Diapositiva 1 - Carlos Cuadros

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
Maestría en Ciencias con Mención en
Tratamiento de Aguas y Reuso de Desechos
CURSO: Tratamiento de Aguas
Residuales Industriales
Clase Nº4
Ing. Carlos Cuadros Caja
Mayo 2013
VISTA GENERAL DE TAR INDUSTRIALES
SEPARACION SOLIDO/LIQUIDO
Desaceitado-desengrasado
El objetivo en este paso es eliminar grasas, aceites, espumas y demás
materiales flotantes más ligeros que el agua, que podrían distorsionar
los procesos de tratamiento posteriores.
El desaceitado consiste en una separación líquido-líquido, mientras que
el desengrase es una separación sólido-líquido. En ambos casos se
eliminan mediante insuflación de aire, para desemulsionar las grasas y
mejorar la flotabilidad.
MÉTODOS
• Sedimentación
• Filtración
• Secado térmico
SEPARACION SOLIDO LIQUIDO
Consideraciones para el tratamiento :
•Las velocidades de sedimentación de las arenas y de flotación de las partículas
de grasa no se modifican prácticamente por realizar el desarenado y la
desemulsión de grasas en el mismo depósito lo cual es lógico si se considera la
diferencia de densidades entre las partículas de arena y grasa.
•El aire comprimido añadido para la desemulsión ayuda a impedir la
sedimentación de las partículas de fango , poco densas por lo que la arena
depositada en el fondo del desarenador es más limpia.
•Las partículas de arena, al sedimentar, deceleran las velocidades ascensionales
de las partículas de grasa. Disponen así éstas de más tiempo para ponerse en
contacto entre sí durante su recorrido hacia la superficie, aumentándose el
rendimiento de la flotación de grasas.
SEPARACION SOLIDO LIQUIDO
Crit erio s de diseño :
Los desengrasadores se diseñan por lo general conjuntamente con el
desarenado r aireado , creándose una zona tranquilizadora donde se acumulan
las grasas que se extraen al final del canal a través de un vertedero o una
compuerta. Lo s desengrasado res pueden ser independientes del desarenador
cuando se necesita un rendimiento muy elevado de eliminación de grasas. Se
diseñan normalmente aireado s y suelen instalarse para la depuración de
aguas residuales industriales.
Necesidades de mantenimiento y explotació n:
Las grasas extraídas so n concentradas por medio de un concentrador de
grasas o desnatador que por medio de un tornillo de transporte las deposita en
un contenedor de almacenamiento .
SEDIMENTACION - CLASIFICACIÓN DE FITCH
Basada en la concentración y tendencia a la interacción
de las partículas, existen cuatro tipos de sedimentación
diferenciadas:
· Sedimentación clase 1 ó de partículas discretas
Ej: Desarenado
· Sedimentación clase 2 ó de partículas floculantes
Ej: Decantación primaria
· Sedimentación clase 3 o zonal
Ej: Decantación Secundaria en proceso Fangos Activos
· Sedimentación clase 4 ó por compresión
Ej: Espesamiento de Fangos por gravedad
DESEMPEÑO DE LOS SEDIMENTADORES
La eficiencia de remoción de DBO y SST en tanques de
sedimentación primaria, como función de la concentración del
afluente y el tiempo de retención se puede representar
R = t / ( a + bt )
donde :
R = % remocion esperado
t = tiempo de retencion.,h
a,b = constantes empiricas
variable a,
b
DBO 0,018 0,020
SST 0,0075 0,014
DESEMPEÑO DE LOS SEDIMENTADORES
Los sedimentadores primarios pueden ser rectangulares o
circulares. Por lo general se construyen circulares. Los tanques
rectangulares la relación longitud/ancho varía entre 3/1 y 5/1, con
profundidades de agua mayores de 2 m, longitud menor de 90 m,
ancho de 3 a 24 m y pendientes suaves en el fondo hacía la tolva
de lodos. En tanques circulares el diámetro generalmente es
menor de 90 m, con profundidades de agua de 3 a 4 m y
pendientes en el fondo del 8%. Tiempo de retención hidráulico va
de 1 a 2.5 horas.
