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PRETRATAMIENTO
PLANTAS DE AGUAS RESIDUALES
Pretratamiento
El pretratamiento es el conjunto de operaciones, fundamentalmente
de tipo físico y mecánico, que permite eliminar sólidos de gran
tamaño, arenas, gravas, grasas y aceites, que puedan dar problemas
en las etapas posteriores.
En esta etapa se producente Residuos Sólidos Urbanos (RSU’s), lodos
contaminados y un efluente parcialmente descontaminado que será
objeto de tratamiento por el resto de las unidades mejorando su
rendimiento.
El correcto diseño y posterior mantenimiento de la etapa de
pretratamiento son aspectos de gran importancia, pues cualquier
deficiencia en los mismos repercutirá negativamente en el resto de las
instalaciones originando obstrucciones de tuberías, válvulas y bombas,
desgaste de equipos, formación de costras, etc.
Etapa Objetivo Unidades Representativas Tipo de fenómenos
principales
involucrados
Niveles de eficiencia
Pretratamient
o
Remover sólidos
gruesos para evitar
atascos, abrasión y
daños a tuberías,
bombas, equipos y a
otros elementos de la
depuradora.
· Pozo de gruesos
· Rejillas
· Desarenador
· Desengrasador
· Tanque de Igualación u
homogenización (efluentes
industriales,
especialmente)
· Tanque de neutralización
(efluentes industriales,
especialmente)
Físicos.
Químicos
(neutralización).
No se considera que
se logren remociones
significativas en DBO
y SST
Esquema del pretratamiento de una EDARU
DESBASTE
• El desbaste se conoce también como cribado y se hace, de
manera frecuente, mediante la instalación de rejillas metálicas
de diferentes características de diseño y operación,
dependiendo del tipo de agua a tratar.
• Es la operación utilizada para separar material grueso del
agua, mediante el paso de ella por una criba o rejilla. Los
elementos flotantes como plásticos, trozos de madera y
ramas, entre otros, deben ser retirados en el desbaste.
• Esta unidad no es prescindible en ninguna depuradora y es
independiente de la existencia o no, del pozo de muy gruesos.
• En el tratamiento de aguas residuales se usan rejillas gruesas,
principalmente de barras o varillas de acero, para proteger
bombas, válvulas, tuberías y equipos, etc.
• Las plantas de tratamiento de agua residual industrial pueden
o no requerir de rejillas, según la característica del residuos.
• A medida que el material se acumula sobre la rejilla, ésta se va
taponando y la pérdida de energía aumenta, por lo que el
diseño estructural debe ser el adecuado para impedir la rotura
de la rejilla cuando está taponada.
Cortedeunsistemadedesbasteusandorejillas(unagruesayotrafina)delimpiezamecánica.
Imagentomadade:http://www.consorcioaa.com/cmscaa/export/sites/default/imgs/2.desbaste.gif
Clasificación de las rejillas de desbaste
Las rejas pueden clasificarse según:
• Su limpieza
• Manual
• Mecánica
• Su separación entre barrotes
• Fina: entre 0,5 y 1,5 cm de separación
• Media: entre 1,5 y 5,0 cm de separación
• Gruesa: mayor a 5,0 cm de separación
• Su inclinación
• Verticales: a 90° respecto de la horizontal
• Inclinadas: entre 60 y 80° respecto de la horizontal
El tamaño de los barrotes usados en las rejillas,
dependerá del tamaño de los materiales que se
pretende retener, con el fin de que sean lo
suficientemente fuertes para que no se deformen.
Para rejillas gruesas se usan barrotes de entre ½ y
1 pulgada (1,3 a 2,5 cm) de diámetro (o de ancho)
y para las finas, de entre ¼ y ½ pulgada (0,6 a 1,3
cm).
Rejillas de limpiezamanual
Se instalan en depuradoras pequeñas y son inclinadas
usualmente a 60° respecto de la horizontal para facilitar las
labores de limpieza del operario.
El operario retira los sólidos retenidos en la rejilla con
ayuda de un rastrillo u otra herramienta similar dentada y
los dispone temporalmente en una lámina perforada o
canastilla, conocida como depósito escurridor, para
eliminar el agua.
Posteriormente, estos desechos se llevan a incineración o a
un relleno sanitario.
Rejillamediaconláminaperforadaparaescurrimientodelmaterialextraído.
Operarioretirandomanualmentelossólidosretenidosenlarejilla.Nocuentaconunacanastillao
láminadeescurrimiento
Rejillas de limpieza mecánica
Llamadas también rejillas de limpieza automática; éstas suelen
instalarse en depuradoras grandes cuyos grandes caudales
arrastran ingentes cantidades de materiales gruesos de forma
permanente, que no podrían ser evacuados manualmente.
Estas rejillas suelen ser verticales, con inclinaciones que varían
entre los 80 y 90° respecto de la horizontal
Los mecanismos de limpieza son variables dependiendo del
fabricante; los más usuales son los de barras dentadas o los de
peines giratorios.
Rejilladelimpiezamecánicaconpeinegiratorio.
Rejilladelimpiezamecánica
Diseño del desbaste
• Los criterios de diseño de las rejillas se fundamentan en
las velocidades de paso del flujo de aguas residuales, a
través de ellas.
• Esta velocidad no debe ser tan baja que promueva la
sedimentación de sólidos en el canal ni tan alta que
genere arrastre de sólidos ya retenidos por los barrotes
de la reja.
Criteriosdediseñodelasrejillasdedesbaste
Parámetro Valor o rango
Velocidad mínima de paso 0,6 m/s (a caudal medio
Velocidad máxima de paso 1,4 m/s (a caudal punta)
Grado de colmatación estimado
entre intervalos de limpieza
30%
Pérdida de carga máxima
admisible
15 cm (a caudal medio)
Una vez se tengan definidas las dimensiones del canal de
desbaste, el área del canal en la zona de la rejilla se puede
calcular con la siguiente expresión:
Donde,
AR : área útil del canal en la zona de la rejilla (m2)
Bc : ancho del canal (m)
L : luz o espacio entre barrotes (m)
b : ancho de los barrotes (m)
G : grado de colmatación (usualmente se adopta un valor de
30%)
Debido a que los barrotes restan área útil del canal,
incrementando la velocidad del flujo entre la rejilla, se hace
necesario, en ocasiones, incrementar el ancho del canal en la
zona donde está ubicada la criba o aumentar la profundidad
Zona de rejillas (Romero Rojas, 1999)
Para estimar el ancho o la profundidad en la zona de la
rejilla, se puede emplear la siguiente expresión:
Donde,
P Profundidad en la zona de rejillas (m)
Q caudal de aguas residuales (m3/s)
Vp velocidad de paso entre la rejilla (m/s)
L luz o espacio entre barrotes (m)
b ancho de los barrotes (m)
Bc ancho del canal (m)
G Grado de colmatación de la rejilla
La pérdida de carga generada por la rejilla
diferencia de altura de la lámina de agua antes y
después del paso por la rejilla se puede calcular
con esta expresión propuesta por Lozano-Rivas.
Donde,
H pérdida de carga generada por la rejilla (m)
Vp velocidad de paso del agua a través de la rejilla (m/s)
El número de barrotes se puede calcular con la siguiente:
Donde,
N número de barrotes
BR ancho del canal en la zona de rejilla (m)
L luz o espacio entre barrotes (m)
b ancho de los barrotes (m)
Cantidad de sólidos retenidos por
las rejillas
Tipo de rejilla Cantidad de sólidos
retenidos
Fina 5 a 12 mL/d*hab
Gruesa 12 a 25 mL/d*hab
Calcular el tamaño de una rejilla fina, de
limpieza manual, para el canal de entrada y
el caudal. (Qmd = 69 L/s. Vcanal = 0,6 m/s.
Dimensiones del canal: 0,34 x 0,34 m y un
borde libre de 0,35 m). La criba tendrá
barrotes de 0,6 cm de ancho y 1,2 cm de
separación; con una velocidad de paso en la
rejilla de 0,8 m/s.
Ejercicio
Solución:
Se calcula la sección o área útil del canal en la zona de la
rejilla, así
La profundidad en la zona de rejilla, manteniendo el mismo
ancho del canal en la zona de rejilla, será:
Donde,
AR : área útil del canal en la zona de la rejilla (m2)
Bc : ancho del canal (m)
L : luz o espacio entre barrotes (m)
b : ancho de los barrotes (m)
G : grado de colmatación (usualmente se adopta un valor de 30%)
P Profundidad en la zona de rejillas (m)
Q caudal de aguas residuales (m3/s)
Vp velocidad de paso entre la rejilla (m/s)
L luz o espacio entre barrotes (m)
b ancho de los barrotes (m)
Bc ancho del canal (m)
G Grado de colmatación de la rejilla
Esta es una pérdida de carga aceptable.
El número de barrotes será:
Desarenador
En el desarenador, como lo indica
su nombre, se remueven las
partículas de arena y similares,
que tienen un peso específico de
cercano a 2,65 g/cm3 y tamaños
superiores a los 0,15 mm de
diámetro (e.j. cáscaras, semillas).
Este tipo de partículas presentes,
especialmente, en las aguas
residuales urbanas y muy rara vez
en las de tipo industrial, causan
abrasión y daños en las tuberías y
en otros equipos de la
depuradora.
Los desarenadores consisten,
simplemente, en un
ensanchamiento del canal de
pretratamiento, en donde la
velocidad del agua disminuye lo
necesario para permitir la
sedimentación de las partículas
discretas, pero no lo suficiente
para que se presente
asentamiento de la materia
orgánica.
Su diseño está soportado,
entonces, en las velocidades de
sedimentación de las partículas
que quieren removerse, las cuales
son explicadas mediante las
fórmulas de Stokes (flujo laminar),
Newton (flujo turbulento) y Allen
(régimen transitorio).
Canales desarenadores. Foto: Enrique Padilla Díaz. Imagen tomada de:
http://www.flickr.com/photos/gepadi/2109061728/in/photostream/
Enloscuatronivelesdecomplejidaddebenemplearsedesarenadorescuandosea
necesariocumplirconlosiguiente:
• Protección de equipos mecánicos contra la
abrasión.
• Reducción de la formación de depósitos pesados
en tuberías, Conductos y canales.
• Reducción la frecuencia de limpieza de la arena
acumulada en tanques de sedimentación primaria
y digestores de lodos.
• Minimización de pérdida de volumen en tanques
de tratamiento biológico.
• Antes de las centrífugas, intercambiadores de
calor y bombas de diafragma de alta presión.
Localización
Deben localizarse después de
rejillas y antes de tanques de
sedimentación primaria y
estaciones de bombeo.
Velocidad mínima del agua
Los desarenadores deben
diseñarse de manera tal que la
velocidad pueda controlarse. La
variación debe estar únicamente
en un rango entre 0.2 m/s y 0.4
m/s.
Número
El número de desarenadores es
característico a cada diseño. Se
recomienda un mínimo de dos
unidades en cualquiera de los
niveles de complejidad. Cada
unidad debe tener la capacidad
para operar con los
caudales de diseño cuando la otra
unidad está en limpieza.
Tasa de desbordamiento
superficial
Se recomienda un rango entre 700
y 1600 m³/m²/dia. Estos valores
pueden ser expresados en
términos de velocidad de
sedimentación, variando
aproximadamente entre 30 m/h y
65 m/h.
Tiempo de retención hidráulico
El tiempo de retención debe
basarse en el tamaño de las
partículas que deben separarse ;
se recomienda un tiempo entre 20
segundos y 3 minutos. Esto se
logra mediante dispositivos que
permitan regular la
velocidad del flujo.
Componentes
Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas
a) Zona de entrada
Tiene como función el
conseguir una distribución
uniforme de las líneas de flujo
dentro de la unidad,
uniformizando a su vez la
velocidad.
b) Zona de desarenación
Parte de la estructura en la
cual se realiza el proceso de
depósito de partículas por
acción de la gravedad.
c) Zona de salida
Conformada por un vertedero
de rebose diseñado para
mantener una velocidad que
no altere el reposo de la
arena sedimentada.
d) Zona de depósito y
eliminación de la arena
sedimentada
Constituida por una tolva con
pendiente mínima de 10%
que permita el deslizamiento
de la arena hacia el canal de
limpieza de los sedimentos.
• El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos
y técnicos es de 8 a 16 años.
• El número de unidades mínimas en paralelo es 2 para efectos
de mantenimiento. En caso de caudales pequeños y
turbiedades bajas se podrá contar con una sola unidad que
debe contar con un canal de by-pass para efectos de
mantenimiento.
Desarenador de 2 unidades en paralelo (planta).
La cantidad de arena removida
por estas unidades oscila entre
5 y 40 mL por m3 de agua
residual tratada para
alcantarillados sanitarios, con
valores típicos cercanos a los 20
mL/m3.
Si la red es combinada, estos
valores podrían ascender en
épocas de invierno, a 200
mL/m3.
Es importante recordar que los
valores que se toman para el
diseño de cualquier unidad,
deben estar avalados por
determinaciones en plantas
piloto o en pruebas de
laboratorio.
Nunca deben asumirse valores
de rangos dados por una
normativa o por la literatura sin
el debido sustento. Para el caso
del diseño de un desarenador,
deben efectuarse ensayos de
sedimentabilidad en una
columna de sedimentación.
Criterios de diseño
• El periodo de operación es
de 24 horas por día.
• Debe existir una transición
en la unión del canal o
tubería de llegada al
desarenador para asegurar
la uniformidad de la
velocidad en la zona de
entrada.
• La relación largo/ancho
debe ser entre 10 y 20.
• La sedimentación de arena
fina (d<0.01 cm) se efectúa
en forma más eficiente en
régimen laminar con
valores de número de
Reynolds menores de uno
(Re<1.0).
• La sedimentación de arena
gruesa se efectúa en
régimen de transición con
valores de Reynolds entre
1.0 y 1 000.
• La sedimentación de grava
se efectúa en régimen
turbulento con valores de
número de Reynolds
mayores de 1 000.
Parámetro Valor o rango
Carga superficial 40 a 70 m3/m2*h (a caudal
punta)
Tiempo de Retención
Hidráulica (TRH)
100 a 300 s (a caudal punta)
Más frecuentemente = 180 s
Velocidad horizontal 0,20 a 0,40 m/s (a caudal
punta)
Longitud 10 a 30 veces la altura de la
lámina de agua
Altura mínima de la unidad 1,0 m
Altura máxima de la unidad 2,5 m
Diámetro de partícula Velocidad de sedimentación
0,15 mm 40 a 50 m/h
0,20 mm 65 a 75 m/h
0,25 mm 85 a 95 m/h
0,30 mm 105 a 120 m/h
Velocidades de sedimentación para diferentes tamaños de arenas a una temperatura de 16 °C
y una eliminación cercana al 90% (Moreno López, 2009-2010
El contenido de materia orgánica en las arenas extraídas está, usualmente, entre
el 3 y el 5%.
Ejemplo
Determinar las características de una unidad
compuesta por dos canales desarenadores que
tratan un caudal punta de aguas residuales de 690
L/s.
Se asume una carga superficial de 40 m/h.
Cs = Carga superficial, se
asume en 40 m3/m2*h = V
Parámetro Valor o rango
Carga superficial 40 a 70 m3/m2*h (a caudal
punta)
Tiempo de Retención
Hidráulica (TRH)
100 a 300 s (a caudal punta)
Más frecuentemente = 180 s
Velocidad horizontal 0,20 a 0,40 m/s (a caudal
punta)
Longitud 10 a 30 veces la altura de la
lámina de agua
Altura mínima de la unidad 1,0 m
Altura máxima de la unidad 2,5 m
Desarenador-Desengrasador
El desarenador-desengrasador es una variante del
desarenador convencional, empleado en grandes
instalaciones depuradoras.
En este tipo de canales aireados además de remover las
arenas y otras partículas de peso específico similar, se
retirarán también grasas, aceites, espumas y otro
material flotante que pueden causar interferencia en los
tratamientos posteriores y que, incluso, (como en el caso
de las grasas) podrían promover la aparición organismos
filamentosos causantes del bulking (abultamiento del
lodo) en los reactores biológicos.
Este tipo de unidades tienen básicamente tres
zonas diferenciadas, además de las de entrada y
salida:
• Zona de desengrasado
• Zona de desarenado
• Zona de extracción de arenas
En la zona de desengrasado, un bafle disipa la energía generada
por los difusores aireadores, permitiendo el ascenso, sin
turbulencias, de grasas desemulsionadas, aceites y otros
flotantes adheridos a las microburbujas de aire producidas por
los difusores.
Un dispositivo desnatador, montado sobre un puente grúa, se
desplaza permanentemente por esta zona retirando los
flotantes que se van acumulando.
El fondo inclinado de esta zona (45° de pendiente) permite
también que las arenas afectadas por la turbulencia de la
aireación, rueden libres hasta el fondo de la unidad en donde se
encuentra la zona de extracción de arenas.
En la zona de desarenado, se ubica también el suministro de aire a
través de unos difusores de poro fino, los cuales se ubican a
profundidad, en la pared opuesta a la zona de desengrasado.
Estos difusores provocan un movimiento de tipo helicoidal al interior
de la unidad y el aire insuflado reduce los olores y ayuda en la limpieza
de las arenas extraídas.
Así mismo, en el fondo de esta zona, se encuentra el tubo extractor de
arenas, el cual está montado sobre un puente grúa que se desplaza
lentamente por toda la longitud del canal, succionando el material
decantado.
Los materiales extraídos, tanto flotantes como arenas, son llevados
temporalmente a un contenedor para ser luego incinerados o
dispuestos en un relleno sanitario.
Corte de un desarenador-desengrasador. Imagen tomada de:
http://wastewatertreatmentplant.wikispaces.com/file/view/Griftchamber_clip_image002_0000.jpg/
105369573/Grift-chamber_clip_image002_0000.jpg
Desarenador-desengrasador. Imagen tomada de: http://www.vlcciudad.com/las-
depuradorasgeneran-679-toneladas-de-fangos/
Criterios de diseño para desarenadores-
desengrasadores
Parámetro Valor o rango
Carga superficial < 40 m3/m2*h (a caudal punta)
Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) 12 a 16 min (a caudal medio)
Caudal tratado por unidad 0,2 a 0,4 m3/s (a caudal medio)
Velocidad horizontal 0,02 a 0,07 m/s (a caudal punta)
Relación Longitud/Ancho 3/1 a 10/1
Profundidad 2 a 5 m
Relación Profundidad/Ancho 1/1 a 3/1
Longitud 7,5 a 25 m
Ancho 3 a 8 m
Suministro de aire 0,5 a 2,0 m3/h*m3 de tanque
Profundidad de los difusores 0,5 a 0,9 m respecto del fondo del
tanque
Ejemplo
Diseñar unos canales desarenadores-
desengrasadores para un caudal medio
de 1,0 m3/s y un caudal punta de 2,2
m3/s.
