Seminario Instrumentación AnalíticaPotabilización Kathy Naranjo Hach Company Loveland, Colorado, EEUU 1 El Tratamiento de Agua Potable 2 El Tratamiento de Agua Potable • Objetivo – Suministrar el público de agua potable segura • Los procesos principales – Filtración, Desinfección • Conducido por Reglamento de los Gobiernos – Normas de EPA o ISO • Tendencias Recientes – El aumento de demandas de abastecimientos de agua fijos – Filtración de la membrana que sustituye filtración de arena convencional – El cambio al desinfectantes alternativos (Norma D/DBP) – EPA: Environmental Protection Agency – D/DBP Rule: Disinfectant/Disinfection By Product Rule 3 Tratamiento de Agua Potable El monitorea de Agua Cruda/Fuente 4 Parametros del Monitoreo el Agua de Fuente • Cambios de calidad de agua del fuente requieren cambios a los procesos de tratamiento. Parametros de Agua de Fuente?: •pH •turbidez 5 Agua Cruda: Turbiedad • Opciones Solitax Surface Scatter 6 . SOLITAX sc • • • • • Amplio rango (0-4000 NTU/0-150 g/L SST) Autolimpiante La sonda puede medir SST o Turbiedad Fuente de Luz: LED a 880 nm Sonda de acero inoxidable – Un modelo de solo turbidez de PVC • Utilizado con un controlador de Hach 7 . 001–4000 FNU/NTU.Especificaciones de Desempeño La técnica de medición Utiliza la técnica de la dispersa de la luz infrarroja para medir la turbiedad independiente del color. Total Suspended Solids (TSS) <3 % Exactitud de Medición Turbidity: Less than 1% of reading or ±0. 100 ft Maximum total length: 100 m (328 ft).001–4000 FNU/NTU. Temperatura Ambiente >0 to +40 °C (32–104 °F) 8 . TSS content: 0. Suspended Solids: Less than 5% of reading (depends on homogeneity of municipal activated sludge) Tiempos de Respuesta 1 s < T90 < 300 s (adjustable) Calibracion Turbidity Formazin or StablCal® Standard (at 800 NTU). Suspended Solids Sample specific. inline turbidity: 0.001–150 g/l TSS Reproducibilidad Turbidity<1%.001 NTU. based on gravimetric analysis with a correction factor procedure Longitud de Cable 10 m (33 ft) standard. Requires a calibration kit.000–4000 FNU/NTU ts-line. Turbidity in accordance with DIN EN 27027 / TS equivalent DIN 38414 Medición de Rango t-line turbidity: 0.001–50 g/l hs-line. TSS content: 0. Optional extension cables available in 25 ft. whichever is greater. highline turbidity: 0. 50 ft. Solitax sc: Aplicaciones de Agua Potable • • • • • • Agua del fuente y entrada de agua cruda Clarificador : entrada y salida Entrada de los filtros Retrolavado y el retiro de retrolavado Control del proceso de floculacion y sedimentacion Eficiencia del filtro Aplicaciones • SST en aguas servidas 9 . 2000 – 9999 NTU: 10% Aplicacion: aguas de alta turbiedad Detector Assembly Light Source Overflow to waste Sample inlet. 1-2 L/min System drain/flush 10 10 .Turbidimetro Surface Scatter 7 Rango: 0.01 – 9.1.2000 NTU:± 5% o 0.999 NTU Exactitud: 0 . Light Source Assembly Overflow to waste 11 11 . • No hay celda para la muestra • La muestra sobrefluye la parte superior de un cuerpo inclinado formando una superficie ópticamente plana.Principio de Diseño: “Superficie de dispersión” • No hay contacto entre la muestra y los componentes ópticos. • Calibre con el cilindro de calibración a 4000 NTU con formazina.Mantenimiento • Limpie según sea necesario • Reemplace la lámpara por año para un mejor desempeño y verifique la alineación. pero no inferior de 300 NTU 12 12 . Calibración • Hach recomienda la calibración del SS7sc al menos trimestralmente o bien cada vez que se reemplaza o ajusta la fuente de luz. El Tratamiento de Agua Potable Coagulacion. Sedimentacion T pH SL SC SL: Sludge Level / Nivel de Lodo SC: Streaming Current / Corriente Circulante T: Turbiedad 13 . Floculacion. produciendo una manta o nube de partículas 14 . • Coagulantes alumbre cloruro férrico sulfato de hierro Polímeros catiónicos Polímeros aniónicos – $$$$ Flocculación: el proceso de producir contactos entre las partículas pegadas .Coagulación y Flocculación Coagulación un proceso que hace que las partículas pequeñas en una suspensión acuosa para unir (macizo). Flocculación.Coagulación. • El sensor recomendado – pHD Differential Sensor • Comentarios Adicionales La sonda pHD Differential Controlador sc200 15 . Sedimentación La medición de pH • La Razón – Eficacia de aditivos químicos depende mucho en pH – El ajuste de pH muchas veces es necesario para lograr el tratamiento apropiado. E2 Electrodo de Vidrio para pH E1 E2 Electrodo de Referencia para pH 16 .Principio de Operación Técnica Convencional E1 E2 100 MEG E1. E2 E1 Electrodo de Referencia para pH Electrodo de vidrio para pH 17 .Principio de Operación Técnica Convencional Combinación E2 E1 E2 100 MEG E1. E2) Compensador de Temperatura Electrodo Electrodo Electrodo de Proceso de Tierra de la Referencia Solución 18 .Principio de Operación Técnica Diferencial Preamplificador E1 .E3 -(E2 .E3) (E1 . Detalle Constructivo de la Tecnica Diferencial Puente Salino Electrodo de Medición Electrodo de Referencia Tierra Cámara de solución de Referencia 19 . 20 .pH Diferencial La tecnologia diferencial resulta en: Precisión mejorada (Reduce efluentes) Sensor de larga vida Bajo mantenimiento y muy bajo desvío Mayor disponibilidad Reducciones de costos instalados Eliminación de lazos de tierra indeseados Fiabilidad extrema Puede ser “renovado” en el terreno La mejor garantía de la industria. *Sometimes called “Specific Conductance” 21 .What is Conductivity? A measure of the ability of a solution to conduct an electric current. TDS nductivity mhos/cm) 56 84 67 00 50 .0 0.00 0.40 0.00 6.0417 0.05 0.0277 0.0 100.005 0. Resistivity vs.0 1000.0 25 .0 00.20 12.0005 TDS (ppm) 0.0833 0.00 1.50 1.Conductivity vs.0 Resistivity (Mohms•cm) 18.25 10. 000 microSiemens/cm 10% Sulfuric acid solution 140.056 to 1.0 microSiemens/cm Reverse osmosis water 0.000 microSiemens/cm 5% Sodium chloride solution 70.8 to 3.056 microSiemens/cm Demineralized water 0.000 microSiemens/cm 26 .0 microSiemens/cm Distilled water 1 to 10 microSiemens/cm Tap water 100 to 2000 microSiemens/cm Sea water 40.Conductivity of Various Solutions Theoretical pure water 0.000 to 100. Conductivity 27 . Productos de Monitoreo de Agua de Fuente • Source Water Panel – Hasta 7 parametros distintos medido en un canal donde el agua fluye (flowthrough trough). Parametros de Agua de Fuente: •Turbiedad (Solitax) •Conductividad/TDS* •pH y/o ORP** •Nitrato y/o Organicos de UV •Oxigeno disuelto •*TDS: Solidos disueltos Total Dissolved Solids •**ORP: Oxidation Reduction Potential 32 . – Los coloides son negativamente cargados – Coagulantes son positivamente cargados • Sensor Recomendado – AF7000 Streaming Current Monitor – Monitor de Corriente Transmisión AF7000 • Comentarios Adicionales • El monitor DEBE ser instalado tan cerca como posible al punto de la mezcla química (ie.Coagulación. • Foto de Flocculacion • Foto Floc formando 33 . inmediatamente después de flash mixer). Flocculación. Sedimentación Monitor de Corriente Transmisión • La Razón – Automatizar alimentación de coagulantes dependientes en nivel entrante de partículas coloides cargadas. Uso Moderno de SCM SCM = Streaming Current Monitor • Control de la dosificación de coagulante • El set-point de SCM está determinado por pruebas de jarros Flocculate Clarifier Coagulant feed Mixer Chemical Pump Filtration Disinfection Controller 34 . Beneficios de Monitor de Corriente Transmisión (Streaming Current Monitor / SCM) Un instrumento de optimización • Gastos reducidos de químicas de coagulante o Promedio del 20 .30 % • Agua tratado consistente de alta calidad • El filtro con menos retrolavación / menos lodo • Respuesta rápida a cambios de agua crudos o Tiempo de respuesta de 1 segundo o Ajustes de medicación automáticos • El descubrimiento temprano de la falla de alimentación de coagulante o ajuste de pH 35 . El Tratamiento de Agua Potable Filtración T 36 . – Las normas como SWTR (Surface Water Treatment Rule / Regla de Tratamiento de Agua Superficial) requiere la monitorea de turbiedad continua de filtros individuales.Filtración Turbiedad • La Razón – La turbiedad es "la regla" que usamos para medir la eficacia de filtración.j. • Sensores Recomendados – 1720E Low Range Turbidimetro – UltraTurb sc • Comentarios Adicionales • La opción de producto depende de exigencias de país. • 1720E sc cumple USEPA • UltraTurb sc cumple ISO • FT660 para medida de turbiedad baja extrema (p. Plantas con filtro de la membrana) 37 . ~860 nm) • La mayoría de los turbidímetros miden la luz dispersada a 90 grados a la fuente de luz IR: infrared.Un poco de la turbidez • Hach es una empresa líder en medición de la turbidez. • Hach fabrica muchos instrumentos de laboratorio y proceso – Cumple EPA (fuente de tungsteno o de luz láser) – Cumple ISO (IR LED. LED: light emitting diode. ISO: International Organization for Standardization 38 . Principio Físico de Medición de Turbiedad Medición de turbiedad Nefelométrica estándar Medición de turbiedad Nefelométrica “relacional” (Ratiometric) IR: infrared. LED: light emitting diode. ISO: International Organization for Standardization 39 . Nefelometro EPA 1720E bajo Rango El diseño óptico del 1720 elimina la mayor fuente de error del al medición de turbiedad. no hay celda que limpiar 40 . la celda de medición <10 NTU! El detector esta inmerso en la muestra. ULTRATURB plus sc Sensor de Turbiedad • Camara de Medicion • Drenaje • Conexion de Alimentacion • Entrada para Muestra 43 . ULTRATURB plus sc La celda de autolimpieza • Micro Processor PCB with integrated.LED) • Drenaje • Sistema de limpieza de asamblea magnetica . Damp Sensor • Luz (IR. • Sensor de referencia de luz • Fotodiodo de luz dispersada a 90° • Entrada de Muestra 44 . 1000 FNU (TE/F.60 sec.0001 . NTU. programmable • Physical / Mathematical Air Bubble Compensation • Self Cleaning Measuring Chamber by a shaftless automatic wiper ( wiper driven by magnetic field coupling) • Calibration: Permanent by the manufacturer 46 .ULTRATURB plus sc Unas Especificaciones • 90° Infrared Pulse Scattered Light according DIN EN ISO 7027 ( 870 nm LED light source with excellent stability for many years) • Measuring Range: 0.0001 FNU • Fast Response Time: 1 . FTU) free programmable • Resolution: 0. Más información sobre la turbiedad • Folletos técnicos en el sitio web de Hach: • Escribe “Turbidity” en el busquedor: – Downloads / Manuals – Technical Bluebooks • • • • Turbidity Science (lit 7061) Turbidity Standards (lit 7045) Low-Level Measurements (lit 7063) Introduction to Laser Nephelometry (lit 7044) 47 . El Tratamiento de Agua Potable Desinfección M MC CL: Chlorine. M: Microbiology CL 48 . MC = Monochloramine. Desinfección Monitoreando el Cloro – Los instrumentos de proceso • • • La Razón – El cloro y otros desinfectantes proporcionan una barrera adicional a bacterias dañosas. Sensors Recomendados – CL17 Analizador de cloro (Colorimetrico con reactivos) – CL10 sc Sensor (Amperometrico sistema ‘sin reactivos’) CL17 Comentarios Adicionales • Elija el sistema de sensor correcto con cuidado. según el proceso. CL10 sc Sensor 49 . las particularidades de la posición. • Hach es un líder de industria en la medicion de cloro. y otros microorganismos – Normas tantas como ‘Total Coliform Rule (TCR)‘ requieren concentraciones residuales de desinfectante. y capacidades/preferencias de usario • Ambos sistemas pueden medir los residuales de cloro libre o cloro total • El CL17 ha sido “caballo de batalla" de Hach por muchos aňos con mucho éxito. virus. El Analizador de cloro CL17 Conexiones electricas Teclado Colorimetro Modulo de bomba 50 . 