tratamientos de aguas residuales
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SEDIMENTACIÓN
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DEFINICIÓN
La sedimentación emplea la fuerza de gravedad para que las partículas presentes en el agua se depositen en el fondo de un sedimentador, de donde son extraídas posteriormente.
Solo sedimentaran aquellas partículas cuya densidad es mayor que la densidad del agua. Mientras mayor sea la densidad de la partícula, mas rápido se depositara.
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UTILIZACIÓN
En la remoción de la turbiedad En la remoción del color En la remoción de As +5 En la remoción de Fe y Mn En la eliminación de bacterias, virus y
organismos patógenos En la eliminación de sustancias productoras
de sabor y olor
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EFICIENCIA
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TASA DE SEDIMENTACIÓN
La velocidad a la cual se depositan las partículas en el agua es llamada la velocidad o la tasa de sedimentación
Se expresa como la tasa de flujo por unidad de área superficial de aquella parte del estanque en la cual tiene lugar la sedimentación
La calidad del agua sedimentada es función de la tasa superficial. En efecto, si se aumenta la tasa la calidad del agua sedimentada empeora.
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TASA DE SEDIMENTACION
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TIPOS DE CONCENTRACION DE SOLIDOS
1 Partículas discretas y aisladas en soluciones diluidas.
2 Partículas aglomerables en soluciones relativamente diluidas.
3 Soluciones de concentración intermedia.
4 Soluciones de alta concentración.
Sedimentacion tipo
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TIPOS SEGÚN CONCENTACION DE SOLIDOS
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TIPOS SEGÚN CONCENTRACIÓN DE SOLIDOS
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TIPOS DE SEDIMENTADORES
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SEDIMENTACIÓN DEL FLUJO HORIZONTAL El modelo fue
desarrollado por Hazen en 1904 y luego retomado por Camp en 1946 y se basa en la concepción de un sedimentador ideal.
Camp, lo definió como , "el decantador hipotético en el cual la sedimentación se realiza exactamente en la misma manera que en un recipiente de igual profundidad que contenga un líquido en reposo ".
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO HORIZONTAL MODELO
Hay una distribución uniforme de partículas en la entrada . La concentración de partículas de cada tamaño es por lo tanto la misma en todos los puntos de la sección transversal de entrada .
En la zona de sedimentación la dirección del flujo es horizontal y la velocidad es la misma en todos los puntos, puntos, por lo que responde a un modelo de flujo tipo pistón.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO HORIZONTAL MODELO
Toda partícula que entra a la zona de Iodos queda atrapada y se considera removida . Las partículas, partículas, aún siendo de diferentes tamaños, tamaños, se comportan como partículas discretas y aisladas en la zona de sedimentación, sedimentación, o sea se produce clarificación tipo 1.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO HORIZONTAL
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO HORIZONTAL - DIMENSIONAMIENTO
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO Los estanques de sedimentación de Alta Tasa
tienen cientos de células de sedimentación individuales en un ángulo de 45-60 grados. El propósito es crear una tasa de sedimentación promedio efectiva mayor que en un estanque de sedimentación convencional del mismo tamaño. El agua ingresa al estanque horizontalmente bajo las placas y una vez ingresada pasa por las placas hacia la superficie del estanque . Después de las placas, el agua voltea y deja el estanque horizontalmente . El ángulo de instalación de las placas debe permitir que los sólidos puedan asentarse y resbalarse hacia abajo por las placas, en contra del flujo de agua sedimentada que sube.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
La zona de decantación está constituida por placas o módulos espaciados del orden de 5 cm en el plano horizontal e inclinadas en 60 grados, instaladas de tal modo que tengan por encima una altura de agua de 1 m. y el agua floculada ingrese, como mínimo 0.50 m. por debajo de las placas. Las placas pueden ser de plástico o lonas de vinilo reforzadas con cuerdas de poliéster.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
La zona de almacenamiento de lodos está compuesta por una tolva corrida o varias tolvas a lo largo de la unidad de sedimentación.
