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• Alberto Luna Galvez

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2-2 PRETRATAMIENTO Consiste en la separación y eliminación de contaminantes de gran tamaño y finos orgánicos, más que un tratamiento, lo que se busca es una protección de los siguientes procesos, operaciones simples de separación, sedimentación, y filtrado.

Diagrama de selección de tratamientos del agua residual: AGUAS BRUTAS PRESENTA SÓLIDOS GRUESOS Y MEDIOS

SI PRETRATAMIENTO

NO NECESITA AJUSTAR PH

NEUTRALIZACIÓN

NO PRESENTA CONTAMINANTES GASEOSOS

GASES STRIPPING presenta contaminantes orgánicos

NO PRESENTA CONTAMINANTES INORGÁNICOS

PRESENTA CONTAMINANTES PRECIPITABLES

SOLIDOS

Presenta contaminantes biodegradables

COAGULACIÓN FLOCULACIÓN SEDIMENTACIÓN

NO

ACEITES Y GRASAS

SI

NO PRESENTA CONTAMINANTES FILTRABLES

SOLIDOS presenta contaminantes aceites y grasas

FILTRACIÓN OSMOSIS INVERSA

DESACEITADO DESENGRASADO SOLIDOS

NO

NO SOLIDOS PRESENTA CONTAMINANTES ADSORBIBLES

ADSORCIÓN

se dispone de mucho terreno y tiempo cálido

OXIDACIÓN REDUCCIÓN QUÍMICA

se necesita aireación rapidez de aireación

FANGOS ACTIVOS LAGUNAJE SOLIDOS

NO

NO NECESITA REDUCIR VOLUMEN

EXTRACCIÓN EVAPORACIÓN

se recuperan los sólidos

CENIZAS NO

NO NECESITA DESTRUIR RESIDUOS

OXIDACIÓN HÚMEDA O INCINERACIÓN

SOLIDOS

NO

NO PRESENTA CONTAMINANTES OXIDABLES/REDUCIBLES

LECHOS BACTERIANOS BIODISCOS

ESTANQUES DE ESTABILIZACIÓN

DEGRADACIÒN ANAEROBIA

DESBASTE: Consiste en la separación de sólidos gruesos, mediante barras, rejillas o telas metálicas. Suelen tener una abertura entre barras de unos 15mm. Clases de rejas:

Existen dos clases de rejas de barra: de limpieza manual y de limpieza automática. Las primeras tienden a instalarse en pequeñas instalaciones, la longitud no debe exceder de unos tres metros, 10mmde ancho por 50mm de profundidad, las automáticas tienen un sistema de peinado, que van limpiando las rejillas. Hay que tener en cuenta, que para que no se acumulen sedimentos en el canal, se recomienda una velocidad de 0,4m/s y atreves de las barras de 0,9m/s, para evitar posibles arrastres de basura.

La perdida de carga atreves de las rejas, estando limpias: HL = (1/0,7).((V2-v2)/2.g) (m) -0,7 coeficientes empíricos que incluyen turbulencias y pérdidas por remolinos. -V velocidad de circulación entre las barras de las rejas (m/s). -v velocidad de aproximación a las rejas. -g aceleración de la gravedad (9,8 m/s2)

TAMICES: Disponen de aberturas libres inf a los 15mm, se emplean en pequeñas plantas, retienen sólidos suspendidos, espuma, grasa.

Perdida de carga en tamiz: HL = ((1/(C.2.G)).(Q/A)2 (m) -c coeficiente a dimensional de carga del tamiz -g aceleración de la gravedad (9,8 m/s2) -q caudal que atraviesa el tamiz (m3/s) -a superficie efectiva sumergida del tamiz (m2)

DESARENADO:

El desarenado tiene como objetivo eliminar partículas más pesadas que el agua, que no se hayan quedado retenidas en el desbaste, y que tienen un tamaño superior a 200 micras, sobre todo arenas pero también otras sustancias como cáscaras, semillas, etc. Con este proceso se consiguen proteger los equipos de procesos posteriores ante la abrasión, atascos y sobrecargas.