Solución:
Para este caudal, se proyectarán 4 canales de
desarenado-desengrasado. Cada uno tratará 0,25 m3/s
de agua residual, a caudal medio.
Aclaración: Para este tipo de unidades, se calculan las dimensiones del
canal de desarenado. La zona de desengrasado se adiciona considerando
un ancho igual a 1/3 del ancho de la zona de desarenado y una
profundidad, antes del inicio de la inclinación a 45°, de 1/3 de la altura de
la zona de desarenado.
Se calcula el volumen requerido por cada unidad,
tomando un tiempo de retención de 15 minutos.
Se tomará como valor de carga superficial, 35 m/h para el caudal punta.
Con este valor, se estima el área superficial:
El área transversal de la unidad se calcula estimando una velocidad
horizontal de flujo de 0,05 m/s trabajando con el caudal punta.
La longitud del canal, será:
La profundidad útil del canal, será:
El ancho de la unidad de desarenado, será:
Relación Longitud – Ancho
20,45/2,77  7,4
Relación Profundidad – Ancho
3,98/2,77  1,44
Así, la relación Longitud/Ancho es de 7,4/1 y la relación
Profundidad/Ancho es 1,44, que está dentro de los límites recomendados.
Adicionando un tercio más del ancho de la zona de desarenado para
proyectar la zona de desengrasado, la cual estará separada por una
pantalla, el ancho total de la unidad será:
El suministro de aire, asumiendo un valor de 1 m3/h*m3 de
tanque, será de:
TRAMPAS DE GRASA
Las trampas de grasa son pequeños tanques de flotación natural, en
donde los aceites y las grasas, con una densidad inferior a la del agua, se
mantienen en la superficie del tanque para ser fácilmente retenidos y
retirados.
No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque séptico.
Recibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya a
removerse.
1. Domiciliar : Normalmente recibe residuos de cocinas y está situada en
la propia instalación predial del alcantarillado.
2. Colectiva : Son unidades de gran tamaño y pueden atender conjuntos
de residencias e industrias
3. En Sedimentadores: Son unidades adaptadas en los sedimentadores
(primarios en general), las cuales permiten recoger el material
flotante en dispositivos convenientemente proyectados, para
encaminarlo posteriormente a las unidades de tratamiento de lodos.
Estas unidades se diseñan en función de la velocidad de flujo o el
tiempo de retención hidráulica (TRH), ya que todo dispositivo que
ofrezca una superficie tranquila, con entradas y salidas sumergidas (a
media altura), actúa como separador de grasas y aceites.
Las trampas de grasa deben ubicarse lo más cerca posible de la fuente
de generación de estas sustancias (generalmente, corresponde al
lavaplatos o similar) y antes del tanque séptico o sedimentador
primario.
Esta ubicación evitará obstrucciones en las tuberías de drenaje y
generación de malos olores por adherencias en los tubos o accesorios
de la red. Nunca deben conectarse aguas sanitarias a las trampas de
grasas.
Para estimar el caudal de diseño de la trampa de grasa, deben tenerse
en cuenta las unidades de gasto de cada artefacto sanitario que se
conectará a la unidad.
Unidades de gasto por artefacto sanitario para el diseño de trampas de grasa
Lozano-Rivas,, 2012).
Deben asumirse las unidades de gasto,
por cada grifo de cada artefacto
sanitario. Una vez se tenga la
contabilidad, se aplicará la siguiente
expresión:
Donde,
Qdiseño : Caudal de diseño de la trampa de grasa (L/s).
U: Total de grifos de los artefactos sanitarios
conectados a la trampa de grasa.
Nunca debe diseñarse una trampa de grasa de un
volumen inferior de 120 L.
Tabla. Criterios de diseño de una Trampa de Grasa
Lozano-Rivas, 2012
Tabla. Dimensiones recomendadas para las trampa grasa, según el caudal de
diseño
Lozano-Rivas, 2012
Ejemplo.
Calcule el volumen de una trampa de grasas para un restaurante que tiene los
siguientes artefactos sanitarios:
· 3 lavaplatos (con 2 grifos cada uno)
· 2 pocetas para lavado de traperos y otros elementos de aseo (con 1 sólo grifo).
Solución:
Para estimar el caudal de diseño, se realiza la contabilidad de las unidades
de gasto, así:
El caudal de diseño será:
Considerando un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 24 minutos, el
volumen de la trampa de grasas será:
La trampa de grasas trabajará con un caudal de punta, aproximado de
1,59 L/s y tendrá un volumen de 2,3 m3.
Corte Longitudinal de una trampa de grasas
Corte transversal de una trampa de grasas, con escurrimiento de la grasa
extraida, a la derecha.
Operación y mantenimiento
Las trampas de grasa deben
operarse y limpiarse regularmente
para prevenir el escape de
cantidades apreciables de grasa y
la generación de malos olores.
La frecuencia de limpieza debe
determinarse con base en la
observación.
Generalmente, la limpieza debe
hacerse cada vez que se alcance el
75% de la capacidad de retención
de grasa como mínimo. Para
restaurantes, la frecuencia de
bombeo varía desde una vez cada
semana hasta una vez cada dos o
tres meses.
Estas unidades deben ser dotadas
de las siguientes características:
1. Capacidad suficiente de
acumulación de grasa entre cada
operación de limpieza
2. Condiciones de turbulencia
mínima suficiente para permitir la
flotación del material.
3. Dispositivos de entrada y salida
convenientemente proyectados
para permitir una circulación
normal del afluente y el efluente.
4. Distancia entre los dispositivos
de entrada y salida, suficiente para
retener la grasa y evitar que este
material sea arrastrado con el
efluente.
5. Debe evitarse el contacto con
insectos, roedores, etc
POZO DE GRUESOS
Se diseña especialmente para aguas residuales urbanas en
donde se espera el arrastre de una gran cantidad de arenas y
sólidos de gran tamaño que viajan por el alcantarillado
(Ejemplo : juguetes, pedazos de madera, trapos, muebles).
Su fondo suele ser troncopiramidal invertido (en forma de
tolva) para evitar la acumulación de sólidos en las paredes
laterales y facilitar la extracción del material retenido,
mediante el accionar de una cuchara bivalva anfibia, operada
por un motor electrohidráulico. Los sólidos se extraen
periódicamente, se dejan escurrir y se depositan en
contenedores. Este material es incinerado o dispuesto,
posteriormente, en un relleno sanitario.
Pozodemuygruesos.Tomadade:
http://www.consorcioaa.com/cmscaa/export/sites/default/imgs/1.entrada.gif
Contenedorparaeldepósitodelmaterialextraídodelpozodemuygruesos.Alfondo,cuchara
bivalva.Imagentomadade:http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/obrallegada/17.jpg
Ilustración8.Cortedelpozodemuygruesos.Imagentomadade:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Esquema_muygruesos.png
HOMOGENIZACIÓN O
IGUALACIÓN
El igualamiento consiste en amortiguar las variaciones de caudal para
lograr un caudal aproximadamente contante. Tiene los siguiente
propósitos:
• Superar los problemas operacionales causados por las variaciones
de caudal.
• Proveer el control adecuado de pH para minimizar los
requerimientos posteriores de dosificación en procesos de
neutralización.
• Mejorar la eficiencia de los procesos de tratamiento biológico al
controlar las cargas orgánicas.
• Permitir descarga de caudales muy variables al alcantarillado
municipal.
• Proveer un flujo continuo en plantas muy variables al alcantarillado
municipal.
Se usa principalmente para igualar:
• Caudales en tiempo seco.
• Caudales de invierno en alcantarillados sanitarios.
• Caudales de alcantarillados combinados
• Caudales de plantas industriales.
• La situación más habitual es que la entrada de agua residual a la planta
depuradora sea variable en el tiempo, tanto en lo que respecta a caudal
como a carga contaminante.
• Estas desviaciones suelen ser tanto mayores cuanto más pequeña es la
comunidad servida, pudiendo crear problemas en aquellos sistemas de
tratamiento que no estén protegidos de los «golpes» de volumen y/o
contaminación.
• Estas variaciones, especialmente las de carga, dificultan el correcto
desarrollo de los tratamientos, ya sean físico químico o de tipo
biológico.
• Las variaciones de caudal presentan problemas usualmente de tipo
operativo, razón por la que los tanques de homogenización son opción
para superar esta dificultad generando así efluentes constantes,
además; reduce el tamaño y los costos de las unidades de tratamiento
ubicadas aguas abajo.
• Estrictamente se puede decir que la homogenización se refiere a
unificar las características del agua residual e igualación cuando se
requiere regular el flujo o caudal.
Entonces se puede recurrir a la igualación de caudales y/o a la
homogenización de la concentración de contaminantes.
Ventajas:
• Limitación de las sobrecargas hidráulicas en los sedimentadores primarios y
secundarios.
• Limitación de los golpes de carga orgánica en los procesos biológicos.
• Posibilidad de alimentar de manera continua los sistemas biológicos de
depuración lo que mejora el rendimiento.
• Posibilidad de obtener mejores rendimientos en los tratamientos fisico
químicos, facilitando el control de la dosificación de reactivos.
• Disminución de los consumos energéticos debidos a la puntos de carga
hidráulica.
Optimización de las condiciones
operativas de las siguientes fases.
La homogenización es una práctica útil en plantas pequeñas de
tratamiento que experimentan variaciones entre los máximos y
mínimos caudales y cargas contaminantes efluentes.
Se aplican dos tipos de técnicas de homogenización:
Homogenización en línea: Todo el caudal de agua pasa por el
tanque de homogenización. Se consigue así una buena
homogenización y se amortiguan posibles variaciones de la
composición de las aguas y del caudal entrante.
Homogenización en derivación o paralelo: Solo la parte que
supera el caudal medio diario pasa por el tanque de
homogenización. Este sistema es útil en los casos en los que se
esperan variaciones importantes del caudal, pero no se
amortiguan los posibles cambios de composición de las aguas.
Los tanques de homogenización pueden ser muy variados:
- Balsas de homogenización: Pueden contener grandes
cantidades de aguas y son de construcción sencilla (zanja en el
suelo recubierta con material plástico).
- Tanques de homogenización metálicos: Se utilizan en
estaciones depuradoras pequeñas que reciben agua con
variaciones mínimas de caudal, la homogenización se realiza
con mecanismos agitadores.
- Homogenización con aireación: Es el que garantiza el
mezclado, dificulta la formación de sedimentos, con lo que se
evita la formación de fango y se inhiben las mal olientes
fermentaciones anaeróbicas.
En general, la homogenización constituye el último de los pre
tratamientos.
Para dimensionar una unidad de igualación se debe realizar un
balance de masas, método “donde se compara el volumen
afluente a la planta de tratamiento con el volumen de agua
promedio horario para un tiempo de 24 horas”(Crites &
Tchobanoglous, 2000 pág 257), en su defecto; debe medirse la
variación de caudal cada hora.
Si el volumen afluente es menos que el promedio, se debe
drenar el tanque de homogenización; si el volumen afluente es
mayor que el promedio, el tanque se comienza a llenar con el
exceso del agua residual.
Dimensionamiento
El volumen requerido del tanque de homogenización se obtiene
trazando una recta paralela a la representativa del caudal
promedio diario, por el punto de tangencia más extrema,
superior o inferior, de la curva de caudales acumulados. El
volumen necesario es igual a la distancia vertical entre las dos
tangentes.
Criterios de diseño
El tiempo de retención en este tipo de unidades se estima varia
entra 12 y 24 horas para un volumen definido en función del
caudal diario, profundidad de 4.5 m y mezcla de 3 a 4 W/m3.
Para mantener condiciones aerobias se debe suministrar aire a
una tasa de 9 a 15 L/m3 – min de almacenamiento.
Neutralización
Es el propósito de la neutralización llevar su valor a pH entre 6 y
8.5.
• Si es inferior se debe alcalinizar con NaOH3 Ca(OH)2 u otro
agente alcalino;
• Si es mayor debe acidificarse con HNO3, HCl.
• Se debe efectuar después de la igualación, es decir cuando se
tiene un caudal constante.
La neutralización supone la reacción de soluciones con iones
hidrógeno, hidróxidos activos para formar agua y sales neutras.
Métodos para neutralizar
• Neutralización de residuos ácidos con cal en tanques de mezcla
completa. La dosis de cal se estima en concentraciones del 8 al 15%.
Para caudales menores de 400 m3/d se usan procesos de cochada; si
el flujo es continuo, el control de pH es automático. De usarse aire
para la mezcla se recomiendan tasas de 0.3 a 0.9 m3/min – m2 para
tanques de profundidad de 3 m.
• Neutralización de residuos ácidos con lechos de piedra caliza. El
flujo se recomienda debe ser ascensional. Si el flujo es descendente
la carga hidráulica se recomienda debe ser de 60 m/d para asegurar
tiempo de contacto. La concentración del ácido debe ser del 0.6%
H2SO4 para evitar el recubrimiento de la caliza con CaSO4 y la
evolución excesiva de SO2.
• Neutralización de residuos ácidos con diferentes sustancias
alcalinas como NaOH al 50%, Na2CO3 o NH4OH.
Independiente del método de concentración, debe tenerse en
cuenta:
• Igualar el caudal y el pH del afluente al proceso de
neutralización.
• Realizar curvas de titulación para el afluente para hacer diseño
acorde con el proceso de neutralización.
• Caracterizar cualitativa y cuantitativamente el lodo generado
en la neutralización.
• Determinar el efecto del compuesto químico agregado,
durante el proceso de neutralización sobre la calidad del
afluente.
• Desarrollar un sistema efectivo de control de neutralización.
(Romero R., J., 2005)
Flotación
Tiene como propósito la flotación separar las emulsiones y las
partículas sólidas presentes en una fase líquida, mediante
burbujas de un gas usualmente aire.
La separación fundamentalmente depende de las propiedades
superficiales que permiten la adherencia de las burbujas a la
estructura de las partículas, por lo tanto; es posible separar
partículas más densas que en el líquido en el cual se encuentra
ya que la relación sistema partícula – burbuja de menor
densidad que la original (partícula) asciende y puede separarse.
La flotación se puede incorporar a los esquemas de tratamiento
de agua residual:
• Como unidad de pretratamiento antes de la unidad de
sedimentación primaria.
• Como unidad de tratamiento primario.
• Como unidad de pretratamiento de aguas residuales
industriales.
• Para espesamiento de lodos
• Para flotación del floc liviano.
Flotación por aire disuelto
(FAD)
• Adicionar aire hasta obtener la presurización en un tanque cerrado
que contiene agua residual permite obtener la flotación por aire
disuelto, posteriormente se libera el gas en exceso de saturación a la
presión atmosférica.
• Se consigue con lo anterior la reducción de la densidad de los
materiales en suspensión, principalmente los contenidos grasos.
• En sistemas de tratamiento de aguas residuales de bajo caudal, el
“afluente se presuriza a 275 – 483 kPa ó, 40 – 70 psi” (Romero R., J.,
2005; pág 346), reteniendo el caudal en un tanque a presión por un
término de minutos para lograr la disolución del aire.
• Luego, accionando la válvula reductora de presión el afluente
ingresa al tanque de flotación donde se desprende el aire de la
solución como se muestra en la figura.
TRATAMIENTO PRIMARIO
TRATAMIENTO PRIMARIO
Tiene como objetivo por medios físicos, habitualmente
complementados con medios químicos, de los sólidos en suspensión
sedimentables no retenidos en el tratamiento previo, así como de las
sustancias flotantes como grasas, fibras, tec.
Esta etapa tiene como objetivo:
• Eliminar, por efecto de la gravedad, los sólidos suspendidos de las
aguas residuales.
• Se logra bien sea de manera libre, o asistida con químicos que
aglomeran las partículas (floculantes) para que ganen peso y
decanten con mayor velocidad.
Estos sólidos suspendidos eliminados son, en su
mayoría, materia orgánica, por lo cual se presenta una
reducción importante en la concentración de DBO del
efluente.
Las operaciones unitarias más frecuentemente
empleadas para el tratamiento primario de las aguas
residuales urbanas, son:
• Sedimentación o decantación.
• Flotación
• Tamices (usados, generalmente, para aguas
residuales industriales).
• Coagulación- Floculación
Paras las aguas residuales industriales, suelen
emplearse también unidades de flotación.
Sedimentación o Decantación
Es la separación de un sólido del seno de un líquido por efecto
de la gravedad.
La decantación se produce minimizando la velocidad de
circulación de las aguas residuales, con lo que el régimen de
circulación se vuelve cada vez menos turbulento y las partículas
en suspensión se van depositando en el fondo del sedimentador.
La sedimentación tiene los siguientes propósitos:
• Sedimentación Primaria: Remover sólidos sedimentables y
material flotante de aguas residuales crudas, reduciendo el
contenido de sólidos suspendidos.
• Sedimentación intermedia para remover los sólidos y
crecimiento biológicos preformados en reactores biológicos
intermedios (Percoladores de primera etapa).
• Sedimentadores secundarios para remover biomasa y sólidos
suspendidos de reactores biológicos secundarios, como los
procesos de lodos activados y flitros percoladores.
• Sedimentadores terciarios para remover sólidos suspendidos y
floculados, o precipitados químicamente, en PTAR
Fundamentos de la decantación
primaria
Algunas partículas presentes en las aguas residuales, por
su baja densidad y poco tamaño, no alcanzan a ser
removidas en el tratamiento primario.
La mayor parte de estas partículas (50 a 70%)
corresponden a materia orgánica en suspensión, que debe
ser eliminada en tanques con velocidades muy bajas,
tiempos largos de retención y flujos laminares que
permitan la decantación de estas partículas por efecto de
la gravedad.
Tipos de sedimentación
La sedimentación se presenta de diferentes maneras
dependiendo de la temperatura, del tipo de
partículas presentes, de su concentración en el
agua, del tipo de sedimentador y de la zona de la
unidad en donde ocurre ese fenómeno.
La sedimentación es un proceso físico de separación
por gravedad, que fundamentalmente es función de
la densidad del líquidos, del tamaño, del peso
específico y de la morfología de las partículas.
Tipos de sedimentación
Tipo de
Sedimentación
Características
de los sólidos
Características de la
sedimentación
Tipos de unidades
de tratamiento
I De partículas
discretas
Partículas
discretas y
aisladas en
soluciones
diluidas.
Cada partícula sedimenta de
forma independiente sin
interacción entre ellas ni con
el fluido que las contiene
Desarenadores,
dársenas de
sedimentación o
presedimentadores.
