MC-F-214 Tratamiento primario

TRATAMIENTOS
PRIMARIOS
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Prof. Dr. D. A. Aznar Jimé
Jiménez
Dpto. C. e I. Materiales e I.Quí
I.Química
UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID
Tratamientos primarios en una EDARU, basado en la Estación
depuradora de Linares, desarrollada por el Dr. D. Antonio Aznar,
profesor de Ingeniería Química del Dpto. de Ciencia e Ingeniería de
Materiales e Ingeniería Química de la Universidad Carlos III de Madrid,
en colaboración con Aguas Jaén, empresa explotadora de dicha
EDARU.
1
CROQUIS
INSTALACIONES
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Línea de agua
Línea de fango
Línea de gas
Pretratamiento
Tratamiento primario
Tratamiento secundario
Como se puede observar en el esquema de la planta, esta
consta de dos líneas paralelas de tratamiento de agua –
línea azul- una línea de tratamiento de fangos –línea
marrón- y otra de biogas –línea roja-. Los elementos mas
importantes están resaltados en dicho esquema.
El pretratamiento (recuadro azul claro) consta de un
aliviadero de tormentas en la obra de llegada, un pozo de
gruesos, un sistema de bombeo, un sistema de rejas
automáticas, un desarenador-desengrasador y un medidor
de caudal.
El tratamiento primario (recuadro azul oscuro) consta de
dos decantadores.
El tratamiento secundario (recuadro violeta) está formado
por un digestor aerobio con seis agitadores mecánicos y
dos clarificadores.
El tratamiento de fangos consta de un espesador y una
balsa de flotación, así como de un digestor anaerobio de
alta carga y otro de baja carga.
La línea de biogas consta de un gasómetro de campana,
una antorcha y los sistemas auxiliares de producción de
energía.
Además de los sistemas principales indicados, existen otros
sistemas auxiliares que no se indican en el esquema.
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TRATAMIENTO
PRIMARIO
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
•NATURALEZA
•Procesos físicos y químicos.
•OBJETIVOS
•Eliminación de sólidos en suspensión
•Eliminación de metales pesados y fósforo
•Eliminación parcial de DBO
•CORRIENTES QUE SEPARA
•Efluente acuoso tratado
•Lodos: 1-3% de residuo seco
•Lodos de metales pesados
El
tratamiento
primario
es
el
conjunto
de
operaciones,
fundamentalmente de tipo físico o químico, cuyo objetivo principal es
eliminar los sólidos en suspensión, así como metales pesados, fósforo
y otros contaminantes insolubilizables.
El conjunto de operaciones que conforman el tratamiento primario
está constituido por:
Sedimentación: operación que basándose en la separación por
gravedad, permiten eliminar aquellos sólidos más densos que el agua.
Coagulación-floculación: conjunto de procesos mediante los cuales se
favorece la formación de partículas de gran tamaño y mejor
sedimentabilidad.
Ajuste de pH: sistemas donde por adición de un ácido o una base, se
neutraliza el agua a depurar.
Precipitación: sistemas donde por adición de reactivos se favorece la
insolubilización de algún contaminante presente en el agua.
El tratamiento primario permite eliminar los contaminantes en forma
de lodos, los cuales suelen tener un contenido en residuo seco del 13% y se catalogan generalmente como Residuos Tóxicos y Peligrosos
(RTP’s).
3
SEDIMENTACIÓN
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Separación de una fase dispersa (sólido o líquido) de una fase continua
(líquido o gas) basadas en la diferencia de densidades de ambas
⎛ 4·d ·g(ρd − ρc ) ⎞
⎟⎟
v = ⎜⎜
3
C
·
ρ
D c
⎝
⎠
1
2
•v = velocidad final
•d = diámetro
•g = gravedad
•ρd = peso específico de la fase dispersa
•ρc = peso específico de la fase continua
•CD = coeficiente de arrastre (24/Re +3/Re½+0,34)
•Re = nº de Reynolds
Ø (mm)
Tipo
tsedimentación (para 1 m)
10
1
0,1
0,01
0,001
0,0001
0,00001
Grava
Arena
Arena fina
Arcilla
Bacteria
Partícula coloidal
Partícula coloidal
1s
10 s
2 min
2 horas
8 días
2 años
20 años
La sedimentación es un proceso de separación de una fase particulada
-sólida o líquida- de una fase continua fluida -líquida o gaseosa-,
basada en la mayor densidad de la primera. En el caso del tratamiento
de aguas residuales, la sedimentación es el proceso de separación de
partículas sólidas de densidad superior a 1 kg·L-1 (Sólidos
sedimentables, denominados comúnmente como SS) que se desplazan
en el seno del agua. Las partículas en movimiento están sometidas a
un conjunto de fuerzas entre las que destacan las fuerzas
gravitacionales -empuje
y peso- y de rozamiento, todas ellas
proporcionales a la gravedad y al tamaño de la partícula que se
desplaza.
