20 Preguntas de Práctica de Filtración, retrolavado y residuos con Respuestas

1. 1. Una planta trata un embalse cuya turbiedad y color se mantienen bajos y estables todo el año, y pasa de tratamiento convencional a filtración directa. ¿Qué cambia en el tren de tratamiento?

   • A.Se conservan la floculación y la sedimentación, y los filtros se rehacen como lechos de arena lenta sin coagulante.
   • B.Se conservan la coagulación y la floculación, y se omite la sedimentación: el agua coagulada pasa directo a los filtros.✓ Respuesta
   • C.Se conserva la sedimentación y se omite la floculación: el agua de la mezcla rápida pasa directo al sedimentador.
   • D.Se conserva la sedimentación y se omite el coagulante: los filtros retienen las partículas solo por cribado.

   La filtración directa consiste en coagular y flocular y pasar de inmediato a los filtros: se suprime la sedimentación, de modo que el lecho debe almacenar todo el flóculo. Solo sirve con agua cruda de turbiedad y color bajos y estables, porque toda la carga de sólidos llega al medio filtrante.

   Ref. QB-B67484Fuente: Office of Water Programs, California State University Sacramento, Water Treatment Plant Operation, filtration chapter (direct filtration)Reportar un problema con esta pregunta

2. 2. ¿Cómo elimina los patógenos y las partículas un filtro de arena lenta bien operado, y cómo se limpia ese filtro?

   • A.La remoción es biológica, en la capa que se forma sobre la arena, y el lecho se limpia raspando esa capa.✓ Respuesta
   • B.La remoción ocurre por cribado en la arena profunda, y el lecho se limpia cambiando el medio cada temporada.
   • C.La remoción es biológica, en la grava de soporte, y el lecho se limpia con un retrolavado ascendente rápido.
   • D.La remoción es química, por el coagulante dosificado al lecho, y este se limpia con aire y un lavado corto.

   El filtro de arena lenta actúa mediante la capa biológica que se forma sobre la arena, donde los organismos consumen y retienen materia orgánica y patógenos. No se retrolava: se raspa la capa superior y luego el filtro necesita un periodo de maduración antes de volver a servicio.

   Ref. QB-VNQKY5Fuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment, slow sand filtrationReportar un problema con esta pregunta

3. 3. Un operador compara un filtro a presión con un filtro por gravedad abierto que tiene el mismo medio. ¿Cuál es la limitación propia del filtro a presión?

   • A.El medio solo puede lavarse con agua cruda, porque la carcasa no tiene una toma de agua filtrada.
   • B.El medio va dentro de una carcasa cerrada, así que el lecho no se puede observar durante el retrolavado.✓ Respuesta
   • C.El medio hay que sacarlo y lavarlo a mano, porque la carcasa no deja pasar el agua de lavado hacia arriba.
   • D.El medio no se puede colocar en dos capas, así que dentro de la carcasa solo cabe un lecho de arena.

   El filtro a presión es un recipiente de acero cerrado, así que el operador no ve la superficie del lecho durante el lavado ni detecta borbotones, montículos, grietas o arrastre de medio. Su estado se deduce de la pérdida de carga, la turbiedad del agua de lavado y la inspección interna periódica.

   Ref. QB-C6JED5Fuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment, pressure filtersReportar un problema con esta pregunta

4. 4. ¿Por qué un lecho dual de antracita gruesa sobre arena fina suele durar más entre retrolavados que un lecho de arena sencillo de la misma profundidad?

   • A.La capa de arena estrangula el flujo y baja la tasa, y llega menos sólido al lecho en cada hora de operación.
   • B.La antracita descompone químicamente el flóculo, y queda menos sólido en el lecho para generar pérdida de carga.
   • C.Los sólidos quedan retenidos en la superficie de la antracita, y la arena de abajo no aporta pérdida de carga.
   • D.Los sólidos se almacenan en toda la profundidad del lecho y no en la superficie, y la pérdida de carga sube más despacio.✓ Respuesta

   Que el agua encuentre primero grano grueso y después grano fino permite la filtración en profundidad: el flóculo penetra y se almacena en todo el lecho. Un lecho de arena sencillo queda fino arriba tras el lavado, actúa como criba superficial y llega antes a la pérdida de carga final.

   Ref. QB-WN3X57Fuente: Office of Water Programs, California State University Sacramento, Water Treatment Plant Operation, filter mediaReportar un problema con esta pregunta

5. 5. Tras un retrolavado completo de un filtro de medio dual, ¿dónde queda la antracita y por qué?

