Fia Tratamientos Primarios 2013 Jm

7/26/2019 Fia Tratamientos Primarios 2013 Jm

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TRATAMIENTOS PRIMARIOS


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TRATAMIENTOS PRIMARIOSTRATAMIENTOS PRIMARIOS

RIL TRAT.TRAT.PRIMARIPRIMARI

OO

TRAT.SECUNDARI

O

PRE-TRATAMIENT

O

TRAT.AVANZAD

O

AGUA

TRAT.

Slidos degran

tamao!arenas

Slidoss"s#endidos!grasas! et$.

%iomasa NN

Tratamientos&'si$os

Tratamientos&'si$os ()o*"'mi$os

Tratamientos %iolgi$os

Tratamientos&'si$os!

*"'mi$os!%iolgi$os


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Consiste en la separacin, por accin de la gravedad, de las partculas suspendidas cuyo peso especfico es mayor que el del agua.

Se utiliza para:

- eliminacin de arenas- eliminacin de materia en suspensin:en aguas residuales y para potabilizacinflculo biolgico en los decantadores secunda-

rios de los procesos de lodos activadosflculos qumicos cuando se emplea

coagulacin- concentracin de los slidos en los espesadores de

lodos

SEDIMENTACINSEDIMENTACIN


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En funcin de la concentracin y de la tendencia a la inter-accin de las partculas, se pueden producir cuatro tipos desedimentacin:

Discreta!ipo "#: Sedimentacin de partculas en una suspensin con concentracin de slidos ba$a. %as partculas sedimentan como entidades individuales, sin &aber interaccin con partculas vecinas.

Floculenta!ipo '#: Sedimentacin de partculas de una solucin diluda, que floculan durante el proceso. (l aglomerarse, aumentan su tama)o y su masa, por lo tanto tambi*n su velocidad de sedimentacin.Retardada(llamada tambin en bloue o !onal" !ipo +#: Corresponde a una suspensin de concentracin intermedia, en la cual las fuerzas interpartculas son suficientes para entorpecer la sedi-

mentacin de las partculas vecinas, &aci*ndolas sedimentar como una sola unidad.

Por com#resi$n!ipo #: Cuando la concentracin de partculas es tal que *stas forman una estructura, la sedimetacin slo puede darse por compresin, debido al peso de las partculas que se van a)adiendo.


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Zona de agua clarificada

Zona de sedimentacin discreta (Tipo 1)

Zona de sedimentacin floculenta (Tipo 2)

Zona de sedimentacin retardada (Tipo

3)

Zona de compresin(Tipo 4)

Probeta

TIEMP

Profundidad


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Sedimentaci$n de #art%culas discretasSedimentaci$n de #art%culas discretas

TIPO &TIPO &uede analizarse mediante las leyes de e/ton y Sto0es.%a ley de e/ton proporciona la velocidad final de unapartcula, al igualar el peso efectivo de la partcula con laresistencia por rozamiento o fuerza de arrastre#.

Peso e'ectio: 1uerza gravitatoria 2 S- # g 3 S2 densidad de la partcula4 g 2 aceleracin de gravedad

2 densidad del fluido4 3 2 volumen de la partcula Fuer!a de arrastre) 1uerza de arrastre por friccin 2 CDA * + *

C5 2 coeficiente de arrastre4 v 2 velocidad de la partcula2


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%a velocidad final de sedimentacin vc#, en el caso deconsiderar partculas esf*ricas es:

donde d es el di6metro de la partcula.

El coeficiente de arrastre. C5, es funcin del n7merode 8eynolds 8e#. ara el caso de partculas esf*ricas con

valores de 8e inferiores a 9.+, se tiene:

)(

=

D

sc

C3

dg4v 34.0

Re

3

Re

24CD ++=

)(

=

18

dgv

2s

c


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PUNTO1

Cuando la partcula entra al estanque en el punto ", sigue latrayectoria indicada e intercepta la zona de lodos en el punto

', que se encuentra en el etremo aguas aba$o.

