Desbaste y Sedimentadores (Presentación) PDF

ING. FABIÁN CABRERA UNIDAD Coyago Hernan  Desbaste, Sedimentadores. Desbaste. Es una etapa crucial en el tratamiento de aguas residuales, encargada de la remoción de sólidos grandes y flotantes que pueden obstruir o dañar el equipo en las etapas posteriores del pr...

ING. FABIÁN CABRERA UNIDAD Coyago Hernan  Desbaste, Sedimentadores. Desbaste. Es una etapa crucial en el tratamiento de aguas residuales, encargada de la remoción de sólidos grandes y flotantes que pueden obstruir o dañar el equipo en las etapas posteriores del proceso de tratamiento. Esta fase inicial es fundamental para asegurar la eficacia y eficiencia de todo el sistema de tratamiento. En qué Consiste el Desbaste El desbaste se realiza mediante el uso de diferentes tipos de equipos que varían según la naturaleza y tamaño de los sólidos presentes en el agua residual:  Rejas: Rejas Gruesas: Estas estructuras metálicas con barras paralelas y espaciadas entre 15-50 mm retienen sólidos grandes como ramas, hojas, trapos, y basura. Son generalmente la primera barrera de protección. Rejas Finas: Con aberturas más pequeñas (entre 5-15 mm), estas rejas retienen partículas de tamaño medio, proporcionando una segunda línea de defensa después de las rejas gruesas.  Tamices: Tamices Rotativos: Utilizan un tambor giratorio con aperturas de tamaño variado (0.5-6 mm) que atrapan sólidos más finos mientras el agua pasa a través de ellos. Estos tamices se limpian automáticamente mediante chorros de agua o cepillos. Tamices Estacionarios: Similares a los rotativos pero sin movimiento, requieren limpieza manual o automática regular.  Desbastadores Mecánicos: Estos dispositivos automatizados combinan la acción de tamizado y transporte, utilizando mecanismos como cintas transportadoras para remover y transportar los sólidos atrapados fuera del flujo de agua.  Condiciones de Operación Para que el desbaste sea efectivo, se deben cumplir ciertas condiciones operativas: 1.Velocidad del Flujo: Es fundamental mantener una velocidad adecuada del agua que fluye a través de las rejas y tamices. Velocidades demasiado altas pueden permitir que los sólidos pasen sin ser capturados, mientras que velocidades demasiado bajas pueden provocar sedimentación de sólidos, dificultando su remoción. 2.Tamaño de las Aberturas: El tamaño de las aberturas en las rejas y tamices debe ser adecuado para el tipo de sólidos presentes en el agua residual. Las rejas gruesas son más apropiadas para sólidos grandes, mientras que los tamices finos son más efectivos para partículas más pequeñas. Frecuencia de Limpieza: La acumulación de sólidos puede obstruir el equipo, reduciendo su eficacia. Por lo tanto, es crucial limpiar las rejas y tamices regularmente. Esto puede ser realizado manualmente o mediante sistemas automáticos de limpieza.  Restricciones para la Operación El desbaste enfrenta ciertas restricciones y desafíos operacionales: 1.Materiales No Deseados: Materiales como grasas, aceites y productos químicos pueden obstruir las rejas y tamices o causar corrosión, afectando su rendimiento. Es importante contar con sistemas de pretratamiento para remover estos materiales antes del desbaste. 2.Condiciones Ambientales: Factores como la temperatura y el pH del agua pueden influir en la eficiencia del desbaste. Por ejemplo, en climas fríos, es necesario proteger el equipo contra la congelación. 3.Mantenimiento y Desgaste: El equipo de desbaste, expuesto a aguas residuales potencialmente corrosivas y abrasivas, requiere mantenimiento regular para prevenir el desgaste y asegurar una vida útil prolongada. Inspecciones periódicas y programas de mantenimiento son esenciales.  Ejemplos en el Ecuador y el Mundo Ecuador: 1.Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Quitumbe (Quito): Esta planta utiliza un sistema de desbaste con rejas gruesas y finas, que son parte integral de su proceso de tratamiento de aguas residuales. Las rejas gruesas eliminan los sólidos grandes, mientras que las finas remueven partículas más pequeñas antes de que el agua pase a los tratamientos biológicos y químicos. Mundo: 1.Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Stickney (Chicago, EE.UU.): Considerada una de las plantas más grandes del mundo, Stickney emplea avanzados sistemas de desbaste que incluyen tamices rotativos y rejas automáticas. Estos equipos manejan grandes volúmenes de agua residual, asegurando la remoción eficiente de sólidos antes de los tratamientos subsecuentes.  