unidad 4: tratamiento primario

CURSO DE ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES (EDAR’s)
UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
CAPÍTULO 1: GENERAL
Sección 1: General
En esta unidad del programa examinaremos el Proceso de Tratamiento Primario en una
planta de tratamiento de aguas residuales. Usted ya conoce que las aguas residuales
contienen sólidos orgánicos e inorgánicos y ambos pueden estar tanto en suspensión
como disueltos.
Sólidos sedimentables son la porción de sólidos suspendidos que sedimentan fácilmente
en un tanque primario cuando la velocidad del flujo del agua residual es inferior a 0.3
m/s.
Normalmente, entre un noventa y un noventa y cinco por ciento (90%-95%) de los
sólidos sedimentables se depositan durante el tratamiento primario.
Los sólidos coloidales, son sólidos finamente divididos que no sedimentan durante el
tiempo de retención usual de un tanque de sedimentación primaria. Lo sólidos
coloidales superan fácilmente los procesos de tratamiento primario y su depuración
tiene lugar en los procesos del tratamiento secundario.
El alcantarillado está diseñado para proporcionar una velocidad del agua residual de al
menos 0.6 m/s. Debido a que el agua residual en las redes de saneamiento se mueve
relativamente rápida los sólidos permanecen en suspensión.
Cuando el agua residual entra en una planta de tratamiento, primero pasa a través de una
reja que elimina los sólidos más grandes, o a través de un triturador que reduce el
tamaño de las partículas sólidas.
Después del tamizado o triturado, el agua residual fluye a un desarenador donde los
sólidos pesados son eliminados. La velocidad del agua residual hasta este punto ha
mantenido estos sólidos en suspensión.
En el desarenador la velocidad del agua residual se reduce hasta un valor del orden de
0.3 m/s. Esta velocidad permite que los sólidos inorgánicos o arenas se sedimenten e
impide que lo hagan los sólidos orgánicos más ligeros, los cuales permanecerán en
suspensión.
Si la velocidad del agua residual y la acción de mezcla se reduce por debajo de 0.3 m/s,
los materiales más pesados se sedimentan y los más ligeros ascienden a la superficie.
El tratamiento primario reduce la velocidad del agua residual a valores inferiores de 0.3
m/s, en tanques especiales diseñados para reducir la velocidad y facilitar la mezcla.
Rendimientos de eliminación típicos que pueden ser alcanzados en tratamiento primario
son los siguientes:
• Para sólidos sedimentables 90-95%
• Para sólidos suspendibles 50-65%
• Para demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO) 20-35%
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
Los mejores rendimientos en el tratamiento primario se obtienen con aguas residuales
recientes (blancas). Las aguas residuales sépticas o negras contienen bacterias
anaerobias que producen gas. Estas burbujas de gas en su ascensión arrastran los sólidos
hasta la superficie.
Los tanques primarios pueden ser rectangulares cuadrados o circulares. La forma del
tanque no afecta los rendimientos de la eliminación.
Como pueden ver en esta figura, un tanque primario normalmente es diseñado con los
siguientes parámetros: un tiempo de retención de 1 a 2 horas.
Carga hidráulica (caudal) superficial con un valor medio de 32 600 a 48 900 litros por
metro cuadrado y por día.
Caudales punta de 81 500 a 122 000 litros por metro cuadrado y día.
Y valores de caudal de compuerta para carga máxima de 2 litros por metro por segundo.
Estos parámetros de diseño pueden cambiar ligeramente por requerimientos legales.
CAPÍTULO II: CONFIGURACIÓN DEL DEPÓSITO
Sección 1: General
Configuraciones del depósito:
Se utilizan diferentes nombres para referirse a los depósitos de tratamiento primario. Se
les llaman clarificadores, sedimentadores o decantadores.
En esta unidad nos referiremos a las unidades de tratamiento primario como
decantadores o depósitos primarios. Cuando abordemos el tratamiento secundario nos
referiremos a unidades de tratamiento similar como clarificadores.
Este decantador es circular, entendiendo que puede ser también rectangular o cuadrado.
En cualquier caso el objetivo de todos los decantadores es el mismo:
• reducir la velocidad del agua residual y el mezclado para que se produzca decantación
y flotación.