4
Clip de vídeo
profundidad
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Agua clarificada
Sedimentación tipo I
Sedimentación tipo II
Sedimentación tipo III
Región de compresión
[sólidos]
•Sedimentación discreta (tipo I): partículas discretas → v = cte
•Sedimentación floculante (tipo II): aglomeración de flóculos → v = creciente
•Sedimentación impedida (tipo III): alta concentración de flóculos → v ≈ 0
•Región de compresión: el agua es exudada fuera del fango → v ≈ 0
La sedimentación es un proceso complejo que se puede suponer
constituido por varias etapas. Al dejar en reposo un volumen dado de
agua con sólidos en suspensión al cabo de un tiempo, observamos que
el sistema que inicialmente era homogéneo presenta un claro
gradiente en su composición en sólidos, aumentando la concentración
en estos a medida que descendemos en la columna de líquido, lo cual
se manifiesta en un aumento de la turbidez del agua con la
profundidad. Si representamos la concentración de sólidos frente a la
profundidad
podremos
observar
que
hay
varias
regiones
diferenciadas:
*
Agua clarificada: es la capa superior exenta de sólidos que
produzcan turbidez.
* Sedimentación tipo I o de partículas discretas.
* Sedimentación tipo II o floculante.
* Sedimentación tipo III o impedida.
* Sedimentación tipo IV o región de compresión.
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TIPOS DE
SEDIMENTACIÓN
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Sedimentación discreta (tipo I):
partículas discretas → v = cte
Sedimentación impedida (tipo III):
alta concentración de flóculos→ v≈0
Sedimentación floculante (tipo II):
aglomeración de flóculos → v = creciente
Región de compresión (tipo IV):
exudación del líquido → v ≈ 0
Sedimentación tipo I: región donde la concentración de sólidos es muy
baja y se comportan como partículas discretas desplazándose cada
una a velocidad constante. La velocidad de las partículas viene dada
por la expresión de Newton y es función de su tamaño y densidad.
Sedimentación tipo II: al aumentar la concentración de sólidos la
distancia entre partículas va disminuyendo, con lo cual las fuerzas
atractivas entre ellas van teniendo más importancia favoreciéndose
con ello la aglomeración de las partículas y la formación de flóculos de
mayor tamaño. La velocidad de sedimentación al ser función directa
del tamaño de partícula aumenta de manera progresiva con la
concentración.
Sedimentación tipo III: la concentración de sólidos llega a ser tan alta
que los flóculos –al estar muy próximos- se impiden el libre
desplazamiento entre ellos. En un primer momento la aceleración del
proceso de sedimentación va disminuyendo hasta hacerse nula dado el
efecto desacelerador de las fuerzas de repulsión. El movimiento es
cooperativo manteniéndose las posiciones relativas entre partículas y
desplazándose formando una masa cuasi-homogénea que decanta
como un todo, con una interfase superior sólido-líquido distintiva entre
la masa de flóculos decantados y el efluente clarificado. La velocidad a
la que desciende la interfase sólido-líquido se denomina velocidad de
sedimentación zonal (ZSV) y va disminuyendo conforme se acerca a la
zona de compresión.
Sedimentación tipo IV: es la región de compresión en la cual las
partículas están concentradas hasta el punto de que el desplazamiento
de las mismas se traduce en un efecto de compresión, motivado por el
peso de las nuevas partículas que se incorporan constantemente por
sedimentación desde el líquido sobrenadante, y una exudación del
líquido atrapado entre ellas.
