Elegir una línea de tratamiento para un agua bruta sintética, ajustar la operación y comparar balances de agua, contaminantes, reactivos y subproductos.
← Volver a la simulaciónLa selección de tratamiento depende de la procedencia, los contaminantes y el uso previsto. Un río turbio, un agua subterránea dura, agua salada, un efluente urbano y un drenaje ácido de mina requieren procesos distintos. Las seis composiciones de entrada son escenarios sintéticos parciales; no abarcan toda la diversidad de aguas reales. Una línea seleccionada y buenos indicadores en el simulador nunca certifican potabilidad ni conformidad de un vertido.
Una línea convencional de agua superficial combina desbaste, coagulación, floculación, clarificación, filtración y desinfección. El coagulante desestabiliza las partículas; la mezcla suave favorece los flóculos; clarificación y filtración retiran sólidos. La dosis óptima depende del agua y se investiga experimentalmente, por ejemplo con ensayos de jarras. Una dosis mayor no es necesariamente mejor. Los lodos y aguas de retrolavado deben figurar en el balance.
Un agua de sondeo puede necesitar aireación u oxidación de hierro y manganeso, seguida de filtración y, según el uso, ablandamiento. El intercambio iónico sustituye iones como calcio y magnesio; no significa que hayan desaparecido todas las sales. Un filtro de arena ordinario no elimina eficazmente las sales disueltas. Dureza, alcalinidad total y pH son propiedades diferentes: el pH por sí solo no permite calcular una dosis de neutralización.
La desalación por ósmosis inversa divide la alimentación en permeado y concentrado. La recuperación es la fracción de agua alimentada que se convierte en permeado; el rechazo describe la reducción de concentración de un soluto en el permeado. Aumentar la recuperación suele aumentar la concentración del rechazo y las exigencias operativas. Se deben seguir los caudales y conservar la masa de sales. El modelo impone un coeficiente didáctico de rechazo, sin reproducir presión osmótica, ensuciamiento ni cálculos de diseño de una membrana real.
Una planta de aguas residuales combina pretratamiento, separación primaria, un proceso biológico aireado, clarificación y, cuando hace falta, tratamiento adicional. La aireación aporta oxígeno para algunos procesos biológicos; clarificación y recirculación/purga de lodos controlan la biomasa. DQO y DBO₅ son indicadores distintos, mientras que el índice de permanganato es otra medida de oxidabilidad. La eliminación de materia orgánica no demuestra por sí sola ausencia de patógenos.
El agua ácida de mina puede necesitar homogeneización, neutralización, precipitación de metales, floculación, clarificación y filtración. La dosis de base depende de la acidez valorable y de las reacciones de los metales, no solo del pH. Hierro, manganeso y cobre se comportan de forma distinta; una sola fórmula de eliminación no es una predicción química completa. Los rendimientos y coeficientes del juego son hipótesis didácticas. Desinfección, subproductos, microbiología, variabilidad y reglamentación requieren verificaciones separadas.
τ = V / Qτ: tiempo de retención hidráulica en h; V: volumen útil del tanque en m³; Q: caudal que atraviesa el tanque en m³/h.
Aproximación de volumen constante y caudal estacionario. El contacto real depende de mezcla, cortocircuitos hidráulicos y zonas muertas.
m = d × Q / 1000 ; L = C × Q / 1000m: caudal másico de reactivo en kg/h; d: dosis activa en mg/L; L: carga contaminante en kg/h; C: concentración en mg/L; Q: m³/h.
La dosis se refiere a materia activa, no necesariamente a la masa de solución comercial. Un balance real debe incluir pureza, concentración de la solución y corrientes añadidas.
η = 1 − C_out / C_inη: fracción de eliminación, multiplicada por 100 para un porcentaje; C_in y C_out: concentraciones en la misma unidad.
Aplicable con caudales iguales y C_in > 0. Si los caudales difieren, comparar cargas Q × C; una disminución por dilución no constituye eliminación másica.
Q_p = r × Q_f ; Q_c = (1 − r) × Q_f ; C_p = (1 − R) × C_f ; C_c = (Q_f × C_f − Q_p × C_p) / Q_cQ_f, Q_p, Q_c: caudales de alimentación, permeado y concentrado en m³/h; C_f, C_p, C_c: concentraciones del mismo soluto en mg/L; r: recuperación de agua; R: rechazo aparente, fracciones sin unidad.
Modelo estacionario de ósmosis inversa: 0 ≤ r < 1, 0 ≤ R ≤ 1, Q_c > 0, conservación del soluto y sin acumulación. Se supone densidad comparable y rechazo impuesto; no calcula presión osmótica, incrustaciones ni rendimiento de una membrana real.
CT = C_res × tCT: exposición simplificada en mg·min/L; C_res: desinfectante residual en mg/L; t: tiempo de contacto en min.
Indicador didáctico únicamente: el residual no es la dosis aplicada. La eficacia real depende del microorganismo, desinfectante, pH, temperatura e hidráulica; ningún CT del juego certifica la desinfección.
Regular caudal, coagulante y tiempos de retención; seguir turbidez, reactivos, lodos y retrolavado de filtros.
Comparar oxigenación, separación de hierro/manganeso y reducción de dureza; distinguir dureza y sales totales.
Regular recuperación y rechazo, comparar permeado y concentrado y comprobar conservación de agua y sales.
Seguir carga orgánica, aireación, retención hidráulica, clarificación y producción de lodos.
Relacionar acidez de entrada, dosis de base, metales separados y lodos producidos, indicando las limitaciones del modelo.
Mantener la misma agua y comparar líneas de tratamiento; después, mantener la línea y cambiar la procedencia. Con volumen de tanque constante, duplicar el caudal reduce a la mitad el tiempo de retención. Una dosis de 20 mg/L a 100 m³/h necesita 2 kg/h de materia activa. En ósmosis inversa, alimentación a 35000 mg/L, recuperación del 45 % y rechazo del 99 % dan permeado a 350 mg/L y concentrado cercano a 63350 mg/L en el modelo ideal. Verificar los balances antes de redactar el informe.