Resumen de las operaciones unitarias físicas aplicadas en el tratamiento de agua

1. Ing. Tahis Vilaín, M.Sc.
Ing. Rosa L. Pérez

2.  Aguas Residuales: Las aguas residuales son
materiales derivados de residuos domésticos o de
procesos industriales, los cuales por razones de salud
pública y por consideraciones de recreación,
económicas y estéticas, no pueden desecharse
vertiéndolas sin tratamiento en lagos o corrientes
convencionales.

3. Esquema General del Tratamiento de
Aguas Residuales

4. Operaciones Unitarias Físicas.
En el tratamiento de Aguas Residuales.
1. Desbaste: Eliminación de sólidos gruesos y
sedimentables por intercepción.

5. Parámetros a considerar para el
diseño de Rejillas.
Un procedimiento para el diseño de las rejillas es el siguiente:
1. Con el gasto de diseño y la velocidad mínima recomendada, calcular el área libre
al paso del agua (AL = Q/v).
2. Proponer el tirante del agua en el canal (h).
3. Calcular la suma de las separaciones entre barras (bg= AL/h).
4. Proponer las características del emparrillado: espesor (S) y separación entre
barras (e).
5. Calcular el ancho del canal, con la expresión
donde:
b = (bg/e - 1) (S - e) % e . . . . .
b = ancho del canal, mm
bg = suma de las separaciones entre barras, mm
e = separación entre barras, mm
S = espesor de las barras, mm
6. Calcular el número de barras, n = (bg/e) -1.

6. 2. Desarenado: Tiene por objeto separar del agua cruda la
arena y partículas en suspensión gruesa, con el fin de
evitar se produzcan depósitos en las obras de
conducción, proteger las bombas de la abrasión y evitar
sobrecargas en los procesos posteriores de tratamiento.
El desarenado se refiere normalmente a la remoción de
las partículas superiores a 0,2 mm.

7. Parámetros a considerar para el diseño de Desarenadores
Valor
Característica Unidad Intervalo Valor Usual
Tiempos de Retención
para caudal pico
min 2 - 5 3
Dimensiones
Profundidad m 2 - 5 3
Longitud m 7,5 - 20 12
Ancho m 2,5 – 7 3,5
Relación Ancho -
Profundidad
Razón 1:1 – 5:1 4,5:1
Relación Largo-Ancho Razón 3:1 - 5:1 4:1
Suministro de aire por
unidad de longitud
m3/m x min 0,18 – 0,45 0,3

8. 3. Sedimentación: Eliminación de sólidos
sedimentables y espesamiento de fangos. El
propósito fundamental es obtener un efluente
clarificado, así como también producir fangos
con una concentración de sólidos que pueda
ser manejado y tratado con facilidad.

9. Parámetros a considerar para el
diseño de Sedimentadores

10. Planta de tratamiento de agua “Ciudad de Barquisimeto” . Hidrolara. Quibor. Edo. Lara.
Fotografía: Tahis Vilain 2013
Sedimentadores

11. Planta de tratamiento de agua “Ciudad de Barquisimeto” . Hidrolara. Quibor. Edo. Lara.
Fotografía: Tahis Vilain 2013
Sedimentadores

12. Planta de tratamiento de agua “Ciudad de Barquisimeto” . Hidrolara. Quibor. Edo. Lara.
Fotografía: Tahis Vilain 2013
Sedimentadores
Salida de agua por rebose

13. Aspecto interno de un sedimentador

15.  Coagulación: El objetivo principal de la coagulación es
desestabilizar las partículas coloidales que se encuentran en
suspensión, para favorecer su aglomeración; en consecuencia se
eliminan las materias en suspensión estables; la coagulación no
solo elimina la turbiedad sino también la concentración de las
materias orgánicas y los microorganismos.
 La coagulación se efectúa a través de la adición de agentes
químicos coagulantes y de la aplicación de la energía de
mezclado.

16.  Floculación: La floculación pretende unificar los coágulos
formados en grandes partículas. Para ello, se introduce un agente
floculante y se somete el agua a tratar a una agitación muy lenta,
que asegure la mezcla de los reactivos a la vez que no rompe los
flóculos formados.
Los floculantes empleados pueden ser minerales, como por
ejemplo, la sílice activada, u orgánicos, caracterizados ambos por
ser macromoléculas de cadena larga y alto peso molecular.

17.  Flotación: La flotación es una operación unitaria
que se emplea para la separación de partículas sólidas
o líquidas de una fase líquida. La separación se
consigue introduciendo finas burbujas de gas,
normalmente aire, en la fase líquida.

18. Proceso de floculación y flotación

19. Parámetros a considerar para el
Diseño de Flotadores
 - Velocidad Ascensional o Carga superficial. Es el caudal
del fluido dividido por la superficie del Flotador.
 - Concentración de sólidos
 Cantidad de aire a usar.
 - A diferencia del decantador, las características
floculantes naturales no es un factor determinante. Ya
que la separación de los sólidos suspendidos en el agua
bruta depende sobre todo de la tensión superficial de la
microburbuja y de su capacidad ascensional.

20. Parámetros a considerar para el diseño de
Floculadores.
 El gradiente de velocidad debe variar en forma
uniformemente decreciente, desde que la masa de
agua ingresa a la unidad hasta que sale.
 El tiempo de retención puede variar de 10 a 30
minutos, dependiendo del tipo de unidad y de la
calidad y de la temperatura del agua.
 La agitación debe ser moderada con paletas a poca
velocidad.

21.  Filtración: Hoy en día, la filtración se emplea, de
modo generalizado, para conseguir una mayor
eliminación de sólidos en suspensión (incluida la DBO
particulada) de los efluentes de los procesos de
tratamiento biológicos y químicos, y también se
emplea para la eliminación del fósforo precipitado por
vía química.

23. Parámetros a considerar para el
diseño de Filtros.
 Tipo y características de alimentación del sistema
de distribución.
 Tipo de medio filtrante a utilizar.
 Configuración del sistema de drenaje inferior.
 Provisión de la ventilación adecuada, bien por
corriente de aire natural de aire o forzada.
 Diseño de los depósitos de sedimentación
requeridos.