T41.08 O5i

IMPLEMENTACIN Y EVALUACIN DEL SISTEMA DE FLOCULACIN LASTRADA EN LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE PRODUCCIN DE CARULLA VIVERO S.A

IMPLEMENTACIN Y EVALUACIN DEL SISTEMA DE FLOCULACIN LASTRADA EN LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DE LA PLANTA

DE PRODUCCIN DE CARULLA VIVERO S.A

TONYA ALEJANDRA OSORIO PRIETO

DIEGO CAMILO SARMIENTO MELO

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOT D.C. 2008


IMPLEMENTACIN Y EVALUACIN DEL SISTEMA DE FLOCULACIN LASTRADA EN LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DE LA PLANTA

DE PRODUCCIN DE CARULLA VIVERO S.A

TONYA ALEJANDRA OSORIO PRIETO

DIEGO CAMILO SARMIENTO MELO

Trabajo de Grado

Director NSTOR ALONSO MANCIPE MUOZ

Ingeniero Ambiental y Sanitario

UNIVERSIDAD DE LA SALLE FACULTAD DE INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIA

BOGOT D.C. 2008


Nota de aceptacin:

_____________________________

_____________________________

Firma del director

_____________________________

Firma del jurado

_____________________________

Firma del jurado

Bogot, Octubre de 2008.


AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen al Ingeniero Nstor Mancipe por su colaboracin, dedicacin y aporte durante el desarrollo del proyecto, al Ingeniero Roberto Balda quien fue el promotor de esta investigacin en la facultad, a los Ingenieros David Torrado y Melissa Rojas, quienes aportaron la unidad piloto de floculacin lastrada para la realizacin de este proyecto.

A los ingenieros Arsenio Gonzlez y Alejandro Leguizamn por su colaboracin en la logstica para realizar el montaje de la Unidad Piloto de Floculacin Lastrada en las instalaciones de Carulla Vivero S.A. especialmente al personal de mantenimiento por su gran ayuda y paciencia para realizar cada uno de los montajes necesarios para el funcionamiento de la planta piloto, al laboratorio de Calidad de Carulla Vivero S.A. por permitir la ejecucin experimental de la investigacin en sus instalaciones y especialmente a Luz Betty Moreno Torres por su paciencia y ayuda incondicional para realizar cada uno de los anlisis.

A los Ingenieros Santiago Douat, lvaro Sanjines y su empresa Valrex S.A quienes aportaron ideas y realizaron la construccin de la unidad de recuperacin del agente lastrante.

A Cesar Pieros por su Asesora en el diseo experimental para el desarrollo del proyecto, y a Alejandro Parra Saad quien fue de gran ayuda para realizar el anlisis econmico de los sistemas de tratamiento estudiados en la investigacin.


Dedico esta investigacin a Dios, y especialmente a mis padres ya que sin su ayuda, apoyo y colaboracin, no hubiera sido posible este sueo; a mi hijo por su amor y paciencia; a mi esposo, Paola, Sandra y Diana quienes todo el tiempo me brindaron su apoyo y ayuda incondicional; y a todas aquellas personas que estuvieron pendientes para finalizar con

xito esta etapa de mi vida.

Tonya Alejandra Osorio Prieto


En primer lugar al Seor Jesucristo quien es el ser que ha permitido realizar todas las cosas importantes en mi vida, a mi familia, mi madre, mi hermana, mi esposa y mi hijo, quienes han estado presente siempre durante este proceso, que me han apoyado y que por ellos he podido desarrollar mi vida profesional, a los Ingenieros Roberto Balda y Nstor Mancipe

quienes fueron un gran apoyo durante mi formacin acadmica, a mis compaeros de estudio, los Ingenieros David Torrado , Juan Vargas, Enrique Vlez, Irina Suescn, Melisa Rojas y Camilo Gaona, con quienes compart grandes momentos de alegra y aprendizaje, a Carulla Vivero S.A. al permitirnos desarrollar esta importante investigacin, en

cabeza de los Ingenieros Arsenio Gonzlez y Alejandro Leguizamn y a la Sociedad Nacional de la Cruz Roja Colombiana, por brindarme apoyo a mi y a mi familia, al delegarme una gran responsabilidad dentro de su importante

labor humanitaria.