PUNTO 2


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En este caso, el tiempo de retencin &idr6ulico ser6:

pc v

L

v

HTRH ==

or continuidad se sabe que:

WH

Q

A

Qvp

==

8eemplazando se tiene:

=

=Q

WL

Qvc

c

p

v

H

Q

v

Q

WHLTRH ==

=


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Sedimentaci$n FloculentaSedimentaci$n Floculenta

TIPO *TIPO *

%as partculas comienzan a agregarse floculacin lamasa de partculas va aumentando se deposita a mayorvelocidad.

%a medida en que se desarrolle el fenmeno dependetanto de las propiedades de las partculas como de lascaracters-ticas fsicas del estanque.

%a posibilidad de contacto entre las diferentes partculases funcin de: - carga de superficie

- profundidad del estanque- gradiente de velocidad del sistema- concentracin de las partculas

- tama)os de las partculas


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EMP,EO DE ,A CO,-MNA DE SEDIMENTACIN

%a altura debe ser la misma que la del tanque de

sedimentacin en estudio.Se debe tener una distribucin uniforme de tama)os de

las partculas en toda la columna.5urante el ensayo, la temperatura debe ser constante.El retiro de muestras se realiza a diferentes intervalos

de tiempo.ara cada muestra, se calcula el ; de eliminacin v=s la

profundidad y el tiempo de la toma de muestra.>na vez obtenidos los puntos, se trazan las curvas quetienen id*nticos ; de eliminacin.

Se obtiene as, una gr6fica como la siguiente:


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Calcular la eliminacintotal de slidos si el

tiempo de retencin es t2

y la profundidad es h5

SolucinSolucin:

% remocin =

[(h1/h5) x (1! 2)/2"

! [(h2/h5) x (2! #)/2"

! [(h#/h5) x (#! $)/2"

! [(h$/h5) x ($! 5)/2"


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Sedimentaci$n .onal o RetardadaSedimentaci$n .onal o Retardada

TIPO /TIPO /

5ebido a la alta concentracin de partculas, el lquidotiende a ascender por los insterticios eistentes entreellas, por lo tanto, las partculas que entran en contactotienden a sedimentar en zonas o capas.

Esto es lo que se conocecon el nombre de sedi-

mentacin retardada.

%a velocidad de sedimentacin en esta zona esfuncin de la concentra-

cin de slidos y de suscaractersticas.

Zona de !edimentacin

"etardada (Tipo 3)

Tiempo

Profund

idad


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Sedimentaci$n #or Com#resi$nSedimentaci$n #or Com#resi$n

TIPO 0TIPO 0

El 6rea necesaria para lasinstalaciones de sedimenta-cin y espesado de lodos, sedetermina por medio de datos

obtenidos en un ensayo desedimentacin simple batc.Se deben considerar:- sup. necesaria para la clarificacin- sup. necesaria para el espesado

- tasa de etraccin del lodo%a superficie necesariapara el espesado de lodos sedetermina por el m*todo de

!almadge y 1itc&.


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Q C!"d!# ! $%!$!%

A" & Q $u'H(A" A%e! de d)se*( +,2-

$" $)e,p( %e"e%)d( p!%! !#c!/!% c(/ce/$%!c)/ de !/g(s dese!d! +,)/-

H( !#$"%! )/)c)!# +,-

Procedimiento paradeterminar tu:

1. Se tra+a la ,ori+ontal a la

#ro"n-didad "/$orres#ondiente a la 0"e todoslos slidos se en$"entren a la$on$entra$in deseada #ara ellodo del ondo del tan0"e! C"1.

" 2 Co o ) C"

2. Se tra+a la tangente a la$"r3a de sedimenta$in en el#"nto C$.

3. Se tra+a la 3erti$al 0"e #asa

#or el #"nto de interse$$in delas re$tas tra+adas en los #asos4 ( 5. 6a interse$$in de estare$ta $on los e7es del tiem#o#ro#or$iona el 3alor #ara tu.