   • A.Queda sobre la arena, porque la antracita tiene menor densidad relativa aunque su grano sea más grueso.✓ Respuesta
   • B.Queda sobre la arena, porque el agua ascendente siempre arrastra hacia arriba los granos más finos.
   • C.Queda bajo la arena, porque el grano de antracita es más grueso y lo más grueso siempre sedimenta primero.
   • D.Queda mezclada con la arena, porque el lavado busca combinar los dos medios en una sola capa uniforme.

   Tras el lavado los medios se reestratifican según su densidad relativa, no según el tamaño: la antracita es la más liviana, la arena de sílice pesa más y el granate es el más pesado. De ahí resulta la gradación de grueso a fino en el sentido del flujo.

   Ref. QB-D6WRJ6Fuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment, dual and mixed media bedsReportar un problema con esta pregunta

6. 6. Dos arenas tienen el mismo tamaño efectivo, pero una tiene un coeficiente de uniformidad mucho mayor. ¿Qué le indica al operador ese coeficiente más alto?

   • A.Sus tamaños de grano están más dispersos, el lecho se estratifica más y gana pérdida de carga más rápido.✓ Respuesta
   • B.Sus tamaños de grano son más parejos, y el lecho se fluidiza con una tasa de lavado menor que la otra arena.
   • C.Sus granos son más duros y redondos, y el lecho resiste la abrasión y hay que reponerlo con menos frecuencia.
   • D.Sus granos son más grandes en conjunto, y el lecho almacena más sólidos y dura más antes de subir la turbiedad.

   El coeficiente de uniformidad es la razón entre el tamaño que deja pasar el sesenta por ciento del medio y el tamaño efectivo, así que un valor bajo indica arena más uniforme. Un valor alto indica granos muy dispares: los finos suben tras cada lavado, tapan la superficie y aceleran la pérdida de carga.

   Ref. QB-XNE9B8Fuente: Office of Water Programs, California State University Sacramento, Water Treatment Plant Operation, media specificationsReportar un problema con esta pregunta

7. 7. Al final de una carrera, la pérdida de carga del filtro está cerca del valor terminal de la planta y la turbiedad del efluente empieza a subir de forma sostenida. ¿Qué ocurre y qué debe hacer el operador?

   • A.El lecho sigue madurando tras el lavado, así que conviene dejarlo hasta que la turbiedad baje sola.
   • B.El controlador limita el caudal, así que hay que subir la tasa de filtración para limpiar el lecho.
   • C.El flóculo está atravesando el lecho, así que hay que sacar el filtro de servicio y retrolavarlo.✓ Respuesta
   • D.El aire bloquea el medio superior, así que hay que bajar el nivel de agua que cubre el lecho.

   Una turbiedad en ascenso junto con pérdida de carga alta al final de la carrera es traspaso: el lecho agotó su capacidad de almacenamiento y el flóculo retenido pasa al agua filtrada. La carrera termina con lo que ocurra primero, y la causa de fondo suele estar en el pretratamiento.

   Ref. QB-E694R7Fuente: US EPA Interim Enhanced Surface Water Treatment Rule guidance on individual filter performance; AWWA Water System Operations: Water Treatment, filter operationReportar un problema con esta pregunta

8. 8. Durante la carrera la pérdida de carga subió más rápido de lo normal y la tasa de filtración cayó; en el siguiente retrolavado el operador ve burbujas de aire saliendo del medio. ¿Qué secuencia explica esto?

   • A.El aire entró primero por el drenaje inferior, subió la pérdida de carga y luego hundió el nivel de agua sobre el lecho.
   • B.Se formaron incrustaciones de carbonato en los granos, que subieron su densidad y retuvieron bolsas de aire debajo.
   • C.La tasa de lavado se había fijado muy alta, levantó la grava de soporte y dejó escapar el aire atrapado debajo.
   • D.La pérdida de carga en el medio superior superó la lámina de agua, la presión bajó de la atmosférica y salió aire disuelto.✓ Respuesta

   Cuando la pérdida de carga en el medio superior supera la lámina de agua sobre el lecho, la presión dentro del medio cae por debajo de la atmosférica. Esa carga negativa libera gases disueltos y el aire tapona los poros, con lo que sube la pérdida de carga y baja la tasa.

   Ref. QB-YNSKG9Fuente: Office of Water Programs, California State University Sacramento, Water Treatment Plant Operation, negative head and air bindingReportar un problema con esta pregunta

9. 9. La turbiedad de un filtro alcanza un pico al inicio de la carrera, justo después de volver a servicio, y luego baja. ¿Qué práctica lo aborda y por qué?