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FLOCULACIÓN
COAGULACIÓN
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Sistema
coloidal
Coagulante
COMPUESTO
Alumbre
Aluminato sódico
Policloruro de aluminnio
Sulfato férrico
Sulfato férroso
Melanina-formaldehido
Epiclorhidrina-dimetilamina
Silice activa
Almidón
Goma guar
Gelatina
Alginatos
Polivinilaminas
Polivinilsulfonato
Poliacrilamidas
Sistema
coagulado
FORMULA
Al2 (SO 4 )3 ·nH 2 O
AlO 2Na
Al(OH)1,5 (SO 4 )0,125 Cl1,25
Fe(SO 4 )3 ·nH 2O
FeSO 4 ·nH 2 O
SiO 2
(R-NH 3 -)n ·n Cl
(R-SO 3 -)n ·n Na
(R-CONH 2 -)n
Floculante
Sistema
floculado
EFECTO
Coagulante
Coagulante
Coagulante
Coagulante
Coagulante
Coagulante
Coagulante
Floculante
Floculante
Floculante
Floculante
Floculante
Flocul. catiónico
Flocul. aniónico
Flocul. no iónico
DOSIS
60 g Al2 O 3 /m 3
25 g Al2 O 3 /m 3
5 g Al2 O 3 /m 3
60 g Fe2 O 3 /m 3
60 g Fe2 O 3 /m 3
< 3 g/m 3
< 3 g/m 3
<5
<5
<5
<5
<5
<5
<5
g/m 3
g/m 3
g/m 3
g/m 3
g/m 3
g/m 3
g/m 3
Las partículas a sedimentar pueden encontrarse formando un sistema
en equilibrio por interacciones electrostáticas entre ellas y con el
medio (sistema coloidal), de forma que será necesario romper este
equilibrio, aumentando la concentración de cargas en la disolución por
adición de iones polivalentes (coagulantes). Complementariamente a
este proceso de coagulación, es generalmente necesario provocar la
unión de partículas, para favorecer el proceso de sedimentación
floculante, lográndose este efecto por adición de polielectrolítos
(floculantes). En la tabla se indican diversos floculantes y coagulantes
utilizados normalmente en le tratamiento de aguas, así como las
concentraciones utilizadas de los mismos.
7
TEST DE
JARRAS
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
El test de Jarras es el procedimiento habitual utilizado en el
laboratorio para determinar las condiciones óptimas de operatividad
para el tratamiento de aguas residuales. Este test simula el proceso de
coagulación/ floculación que se utiliza para eliminar las partículas en
disolución que pueden producir turbidez, olor o cambio de color del
efluente.
Este método conlleva el ajuste del pH, selección del agente coagulante
y de su dosis adecuados, elección de velocidad y tiempo de agitación
de las palas así como tiempo de reposo posterior.
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SEDIMENTADORES:
FLUJO
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Alimentación
desagüe
Alimentación
Sedimento
a) flujo horizontal
desagüe
Sedimento
b) flujo vertical
Alimentación
desagüe
Sedimento
c) flujo lamelar
El proceso de eliminación de sólidos mediante sedimentación se
efectúa en balsas denominadas
sedimentadores, las cuales
generalmente tienen un volumen tal que el tiempo de retención
hidráulica sea suficientemente grande como para que las partículas
con velocidad de sedimentación deseada lleguen al fondo de las
mismas.
Los sedimentadores pueden dividirse en función de las direcciones
relativas de desplazamiento del agua y el sedimento en:
* de flujo horizontal: el sedimento se desplaza perpendicularmente a
la dirección de flujo del agua.
* de flujo vertical: el sedimento se desplaza en paralelo y en
contracorriente al flujo del agua.
* de flujo lamelar: también llamados de superficie ampliada,
consistentes en un sedimentador de flujo vertical –raramente de flujo
horizontal- en el cual se sumergen unas planchas o lamelas paralelas
al flujo del agua, que actúan como si la superficie del sedimentador se
hubiera ampliado y con ella la eficiencia de la separación al aumentar
la carga hidráulica (CH).