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!edimentacin primaria#$riterios de dise%o pr&cticos

$aracter'sticas alor

Decantacin primaria seguida de tratamiento secundario:

T)e,p( de de$e/c)/ C!%g! de s"pe%)c)e ,3',2.d

A c!"d!# ,ed)(A c!"d!# p"/$!

I/$e%v!#( T5p)c(

16 7 26

800 7 12002000 3000

20

2600

Sedimentacin primaria con adicin de lodo activado enexceso:

T)e,p( de de$e/c)/ C!%g! de s"pe%)c)e ,3',2.d

A c!"d!# ,ed)(A c!"d!# p"/$!

16 7 26

900 7 8001200 7

1:00

20

1600

Velocidad de los rascadores:Rec$!/g"#!%es ,',)/

C)%c"#!%es %p,09 7 12

002 7 0060;

003


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SEDIMENTADOR POR


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Sedimentador con lamelasSedimentador con lamelasVertedero perifrico

a!ua

decantada

a!ua

"ruta

amela de flu*o ascendente


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Se utiliza para la separacin de partculas slidas o

lquidas de una fase lquida.%a separacin se consigue introduciendo finas burbu$asde gas, normalmente aire, en la fase lquida.

%as burbu$as se ad&ieren a las partculas, y la fuerzaascensional que eperimenta el con$unto partcula-burbu$ade aire &ace que suban &asta la superficie del lquido.

5e este modo se logra &acer ascender partculas de

mayor densidad que el lquido, y favorece la ascensin de lasque tienen menor densidad aceite en el agua#.

Se utiliza principalmente para la eliminacin de materiasuspendida grasas# y para la concentracin de lodos

biolgicos.

F,OTACINF,OTACIN


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Eisten tres m*todos para la induccin de la formacin dela burbu$a: ". ?nyeccin de aire en el lquido sometido a presin y posterior liberacin de la presin a que est6 sometido el lquido ('lotaci$n('lotaci$n #or aire disuelto#or aire disuelto#.

'. (ireacin a presin atmosf*rica 'lotaci$n #or aireaci$n'lotaci$n #or aireaci$n#.

+. Saturacin con aire a la presin atmosf*rica, seguido de la aplicacin de vaco al lquido 'lotaci$n #or ac%o'lotaci$n #or ac%o#.


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En estos sistemas, el aire se disuelve en el agua residual a una presinde varias atmsferas, para luego liberar presin &asta alcanzar la

atmosf*rica. %as principales aplicaciones de flotacin por aire disuelto se centran en

el tratamiento de residuos industriales con un alto contenido de grasasy en el espesamiento de lodos.

F,OTACIN POR AIRE DIS-E,TOF,OTACIN POR AIRE DIS-E,TO

F,OTACIN POR AIREACINF,OTACIN POR AIREACIN %as burbu$as de aire se introducen directamente en la fase lquida por

medio de difusores o turbinas sumergidas. %a aireacin directa por cortos perodos de tiempo no es efectiva para

conseguir que los slidos floten.Estas instalaciones no suelen recomendarse para conseguir la flotacin

de grasas, aceites y slidos presentes en las aguas residualesindustriales, pero tiene buenos resultados en el caso de las aguas contendencia a provocar espumas.


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F,OTACIN POR 1AC2OF,OTACIN POR 1AC2O

@eneralmente se agregan compuestos qumicos para facilitar elproceso de flotacin, los que crean una superficie o una estructuraque permite absorber o atrapar las burbu$as de aire.

ara agregar las partculas slidas, de manera que se cree unaestructura que facilite la absorcin en las burbu$as de aire se usa:- Sales de &ierro- Sales de aluminio- Slice activada

Adici$n de com#uestos u%micos

Consiste en saturar de aire el agua residual, ya sea directamente enel tanque de aireacin, o permitiendo que el aire penetre en el

conducto de aspiracin de una bomba. %a arena y dem6s slidos pesados, que se depositan en el fondo, se

transportan &acia un cuenco central de lodos para su etraccin porbombeo.