Diego Camilo Sarmiento Melo


CONTENIDO

Pg

INTRODUCCIN 1

1. ANTECEDENTES 2

2. OBJETIVOS 5

2.1 OBJETIVO GENERAL 5

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS 5

3. MARCO TERICO 6 3.1 GENERALIDADES DE LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DEL SECTOR 6 ALIMENTOS

3.2 GENERRALIDAD DE LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE 7 PRODUCCIN DE CARULLA VIVERO S.A 3.3 DESCRIPCIN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL DE 9 CARULLA VIVERO S.A

3.4 TEORA DE LA COAGULACIN Y LA FLOCULACIN 11 3.4.1 Prmetros de diseo 11

3.5 TEORA DE LA FLOCULACIN LASTRADA 12 3.5.1 Principio de funcionamiento 14 3.5.2 Parmetros de diseo 15

3.5 FLOCULACIN CONVENCIONAL FRENTE A LA FLOCULACIN LASTRADA 16 3.6 SISTEMA DE RECUPERACIN DE ARENA 18

3.6.1 Separaciones lquido-slido 18 3.6.2 Hidrociclones 19 3.6.3 Principio de funcionamiento 19 3.6.4 Movimiento de partculas suspendidas 19 3.6.5 Parmetros de diseo 23 3.6.6 Eficiencia de los hidrociclones 26

4. METODOLOGA 27

4.1 REVISIN BIBLIOGRFICA 27


4.2 EQUIPOS Y MATERIALES 27

4.3 ACONDICIONAMIENTO DE LA UNIDAD PILOTO DE FLOCULACIN LASTRADA 30 4.4 PRE-EXPERIMENTACIN 33 4.5 EXPERIMENTACIN 37 4.6 ANLISIS DE DATOS 39

5. DISEO E IMPLEMENTACIN DE LA UNIDAD DE RECUPERACIN DEL AGENTE 40 LASTRANTE

5.1 DISEO DEL HIDROCICLN 40 5.1.1 Dimetro del Cono 40 5.1.2 Dimetro de Flujo Superior 42 5.1.3 Dimetro de Entrada 42 5.1.4 Dimetro de Flujo Inferior 42 5.1.5 Cuerpo Cilndrico 42

5.2 DESCRIPCIN GENERAL DE LA UNIDAD DE RECUPERACIN DEL 43 AGENTE LASTRANTE

5.2.1 Tanque de almacenamiento de lodo 43 5.2.2 Sistema de Alimentacin 44 5.2.3 Hidrocicln 45 5.2.4 Tanque de recoleccin de arena 45 5.2.5 Tanque de lodo tratado 46

6. RESULTADOS EXPERIMENTALES DE LA UNIDAD PILOTO DE FLOCULACIN 47 LASTRADA

6. 1 CONDICIONES HIDRAULICAS Y DE OPERACIN DE LA UNIDAD PILOTO DE 47 FLOCULACIN LASTRADA

6.1.1 Condiciones De Operacin 47 6.1.1.1 Seleccin de la dosis ptima de coagulante en la pre-experimentacin 47

6.1.1.2 Seleccin de la dosis ptima de floculante en la pre-experimentacin 49 6.1.1.3 Seleccin de la dosis del lastre en la pre-experimentacin 50 6.1.2 Condiciones Hidrulicas 52 6.1.2.1 Seleccin de los gradientes de velocidad en la pre-experimentacin 52