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SEDIMENTADORES:
SECCIÓN
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Desagüe
Desagüe
Alimentación
Alimentación
Circular
Rectangular
RECOGIDA DE LODOS
LODOS
LODOS
LODOS
COLECTOR
SUCCIÓN
BARRIDO MECÁNICO
La sección de los sedimentadores puede ser:
•rectangular: donde alimentación y desagüe se colocan en los lados
menores del sedimentador y opuestos entre ellos siendo el flujo de
agua paralelo al eje mayor.
•circular: la alimentación se realiza en la región central y el desagüe
perimetral, siendo el flujo de agua radial.
Los sedimentadores rectangulares se suelen implantar en aquellos
casos en que hay carencia de espacio, al permitir un mejor
aprovechamiento del mismo que en el caso de los circulares y ser más
sencillos de cubrir cuando se quiere implantar un sistema de
eliminación de olores; otra ventaja que presentan es la posibilidad de
construcción compartiendo muros verticales con otras instalaciones
como balsas de aireación o clarificadores, lo cual reduce costes de
construcción. Frente a estas ventajas presentan un inconveniente
importante como es la mayor dificultad de retirada de los sedimentos
depositados.
La retirada de sedimentos del fondo de los sedimentadores puede
realizarse mediante:
•colectores: región de la solera del sedimentador con una pendiente
mayor que la pendiente de talud del sedimento –ángulo a partir del
cual se produce la inestabilidad del sedimento depositado-.
•succión: sistema por el cual se crea una depresión en la conducción a
través de la cual se retiran los sedimentos.
•barrido mecánico: lámina que al desplazarse por el fondo del
sedimentador arrastra los sedimentos en él depositados.
Normalmente podemos encontrar dos o más de estos sistemas
simultáneamente implantados en un mismo sedimentador.
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SEDIMENTADORES:
REGIMEN
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Vfase dispersa
Equilibrio
dinámico
Decantador estático
Separación
por
decantación
Separación
por
arrastre
Vfase contínua
Decantador dinámico
Los procesos de separación basados en el movimiento relativo de una fase
dispersa en el seno de una continua, presenta dos posibles mecanismos:
•Separación por decantación: cuando la fase dispersa se mueve a mayor
velocidad que la fase continua. Un aplicación de este tipo de separación es el
decantador estático donde la fase continua se desplaza horizontal o verticalmente
con respecto al movimiento de caída de la fase dispersa, recogiéndose esta última
en la zona profunda del decantador, mientras que la fase continua se retira por la
zona superior exenta de partículas.
•Separación por arrastre: cuando la fase continua se mueve a mayor velocidad
que la fase dispersa, provocando el arrastre de esta y al chocar una partícula con
otra favorecer la aglomeración de las mismas formando flóculos, que al aumentar
su tamaño decantan más fácilmente. Una aplicación de este tipo de decantadores
es el decantador dinámico que presenta dos zonas diferenciadas: i) una extensa
región inferior central donde las partículas sedimentables son arrastradas por la
corriente de alimentación, ii) una zona exterior donde la turbulencia del agua de
alimentación disminuye, favoreciendo la sedimentación de las partículas.
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SEDIMENTADORES
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
TABLA 2.3
Tratamiento
Pretratamiento
Primario
Secundario
Línea de fangos
Denominación del
sedimentador
Sedimentación
Naturaleza del
sedimento
Nombre del
sedimento
Desarenador
Tipo I
Sólidos
inorgánicos
Arenas y
gravas
Decantador
Tipo II
Sólidos
sedimentables
Lodos
Clarificador
Tipo III
Biomasa
Fangos
Espesador
Tipo IV
Lodos + fangos
Fangos
espesados
La separación por sedimentación se emplea en la depuración de aguas
en diversos puntos de una estación depuradora:
* pretratamiento: la unidad de proceso se denomina desarenador,
funcionando mediante sedimentación tipo I (de partículas discretas)
separando sólidos densos (≈ 2,5 kg/L) de naturaleza inorgánica y
tamaño superior a los 0,25 mm de dee (diametro esférico equivalente)
como son las arenas y gravas.
* primario: la unidad de proceso se denomina decantador, funciona
mediante sedimentación tipo II (floculante) separando los sólidos
sedimentables que reciben el nombre de lodos.
* secundario: la unidad de proceso se denomina clarificador o
decantador secundario, funciona mediante sedimentación tipo III
(impedida), separando la biomasa producida en los digestores y que
recibe el nombre de fangos.
