tierras Excavacin por medios mecnicos de
suelos y tierras,desmonte de roca blanda, transporte a vertedero de
productossobrantes de la excavacin.
Cimentacin Elaboracin y anclaje de pilotes, o losa de
cimentacin, conprofundidad suficiente para soportar los dos
depsitos decalcita.
Losa de cimentacin general Losa de hormign para armar en soleras
y cimentado ycolocado y vibrado con acero redondo de alta
adherencia, paraarmaduras elaborado y colocado.
Conexin de la red actual Conjunto de tuberas y valvulera para la
conexin de lastuberas de entrada al sistema de alimentacin de los
lechos decalcita.
Depsitos para lechos de calcita Dos (2) Depsitos rectangulares
construidos en hormignarmado para conformar los envolventes de los
lechos decalcita y los silos de reserva de las siguientes
caractersticas
Superficie interior: 12 m2 (4m x 3m)Altura: 4,0 mMaterial:
Hormign armadoAcabado inferior: proteccin plstica anticorrosiva en
la zonade entrada de agua del depsito.Acabado exterior: Hormign
vistoIncluyendo:Tubuladuras para las diferentes conexiones de
procesoBocas de hombreSistema de ventana/vertederos por uno de los
lados para lasalida por gravedad del agua tratadaSistema de
vaciadoTapas superioresVenteo superiorRebose de seguridadEstructura
interior de soporte de vigas de PRFV para losmdulos de alimentacin
de calcita
Reparto en el fondo de los lechos Conjunto de elementos para
conformar el interior del depsitode calcita comprendiendo:24 mdulos
de distribucin con crepinas prefabricados enPRFV y reforzados con
vigas de PRFV interiores, colocadosobre entramado de vigas de
hormignSistema de distribucin inferior incluyendo:Sistema de vigas
de soporte en PRFVConjunto de tornillera y soportesPeso sobre los
mdulos de distribucin con crepinas 0,6kg/cm2.
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Mdulos de alimentacin Conjunto de elementos para conformar el
interior del depsitode calcita, comprendiendo:24 Mdulos
alimentadores superiores de 1x1 m y 16 conos dealimentacin por
mdulo. Prefabricados en PRFV yreforzados con vigas de PRFV.Peso
sobre los mdulos de alimentacin con crepinas 0,4kg/cm2.
Desage del agua tratada El desage de agua tratada ser por
vertederos laterales encanales en hormign armado suficientemente
dimensionadospara permitir la salida del agua por gravedad. Los
canalessern cubiertos con respiraderos y bocas de
hombre.Alternativamente se considera el desage por tubera
dedimensiones suficientes para que el vaciado por rebose de
losdepsitos se realice por gravedad. Deber incluir
suficienteaireacin para permitir una salida laminar del agua de
losdepsitos y su envo sin producir ningn tipo de reflujo hastalos
depsitos de abastecimiento o bombeo.
Techo de los depsitos Techo de hormign armado y con vigas de
refuerzosuficientes para permitir la instalacin de un puente gra
para1.800 kg. Acabado y tapas de acero inoxidable para la recargade
calcita a los silos de alimentacin con muros de proteccinpara
evitar la entrada de agua de lluvia a los lechos.Barandillas de
seguridad y escaleras de acceso.
Puente gra para big-bags Puente gra con polipasto manual de
elevacin de 2,4 m dealtura con capacidad mnima de 1.800 kg que se
mueve a lolargo de los 2 depsitos
Toma de muestras Llaves de toma de muestras a la entrada y
salida de losdepsitos.