II De partículas
floculentas
Partículas
(coloides)
floculentas o
aglomerables
Las partículas se van
aglomerando formando
coágulos o flóculos de
mayor tamaño y peso
Sedimentadores de
agua potable (con
coagulación floculación
previas) y decantadores
de aguas residuales
III
Zonal o interferida
Suspensiones de
sólidos
aglomerables de
concentración
intermedia
La sedimentación es
interferida dada la
cercanía entre partículas
y se comportan como un
bloque
Sedimentadores y
decantadores de flujo
ascendente y de manto
de lodo
IV
Por compresión
Suspensiones de
alta
concentración
Las partículas están en
contacto íntimo entre
ellas y su peso forma
una masa compactada
en el fondo de las
unidades
Compactación de lodos
en sedimentadores y
en unidades de
espesamiento de aguas
residuales
En la siguiente ilustración se muestran diferentes
tipos de unidades que en su orden (de arriba hacia
abajo) corresponden a: un desarenador, un
sedimentador de placas inclinadas, un decantador
de aguas residuales.
Puede evidenciarse que, en la práctica, en una
unidad de tratamiento se presentan, de manera
simultánea, dos o más tipos de sedimentación
(llamada también clarificación)
Tipos de sedimentación para diferentes unidades (Arboleda Valencia, 2000).
• Los decantadores son unidades de gran
tamaño, debido a los altos tiempos de
retención hidráulica que emplean.
• Luego del proceso de decantación, queda
como producto agua residual clarificada y
un lodo o fango primario.
• En casos excepcionales, la decantación
primaria es el único proceso de depuración
que se le realiza al agua, siempre y cuando
la legislación lo permita y el efluente cumpla
con los niveles de remoción establecidos.
• No obstante, la práctica muestra que aunque un
tratamiento primario logre cumplir con la
normativa ambiental, la calidad del efluente podrá
causar impactos considerables a los ecosistemas
hídricos.
• Por esta razón, el tratamiento primario suele ser
parte de un proceso más largo, acompañado, al
menos, de tratamientos biológicos que reduzcan
los niveles de carga contaminante.
• Después del proceso de sedimentación se
obtienen dos productos: agua clarificada y un
decantado (lodos o fangos primarios).
Los decantadores que se usan en el
tratamiento de las aguas residuales pueden
clasificarse en:
• Circulares: el agua ingresa ascendiendo
por el centro y es recogida en un canal
perimetral. El agua fluye del centro a la
periferia.
• Rectangulares: el agua ingresa por un
extremo y es extraída por el opuesto. El
agua fluye horizontalmente de un extremo
al otro del decantador.
Decantadores circulares
Los decantadores circulares son de mayor uso, debido a
que facilitan las labores de mantenimiento y purga de
fangos. Tienen un diámetro que oscila entre los 10 y los 60
m.
El ingreso del agua se hace mediante una campana
deflectora ubicada en el centro de la unidad que obliga a
que el agua ingrese por la parte baja y, además, funciona
como atenuadora de la energía de flujo, eliminando
turbulencias que pueden afectar la decantación de las
partículas.
Decantadores circulares
El agua es recogida por un canal perimetral
dentado, para asegurar una salida homogénea del
efluente clarificado en cada metro lineal de la
periferia del tanque.
Adicionalmente, se proyecta, también, antes de la
salida del agua, una lámina o pared deflectora que
evita que salga la porción más superficial del agua,
la cual lleva consigo sólidos, espumas y otros
objetos flotantes.
El sistema de barrido de fangos se realiza a través
de un puente móvil que se desplaza lentamente
por todo el decantador y que posee en su fondo
unas rasquetas que empujan los lodos hacia la
poceta de fangos, la cual se encuentra ubicada en
el centro del tanque circular.
Adicionalmente, este mismo puente tiene en su
superficie una lámina, conocida como desnatador,
que arrastra el material flotante hasta la tolva de
grasas o colector de espumas.
Decantadores rectangulares
Son mucho menos usados que los circulares.
El ingreso del agua residual se hace a través de un
vertedero con un deflector frontal que permite el ingreso
por la parte baja de la unidad y disminuye la energía del
flujo.
Para la salida del efluente, en el extremo opuesto, se
emplea un vertedero dentado.
Los lodos y las natas son empujados por unas rasquetas
adosadas a un puente móvil que se desplaza a lo largo de
la unidad.
Sistemas de drenaje de los
sedimentos.
Los sedimentos generados en los tanques de
sedimentación deben ser evacuados o drenados
de la línea de depuración de aguas.
Para realizar esta operación se pueden emplear
varios sistemas, ayudados o no de algún medio
mecánico (raspador, tornillo sin fin, etc).
Decantador primario
Estas unidades pueden alcanzar niveles de remoción de
entre 25 y 40% para DBO y entre 50 y 70% para SST.
Los decantadores primarios se componen de:
• Tanque decantador.
• Estructuras de entrada y salida del agua.
• Puente (móvil) del decantador.
• Dispositivos de eliminación y extracción de flotantes.
• Dispositivos de extracción de fangos.
Cuando se utilizan como único medio de tratamiento, su
objetivo principal es la eliminación de:
1. Sólidos sedimentables capaces de formar depósitos de
fango en las aguas receptoras.
2. Aceite libre, grasas y otras materias flotantes.
3. Parte de la carga orgánica vertida a las aguas
receptoras.
Cuando los tanques se emplean como paso previo de
tratamientos biológico, su función es la reducción de la
carga afluente a los reactores biológicos.
Estas partes pueden apreciarse en la Ilustración
Corte de un decantador primario. Imagen tomada de:
http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/tratam1/decantacion.htm
Decantador vacío. Se aprecia la campana deflectora, la poceta de fangos, el puente móvil con las rasquetas (barredor de fangos) y el
desnatador (barredor de grasa). Imagen tomada de: http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/tratam1/5.jpg
Motor encargado de desplazar el puente del decantador. Se aprecia el vertedero
dentado para la salida del agua clarificada. Imagen tomada de:
http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/tratam1/10.jpg
Criteriosdediseñoparadecantadoresprimarioscirculares
Parámetro Valor o rango
Tiempo de retención hidráulico (TRH) 2 a 3 horas (sin tratamiento secundario posterior y a
caudal punta)
1 a 2 horas (con tratamiento biológico posterior y a caudal
punta)
Carga superficial 2 a 3 m3/m2*h (a caudal punta)
Capacidad de tratamiento de cada unidad < 0,25 m3/s (a caudal medio)
Carga sobre el vertedero < 40 m3/h*m lineal del vertedero perimetral (a caudal
punta)
Profundidad del decantador (en la
vertical del vertedero de salida)
2,5 a 4,0 m
Pendiente de fondo hacia la poceta de
fangos
2 a 8 %
Relación diámetro/altura 5 a 16
Diámetro de la campana deflectora 15 a 20% del diámetro del decantador
Altura de la campana deflectora 33 a 20% de la profundidad del decantador
Velocidad máxima perimetral del puente
del decantador
< 120 m/h
Características de la poceta de fangos Tronco-cono invertido con una pendiente aprox. de
1:12
Capacidad de almacenamiento de lodos generados:
entre 1 y 5 horas
Se estima una producción de natas y flotantes de 5 mg/m3
de agua tratada, con una concentración de 6 g/L.
La producción de fangos para decantadores, se calcula de la
siguiente manera:
Donde,
lodos volumen de lodos (L/d considerando una densidad de 1 kg/L)
CSST carga de sólidos suspendidos totales (kg/d)
E coeficiente de reducción de sólidos en el decantador
Cf coeficiente de concentración de lodos en el decantador (3 a 7% para
sólidos almacenados en pocetas y 1 a 2% cuando se hace extracción por
succión).
Decantadores primarios de una depuradora en España. Imagen tomada de:
http://2.bp.blogspot.com/-anQFBdV23mY/TabFuQImiWI/AAAAAAAAAA4/Nc82nRHWWYk/s1600/DSC_0173.JPG
Ejemplo
Dimensionar las características básicas de un
decantador primario para un caudal medio de 690
L/s y caudal punta de 2000 m3/s. Se proyecta
tratamiento biológico posterior.
Solución:
Se proyectarán 8 unidades decantadoras: cada una tratará un
caudal medio de 86,25 L/s y un caudal punta de 250 L/s.
El volumen de cada decantador, considerando un tiempo de
retención de 2 horas a caudal punta, es
El área superficial de cada decantador, considerado una carga de 2 m/h, es
Se calcula y verifica la altura de la unidad:
Esta altura se encuentra dentro del límite recomendado (2,5 a 4,0 m), por
lo cual se acepta.
El diámetro del tanque será:
Con este diámetro, la relación diámetro/altura es aproximadamente igual a 6,
que se encuentra dentro de los valores recomendados.
Se verifica la carga del vertedero, calculando la longitud del perímetro del
tanque:
Este valor está por debajo del máximo permitido y esto evitará un efecto
de succión sobre los fangos decantados en la unidad.
Coagulación- Floculación
Los coloides presentan una gran dificultad de agregación debido
a las cargas eléctricas que poseen, generadoras de fuerzas de
repulsión que evitan su unión.
De esta manera, su sedimentación por medios físicos es
imposible.
Es imperativo ayudar el proceso de decantación con la
incorporación de productos químicos que permitan acelerar y
optimizar dicha operación.
Efectode la adiciónde aditivosquímicosen la
sedimentaciónprimaria
REDUCCIÓN DE
CONTAMINANTES
SIN ADITIVOS CON ADITIVOS
Sólidos en Suspensión 50-70% 65-85%
DBO5 25-40% 60-80%
El uso de estos aditivos químicos produce una apreciable mejora
en el rendimiento primario.
Paralelamente, estos mismos productos químicos (coagulantes y
floculantes) pueden emplearse en otros procesos
complementarios, como el espesado y la deshidratación de
fangos, la precipitación de fosfatos o la eliminación de olores
por precipitación de sulfuros.
La sedimentación se produce provocando la desestabilización de
las cargas eléctricas superficiales de las micelas, normalmente
mediante la dosificación de sales metálicas (de calcio, hierro,
aluminio), lo que posibilita el contacto entre ellas y su
consecuente aglomeración, formando flóculos con masa
suficiente para sedimentar.
Este proceso de clarificación del agua consiste en una
separación de la fase líquida y de la sólida, llevándose a cabo a
travésdedosmecanismos:
a. Coagulación: Puede entenderse como la neutralización de
las cargas eléctricas y desestabilización de los coloides,
seguido de una adsorción superficial de las partículas
desestabilzadas sobre el hidróxido formado.
b. Floculación: Es un proceso a través del cual los
microflóculos o coágulos primarios formados se agregan
entre sí a través de enlaces o puentes de unión,
constituyendo los flóculos secundarios con entidad
suficiente para decantas por gravedad.
La coagulación-floculación se
puede aplicar con diferentes
objetivos en el tratamiento de
aguas residuales:
• Disminuir el contenido de los
sólidos en suspensión y de la
DBO a la salida del
decantador primario.
• Acondicionar el agua residual
que contenga vertidos
industriales.
• Mejorar la eficacia de los
decantadores secundarios,
especialmente cuando se
trata del proceso de fangos
efectivos.
En algunas estaciones de
depuración de las aguas
residuales, la coagulación-
floculación se realiza en los
mismos equipos donde se
realiza la sedimentación,
adicionando previamente el
coagulante en la conducción de
entrada al sedimentador, sin
embargo, lo más común es
disponer de un tanque en el
cual se efectúe el mezclado de
las sustancias coagulantes con
el agua mediante una potente
agitación.
Una vez realizada esta mezcla,
se adiciona en el tanque de
floculación un floculante, con
una agitación menos vigorosa,
de modo que el crecimiento del
flóculo no se vea afectado por
el esfuerzo de cizalladura.
Reactivosempleadosen los procesosde
coagulación.
Pueden distinguirse dos tipos de grupos principales: el
de las sales de aluminio y el de las sales de hierro.
PRODUCTOS QUÍMICOS COAGULANTES
SALES DE ALUMINIO SALES DE HIERRO
Sulfato de Aluminio líquido (SAL)
Sulfato de Aluminio sólido (SAS)
Policloruros de Aluminio:
- Estándar: 10, 14 y 18%
- Alta basicidad.
Cloruro férrico (FeCl3)
Cloruro Ferroso (FeCl2)
Sulfato férrico (Fe2(SO4)3)
Sulfato ferroso (FeSO4)
Reactivosempleadosen los procesosde
floculación.
Los flóculos primarios se forman al añadir los reactivos
químicos descritos anteriormente.
Se unen entre si a
través de puentes
debido a la
actuación de
productos cadena
que son capaces de
adsorber los
coloides
microagregados
para generar
reticulados que
originen el flóculo
secundario.
Tipo de
agua
Coagulante Dósis
(ppm)
Aplicacione
s
Floculante Dósis
(ppm)
Residual Cloruro
Férrico
100-200 Eliminación de
materia orgánica. Aniónico 0,5-1
50-100 Eliminación de
fósforo en
tratamiento
biológico (co-
precipitación)
Aniónico 0,5-1
Sulfato
Férrrico
100-200 Eliminación de
fósforo en
tratamiento
fisicoquímico único.
Aniónico 0,5-1
50-100 Eliminación de
fósforo en
tratamiento terciario
(post-precipitación)
Aniónico 0,5-1
Policloruro
aluminio
18%
75-100 Eliminación de
materia orgánica, de
fósforo, laminaciones
de carga.
Aniónico 0,5-1
25-100 Eliminación de
fósforo y materia
orgánica en
tratamiento primario
(pre-precipitación)
Aniónico 0,5-1
Sal mixta de
hierro y
aluminio
150-250 Eliminación de
fósforo en
tratamiento
fisicoquímico
(precipitación
directa)
Aniónico 0,5-1
• Aguas potables: Los coagulantes suelen estar basados en el elemento
aluminio (Sulfato de aluminio líquido, Policloruro de Aluminio). En
algunas plantas se emplea sílice activada como producto coadyuvante
del sulfato de aluminio.
• Aguas residuales:
• A lo contario de lo que ocurre en potabilización, los productos más
empleados en la coagulación de las aguas residuales , ya sean urbanas o
industriales, son las sales de hierro, especialmente las trivalentes.
• Las sales de hierro sueles utilizarse para la precipitación de sulfuros, que
son los responsables de los malos olores en las plantas depuradoras y
colectores.
La asistencia con químicos puede ser muy costosa en una depuradora
de aguas residuales. Existen casos en Colombia en los que el gasto en
químicos representa cerca del 70% del costo de operación de una planta
de tratamiento de aguas residuales.
Sal Coagulante pH óptimo
Cloruro férrico (FeCl3) 4,0 a 11,0 unidades
Sulfato férrico 3,5 a 11,0 unidades
Policloruro de aluminio (PAC) 5,5 a 9,0 unidades
Para el correcto funcionamiento de la sal coagulante, es necesario controlar el
pH. A continuación, se exponen los rangos óptimos de pH para la actuación
eficiente de los coagulantes más comunes.
Como ayudas adicionales al proceso,
pueden usarse también otras sustancias
de refuerzo o ayuda, llamadas
coadyuvantes de floculación.
Estos coadyuvantes son polímeros
(macromoléculas) de cadenas largas y
alto peso molecular, obtenidos a partir
de extractos de algas, almidones o
derivados de la celulosa.
Su estructura permite “atrapar” flóculos
preformados, haciéndolos mucho más
resistentes, grandes y pesados,
incrementando así la eficiencia del
proceso.
Su principal desventaja es su alto costo
(no sólo de adquisición, sino de manejo
dentro del proceso).
Recientemente, se ha encontrado que
algunos monómeros de estas cadenas
poliméricas son tóxicos e incluso,
cancerígenos.
Manejoderesiduosdepretratamientoydelodos
primarios
Residuos de pre- tratamiento
• Para facilitar su transporte, los residuos
retirados del pozo de muy gruesos y del
cribado, deben escurrirse y compactarse
mediante el uso de prensas hidráulicas o
mecánicas.
• La arena extraída en forma manual de los
canales de desarenado, no es reutilizable;
por esta razón, debe ser enviada a un
relleno sanitario junto con los residuos
deshidratados del pozo de muy gruesos y
del cribado.
• Para el caso de desarenadores aireados y
desarenadores-desengrasadores, cuya
extracción de arenas se realiza por bombeo
continuo, el extraído debe llevarse a
depósitos de poca profundidad en donde la
arena se deposita en el fondo y el agua se
extrae por rebose y es regresada a la
entrada del desarenador nuevamente. Otra
opción es el retiro mediante un tornillo de
Arquímedes, el cual permite la extracción de
la arena en seco o, también, a través de un
hidrociclón equipado de un tornillo sinfín.
• La arena se lleva a unos contenedores para
su posterior disposición. En algunas
instalaciones lavan las arenas antes de su
almacenamiento temporal en unos
lavadores tipo Geiger. Esto evita la
aparición de malos olores.
• Las grasas removidas se conducen a un
depósito donde el reposo permite
concentrar las grasas en la superficie y
evacuar el agua por el fondo, retornándola
nuevamente a la entrada el desarenador-
desengrasador. En algunas instalaciones
combinan el material sólido con las grasas y
se llevan conjuntamente al relleno sanitario.
Otra opción es incinerar estas grasas.
Lodos del tratamientoprimario
• Estos lodos tienen una consistencia limosa y una
coloración entre marrón y grisácea. Por su alto
contenido de materia orgánica se descomponen con
facilidad, causando malos olores.
• Cuando se hace tratamiento primario químicamente
asistido, se obtienen lodos de color negro con menos
susceptibilidad a la putrefacción y, por ende, con menos
olor que los del tratamiento convencional.
• Estos lodos se deben tratar de manera conjunta con los
lodos resultantes de los tratamientos secundarios.
Lascaracterísticasgeneralesdeloslodosprimariosseexponenenla
siguienteTabla.
Parámetro Valores típicos
SST (g/hab*d) 30 a 38
Contenido de agua (%) 92 a 96
Fracción orgánica (medida como % de
sólidos suspendidos volátiles – SSV en
base seca)
70 a 80
Grasas (% base seca) 12 a 15
Proteínas (% base seca) 4 a 15
Carbohidratos (% base seca) 8 a 12
pH 5,0 a 7,0
Fósforo (% base seca) 0,5 a 1,5
Nitrógeno (% base seca) 2,5 a 5,0
Patógenos (NMP/100 mL) 1000 a 1.000.000
Parásitos (NMP/100 mL) 8 a 15
Metales pesados (% base seca de Zn, Pb y
Cu)
0,5 a 3
Poder calorífico (kcal/kg) 4000 a 5000
Tamices
Por el tamaño de las aberturas que manejan este tipo de unidades, no es
recomendable su uso con aguas residuales brutas que traen consigo gran cantidad
de elementos gruesos y/o arenas.
Aunque varios autores clasifican los tamices como unidades de pretratamiento,
los pequeños tamaños de poro que manejan estas unidades permiten la
eliminación de una parte considerable de materia orgánica suspendida; por esta
razón, se considera que los tamices pueden ser clasificados, también, como una
unidad de tratamiento primario, útil en la depuración de aguas residuales de tipo
industrial.
Muy pocas industrias tienen la disponibilidad de terreno para construir grandes
decantadores primarios, en consecuencia, los tamices y las unidades de flotación
forzada que ocupan mucho menos espacio, se constituyen en las unidades de
tratamiento primario más empleadas en estos casos.