* línea de fangos: la unidad de proceso se denomina espesador,
funciona mediante sedimentación tipo IV (región de compresión),
concentrando los lodos y fangos obtenidos en los decantadores
primarios y secundarios dando lugar a los fangos espesados.
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SEDIMENTADORES:
DISEÑO
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Tipo de
sedimentador
Desarenador
Decantador
primario
rectangular
Decantador
primario circular
Profundidad
(m)
TABLA 2.4
Longuitud
(m)
Anchura
(m)
C H (m 3 /m
2,0/5,0
7,5/20,0
2,5/7,0
24,00/66,67
0,04/0,16
3,0/5,0
15/90
3/25
1,00/2,00
1,5/3,0
2
·h)
t r (h)
3,0/5,0
4/60
0,80/1,80
1,0/2,0
Clarificador para
fangos activados
3,6/5,0
10/50
0,68/1,36
2,5/5,0
Clarificador para
aireación
prolongada
3,6/5,0
10/50
0,34/0,68
5,0/10,0
Parámetros de diseño y funcionamiento
sedimentadores anteriormente descritos.
más
comunes
de
los
13
SEDIMENTADORES:
¿SI o NO?
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Optativo
Ventajas e inconvenientes de la implantación de un sistema de decantación primaria
VENTAJAS
DESVENTAJAS
Menor consumo energético
Mayor complejidad
Mayor producción de gas
Peor homogeneidad del fango
Mayor capacidad de espesado del fango
Remoción del fango en varios puntos
Deposito de arenas y grasas
Malos olores por septización del fango
Mayor regulación hidráulica
Los sistemas de depuración pueden diseñarse con o sin decantación
primaria.
El primer caso presenta las ventajas de:
•un menor consumo energético al ser menor la cantidad de materia
biodegradable que llega al digestor aerobio,
•mayor producción de biogas al aumentar la cantidad de materia
putrescible,
•mejor sedimentabilidad de los fangos,
•permite una mayor eficiencia en la separación de arenas y grasas al
aumentar el tiempo de residencia,
•actúa como regulador hidráulico moderando las fluctuaciones de
caudal o concentración.
El segundo caso presenta las ventajas de:
•menor complejidad,
•mayor homogenidad del fango obtenido,
•disminuye el número de puntos de bombeo de los fangos,
•disminución de malos olores al evitarse los fenómenos de septicidad
de los lodos antes de la digestión aerobia.
En el caso de eliminar el sistema de decantación primaria hay que
redimensionar tanto el sistema de digestión como el decantador
secundario.
14
DECANTADOR
CIRCULAR
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Canal de desagüe
Rasqueta de espumas
Sumidero de flotantes
Campana distribuidora
Espumas
Efluente
Purga de
espumas
Alimentación
Barredora de fondo
Deflector
Purga de sedimentos
Los decantadores circulares generalmente son de flujo vertical con
barredoras de fondos colector central de sedimentos y rasqueta de
espumas con artesa colectora de las mismas. La campana
distribuidora tiene por función repartir y tranquilizar el flujo de la
corriente de alimentación. El mecanismo de sedimentación es
mayoritariamente de tipo II, alcanzándose concentraciones en sólidos
del 2-3%. Se utilizan tanto en los tratamientos primarios para eliminar
sólidos en suspensión –denominados lodos- como para eliminar la
biomasa a la salida de los digestores del tratamiento secundario –se
denomina fango-.