6.2 CONDICIONES DE OPERACIN DEL HIDROCICLN 55

6.2.1 Resultados de la seleccin de presin y localizador de vrtice 55

6.2.2 Resultados eficiencias de recuperacin 57

6.3 RESULTADOS EXPERIMENTALES DE LA SELECCIN DE LA DOSIS PTIMA 58 DE ARENA EN LA UPFL


6.2.1 Resultados De Remocin De Turbidez 59

6.2.2 Resultados de Remocin de Slidos Suspendidos Totales (SST) 61

6.4 RESULTADOS EXPERIMENTALES CON LA ARENA RECUPERADA 63

6.5 RESULTADOS DE REMOCIN EN LA UNIDAD PILOTO DE FLOCUALCIN LASTRADA 66

7. ANLISIS ESTADSTICO DEL SISTEMA DE FLOCUALCIN LASTRADA 68

7.1 ANLISIS ESTADISTICO PARA DETERMIANR LA DOSIS DE ARENA 68

7.1.1 Anlisis estadstico para la remocin de turbidez 69

7.1.2 Anlisis estadstico para la remocin de Slidos Suspendidos Totales (SST) 72

7.2 ANLISIS ESTADISTICO PARA EVALUAR LA REUTILZIACIN DEL AGENTE 76 LASTRANTE EN EL PROCESO

7.2.1 Anlisis estadstico para remocin de turbidez 76

7.2.2 Anlisis estadstico para la remocin de Slidos Suspendidos Totales 79

8. ANLISIS COMPARATIVO ENTRE UN SISTEMA DE FLOCULACIN LASTRADA CON UN 83 SISTEMA DE FLOCULACIN CONVENCIONAL

8.1 ANLISIS DESCRIPTIVO DE LAS EFICIENCIAS DE REMOCIN DE SST EN LOS 83 SISTEMAS DE TRATAMIENTO

8.2 DISEO DE LA UNIDAD DE FLOCUALCIN LASTRADA A ESCALA REAL 86

8.3 COMPARACIN ECONMICA DE LOS DOS SISTEMAS DE TRATAMIENTO 86 8.3.1 Costos de inversin de los sistemas de floculacin 87 8.3.2 Costos de operacin de los sistemas de floculacin 88 8.3.3. Costos de mantenimiento de los sistemas de floculacin 89 8.3.4 Anlisis beneficio/costo de la floculacin lastrada y la floculacin convencional 90

9. CONCLUSIONES 93

RECOMENDACIONES 96

10. BIBLIOGRAFA 97


LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Vertimientos caractersticos en una industria alimenticia 7 Figura 2. Planta de tratamiento de floculacin lastrada 15 Figura 3. Diagrama de flujo de un hidrocicln 20 Figura 4. Dimetros del hidrocicln 24 Figura 5. Unidad Piloto de Floculacin Lastrada con recuperacin del agente lastrante 30 Figura 6. Descripcin para la interpretacin de las grficas 69


LISTA DE FOTOS

Foto 1. Equipo para prueba de jarras 7 Foto 2. Fotmetro 7 Foto 3. Phmetro 8 Foto 4. Beaker 8 Foto 5. Coagulante ega 1002 28 Foto 6. Floculante ega 1027 28 Foto 7. Arena 29 Foto 8. Tacmetro 29 Foto 9. Bomba de vaco y erlemeyer 29 Foto 10. Filtros milipore ap-40 29 Foto 11. Probeta, pinzas, agua destilada 29 Foto 12. Estufa de secado 29 Foto 13. Porcentaje de lodo sedimentado 34 Foto 14. Punto de captacin de agua residual 34 Foto 15. Viscosimetro de fann 41 Foto 16 unidad de recuperacin del agente lastrante 43 Foto 17. Tanque de almacenamiento lodo 44 Foto 18. Sistema de bombeo 44 Foto 19. Hidrocicln 45 Foto 20. Tanque de recoleccin de arena 46 Foto 21 floc formado con los gradientes escogidos 53