SEDIMENTADOR RECTANGULAR
SEDIMENTADOR CIRCULAR
SEDIMENTADORES DE PLACAS INCLINADAS
MECANISMO DE REMOCION DE LODOS EN UN
SEDIMENTADOR
FILTRACION
La filtración es una operación en la que una mezcla heterogénea
de un fluído y de las partículas de un sólido se separan en sus
componentes, gracias al concurso de un medio flitrante que
permite el paso del fluído, pero retiene a las partículas del sólido.
Esta operación implica, por lo tanto, el flujo del fluído a través de
medios porosos.
•La filtración se produce a través de un medio poroso ,que
permite el paso del líquido y retiene el sólido en los cuales se
continua la filtración
•La filtración se produce por el uso de diferencia de presión que
fuerza el líquido a través del medio. Puede hacer uso de alta
presión o baja presión.
FILTRACION
Medio filtrante:
• Muy importante para asegurar una buena
filtración.
• Debe retener sólidos sin obstruirse.
• Debe tener resistencia mecánica y a la
corrosión.
• Debe tener baja resistencia al flujo del líquido.
• Medios filtrantes: de algodón, lana,
lino,yute,nylon, seda, fibra de vidrio, carbón
poroso, rayón, cerámica. Deben filtrar sólidos
de < 10 µ .
Filtro de discos
Filtro de banda horizontal
Filtro prensa de placas verticales
FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN
• Elección del medio filtrante.- Cuando el medio
filtrante es demasiado fino ,todos los sólidos
serán retenidos y el filtrado será claro, pero la
velocidad de filtración será lenta, debido al
tupido del medio. Si el medio es demasiado
grueso, la filtración será rápida, pero esta estará
acompañada de pérdidas de sólidos a través del
medio.
• Tamaño de las partículas de los sólidos.-Cuanto
mas finos los sólidos, mas lenta la velocidad de
filtración.
FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN
• Compresibilidad de los sólidos.- Los materiales
más gruesos filtrarán mucho más rápido que
los materiales finos, si estan particulados, sin
embargo un tupido de filtro considerable puede
ocurrir si los sólidos se comprimen y deforman
bajo presión.
• Grado de floculación.- En la industria minera la
mayoria de los sólidos podrian considerarse
como incompresibles, sin embargo en muchos
casos se utiliza la floculación para incrementar
el tamaño de partícula y por lo tanto la
velocidad de filtración.
FILTRACIÓN DE SOLUCIONES
1
Las impurezas de la solución
tapan los poros de la tela
filtrante, formando una capa
compacta e impermeable
sobre la superficie de esta
tela, impidiendo que el flujo
de la solución sea filtrado.
2
La formación de la precapa sobre la tela
filtrante garantiza una
superficie permeable,
dejando pasar la
solución clara,
reteniendo los sólidos
que vienen con ésta.
3
La dosificación de
Diatomita durante
la operación del
filtro impide la
formación de una
capa permeable
sobre la pre-capa
manteniendo la
porosidad del Cake.
TIPOS DE FILTROS
Los aparatos que se utilizan en filtración, constan básicamente de un soporte
mecánico, conductos por los que entra y sale la dispersión y dispositivos para
extraer la torta. La presión se puede proporcionar en la parte inicial del
proceso, antes del filtro o bien se puede utilizar vacío después del filtro, o
ambas a la vez, de forma que el fluido pase a través del sistema.
1.- Filtros prensa (discontinuo de presión)
2.- Filtros espesadores de presión (continuos de presión)
3.- Filtros rotatorios (continuo de vacío
4.- Filtros centrífugos
5.- Filtros de aire
FILTRACION POR ADSORCION
• La filtración por adsorción hace que
partículas micrónicas y submicrónicas
se adhieran al medio filtrante con una
apertura de poros mayor que el tamaño
de las partículas a recuperar.