Plataforma carga Plataforma de hormign armado para descarga
yalmacenamiento de contenedores de 20.000 kg a colocar bajoel
puente gra en un lateral de los depsitos
Urbanizacin Pavimentacin, escaleras de acceso, barandillas de
protecciny vallado de la zona
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a) Depsitos de PRFV (ejemplo 2 depsitos de 4 x 3 m)
Tabla 8: Especificaciones del depsitoremineralizador de PRFV
Medidas/CaractersticasCaudal total a tratar 10.000 m3/dNmero de
depsitos 4 m3/dCaudal por depsito 2.500 m3/dDimetro 2.550 mmAltura
total del depsito 4.000 mmAltura de las bocas de entrada de agua
700 mmAltura de las bocas de salida de agua 2.000 mmAltura del
lecho de calcita 1.300 mm1 Boca de hombre 420 mm2 Mirillas con tapa
100 mm de la boca de entrada 200 mm de la boca de salida 250
mmFondo del depsito Curvo con 3 pies (ver Tabla)Distribuidor de
fondo del lecho fondo de crepinas (60 u./m2)Sistema de alimentacin
superior del lecho por embudos dosificadoresTecho del depsito plano
con tapa grande y bisagrasMaterial polipropileno con fibra de
vidrioPeso por depsito (vaco) 800 kgDensidad del carbonato clcico
seco 1,5 t/m3
Peso max por depsito (incl. CaCO3+H20) 30.000 kgPeso max. por
cm2 (incl. CaCO3+H20) 0,65 kg/cm2
Nivelado de los depsitos
Es importante realizar un buen nivelado de todos los depsitos no
solo de cada uno de ellos sino de
todos entre s ya que el caudal de salida es por rebose y puede
verse afectado.
Estructura metlica para la carga de los depsitos
De forma anexa a los depsitos se colocar una estructura metlica
que permitir el acceso a las tapas
superiores de los depsitos. Se recomienda que el piso de la
plataforma est a 80 cm del techo de los
depsitos para facilitar la apertura y cierre de las tapas.
La plataforma no deber apoyarse en ningn momento en los
depsitos. La plataforma debe contar con
la escalera de acceso correspondiende y barandillas de
proteccin.
Anclajes de los depsitos
Las medidas de los apoyos de las patas de los depsitos se
incluyen en la Tabla 9 de la siguientes
pgina.
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Llaves de entrada y salida
Los depsitos deben tener llaves a la entrada y salida de los
mismos para poder ser aislados.
Tambin conviene hacer un by-pass de los mismos con la
correspondiente valvulera.
Dimetro de las tuberas de desage de los depsitos
Para garantizar un flujo laminar libre del agua de rebose de los
depsitos se recomiendan los
siguientes dimetros de la tubera de desage (ver Tabla 10 en la
pgina siguiente).
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Tabla 10: Dimetros de las tuberas de desages recomendados
Caudal de salida de los depsitos tuberam3/d m3/h L/seg desage
(mm)
35 1,4 0,4 50104 4,3 1,2 80173 7 2 100312 13 4 125518 22 6
150
1210 50 14 2002160 90 25 2503456 144 40 3005400 225 70 3507776
324 90 400
13680 570 160 50021600 900 240 60032000 1400 400 70050400 2100
550 80086400 3600 1000 1000
Ventilacin de la tubera de desage
Las tuberas de salida debern tener entradas de aire para
permitir un flujo normal del agua dentro de
la tuberas tanto a la salida como en cualquier codo de descenso
que se coloque en la recogida final.
El dimetro de la tubera de ventilacin deber ser suficiente para
permitir una entrada y salida de
agua sin problemas. La Tabla adjunta resume los dimetros
recomendados para las tuberas de
purgado de aire.
Tabla 11: Dimetros de las tuberas de purgado de aire
recomendadas
Ubicacin de las salidas/entradas de aire
Las tuberas de entrada/salida de aire deben estar antes de
cualquier codo de bajada o en diversos
puntos la tubera horizontal de vaciado que recoge el desage de
distintos depsitos. La parte superior
de estas tuberas de entrada y salida de aire debe estar
protegida con alguna malla para evitar la
entrada de animales o partculas.
tubera de desage(mm)
entrada/salida deaire (mm)
50 12,5100 25150 32200 50300 65400 80
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Llaves para la toma de muestras
Se colocarn llaves para la toma de muestras de media pulgada en
la tubera de entrada general y a la
salida de cada depsito.