LISTA DE GRFICAS

Grfica 1. Variacin dosis de coagulante carga alta 48 Grfica 2. Variacin dosis coagulante carga baja 48 Grfica 3. Variacin dosis floculante carga alta 49 Grafica 4. Variacin dosis floculante carga baja 50 Grfica 5 . Variacin de las dosis de arena carga alta 51 Grfica 6. Variacin de las dosis de arena para carga baja 51 Grfica 7 granulometra de la arena tamizada 52 Grfica 8. Gradiente de mezcla lenta 1 carga baja 54 Grfica 9. Gradiente de mexcla 1 y 2 carga alta 54 Grfica 10. Gradientes de mezcla 1 carga baja 55 Grfica 11. Gradiente de mexcla 1 y 2 carga baja 55 Grfica 12. Eficiencia de recuperacin del hidrocicln 57 Grfica 13. Variacin de la remocin de turbidez para carga alta 59 Grfica 14. Remocin de turbidez carga alta 60 Grfica 15. Variacin de la remocin de turbidez para carga baja 60 Grfica 16. Remocin turbidez carga baja 60 Grfica 17. Variacin de la remocin de sst para carga alta 62 Grfica 18. Porcentaje de remocin promedio de sst para carga alta 62 Grfica 19. Variacin de la remocin de sst para carga baja 62 Grfica 20. Porcentaje de remocin promedio de sst para carga baja 63 Grfica 21. Variacin de la remocin de turbidez con arena recuperada en carga alta 64 Grfica 22. Variacin de la remocin de sst con arena recuperada en carga alta 64 Grfica 23. Variacin de la remocin de turbidez con arena recuperada en baja 65 Grfica 24. Variacin de la remocin de sst con arena recuperada en carga baja 66 Grafica 25. Comportamiento de la turbidez frente a la dosis de arena para carga alta 71 Grafica 26. Comportamiento de la turbidez frente a la dosis de arena para carga baja 71 Grafica 27. Comportamiento de sst frente a la dosis de arena para carga alta 74 Grafica 28. Comportamiento de a la dosis de arena para carga baja 75 Grafica 29. Comportamiento de la remocin de turbidea en carga alta 78 Grafica 30. Comportamiento de la remocin de turbidea en carga baja 78 Grafica 31. Comportamiento de sst frente a la arena recuperada en carga alta 81 Grafica 32. Comportamiento de sst frente a la arena recuperada en carga baja 81 Grafica 33. Comparacin de la remocin de sst en los dos sistemas de floculacin carga alta 84 Grafica 34. Comparacin de la remocin de sst en los dos sistemas de floculacin carga baja 85


LISTA DE TABLAS

TABLA 1. CARACTERSTICAS DE UN AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL DEL SECTOR ALIMENTICIO 7 TABLA 2. REAS DE GENERACIN DE VERTIMIENTOS 8 TABLA 3. CARACTERIZACIN CVSA MAYO 2008 10 TABLA 4. PARMETROS DE DISEO DE FLOCULACIN LASTRADA 16 TABLA 5. PARMETROS USUALES PARA LA FLOCULACIN LASTRADA Y LA CONVENCIONAL 17 TABLA 6. GRADIENTES DE VELOCIDAD 17 TABLA 7. PORCENTAJE DE MEZCLA DE ARENA 38 TABLA 8. DENSIDAD DE LA ARENA 41 TABLA 9. DIMENSIONES DEL HIDROCICLN 42 TABLA 10. RESULTADOS CONDICIONES DE OPERACIN DEL HIDROCICLN 56 TABLA 11. RESULTADOS EFICIENCIAS DE RECUPERACIN DEL HIDROCICLN 58 TABLA 12. CONDICIONES DE OPERACIN DE LA UPFL 67 TABLA 13. RESULTADOS DE REMOCIN FLOCULACIN LASTRADA 67 TABLA 14. RESULTADOS DE REMOCIN FLOCULACIN CONVENCIONAL 67 TABLA 15. ANLISIS DE VARIANZA PARA EL MODELO ESTADSTICO DE REMOCIN DE TURBIDEZ 72 TABLA 16. ANLISIS DE VARIANZA PARA EL MODELO ESTADSTICO DE REMOCIN DE SST 75 TABLA 17. ANLISIS DE VARIANZA PARA EL MODELO ESTADSTICO DE ARENA RECUPERADA PARA 75 LA REMOCIN DE TURBIDEZ TABLA 18. ANLISIS DE VARIANZA PARA EL MODELO ESTADSTICO DE ARENA RECUPERADA PARA 82 LA REMOCIN DE SST TABLA 19. RESULTADOS DE LAS EFICIENCIAS DE REMOCIN DE LOS SST EN LOS SISTEMAS 88 DE FLOCULACIN TABLA 20. PARAMETROS DE DISEO DEL SISTEMA DE FLOCUALCIN LASTRADA 86 TABLA 21. COSTOS DE INVERSIN UNDAD DE FLOCUALCIN CONVENCIONAL 87 TABLA 22. COSTOS DE INVERSIN UNDAD DE FLOCULACIN LASTRADA 87 TABLA 23. COSTOS DE OPERACIN EN LOS SISTEMAS DE FLOCULACIN 89 TABLA 24. COSTOS DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL 89 TABLA 25. COSTOS DE MANTENIMIETO DE LOS DOS SISTEMAS 90 TABLA 26. COSTOS DE OPERACIN DE LOS SISTEMAS DE FLOCULACIN POR CIONCO AOS 90 TABLA 27. VALORES PARA DETERMINAR EL B/C 91 TABLA 28. RELACIN B/C DE LA FLOCULACIN LASTRADA Y CONVENCIONAL 92