15
PARÁMETROS DE DISEÑO DE
DECANTADOR CIRCULAR
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
tresidencia= 15 – 20 min
nº líneas tratamiento
vascensional = 1,0 – 1,5
m3/m2·h
Rdo SS = 50 – 70 %
[Fango]decantado= 10 – 30 kg·m3
Rdo DBO = 20 – 40 %
Q
S =
Superficie (m2) =
v
(
Volumen (m3) =
V = Q diseño
Profundidad (m) =
H =
Pr od
Qfangos (m3/h) =
[SS]salida (mg/L)=
[DBO5]salida (mg/L)=
ascen
fangos
Q
5
=
]salida
=
π
n º líneas
· t residencia
V
S
decantador
· [SS
diseño
]entrada
· Rdo SS 100
1000
=
fangos
[SS ]salida
[DBO
Q
)
0 ,5
φ = S ·4
Diametro (m) =
Prodfangos (kg/d) =
n º líneas
diseño
[SS
=
Pr od
[Fango
]entrada
[DBO
fangos
5
24
]decantador
· (100 − Rdo
100
]entrada
· 24
· (100
SS
)
− Rdo
DBO
5
)
100
Además de los parámetros generales de diseño son necesarios
•El número de líneas de tratamiento,
•El tiempo de residencia hidráulica,
•La velocidad ascensional o velocidad equivalente a la que se
ascendería el agua cuando el decantador se llene a un caudal igual al
de diseño,
•Rendimiento del decantador para la eliminación de SS
•Rendimiento del decantador para la eliminación de DBO5
•Concentración del fango.
16
SEDIMENTADOR
LAMELAR
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Alimentación
Efluente
a
Cámara de mezcla
y floculación
L
Lamelas
θ
Purga de sedimentos
CH =
Q
n · L·a · cos θ
n = nº de lamelas
17
PARÁMETROS DE DISEÑO DE
DECANTADOR LAMELAR
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
vdecantción= 0,6 – 1,0
L = 1,0 – 1,5 m
nº líneas tratamiento
a = anchura
m/hdlamela-lamela = 0,04 – 0,1 m θ ≈ 1 rad
elamela = 3 – 7 mm
vlamela (m/h) =
Ltotal lamelas (m) =
Nº lamelas =
Lalimentación = 1,0 – 3,0 m
⎧
⎡
⎛
⎪
⎢
⎜
⎪
·sen θ )2 + (L lam ·cos θ + d l − l cos (π − θ ))2
⎢
⎜ (L
v l = v dec ·cos (π − θ ) + 1 ⎨4·v dec 2 ·cos 2 (π − θ ) − 4 ⎢ v dec 2 ·cos 2 θ + v dec 2 ·cos 2 (π − θ ) − ⎜ lam
2
dl − l
⎪
⎢
⎜
⎜
⎪
⎢
v dec ·cos (π − θ )
⎝
⎣
⎩
(
L
t l
⎛ ⎛ Q diseño
⎛ ⎛ Q diseño
⎞
⎞ ⎞
⎞
⎜ ⎜
⎟
⎜ ⎜
⎟ e
⎟⎟ ⎟
⎟⎟
⎜ ⎜⎝ n º lineas
⎜ ⎜⎝ n º lineas
⎟
⎠
⎠
= ⎜
+ 1 ⎟·
⎟ + ⎜
v l ·d l − l ·a
⎜ v l · a · sen θ ⎟
⎜
⎟
⎜
⎟
⎜
⎟
⎝
⎠
⎝
⎠
n º lamelas
S
Sútil (m2) =
Sdecantador (m2) =
Ldecantador (m) =
Lvertedero (m)=
CH (m3/m2·h)=
=L
tl
L vertedero
C
H
1000
sen θ
+ L
lamela
=
Q
S
útil
2 ⎤⎫
12
⎥⎪
⎥⎪
⎥⎬
⎥⎪
⎥⎪
⎦⎭
·cos
θ
t l ·a
= L t l + L a lim entación
decantador
⎞
⎟
⎟
⎟
⎟
⎟
⎠
⎛ Q diseño
⎞
⎜⎜
⎟⎟
⎝ n º lineas
⎠
+ 1
v l ·d l − l ·a
= L
útil
12
lamela
(
S decantador
L
=
)
+ L
)·a
a lim entación
= 2 ·L t l · a
diseño
· n º líneas
18
ESPESADOR
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Deflector
Rasqueta de espumas
Canal de desagüe
Sumidero de flotantes
Campana distribuidora
Espumas
Efluente
Purga de
espumas
Alimentación
Barredora de fondo con picas
Purga de sedimentos
Los espesadores son balsas generalmente circulares de flujo vertical
con barredoras de fondos con picas verticales, colector central de
sedimentos y rasqueta de espumas con artesa colectora de las
mismas. La campana distribuidora tiene por función repartir y
tranquilizar el flujo de la corriente de alimentación. El lento
movimiento de las picas favorece la formación de flóculos y aumenta
la sedimentabilidad de los mismos. El mecanismo de sedimentación es
mayoritariamente de tipo III, y en muchas ocasiones es necesario la
adición de coagulantes y floculantes para aumentar el rendimiento del
proceso de sedimentación. Las concentraciones en sólidos que se
alcanzan están normalmente comprendidas entre el 10 y el 15 %.