La llave de entrada deber ser colocada en un lateral de la
tubera general de entrada a los depsitos
permitiendo un toma de muestras de agua cmoda. La llave deber
ser de diafragma y tener forma de
grifo normal. No debe ser de bola para evitar que el agua salga
a presin y la posible prdida el CO2,
lo que implica un cambio en el pH de la muestra.
Las llaves de salida para la toma de muestras despus del
tratamiento deben ser individuales para cada
depsito con el fin de disponer de informacin del rendimiento de
cada uno de ellos. Los grifos deben
ser colocados en la parte inferior de las tuberas de desage dado
que estas tuberas no van llenas.
11 RECOMENDACIONES PARA EL MANEJO DE LOS DEPSITOS DECALCITA
11.1 Procedimiento para la primera carga
Antes de conectar los depsitos conviene lavarlos bien con agua
limpia haciendo circular el agua de
abajo arriba. Se debe tambin abrir la parte inferior y
asegurarse de que la cmara de entrada bajo las
crepinas est limpia.
Comprobar tambin a travs de la boca de hombre que el lecho de
crepinas est limpio. No entrar en el
depsito o pisar sobre las crepinas puesto que son de plstico y
se romperan.
Una vez limpio el depsito conectar las entradas y salidas a los
depsitos.
A continuacin, llenar el depsito hasta la mitad aproximadamente
con agua osmotizada. A
continuacin abrir la tapa del silo y echar la calcita poco a
poco por los conos repartiendo para que
baje por todos por igual. Dejar de echar calcita una vez que se
vea la calcita en los tubos de los conos
por encima del nivel del agua.
Arrancar la planta a caudal nominal con todas las llaves
abiertas y comprobar que el lecho desagua
adecuadamente por las salidas. Comprobar, si son varios
depsitos, que el nivel del agua dentro de los
conos est a la misma altura. Comprobar el funcionamiento durante
2 das. Si el nivel de agua es muy
diferente entre los depsitos es seal que hay diferencia de carga
que debe ser corregida cerrando
ligeramente la llave de entrada del depsito con mayor altura de
nivel agua.
Si el agua tiene problemas de desage hay que asegurarse de que
las tuberas de purgado de aire estn
colocadas y que los dimetros de las tuberas de salida son
adecuados.
Una vez comprobado que todo funciona correctamente aadir calcita
tapando ligeramente todos los
conos. Durante los das siguientes comprobar que la calcita est
bajando por todos los conos
adecuadamente.
Sin dejar que se vacen los conos rellenar el silo de calcita
hasta la altura deseada y empezar a
funcionar regularmente.
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Mantener la tapa cerrada cuando no se estn realizando las tarea
de carga. Evitar los das de lluvia para
realizar la carga de los depsitos.
Hay que si se trata de agua de abastecimiento de que debe
mantenerse los depsitos siempre cerrados
para evitar cualquier tipo de contaminacin.
11.2 Calidad de la calcita
Se debe utilizar carbonato clcico amorfo tambin llamado
calcita
Tamao de partcula de calcita triturada debe ser entre 1 y 3
mm
La calcita utilizada debe tener certificacin alimentaria y un
99% de riqueza.
Su contenido en hierro debe ser inferior a 0,5 mg/kg.
No se debe utilizar carbonato clcico cristalino (mrmol) porque
no es adecuado para el agua potable.
No se debe utilizar dolomita (carbonato clcico magnsico) ya que
se disuelve ms lentamente que la
calcita por lo que los clculos de dimensionamiento de los lechos
son diferentes.
11.3 Comprobacin del funcionamiento de los conos de
alimentacin.
Con periodicidad anual se debe dejar vaciar el silo superior
para comprobar que todos los conos estn
dosificando adecuadamente el lecho.
Puede ocurrir que cuando el producto del silo se ha mojado y
secado varias veces las partculas
tienden a pegarse ligeramente entre s formando pequeos bloques
de material apelmazado. La
experiencia indica que estos apelmazamientos no son duros y se
rompen fcilmente con un palo o con
la mano pasando entonces a descender por los conos con
normalidad.