LISTA DE ANEXOS

Anexo A. Fotos planta de tratamiento Carulla Vivero S.A 100

Anexo B. Fotos unidad piloto de floculacin lastrada 102

Anexo C. Manual de operacin y mantenimiento de la unidad piloto 104 de floculacin lastrada

Anexo D. Protocolo para ensayos de tratabilidad en la floculacin 111 convencional y lastrada.

Anexo E. Caracterizacin de la arena 117

Anexo F. Memoria de clculo del diseo del hidrocicln 119

Anexo G. Resultados pre-experimentacin 120

Anexo H. Resultados experimentacin 126

Anexo I. Memoria de clculo del diseo de la planta de floculacin lastrada 118 a escala real

Anexo J. Planos 131


GLOSARIO

ANLISIS DE VARIANZA (ANOVA): coleccin de modelos estadsticos y sus procedimientos asociados, empleados para comparar si los valores de un conjunto de datos numricos son significativamente distintos a los valores de otro o ms conjuntos de datos.

CENTIPOISE: Unidad de medida de la viscosidad de un fluido

COAGULACIN: proceso de desestabilizacin de los coloides en un agua.

CROSSDOKING: proceso en el cual se recibe un producto para su almacenamiento temporal y posterior despacho.

ESTADSTICO DE PRUEBA: valor obtenido a partir de la informacin muestral. Se utiliza para determinar si se rechaza o no la hiptesis en un anlisis estadstico.

FLOCULACIN CONVENCIONAL: proceso de aglutinacin de partculas desestabilizadas en el agua, aumentando su tamao y peso, para poderlos sedimentar.

FLOCULACIN LASTRADA: proceso de aglutinacin de partculas desestabilizadas en el agua, a las cuales se adiciona un agente lastrante, que generalmente es arena, para aumentar su peso y hacer ms rpido el proceso de sedimentacin.

GRADIENTE DE VELOCIDAD: intensidad de agitacin con que una suspensin es mezclada en un tanque de coagulacin o de floculacin.

HIDROCICLN: Unidad utilizada para separar un slido de un fluido por medio de la fuerza centrifuga para este fin, el cual consta de una seccin cilndrica y una cnica el cual termina con un orificio en el vrtice frecuentemente ajsutable.

HIPTESIS: afirmacin acerca del valor de un parmetro poblacional (media, varianza, etc.).

INTERVALO DE CONFIANZA: un intervalo de valores alrededor de un parmetro muestral en los que, con una probabilidad o nivel de confianza determinado, se situar el parmetro poblacional a estimar.

LASTRE: material empleado para aumentar el peso y la velocidad del sedimentacin de los flocs en un proceso de floculacin lastrada, suele utilizarse micro arena, aunque se pueden emplear otros materiales. MEZCLA LENTA: agitacin del agua usada en el proceso de la floculacin.


MEZCLA RPIDA: agitacin del agua usada en el proceso de coagulacin.