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F,OTACI N POR AIREF,OTACI N POR AIRE


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F,OTACI N POR AIREF,OTACI N POR AIREDIS-E,TODIS-E,TO

%os valores tpicospara los espesadores

de lodos varan entre9,99A y 9,9B9.

%a eficacia de un sistema de aire disuelto depende

principalmente del valor de la relacin entre el volumen deaire y la masa de slidos (=S# necesario para obtener undeterminado nivel de clarificacin.

%a relacin (=S es variable para cada tipo de suspensin ypuede ser determinada a nivel laboratorio.


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DIS-E,TODIS-E,TO%a relacin entre (=S y la solubilidad del aire, la presin

de traba$o y la concentracin de slidos en el lodo, paraun sistema en el que la totalidad del caudal es#resuri!ado, est6 dada por:

( ",+ sa f - "#

S Sa

donde (=S 2 relacin aire-slidos, m% aire#=mg slidos#.sa 2 solubilidad del aire, m%=%..

f 2 fraccin de aire disuelto a la presin .@eneralmente, f2 9,D 2 presin, atm.

2 p "9".+A="9".+Ap 2 presin manom*trica, 0a.

Sa 2 concentracin de slidos en el fango, mg=%.

F,OTACI N POR AIREF,OTA I N POR AIRE


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ara un sistema en el que s$lo el caudal derecirculaci$n es #resuri!ado

( ",+ sa f - "# 8

S SaF

donde 8 2 caudal de recirculacin presurizada, m+=d.F 2 caudal de lquido mezcla, m+=d.

El numerador representa el peso del aire y el denominador el

peso de los slidos.El factor ",+ corresponde al peso especfico del aire mg=cc# y

el t*rmino -"# del par*ntesis se incluye para prever la

posibilidad de que el sistema funcione a presin atmosf*rica.

F,OTACI N POR AIREF,OTA I N POR AIREDIS-E,TODIS-E,TO


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Precipitacin +u'micaD!d( "e #!s c!%!c$e%5s$)c!sde# !g"! %es)d"!#s(/ v!%)!B#es #!s

d(s)s de %e!c$)v(s /eces!%)!s se deBe/ de$e%,)/!% ! p!%$)% de

e/s!>(s de #!B(%!$(%)( ( c(/ p#!/$! p)#($(. E/ #! $!B#! s)g")e/$e

se ,"es$%!/ v!#(%es %ec(,e/d!d(s de #!s c!%g!s s"pe%)c)!#es

p!%! d)e%e/$es $)p(s de s"spe/s)(/es "5,)c!s ! "$)#)!% e/ e#

d)se*( de )/s$!#!c)(/es de dec!/$!c)/.

$arga superficial (m3,m2-d)

!uspensin Inter.alo $audal punta

#c"#( de

!#F,)/!

26 60 60

#c"#( de )e%%( 26 7 60 60

#c"#( de c!# 30 90 90


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Part%culas coloidalesGuc&as de impurezas presentes en el agua cruda, inclu-yendo los m.o. patgenos, los 6cidos &7micos que soncorrientemente responsables del color, los 6cidos f7lvicos

y los comple$os arcilla-metal est6n en el rango del tama)ocoloidal: " nm a "9 Hm .

%os coloidesson partculas de tama)o intermedio entrelos slidos disueltos y las partculas suspendidas, que

tarde o temprano decantan por efecto de la gravedad.(unque las partculas coloidales son muy peque)as, sonlo suficientemente grandes como para dispersar la luz,por lo que estas partculas comunican aspecto turbio u

opaco al agua, a menos que est*n muy diluidas.