FILTRACION POR ADSORCION
•El flujo laminar y la presión de
operación son importantes para usar
el principio.
•La baja presión garantiza la
formación de una estructura de torta
abierta (no compactada) y un filtrado
de alta pureza.
• El flujo laminar asegura que las
partículas se adhieran a la superficie
del medio filtrante.
FILTROS
Series C
Series D, flange simple
• Área Filtración: 30 m2 - 120 m2
• No-expandible
• Área Filtración: 80 m2- 180 m2
• No-expandible
Series D, flange doble
Series E
• Área Filtración: 80 m2 - 360 m2
• Expandible
• Área Filtración: 200 m2 - 720 m2
• Expandible
Tratamiento de Efluentes
Del Clarificador
de Cu y drenajes
Clarificador
de Efluentes
Estanque
5 000 m3
Destrucción de
Cianuro y remoción
metales disueltos:
H2O2, Ca(OH)2
Filtro de Arena
A Poza de
Irrigación y
Plantación
A Tanque
de Almacenamiento
de Cobre
Efluentes Tratados
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FILTRACION
AEREACION
Hay tres sistemas de aereación
mecánica,
• aereadores superficiales,
• chorros de líquidos
• sistemas de agitación y aspersión
o sistemas “ combinados
AEREACION
AEREACION
Chorros de liquido
El aire puede ser
arrastrado junto con
las aguas residuales ,
extrayendo una
corriente de líquido y
Bombeandolo a través
de un eyector venturi
AEREACION
SISTEMADE AEREACION POR BURBUJAS
•Difusores de burbujas finas
•Difusores de burbuja media
•Dispositivos de burbuja gruesa
•Dispositivos de cortante hidráulico
•Sistemas de gas disuelto
PREAEREACION
Objetivos que se persiguen :
• Mejorar la tratabilidad del agua.
• Control de olores.
• Mejorar la separación de las grasas.
• Favorecer la floculación de sólidos.
• Mantener el oxígeno en la decantación aun a bajos caudales.
• Incrementar la eliminación de DBO5.
•Evitar los depósitos en las cámaras húmedas. La preaireación se utiliza en:
• Cabecera de instalación
• En los desarenadores, incrementando el tiempo de retención y la capacidad de
aireación.
• En los canales de distribución a los decantadores primarios.
• La disminución de los olores y la prevención de la septicidad implican un tiempo mínimo
de 10-15 minutos.
• La floculación efectiva de los sólidos necesita, aparte de la adición de ciertos productos
químicos, un tiempo de retención de 30 minutos.
• Para la reducción de DBO será de 45 minutos.
Se recomienda suministrar una cantidad de aire mínima entre 0,8 m3 aire/m3 de agua
residual.
PREAEREACION
Metodos de suministro de aire
Son dos principalmente: difusores y aireadores mecánicos: Los difusores se
clasifican en:
· Porosos: Con forma de disco o de tubos. Construidos de SiO2 (óxido de silicio) o
de Al2O3 (óxido de aluminio), pueden ser de tipo cerámico o estar construidos
sobre una masa porosa con ligazón cerámica.
· No porosos: de tipo boquilla, orificios, válvulas... Los de tipo boquilla y orificios
están construidos de metal o plástico, tienen aberturas anchas y sueltan unas
burbujas más grandes que los difusores de tipo poroso. La cantidad de difusores
requeridos se calcula determinando la cantidad total de aire necesario y
dividiéndolo por el caudal medio recomendado para cada difusor. Normalmente
este caudal es de 1,9-7 l/s/ difusor. La distancia entre difusores es generalmente
de 250-600 mm. La aireación mecánica se consigue mediante:
· Turbinas
· Aireadores de superficie.