NIVEL DE SIGNIFICANCIA: probabilidad de rechazar la hiptesis nula cuando es verdadera, se expresa con el smbolo .

PORCENTAJE DE REMOCIN: cantidad de un material removido del agua por cada 100 partes de su cantidad inicial. Se calcula mediante la expresin: (valor inicial valor final) / valor inicial x 100.

SLIDOS SUSPENDIDOS TOTALES: material suspendido en el agua, el cual se retiene al ser filtrada en un filtro con un tamao nominal de poro de 1.2 m.

TRATAMIENTO: conjunto de circunstancias creadas para el experimento

TURBIEDAD: parmetro que se emplea para medir la calidad del agua en relacin con la materia coloidal en suspensin. Es una medida de la intensidad de luz dispersada en una muestra de agua.

VARIANZA: medida de dispersin de la distribucin de unos datos, se define como el promedio aritmtico de los cuadrados de las desviaciones respecto a su media.


RESUMEN

Las investigaciones realizadas de la tcnica de floculacin lastrada en la potabilizacin de agua y en el tratamiento de aguas residuales domsticas, han demostrado que reduce los tiempos de floculacin y de sedimentacin en una tercera parte con respecto a la floculacin convencional, disminuyendo el tamao de las estructuras y por tanto las reas a utilizar.

Este estudio es una evaluacin del sistema de floculacin lastrada en las aguas residuales industriales del sector alimenticio en la planta de produccin de Carulla Vivero S.A, donde se analizaron las eficiencias de remocin de turbidez y slidos suspendidos totales, al reutilizar el lastre (arena) recuperado mediante un hidrocicln, adicionndolo a la unidad piloto de floculacin lastrada, diseada y construida por Rojas y Torrado (2007), bajo condiciones hidrulicas y de operacin ptimas determinadas experimentalmente; esto con el fin de comparar la tcnica de floculacin lastrada frente a la convencional, tanto tcnica como econmicamente

Se adecu un sistema piloto para el tratamiento del agua residual industrial de Carulla Vivero S.A por medio de la tcnica de floculacin lastrada, utilizando un tamao de arena entre 150 250 m en combinacin con policloruro de aluminio como coagulante y policrilamida aninica como floculante. Se dise y construy un hidrocicln para la recuperacin del agente lastrante, acondicionndolo a modelos comerciales, y evaluando diferentes sistemas de trasporte de lodo.

Con los ensayos de tratabilidad en muestras de agua residual industrial se redujeron las dosis de coagulante y floculante empleadas en la tcnica de floculacin convencional en un 44%; as mismo se demostr que se justifica la recuperacin del agente lastrante, ya que las eficiencias de remocin de slidos suspendidos totales son de un 75.5% en promedio al recircular la arena en el proceso de tratamiento.

A partir de los anlisis comparativos de las dos tcnicas de floculacin se encontr que la tcnica de floculacin lastrada presenta mayores eficiencias de remocin en las aguas residuales industriales del sector alimenticio frente al sistema convencional, a pesar de presentarse variaciones en las cargas contaminantes; as mismo la floculacin lastrada es un sistema de tratamiento que ofrece mayores ventajas tanto tcnica como econmicamente.


ABSTRACT

Research about ballasted flocculation in drinking water and domestic waste water treatment, has proved to reduce three times of flocculation and sedimentation against conventional flocculation system, diminishing the area and the structures.

This research was an evaluation efficiencies ballasted flocculation process in industrial waste water treatment of Carulla Vivero, where turbidity and total suspended solids (TSS) efficiencies removal was analyse, when the ballast (sand) was recovered and recycle through a hydrocyclon system, that was added to scale unit of ballasted flocculation, desiged and built by Rojas y Torrado (2007). With ballast pilot plant conventional and ballasted flocculation was, therefore technical and economical.

It was adapted a ballast flocculation pilot plant to treat the industrial waste water treatment of Carulla Vivero, using sand a size range between 150 250 m when used PACL as coagulant and polycrylamida anionic as flocculant. It was designed and built a hydrocyclon to recovered and recyclen the ballast agent, to adapted commercial models, evaluating different systems to carry the sludge.