A menudo hay dos puntos en el proceso de tratamiento del agua residual donde se usan
decantadores. Un decantador está normalmente situado justo después del
pretratamiento. Muchas plantas también usan decantadores en el tratamiento secundario
Independientemente del nombre, forma o lugar de ubicación en el proceso de
tratamiento, todos los decantadores están diseñados para hacer lo mismo eliminar
sólidos sedimentables suspendidos en el agua residual.
Es importante darse cuenta que solamente los sólidos sedimentables son eliminados en
el decantador. El material sólido más ligero permanece en el agua residual o flota en la
superficie y debe ser eliminado a través de diferentes métodos.
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Este diagrama muestra los dos lugares diferentes donde los decantadores son usados en
una planta común. Como se puede ver, un decantador está situado justo después del
tratamiento primario y en la mayoría de las plantas, el otro después del tratamiento
secundario.
Recordemos que estamos estudiando una planta típica. No todas las plantas están
construidas de la misma forma.
El decantador justo después del tratamiento primario se llama tanque primario.
Si en el tanque primario no se eliminan del agua residual suficientes sólidos
sedimentables se puede producir un aumento de la demanda de oxígeno e inhibir
procesos biológicos posteriores. Sin embargo si se eliminan demasiados sólidos
sedimentables puede que no quede materia orgánica suficiente para que los sistemas
biológicos funcionen correctamente.
Como puede observar el proceso de clarificación es importante. Veamos más
detalladamente que ocurre en el depósito de decantación.
Sección 2: Teórica
¿Recuerda que ocurre cuando pone agua residual en un cono y la deja durante un rato?.
Después de un tiempo suficiente los sólidos sedimentables se acumulan en el fondo y
los sólidos ligeros flotan en la superficie.
Esencialmente esto es lo mismo que ocurre en un depósito primario. El proceso de
sedimentación cuenta con la gravedad para separar el material sólido del líquido.
Los decantadores son simplemente grandes tanques diseñados para distribuir
uniformemente el fluido por todo el tanque. Esta distribución uniforme ayuda a reducir
la velocidad del agua residual y los efectos de mezcla por todo el tanque.
Bajo estas condiciones, los materiales sólidos, que son transportados en suspensión en
un vertido, se depositarán al final como fango o flotará en la superficie en forma de
espuma. Los sólidos coloidales o los sólidos finamente divididos que no se han
decantado y los sólidos disueltos permanecerán en el líquido y serán conducidos al
siguiente proceso.
Este diagrama muestra lo que ocurre en un decantador rectangular.
El fluido que entra por la izquierda es distribuido uniformemente por todo el tanque.
Como el agua residual fluye por el decantador, los sólidos más pesados se depositan en
el fondo de donde son removidos. Al mismo tiempo, los materiales más ligeros o la
espuma ascienden a la superficie donde también son extraídos.
El mismo tipo de acción ocurre en un decantador circular, excepto que el agua residual
entra en el tanque por el medio y fluye hacia el perímetro del tanque, como se muestra
en el diagrama.
Debe saber que en el proceso de sedimentación tiene lugar varios pasos principales.
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Sección 3: Entrada
La entrada del decantador reduce la velocidad del agua residual que entra en el tanque y
distribuye el fluido a través del mismo.
Si se utilizan más de un decantador, una cámara distribuidora situada antes de la entrada
reparte el fluido entre todos.
Los decantadores rectangulares usan uno de dos tipos principales de estructuras de
entrada. Esto es una foto de una configuración de la entrada del tanque.
El diagrama muestra el funcionamiento de la estructura de entrada de un tanque. Esta
estructura de entrada reduce la velocidad del agua residual que penetra en el tanque y
distribuye el fluido a través del mismo.
El otro tipo principal de estructura de entrada de un decantador rectangular se muestra
aquí. Un tubo acodado dirige el flujo por debajo de la superficie. Con frecuencia se usa
una estructura de T para facilitar la limpieza de las tuberías.
Si se omite la estructura de T, se necesita un deflector cerca de la entrada para ayudar a
esparcir el flujo de agua residual de manera uniforme por todo el tanque.
La configuración de entrada usual en un decantador circular es una tubería vertical en el
medio del tanque. Un deflector circular alrededor de la entrada fuerza al agua residual a
fluir hacia el fondo del tanque alrededor de la tubería.
Aquí se muestra un diagrama de la configuración de entrada en un decantador circular.