   • A.Subir la tasa al inicio de la carrera, porque una tasa mayor compacta el lecho y sella su superficie.
   • B.Alargar unos minutos el retrolavado, porque el pico indica que quedaron sólidos en el medio profundo.
   • C.Enviar el primer filtrado a desecho mientras el lecho madura, porque el medio recién lavado rinde menos.✓ Respuesta
   • D.Dosificar más coagulante la primera hora, porque el pico indica que el agua cruda va subdosificada.

   El medio recién lavado está limpio y carece del flóculo retenido que ayuda a capturar partículas; la remoción mejora conforme madura el lecho y el pico inicial desaparece. Filtrar a desecho mantiene ese primer filtrado fuera del tanque de agua clara; si no existe esa opción, se usa un arranque lento.

   Ref. QB-F6MEW8Fuente: US EPA Interim Enhanced Surface Water Treatment Rule guidance, filter ripening and filter to wasteReportar un problema con esta pregunta

10. 10. Un filtro rectangular mide 20 ft por 30 ft y trata 1.5 MGD. Usando 1 MGD = 694 gpm, ¿cuál es su tasa de carga de filtración?

    • A.2.5 gpm/ft2
    • B.3.5 gpm/ft2
    • C.0.9 gpm/ft2
    • D.1.7 gpm/ft2✓ Respuesta

    La tasa de carga es el caudal en gpm dividido entre la superficie del filtro. El caudal es 1.5 x 694 = 1,041 gpm y el área es 20 x 30 = 600 ft2, así que 1,041 / 600 = 1.7 gpm/ft2. Duplicar el área da 0.9 y usar la mitad da 3.5, los errores de área más comunes.

    Ref. QB-UE5W5UFuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment, filter loading rate calculationReportar un problema con esta pregunta

11. 11. Una planta usa la misma tasa de retrolavado todo el año. Cuando el agua se enfría en invierno, ¿qué le pasa al lecho y qué debe hacerse?

    • A.El agua fría levanta menos medio, y conviene duplicar el tiempo de lavado con la misma tasa.
    • B.El agua fría no altera la expansión, y la tasa se fija una sola vez y se deja igual.
    • C.El agua fría es más viscosa, el lecho se expande más y conviene bajar la tasa de lavado.✓ Respuesta
    • D.El agua fría es más viscosa, el lecho se expande menos y conviene subir la tasa de lavado.

    La viscosidad aumenta al enfriarse el agua, así que el mismo flujo ascendente arrastra más el medio y la expansión crece en invierno. Por eso hay que bajar la tasa cuando el agua se enfría y subirla cuando se calienta; quien nunca ajusta pierde medio en invierno y forma bolas de lodo en verano.

    Ref. QB-CXA3RUFuente: Pennsylvania Department of Environmental Protection filter bed expansion evaluation guidance; AWWA Water System Operations: Water Treatment, backwashingReportar un problema con esta pregunta

12. 12. Un filtro tiene 12 in de grava de soporte, 18 in de arena y 12 in de antracita. Durante el lavado a alta tasa la superficie del lecho sube 6 in sobre su nivel en reposo. ¿Cuál es el porcentaje de expansión del lecho?

    • A.20%✓ Respuesta
    • B.33%
    • C.50%
    • D.14%

    El porcentaje de expansión es el ascenso dividido entre la profundidad de medio expandible, por cien. La grava de soporte no se fluidiza y se excluye: 18 + 12 = 30 in, y 6 / 30 = 20%. Incluir la grava da 14%, usar solo la arena da 33% y solo la antracita da 50%.

    Ref. QB-VEG8BVFuente: Office of Water Programs, California State University Sacramento, Water Treatment Plant Operation, percent bed expansionReportar un problema con esta pregunta

13. 13. Al terminar un retrolavado el agua sobre el lecho se ve clara, pero los núcleos tomados después muestran bolas de lodo en el medio. ¿Qué le enseña esto al operador sobre juzgar el lavado por su apariencia?

    • A.El agua clara indica que el lavado superficial duró de más; las bolas son flóculo empujado por los brazos.
    • B.El agua clara indica que el lavado fue suficiente; las bolas de lodo se formaron después, durante la carrera.
    • C.El agua clara indica que la tasa de lavado fue excesiva; las bolas son granos cementados por finos de la antracita.
    • D.El agua clara solo indica que el agua de lavado salió limpia; la expansión medida indica que el medio se fluidizó.✓ Respuesta

    El agua puede salir clara aunque partes del lecho nunca se fluidizaron, porque las zonas muertas simplemente no sueltan sus sólidos. Solo una expansión medida en varios puntos durante el lavado a alta tasa demuestra que los granos se separaron y se restregaron; con poca expansión quedan sólidos y se forman bolas de lodo.

