|
|
|
DECANTACION La
misión de la de la decantación es eliminar partículas, ya sea por sedimentación
o flotación, partículas que en el caso del tratamiento del agua pueden
proceder de sustancias disueltas, que por la vía de la oxidación han pasado a
insolubles ( es el caso del hierro y manganeso disueltos, que por oxidación
pasan a su estado oxidado insoluble ) o por las propias partículas coloidales
en suspensión existentes en el agua bruta, la mayoría de las cuales por
coagulación -floculación han pasado a ser sedimentables. Otras sustancias
disueltas pueden quedar adheridas o
adsorbidas por los coágulos-flóculos y son eliminadas de esta forma. Siguiendo la ley de Stokes para la sedimentación, el tiempo necesario para la sedimentación de una partícula de arena de 1 mm. de diámetro, sería de 10 segundos, para una partícula de arena fina de 0,1 mm, sería de 2 minutos y para una partícula de arcilla de 10 µm, el tiempo sería 2 horas. Para una bacteria (1µm), el tiempo sería unos 8 días y para las partículas coloidales de tamaños entre 100 nm y 1 nm, el tiempo en sedimentar estaría entre 2 y 200 años. De ahí la necesidad de una agregación de las partículas de forma que aumente el tamaño y la velocidad de sedimentación, que es lo que se consigue con la coagulación-floculación. Una
vez formados los flóculos por la agregación de las partículas coloidales en
suspensión, hay que proceder a la separación de éstas. Esta separación, si
no se está siguiendo el proceso de filtración directa, tiene lugar por
sedimentación en los decantadores. Si
la concentración del flóculo es pequeña, estos en su caída y sedimentación,
no se comportan como una partícula granular independiente, sino que, debido al
coagulante empleado su sedimentación está afectada en parte por la naturaleza
de éste, considerándose por tanto, como una "sedimentación difusa".
Cuando la concentración es más elevada ( del orden de 0,5 gr/l), la
sedimentación de los flóculos en conjunto se ve frenada, distinguiéndose más
fácilmente la separación entre la masa de flóculos y el líquido. A este tipo
de sedimentación lo denominamos "sedimentación en bloque o pistón". Las partículas en suspensión en un liquido en reposo están sometidas a dos fuerzas contrarias : -El peso de la partícula -Las fuerzas de arrastre que la desplazan en el liquido La velocidad de caída (V) de una partícula en equilibrio, depende o está ligada a la densidad de la partícula ( ρp ) y del liquido( ρl) y del diámetro (d) de la partícula y viene dada por la expresión: 4 ρp - ρl V2 = ̶̶ ̶̶ ̶̶ .• ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̶̶ ̵ ̶̶ ̶̶ • g • d
C, es el coeficiente de arrastre que a su vez está expresado en función del Nº de Reynold por C . a . Re-n En un régimen laminar a = 24 y n = 1 , según la fórmula de Stokes. La partícula precipitará en el decantador si V > Q / Sh , siendo Q = caudal y Sh = superficie horizontal del decantador.
DECANTADORES
Decantadores de recirculación de fagos y vista interior de uno de estaos decantadores vacio Fundamentalmente,
las instalaciones de decantación están formadas por decantadores de
recirculación de fangos, o separación dinámica, decantadores de lecho o manto
pulsante de fangos y decantadores estáticos.
En el primero, la floculación y sedimentación tiene lugar en una misma unidad
o aparato. Decantadores de manto de lodos En estos decantadores, para que el agua coagulada, agua con partículas coloidales desestabilizadas, puedan flocular y sedimentar es necesario ponerlas en contacto unas con otras. En este tipo de unidades la posibilidad de encuentro o aglomeración de estas partículas es función de su concentración en el agua bruta.El contacto entre las partículas se consigue por medio de una agitación lenta. Para conseguir que los fangos se separen del liquido se emplean distintas alternativas o tipos de decantadores:
1)Decantadores
de separación dinámica;
2)
3)Decantadores de agitación simple.
Decantadores de separación dinámica o de recirculación Estas unidades utilizan una turbina que gira a alta velocidad colocada en el centro del tanque, la cual impulsa el flujo hacia abajo, de forma que las partículas que descienden empujadas por la energía mecánica de la turbina choquen con las que ascienden con el flujo del tanque. Estos tanques presentan cuatro zonas: una de mezcla y reacción (mezcla primaria), otra de mezcla lenta y floculación (mezcla secundaria), otra de manto de lodos y otra de agua clarificada, que comprende hasta las canaletas de salida. El agua bruta es introducida en la mezcla primaria y en la zona de reacción, donde une con las sustancias químicas en presencia de sólidos formados durante reacciones previas. La presencia de estos sólidos acelera las reacciones, la mezcla primaria es llevada luego a la secundaria, donde continúa el contacto con la suspensión para luego descargar exterior e interiormente, es decir, recirculando y llevando hacia los concentradores una parte de dichos sólidos.