No obstante, aunque el uso de tamices es muy escaso en depuradoras urbanas
por su escasa capacidad para manejar grandes caudales, en algunos países
latinoamericanos, como México, se usan de manera regular para este tipo de
efluentes.
Los tamices manejan tamaños de abertura entre 0,2 y 3 mm.
Están hechos de un tejido de hilos de acero inoxidable, cuya
disposición garantiza una superficie que prácticamente no se
obstruye y que tiene un alto poder de filtrabilidad. Los tamices
pueden clasificarse en:
• Estáticos
• Giratorios
Los tamices pueden sustituir los decantadores primarios en
aguas residuales industriales de procesos como:
• Industria de alimentos en general.
• Industrias de lácteos.
• Ingenios azucareros.
• Cervecerías.
• Destilerías.
• Industrias de bebidas no alcohólicas.
• Frigoríficos.
• Industria de papel.
• …
Los más empleados son los curvos. Suelen tener una inclinación
de unos 25° respecto de la vertical.
El agua ingresa por la parte superior y, mientras los sólidos
quedan retenidos en la superficie, el agua se cuela atravesando
el tamiz, para ser recogida por la parte baja.
El material detenido se va deslizando, por la acción del agua y
del nuevo material retenido, hacia el extremo inferior, en donde
cae a una tolva.
Tamiz estático
Corte de un tamiz estático. Imagen tomada de:
http://www.vismec.co.th/images/sub_1224054424/STATICcapture1.jp
Tamiz estático. Imagen tomada de:
http://www.plantasdetratamiento.com.mx/userfiles/image/pre4(1).jpg
Tamiz rotatorio
Este tipo de tamices cuenta con un tambor filtrante y un cuerpo
de filtro, en acero inoxidable, sobre el cual se monta el tambor.
Dispone de una rasqueta que elimina los sólidos retenidos en la
superficie el tambor.
Los tamices rotatorios tienen una mayor capacidad de
tratamiento por metro lineal, que los tamices estáticos (cerca de
unas 2,5 veces más), pero tienen la desventaja de causar un
mayor gasto energético y más desgaste de las piezas.
Tamiz rotatorio. Imagen tomada de:
http://www.aguamarket.com/sql/productos/fotos/TR%206100%20funcionando.jpg
Esquema del corte de un tamiz rotatorio. Imagen tomada de:
http://www.depuradorasdeaguas.es/WebRoot/StoreES2/Shops/eb1450/4CAB/10F2/CA72/
A18A/F3CF/D94C/9B1E/6626/tamiz-rotativo-esquema.jpg
Selección del tamiz
La selección de este tipo de unidades se
hace a partir de las diferentes alternativas
que ofrecen los fabricantes y de las
características propias del diseño del tamiz.
Sin embargo, para tener un referente,
Lozano-Rivas plantea unos valores
indicativos de la capacidad de tamizado de
estas unidades, en las siguientesTablas.
Tabla.Capacidaddetrabajodelostamicesestáticos
Abertura del tamiz (mm) Caudal tratado por metro lineal
(m3/h)
0,15 15
0,25 20
0,50 40
0,75 50
1,00 60
1,50 75
2,00 90
2,50 100
3,00 110
Tabla . Capacidad de trabajo de
los tamices rotatorios
Abertura del tamiz (mm) Caudal tratado por metro lineal
(m3/h)
0,15 30
0,25 50
0,50 90
0,75 120
1,00 145
1,50 180
2,00 210
2,50 240
3,00 260
TANQUE IMHOFF
El tanque Imhoff es así denominado en honor
del ingeniero alemán especializado en aguas
Karl Imhoff (1876 – 1965), que concibió un tipo
de tanque de doble función -recepción y
procesamiento- para aguas residuales.
El tanque Imhoff es una unidad de tratamiento
primario cuya finalidad es la remoción de
sólidos suspendidos.
Pueden verse tanques Imhoff en formas
rectangulares y hasta circulares.
• Siempre disponen de una cámara o cámaras superiores
por las que pasan las aguas negras en su período de
sedimentación, además de otra cámara inferior donde la
materia recibida por gravedad permanece en
condiciones tranquilas para su digestión anaeróbica.
• Para comunidades de 5000 habitantes o menos, los
Tanques Imhoff ofrecen ventajas para el tratamiento de
aguas residuales domésticas, ya que integran la
sedimentación del agua y la digestión de los lodos
sedimentados en la misma unidad, por ese motivo
también se llama tanques de doble cámara.
• Para su uso concreto es necesario que las aguas
residuales pasen por los procesos de tratamiento
preliminar de cribado y de remoción de arenas.
El tanque Imhoff típico es de forma rectangular y
se divide en tres compartimientos:
1. Cámara de sedimentación.
2. Cámara de digestión de lodos.
3. Área de ventilación y acumulación de natas.
Esquema de un tanque Imhoff. (OPS/CEPIS/05.164)
• Estas unidades no cuentan con unidades mecánicas que
requieran mantenimiento.
• La operación consiste en la remoción diaria de espuma, en
su evacuación por el orificio mas cercano y en la inversión
del flujo dos veces al mes para distribuir los sólidos de
manera uniforme en los dos extremos del digestor de
acuerdo con el diseño y retirarlos periódicamente al lecho
de secado.
• Los lodos acumulados en el digestor se extraen
periódicamente y se conduce a lechos de secado, en
donde el contenido de humedad se reduce por infiltración,
después de lo cual se retiran y se disponen de ellos
enterrándolos o pueden ser utilizados para mejoramiento
de los suelos.
Ventajas
• Contribuye a la digestión del
lodo, mejor que un tanque
séptico, produciendo un
líquido residual de mejores
características.
• No descargan lodo en el
líquido efluente.
• El lodo se seca y se evacua
con más facilidad que el
procedente de los tanques
sépticos, esto se debe a que
contiene de 90 a 95% de
humedad.
• Las aguas servidas que se
introducen en los Tanques
Imhoff, no necesitan
tratamiento preliminar, salvo
el paso por una criba gruesa y
la separación de las arenas.
• El tiempo de retención de
estas unidades es menor en
comparación con las lagunas.
• Tiene un bajo costo de
construcción y operación.
• Para su construcción se
necesita poco terreno en
comparación con las lagunas
de estabilización.
• Son adecuados para ciudades
pequeñas y para
comunidades donde no se
necesite una atención
constante y cuidadosa, y el
efluente satisfaga ciertos
requisitos para evitar la
contaminación de las
corrientes.
Desventajas
• Son estructuras profundas
(> 6m).
• Es difícil su construcción en
arena fluida o en roca y
deben tomarse
precauciones cuando el
nivel freático sea alto, para
evitar que el tanque pueda
flotar o ser desplazado
cuando este vacío.
• El efluente que sale del
tanque es de mala calidad
orgánica y microbiológica.
• En ocasiones puede causar
malos olores, aun cuando
su funcionamiento sea
correcto.
DISEÑO DE TANQUE IMHOFF.
1. Diseño del Sedimentador
El sedimentador se
construirá de la misma
forma que el digestor, la
parte inferior tendrá forma
de V, con una pendiente con
un ángulo de 50° a 60°,
Una abertura que puede
variar de 0,15 a 0,20 m y
uno de los lados
prolongados con una
longitud de 0,15 a 0,20 m.
La parte exterior de la pared
del sedimentador deberá
distar mínimo 1m de la
parte interior de la pared de
la cámara de
almacenamiento.
• Caudal de diseño (m3/hora)
Dotación en litro/hab/día
• Área del sedimentador. As (m2 )
Donde:
Cs: carga superficial, igual a 1m3/ (m2*
hora)
• Volumen del sedimentador. Vs (m3 )
R = Periodo de retención hidráulica, entre
1.5 a 2.5 horas (recomendable 2 horas).
 El fondo del tanque será de
sección transversal en forma
de V y la pendiente de los
lodos respecto a la
horizontal tendrá de 50° a
60°.
 En la arista central se debe
dejar una abertura para
paso de sólidos removidos
hacia el digestor, esta
abertura será de 0,15 a
0,20m.
 Uno de los lados deberá
prolongarse de 15 a 20 cm,
de modo que impida el paso
de gases y sólidos
desprendidos del digestor
hacia el sedimentador,
situación que reducirá la
capacidad de remoción de
sólidos en suspensión de
esta unidad de tratamiento
Diseño de Sedimentador.(OPS/CEPIS/05.164)
• Longitud mínima del vertedero de salida. Lv (m).
Donde:
Qmax: Caudal máximo diario de diseño, en m3
/día.
Chv: Carga hidráulica sobre le vertedero, estará
entre 125 a 500 m3 / (m*día) (Recomendable 250)
Diseño del digestor.
• Volumen de almacenamiento y digestión.
Vd (m3 )
Para el compartimiento de almacenamiento y
digestión de lodos (cámara inferior) se tendrá en
cuenta lo siguiente.
Donde:
Fcr: factor de capacidad relativa
P: población.
Temperatura C Factor de
Capacidad
Relativa fcr
5 2,0
10 1,4
15 1,0
20 0,7
>25 0,5
Tabla. Factor de Capacidad Relativa
Diseño de digestor.(OPS/CEPIS/05.164)
 El fondo de la cámara de digestión tendrá la
forma de un tronco de pirámide invertida (tolva
de lodos), para facilitar el retiro de los lodos
digeridos.
 Las paredes laterales de esta tolva tendrán una
inclinación de 15° a 30° con respecto a la
horizontal.
 La altura máxima de los lodos deberá estar 0.50m
por debajo del fondo del sedimentador.
 Para quitar e impedir la acumulación de gases, se
colocara un tubo de hierro fundido de 200mm de
diámetro, en posición aproximadamente vertical,
con su extremo inferior abierto a unos 15cm por
encima del fondo del tanque.
• Tiempo requerido para digestión de
lodos.
El tiempo requerido para la digestión de
lodos varia con la temperatura, para esto
se empleará la tabla.
• Frecuencia del retiro de lodos.
La frecuencia de remoción de lodos
deberá calcularse en base a estos
tiempos referenciales, considerando que
existiría una mezcla de lodos frescos y
lodos digeridos, estos últimos ubicados al
fondo del digestor.
De este modo el intervalo de tiempo
entre extracciones de lodos sucesivas
deberá ser por lo menos el tiempo de
digestión a excepción de la primera
extracción en la que se deberá esperar el
doble de digestión.
Temperatura C Tiempo de digestión
en días
5 110
10 76
15 55
20 40
>25 30
Tabla. Tiempo de Digestión
• Extracción de lodos
El diámetro mínimo de la
tubería para la remoción
de lodos será de 0.20 m y
deberá estar ubicado
0.15m por encima del
fondo del tanque.
Para la remoción se
requerirá de una carga
hidráulica mínima de 1.80
m.
Extracción de lodos.(OPS/CEPIS/05.164)
• Área de ventilación y cámara
de natas.
Para el diseño de la superficie libre
entre las paredes del digestor y el
sedimentador (zona de espuma o
natas) se tendrán en cuenta los
siguientes criterios.
 El espaciamiento libre será de 1m
como mínimo.
 La superficie total será por lo
menos 30% de la superficie total
del tanque.
 El borde libre será como mínimo de
0.30m.
 Las partes de la superficie del
tanque deberán ser accesibles,
para que puedan destruirse o
extraerse las espumas y los lodos
flotantes.
Ventilación.(OPS/CEPIS/05.164)
Lechos de secado de lodos
Los lechos de secado de lodos son
generalmente el método más simple y
económico de deshidratar los lodos
estabilizados (lodos digeridos), lo cual
resulta ideal para pequeñas comunidades.
Pueden ser construidos de mampostería,
de concreto o de tierra (con diques), con
profundidad total útil de 50 a 60 cm. El
ancho de los lechos de secado es
generalmente de 3 a 6m, pero para
instalaciones grandes pueden sobrepasar
los 10m.
El medio de drenaje es generalmente de
0.30m de espesor y deberá tener los
siguientes componentes
 El medio de soporte recomendado esta
constituido por una capa de 0.15m
formada por ladrillos colocados sobre el
medio filtrante, con una separación de
0.02 a 0.03m llena de arena.
 La arena es el medio filtrante y deberá
tener un tamaño efectivo de 0.3 a 1.3
mm
 Debajo de la arena se deberá colocar un
estrato de grava graduada hasta 0.20m
de espesor.
Carga de sólidos que ingresa al
sedimentador C (kg de SS/día).
Donde:
SS: sólidos en suspensión en el agua residual
cruda en mg/l.
Q: caudal promedio de aguas residuales.
Lechos de Lodos
TANQUE SÉPTICO
Tanque Séptico
Sistema de tratamiento de
las aguas residuales
domésticas provenientes de
una vivienda o conjunto de
viviendas, que combina la
separación y digestión de
sólidos.
El efluente es dispuesto por
infiltración en el terreno y
los sólidos sedimentados
acumulados en el fondo del
tanque y son removidos
periódicamente en forma
manual o mecánica.
• Las aguas residuales pueden proceder
exclusivamente de las letrinas con arrastre
hidráulico o incluir también las aguas
grises domésticas (generadas en duchas,
lavaderos, etc.).
• Uno de los principales objetivos del
diseño del tanque séptico es crear dentro
de este una situación de estabilidad
hidráulica, que permita la sedimentación
por gravedad de las partículas pesadas.
• El material sedimentado forma en la parte
inferior del tanque séptico una capa de
lodo, que debe extraerse periódicamente.
• La eficiencia de la eliminación de los
sólidos por sedimentación dependen en
gran medida del tiempo de retención, los
dispositivos de entrada y salida y la
frecuencia de extracción de lodos
(período de limpieza del tanque séptico).
• La materia orgánica contenida en
las capas de lodo y espuma es
descompuesta por bacterias
anaerobias, y una parte
considerable de ella se convierte
en agua y gases.
• Los lodos que ocupan la parte
inferior del tanque séptico se
compactan debido al peso del
líquido y a los sólidos que
soportan.
• Como el efluente de los tanques
sépticos es anaerobio y contiene
probablemente un elevado
número de agentes patógenos,
que son una fuente potencial de
infección, no debe usarse para
regar cultivos ni descargarse
canales o aguas superficiales
Funcionamiento
Sedimentación
Uno de los principales objetivos del diseño del tanque séptico es
crear dentro una situación de estabilidad, que permita la
sedimentación por gravedad de las partículas pesadas.
Los resultados dependen en gran medida del tiempo de
retención, los dispositivos de entrada y salida y la frecuencia de
la extracción de lodos (periodo de limpieza del tanque séptico).
Si llegan repentinamente al tanque grandes cantidades de
líquido, la concentración de sólidos en suspensión en el efluente
puede aumentar temporalmente, debido a la agitación de los
sólidos ya sedimentados
Flotación
Las espumas, grasas y aceites que son materiales menos densos
que el agua flotan en la superficie, formando una nata que
puede llegar a endurecerse considerablemente. El líquido pasa
por el tanque séptico entre dos capas constituidas por la nata y
los lodos.
Digestión y compactación de los lodos
La materia orgánica contenida en las capas de lodo y natas es
descompuesta por bacterias anaerobias, y una parte
considerable de ella se convierte en agua y gases.
Los lodos que ocupan la parte inferior del tanque séptico se
compactan debido al peso del líquido y los sólidos que soportan,
además estos deben permanecer en el fondo 2 o 3 años para
completar su degradación por acción de los microorganismos.
Estabilización de los líquidos
El líquido contenido en el tanque séptico experimenta
transformaciones bioquímicas, pero se poseen pocos datos
sobre la destrucción de los agentes patógenos.
Como el efluente de los tanques sépticos es anaerobio y
contiene probablemente un elevado número de agentes
patógenos, que son una fuerte potencial de infección, no debe
usarse para regar cultivos ni descargarse en canales o aguas
superficiales.
Mantenimiento
Una norma sencilla consiste en extraerlos lodos cuando los
sólidos llegan a la mitad o a las dos terceras partes de la altura
entre el nivel del líquido y el fondo.
Para extraer los lodos del tanque séptico, se puede utilizar un
camión cisterna aspirador o también pueden extraerse
manualmente con cubos.
En zonas donde no exista fácil acceso a las plantas de
tratamiento o estas no existan en lugares cercanos, se debe
disponer de lodos en trincheras y una vez secos proceder a
enterrarlos o usarlos como mejorador de suelo.
Eliminación del efluente de los tanques sépticos
El efluente es anaerobio y puede contener gran cantidad de
organismos patógenos. Aunque es posible eliminar un alto
porcentaje de los sólidos en suspensión.
Cuando se descargan los efluentes de un tanque séptico en una
zona de infiltración demasiado pequeña o con los poros
obstruidos, a menudo se forman charcos, que representan un
riesgo potencial para la salud.
El efluente se puede tratar por medio de:
• Pozos de infiltración o de absorción
• Zanjas de infiltración o de percolación
• Biojardineras
Pozos de infiltración o de absorción
Los pozos utilizados para eliminar el efluente de los tanques sépticos
Tienen por lo general una profundidad de 2 a 5 m y un diámetro de 1,0
a 2,5m Su capacidad no debe ser inferior a la del tanque séptico.
Se deben instalar tantos pozos como sean necesarios de acuerdo con
la capacidad de infiltración del terreno, la distancia entre ellos se
regulará por su profundidad o por su diámetro.
Zanjas de infiltración o de percolación
Cuando la capacidad y el área del terreno lo permita se deben instalar
zanjas de infiltración o percolación, que distribuyen el líquido en una
extensa zona, reduciendo el riesgo de sobrecarga en el lugar.
Las biojardineras:
Son humedales construidos para el tratamiento de aguas
residuales, principalmente las que provienen de una vivienda,
aunque también se usan en proyectos de dimensiones mayores
como comunidades, residenciales, industrias u hoteles.
Una biojardinera es un recipiente o excavación impermeable.
No se le debe escapar el agua. Puede construirse con diferentes
materiales como concreto, ferrocemento, bloques o ladrillos,
plástico reforzado con fibra de vidrio o simplemente logrando
impermeabilizar el suelo con telas de plástico o con el mismo
suelo, si es arcilloso.
Ventajas
Simplicidad, confiabilidad y bajo costo.
Pocos requisitos para el mantenimiento.
Los nutrientes de los residuos regresan al suelo.
Un sistema diseñado y mantenido correctamente puede durar mas de
Veinte años.
Desventajas
Las limitaciones de los sistemas sépticos incluyen el tipo y la
permeabilidad natural del suelo, el agua subterránea y la topografía.
Se deben considerarlas normas referentes a la distancia entre el
tanque séptico y el abastecimiento de agua, los limites de propiedad y
las Tuberías de drenaje.
Los sistemas que no son operados correctamente pueden introducir
nitrógeno, fósforo, materia orgánica y patógenos bacterianos y virales
a áreas cercanas y al agua subterránea
Principios de diseño
Los principios que han de orientar el diseño de un tanque
séptico son los siguientes:
Considerar un tiempo de retención de las aguas servidas, en el
tanque séptico, suficiente para la separación de los sólidos y la
estabilización del líquido.
