Condición de equilibrio hidráulico como factor determinante para la optimización del manto de lodos del decantador pulsator

Abstract

La presente investigación está enfocada en mejorar la calidad de agua que es suministrada a la población de la ciudad de Lima; durante la operación de plantas se concentró la atención en el funcionamiento del decantador de Manto de Lodos específicamente del tipo Pulsator. La optimización del manto de lodos se limitaba, anteriormente solo a una mayor dosificación de coagulantes; no obstante, el presente trabajo de investigación abarcó el manejo del funcionamiento hidráulico del manto de lodos. El objetivo general de la presente investigación viene a ser la determinación de la influencia que la condición de equilibrio hidráulico puede ejercer para la optimización en el funcionamiento del manto de lodos en el decantador pulsator en la remoción de las impurezas que contiene el agua cruda en el proceso de decantación; por consiguiente, determinar, también, mayor reducción en los niveles de turbiedad para garantizar una mejor calidad en el agua y en consecuencia mayor garantía de salud en la población. La hipótesis con que se operativizó fue la siguiente: La Condición de Equilibrio Hidráulico es un Factor Determinante para La Optimización del Manto de Lodos en el Decantador Pulsator, por lo tanto, es pertinente usar esta condición en Plantas de Tratamiento de Agua que comparten esta tecnología. La presente investigación empleó la metodología Cuantitativa, por cuanto utilizó el tratamiento estadístico y es del tipo Tecnológico del nivel Correlacional Y Explicativo con diseño Experimental. La muestra la constituyó la elección aleatoria de tres caudales, así como también de dos variaciones en la altura de agua en la campana del decantador que, se encuentran dentro de los límites de altura establecidos del decantador Pulsator; estas alturas también fueron escogidas imponiendo una diferencia de 20 y 40 centímetros respectivamente con respecto de la altura usada convencionalmente. De esta forma se realizaron nueve experimentos para su posterior análisis. La variable dependiente Optimización del Manto de Lodos se dividió en cuatro indicadores de su funcionamiento y un indicador de la calidad de agua decantada. El resultado más importante del proceso investigativo es que los valores de los indicadores de turbiedad en ~1 agua decantada se ven disminuidos al emplear correctamente las alturas de agua en la campana en conjunto con los caudales elegidos; los bajos niveles de turbiedad de agua decantada obtenidos son el reflejo de la correcta operación del decantador Pulsator, considerando las variables hidráulicas; siendo este su efecto directo de la optimización de su manto de lodos. Una vez obtenidos los resultados se contrastó con el Análisis de Varianza (ANDEVA). Se realizó, por cada caudal de tratamiento, el ANDEVA para cada indicador de la optimización del manto de lodos. Posteriormente, se realizó la interpretación de los valores de contraste obtenidos. El Análisis de Varianza se empleó para demostrar estadísticamente que se presentó una variación en los resultados de los diversos indicadores; posteriormente, se interpretaron dichos valores a través de los cuales se validó la hipótesis de la investigación. Las principales conclusiones a las que se llegaron fueron las siguientes: la optimización en el funcionamiento del manto de lodos en el decantador Pulsator no depende únicamente de añadir los coagulantes en el proceso, sino más bien en el manejo hidráulico del decantador. Esto se ve reflejado en una notable disminución en los niveles de los diferentes indicadores de remoción de impurezas como son; principalmente, la turbiedad; además de buenos niveles de los indicadores del funcionamiento del manto de lodos: altura de manto de lodos, coeficiente de cohesión entre los flósculos, gradiente de velocidad y porcentaje de concentración de lodos. Asimismo, se evaluó la factibilidad económica calculando el ahorro económico mensual para un caudal Base; este ahorro comprende, principalmente, reducción en la cantidad de coagulante empleado. Esto tiene un significativo impacto en la economía de la empresa. Finalmente, y por consiguiente, el agua decantada garantizará, a partir de la esta implementación, mejor calidad de agua cuyos valores cumplen con los Estándares de Calidad para "Agua Potable" y contribuirá a mejorar la salud de la población servida; asimismo, este estudio contribuirá a la significativa reducción de costos operativos durante el tratamiento del agua, así como un modelo para las Empresas Prestadoras de Servicio.