Existen tres tipos de desarenadores fundamentales: desarenadores de flujo horizontal, desarenadores de flujo vertical y desarenadores de flujo inducido. Los desarenadores de flujo horizontal son utilizados en instalaciones de pequeñas poblaciones y consisten en un ensanchamiento del canal del pretratamiento de forma que se reduzca la velocidad de flujo y decanten las partículas. Debe diseñarse con un canal paralelo para proceder a su limpieza que se realiza manualmente. Suelen instalarse con un canal Parshall a la salida que permite al mismo tiempo mantener la velocidad constante y medir el caudal. Los desarenadores de flujo vertical se diseñan mediante tanques que tienen una velocidad ascensional del agua tal que permite la decantación de las arenas pero no caen las partículas orgánicas. Suelen ser depósitos tronco-colíndricos con alimentación tangencial. Los desarenadores de flujo inducido son de tipo rectangulares aireados. En estos equipos se inyecta aire por medio de grupos motosoplantes creando una corriente en espiral de manera que permite la decantación de las arenas y genera una corriente de fondo. Además el aire provoca la separación de las materias orgánicas. De esta forma, dado que el depósito está aireado y se favorece la separación de la materia orgánica, se reduce la producción de malos olores. La separación de las arenas puede ser manual o por medio de hidrociclón, en plantas de pequeño tamaño. En plantas mayores se instalan sistemas de separación mediante tornillos de arquímedes o mediante clasificador alternativo de rastrillos o de vaivén. Estos dos últimos lavan las arenas y vuelven a disminuir su contenido en materia orgánica. El diseño del desarenador se realiza en base al análisis de los fenómenos de sedimentación de partículas granuladas no floculantes las cuales sedimentan independientemente unas de otras, no existiendo interacción significativa entre las más próximas. El estudio de las velocidades de sedimentación se puede realizar utilizando las fórmulas de Stokes (en régimen laminar), de Newton (en régimen turbulento) de Allen (en régimen transitorio). Deben aplicarse algunas correcciones para tener en cuenta: - La forma de las partículas (factor esfericidad) - La concentración de sólidos en suspensión - La velocidad de flujo horizontal - La temperatura del agua residual En la práctica se pueden tomar como base los datos válidos en sedimentación libre para, partículas de arena de densidad 2,65, temperatura del agua de 15,5ºC y eliminación del 90%. Diámetro de las partículas eliminadas 0,150 mm 0,200 mm 0,250 mm 0,300 mm

Velocidad de sedimentación 40-50 m/h 65-75 m/h 85-95 m/h 105-120 m/h

Si el peso de la arena es sustancialmente menor de 2,65 deben usarse velocidades de sedimentación inferiores a las expuestas en el cuadro anterior.

El diseño del desarenador será efectivo si además de lograr la extracción de las arenas descritas con suficiente rendimiento, consigue que éstas sean realmente elementos minerales, cuyo contenido en materia orgánica sea ínfimo. Para evitar que la materia orgánica de granulometría similar a la de las arenas sedimente con ellas se diseñan los desarenadores de forma que se asegure en ellos un "barrido o limpieza de fondo". Este fenómeno, se explica por el hecho de que existe una velocidad crítica del flujo a través de la sección, por encima de la cual las partículas de un tamaño y una densidad determinadas, una vez sedimentadas, pueden de nuevo ser puestas en movimiento y reintroducidas en la corriente. Para partículas de 0,200 mm de diámetro y peso específico de 2,65 la velocidad crítica de barrido es 0,25 m/s, adoptándose en la práctica a efectos de diseño una velocidad de 0,30 m/s. Manteniendo esta velocidad, se consigue que las arenas extraídas tengan un contenido en materia orgánica menor del 5%. Dos técnicas son la base de los procedimientos utilizados en la separación de arenas: La separación natural por decantación en canales o depósitos apropiados y la separación dinámica por procesos utilizando inyección de aire o efectos de separación centrífuga. La separación natural requiere una constancia absoluta en el paso del agua. El diseño más complejo corresponde al canal aireado: El aire que se inyecta provoca una rotación al líquido (trayectoria horizontal) y crea una velocidad constante de barrido de fondo, perpendicular a la velocidad de paso, la cual puede entonces variar sin inconvenientes. El aire inyectado, además de su papel motor, favorece, por su efecto de agitación, la separación de la materia orgánica que puede quedar adherida a las partículas de arena. Los difusores de aire se sitúan en uno de los laterales del tanque a una distancia entre 0,45 y 0,60 m sobre el suelo. Para el control hidráulico del elemento y para mejorar la eficacia en la eliminación de arenas se suelen usar deflectores tanto en la entrada como en la salida de agua. La sección transversal del canal es semejante a la de los tanques de aireación de los fangos activos de circulación espiral con la excepción de que se incluye un canal de recogida de arenas de unos 0,9 m de profundidad, con paredes laterales muy inclinadas que se ubica a lo largo de un lateral del depósito, bajo los difusores de aire. Según la superficie del desarenador, tendrá un caudal de aire, a mayor superficie mayor caudal. SUPERFICIE DEL DESARENADOR m2

CAUDAL DE AIRE (m3/min.m.lineal)

Los parámetros de diseño más importantes son: Parámetro

Valor Intervalo

Valor

No aireados Carga hidráulica Velocidad horizontal Tiempo de retención Longitud Circulares Carga hidráulica Velocidad periférica media Tiempo de retención Aireados Carga hidráulica Velocidad horizontal Tiempo de retención a caudal punta Relación longitud anchura Profundidad Relación anchura-profundidad Longitud Anchura Suministro de aire