Considerar condiciones de estabilidad hidráulica para una
eficiente sedimentación y flotación de los sólidos.
Asegurar que el tanque sea lo bastante grande para la
acumulación de los lodos y la espuma.
Prevenir las obstrucciones y asegurar la adecuada ventilación
de los gases.
Factores por considerar para el diseño del tanque séptico :
• Debe mantener una relación ancho: largo de 1:3 y
profundidad mínima de 1m.
• Debe ser resistente al ataque de los sulfatos y a la acidez.
• Debe ser hermético (con una tubería de evacuación de gas).
El tratamiento se desarrolla
• 2da etapa:
 Se continua el proceso de biodegradación a través del
contacto del agua pretratada con los microorganismos que se
encuentran adheridos a las piedras del drenaje.
 Se da la percolación del agua a través del suelo.
 La piedra debe ser de tamaño que oscile entre 7 y 10 cm.
 No se debe colocar plástico para promover
vapotranspiración.
 El sedimentador debe remover la mayoría de partículas
sólidas y pesadas.
 El sistema no se puede utilizar si existen mantos acuíferos
cerca.
 La recolección de sólidos en el tanque séptico debe darse
frecuentemente.
 El fondo de la zanja debe estar a por lo menos 2 metros del
nivel subterránea de aguas.
Diseño de tanque séptico
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  • 2. Pretratamiento El pretratamiento es el conjunto de operaciones, fundamentalmente de tipo físico y mecánico, que permite eliminar sólidos de gran tamaño, arenas, gravas, grasas y aceites, que puedan dar problemas en las etapas posteriores. En esta etapa se producente Residuos Sólidos Urbanos (RSU’s), lodos contaminados y un efluente parcialmente descontaminado que será objeto de tratamiento por el resto de las unidades mejorando su rendimiento. El correcto diseño y posterior mantenimiento de la etapa de pretratamiento son aspectos de gran importancia, pues cualquier deficiencia en los mismos repercutirá negativamente en el resto de las instalaciones originando obstrucciones de tuberías, válvulas y bombas, desgaste de equipos, formación de costras, etc.
  • 3. Etapa Objetivo Unidades Representativas Tipo de fenómenos principales involucrados Niveles de eficiencia Pretratamient o Remover sólidos gruesos para evitar atascos, abrasión y daños a tuberías, bombas, equipos y a otros elementos de la depuradora. · Pozo de gruesos · Rejillas · Desarenador · Desengrasador · Tanque de Igualación u homogenización (efluentes industriales, especialmente) · Tanque de neutralización (efluentes industriales, especialmente) Físicos. Químicos (neutralización). No se considera que se logren remociones significativas en DBO y SST
  • 5. DESBASTE • El desbaste se conoce también como cribado y se hace, de manera frecuente, mediante la instalación de rejillas metálicas de diferentes características de diseño y operación, dependiendo del tipo de agua a tratar. • Es la operación utilizada para separar material grueso del agua, mediante el paso de ella por una criba o rejilla. Los elementos flotantes como plásticos, trozos de madera y ramas, entre otros, deben ser retirados en el desbaste. • Esta unidad no es prescindible en ninguna depuradora y es independiente de la existencia o no, del pozo de muy gruesos.
  • 6. • En el tratamiento de aguas residuales se usan rejillas gruesas, principalmente de barras o varillas de acero, para proteger bombas, válvulas, tuberías y equipos, etc. • Las plantas de tratamiento de agua residual industrial pueden o no requerir de rejillas, según la característica del residuos. • A medida que el material se acumula sobre la rejilla, ésta se va taponando y la pérdida de energía aumenta, por lo que el diseño estructural debe ser el adecuado para impedir la rotura de la rejilla cuando está taponada.
  • 8. Clasificación de las rejillas de desbaste Las rejas pueden clasificarse según: • Su limpieza • Manual • Mecánica • Su separación entre barrotes • Fina: entre 0,5 y 1,5 cm de separación • Media: entre 1,5 y 5,0 cm de separación • Gruesa: mayor a 5,0 cm de separación • Su inclinación • Verticales: a 90° respecto de la horizontal • Inclinadas: entre 60 y 80° respecto de la horizontal
  • 9. El tamaño de los barrotes usados en las rejillas, dependerá del tamaño de los materiales que se pretende retener, con el fin de que sean lo suficientemente fuertes para que no se deformen. Para rejillas gruesas se usan barrotes de entre ½ y 1 pulgada (1,3 a 2,5 cm) de diámetro (o de ancho) y para las finas, de entre ¼ y ½ pulgada (0,6 a 1,3 cm).
  • 10. Rejillas de limpiezamanual Se instalan en depuradoras pequeñas y son inclinadas usualmente a 60° respecto de la horizontal para facilitar las labores de limpieza del operario. El operario retira los sólidos retenidos en la rejilla con ayuda de un rastrillo u otra herramienta similar dentada y los dispone temporalmente en una lámina perforada o canastilla, conocida como depósito escurridor, para eliminar el agua. Posteriormente, estos desechos se llevan a incineración o a un relleno sanitario.
  • 13. Rejillas de limpieza mecánica Llamadas también rejillas de limpieza automática; éstas suelen instalarse en depuradoras grandes cuyos grandes caudales arrastran ingentes cantidades de materiales gruesos de forma permanente, que no podrían ser evacuados manualmente. Estas rejillas suelen ser verticales, con inclinaciones que varían entre los 80 y 90° respecto de la horizontal Los mecanismos de limpieza son variables dependiendo del fabricante; los más usuales son los de barras dentadas o los de peines giratorios.
  • 16. Diseño del desbaste • Los criterios de diseño de las rejillas se fundamentan en las velocidades de paso del flujo de aguas residuales, a través de ellas. • Esta velocidad no debe ser tan baja que promueva la sedimentación de sólidos en el canal ni tan alta que genere arrastre de sólidos ya retenidos por los barrotes de la reja.
  • 17. Criteriosdediseñodelasrejillasdedesbaste Parámetro Valor o rango Velocidad mínima de paso 0,6 m/s (a caudal medio Velocidad máxima de paso 1,4 m/s (a caudal punta) Grado de colmatación estimado entre intervalos de limpieza 30% Pérdida de carga máxima admisible 15 cm (a caudal medio)
  • 18. Una vez se tengan definidas las dimensiones del canal de desbaste, el área del canal en la zona de la rejilla se puede calcular con la siguiente expresión: Donde, AR : área útil del canal en la zona de la rejilla (m2) Bc : ancho del canal (m) L : luz o espacio entre barrotes (m) b : ancho de los barrotes (m) G : grado de colmatación (usualmente se adopta un valor de 30%)
  • 19. Debido a que los barrotes restan área útil del canal, incrementando la velocidad del flujo entre la rejilla, se hace necesario, en ocasiones, incrementar el ancho del canal en la zona donde está ubicada la criba o aumentar la profundidad Zona de rejillas (Romero Rojas, 1999)
  • 20. Para estimar el ancho o la profundidad en la zona de la rejilla, se puede emplear la siguiente expresión: Donde, P Profundidad en la zona de rejillas (m) Q caudal de aguas residuales (m3/s) Vp velocidad de paso entre la rejilla (m/s) L luz o espacio entre barrotes (m) b ancho de los barrotes (m) Bc ancho del canal (m) G Grado de colmatación de la rejilla
  • 21. La pérdida de carga generada por la rejilla diferencia de altura de la lámina de agua antes y después del paso por la rejilla se puede calcular con esta expresión propuesta por Lozano-Rivas. Donde, H pérdida de carga generada por la rejilla (m) Vp velocidad de paso del agua a través de la rejilla (m/s)
  • 22. El número de barrotes se puede calcular con la siguiente: Donde, N número de barrotes BR ancho del canal en la zona de rejilla (m) L luz o espacio entre barrotes (m) b ancho de los barrotes (m)
  • 23. Cantidad de sólidos retenidos por las rejillas Tipo de rejilla Cantidad de sólidos retenidos Fina 5 a 12 mL/d*hab Gruesa 12 a 25 mL/d*hab
  • 24. Calcular el tamaño de una rejilla fina, de limpieza manual, para el canal de entrada y el caudal. (Qmd = 69 L/s. Vcanal = 0,6 m/s. Dimensiones del canal: 0,34 x 0,34 m y un borde libre de 0,35 m). La criba tendrá barrotes de 0,6 cm de ancho y 1,2 cm de separación; con una velocidad de paso en la rejilla de 0,8 m/s. Ejercicio
  • 25. Solución: Se calcula la sección o área útil del canal en la zona de la rejilla, así La profundidad en la zona de rejilla, manteniendo el mismo ancho del canal en la zona de rejilla, será: Donde, AR : área útil del canal en la zona de la rejilla (m2) Bc : ancho del canal (m) L : luz o espacio entre barrotes (m) b : ancho de los barrotes (m) G : grado de colmatación (usualmente se adopta un valor de 30%)
  • 26. P Profundidad en la zona de rejillas (m) Q caudal de aguas residuales (m3/s) Vp velocidad de paso entre la rejilla (m/s) L luz o espacio entre barrotes (m) b ancho de los barrotes (m) Bc ancho del canal (m) G Grado de colmatación de la rejilla
  • 27.
  • 28. Esta es una pérdida de carga aceptable. El número de barrotes será:
  • 29. Desarenador En el desarenador, como lo indica su nombre, se remueven las partículas de arena y similares, que tienen un peso específico de cercano a 2,65 g/cm3 y tamaños superiores a los 0,15 mm de diámetro (e.j. cáscaras, semillas). Este tipo de partículas presentes, especialmente, en las aguas residuales urbanas y muy rara vez en las de tipo industrial, causan abrasión y daños en las tuberías y en otros equipos de la depuradora. Los desarenadores consisten, simplemente, en un ensanchamiento del canal de pretratamiento, en donde la velocidad del agua disminuye lo necesario para permitir la sedimentación de las partículas discretas, pero no lo suficiente para que se presente asentamiento de la materia orgánica. Su diseño está soportado, entonces, en las velocidades de sedimentación de las partículas que quieren removerse, las cuales son explicadas mediante las fórmulas de Stokes (flujo laminar), Newton (flujo turbulento) y Allen (régimen transitorio).
  • 30. Canales desarenadores. Foto: Enrique Padilla Díaz. Imagen tomada de: http://www.flickr.com/photos/gepadi/2109061728/in/photostream/
  • 31. Enloscuatronivelesdecomplejidaddebenemplearsedesarenadorescuandosea necesariocumplirconlosiguiente: • Protección de equipos mecánicos contra la abrasión. • Reducción de la formación de depósitos pesados en tuberías, Conductos y canales. • Reducción la frecuencia de limpieza de la arena acumulada en tanques de sedimentación primaria y digestores de lodos. • Minimización de pérdida de volumen en tanques de tratamiento biológico. • Antes de las centrífugas, intercambiadores de calor y bombas de diafragma de alta presión.
  • 32. Localización Deben localizarse después de rejillas y antes de tanques de sedimentación primaria y estaciones de bombeo. Velocidad mínima del agua Los desarenadores deben diseñarse de manera tal que la velocidad pueda controlarse. La variación debe estar únicamente en un rango entre 0.2 m/s y 0.4 m/s. Número El número de desarenadores es característico a cada diseño. Se recomienda un mínimo de dos unidades en cualquiera de los niveles de complejidad. Cada unidad debe tener la capacidad para operar con los caudales de diseño cuando la otra unidad está en limpieza. Tasa de desbordamiento superficial Se recomienda un rango entre 700 y 1600 m³/m²/dia. Estos valores pueden ser expresados en términos de velocidad de sedimentación, variando aproximadamente entre 30 m/h y 65 m/h. Tiempo de retención hidráulico El tiempo de retención debe basarse en el tamaño de las partículas que deben separarse ; se recomienda un tiempo entre 20 segundos y 3 minutos. Esto se logra mediante dispositivos que permitan regular la velocidad del flujo.
  • 33. Componentes Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas
  • 34. a) Zona de entrada Tiene como función el conseguir una distribución uniforme de las líneas de flujo dentro de la unidad, uniformizando a su vez la velocidad. b) Zona de desarenación Parte de la estructura en la cual se realiza el proceso de depósito de partículas por acción de la gravedad. c) Zona de salida Conformada por un vertedero de rebose diseñado para mantener una velocidad que no altere el reposo de la arena sedimentada. d) Zona de depósito y eliminación de la arena sedimentada Constituida por una tolva con pendiente mínima de 10% que permita el deslizamiento de la arena hacia el canal de limpieza de los sedimentos.
  • 35. • El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos y técnicos es de 8 a 16 años. • El número de unidades mínimas en paralelo es 2 para efectos de mantenimiento. En caso de caudales pequeños y turbiedades bajas se podrá contar con una sola unidad que debe contar con un canal de by-pass para efectos de mantenimiento. Desarenador de 2 unidades en paralelo (planta).
  • 36. La cantidad de arena removida por estas unidades oscila entre 5 y 40 mL por m3 de agua residual tratada para alcantarillados sanitarios, con valores típicos cercanos a los 20 mL/m3. Si la red es combinada, estos valores podrían ascender en épocas de invierno, a 200 mL/m3. Es importante recordar que los valores que se toman para el diseño de cualquier unidad, deben estar avalados por determinaciones en plantas piloto o en pruebas de laboratorio. Nunca deben asumirse valores de rangos dados por una normativa o por la literatura sin el debido sustento. Para el caso del diseño de un desarenador, deben efectuarse ensayos de sedimentabilidad en una columna de sedimentación.
  • 37. Criterios de diseño • El periodo de operación es de 24 horas por día. • Debe existir una transición en la unión del canal o tubería de llegada al desarenador para asegurar la uniformidad de la velocidad en la zona de entrada. • La relación largo/ancho debe ser entre 10 y 20. • La sedimentación de arena fina (d<0.01 cm) se efectúa en forma más eficiente en régimen laminar con valores de número de Reynolds menores de uno (Re<1.0). • La sedimentación de arena gruesa se efectúa en régimen de transición con valores de Reynolds entre 1.0 y 1 000. • La sedimentación de grava se efectúa en régimen turbulento con valores de número de Reynolds mayores de 1 000.
  • 38. Parámetro Valor o rango Carga superficial 40 a 70 m3/m2*h (a caudal punta) Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) 100 a 300 s (a caudal punta) Más frecuentemente = 180 s Velocidad horizontal 0,20 a 0,40 m/s (a caudal punta) Longitud 10 a 30 veces la altura de la lámina de agua Altura mínima de la unidad 1,0 m Altura máxima de la unidad 2,5 m
  • 39. Diámetro de partícula Velocidad de sedimentación 0,15 mm 40 a 50 m/h 0,20 mm 65 a 75 m/h 0,25 mm 85 a 95 m/h 0,30 mm 105 a 120 m/h Velocidades de sedimentación para diferentes tamaños de arenas a una temperatura de 16 °C y una eliminación cercana al 90% (Moreno López, 2009-2010 El contenido de materia orgánica en las arenas extraídas está, usualmente, entre el 3 y el 5%.
  • 40. Ejemplo Determinar las características de una unidad compuesta por dos canales desarenadores que tratan un caudal punta de aguas residuales de 690 L/s. Se asume una carga superficial de 40 m/h.
  • 41. Cs = Carga superficial, se asume en 40 m3/m2*h = V
  • 42. Parámetro Valor o rango Carga superficial 40 a 70 m3/m2*h (a caudal punta) Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) 100 a 300 s (a caudal punta) Más frecuentemente = 180 s Velocidad horizontal 0,20 a 0,40 m/s (a caudal punta) Longitud 10 a 30 veces la altura de la lámina de agua Altura mínima de la unidad 1,0 m Altura máxima de la unidad 2,5 m
  • 43.
  • 44.
  • 45.
  • 46. Desarenador-Desengrasador El desarenador-desengrasador es una variante del desarenador convencional, empleado en grandes instalaciones depuradoras. En este tipo de canales aireados además de remover las arenas y otras partículas de peso específico similar, se retirarán también grasas, aceites, espumas y otro material flotante que pueden causar interferencia en los tratamientos posteriores y que, incluso, (como en el caso de las grasas) podrían promover la aparición organismos filamentosos causantes del bulking (abultamiento del lodo) en los reactores biológicos.
  • 47. Este tipo de unidades tienen básicamente tres zonas diferenciadas, además de las de entrada y salida: • Zona de desengrasado • Zona de desarenado • Zona de extracción de arenas
  • 48. En la zona de desengrasado, un bafle disipa la energía generada por los difusores aireadores, permitiendo el ascenso, sin turbulencias, de grasas desemulsionadas, aceites y otros flotantes adheridos a las microburbujas de aire producidas por los difusores. Un dispositivo desnatador, montado sobre un puente grúa, se desplaza permanentemente por esta zona retirando los flotantes que se van acumulando. El fondo inclinado de esta zona (45° de pendiente) permite también que las arenas afectadas por la turbulencia de la aireación, rueden libres hasta el fondo de la unidad en donde se encuentra la zona de extracción de arenas.
  • 49. En la zona de desarenado, se ubica también el suministro de aire a través de unos difusores de poro fino, los cuales se ubican a profundidad, en la pared opuesta a la zona de desengrasado. Estos difusores provocan un movimiento de tipo helicoidal al interior de la unidad y el aire insuflado reduce los olores y ayuda en la limpieza de las arenas extraídas. Así mismo, en el fondo de esta zona, se encuentra el tubo extractor de arenas, el cual está montado sobre un puente grúa que se desplaza lentamente por toda la longitud del canal, succionando el material decantado. Los materiales extraídos, tanto flotantes como arenas, son llevados temporalmente a un contenedor para ser luego incinerados o dispuestos en un relleno sanitario.
  • 50. Corte de un desarenador-desengrasador. Imagen tomada de: http://wastewatertreatmentplant.wikispaces.com/file/view/Griftchamber_clip_image002_0000.jpg/ 105369573/Grift-chamber_clip_image002_0000.jpg
  • 51. Desarenador-desengrasador. Imagen tomada de: http://www.vlcciudad.com/las- depuradorasgeneran-679-toneladas-de-fangos/
  • 52. Criterios de diseño para desarenadores- desengrasadores Parámetro Valor o rango Carga superficial < 40 m3/m2*h (a caudal punta) Tiempo de Retención Hidráulica (TRH) 12 a 16 min (a caudal medio) Caudal tratado por unidad 0,2 a 0,4 m3/s (a caudal medio) Velocidad horizontal 0,02 a 0,07 m/s (a caudal punta) Relación Longitud/Ancho 3/1 a 10/1 Profundidad 2 a 5 m Relación Profundidad/Ancho 1/1 a 3/1 Longitud 7,5 a 25 m Ancho 3 a 8 m Suministro de aire 0,5 a 2,0 m3/h*m3 de tanque Profundidad de los difusores 0,5 a 0,9 m respecto del fondo del tanque
  • 53. Ejemplo Diseñar unos canales desarenadores- desengrasadores para un caudal medio de 1,0 m3/s y un caudal punta de 2,2 m3/s.