035.000 horas • Temperatura de funcionamiento – Desde 5 – 40oC 51 .5 minutes Fuente de Luz – LED con longitud de onda de 520nm – Vida minima aproximada de 50.035 mg/L Tiempo de Ciclo: 2.01 mg/L Límite de Deteccion: 0. cualquiera es mayor Resolución: 0.Especificaciones de analizador de cloro CL17 • • • • • • Rango: 0 –5 mg/L cloro. libre o total Exactitud: ±5% o ±0. 00 (Abs = -log T) 52 .40 10 “LEER” 1.22 40 “LEER ” 0.% Transmitancia Fuente de luz Detector Absorbancia 100 “CERO” 0.00 60 “LEER” 0. 88 0.00 Absorbancia 53 .60 0.00 1.40 1.22 0.Pendiente o gain de la calibracion Concentracion (mg/L) 4. Mantenamiento • Mantenamiento programado – Cambie los reactivos mensualmenet • Reemplazo de la tubería – Tubería de bomba – Cambie la tuberia de bomba cada 6 meses. – Cambie el resto de la tuberia annualmente. • Calibración – No recomendado por Hach – Utilice la calibración del fabricante – Verifique periodicamente 54 . CLF10sc and CLT10sc Sensor Panel sc Gateway Opcion: Sonda de pH Sensor de cloro Salida de muestra pH Flow Cell Flow Sensor Celda de flujo de cloro Entrada de muestra Standard offer: panel de acero inoxidable pre-asemblado. Gateway. drain tubing. flow cells for chlorine and pH. flow switch. sensor cable from sensor panel to controller Opcion: Sensor de cloro libre o total y sensor de pH 55 . sensor de cloro. 0 Cal Watch . EPA compliant according to Method 334.CLF10sc and CLT10sc Chlorine Amperometric Chlorine • • • Compatible with Hach’s “plug and play” digital sc controllers.Make better decisions with intelligent alarming 56 . concentración de cloro de la muestra Los Pros • • • • • Exactitud Operación desatendida durante hasta 30 días Mantenimiento previsible y simpleResultados independientes de pH.S.CL17 Analyzer Amperometric – CLF10 sc/CLT10 sc • • • • • Los Pros Respuesta rápida Ninguna corriente de desecho “Sin reactivos” Los Contras In the U. will have to follow the USEPA Method 334. if used for reporting. presión. menos química o la mejor exactitud? 57 57 .¿Cómo hago la mejor selección del método? Amperometrico contra Colorimetrico Colorimetric . concentracion de cloro Los Contras Reemplazo de reactivo mensual Dirección de corriente de desecho ¿Busca usted la velocidad.0 Mayor interferencia de pH. temperatura. temperatura. 61 . .Analisis Continuo • • • • • • • • • pH Oxígeno disuelto Conductividad Turbiedad Temperatura Orgánicos ORP Nitrato Cloro . . . sc200.Un controlador para la más amplia gama de sensores • Máxima versatilidad – Controlador de doble canal – "Plug and Play” • Facilidad de uso y la confianza en los resultados – Resolución de pantalla de gran luminosidad – Contraseña protegida – Descargar datos con tarjeta de SD 29 Analog and Digital sensor families for 15 different parameters 62 . Controlador sc200 C Configuraciones Basicas – “Plug and Play” – Acepta todos los sensores digitales de Hach si se pide con configuración digital – Cada configuración básica cuenta con ranuras para tarjetas de sensores analógicos y de comunicación 2D 1D 0D Digital Sensor Connector Slot for Analog Sensor Card 63 . Controlador SC1000 Módulo de la pantalla (Display Module) • la pantalla táctil • Interfaz gráfica de usuario • Fácil e intuitivo de usar Módulo de sonda (Probe Module) • Conectar todos los sensores de la red sc1000 • Conectar el módulo de la pantalla • Conectar las señales a la planta del usario • Probe module connecting all 66 . temporizador PMW de control. RS485 Profibus DP Slot 1 RELAY (4) Slot 2 MODBUS or PROFIBUS or OUTPUT (4) or INPUT(4) Slot 3 OUTPUT (4) or INPUT(4) Slot 4 OUTPUT (4) or67 INPUT (4) . frecuencia de control. el Control de Eventos.SC1000 Comunicaciones • Hasta 32 dispositivos totales por la red • Sólo un módulo de pantalla por red • Salidas de 4-20 mA – Lineales. Advertencia. • Relés Alarma. PID • Modbus RS232. control de alimentador. cálculos algorítmicos PID. El Tratamiento de Agua Potable 68 .