With the treatability tests in industrial wastewater samples, was reduced the dosage of coagulant and flocculant in 44% used in the conventional flocculation. It was proved that is justify the recovered and recycle of ballast agent, because the efficiencies in turbidity removal and total suspended solids removal are of 75.5% to recycle the sand in the treatment process.

It was found that the ballasted flocculation process presents better in remove efficiencies pollution in the waste water of Carulla Vivero between conventional system and ballast flocculation system, although, presents variations in the pollutions load; as well as, the ballasted flocculation in a treatment system that offers higher advantages as technical as economical.


INTRODUCCIN

Colombia en los ltimos tiempos, ha presentado un aumento del deterioro de la calidad de las fuentes superficiales de agua, debido a los vertimientos de agua residual domestica y agua residual industrial, situacin que se observa en inmediaciones de los municipios y en zonas rurales. Nace entonces la necesidad de desarrollar nuevas tcnicas de tratamiento que permiten mejorar la calidad de los vertimientos y de paso la de los ros en nuestro pas.

Las tcnicas fisicoqumicas anteriormente usadas, como la denominada floculacin lastrada ha sido motivo de estudio en aguas residuales domesticas, obteniendo una disminucin en los costos de inversin inicial, mayores eficiencias de remocin de contaminantes y reduccin de las reas necesarias para la instalacin. Con respecto al tratamiento fisicoqumico de dichos estudios nace la necesidad de analizar este sistema en aguas residuales industriales, as como a nivel piloto evaluar la recuperacin de la arena.

En la presente investigacin se evalu el comportamiento de la tcnica de floculacin lastrada en agua residual industrial del sector alimenticio, donde se utiliz la adicin de un agente lastrante como mecanismo para aumentar la eficiencia del proceso de floculacin convencional, reduciendo los tiempos de retencin necesarios en el tratamiento; as mismo se recuper el agente lastrante por medio de un hidrocicln y se reutiliz en el proceso de tratamiento. El documento se compone de 12 captulos, el cual contiene los antecedentes y marco terico como base de documentacin para el desarrollo de la investigacin, la metodologa donde se desarrollan cada uno de los objetivos propuestos, los resultados de la pre-experimentacin y experimentacin, anlisis estadstico, implementacin y evaluacin de la recuperacin del agente lastrante, anlisis comparativo de la floculacin lastrada con la convencional, y el anlisis econmico para comparar ambas tcnicas.

Esta investigacin puede ser la base de futuros estudios, en los que se evalu la eficiencia de esta tcnica, en aguas residuales generadas por las diferentes industrias a nivel nacional, realizando una implementacin a escala real, debido a que los estudios realizados demuestran que es viable a nivel tcnico y econmico.


1. ANTECEDENTES

La tcnica de floculacin lastrada inicia en 1950 en Hungra y se patenta en Francia en la dcada de los 80 con el nombre de de Cyclofloc y Simtafier. Desde el ao de 1992 se han adelantado estudios sobre la aplicacin de la floculacin lastrada en el tratamiento de aguas potables, lluvias y residuales; iniciando con el tratamiento de aguas potables por Cailleux, Pujol y Drouton en Francia, quienes construyeron una planta piloto con esta tcnica, evaluando el desempeo de diferentes parmetros que deben monitorearse en su operacin1.

En los aos 90 se realizaron diferentes investigaciones en la aplicacin de la tcnica. En 1995 Standen desarroll una investigacin en la que emple carbn activado como lastre para el control de sabor y olor y remocin de compuestos orgnicos y pesticidas en aguas para consumo humano2. En 1996 Leoni evalu a nivel de laboratorio las condiciones ptimas de tratamiento de un sistema de floculacin lastrada, aplicando el diseo experimental de Doehlert. Adicionalmente estudi los mecanismos de accin de diferentes reactivos (arenas, polmeros y coagulantes). En Colombia, en el ao de 1997 Jess Miguel Seplveda3 inici el estudio de esta tcnica evaluando la remocin de color en las aguas de la planta de potabilizacin Wiesner, obteniendo resultados satisfactorios en los tiempos de floculacin y sedimentacin y reduciendo infraestructura e insumos qumicos. Daz4 realiz un estudio sobre la floculacin lastrada en las plantas de potabilizacin de agua de Vitelma y San Diego ubicadas en Bogot, evaluando la eficiencia del tratamiento con esta tcnica y comparndola experimentalmente con el mtodo convencional.