En todos los decantadores, el propósito de la estructura de entrada es reducir la
velocidad del agua residual que entra en el tanque y distribuir el fluido uniformemente a
través del tanque. Esta distribución uniforme es importante por razones que
discutiremos a continuación.
Sección 4: Distribución de flujo
Este diagrama muestra que ocurre cuando la entrada no distribuye el flujo
uniformemente por el tanque si la velocidad del agua residual es mayor en algunas áreas
del tanque que otras puede ocurrir una condición seria llamada cortocircuito.
Como puede ver, es deseable mantener la distribución uniforme del flujo para prevenir
cortocircuitos en el decantador. Este diagrama muestra una buena distribución del flujo
en el decantador.
Un deflector es usado comúnmente para reducir los fenómenos de cortocircuito. El flujo
de agua residual golpea del deflector y se dispersa uniformemente asegurando un buen
flujo en el tanque. En el decantador circular actúan como deflectores las propias paredes
del depósito.
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Finalmente las compuertas de rebosamiento deben estar perfectamente niveladas para
asegurar la buena distribución del flujo y ayudar a prevenir los cortocircuitos.
Sección 5: Sedimentación
El propósito principal del tratamiento primario es la separación efectiva de los sólidos
sedimentables del agua residual en el decantador. El mejor método para obtener esta
separación es permitir que el líquido permanezca inmóvil durante varias horas.
Esto permite a la mayoría de los sólidos depositarse en el fondo del decantador, de
donde son extraídos y tratados posteriormente. Algunos sólidos que flotan en la
superficie son eliminados por un dispositivo de recogida de espumas y procesados
posteriormente.
La mayoría de los sólidos orgánicos sedimentables tienen una densidad ligeramente
mayor a la del agua. Sedimentan lentamente.
La velocidad del liquido en el decantador disminuye hasta valores del orden de 0.3 m/s
comparable a la que debe tener en el desarenador y menor que la de 0.6 m/s en la red de
alcantarillado.
Puesto que el agua residual se mueve a través del decantador, los sólidos más pesados
tienen tiempo suficiente para depositarse en el fondo del tanque. Algunos de los sólidos
suspendidos más ligeros también se depositarán, pero otros, son tan ligeros que
atravesarán completamente el tanque.
Para que se produzca una sedimentación apropiada en el decantador, el líquido debe
moverse muy lentamente. El agua residual debe permanecer en el decantador el tiempo
suficiente para que las partículas sólidas se depositen. Si el tanque es demasiado
pequeño para el volumen de agua que está entrando, el rendimiento de sedimentación
será bajo.
Sección 6: Tiempo de retención
El espacio de tiempo que el agua residual está en el decantador es llamado tiempo de
retención. El tiempo de retención en el decantador primario es de 1 a 2 horas.
El tiempo exacto depende de muchos factores. Si el tiempo de retención es grande, los
sólidos pueden convertirse en sépticos y ascender a la superficie.
El clarificador secundario requiere mayor tiempo de retención que el decantador
primario porque las partículas ligeras y flóculos del fango activado no sedimentan tan
fácilmente como los sólidos más pesados que se depositan en el tanque primario.
La eficiencia del decantador depende de la velocidad del flujo y del tiempo de
retención.
Sección 7: Caudal superficial
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
El caudal superficial es una medida de la velocidad del agua residual a través del
tanque. La medida de caudal superficial se refiere al número de litros por metro
cuadrado y día que pasan a través del decantador. ( Medida de carga superficial =
Caudal =de agua residual/Área superficial del decantador)
En otras palabras, la carga hidráulica de agua residual por cada metro cuadrado, de área
de superficie en el decantador cada día.
El diagrama ilustra el concepto de medida de caudal superficial. Imagine colocar una
red en la superficie del líquido de un decantador. Cada espacio en esta red equivale a un
metro cuadrado.
Para una sedimentación apropiada, la medida de caudal superficial sugerido para un
tanque primario varía desde 20000 litros/metro cuadrado por día dependiendo de la
naturaleza de los sólidos y el tratamiento requerido.
Sección 8: Eficiencia
Para una sedimentación apropiada, la medida de caudal superficial sugerido para un
tanque primario varía desde 20000 litros/metro cuadrado por día dependiendo de la
naturaleza de los sólidos y el tratamiento requerido.
