Presentacin de PowerPoint

Sedimentacin secundariaAccame FrancescaCebreros DiegoNez Mara del CarmenTeruya SandraTrujillo Janzen

1Sedimentador secundario

Reactor de lodos activados2

Sedimentador circular

Vertedero

Agua clarificada3Objetivos de la sedimentacin secundaria4Tipos de sedimentadores secundarios5Sedimentador circular

VertederoBarredores empujan los lodosRemocin de espumasEntradaLicor MezcladoSalidaEfluente clarificado6Sedimentador pequeo

Sin barredor de fondoPendiente de 607Sedimentador secundario

Recoleccin de espumas8

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Para disear correctamente los tanques de sedimentacin secundaria se deben tomar en cuenta los siguientes factores:

Principios de Funcionamiento y Diseo

101. Tipos de TanquesTanques circularesTanques rectangularesTanques cuadradosDimetros de 10-40m, el radio no debera exceder 5 veces la profundidad del agua en la periferia del tanque.Longitud total del tanque no debera exceder 10-15 veces su profundidad.Poco eficaces en la retencin de slidos, no muy comunes.Tipo de alimentacinCentral: Mecanismos rotatorios para transportar y evacuar el lodo del fondo del clarificador.Perifrica: Mecanismos rotatorios para transportar y evacuar el lodo del fondo del clarificador.Mecanismos de succinMantenido por reduccin de la altura esttica en cada una de las tuberas de extraccin.Fango extrado por presin hidrosttica o por bombeo. 11Vara temporalmente debido a cambios en la cantidad y peso especfico de los slidos suspendidos que escapan a la sedimentacin primaria. Adoptar criterios conservadores que eviten el escape de slidos del lodo. El ndice de volumen de lodos se usa como medida de las caractersticas de sedimentabilidad del lodo.

Flujo de slidos descendente producido por la sedimentacin por gravedad y por el transporte de masa debido al caudal extrado del fondo el cual es bombeado y recirculado.

2. Caractersticas de sedimentabilidad de lodos en relacin con necesidades de espesamiento12Se deben basar en las condiciones de caudal pico debido a que slidos pueden escapar con el efluente si se sobrepasan los criterios establecidos por el diseo. Valores tpicos de cargas de superficie basados en caudales de agua residual (carga de superficie = velocidad de flujo ascensional). Caudal de lodo de retorno no contribuye a la velocidad de flujo ascensional.La carga de slidos representa un valor caracterstico de una determinada suspensin.

3. Cargas de superficie y cargas de slidosCarga de superficie (m3/m2)Carga de slidos (kg/m2.h)Profundidad (m)MediaPuntaMediaPunta0.678-1.3561.695-2.0353.9-5.859.763.6-6.0133.1. Carga de superficie (laboratorio)El mtodo consiste en llenar una columna de altura Ho con una suspensin de slidos de concentracin uniforme Co. Con el paso del tiempo, al ir sedimentando la suspensin, la interfase se va desplazando hacia abajo. La velocidad de descenso de la interfase se corresponde con la pendiente de la curva en cada instante de tiempo. El rea crtica para el espesado viene dada por:

Donde:A: rea necesaria para el espesado de los fangos, m3Q: Caudal que entra en el tanque, m3/sHo: Altura inicial de la interfase en la columna, mTf: tiempo necesario para alcanzar la concentracin de fangos deseada en el fondo del tanque, segundos.

143.1. Carga de superficie (laboratorio)

Carga de superficie o Tasa superficial=Caudal/rea

153.2. Carga de slidos (laboratorio)Mtodo -> Anlisis del flujo deslidos

Existe un flujo constante de slidos en sentido descendente, producido por: -sedimentacin por gravedad(zonal)-transporte demasa debidoal caudal extrado del fondo (se bombea y recircula) 163.2. Carga de slidos (laboratorio)Flujo deslidos por gravedadDnde:SFg: flujo de slidos por accin de la gravedad (kg/m2h)K:1/1000Ci: concentracin de slidos en el punto de estudio (mg/l)Vi: velocidad de sedimentacin de los slidos a la concentracin Ci (m/h)Flujo deslidos por transporte de masaDnde:SFu: flujo de slidos debido a la extraccin de fango (kg/m2h)K:-1/1000Ub: velocidad descendente de la masaFlujo deslidos total173.2. Carga de slidos (laboratorio)Curva de flujo de slidosColumna de sedimentacin:- Altura 1.5-1.8m - Mecanismo de agitacin- Diferentes concentraciones

183.2. Carga de slidos (laboratorio)El rea se determina:-Lnea horizontal tangente al p. inferior de la curva de flujo total -> Flujo de slidos lmite (ordenada) que puede ser producido en el tanque de sedimentacin. -Concentracin del caudal extrado, es interseccin de la lnea horizontal con la lnea de flujo de extraccin por la parte inferior(abscisa). -Si los slidos alimentados son mayores que lmite definido en la figura, se acumularn y podran rebosar por la parte superior.

