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XXVIII Congreso Interamericano de Ingeniería Sanitaria y Ambiental
Cancún, México, 27 al 31 de octubre, 2002
RECIRCULACIÓN DE AGUA DE LAVADO DE FILTROS DE ARENA EN PROCESO
DE POTABILIZACIÓN DE AGUA SUPERFICIAL
Manuel Piñón Miramontes *
Ingeniero Químico por la Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH), Maestría en
Ingeniería de Recursos Hidráulicos en la Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH),
Candidato a Doctor en la especialidad de Ciencia y Tecnología Ambiental en el Centro de
Investigación en Materiales Avanzados S.C. (CIMAV) Áreas de interés: diseño y construción
de equipos para eliminar contaminantes en agua potable y residual.
Marco A. Velazco Báez
Junta Municipal de Aguas y Saneamiento de Chihuahua (JMAS)
Calle 46 y Revilla S/N C.P. 31440 Chihuahua, Chih. México Tel.: (614) 418-9429
Alejandro Terrazas Urquídi
Junta Municipal de Aguas y Saneamiento de Chihuahua (JMAS)
Periférico Ortiz Mena y Pol. Nacional S/N Col. Quintas de Sol C.P. 31250 Chihuahua, Chih. México Tel.: (614)
430-0199
Raúl Bautista Margulis
Universidad Juárez Autónoma de Tabasco (UJAT)
Carretera Villahermosa-Cárdenas Entronque con Bosques de Saloya C.P. 86150, Villahermosa, Tabasco, México
margulis@cicea.ujat.mx
Virginia Nevárez Morillón
Universidad Autónoma de Chihuahua (UACH)
Facultad de Ciencias Químicas
Cd. Universitaria Chihuahua, Chih. México Tel.: (614) 414-4492
vnevare@uach.mx
Dirección*: Junta Municipal de Aguas y Saneamiento de Chihuahua (JMAS)
Periférico Ortiz Mena y Politécnico Nacional S/N, Quintas del Sol C.P. 31250 Chihuahua, Chih. México Tel.: (614)
430-0199 Fax: (614) 430-0775. e-mail: manuel.pinon@cimav.edu.mx
RESUMEN
A la ciudad de Chihuahua se le suministra 3600 LPS de agua subterránea y 100 LPS de agua superficial para
potabilizarse. El agua superficial se extrae de la presa “Chihuahua” y es potabilizada por el método convencional de
coagulación-filtración. El agua potabilizada beneficia a alrededor de 25,000 habitantes en esta ciudad. Para la
limpieza de los cuatros filtros de arena, que cuenta la planta potabilizada se necesitan alrededor de 43,200 L de
agua, sin embargo por muchos años esta agua de lavado de desecho se vertía al alcantarillado de la red municipal al
utilizarse. Considerando que el agua de lavado de los filtros de arena es factible de reutilizarse nuevamente para
potabilizarse; se diseño y construyó un sistema de recuperación para este tipo de agua. El 2.77% del agua limpia se
utiliza para el retrolavado de los filtros de arena, la recuperación del agua de lavado permite disminuir la demanda
de agua cruda, y este es un hecho importante para una zona desértica como es la ciudad de Chihuahua. Al agua
potabilizada se le realizaron pruebas para determinar la presencia del Crytosporidium oocyst resultando negativa su
presencia en las pruebas realizadas.
Palabras Clave : potabilización, agua superficial, recirculación de agua, filtros de arena.
INTRODUCCIÓN
La ciudad de Chihuahua se encuentra ubicada al norte de México, a la cual se le suministra cerca de 3600 LPS de
agua potable proceden de pozos. Un porcentaje muy pequeño de agua superficial se potabiliza para consumo
humano que esta en el orden de 2.77% (100 LPS). A pesar de que el caudal de agua potabilizada es pequeño en
comparación a la agua subterránea suministrada a la ciudad, sin embargo no deja de tener importancia; ya que la
ciudad de Chihuahua esta localizada en una zona desértica, por lo que el recurso agua es de suma importancia
debido a su escasez. El agua superficial que se potabiliza proviene de la Presa Chihuahua, el proceso de potabilizado
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que se utiliza, es un proceso convencional que consta de las siguientes etapas: coagulación, sedimentación, filtración
y desinfección.
En los procesos típicos de potabilización del tres al cinco por ciento del agua ya potabilizada se utiliza para la
limpieza de los filtros de arena. La recuperación de agua de lavado de los filtros disminuye la cantidad de agua
cruda en el proceso de potabilización esto es importante ya que la ciudad de Chihuahua se localiza en una zona
desértica. Sin embargo el recuperar el agua de lavado de los filtros de arena puede tener consecuencias no deseadas
como son: cambios en la química de la coagulación, un posible incremento o presencia del Crytosporidium y un
problema hidráulico al momento de inyectar el agua recirculada a la entrada del agua superficial. Por esta razón se
debe supervisar de cerca el sistema de recirculación del agua de lavado de los filtros de arena (Cornwell et al.,
2001).