Muchos factores pueden afectar la eficiencia de un decantador. Un factor es el tipo de
sólidos en el sistema. Esto es especialmente importante en el caso de vertidos
industriales.
Otro factor es la edad del agua residual cuando llega a la planta. El agua residual más
antigua se vuelve rancia o séptica y los sólidos no se sedimentarán apropiadamente ya
que se forman burbujas de gas que favorecen la flotación de los sólidos.
La eficiencia de un decantador también depende del caudal de agua residual. Cuando el
caudal es otro, el tiempo de retención se reduce y la sedimentación es menos eficiente.
Otro factor importante es la limpieza y la condición mecánica de decantador; un pobre
mantenimiento o un equipamiento estropeado pueden reducir la eficiencia de la
sedimentación.
En este punto usted debe preguntarse cómo de bien está funcionando su decantador
primario durante una operación apropiada.
Recuerde, en la unidad 2 tratamos sólidos suspendidos sedimentables y no
sedimentables. En el decantador primario, alrededor del 50 al 65 % de los sólidos
suspendidos serán eliminados. Si nos fijamos únicamente en los sólidos sedimentables,
cerca del 100% pueden ser eliminados.
Puesto que algunos de los sólidos suspendidos son orgánicos, la DBO (Demanda
Bioquímica de Oxigeno) descenderá 20 - 35 %.
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
Sección 9: Desagüe
Previamente tratamos la entrada del decantador y la clasificación que sucede dentro de
éste. Ahora, algunas palabras acerca de las salidas de agua.
El agua residual deja el vertedor fluyendo a través de los deflectores y entra en una
artesa como se muestra en la figura. El propósito de los vertedores es permitir que una
fina capa del agua más limpia rebase el tanque.
Una alta velocidad cerca del vertedor puede empujar sedimentos sólidos en el efluente.
La longitud de la compuerta de un decantador comparada al flujo es importante para
prevenir altas velocidades.
Esta foto muestra el flujo atravesando el vertedor de desagüe. Un deflector de espumas
al final del desagüe de un tanque rectangular o alrededor del borde de un tanque circular
ayuda a prevenir que sólidos flotantes abandonen el tanque.
Los operadores deben asegurarse que el flujo que proviene del decantador es
uniformemente distribuido cuando rebasa los vertedores. La mayoría de los vertedores
de los tanques pueden ser ajustados y nivelados por lo que el flujo de sólidos es
uniformemente distribuido.
Vertedor de salida rectangular.
Esquema de vertedor de salida rectangular.
Vertedor de salida circular.
Sección 10: Rebosamiento de compuerta
Esquema de una compuerta de salida circular.
Asumiendo que el flujo pasa a través del vertedor distribuido uniformemente, un
camino para determinar si la longitud del vertedor es suficiente es calcular el flujo diario
a través de cada metro de compuerta. Esta medida es llamada medida de rebosamiento
de la compuerta.
La medida de rebosamiento del vertedor equivale al número de metros cúbicos que
fluyen por metro de compuerta y día.
Como se ha indicado, la medida máxima de rebosamiento del vertedor por día para un
decantador primario es de 190 m3/m de vertedor y día.
Los clarificadores secundarios con exigencias de calidad de efluentes altas, requieren
velocidades de rebosamiento en compuestos menores que en los tanques primarios.
Sección 11: Eliminación del fango
Un paso importante en el proceso de sedimentación es la eliminación del fango. Puesto
que el propósito principal de un decantador primario es permitir que los sólidos del agua
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
residual se depositen, el proceso debe complementarse mediante la extracción y
tratamiento de los fangos generados.
Este corte transversal de un tanque rectangular muestra el sistema de eliminación de
sólidos. Los componentes principales son las cadenas de drenado y el sistema de poleas.
Las rasquetas de madera o de fibra de cristal están fijas en las cadenas de dragado, las
cuales están conectadas para formar un sistema de dragado que mueve los fangos a
través del fondo del decantador.
Los sólidos que se depositan en el fondo del decantador son arrastrados a una tolva o
fosa como se muestra en el esquema en el fondo de la izquierda del tanque.
La mayoría de los tanques rectangulares pequeños tienen dos fosas. Los sólidos
recogidos en estas tolvas deben ser extraídos para su tratamiento posterior.