    Ref. QB-DXNDWVFuente: Pennsylvania Department of Environmental Protection filter plant performance evaluation guidance, bed expansion measurementReportar un problema con esta pregunta

14. 14. ¿Cuál prueba de vigilancia del filtro le muestra al operador dónde se almacenan los sólidos en la profundidad del lecho y si el retrolavado los removió?

    • A.Una prueba de descenso de nivel, midiendo cuánto baja el agua con la válvula de entrada cerrada.
    • B.Un perfil de retención de flóculo, con núcleos lavados de varias profundidades antes y después del lavado.✓ Respuesta
    • C.Una prueba de solubilidad en ácido, que disuelve una muestra para hallar incrustaciones en el grano.
    • D.Un análisis granulométrico, que compara el tamaño efectivo y la uniformidad con lo especificado.

    El perfil de retención de flóculo toma núcleos a distintas profundidades, lava los sólidos de cada muestra y mide su turbiedad, con lo que muestra hasta dónde penetraron y cuánto dejó el lavado. La prueba de descenso mide la tasa real, el tamizado revisa la granulometría y la solubilidad busca incrustaciones.

    Ref. QB-WEUJGWFuente: Office of Water Programs, California State University Sacramento, Water Treatment Plant Operation, filter surveillance testsReportar un problema con esta pregunta

15. 15. Se deben ordenar cuatro procesos de membrana impulsados por presión, del material más grande excluido al más pequeño. ¿Cuál orden es correcto?

    • A.Ósmosis inversa, nanofiltración, ultrafiltración, microfiltración.
    • B.Nanofiltración, ósmosis inversa, microfiltración, ultrafiltración.
    • C.Microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis inversa.✓ Respuesta
    • D.Ultrafiltración, microfiltración, ósmosis inversa, nanofiltración.

    Los cuatro procesos forman una escala: la microfiltración tiene los poros más grandes y quita partículas, bacterias y quistes; la ultrafiltración es más cerrada y añade virus y macromoléculas; la nanofiltración rechaza dureza, color y iones divalentes; la ósmosis inversa rechaza sales disueltas y exige la mayor presión.

    Ref. QB-EXZQ3XFuente: US EPA Membrane Filtration Guidance Manual, classification of membrane processesReportar un problema con esta pregunta

16. 16. Una unidad de membrana de baja presión opera a flujo constante y su presión transmembrana ha subido durante varias semanas. ¿Qué debe revisarse antes de llamar a esto ensuciamiento?

    • A.Si la temperatura del agua de alimentación subió, porque el agua tibia es más viscosa y ya sube la presión sola.
    • B.Si la turbiedad del filtrado bajó, porque un filtrado más limpio prueba por sí solo que hay taponamiento.
    • C.Si la temperatura del agua de alimentación bajó, porque el agua fría es más viscosa y ya sube la presión sola.✓ Respuesta
    • D.Si la recuperación se elevó, porque una recuperación mayor baja la presión con el mismo flujo.

    La viscosidad del agua aumenta al bajar la temperatura, así que hace falta más presión para el mismo flujo aun con la membrana limpia. Los datos deben corregirse por temperatura, es decir normalizarse, antes de leer la tendencia: solo una presión normalizada en ascenso indica ensuciamiento real.

    Ref. QB-XE7WNXFuente: US EPA Membrane Filtration Guidance Manual, temperature normalization of operating dataReportar un problema con esta pregunta

17. 17. ¿Por qué una planta de membranas hace una prueba directa de integridad en cada unidad en vez de confiar solo en la turbiedad del filtrado?

    • A.Una sola fibra rota puede dejar pasar agua sin tratar mientras la turbiedad del filtrado sigue leyendo bajo.✓ Respuesta
    • B.Las lecturas de turbiedad del filtrado varían con la temperatura y la prueba directa corrige el turbidímetro.
    • C.La prueba directa mide cuánto permeado produce cada unidad y sirve para fijar el flujo y la recuperación.
    • D.En la tubería de filtrado no se pueden instalar turbidímetros y la prueba de presión es la única lectura.

    El tratamiento por membrana se acredita como barrera absoluta, así que la planta debe demostrar que la barrera está íntegra y no suponerlo. Una prueba directa basada en presión detecta una rotura mucho menor de lo que la turbiedad puede ver; la turbiedad continua es solo una verificación indirecta.