19
PARÁMETROS DE DISEÑO DE
ESPESADOR
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Csólidos< 70 kg/m2·día
[SS]primario
tresidencia > 24 h
[SS]salida= 30 – 70 kg/m3
[SS]secundario Csólidos primario
Cmixtos (kg/d) =
Qfangos (m3/h) =
C
Q fangos
mixtos
=
Vespesador (m3) =
Qsalida (m3/h) =
vascensional (m3/m2h)=
+ C
primario
C primario
[SS ]primario
[Fangos
[Fangos]mixtos (kg/m3) =
Sespesador (m2) =
= C
Csólidos secundario
S
·10 − 3 ·24
]mixtos
=
+
sec undario
C sec undario
·10 − 3 ·24
undario
[SS ]sec
C mixtos
Q fangos ·24
C
mixtos
espesador
=
V espesador
= Q fangos · t residencia
L decantador
v ascensiona
l
=
Q
diseño
=
n º líneas
C mixtos
[SS ]salida
·24
[Fangos ]mixtos
S espesador
·n º líneas
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DECANTADOR CIRCULAR:
VISTA GENERAL
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Decantador circular de flujo vertical con puente circular. La
decantación primaria de la EDARU de Linares se realiza en dos
decantadores circulares de flujo ascendente de 20 m de diámetro y 3
m de altura útil, con un volumen unitario de 1.026 m3
21
DECANTADOR CIRCULAR:
PUENTE RADIAL
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Puente radial de accionamiento periférico, equipado con rasquetas de
fondo para la eliminación de los sólidos sedimentados y rasquetas
superficiales para la eliminación de espumas. Gira lentamente (v<120
m/h) con objeto de no crear turbulencias en su desplazamiento.
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DECANTADOR CIRCULAR:
SUMIDERO DE FLOTANTES
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La eliminación de flotantes se efectúa mediante rasquetas de
espumas, que los impulsan hacia un sumidero conectado con un pozo
de flotantes de donde son evacuados mediante bombas hacia el
espesador de flotación
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DECANTADOR CIRCULAR:
CAMPANA DISTRIBUIDORA Y
CANAL DE DESAGÜE
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
La alimentación se efectúa generalmente en la zona central del
decantador, en el interior de la cámara distribuidora, diseñada para
distribuir el flujo uniformemente en todas direcciones. Suele tener un
diámetro comprendido entre el 15 y el 20% del diámetro total del
tanque, con una profundidad que varía entre 1 y 2,5 m.
El agua se desplaza desde la cámara distribuidora hasta la región
perimetral de desagüe dotada de deflectores con escotadura de
sección triangular, con objeto de minimizar las turbulencias y con ellas
el arrastre de sedimentos, sustancias flotantes, grasas y espumas. La
nivelación del sistema de desagüe es fundamental para el
funcionamiento correcto de la clarificación. Por otro lado para no
provocar levantamiento de los fangos sedimentados, la relación del
caudal afluente a la longitud total de vertido debe ser menor de 10-12
m3/h/m
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DECANTADOR CIRCULAR:
BARREDORAS DE FONDO
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Barredoras
Miguel en
sedimentos
bombeados
de fondo de un decantador de la EDARI de MAHOU-San
Alovera (Guadalajara), encargadas de impulsar los
depositados hacia el colector central de donde son
y extraídos del sedimentador.
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ESPESADOR DE FANGOS
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Espesador de lodos primarios por sedimentación.
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SISTEMAS AUXILIARES
BOMBEOS Y ARQUETAS
DE REPARTO
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Arqueta de distribución del agua a tratar entre las dos líneas de
tratamiento.
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SISTEMAS AUXILIARES
BOMBEO DE FANGOS
Prof. Dr. D. A. Aznar Jiménez
Pozos de bombeo de fangos de los decantadores primarios hacia el
espesador.
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