11.4 Necesidad de fluidizacin del lecho
Se ha observado que en caso de dejar el lecho mucho tiempo
parado o con ciclos de paradas y
arranques separados por algunas semanas que el lecho tiende a
apelmazarse.
Estos apelmazamientos puede afectar al funcionamiento del lecho
aunque este hecho no ha podido ser
contrastado.
Para evitar cualquier apelmazamiento se recomienda hacer un
"pulso hidrulico" o un "pulso de aire"
Para el pulso hidrulico se entiende que:
velocidad ascensional(cm/min) = [100 x caudal
(m3/min)]/superficie(m2/min)
la velocidad ascensional recomendada para el funcionamiento
normal del lecho = 15-35 cm/min
Para la realizacin de la fluidizacin hidrulica del lecho se
recomienda doblar la velocidad
ascensional normal, esto es 60-80 cm/m durante un tiempo de
10-15 segundos.
Para el pulso con aire se recomienda utilizar una soplante y no
un compresor y realizar una inyeccin
de 0,91 a 1,4 m3/min y m2 a 0,35-0,48 bares y durante 10-15
segundos.
En caso de disponer de inyeccin de CO2 tambin se puede hacer el
pulso con CO2, igual que el pulso
de aire.
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11.5 Proteccin contra la luz
La calcita no es sensible a la luz, pero se ha observado que en
las mirillas laterales donde hay luz
tiende a formarse unas algas verdes.
Para evitar esto las mirillas deben estar siempre bien tapadas
de forma que no penetre la luz. En caso
de crecimiento desmesurado de algas se deben limpiar utilizando
algn algicida no txico evitando
verter el agua sucia a la red o vaciando los depsitos.
11.6 Tcnicas de muestreo
La muestra de agua osmotizada debe tomarse asegurndose que no
pierde el CO2 que lleva. Para ello
se debe procurar tomar la muestra cuando el agua est fluyendo
del grifo de la forma ms laminar
posible. Adems de ello los botes se deben de llenar al mximo
(esto es con un menisco positivo) para
evitar que se forme alguna burbuja dentro de la botella.
Tambin se recomienda medir el pH inmediatamente en el momento de
tomar la muestra y no esperar
demasiado tiempo dado que entonces se suele perder CO2 y el pH
aumenta.
En cuanto al agua de salida se debe mantener el mismo criterio
que para el agua de entrada aunque en
este caso no estamos tratando con un agua que cambia tan rpido
de pH.
11.7 Frecuencia de muestreo y tipo de anlisis
El sistema es generalmente muy estable por lo que los cambios en
el rendimiento son pequeos.
Sin embargo conviene hacer un seguimiento diario de los
siguientes parmetros en el agua de entrada
y salida:
pH Temperatura Conductividad elctrica
Al menos una vez al mes se debe realizar un anlisis completo del
agua de entrada y salida, entiendo
como tal los siguientes parmetros
pH Temperatura Conductividad Sodio Calcio Potasio Magnesio
Carbonatos Bicarbonatos Sulfatos Cloruros Alcalinidad Dureza ndice
de Langelier
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11.8 Conservacin de la calcita
La calcita no se estropea por estar al sol o al aire libre, ni
tampoco por mojarse con la lluvia. Sin
embargo se debe evitar que la calcita se seque y se moje de
forma incontrolada porque entonces el
material tiende a apelmazarse en los sacos.
12 REFERENCIAS
M. Hernndez et. al , I+D sobre remineralizacin de aguas
desaladas con lechos de calcita, Fundacin
Centro Canario del Agua (2004).
Schott, G. Limestone bed contactor corrosion control and
treatment analysis. Program V1.02 (2003)
Letterman, R.D. Project summary: calcium carbonate dissolution
rate in limestone contactors, EPA
document EPA/600/SR-95/068 (1997).