Los decantadores más grandes suelen tener una fosa a todo lo ancho del tanque. En este
tipo de sistema, las rasquetas llevan los sólidos al final de la fosa para su eliminación. El
sistema se conoce como colector transversal.
En este decantador circular las rasquetas mueven lo sólidos hacia una tolva situada en el
centro del tanque. En ambos tanques rectangulares y circulares, los sólidos se mueven
muy despacio por lo que no son mezclados ni suspendidos nuevamente en el agua
residual.
¿Puede usted identificar el equipo de eliminación de fango del que hemos hablado en
este tanque vacío?
¿Y en este tanque circular?
Después de que el fango depositado ha sido llevado a la tolva, todavía tiene que ser
extraído completamente del tanque.
El método usado para extraer el fango puede afectar el proceso de estabilización del
mismo. Por ejemplo, si su planta utiliza digestores anaeróbicos, cuanto menos volumen
de fango bombee al digestor, menores serán los problemas de digestión anaerobia.
Puesto que la mayoría de los digestores de las plantas están diseñados para utilizar el
volumen mínimo necesario para un tratamiento continuo, es importante bombear el
fango de forma controlada. Todo el fango debe ser extraído de los tanques primarios,
por lo que tiene que estar concentrado en el menor volumen posible. Esto significa
bombear el fango con la menor cantidad de agua posible.
Los sólidos recogidos en la fosa del tanque primario son bombeados hacia el proceso de
estabilización de fangos, como se muestra en este diagrama.
Los sistemas de tratamiento de sólidos varían de una planta a otra e incluye el uso de
digestores aeróbicos, digestores anaeróbicos, centrifugadoras, prensas y otros
tratamientos de sólidos.
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Sección 12: Eliminación de espumas
La última en el proceso de clarificación es la eliminación de espumas. La espuma debe
eliminarse en todos los tanques primarios.
En los tanques rectangulares, las rasquetas que arrastran el fango del fondo en una
dirección también se mueven sobre la superficie del líquido en sentido contrario,
empujando la espuma, que flota en la superficie hacia una tolva al final del tanque.
Para eliminar la espuma del tanque, la tolva de espuma, gira para permitir que esta
penetre en ella a través de una abertura.
En la figura se muestra una tolva de recogida de espuma. La espuma es eliminada del
tanque por un movimiento giratorio del tubo abierto. La espuma es arrastrada hacia el
interior. Este tubo o tolva de espuma está conectado a un pozo de almacenamiento.
En la figura se muestra una tolva de recogida de espuma. La espuma es eliminada del
tanque por un movimiento giratorio del tubo abierto. La espuma es arrastrada hacia el
interior. Este tubo o tolva de espuma está conectado a un pozo de almacenamiento.
El dispositivo de recogida de espuma que muestra la figura corresponde a un tanque
circular.
En los tanques circulares una cuchilla empuja la espuma a una tolva localizada en el
borde del tanque.
En el esquema se muestra la sección transversal de un tanque circular.
Debido a la diversidad de materiales recogidos en un pozo de espuma no es
recomendable bombear espuma dentro del digestor anaeróbico. Sin embargo en muchos
casos el digestor anaeróbico es el único lugar donde puede ser enviada la espuma para
su tratamiento.
Las espumas pueden provocar serios problemas en los digestores sin agitación. La
espuma puede ser deshidratada o concentrada y enviada a un vertedero o incinerada.
CAPÍTULO III: CONTROL DE PROCESO
Sección 1: Observación visual
Control del proceso
Controles básicos que es necesario conocer cuando se maneja un sistema de tratamiento
primario.
El control más importante es la observación.
Los canales de entrada están limpios de obstrucciones que pudieran bloquear el flujo.
Eliminar cualquier obstáculo del canal de entrada inmediatamente.
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
En plantas con más de un tanque primario revisar frecuentemente para comprobar que el
flujo es igual en todos los tanques. Un buen método para determinar el caudal de
efluente a través de las compuertas.
Los vertedores de efluentes deben estar nivelados y limpios. Los vertedores que no
están nivelados o que están bloqueados por residuos pueden causar un flujo irregular en
la salida y ser origen de cortocircuitos hidráulicos.
La acumulación de fango en los deflectores, muros o canales reduce la eficiencia de los
tanques primarios.
El operador debe conocer el hecho de que los acúmulos de fango afectan a la eficiencia
del tanque. Un correcto mantenimiento de la instalación exige eliminar los acúmulos de
fango.