METODOLOGÍA
Los trabajos de diseño y construcción del sistema de recirculación del agua de lavado de los filtros de arena se
realizaron en la Planta Potabilizadora de la Junta Municipal de Aguas y Saneamiento de Chihuahua (JMAS). Se
seleccionó el lugar donde se instalaría el sistema de recirculación y durante la etapa de construcción del sistema de
recirculación se utilizo personal y materiales existen del mismo organismo operador. La planta potabilizadora
cuenta con 4 filtros de arena, cada filtro necesita un volumen aproximado de 10,800 L de agua para lavarse
diariamente, en total se necesitan 43,200 L de agua. Antes de que se construyera el sistema de recirculación,
diariamente se desalojaban hacia al colector de aguas residuales 43,200 L de agua factibles de potabilizarse. Durante
la potabilización, el coagulante que se utiliza es el cloruro de aluminio el cuál esta compuesto por: Trióxido de
aluminio (Al 2 O 3 ) 23%, Cloro 9%, pH= 4.2, 82% de alcalinidad y densidad = 1.32 g/mL y 50% de sólidos. La
composición del agua superficial antes y después del proceso de potabilización se muestra en la Tabla 1.
Al agua potabilizada se le analizó la presencia del Cryptosporidium usando el Método de Microscopía utilizando la
centrifugación para cada muestra (Método King Youn), la preparación de cada muestra fue observada por el
microscopio.
Tabla 1: Calidad del agua superficial antes y después de potabilizarse.
pH Turbidez
(ntu)
Color
(U.Pt.Co
Cloro Residual
(mg/L)
Afluente 7.69 23.0 20-30 -
Filtro 1 7.10 1.1 0.5 0.8
Filtro 2 7.12 1.2 0.5 0.6
Filtro 3 7.14 1.2 0.5 0.8
Filtro 4 7.12 1.1 0.5 0.8
Efluente 7.39 1.2 0.5 0.8
ACTIVIDADES DESARROLLADAS
• Diseño y construcción del sistema de recirculación del agua de lavado de los filtros de arena de la planta
potabilizadora.
• Automatización del sistema de recirculación del agua de lavado de los filtros.
• Puesta en marcha del sistema de recirculación.
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Figura 1: Diagrama de flujo del sistema de potabilización reciclando el agua de lavado de los filtros de arena.
Coagulante
Agua Cruda
Mezclado
Rápido
Floculación Sedimentación Filtración
Agua Recirculada
TABLA 2. Costos estimados de la instalación del sistema de recirculación de agua de lavado de los filtros de
arena de la planta potabilizadora de la ciudad de Chihuahua.
Cantidad Descripción Costo (US $ Dólares)
1 Tubería de 6” y 12” 1,500.00
1 Válvulas de 6” y 12” 2,500.00
1 Equipo de Bombeo 3,000.00
1 Obra Civil 2,000.00
1 Automatización del sistema 3,000.00
COSTO TOTAL 12,000.00
RESULTADOS
El diseño y construcción del sistema de recirculación del agua de lavado de los filtros, abarcó un periodo de 60 días
hasta su puesta en operación. En la Tabla 2 se muestra el costo aproximado de la obra. En las Figuras 1, 2 y 3 se
muestra el sistema de recirculación. De acuerdo con análisis realizados la presencia de Cryptosporidium oocyst ha
sido negativa y esto lo confirma los usuarios ya que no han presentado diarreas, ni algún otro síntoma de mal
estomacal. El volumen de agua de lavado de los filtros recirculada; es de 43,200 L por día, que corresponde un 0.5%
del agua que se potabiliza.
CONCLUSIONES
• La recirculación del agua de lavado de los filtros ha sido exitosa y esto es de suma importancia ya que en la
ciudad de Chihuahua existe carencia de agua.
• Los análisis realizados para la identificación del Cryptosporidium oocyst han resultado negativos.
RECOMENDACIONES
Se recomienda aislar en lo mejor posible el tanque de recepción del agua de lavado de los filtros ya que los residuos
sólidos de los alrededores entran al tanque de recepción, obstruyendo la succión de la bomba que extrae el agua y
disminuye la eficiencia de bombeo, durante el transporte del agua al sistema de potabilización.
Agradecimientos. – Los autores agradecen a la Junta Municipal de Aguas y Saneamiento de Chihuahua (JMAS)
por el financiamiento del presente trabajo. Así también el autor desea reconocer el apoyo del Ingeniero Miguel
García Del Val y del Sr. Antonio Esparza Domínguez, así como al personal de la planta potabilizada durante el
desarrollo del presente trabajo.
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BIBLIOGRAFÍA
Cornwell DA. And Macphee MJ. (2001) Effects of spent filter backwash recycle on cryptosporidium removal. Jour.
AWWA. 93, 153-162.
Figura 2: Esquema del sistema de recirculación de agua de lavado de los filtros de arena de la Planta
Potabilizadora de la ciudad de Chihuahua.
Figura 3: Sistema de recirculación de agua de lavados de los filtros de la Planta Potabilizadora de la ciudad
de Chihuahua.
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