  • 54. Solución: Para este caudal, se proyectarán 4 canales de desarenado-desengrasado. Cada uno tratará 0,25 m3/s de agua residual, a caudal medio. Aclaración: Para este tipo de unidades, se calculan las dimensiones del canal de desarenado. La zona de desengrasado se adiciona considerando un ancho igual a 1/3 del ancho de la zona de desarenado y una profundidad, antes del inicio de la inclinación a 45°, de 1/3 de la altura de la zona de desarenado. Se calcula el volumen requerido por cada unidad, tomando un tiempo de retención de 15 minutos.
  • 55. Se tomará como valor de carga superficial, 35 m/h para el caudal punta. Con este valor, se estima el área superficial: El área transversal de la unidad se calcula estimando una velocidad horizontal de flujo de 0,05 m/s trabajando con el caudal punta.
  • 56. La longitud del canal, será: La profundidad útil del canal, será: El ancho de la unidad de desarenado, será: Relación Longitud – Ancho 20,45/2,77  7,4 Relación Profundidad – Ancho 3,98/2,77  1,44
  • 57. Así, la relación Longitud/Ancho es de 7,4/1 y la relación Profundidad/Ancho es 1,44, que está dentro de los límites recomendados. Adicionando un tercio más del ancho de la zona de desarenado para proyectar la zona de desengrasado, la cual estará separada por una pantalla, el ancho total de la unidad será: El suministro de aire, asumiendo un valor de 1 m3/h*m3 de tanque, será de:
  • 58. TRAMPAS DE GRASA Las trampas de grasa son pequeños tanques de flotación natural, en donde los aceites y las grasas, con una densidad inferior a la del agua, se mantienen en la superficie del tanque para ser fácilmente retenidos y retirados. No lleva partes mecánicas y el diseño es parecido al de un tanque séptico. Recibe nombres específicos según al tipo de material flotante que vaya a removerse. 1. Domiciliar : Normalmente recibe residuos de cocinas y está situada en la propia instalación predial del alcantarillado. 2. Colectiva : Son unidades de gran tamaño y pueden atender conjuntos de residencias e industrias 3. En Sedimentadores: Son unidades adaptadas en los sedimentadores (primarios en general), las cuales permiten recoger el material flotante en dispositivos convenientemente proyectados, para encaminarlo posteriormente a las unidades de tratamiento de lodos.
  • 59. Estas unidades se diseñan en función de la velocidad de flujo o el tiempo de retención hidráulica (TRH), ya que todo dispositivo que ofrezca una superficie tranquila, con entradas y salidas sumergidas (a media altura), actúa como separador de grasas y aceites. Las trampas de grasa deben ubicarse lo más cerca posible de la fuente de generación de estas sustancias (generalmente, corresponde al lavaplatos o similar) y antes del tanque séptico o sedimentador primario. Esta ubicación evitará obstrucciones en las tuberías de drenaje y generación de malos olores por adherencias en los tubos o accesorios de la red. Nunca deben conectarse aguas sanitarias a las trampas de grasas.
  • 60.
  • 61. Para estimar el caudal de diseño de la trampa de grasa, deben tenerse en cuenta las unidades de gasto de cada artefacto sanitario que se conectará a la unidad. Unidades de gasto por artefacto sanitario para el diseño de trampas de grasa Lozano-Rivas,, 2012).
  • 62. Deben asumirse las unidades de gasto, por cada grifo de cada artefacto sanitario. Una vez se tenga la contabilidad, se aplicará la siguiente expresión: Donde, Qdiseño : Caudal de diseño de la trampa de grasa (L/s). U: Total de grifos de los artefactos sanitarios conectados a la trampa de grasa. Nunca debe diseñarse una trampa de grasa de un volumen inferior de 120 L.
  • 63. Tabla. Criterios de diseño de una Trampa de Grasa Lozano-Rivas, 2012
  • 64. Tabla. Dimensiones recomendadas para las trampa grasa, según el caudal de diseño Lozano-Rivas, 2012
  • 65. Ejemplo. Calcule el volumen de una trampa de grasas para un restaurante que tiene los siguientes artefactos sanitarios: · 3 lavaplatos (con 2 grifos cada uno) · 2 pocetas para lavado de traperos y otros elementos de aseo (con 1 sólo grifo). Solución: Para estimar el caudal de diseño, se realiza la contabilidad de las unidades de gasto, así:
  • 66. El caudal de diseño será: Considerando un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 24 minutos, el volumen de la trampa de grasas será: La trampa de grasas trabajará con un caudal de punta, aproximado de 1,59 L/s y tendrá un volumen de 2,3 m3.
  • 67. Corte Longitudinal de una trampa de grasas
  • 68. Corte transversal de una trampa de grasas, con escurrimiento de la grasa extraida, a la derecha.
  • 69. Operación y mantenimiento Las trampas de grasa deben operarse y limpiarse regularmente para prevenir el escape de cantidades apreciables de grasa y la generación de malos olores. La frecuencia de limpieza debe determinarse con base en la observación. Generalmente, la limpieza debe hacerse cada vez que se alcance el 75% de la capacidad de retención de grasa como mínimo. Para restaurantes, la frecuencia de bombeo varía desde una vez cada semana hasta una vez cada dos o tres meses. Estas unidades deben ser dotadas de las siguientes características: 1. Capacidad suficiente de acumulación de grasa entre cada operación de limpieza 2. Condiciones de turbulencia mínima suficiente para permitir la flotación del material. 3. Dispositivos de entrada y salida convenientemente proyectados para permitir una circulación normal del afluente y el efluente. 4. Distancia entre los dispositivos de entrada y salida, suficiente para retener la grasa y evitar que este material sea arrastrado con el efluente. 5. Debe evitarse el contacto con insectos, roedores, etc
  • 70. POZO DE GRUESOS Se diseña especialmente para aguas residuales urbanas en donde se espera el arrastre de una gran cantidad de arenas y sólidos de gran tamaño que viajan por el alcantarillado (Ejemplo : juguetes, pedazos de madera, trapos, muebles). Su fondo suele ser troncopiramidal invertido (en forma de tolva) para evitar la acumulación de sólidos en las paredes laterales y facilitar la extracción del material retenido, mediante el accionar de una cuchara bivalva anfibia, operada por un motor electrohidráulico. Los sólidos se extraen periódicamente, se dejan escurrir y se depositan en contenedores. Este material es incinerado o dispuesto, posteriormente, en un relleno sanitario.
  • 74. HOMOGENIZACIÓN O IGUALACIÓN El igualamiento consiste en amortiguar las variaciones de caudal para lograr un caudal aproximadamente contante. Tiene los siguiente propósitos: • Superar los problemas operacionales causados por las variaciones de caudal. • Proveer el control adecuado de pH para minimizar los requerimientos posteriores de dosificación en procesos de neutralización. • Mejorar la eficiencia de los procesos de tratamiento biológico al controlar las cargas orgánicas. • Permitir descarga de caudales muy variables al alcantarillado municipal. • Proveer un flujo continuo en plantas muy variables al alcantarillado municipal.
  • 75. Se usa principalmente para igualar: • Caudales en tiempo seco. • Caudales de invierno en alcantarillados sanitarios. • Caudales de alcantarillados combinados • Caudales de plantas industriales.
  • 76. • La situación más habitual es que la entrada de agua residual a la planta depuradora sea variable en el tiempo, tanto en lo que respecta a caudal como a carga contaminante. • Estas desviaciones suelen ser tanto mayores cuanto más pequeña es la comunidad servida, pudiendo crear problemas en aquellos sistemas de tratamiento que no estén protegidos de los «golpes» de volumen y/o contaminación. • Estas variaciones, especialmente las de carga, dificultan el correcto desarrollo de los tratamientos, ya sean físico químico o de tipo biológico. • Las variaciones de caudal presentan problemas usualmente de tipo operativo, razón por la que los tanques de homogenización son opción para superar esta dificultad generando así efluentes constantes, además; reduce el tamaño y los costos de las unidades de tratamiento ubicadas aguas abajo. • Estrictamente se puede decir que la homogenización se refiere a unificar las características del agua residual e igualación cuando se requiere regular el flujo o caudal.
  • 77. Entonces se puede recurrir a la igualación de caudales y/o a la homogenización de la concentración de contaminantes. Ventajas: • Limitación de las sobrecargas hidráulicas en los sedimentadores primarios y secundarios. • Limitación de los golpes de carga orgánica en los procesos biológicos. • Posibilidad de alimentar de manera continua los sistemas biológicos de depuración lo que mejora el rendimiento. • Posibilidad de obtener mejores rendimientos en los tratamientos fisico químicos, facilitando el control de la dosificación de reactivos. • Disminución de los consumos energéticos debidos a la puntos de carga hidráulica. Optimización de las condiciones operativas de las siguientes fases.
  • 78. La homogenización es una práctica útil en plantas pequeñas de tratamiento que experimentan variaciones entre los máximos y mínimos caudales y cargas contaminantes efluentes. Se aplican dos tipos de técnicas de homogenización: Homogenización en línea: Todo el caudal de agua pasa por el tanque de homogenización. Se consigue así una buena homogenización y se amortiguan posibles variaciones de la composición de las aguas y del caudal entrante. Homogenización en derivación o paralelo: Solo la parte que supera el caudal medio diario pasa por el tanque de homogenización. Este sistema es útil en los casos en los que se esperan variaciones importantes del caudal, pero no se amortiguan los posibles cambios de composición de las aguas.
  • 79. Los tanques de homogenización pueden ser muy variados: - Balsas de homogenización: Pueden contener grandes cantidades de aguas y son de construcción sencilla (zanja en el suelo recubierta con material plástico). - Tanques de homogenización metálicos: Se utilizan en estaciones depuradoras pequeñas que reciben agua con variaciones mínimas de caudal, la homogenización se realiza con mecanismos agitadores. - Homogenización con aireación: Es el que garantiza el mezclado, dificulta la formación de sedimentos, con lo que se evita la formación de fango y se inhiben las mal olientes fermentaciones anaeróbicas. En general, la homogenización constituye el último de los pre tratamientos.
  • 80. Para dimensionar una unidad de igualación se debe realizar un balance de masas, método “donde se compara el volumen afluente a la planta de tratamiento con el volumen de agua promedio horario para un tiempo de 24 horas”(Crites & Tchobanoglous, 2000 pág 257), en su defecto; debe medirse la variación de caudal cada hora. Si el volumen afluente es menos que el promedio, se debe drenar el tanque de homogenización; si el volumen afluente es mayor que el promedio, el tanque se comienza a llenar con el exceso del agua residual.
  • 81. Dimensionamiento El volumen requerido del tanque de homogenización se obtiene trazando una recta paralela a la representativa del caudal promedio diario, por el punto de tangencia más extrema, superior o inferior, de la curva de caudales acumulados. El volumen necesario es igual a la distancia vertical entre las dos tangentes.
  • 82. Criterios de diseño El tiempo de retención en este tipo de unidades se estima varia entra 12 y 24 horas para un volumen definido en función del caudal diario, profundidad de 4.5 m y mezcla de 3 a 4 W/m3. Para mantener condiciones aerobias se debe suministrar aire a una tasa de 9 a 15 L/m3 – min de almacenamiento.
  • 83. Neutralización Es el propósito de la neutralización llevar su valor a pH entre 6 y 8.5. • Si es inferior se debe alcalinizar con NaOH3 Ca(OH)2 u otro agente alcalino; • Si es mayor debe acidificarse con HNO3, HCl. • Se debe efectuar después de la igualación, es decir cuando se tiene un caudal constante. La neutralización supone la reacción de soluciones con iones hidrógeno, hidróxidos activos para formar agua y sales neutras.
  • 84. Métodos para neutralizar • Neutralización de residuos ácidos con cal en tanques de mezcla completa. La dosis de cal se estima en concentraciones del 8 al 15%. Para caudales menores de 400 m3/d se usan procesos de cochada; si el flujo es continuo, el control de pH es automático. De usarse aire para la mezcla se recomiendan tasas de 0.3 a 0.9 m3/min – m2 para tanques de profundidad de 3 m. • Neutralización de residuos ácidos con lechos de piedra caliza. El flujo se recomienda debe ser ascensional. Si el flujo es descendente la carga hidráulica se recomienda debe ser de 60 m/d para asegurar tiempo de contacto. La concentración del ácido debe ser del 0.6% H2SO4 para evitar el recubrimiento de la caliza con CaSO4 y la evolución excesiva de SO2. • Neutralización de residuos ácidos con diferentes sustancias alcalinas como NaOH al 50%, Na2CO3 o NH4OH.
  • 85. Independiente del método de concentración, debe tenerse en cuenta: • Igualar el caudal y el pH del afluente al proceso de neutralización. • Realizar curvas de titulación para el afluente para hacer diseño acorde con el proceso de neutralización. • Caracterizar cualitativa y cuantitativamente el lodo generado en la neutralización. • Determinar el efecto del compuesto químico agregado, durante el proceso de neutralización sobre la calidad del afluente. • Desarrollar un sistema efectivo de control de neutralización. (Romero R., J., 2005)
  • 86.
  • 87.
  • 88.
  • 89. Flotación Tiene como propósito la flotación separar las emulsiones y las partículas sólidas presentes en una fase líquida, mediante burbujas de un gas usualmente aire. La separación fundamentalmente depende de las propiedades superficiales que permiten la adherencia de las burbujas a la estructura de las partículas, por lo tanto; es posible separar partículas más densas que en el líquido en el cual se encuentra ya que la relación sistema partícula – burbuja de menor densidad que la original (partícula) asciende y puede separarse.
  • 90. La flotación se puede incorporar a los esquemas de tratamiento de agua residual: • Como unidad de pretratamiento antes de la unidad de sedimentación primaria. • Como unidad de tratamiento primario. • Como unidad de pretratamiento de aguas residuales industriales. • Para espesamiento de lodos • Para flotación del floc liviano.
  • 91. Flotación por aire disuelto (FAD) • Adicionar aire hasta obtener la presurización en un tanque cerrado que contiene agua residual permite obtener la flotación por aire disuelto, posteriormente se libera el gas en exceso de saturación a la presión atmosférica. • Se consigue con lo anterior la reducción de la densidad de los materiales en suspensión, principalmente los contenidos grasos. • En sistemas de tratamiento de aguas residuales de bajo caudal, el “afluente se presuriza a 275 – 483 kPa ó, 40 – 70 psi” (Romero R., J., 2005; pág 346), reteniendo el caudal en un tanque a presión por un término de minutos para lograr la disolución del aire. • Luego, accionando la válvula reductora de presión el afluente ingresa al tanque de flotación donde se desprende el aire de la solución como se muestra en la figura.
  • 92.
  • 94. TRATAMIENTO PRIMARIO Tiene como objetivo por medios físicos, habitualmente complementados con medios químicos, de los sólidos en suspensión sedimentables no retenidos en el tratamiento previo, así como de las sustancias flotantes como grasas, fibras, tec. Esta etapa tiene como objetivo: • Eliminar, por efecto de la gravedad, los sólidos suspendidos de las aguas residuales. • Se logra bien sea de manera libre, o asistida con químicos que aglomeran las partículas (floculantes) para que ganen peso y decanten con mayor velocidad.
  • 95. Estos sólidos suspendidos eliminados son, en su mayoría, materia orgánica, por lo cual se presenta una reducción importante en la concentración de DBO del efluente. Las operaciones unitarias más frecuentemente empleadas para el tratamiento primario de las aguas residuales urbanas, son: • Sedimentación o decantación. • Flotación • Tamices (usados, generalmente, para aguas residuales industriales). • Coagulación- Floculación Paras las aguas residuales industriales, suelen emplearse también unidades de flotación.
  • 96. Sedimentación o Decantación Es la separación de un sólido del seno de un líquido por efecto de la gravedad. La decantación se produce minimizando la velocidad de circulación de las aguas residuales, con lo que el régimen de circulación se vuelve cada vez menos turbulento y las partículas en suspensión se van depositando en el fondo del sedimentador.
  • 97. La sedimentación tiene los siguientes propósitos: • Sedimentación Primaria: Remover sólidos sedimentables y material flotante de aguas residuales crudas, reduciendo el contenido de sólidos suspendidos. • Sedimentación intermedia para remover los sólidos y crecimiento biológicos preformados en reactores biológicos intermedios (Percoladores de primera etapa). • Sedimentadores secundarios para remover biomasa y sólidos suspendidos de reactores biológicos secundarios, como los procesos de lodos activados y flitros percoladores. • Sedimentadores terciarios para remover sólidos suspendidos y floculados, o precipitados químicamente, en PTAR
  • 98. Fundamentos de la decantación primaria Algunas partículas presentes en las aguas residuales, por su baja densidad y poco tamaño, no alcanzan a ser removidas en el tratamiento primario. La mayor parte de estas partículas (50 a 70%) corresponden a materia orgánica en suspensión, que debe ser eliminada en tanques con velocidades muy bajas, tiempos largos de retención y flujos laminares que permitan la decantación de estas partículas por efecto de la gravedad.
  • 99. Tipos de sedimentación La sedimentación se presenta de diferentes maneras dependiendo de la temperatura, del tipo de partículas presentes, de su concentración en el agua, del tipo de sedimentador y de la zona de la unidad en donde ocurre ese fenómeno. La sedimentación es un proceso físico de separación por gravedad, que fundamentalmente es función de la densidad del líquidos, del tamaño, del peso específico y de la morfología de las partículas.
  • 100. Tipos de sedimentación Tipo de Sedimentación Características de los sólidos Características de la sedimentación Tipos de unidades de tratamiento I De partículas discretas Partículas discretas y aisladas en soluciones diluidas. Cada partícula sedimenta de forma independiente sin interacción entre ellas ni con el fluido que las contiene Desarenadores, dársenas de sedimentación o presedimentadores. II De partículas floculentas Partículas (coloides) floculentas o aglomerables Las partículas se van aglomerando formando coágulos o flóculos de mayor tamaño y peso Sedimentadores de agua potable (con coagulación floculación previas) y decantadores de aguas residuales III Zonal o interferida Suspensiones de sólidos aglomerables de concentración intermedia La sedimentación es interferida dada la cercanía entre partículas y se comportan como un bloque Sedimentadores y decantadores de flujo ascendente y de manto de lodo IV Por compresión Suspensiones de alta concentración Las partículas están en contacto íntimo entre ellas y su peso forma una masa compactada en el fondo de las unidades Compactación de lodos en sedimentadores y en unidades de espesamiento de aguas residuales
  • 101.