Sección 2: Flujo
Es necesario revisar el caudal de su planta frecuentemente.
Si recibe más caudal del previsto en el diseño, se presentarán dificultades,
especialmente si éste incremento de flujo continúa por un período extenso de tiempo. El
fango del fondo del tanque se puede remover y salir del tanque en el efluente.
Este problema no ocurre siempre que el flujo aumenta. De hecho los tanques primarios
se diseñan para soportar más del doble del caudal medio. Sin embargo, dependiendo del
diseño de la planta el tanque primario sólo podrá manejar caudales altos durante
períodos cortos de tiempo.
Si el flujo que atraviesa el tanque primario es normalmente menor que el valor de
diseño se pueden generar condiciones sépticas.
Si el caudal es permanentemente menor que el valor de diseño, deberán ponerse uno o
más tanques primarios para que el resto de los tanques puedan funcionar con tasas
cercanas a loas diseñadas.
Sección 3: Tratamiento de fangos
La superficie del tanque primario nunca debe parecerse a lo que muestra la figura. Los
fangos sépticos están flotando en la superficie de esta unidad.
El tiempo que el fango permanece en el fondo del tanque primario (edad del fango) es
un factor muy importante.
Si el fango permanece en el tanque demasiado tiempo, se volverá séptico. Los gases
producidos pueden provocar que el fango ascienda a la superficie.
Cuando el fango se vuelve séptico se produce sulfuro de hidrógeno y el olor servirá de
guía para controlar el bombeo del fango.
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
El olor a huevos podridos alrededor del tanque primario puede ser síntoma de que el
fango permanece en el fondo del tanque demasiado tiempo.
Además de los problemas en el funcionamiento de la planta, el fango séptico puede ser
peligroso. Cuando el fango se vuelve séptico se produce sulfuro de hidrógeno y gas
metano. Ambos gases son peligrosos, especialmente en lugares cerrados. La mezcla de
metano y aire pueden provocar una explosión.
El sulfuro de hidrógeno producido por el fango séptico también puede transformarse en
ácido sulfúrico y atacar el hormigón de los tanques.
Es importante que el fango no permanezca en el fondo del tanque primario durante
demasiado tiempo
¿Puede bombearse demasiado fango de un tanque primario? La respuesta es sí. Si
elimina fangos demasiado a menudo el fango puede ser demasiado fluido, lo que
complica su tratamiento posterior.
Si los fangos del tratamiento primario van a someterse a procesos de decantación en
desarenadores o hidrociclones, su bombeo desde los tanques primarios puede hacerse de
forma continua puesto que estos procesos requieren fangos fluidos (menos del 1% de
sólidos).
El bombeo excesivo de agua incrementa el riesgo de problemas en los digestores. La
extracción del fango primario requiere una atención cuidadosa. El operador debe
considerar la frecuencia, el caudal y la duración del bombeo.
Cuestión importante: ¿Con qué frecuencia y en que cantidad se debe bombear fango?.
La respuesta depende del diseño y condiciones.
Sección 4: Acumulación del fango
Primero hay que considerar el tipo de sistema de producción de fango. En tanques
circulares, el mecanismo de extracción funciona continuamente. Las sobrecargas de
fango pueden estropear el mecanismo de acumulación si la carga se vuelve demasiado
grande.
En tanques rectangulares el sistema de extracción puede funcionar continuamente o a
intervalos de 3 a 12 horas diarias.
Es importante que el sistema de bombeo de fangos evite la acumulación y sobrecarga de
sólidos en el fondo del tanque.
El exceso de sólidos acumulados en el fondo del tanque puede provocar averías en el
equipo de recogida debido a sobrecarga en el momento de arranque.
Finalmente si el sistema de recogida no funciona de forma continua, es necesario que
antes de comenzar el bombeo se acumule suficiente fango en la fosa de fangos.
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Sección 5: Bombeo
En algunos casos, el bombeo se realiza sólo una vez al día. En estas circunstancias el
fango puede ser demasiado fluido y el no eliminado a menudo se vuelve séptico.
Es necesario controlar la frecuencia y caudal de bombeo de fango.
El caudal de bombeo de fango debe controlarse para prevenir la extracción del agua
sobrenadante.
Al bombear un fango fluido se produce el depósito de otro más espeso que se adhiere a
los bordes de la tolva.