Sedimentadores. Es un proceso clave en el tratamiento de aguas residuales, diseñado para separar y remover partículas sólidas suspendidas en el agua mediante la acción de la gravedad. Este proceso se lleva a cabo en unidades denominadas sedimentadores o clarificadores, y es fundamental para mejorar la calidad del agua antes de su tratamiento final o vertido. En qué Consiste la Sedimentación La sedimentación implica la decantación de partículas sólidas hacia el fondo del tanque debido a la gravedad. Existen varios tipos de sedimentadores, cada uno adecuado para diferentes fases del tratamiento de aguas residuales:  Sedimentadores Primarios: Función: Remueven sólidos suspendidos y materia orgánica en las primeras etapas del tratamiento. Diseño: Generalmente son tanques grandes y rectangulares o circulares, donde el agua residual fluye lentamente, permitiendo que las partículas más pesadas se depositen en el fondo. Sedimentadores Secundarios: Función: Utilizados después de los procesos biológicos, eliminan los sólidos biológicos (lodos activados) generados en los tanques de aireación. Diseño: Similar a los sedimentadores primarios, pero están diseñados para manejar una mayor cantidad de lodos biológicos.} Sedimentadores Terciarios: Función: Utilizados para un pulido adicional del agua tratada, eliminando sólidos finos que no fueron capturados en etapas anteriores. Diseño: Pueden incluir tecnologías avanzadas como flotación por aire disuelto (DAF) para capturar partículas muy pequeñas.  Condiciones de Operación Para que los sedimentadores funcionen eficazmente, se deben mantener ciertas condiciones operativas: 1.Tasa de Carga Superficial: Esta es la cantidad de flujo de agua por unidad de área superficial del sedimentador. Mantener una tasa adecuada asegura que las partículas tengan suficiente tiempo para asentarse. Valores típicos son de 1-3 m³/m²·h para sedimentadores primarios. 2.Tiempo de Retención Hidráulico: El tiempo que el agua permanece en el sedimentador debe ser suficiente para permitir la sedimentación de las partículas. Un tiempo de retención típico es de 1.5-3 horas. 3.Manejo de Lodos: Los lodos sedimentados deben ser removidos regularmente del fondo del tanque para evitar su acumulación y mantener la eficiencia del proceso. Esto se realiza mediante mecanismos de raspado o bombeo.  Restricciones para la Operación 1.Carga Orgánica Alta: Altas concentraciones de materia orgánica pueden producir una cantidad excesiva de lodos, sobrecargando el sistema y reduciendo la eficiencia de sedimentación. 2.Fluctuaciones de Caudal: Variaciones significativas en el caudal de entrada pueden afectar la eficiencia del sedimentador, ya que pueden alterar el tiempo de retención y la tasa de carga superficial. 3.Condiciones Ambientales: Factores como la temperatura pueden afectar la viscosidad del agua y, por ende, la tasa de sedimentación. En climas fríos, la sedimentación puede ser más lenta.  Ejemplos en el Ecuador y el Mundo Ecuador: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de El Milagro (Guayaquil): Utiliza sedimentadores primarios y secundarios para la remoción de sólidos y materia orgánica. La planta trata aguas residuales de una gran parte de la ciudad, mejorando significativamente la calidad del agua antes de su descarga al río Guayas. Mundo: Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de Gabal El Asfar (El Cairo, Egipto): Una de las mayores plantas de tratamiento de aguas residuales en África, emplea múltiples etapas de sedimentación para manejar grandes volúmenes de agua residual, incluyendo sedimentadores primarios y secundarios, así como unidades de flotación para un tratamiento terciario.  Bibliografia. Tchobanoglous, G., Burton, F. L., & Stensel, H. D. (2003). "Wastewater Engineering: Treatment and Reuse". 4th Edition. McGraw-Hill Education. Metcalf & Eddy, Inc. (2014). "Wastewater Engineering: Treatment and Resource Recovery". 5th Edition. McGraw-Hill Education. Droste, R. L. (1997). "Theory and Practice of Water and Wastewater Treatment". Wiley. "Ecuador Avanza en el Tratamiento de Aguas Residuales". (2023). El Comercio. UNEP (United Nations Environment Programme). (2004). "Managing Water for All: An OECD Perspective on Pricing and Financing". UNEP Report. Henze, M., Harremoes, P., la Cour Jansen, J., & Arvin, E. (2002). "Wastewater Treatment: Biological and Chemical Processes". Springer.