  • 102. En la siguiente ilustración se muestran diferentes tipos de unidades que en su orden (de arriba hacia abajo) corresponden a: un desarenador, un sedimentador de placas inclinadas, un decantador de aguas residuales. Puede evidenciarse que, en la práctica, en una unidad de tratamiento se presentan, de manera simultánea, dos o más tipos de sedimentación (llamada también clarificación)
  • 103. Tipos de sedimentación para diferentes unidades (Arboleda Valencia, 2000).
  • 104. • Los decantadores son unidades de gran tamaño, debido a los altos tiempos de retención hidráulica que emplean. • Luego del proceso de decantación, queda como producto agua residual clarificada y un lodo o fango primario. • En casos excepcionales, la decantación primaria es el único proceso de depuración que se le realiza al agua, siempre y cuando la legislación lo permita y el efluente cumpla con los niveles de remoción establecidos.
  • 105. • No obstante, la práctica muestra que aunque un tratamiento primario logre cumplir con la normativa ambiental, la calidad del efluente podrá causar impactos considerables a los ecosistemas hídricos. • Por esta razón, el tratamiento primario suele ser parte de un proceso más largo, acompañado, al menos, de tratamientos biológicos que reduzcan los niveles de carga contaminante. • Después del proceso de sedimentación se obtienen dos productos: agua clarificada y un decantado (lodos o fangos primarios).
  • 106. Los decantadores que se usan en el tratamiento de las aguas residuales pueden clasificarse en: • Circulares: el agua ingresa ascendiendo por el centro y es recogida en un canal perimetral. El agua fluye del centro a la periferia. • Rectangulares: el agua ingresa por un extremo y es extraída por el opuesto. El agua fluye horizontalmente de un extremo al otro del decantador.
  • 107. Decantadores circulares Los decantadores circulares son de mayor uso, debido a que facilitan las labores de mantenimiento y purga de fangos. Tienen un diámetro que oscila entre los 10 y los 60 m. El ingreso del agua se hace mediante una campana deflectora ubicada en el centro de la unidad que obliga a que el agua ingrese por la parte baja y, además, funciona como atenuadora de la energía de flujo, eliminando turbulencias que pueden afectar la decantación de las partículas.
  • 108. Decantadores circulares El agua es recogida por un canal perimetral dentado, para asegurar una salida homogénea del efluente clarificado en cada metro lineal de la periferia del tanque. Adicionalmente, se proyecta, también, antes de la salida del agua, una lámina o pared deflectora que evita que salga la porción más superficial del agua, la cual lleva consigo sólidos, espumas y otros objetos flotantes.
  • 109. El sistema de barrido de fangos se realiza a través de un puente móvil que se desplaza lentamente por todo el decantador y que posee en su fondo unas rasquetas que empujan los lodos hacia la poceta de fangos, la cual se encuentra ubicada en el centro del tanque circular. Adicionalmente, este mismo puente tiene en su superficie una lámina, conocida como desnatador, que arrastra el material flotante hasta la tolva de grasas o colector de espumas.
  • 110.
  • 111.
  • 112. Decantadores rectangulares Son mucho menos usados que los circulares. El ingreso del agua residual se hace a través de un vertedero con un deflector frontal que permite el ingreso por la parte baja de la unidad y disminuye la energía del flujo. Para la salida del efluente, en el extremo opuesto, se emplea un vertedero dentado. Los lodos y las natas son empujados por unas rasquetas adosadas a un puente móvil que se desplaza a lo largo de la unidad.
  • 113.
  • 114.
  • 115. Sistemas de drenaje de los sedimentos. Los sedimentos generados en los tanques de sedimentación deben ser evacuados o drenados de la línea de depuración de aguas. Para realizar esta operación se pueden emplear varios sistemas, ayudados o no de algún medio mecánico (raspador, tornillo sin fin, etc).
  • 116.
  • 117. Decantador primario Estas unidades pueden alcanzar niveles de remoción de entre 25 y 40% para DBO y entre 50 y 70% para SST. Los decantadores primarios se componen de: • Tanque decantador. • Estructuras de entrada y salida del agua. • Puente (móvil) del decantador. • Dispositivos de eliminación y extracción de flotantes. • Dispositivos de extracción de fangos.
  • 118. Cuando se utilizan como único medio de tratamiento, su objetivo principal es la eliminación de: 1. Sólidos sedimentables capaces de formar depósitos de fango en las aguas receptoras. 2. Aceite libre, grasas y otras materias flotantes. 3. Parte de la carga orgánica vertida a las aguas receptoras. Cuando los tanques se emplean como paso previo de tratamientos biológico, su función es la reducción de la carga afluente a los reactores biológicos.
  • 119. Estas partes pueden apreciarse en la Ilustración Corte de un decantador primario. Imagen tomada de: http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/tratam1/decantacion.htm
  • 120. Decantador vacío. Se aprecia la campana deflectora, la poceta de fangos, el puente móvil con las rasquetas (barredor de fangos) y el desnatador (barredor de grasa). Imagen tomada de: http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/tratam1/5.jpg
  • 121. Motor encargado de desplazar el puente del decantador. Se aprecia el vertedero dentado para la salida del agua clarificada. Imagen tomada de: http://prueba2.aguapedia.org/master/formacion/edar/temario/tratam1/10.jpg
  • 122. Criteriosdediseñoparadecantadoresprimarioscirculares Parámetro Valor o rango Tiempo de retención hidráulico (TRH) 2 a 3 horas (sin tratamiento secundario posterior y a caudal punta) 1 a 2 horas (con tratamiento biológico posterior y a caudal punta) Carga superficial 2 a 3 m3/m2*h (a caudal punta) Capacidad de tratamiento de cada unidad < 0,25 m3/s (a caudal medio) Carga sobre el vertedero < 40 m3/h*m lineal del vertedero perimetral (a caudal punta) Profundidad del decantador (en la vertical del vertedero de salida) 2,5 a 4,0 m Pendiente de fondo hacia la poceta de fangos 2 a 8 % Relación diámetro/altura 5 a 16 Diámetro de la campana deflectora 15 a 20% del diámetro del decantador Altura de la campana deflectora 33 a 20% de la profundidad del decantador Velocidad máxima perimetral del puente del decantador < 120 m/h Características de la poceta de fangos Tronco-cono invertido con una pendiente aprox. de 1:12 Capacidad de almacenamiento de lodos generados: entre 1 y 5 horas
  • 123. Se estima una producción de natas y flotantes de 5 mg/m3 de agua tratada, con una concentración de 6 g/L. La producción de fangos para decantadores, se calcula de la siguiente manera: Donde, lodos volumen de lodos (L/d considerando una densidad de 1 kg/L) CSST carga de sólidos suspendidos totales (kg/d) E coeficiente de reducción de sólidos en el decantador Cf coeficiente de concentración de lodos en el decantador (3 a 7% para sólidos almacenados en pocetas y 1 a 2% cuando se hace extracción por succión).
  • 124. Decantadores primarios de una depuradora en España. Imagen tomada de: http://2.bp.blogspot.com/-anQFBdV23mY/TabFuQImiWI/AAAAAAAAAA4/Nc82nRHWWYk/s1600/DSC_0173.JPG
  • 125. Ejemplo Dimensionar las características básicas de un decantador primario para un caudal medio de 690 L/s y caudal punta de 2000 m3/s. Se proyecta tratamiento biológico posterior.
  • 126. Solución: Se proyectarán 8 unidades decantadoras: cada una tratará un caudal medio de 86,25 L/s y un caudal punta de 250 L/s. El volumen de cada decantador, considerando un tiempo de retención de 2 horas a caudal punta, es El área superficial de cada decantador, considerado una carga de 2 m/h, es
  • 127. Se calcula y verifica la altura de la unidad: Esta altura se encuentra dentro del límite recomendado (2,5 a 4,0 m), por lo cual se acepta. El diámetro del tanque será:
  • 128. Con este diámetro, la relación diámetro/altura es aproximadamente igual a 6, que se encuentra dentro de los valores recomendados. Se verifica la carga del vertedero, calculando la longitud del perímetro del tanque: Este valor está por debajo del máximo permitido y esto evitará un efecto de succión sobre los fangos decantados en la unidad.
  • 129. Coagulación- Floculación Los coloides presentan una gran dificultad de agregación debido a las cargas eléctricas que poseen, generadoras de fuerzas de repulsión que evitan su unión. De esta manera, su sedimentación por medios físicos es imposible. Es imperativo ayudar el proceso de decantación con la incorporación de productos químicos que permitan acelerar y optimizar dicha operación.
  • 130. Efectode la adiciónde aditivosquímicosen la sedimentaciónprimaria REDUCCIÓN DE CONTAMINANTES SIN ADITIVOS CON ADITIVOS Sólidos en Suspensión 50-70% 65-85% DBO5 25-40% 60-80% El uso de estos aditivos químicos produce una apreciable mejora en el rendimiento primario.
  • 131. Paralelamente, estos mismos productos químicos (coagulantes y floculantes) pueden emplearse en otros procesos complementarios, como el espesado y la deshidratación de fangos, la precipitación de fosfatos o la eliminación de olores por precipitación de sulfuros. La sedimentación se produce provocando la desestabilización de las cargas eléctricas superficiales de las micelas, normalmente mediante la dosificación de sales metálicas (de calcio, hierro, aluminio), lo que posibilita el contacto entre ellas y su consecuente aglomeración, formando flóculos con masa suficiente para sedimentar.
  • 132. Este proceso de clarificación del agua consiste en una separación de la fase líquida y de la sólida, llevándose a cabo a travésdedosmecanismos: a. Coagulación: Puede entenderse como la neutralización de las cargas eléctricas y desestabilización de los coloides, seguido de una adsorción superficial de las partículas desestabilzadas sobre el hidróxido formado. b. Floculación: Es un proceso a través del cual los microflóculos o coágulos primarios formados se agregan entre sí a través de enlaces o puentes de unión, constituyendo los flóculos secundarios con entidad suficiente para decantas por gravedad.
  • 133. La coagulación-floculación se puede aplicar con diferentes objetivos en el tratamiento de aguas residuales: • Disminuir el contenido de los sólidos en suspensión y de la DBO a la salida del decantador primario. • Acondicionar el agua residual que contenga vertidos industriales. • Mejorar la eficacia de los decantadores secundarios, especialmente cuando se trata del proceso de fangos efectivos. En algunas estaciones de depuración de las aguas residuales, la coagulación- floculación se realiza en los mismos equipos donde se realiza la sedimentación, adicionando previamente el coagulante en la conducción de entrada al sedimentador, sin embargo, lo más común es disponer de un tanque en el cual se efectúe el mezclado de las sustancias coagulantes con el agua mediante una potente agitación. Una vez realizada esta mezcla, se adiciona en el tanque de floculación un floculante, con una agitación menos vigorosa, de modo que el crecimiento del flóculo no se vea afectado por el esfuerzo de cizalladura.
  • 134.
  • 135. Reactivosempleadosen los procesosde coagulación. Pueden distinguirse dos tipos de grupos principales: el de las sales de aluminio y el de las sales de hierro. PRODUCTOS QUÍMICOS COAGULANTES SALES DE ALUMINIO SALES DE HIERRO Sulfato de Aluminio líquido (SAL) Sulfato de Aluminio sólido (SAS) Policloruros de Aluminio: - Estándar: 10, 14 y 18% - Alta basicidad. Cloruro férrico (FeCl3) Cloruro Ferroso (FeCl2) Sulfato férrico (Fe2(SO4)3) Sulfato ferroso (FeSO4)
  • 136. Reactivosempleadosen los procesosde floculación. Los flóculos primarios se forman al añadir los reactivos químicos descritos anteriormente. Se unen entre si a través de puentes debido a la actuación de productos cadena que son capaces de adsorber los coloides microagregados para generar reticulados que originen el flóculo secundario.
  • 137. Tipo de agua Coagulante Dósis (ppm) Aplicacione s Floculante Dósis (ppm) Residual Cloruro Férrico 100-200 Eliminación de materia orgánica. Aniónico 0,5-1 50-100 Eliminación de fósforo en tratamiento biológico (co- precipitación) Aniónico 0,5-1 Sulfato Férrrico 100-200 Eliminación de fósforo en tratamiento fisicoquímico único. Aniónico 0,5-1 50-100 Eliminación de fósforo en tratamiento terciario (post-precipitación) Aniónico 0,5-1 Policloruro aluminio 18% 75-100 Eliminación de materia orgánica, de fósforo, laminaciones de carga. Aniónico 0,5-1 25-100 Eliminación de fósforo y materia orgánica en tratamiento primario (pre-precipitación) Aniónico 0,5-1 Sal mixta de hierro y aluminio 150-250 Eliminación de fósforo en tratamiento fisicoquímico (precipitación directa) Aniónico 0,5-1
  • 138. • Aguas potables: Los coagulantes suelen estar basados en el elemento aluminio (Sulfato de aluminio líquido, Policloruro de Aluminio). En algunas plantas se emplea sílice activada como producto coadyuvante del sulfato de aluminio. • Aguas residuales: • A lo contario de lo que ocurre en potabilización, los productos más empleados en la coagulación de las aguas residuales , ya sean urbanas o industriales, son las sales de hierro, especialmente las trivalentes. • Las sales de hierro sueles utilizarse para la precipitación de sulfuros, que son los responsables de los malos olores en las plantas depuradoras y colectores. La asistencia con químicos puede ser muy costosa en una depuradora de aguas residuales. Existen casos en Colombia en los que el gasto en químicos representa cerca del 70% del costo de operación de una planta de tratamiento de aguas residuales.
  • 139. Sal Coagulante pH óptimo Cloruro férrico (FeCl3) 4,0 a 11,0 unidades Sulfato férrico 3,5 a 11,0 unidades Policloruro de aluminio (PAC) 5,5 a 9,0 unidades Para el correcto funcionamiento de la sal coagulante, es necesario controlar el pH. A continuación, se exponen los rangos óptimos de pH para la actuación eficiente de los coagulantes más comunes. Como ayudas adicionales al proceso, pueden usarse también otras sustancias de refuerzo o ayuda, llamadas coadyuvantes de floculación. Estos coadyuvantes son polímeros (macromoléculas) de cadenas largas y alto peso molecular, obtenidos a partir de extractos de algas, almidones o derivados de la celulosa. Su estructura permite “atrapar” flóculos preformados, haciéndolos mucho más resistentes, grandes y pesados, incrementando así la eficiencia del proceso. Su principal desventaja es su alto costo (no sólo de adquisición, sino de manejo dentro del proceso). Recientemente, se ha encontrado que algunos monómeros de estas cadenas poliméricas son tóxicos e incluso, cancerígenos.
  • 140. Manejoderesiduosdepretratamientoydelodos primarios Residuos de pre- tratamiento • Para facilitar su transporte, los residuos retirados del pozo de muy gruesos y del cribado, deben escurrirse y compactarse mediante el uso de prensas hidráulicas o mecánicas. • La arena extraída en forma manual de los canales de desarenado, no es reutilizable; por esta razón, debe ser enviada a un relleno sanitario junto con los residuos deshidratados del pozo de muy gruesos y del cribado. • Para el caso de desarenadores aireados y desarenadores-desengrasadores, cuya extracción de arenas se realiza por bombeo continuo, el extraído debe llevarse a depósitos de poca profundidad en donde la arena se deposita en el fondo y el agua se extrae por rebose y es regresada a la entrada del desarenador nuevamente. Otra opción es el retiro mediante un tornillo de Arquímedes, el cual permite la extracción de la arena en seco o, también, a través de un hidrociclón equipado de un tornillo sinfín. • La arena se lleva a unos contenedores para su posterior disposición. En algunas instalaciones lavan las arenas antes de su almacenamiento temporal en unos lavadores tipo Geiger. Esto evita la aparición de malos olores. • Las grasas removidas se conducen a un depósito donde el reposo permite concentrar las grasas en la superficie y evacuar el agua por el fondo, retornándola nuevamente a la entrada el desarenador- desengrasador. En algunas instalaciones combinan el material sólido con las grasas y se llevan conjuntamente al relleno sanitario. Otra opción es incinerar estas grasas.
  • 141. Lodos del tratamientoprimario • Estos lodos tienen una consistencia limosa y una coloración entre marrón y grisácea. Por su alto contenido de materia orgánica se descomponen con facilidad, causando malos olores. • Cuando se hace tratamiento primario químicamente asistido, se obtienen lodos de color negro con menos susceptibilidad a la putrefacción y, por ende, con menos olor que los del tratamiento convencional. • Estos lodos se deben tratar de manera conjunta con los lodos resultantes de los tratamientos secundarios.
  • 142. Lascaracterísticasgeneralesdeloslodosprimariosseexponenenla siguienteTabla. Parámetro Valores típicos SST (g/hab*d) 30 a 38 Contenido de agua (%) 92 a 96 Fracción orgánica (medida como % de sólidos suspendidos volátiles – SSV en base seca) 70 a 80 Grasas (% base seca) 12 a 15 Proteínas (% base seca) 4 a 15 Carbohidratos (% base seca) 8 a 12 pH 5,0 a 7,0 Fósforo (% base seca) 0,5 a 1,5 Nitrógeno (% base seca) 2,5 a 5,0 Patógenos (NMP/100 mL) 1000 a 1.000.000 Parásitos (NMP/100 mL) 8 a 15 Metales pesados (% base seca de Zn, Pb y Cu) 0,5 a 3 Poder calorífico (kcal/kg) 4000 a 5000
  • 143. Tamices Por el tamaño de las aberturas que manejan este tipo de unidades, no es recomendable su uso con aguas residuales brutas que traen consigo gran cantidad de elementos gruesos y/o arenas. Aunque varios autores clasifican los tamices como unidades de pretratamiento, los pequeños tamaños de poro que manejan estas unidades permiten la eliminación de una parte considerable de materia orgánica suspendida; por esta razón, se considera que los tamices pueden ser clasificados, también, como una unidad de tratamiento primario, útil en la depuración de aguas residuales de tipo industrial. Muy pocas industrias tienen la disponibilidad de terreno para construir grandes decantadores primarios, en consecuencia, los tamices y las unidades de flotación forzada que ocupan mucho menos espacio, se constituyen en las unidades de tratamiento primario más empleadas en estos casos. No obstante, aunque el uso de tamices es muy escaso en depuradoras urbanas por su escasa capacidad para manejar grandes caudales, en algunos países latinoamericanos, como México, se usan de manera regular para este tipo de efluentes.