Es una buena práctica de mantenimiento revisar las tolvas para romper o eliminar
obstrucciones y desprender los fangos depositados en los bordes.
A los efectos de establecer el régimen de bombeo de fangos es conveniente comprobar
su espesor en las tolvas o fosas.
En el sistema de extracción de fangos deben considerarse: la frecuencia con que
funciona el mecanismos de recogida y bombeo y la velocidad de extracción.
En general es mejor bombear con frecuencia y por períodos cortos de tiempo.
Durante el bombeo, es necesario comprobar que no se está bombeando demasiada agua
mezclada con fango.
En la foto se muestran las características del fango bombeado desde una fosa.
Además de la observación visual existen otros métodos para decidir si está bombeando
fango grueso o delgado.
Si la planta utiliza una bomba de pistones similar a la de la figura, se puede escuchar el
ruido de la bomba. Normalmente el sonido será diferente cuando el fango es espeso que
cuando el fango es fluido.
También puede ser significativa la medida de la presión de la bomba. La presión de
descarga de la bomba será alta cuando el fango es grueso.
Otra forma de controlar las características del fango puede ser la observación visual a
través de ventanas situadas en la línea del fango.
Es importante disponer de la máxima información en relación con el fango que se está
bombeando para poder distinguir entre fangos gruesos y fluidos.
La información obtenida de la observación debe contrastarse con resultados de
laboratorio.
El análisis de sólidos totales es el único modo de determinar con precisión la densidad
del fango, pero este método es demasiado lento para comprobar el funcionamiento
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rutinario de bombeo. Para resultados rápidos, muchos operadores utilizan el test de
centrifugado.
Sección 6: Cantidad de fango
Comentarios generales sobre fangos.
Los párrafos precedentes hacen referencia a fangos primarios típicos. Sin embargo es
necesario tener presente que estos fangos pueden variar ampliamente de una planta a
otra.
El fango fresco es de color gris oscuro, tiene un olor desagradable y tiene grumos. El
fango séptico es negro y huele a huevo podrido.
Generalmente, en sistemas de bombeo intermitente la concentración de sólidos en el
fango primario es del orden del 4 y 6% en peso.
En plantas de tratamiento pequeñas el fango de sus procesos de tratamiento secundario
se envía a los decantadores primarios donde cosedimenta con los sólidos primarios.
Cuando se sigue este modo de operar, la concentración de sólidos del fango primario
será menor del 6%.
Los operadores de planta deben tener en cuenta los sólidos procedentes de los
tratamientos secundarios en el cálculo de extracción de fangos.
Las condiciones óptimas para bombear fango corresponden a concentraciones de sólidos
de 5 a 6%. Si es posible es conveniente detener el bombeo cuando el nivel de sólidos
desciende a menos de 3 ó 4%.
En una planta típica se producen alrededor de 11000 litros de fango primario para ser
bombeado por cada 3800 m3 de agua residual tratada.
Para estimar cuanto fango debe ser bombeado, pueden utilizarse los resultados del test
de sólidos sedimentables.
Los operadores de planta deben ser conscientes de que si aumentan los sólidos
sedimentables del agua residual se producirá un incremento en la cantidad de fango que
tendrá que ser bombeado.
El bombeo de fangos no debe superar la capacidad de la fosa o tolva de fangos.
Por ejemplo, si la capacidad de la tolva es de 1130 litros y la cantidad de bombeo 94
L/min., sólo se tardarán unos doce minutos para vaciar la tolva completamente. En este
caso el bombeo debe cesar al cabo de 10-12 minutos.
Sección 7: Tratamiento de espuma
Al igual que los fangos, las espumas deben ser tratadas.
La recogida de espumas en los tanques primarios mejora la calidad del efluente.
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
Generalmente la recogida se realiza por medio de pantallas instaladas en algún punto
del decantador.
En los tanques primarios se utilizan sistemas desespumadores mecánicos o manuales.
En los tanques rectangulares sin barredoras de superficie automáticas deben eliminarse
las natas y espumas al menos dos veces por día. Debe evitarse el arrastre de agua con las
espumas y natas.
Es necesario revisar con frecuencia del funcionamiento del sistema de recogida de
espumas y natas.
El depósito de recogida de espumas requiere lavados periódicos con agua a presión y
mejor con agua caliente o vapor.