El sistema de extracción hidráulica de los lodos en las unidades pequeñas puede ser un canal de colección uniforme techado con losas removibles con orificios y en las unidades grandes colectores múltiples de colección uniforme. En ambos casos se considera una válvula al final del canal o del colector.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
Un factor a considerar es la longitud adimensional obtenida de dividir el largo de la placa o módulo por la distancia entre ellas. Esta longitud adimensional se denomina L y de acuerdo a diferentes estudios debe ser mayor que 20:
L= l/e > 20
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO
La tasa equivalente se calcula a partir de la inclinación de las placas o módulos y de la longitud de las placas o módulos y de la longitud a dimensión adimensional útil y es: Tasa Equivalente = Tasa Superficial/( Tasa
Equivalente = Tasa Superficial/(senf +Lútil*cosf )
Si el ángulo de inclinación f es de 60 es de 60°, entonces la , entonces la tasa equivalente es del orden de 1/10 la tasa superficial.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO - DIFERENCIAS CON RESPECTO FLUJO HORIZONTAL
Las principales diferencias con respecto a los sedimentador es de flujo horizontal son:
El fondo de sedimentador no es plano, sino inclinado, y el ángulo es de 60 grados, valor que se ha definido como el ángulo óptimo para que los sedimentos no se adhieran a las placas o módulos. Si los sedimentos son más pesados, por ejemplo en predecantadores, se puede utilizar 50 grados.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO - DIFERENCIAS CON RESPECTO FLUJO HORIZONTAL
La profundidad del “sedimentador” es muy poca, por lo cual hay que poner muchas placas para tratar los volúmenes de agua que se acostumbran en la práctica. Sin embargo, la profundidad del estanque es mayor.
El flujo en el sedimentador es laminar, o sea NR < 500
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO - VENTAJAS CON RESPECTO FLUJO HORIZONTAL
El área superficial de esta unidad, comparada con un decantador convencional es mucho menor, dado que la superficie de decantación en este caso, es la suma de las proyecciones horizontales de todas las placas, a diferencia de la unidad convencional, en que solo es la superficie del fondo.
La eficiencia es superior a la de un decantador convencional, debido a que la altura de caída de los flocs entre las placas es menor, pudiendo remover partículas, flocs, más pequeñas.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO INCLINADO - VENTAJAS CON RESPECTO FLUJO HORIZONTAL
La remoción del lodo de las tolvas, se efectúa en forma automática al abrir la válvula.
Foto: PTAP Padre Hurtado Foto: PTAP Padre Hurtado Aguas Cordillera
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO VERTICAL
La sedimentación de flujo vertical se realiza en decantadores en los cuales el agua entra directamente al fondo del estanque y asciende hasta las canaletas de recolección colocadas en la superficie del estanque. Por lo general en este tipo de sedimentación, se forma en la parte inferior del estanque un manto de partículas que responde a los modelos de clarificación tipos 3 y 4, a través del cual tiene que pasar el flujo. Esto hace que en el mismo estanque se realicen los procesos de:
floculación (dentro de lodos suspendidos) y sedimentación dentro de la zona superior.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO VERTICAL
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO VERTICAL
CONCEPTOS BASICOS SOBRE EL MANTO DE LODOS
Dada la alta concentración de partículas que hay en un manto de lodos del (10 al 20 % del volumen) existe una mutua interferencia en la velocidad de sedimentación con que caen, de modo que el manto se puede considerar como un filtro de flujo ascendente, en el que los granos del medio filtrante están constituidos por coágulos predesestabilizados, suspendidos por la fuerza ascensional de fricción del flujo.
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO VERTICAL
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO VERTICAL
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SEDIMENTACIÓN DE FLUJO VERTICAL
Regulación de las extracciones de lodos
Cuando el nivel del lecho de lodos alcanza el vertedero de los concentradores se pone en marcha el dispositivo de automaticidad de las extracciones de lodos y se puede regular lo siguiente: - duración de extracción = 10-30 seg - frecuencia de extracciones = 20-30 min
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BIBLIOGRAFÍA
1. Ahumada, Gerardo, Tratamiento Convencional de Agua Potable, AIDIS, 2010.
2. Arboleda, Jorge, Teoría y Práctica de la Purificación del Agua, 1994.
3. ASCE/AWWA, Water Treatment Plant Design, 1990. 4. AWWA, Calidad y Tratamiento del Agua, 2002. 5. CEPIS, Tratamiento de agua para consumo humano,
Plantas de Filtración Rápida, 2004.6. Ministerio de Desarrollo Económico, Colombia,
Reglamento Técnico del Sector de Agua Potable y Saneamiento Básico, 2000.
7. MDDEP, Québec, Guide de conception des installations de production d’eau potable, 2006.
8. Paes Leme Francilio, Teoria e Técnicas de Tratamiento de Agua, 1979.
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Vive como si fueras a morir mañana, aprende como si fueras a vivir para siempre…
-Mahatma Gandhi