  • 144. Los tamices manejan tamaños de abertura entre 0,2 y 3 mm. Están hechos de un tejido de hilos de acero inoxidable, cuya disposición garantiza una superficie que prácticamente no se obstruye y que tiene un alto poder de filtrabilidad. Los tamices pueden clasificarse en: • Estáticos • Giratorios
  • 145. Los tamices pueden sustituir los decantadores primarios en aguas residuales industriales de procesos como: • Industria de alimentos en general. • Industrias de lácteos. • Ingenios azucareros. • Cervecerías. • Destilerías. • Industrias de bebidas no alcohólicas. • Frigoríficos. • Industria de papel. • …
  • 146. Los más empleados son los curvos. Suelen tener una inclinación de unos 25° respecto de la vertical. El agua ingresa por la parte superior y, mientras los sólidos quedan retenidos en la superficie, el agua se cuela atravesando el tamiz, para ser recogida por la parte baja. El material detenido se va deslizando, por la acción del agua y del nuevo material retenido, hacia el extremo inferior, en donde cae a una tolva. Tamiz estático
  • 147. Corte de un tamiz estático. Imagen tomada de: http://www.vismec.co.th/images/sub_1224054424/STATICcapture1.jp
  • 148. Tamiz estático. Imagen tomada de: http://www.plantasdetratamiento.com.mx/userfiles/image/pre4(1).jpg
  • 149. Tamiz rotatorio Este tipo de tamices cuenta con un tambor filtrante y un cuerpo de filtro, en acero inoxidable, sobre el cual se monta el tambor. Dispone de una rasqueta que elimina los sólidos retenidos en la superficie el tambor. Los tamices rotatorios tienen una mayor capacidad de tratamiento por metro lineal, que los tamices estáticos (cerca de unas 2,5 veces más), pero tienen la desventaja de causar un mayor gasto energético y más desgaste de las piezas.
  • 150. Tamiz rotatorio. Imagen tomada de: http://www.aguamarket.com/sql/productos/fotos/TR%206100%20funcionando.jpg
  • 151. Esquema del corte de un tamiz rotatorio. Imagen tomada de: http://www.depuradorasdeaguas.es/WebRoot/StoreES2/Shops/eb1450/4CAB/10F2/CA72/ A18A/F3CF/D94C/9B1E/6626/tamiz-rotativo-esquema.jpg
  • 152. Selección del tamiz La selección de este tipo de unidades se hace a partir de las diferentes alternativas que ofrecen los fabricantes y de las características propias del diseño del tamiz. Sin embargo, para tener un referente, Lozano-Rivas plantea unos valores indicativos de la capacidad de tamizado de estas unidades, en las siguientesTablas.
  • 153. Tabla.Capacidaddetrabajodelostamicesestáticos Abertura del tamiz (mm) Caudal tratado por metro lineal (m3/h) 0,15 15 0,25 20 0,50 40 0,75 50 1,00 60 1,50 75 2,00 90 2,50 100 3,00 110
  • 154. Tabla . Capacidad de trabajo de los tamices rotatorios Abertura del tamiz (mm) Caudal tratado por metro lineal (m3/h) 0,15 30 0,25 50 0,50 90 0,75 120 1,00 145 1,50 180 2,00 210 2,50 240 3,00 260
  • 155. TANQUE IMHOFF El tanque Imhoff es así denominado en honor del ingeniero alemán especializado en aguas Karl Imhoff (1876 – 1965), que concibió un tipo de tanque de doble función -recepción y procesamiento- para aguas residuales. El tanque Imhoff es una unidad de tratamiento primario cuya finalidad es la remoción de sólidos suspendidos. Pueden verse tanques Imhoff en formas rectangulares y hasta circulares.
  • 156. • Siempre disponen de una cámara o cámaras superiores por las que pasan las aguas negras en su período de sedimentación, además de otra cámara inferior donde la materia recibida por gravedad permanece en condiciones tranquilas para su digestión anaeróbica. • Para comunidades de 5000 habitantes o menos, los Tanques Imhoff ofrecen ventajas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, ya que integran la sedimentación del agua y la digestión de los lodos sedimentados en la misma unidad, por ese motivo también se llama tanques de doble cámara. • Para su uso concreto es necesario que las aguas residuales pasen por los procesos de tratamiento preliminar de cribado y de remoción de arenas.
  • 157. El tanque Imhoff típico es de forma rectangular y se divide en tres compartimientos: 1. Cámara de sedimentación. 2. Cámara de digestión de lodos. 3. Área de ventilación y acumulación de natas.
  • 158. Esquema de un tanque Imhoff. (OPS/CEPIS/05.164)
  • 159. • Estas unidades no cuentan con unidades mecánicas que requieran mantenimiento. • La operación consiste en la remoción diaria de espuma, en su evacuación por el orificio mas cercano y en la inversión del flujo dos veces al mes para distribuir los sólidos de manera uniforme en los dos extremos del digestor de acuerdo con el diseño y retirarlos periódicamente al lecho de secado. • Los lodos acumulados en el digestor se extraen periódicamente y se conduce a lechos de secado, en donde el contenido de humedad se reduce por infiltración, después de lo cual se retiran y se disponen de ellos enterrándolos o pueden ser utilizados para mejoramiento de los suelos.
  • 160. Ventajas • Contribuye a la digestión del lodo, mejor que un tanque séptico, produciendo un líquido residual de mejores características. • No descargan lodo en el líquido efluente. • El lodo se seca y se evacua con más facilidad que el procedente de los tanques sépticos, esto se debe a que contiene de 90 a 95% de humedad. • Las aguas servidas que se introducen en los Tanques Imhoff, no necesitan tratamiento preliminar, salvo el paso por una criba gruesa y la separación de las arenas. • El tiempo de retención de estas unidades es menor en comparación con las lagunas. • Tiene un bajo costo de construcción y operación. • Para su construcción se necesita poco terreno en comparación con las lagunas de estabilización. • Son adecuados para ciudades pequeñas y para comunidades donde no se necesite una atención constante y cuidadosa, y el efluente satisfaga ciertos requisitos para evitar la contaminación de las corrientes.
  • 161. Desventajas • Son estructuras profundas (> 6m). • Es difícil su construcción en arena fluida o en roca y deben tomarse precauciones cuando el nivel freático sea alto, para evitar que el tanque pueda flotar o ser desplazado cuando este vacío. • El efluente que sale del tanque es de mala calidad orgánica y microbiológica. • En ocasiones puede causar malos olores, aun cuando su funcionamiento sea correcto.
  • 162. DISEÑO DE TANQUE IMHOFF.
  • 163. 1. Diseño del Sedimentador El sedimentador se construirá de la misma forma que el digestor, la parte inferior tendrá forma de V, con una pendiente con un ángulo de 50° a 60°, Una abertura que puede variar de 0,15 a 0,20 m y uno de los lados prolongados con una longitud de 0,15 a 0,20 m. La parte exterior de la pared del sedimentador deberá distar mínimo 1m de la parte interior de la pared de la cámara de almacenamiento.
  • 164. • Caudal de diseño (m3/hora) Dotación en litro/hab/día • Área del sedimentador. As (m2 ) Donde: Cs: carga superficial, igual a 1m3/ (m2* hora) • Volumen del sedimentador. Vs (m3 ) R = Periodo de retención hidráulica, entre 1.5 a 2.5 horas (recomendable 2 horas).  El fondo del tanque será de sección transversal en forma de V y la pendiente de los lodos respecto a la horizontal tendrá de 50° a 60°.  En la arista central se debe dejar una abertura para paso de sólidos removidos hacia el digestor, esta abertura será de 0,15 a 0,20m.  Uno de los lados deberá prolongarse de 15 a 20 cm, de modo que impida el paso de gases y sólidos desprendidos del digestor hacia el sedimentador, situación que reducirá la capacidad de remoción de sólidos en suspensión de esta unidad de tratamiento
  • 165. Diseño de Sedimentador.(OPS/CEPIS/05.164) • Longitud mínima del vertedero de salida. Lv (m). Donde: Qmax: Caudal máximo diario de diseño, en m3 /día. Chv: Carga hidráulica sobre le vertedero, estará entre 125 a 500 m3 / (m*día) (Recomendable 250)
  • 166. Diseño del digestor. • Volumen de almacenamiento y digestión. Vd (m3 ) Para el compartimiento de almacenamiento y digestión de lodos (cámara inferior) se tendrá en cuenta lo siguiente. Donde: Fcr: factor de capacidad relativa P: población. Temperatura C Factor de Capacidad Relativa fcr 5 2,0 10 1,4 15 1,0 20 0,7 >25 0,5 Tabla. Factor de Capacidad Relativa
  • 167. Diseño de digestor.(OPS/CEPIS/05.164)  El fondo de la cámara de digestión tendrá la forma de un tronco de pirámide invertida (tolva de lodos), para facilitar el retiro de los lodos digeridos.  Las paredes laterales de esta tolva tendrán una inclinación de 15° a 30° con respecto a la horizontal.  La altura máxima de los lodos deberá estar 0.50m por debajo del fondo del sedimentador.  Para quitar e impedir la acumulación de gases, se colocara un tubo de hierro fundido de 200mm de diámetro, en posición aproximadamente vertical, con su extremo inferior abierto a unos 15cm por encima del fondo del tanque.
  • 168. • Tiempo requerido para digestión de lodos. El tiempo requerido para la digestión de lodos varia con la temperatura, para esto se empleará la tabla. • Frecuencia del retiro de lodos. La frecuencia de remoción de lodos deberá calcularse en base a estos tiempos referenciales, considerando que existiría una mezcla de lodos frescos y lodos digeridos, estos últimos ubicados al fondo del digestor. De este modo el intervalo de tiempo entre extracciones de lodos sucesivas deberá ser por lo menos el tiempo de digestión a excepción de la primera extracción en la que se deberá esperar el doble de digestión. Temperatura C Tiempo de digestión en días 5 110 10 76 15 55 20 40 >25 30 Tabla. Tiempo de Digestión
  • 169. • Extracción de lodos El diámetro mínimo de la tubería para la remoción de lodos será de 0.20 m y deberá estar ubicado 0.15m por encima del fondo del tanque. Para la remoción se requerirá de una carga hidráulica mínima de 1.80 m. Extracción de lodos.(OPS/CEPIS/05.164)
  • 170. • Área de ventilación y cámara de natas. Para el diseño de la superficie libre entre las paredes del digestor y el sedimentador (zona de espuma o natas) se tendrán en cuenta los siguientes criterios.  El espaciamiento libre será de 1m como mínimo.  La superficie total será por lo menos 30% de la superficie total del tanque.  El borde libre será como mínimo de 0.30m.  Las partes de la superficie del tanque deberán ser accesibles, para que puedan destruirse o extraerse las espumas y los lodos flotantes. Ventilación.(OPS/CEPIS/05.164)
  • 171. Lechos de secado de lodos Los lechos de secado de lodos son generalmente el método más simple y económico de deshidratar los lodos estabilizados (lodos digeridos), lo cual resulta ideal para pequeñas comunidades. Pueden ser construidos de mampostería, de concreto o de tierra (con diques), con profundidad total útil de 50 a 60 cm. El ancho de los lechos de secado es generalmente de 3 a 6m, pero para instalaciones grandes pueden sobrepasar los 10m. El medio de drenaje es generalmente de 0.30m de espesor y deberá tener los siguientes componentes  El medio de soporte recomendado esta constituido por una capa de 0.15m formada por ladrillos colocados sobre el medio filtrante, con una separación de 0.02 a 0.03m llena de arena.  La arena es el medio filtrante y deberá tener un tamaño efectivo de 0.3 a 1.3 mm  Debajo de la arena se deberá colocar un estrato de grava graduada hasta 0.20m de espesor. Carga de sólidos que ingresa al sedimentador C (kg de SS/día). Donde: SS: sólidos en suspensión en el agua residual cruda en mg/l. Q: caudal promedio de aguas residuales. Lechos de Lodos
  • 173. Tanque Séptico Sistema de tratamiento de las aguas residuales domésticas provenientes de una vivienda o conjunto de viviendas, que combina la separación y digestión de sólidos. El efluente es dispuesto por infiltración en el terreno y los sólidos sedimentados acumulados en el fondo del tanque y son removidos periódicamente en forma manual o mecánica.
  • 174. • Las aguas residuales pueden proceder exclusivamente de las letrinas con arrastre hidráulico o incluir también las aguas grises domésticas (generadas en duchas, lavaderos, etc.). • Uno de los principales objetivos del diseño del tanque séptico es crear dentro de este una situación de estabilidad hidráulica, que permita la sedimentación por gravedad de las partículas pesadas. • El material sedimentado forma en la parte inferior del tanque séptico una capa de lodo, que debe extraerse periódicamente. • La eficiencia de la eliminación de los sólidos por sedimentación dependen en gran medida del tiempo de retención, los dispositivos de entrada y salida y la frecuencia de extracción de lodos (período de limpieza del tanque séptico). • La materia orgánica contenida en las capas de lodo y espuma es descompuesta por bacterias anaerobias, y una parte considerable de ella se convierte en agua y gases. • Los lodos que ocupan la parte inferior del tanque séptico se compactan debido al peso del líquido y a los sólidos que soportan. • Como el efluente de los tanques sépticos es anaerobio y contiene probablemente un elevado número de agentes patógenos, que son una fuente potencial de infección, no debe usarse para regar cultivos ni descargarse canales o aguas superficiales
  • 175.
  • 176.
  • 177. Funcionamiento Sedimentación Uno de los principales objetivos del diseño del tanque séptico es crear dentro una situación de estabilidad, que permita la sedimentación por gravedad de las partículas pesadas. Los resultados dependen en gran medida del tiempo de retención, los dispositivos de entrada y salida y la frecuencia de la extracción de lodos (periodo de limpieza del tanque séptico). Si llegan repentinamente al tanque grandes cantidades de líquido, la concentración de sólidos en suspensión en el efluente puede aumentar temporalmente, debido a la agitación de los sólidos ya sedimentados
  • 178. Flotación Las espumas, grasas y aceites que son materiales menos densos que el agua flotan en la superficie, formando una nata que puede llegar a endurecerse considerablemente. El líquido pasa por el tanque séptico entre dos capas constituidas por la nata y los lodos. Digestión y compactación de los lodos La materia orgánica contenida en las capas de lodo y natas es descompuesta por bacterias anaerobias, y una parte considerable de ella se convierte en agua y gases. Los lodos que ocupan la parte inferior del tanque séptico se compactan debido al peso del líquido y los sólidos que soportan, además estos deben permanecer en el fondo 2 o 3 años para completar su degradación por acción de los microorganismos.
  • 179. Estabilización de los líquidos El líquido contenido en el tanque séptico experimenta transformaciones bioquímicas, pero se poseen pocos datos sobre la destrucción de los agentes patógenos. Como el efluente de los tanques sépticos es anaerobio y contiene probablemente un elevado número de agentes patógenos, que son una fuerte potencial de infección, no debe usarse para regar cultivos ni descargarse en canales o aguas superficiales.
  • 180. Mantenimiento Una norma sencilla consiste en extraerlos lodos cuando los sólidos llegan a la mitad o a las dos terceras partes de la altura entre el nivel del líquido y el fondo. Para extraer los lodos del tanque séptico, se puede utilizar un camión cisterna aspirador o también pueden extraerse manualmente con cubos. En zonas donde no exista fácil acceso a las plantas de tratamiento o estas no existan en lugares cercanos, se debe disponer de lodos en trincheras y una vez secos proceder a enterrarlos o usarlos como mejorador de suelo.
  • 181. Eliminación del efluente de los tanques sépticos El efluente es anaerobio y puede contener gran cantidad de organismos patógenos. Aunque es posible eliminar un alto porcentaje de los sólidos en suspensión. Cuando se descargan los efluentes de un tanque séptico en una zona de infiltración demasiado pequeña o con los poros obstruidos, a menudo se forman charcos, que representan un riesgo potencial para la salud. El efluente se puede tratar por medio de: • Pozos de infiltración o de absorción • Zanjas de infiltración o de percolación • Biojardineras
  • 182. Pozos de infiltración o de absorción Los pozos utilizados para eliminar el efluente de los tanques sépticos Tienen por lo general una profundidad de 2 a 5 m y un diámetro de 1,0 a 2,5m Su capacidad no debe ser inferior a la del tanque séptico. Se deben instalar tantos pozos como sean necesarios de acuerdo con la capacidad de infiltración del terreno, la distancia entre ellos se regulará por su profundidad o por su diámetro. Zanjas de infiltración o de percolación Cuando la capacidad y el área del terreno lo permita se deben instalar zanjas de infiltración o percolación, que distribuyen el líquido en una extensa zona, reduciendo el riesgo de sobrecarga en el lugar.
  • 183. Las biojardineras: Son humedales construidos para el tratamiento de aguas residuales, principalmente las que provienen de una vivienda, aunque también se usan en proyectos de dimensiones mayores como comunidades, residenciales, industrias u hoteles. Una biojardinera es un recipiente o excavación impermeable. No se le debe escapar el agua. Puede construirse con diferentes materiales como concreto, ferrocemento, bloques o ladrillos, plástico reforzado con fibra de vidrio o simplemente logrando impermeabilizar el suelo con telas de plástico o con el mismo suelo, si es arcilloso.
  • 184. Ventajas Simplicidad, confiabilidad y bajo costo. Pocos requisitos para el mantenimiento. Los nutrientes de los residuos regresan al suelo. Un sistema diseñado y mantenido correctamente puede durar mas de Veinte años. Desventajas Las limitaciones de los sistemas sépticos incluyen el tipo y la permeabilidad natural del suelo, el agua subterránea y la topografía. Se deben considerarlas normas referentes a la distancia entre el tanque séptico y el abastecimiento de agua, los limites de propiedad y las Tuberías de drenaje. Los sistemas que no son operados correctamente pueden introducir nitrógeno, fósforo, materia orgánica y patógenos bacterianos y virales a áreas cercanas y al agua subterránea
  • 185. Principios de diseño Los principios que han de orientar el diseño de un tanque séptico son los siguientes: Considerar un tiempo de retención de las aguas servidas, en el tanque séptico, suficiente para la separación de los sólidos y la estabilización del líquido. Considerar condiciones de estabilidad hidráulica para una eficiente sedimentación y flotación de los sólidos. Asegurar que el tanque sea lo bastante grande para la acumulación de los lodos y la espuma. Prevenir las obstrucciones y asegurar la adecuada ventilación de los gases.
  • 186. Factores por considerar para el diseño del tanque séptico : • Debe mantener una relación ancho: largo de 1:3 y profundidad mínima de 1m. • Debe ser resistente al ataque de los sulfatos y a la acidez. • Debe ser hermético (con una tubería de evacuación de gas).
  • 187. El tratamiento se desarrolla
  • 188.
  • 189.
  • 190.
  • 191. • 2da etapa:  Se continua el proceso de biodegradación a través del contacto del agua pretratada con los microorganismos que se encuentran adheridos a las piedras del drenaje.  Se da la percolación del agua a través del suelo.  La piedra debe ser de tamaño que oscile entre 7 y 10 cm.  No se debe colocar plástico para promover vapotranspiración.  El sedimentador debe remover la mayoría de partículas sólidas y pesadas.  El sistema no se puede utilizar si existen mantos acuíferos cerca.  La recolección de sólidos en el tanque séptico debe darse frecuentemente.  El fondo de la zanja debe estar a por lo menos 2 metros del nivel subterránea de aguas.
  • 192. Diseño de tanque séptico