    Ref. QB-FXC39YFuente: US EPA Membrane Filtration Guidance Manual, direct and indirect integrity testingReportar un problema con esta pregunta

18. 18. Una planta que coagula con sulfato de aluminio compara sus residuales con los de una planta de ablandamiento con cal. ¿Cuál comparación es correcta?

    • A.El lodo de alumbre es gelatinoso y retiene agua, y espesa y deshidrata mucho peor que el lodo de cal.✓ Respuesta
    • B.El lodo de cal es gelatinoso y retiene agua, y espesa y deshidrata mucho peor que el lodo de alumbre.
    • C.El lodo de alumbre es denso y granular, y puede llevarse del sedimentador sin deshidratación previa.
    • D.Los dos lodos se comportan igual, y el equipo de espesamiento no depende de cuál de ellos se produzca.

    El flóculo de hidróxido de aluminio es un gel muy hidratado que atrapa agua en su estructura, por lo que espesa despacio y resiste la deshidratación, y suele requerir acondicionamiento con polímero. El residual de cal es sobre todo carbonato de calcio: denso, granular, sedimenta rápido y da una torta mucho más seca.

    Ref. QB-YEJ8UYFuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment, water treatment plant residualsReportar un problema con esta pregunta

19. 19. ¿Por qué una planta espesa y deshidrata sus residuales antes de llevarlos a un relleno sanitario o a un sitio de aplicación al suelo?

    • A.Quitar agua reduce el volumen y el peso a transportar, y el sitio receptor exige un material no líquido.✓ Respuesta
    • B.Quitar agua sube el pH del residual, así que puede verterse a un arroyo sin ningún permiso previo.
    • C.Quitar agua disuelve los metales del residual, así que ya no hace falta caracterizar ese material.
    • D.Quitar agua esteriliza el residual, así que puede esparcirse sin atender los límites de carga del sitio.

    El residual es casi todo agua al extraerlo, así que transportarlo es en gran medida transportar agua; el espesamiento, los lechos de secado o la deshidratación mecánica reducen el volumen y dan una torta firme, porque el relleno no acepta líquidos libres. Deshidratar no cambia lo que contiene el sólido.

    Ref. QB-GXQDEZFuente: AWWA Water System Operations: Water Treatment, residuals thickening and dewateringReportar un problema con esta pregunta

20. 20. En una planta convencional, ¿a qué punto deben devolverse el agua de retrolavado y el líquido de la deshidratación de residuales, y cómo debe alimentarse esa corriente?

    • A.Directo al canal de entrada de los filtros, al caudal con que se vacíe el tanque de agua de lavado.
    • B.Al agua sedimentada que sale de los decantadores, con un caudal proporcional a ese mismo efluente.
    • C.Antes del punto donde se agrega el coagulante primario, a caudal parejo y ecualizado para no golpear la planta.✓ Respuesta
    • D.Al tanque de agua clara después de filtrar, para no pasar dos veces el agua recuperada por la planta.

    Las corrientes recicladas llevan sólidos concentrados, patógenos como Cryptosporidium, manganeso y precursores orgánicos, así que deben reingresar antes de la dosificación del coagulante primario y recorrer de nuevo todo el tren. Devolverlas de golpe también altera la coagulación, por lo que se ecualizan y se dosifican de forma pareja.

    Ref. QB-7QURQKFuente: US EPA Filter Backwash Recycling Rule, 40 CFR 141.76Reportar un problema con esta pregunta

Preguntas de práctica escritas conforme a los Need-to-Know Criteria estandarizados para Operador de Tratamiento de Agua publicados por Water Professionals International (antes Association of Boards of Certification) y a las referencias habituales de la CSUS Office of Water Programs y AWWA. Este sitio no está afiliado ni respaldado por WPI/ABC, AWWA ni la EPA de EE. UU. La certificación de operador la emite la autoridad certificadora de tu estado, que fija la clasificación de las plantas, los grados de operador, los requisitos y el estándar de aprobación: confírmalo con tu estado antes de examinarte. Los límites de contaminantes y los requisitos de monitoreo son federales y se revisan con el tiempo, así que ninguna respuesta de este sitio debe usarse como valor regulatorio vigente; consulta la normativa aplicable a tu sistema. Este banco cubre únicamente el examen de tratamiento de agua potable: el tratamiento de aguas residuales, los sistemas de recolección y la distribución de agua son certificaciones distintas. Sobre los Need-to-Know Criteria →