DESBASTE
1. Objetivo
2. Datos para el dimensionado
3. Dimensionado de rejillas
4. Ejemplo de aplicación
1. Objetivo.
Eliminación de los sólidos sedimentables de gran volumen, así como los sólidos flotantes a fin de evitar
posibles perturbaciones en los restantes elementos de la EDAR.
2. Datos para el dimensionamiento
-Separación libre entre barras
-Finas (< 1,5 cm)
-Medias (1,5 - 5,0 cm)
-Gruesas (> 5,0 cm)
-Número mínimo de rejillas: 2
-Velocidad del agua residual:
Condicionada por arriba: El material retenido puede ser lavado y arrastrado por el agua forzando las
barras
Condicionada por abajo: Posible sedimentación de arenas y cuerpos densos
- Velocidad de paso del agua residual:
Velocidad de aproximación en la cámara de rejillas (vc): 0,30 - 0,60 m/s aprox.
Velocidad de paso entre las barras de la rejilla (vr): 0,60 - 1,2 m/s aprox.
- Volumen de material sólidas retenidas en las rejas
SEPARACIÓN LIBRE ENTRE BARRAS
l / hab.
(mm)
año
3
15-25
20
5-10
40-50
2-3
Contenido en humedad
>30 %
Contenido materia orgánica
75-80 %
Contenido materia inerte
20-25 %
3. Dimensionado de rejillas
Parámetros fundamentales:
-Velocidad
-Pérdida de carga
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Teoría para el dimensionado del Desbaste
Anchura del canal en zona de rejillas (sección W)
W = (F / (V * D)) (B + S / S) + C
W: Ancho del canal de rejillas (m)
F: Caudal máximo que pasa (m3/s)
V: Velocidad máxima del agua en rejillas (m/s)
D: Nivel aguas arriba de la rejilla a caudal máximo (m)
B: Ancho de barrotes (m)
S: Separación libre entre barrotes (m)
C: Coeficiente de seguridad para rejillas finas (0,10 m) o gruesas (0,30 m)
El nivel de aguas arriba de la rejilla a caudal máximo (D), en m
D = 0,15 + 0,74 Qmáx-1/2
Qmáx: Caudal máximo en m3/s
Pérdida de carga a través de una reja (Dh), en m
Dh = K1 * K2 * K3 (V2/2g)
V: Velocidad de acercamiento en el caudal, en m/s
g: Aceleración de la gravedad (m/s2)
K1: Valores de atascamiento.
K1 = 1 para rejas limpias.
K1 = (100/C)2 para rejas atascadas
C: % de sección de paso que subsiste en el atascamiento máximo tolerado (60-90%, para velocidades
menores de 1,20 m/s)
K2 : Valores referentes a la sección horizontal de los barrotes
K3 : Valores de sección de paso ente barrotes
e: Espacio entre barrotes
d: Anchura de barrotes
z: espesor de los barrotes
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h: altura sumergida de los barrotes
e / (e + d)
(z / 4) ((2 /e) + (1 / h)) 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0
0
245 51.5 18.2 8.25 4.0 2.0 0.97 0.42 0.13 0
0.2
230 48 17.4 7.70 3.75 1.87 0.91 0.40 0.13 0.01
0.4
221 46 16.6 7.40 3.60 1.80 0.88 0.39 0.13 0.01
0.6
199 42 15 6.60 3.20 1.60 0.80 0.36 0.13 0.01
0.8
164 34 12.2 5.50 2.70 1.34 0.66 0.31 0.12 0.02
1
149 31 11.1 5.00 2.40 1.20 0.61 0.29 0.11 0.02
1.4
137 28.4 10.3 4.60 2.25 1.15 0.58 0.28 0.11 0.03
2
134 27.4 9.90 4.40 2.20 1.13 0.58 0.28 0.12 0.04
3
132 27.5 10.0 4.50 2.24 1.17 0.61 0.31 0.15 0.05
4. Ejemplo de aplicación
Datos
Población actual: 25.000 habitantes