COA3-,ACIN 4 F,OC-,ACIN


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Coa5ulaci$n5esestabilizacin, efectuada general-mente por adicin de reactivosqumicos. or medio de mecanismos de

agregacin o de adsorcin, anulan lasfuerzas repulsivas.

Floculaci$n

(glomeracin de coloides Idescar-gadosI, que resulta de diversasfuerzas de atraccin entre partculaspuestas en contacto, &asta alcanzarun grosor aproimado de 9," micra.

COA3-,ANTE

F,OC-,ANTE

De'inici$n de los trminos)


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C l


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Coa5ulantes)%os coloides poseen una estabilidad que &ace difcil quesedimenten por procesos naturales aplicacin de aglome-

rantes o coagulantes para su desestabilizacin y agrupacin,consiguiendo as una partcula de mayor tama)o y peso, lacual s puede sedimentar por accin de la gravedad.

%os principales coagulantes utilizados son sales met6licas:(lumbre o Sulfato de (luminioCalCloruro f*rricoSulfato f*rricoSulfato ferroso

%a accin de estos compuestos es comple$a y comprende:- %a disolucin de la sal- 1ormacin de compuestos comple$os del metal- (trapamiento de partculas individuales en el precipitado.


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F,OC-,ANTES OR36NICOS

Polielectrolitos NaturalesrotenasJcidos nucleicosJcido p*cticoJcido algnicoolisac6ridos

Polielectrolitos SintticosAni$nicos)oliacrilamidas

(c. poliacrlicosolimetacrilatosoliacrilnitrilosoliestireno sulfonadoJcidos polivinilsulfnicos

5erivados de celulosa

No i$nicos)K. de etileno polimerizado

oliacrilimidasCati$nicos)oliacrilamidasolietileniminasolivinilpiridinas

olidialidimetilamonio


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F,OC-,ANTES MINERA,ES Slice activada

LetoniaMieselgu&r(lgunas arcillasCarbonato de calcio precipitado

Carbn activo en polvo

D t i i$ d l t


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Determinaci$n de coa5ulantes)%a cantidad de coagulantes no puede ser determinada enbase a frmulas estequiom*tricas o leyes qumicas, debido a

la diversidad de factores que intervienen en el proceso.or lo anterior, se recurre a t*cnicas de laboratorio:Pruebas del Test de 8arraso 8ar Test.

Este procedimiento entrega informacin para:- Seleccionar el coagulante adecuado y dosificacin de *ste- Seleccionar el floculante adecuado y dosificacin de *ste- 5eterminacin del pN ptimo

- 5eterminacin del punto de aplicacin del coagulante, floculante y a$uste de pN.- Optimizacin de la energa y tiempos de mezclado- 5eterminacin de efectos de dilucin del coagulante- Optimizacin del recicla$e de lodos

- Otros


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METODO,O32AMETODO,O32ADEDE

EC9ENFE,DEREC9ENFE,DER

ara la seleccinara la seleccindel coagulante,del coagulante,dosis y pN ptimodosis y pN ptimo


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Eui#os #ara la coa5ulaci$n 4 'loculaci$n

REACTOR T-:-,AR:

Es un reactor de flu$o forzado. Seutiliza donde un coagulante, flocu-lante y=o un reactivo qumico paracorreccin del pN, se dosifican enforma consecutiva para la remo-

cin de 5FO, 5LO, !urbidez,recipitantes, etc. El proceso seefect7a ba$o condiciones optimiza-das, controladas y bien definidas,&asta A99 m+=min. por unidad.


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REACTOR CON A3ITACINEn caso de que puntos crticos energade mezclado, !8N y gran capacidad# nopuedan obtenerse en el reactortubular, se utiliza un estanque continuoagitado.

En general est6n dise)ados ya sea paracoagulacin-floculacin o para disolver

aditivos qumicos

REACTOR

T-:-,ARCONE;-IPOS

ACCESORIOS

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