Balance de MasaDnde:A=reatransversal (m2).(Q + Qu) = caudal volumtrico total que entra en el tanque de sedimentacin (m3/da).Co= concentracin de slidos en el caudal de entrada al tanque de sedimentacin (g/m3)SFL= flujo de slidos lmite, kg/m2.da19Afecta a la eficiencia en la eliminacin de slidos y en la concentracin de lodos de recirculacin. Los tanques de mayor profundidad tienen una mayor flexibilidad de explotacin y mayor margen de seguridad frente a cambios en el proceso de lodos activados.

4. Profundidad del agua

20Cuando las capacidades de los diferentes tanques no son iguales, el caudal debe ser repartido proporcionalmente a las reas superficiales.Mtodos para el reparto: vertederos, vlvulas de control de caudal, reparto por simetra hidrulica y control mediante compuertas u orificios de alimentacin.5. Reparto del caudal

(a) Simetra hidrulica, (b) medicin de caudal y control de la alimentacin, (c) por vertedero, (d) control de la compuerta de alimentacin (Metcalf & Eddy, 1996)21Gran velocidad de agua en entrada del tanque: Aumenta la formacin de corrientes de densidadRe-suspensin del lodo sedimentadoDisminuye el rendimiento del sedimentador.

Dispositivos de entrada: Disipan la energa del agua entrante al sedimentadorDistribuyen uniformemente el flujoEliminan las corrientes de densidad y las perturbaciones a la capa de lodos.

Para los tanques de sedimentacin circulares se coloca una campana difusora en el centro del sedimentador, la cual recibe el flujo entrante y disipa la energa del mismo y lo distribuye en todo el rea superficial. Esta campana difusora no debe ser menor al 25% del dimetro del tanque.

6. Diseo de la entrada de agua22Deben ser situados entre 2/3 y 3/4 partes del radio medido desde el centro para que se obtenga un efluente bien clarificado. Las cargas sobre el vertedero para tanques de grandes dimensiones no puede ser mayor a 375m3/m lineal*da a caudal mximo.

7. Situacin y carga sobre el vertedero

23Por lo general muy poca espuma es producida pero pueden aparecer materias flotantes que deben ser eliminadas. Se usan equipos de recogida de espumas como las cajas flotantes con rampa de rascado, decantadores rotativos solidario del puente y tuberas ranuradas.8. Eliminacin de espumas

24El rendimiento de una planta de tratamiento es la medida del xito del diseo calidad del efluente en base a los porcentajes de remocin alcanzados para los contaminantes ms importantes.

Casos en los que se aplicaUnidades de TratamientoRendimiento de eliminacin del constituyente (%)DBODQOSSPbN-OrgNH3-NLodos Activados80-9580-8580-9010-2515-508-15Filtros percoladores (material ptreo)65-8060-8060-858-1215-508-15Biodiscos80-8580-8580-8510-2515-508-1525El proceso de lodos activados tiene las mayores eficiencias para los distintos parmetros. Muy popular cuando el principal objetivo es el alto porcentaje de remocin de contaminantes. Por lo general son utilizados en plantas de grandes dimensiones pero se debe tomar en cuenta:La carga hidrulica entrante al sedimentador debe ser baja.rea grande pues los sedimentadores secundarios tienen entre 10-40m de dimetro cada uno. Solo se pueden utilizar en lugares con temperatura promedio mayor a 10C.

Casos en los que se aplica26VentajasSe caracterizan por tener sedimentaciones del tipo 3 (concentraciones mayores a 1000mg/L) a diferencia del resto de reactores que son del tipo 2 (concentraciones menores a 1000mg/L).La clarificacin del efluente a tratar esta asegurada debido a la sedimentacin de los SST lo cual reduce la DBO.

27VentajasSe generan diferentes capas de sedimentacin las cuales tienen diferentes caractersticas, esto se debe a que la velocidad de sedimentacin es inversamente proporcional a la concentracin, tal como se muestra en la figura.

28DesventajasDebe disearse como parte integral de un sistema de tratamiento.Al incrementarse la concentracin de slidos dentro de la zona de espesamiento la velocidad de sedimentacin decrece, lo que implica un control y monitoreo continuo asi como una limpieza peridica de los lodos.

29DesventajasDificultad para dimensionar apropiadamente el sedimentador, debido a que se deben tener pruebas apropiadas de lodos en un reactor batch.La carga hidrulica debe ser baja por lo que se necesita grandes areas.

30Caso aplicadoExperiencia Barra Mansa:La ciudad de Barra Mansa (Ro de Janeiro) tena una planta de tratamiento de agua con capacidad para tratar 7000 m3/da. La ciudad se desarroll rpidamente y la necesidad de mayor volumen de agua exiga la ampliacin o reforma de la planta de tratamiento.

31La planta contaba con dos sedimentadores en paralelo, se colocaron en serie y al tanque secundario se le colocaron tubos de PVC de 4,9 x 8,8 cm con y 1mm de espesor con una inclinacin de 52%, transformndola en un sedimentador de flujo laminar, los tubos fueron de color negro para ser desfavorable para el desarrollo de microorganismos. Por lo cual la planta de tratamiento paso de tratar 7000m3/ da a 14000 m3/da, y la turbiedad paso de 2,1 a 2,3 U.J.

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