Población futura: 75.000 habitantes
Dotación: 250 l/hab·día
Coeficiente punta: 2
Número mínimo de líneas: 2
Barrotes rectangulares
Separación de las barras: 2 cm
Ancho de los barrotes: 5 cm
Máximo atascamiento permitido por pérdida de carga: 30%
Características de las arenas a eliminar:
Diámetro medio: 0,15 mm
Peso específico: 2,65 gr/cm3
Temperatura del agua a tratar: 10 ºC
Rendimiento esperado en el desarenador : bueno (n=3)
Sedimentación esperada en el desarenador: 85%
SE PIDE:
Dimensionar el Pretratamiento (canal de desbaste y desarenador)
Solución
1º) Cálculo del caudal máximo por línea
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Teoría para el dimensionado del Desbaste
Qmedio = (75.000 hab.-equivalentes · 250 l/hab · día) / 24 h/día = 0,217 m3 /sg
Qmáx = Cp · Qmedio = 2 · 0,217 m3 /sg = 0,434 m3 /sg
Qmáx / línea = Qmáx / 2 = 0,217 m3 /sg
2º) Tipo de rejilla
Se instalará una rejilla fina por ser la separación entre rejas un valor entre 1 y 2 cms.
3º) Sección hidráulica
Velocidad de paso del agua residual:
Velocidad de aproximación en la cámara de rejillas (v c): 0,30 - 0,60 m/s aprox. => (Se considera
v c = 0,6 m/sg)
Velocidad de paso entre las barras de la rejilla (v r): 0,60 - 1,2 m/s aprox. => (Se considera v r =
1,0 m/sg)
S= Q/ V = (Qmáx / línea) / v c = 0,217 / 0,6 = 0,632 m2 » (0,6)1/2 por lo que la sección tendrá una altura
de 0,60 m y un ancho de [(0,362/0,6) » 0,60]
La expresión para el ancho del canal es:
Anchura del canal en zona de rejillas (sección W)
W = (F / (V * D)) (B + S / S) + C
W: Ancho del canal de rejillas (m)
F: Caudal máximo que pasa (m3 /s) (0,217 m3 /sg)
V: Velocidad máxima del agua en rejillas (m/s) (1,0 m/sg)
D: Nivel aguas arriba de la rejilla a caudal máximo (m)
B: Ancho de barrotes (m) (1 × 10-2 )
S: Separación libre entre barrotes (m)
C: Coeficiente de seguridad para rejillas finas (0,10 m) o gruesas (0,30 m)
Rejillas finas : 0,10 m
Rejillas gruesas : 0,30 m
Cálculo de calado: Altura del cajero del canal de desbaste
Se definen:
C: % de sección de paso que subsiste en el atascamiento máximo tolerado C Î (100,30)% => (Se
considera C = 70 %)
k 1 = (100/C)2 = (100/ 70)2 = 2,04
k 2 = Coeficiente de forma de la sección los barrotes (Sección rectangular) = 1
k 3 = Coeficiente de sección de paso entre barrotes = 0,78
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Teoría para el dimensionado del Desbaste
e = s = 2 cm
d = 1 cm
z = 5 cm
h = 60 cm
z/4 × (2/e + 1/h) = 5/4 × (2/2 +1/60) = 1,271
e / (e + d) = 2/(2+1) = 0,66
Dh: Pérdida de carga a través de una reja
Dh = k 1 × k 2 × k 3 × v 2 /2g = 2,041 × 1 × 0,78 × 12 /2 × 9,8 = 0,08 m
Es decir, la sección mojada real es:
Sreal = 0,68 × 0,60 = 0,408 m2
La sección de aproximación Vc sería:
Vc = Qmáx / línea / S = (0,217 m3 /sg )/ 0,408 m2 = 0,53 m/sg, valor válido por pertenecer al intervalo
(0,30 ; 0,60) m/sg
La anchura del canal en la sección de rejillas:
W = (0,217/ 1 × 0,68) × [(1 + 2) / 2] × 0,10 = 0,578 y la sección del canal en la zona de rejillas:
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