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DESARENADOR. La des arenación es una operación unitaria que se emplea para remover gravillas, arenas, cenizas y otros materiales inorgánicos presentes en las aguas residuales municipales, que pueden causar abrasión o desgaste excesivo en los equipos mecánicos de una PTAR. La des arenación se ubica generalmente después del cribado y antes de la sedimentación primaria. Con esta operación se busca remover el 100 por ciento de las partículas inorgánicas (densidad =2.65 g/cm2) de un tamaño igual o mayor a 0.21 mm (malla 365), y dejar en suspensión el material orgánico. Para lograr esta remoción es necesario conservar la velocidad del agua entre 25 y 38 cm/segundo. La sedimentación gravitacional de las partículas es del tipo discreto (cada partícula se sedimenta independientemente, sin presentarse fenómenos de floculación de partículas) La remoción de partículas de tamaño inferior al tamaño de diseño es directamente proporcional a la relación de su velocidad de sedimentación con la velocidad de sedimentación de diseño. Las cámaras de des arenación pueden ser de flujo horizontal, con deposición simple por gravedad de las partículas en el fondo del canal, o pueden ser aireadas con flujo en espiral. En ambos casos se recomienda el empleo de rastras mecánicas para la concentración de las arenas sedimentadas. Los desarenadores aireados producen un sedimento más limpio y fácil de manejar que los desarenadores de flujo horizontal. Otra ventaja de los desarenadores aireados es que, regulando la dosis de aire alimentado, se pueden ajustar las condiciones de operación de la unidad, en función de la proporción de sólidos inorgánicos y orgánicos que contenga el agua residual.  El criterio básico de diseño en los desarenadores de flujo horizontal es la velocidad de sedimentación de las partículas y sus requerimientos de área por unidad de gasto. Para partículas con una densidad de 2.65 g/centímetros cúbicos.  En los desarenadores de flujo horizontal es necesario mantener una velocidad horizontal constante. Para conserva esta velocidad con gasto variables se recomienda el uso de vertedores proporcionales en la descarga. La cresta del vertedor deberá estar de 10 a 30 cm por encima del fondo del canal para evitar el arrastre de sólidos. Tabla 1. Criterios de diseño para desarenador de flujo horizontal. Tamaño de partícula Velocidad de sedimentación Área requerida Núm. De Malla Tamaño (mm) Cm/s (L/s)/m2 m2/(L/s) 18 0.833 7.47 74.7 0.013 20 0.595 5.34 53.4 0.019 35 0.417 3.76 37.6 0.027 48 0.295 2.64 26.4 0.038 65 0.208 1.88 18.8 0.053

100 0.147 1.32 13.2 0.076 150 0.105 0.92 9.2 0.109 Tabla 1. Criterios básicos de diseño desamador de flujo horizontal

Figura 1. Características geométricas y gasto a través de un vertedor proporcional. En los desarenadores de flujo horizontal es necesario mantener una velocidad horizontal constante. Para conservar esta velocidad con gastos variables se recomienda el uso de vertedores proporcionales en la descarga. La cresta del vertedero deberá es de 10 a30 cm por encima del fondo del canal para evitar el arrastre de sólidos. Los criterios de diseño para los desarenadores aireados son los siguientes:

o o o o o o o

Suministro de aire: 280 L/m de canal. Localización de difusores de aire en un lado del canal a 75 cm del fondo. Velocidad superficial: 45 a 60 cm/s. Velocidad en el fondo: 30 a 45 cm/s Tiempo de retención hidráulica: 2 a 3 minutos. Remoción de arenas: bandas transportadoras o bombas de aire. Profundidad útil recomendada: 1.2 m

ECUACIONES:

Nota: El volumen de arenas removido para aguas domésticas varía de 7.5 a 90 litros por cada 1000 metros cúbicos de agua.

Tabla 2. Dimensiones para el diseño de un desarenador. a(cm)=3 b(cm)=10 y x (cm) (cm) 1 8 2 6.3 4 4.1 6 3 8 2.3 10 1.9 12 1.6 14 1.3 16 1.2 18 1.1 20 0.9 1 2 2 3 4 5 6 6 8 8 10 9 12 11 14 12 16 14 18 15 20 17

3 20 y (cm) 1 2 4 6 8 10 15 20 25 30 40 1 2 4 6 8 10 15 20 25 30 40

x (cm) 15.9 12.5 8.2 5.9 4.6 3.7 2.5 1.9 1.5 1.3 1 5 6 9 12 15 18 26 34 41 49 64

3 40 y (cm) 1 2 4 6 8 10 20 30 40 60 80 1 2 4 6 8 10 20 30 40 60 80

x (cm) 31.8 25 16.4 11.8 9.1 7.4 3.8 2.5 1.9 1.3 1 9 12 18 25 31 37 68 98 129 190 252

3 60 y (cm) 1 2 4 8 10 20 40 60 80 100 120 1 2 4 8 10 20 40 60 80 100 120

x (cm) 47.7 37.5 24.6 13.7 11.1 5.7 2.9 1.9 1.4 1.1 1 14 18 28 46 55 101 193 285 377 470 562

3 80 y (cm) 2 4 8 15 20 40 60 80 100 120 160 2 4 8 15 20 40 60 80 100 120 160

x (cm) 50.1 32.8 18.3 10.1 7.6 3.8 2.5 1.9 1.5 1.3 1 25 37 61 104 135 258 381 503 626 749 994