El agua clarificada pasa a las
canaletas de recolección de agua decantada.
Durante el periodo inicial de operación en estos decantadores, la extracción de lodos deberá ser mínima o ninguna Para empezar a extraer el lodo, se debe hacer un muestreo de , cuando esta sea del orden de 10% , podrá iniciarse la extracción, ya sea manual automáticamente mediante un sistema en el que se programan los intervalos de purga y parada. A medida que pasa el tiempo, y los lodos se acumulan sobre el fondo del decantador se va formando un lecho de lodos, siendo el momento ahora de comenzar la recirculación.
Decantadores de manto de lodos pulsantes La descarga del agua de la campana de vacío a las tuberías de distribución se produce cuando el agua alcanza un nivel determinado( entre 0,6 y 0,80 metros). Este nivel de agua se regula de forma que mediante el adecuado mecanismo electromecánico se permita la apertura de las válvulas de descarga a la atmósfera. Las descargas de agua de la campana realizadas en forma intermitente producen una agitación en el interior del decantador que permite el contacto entre las partículas coaguladas, aumentando así el tamaño y volumen de estas, para formar una masa de lodos llamada “manto de lodos”. La altura que usualmente debe alcanzar el manto de lodos es de 1,5 metros, y debe coincidir con el nivel del vertedero de los concentradores de lodos. La eficiencia del decantador de lodos es función del grado de compactación del manto de lodos y del porcentaje de concentración de lodos. El exceso de lodos formado pasa a los concentradores de lodos, para ser eliminados por medio de las válvulas de purgas que pueden ser accionadas en forma manual o automática.
- La válvula de aire V, de comunicación de la campana con la atmósfera, se encuentra cerrada. - El agua asciende en la campana A. - El agua entra, a caudal reducido, en el decantador D. - El fango se concentra en el lecho de fango y en el concentrador C.
Segundo tiempo - Cuando el agua alcanza en la campana el nivel del electrodo superior S, se abre la válvula de comunicación con la atmósfera. - El agua de la campana A penetra en el lecho de fango, consiguiendo su expansión. - El exceso de fangos penetra en el concentrador C. - El agua decantada es evacuada por E. - Cuando el agua alcanza el nivel del electrodo inferior (I) en la campana A, se cierra la válvula V. - La masa de fango es evacuada del concentrador C por la válvula de extracción automática F.
Decantadores de agitación simple Suelen ser tanques circulares en los que el agua entra por la parte inferior y están provistos de un agitador mecánico que gira lentamente en el fondo con el fin de mantener las partículas coaguladas en suspensión y recogelos lodos en un concentrador del cual son extraido periódicamente. Presentan cuatro zonas: de reacción, de floculación, de recolección de lodos y de agua clarificada. Es de suma importancia la regulación de la velocidad de agitación para conseguir una optima floculación, en función de la turbiedad del agua bruta y de la dosis de coagulante empleado. Si se observa la presencia de grandes cantidades de flóculos en la superficie, se deberá disminuir la velocidad de agitación
Decantador de agitación simple Otro
tipo de decantador muy empleado es el estático, puede ser de flujo vertical
en decantadores cónico-cilíndricos, y de flujo horizontal, en decantadores
rectangulares horizontales. En estos decantadores, está claramente separada la
zona de coagulación y floculación de la sedimentación y no hay masa de Iodos
en el sentido de movimiento de los dos tipos anteriores. Los lodos depositados
en el fondo de estos decantadores, son arrastrados por un sistema de rasquetas a
las zonas de evacuación, o bien se extraen directamente a través de un sistema
de fosas de recogida repartido por toda la superficie del fondo del decantador.
El agua es decantada por canaletas o vertederos situados en el extremo opuesto
a la entrada del. agua floculada.
Decantadores
estáticos horizontal
Es
de gran importancia en todos los decantadores, el reparto del agua bruta y la
recogida del agua decantada así como la operación de purga o extracción de
lodos, con objeto de ir renovando la formación continua de éstos y evitar
concentraciones excesivas e incluso putrefacciones de los lodos. Los períodos
de purga son intermitentes y dependen fundamentalmente de la carga original del
agua bruta y de la correspondiente dosificación de reactivos.
INSTALACION
CON DECANATADORES ESTATICOS Sedimentación : Factores que afectan a la sedimentación. Zonas de un decantador. Tipos . Esquemas. Página , en inglés, de Minnesota Rural Water Association LA DECANTACIÓN LASTRADA Y SU APLICACIÓN PARA LA POTABILIZACIÓN DE AGUAS SUPERFICIALES Vicent Espert 1, Manuel García2, Heliodoro Sancho2, Amparo López1.Universidad Politécnica de Valencia. Aguas de Valencia, S.A.
|