Las natas recogidas en el pozo de espuma se extraen por bombeo.
Los concentrados de natas y espumas mezclados con fangos se transportan y depositan
en vertederos controlados.
Sección 8: Ensayos de control
La evaluación de correcto funcionamiento de una planta depuradora requiere la
realización de ensayos de control de calidad.
Los ensayos pueden ser realizados en el lugar donde se han recogido las muestras o en
el laboratorio. Normalmente los ensayos de sólidos sedimentables y DBO se realizan en
muestras del influyente y efluente de los tanques primarios.
La validez de los ensayos depende de una toma de muestra correcta. Las muestras para
ensayo deberán ser representativas del agua residual.
La frecuencia de los ensayos y los resultados de las medidas varían de una planta a otra.
La naturaleza y edad del agua residual, las condiciones ambientales, el tipo y cantidad
de vertidos industriales son algunas de las variables que afectan a los resultados de los
ensayos.
La cantidad de sólidos en suspensión y sedimentables, DBO, transparencia y pH pueden
variar a lo largo del día, de la semana, y del año. Es necesario conocer estas variaciones
para controlar el funcionamiento de los decantadores.
El ensayo de sólidos totales y sólidos volátiles realizado en los fangos bombeados en el
tanque primario es básico para la determinación de cargas en el proceso de
estabilización.
El control de calidad del funcionamiento de una planta de tratamiento de aguas
residuales requiere de un registro y archivo de todos los ensayos.
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CURSO DE ESTACIONES DEPURADORAS DE AGUAS RESIDUALES (EDAR’s)
UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
El caudal de agua residual y los volúmenes de fango y espuma recibidos deben
registrarse diariamente.
La velocidad de bombeo de fango, profundidad de fango en el decantador y cualquier
observación inusual deben ser registradas y archivadas junto con los resultados de los
ensayos de laboratorio.
CAPÍTULO IV: BOMBEO DE FANGOS
Sección 1: Bombeo de fangos
Bombeo de fango
La cantidad de fango bombeado de los tanques primarios es un parámetro importante en
el funcionamiento normal de una planta. El equipo para extracción de fangos es variado.
En las plantas de tratamiento se instalan bombas de pistones, bombas de diafragma o
bombas de cavidad progresiva para extraer el fango de los tanques primarios.
Algunas plantas utilizan bombas de tipo centrífugas. Sin embargo, el rendimiento de las
bombas centrífugas depende de la concentración de sólidos y de las características del
fango.
En general, los sistemas de bombeo de fango primario son de velocidad variable.
El ajuste variable de la velocidad de bombeo, reduce el riesgo de vaciado total del fango
y bombeo de agua.
Normalmente los sistemas de bombeo de fango primario tienen temporizadores de
encendido y apagado. Algunas plantas usan temporizadores para encender el sistema de
bombeo y contadores de densidad para parar las bombas.
En las plantas más modernas utilizan computadoras programables para controlar el
funcionamiento de sus sistemas de extracción de fangos.
CAPÍTULO V: SEGURIDAD
Sección 1: General
Los sistemas de tratamiento primario pueden parecer simples y seguros de manejar, sin
embargo los operadores deben ser conscientes de los riesgos y peligros y adoptar
medidas de seguridad en esta área de la planta de tratamiento.
En el área de tratamiento primario los operadores deben vigilar la presencia de gas
sulfuro de hidrógeno que se genera en el agua residual séptica.
En concentraciones altas, el sulfuro de hidrógeno puede ser extremadamente peligroso.
La posibilidad de generación de gases explosivos impone la prohibición de fumar en el
área de tratamiento primario.
Los operadores deben asegurarse que galerías, pozos y tanques están bien ventilados y
que los procesos de entrada al recinto cerrado son seguidos.
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UNIDAD 4: TRATAMIENTO PRIMARIO
La presencia de agua, fangos, espumas, grasas, aceites,..., aumentan el riesgo de caídas,
por lo que los operarios deben adoptar las medidas de seguridad adecuadas en este área.
El área de tratamiento primario contiene equipamiento en forma de mecanismos de
recogida y bombas de impulsión. En las operaciones de mantenimiento o reparación del
equipo, los operadores deben asegurarse de que todos los dispositivos eléctricos están
desconectados.
Siga cuidadosamente los procedimiento de Parada/Arranque.
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