En 1999 Chi-Yuan Fan evalu la aplicabilidad del procedimiento convencional del test de jarras para los ensayos de tratabilidad de la floculacin lastrada, mediante un estudio sobre la coagulacin de alta tasa con microtransporte para el tratamiento de aguas lluvias. Sus resultados experimentales revelaron que el uso de un lastre reduce los tiempo de coagulacin y floculacin a menos de 3 minutos

1 MANCIPE, Nstor y WOLF, Andrea. Evaluacin de la floculacin lastrada en aguas residuales

domsticas. Bogot: Universidad de la Salle, 2005.

2 GREGORY, Ross. Sedimentacin y flotacin. En: Calidad y tratamiento del agua. Madrid: Mc

Graw Hill, 2000.

3 SEPULVEDA, Jess. Evaluacin de la remocin de color aplicado a la tcnica de floculacin

lastrada en la planta wiesner. Bogot: UNIANDES, 1997. p. 35

4 DIAZ, Juan pablo; WILLINGTON, Alejandro. Estudio sobre la floculacin lastrada en plantas de

potabilizacin de agua. Bogot: Universidad nacional, 1999.


y el tiempo de sedimentacin a menos de 8 minutos, produciendo flocs con alta velocidad de sedimentacin y un sobrenadante de alta calidad5. En la ltima dcada se han desarrollado diversas investigaciones que se relacionan con el tema. En el ao 2003 Young6, evalu los factores que afectan las reacciones de la floculacin lastrada, concluyendo que las tasas de reaccin qumica y formacin del floc son esencialmente las mismas que en la convencional, sin embargo con floculacin lastrada la densidad del floc se incrementa soportando mayores intensidades de mezcla y contribuyendo a la obtencin de mayores velocidades de sedimentacin. As mismo, determin que al parecer existe una cantidad de agente lastrante asociada con cada combinacin de turbidez y dosis de coagulantes y polmeros.

En el 2004 Zhu7 aplic esta tcnica en el tratamiento de aguas residuales domsticas, mediante ensayos de jarras modificados, estudios experimentales que condujeron a la optimizacin de la planta de tratamiento de Windsor en Canad, empleando arena silcea como lastre, concluyendo que con esta tcnica es posible aumentar la tasa ascensional sin afectar la eficiencia de remocin de slidos suspendidos y los costos.

En el 2005 Mancipe y Wolf de la Universidad de la Salle, realizaron una evaluacin de la floculacin lastrada en aguas residuales domsticas a escala de laboratorio, concluyendo que con esta tcnica se obtienen mayores eficiencias de remocin de contaminantes con menores costos iniciales de inversin frente a la tcnica convencional. Adicionalmente establecieron los parmetros de diseo para la implementacin de un sistema de floculacin lastrada a escala piloto y real.

La ltima investigacin que ha sido realizada, se llev a cabo por Rojas y Torrado a principios del 2007 quienes disearon y construyeron una unidad piloto para el tratamiento de aguas residuales domsticas, obteniendo eficiencias de remocin de slidos suspendidos totales y turbiedad significativas. As mismo se comprob que dosis de arena superiores a 0.7 g/L entorpecen el tratamiento al generarse una sedimentacin de lastre en los floculadores. De otra parte realizaron una correlacin entre el valor de los slidos suspendidos totales y la turbiedad encontrando que existe una fuerte relacin lineal entre estos dos parmetros y

5 Torrado, David y Rojas, Melissa. Implementacin De Una Unidad Piloto De Floculacin Lastrada

Para Evaluar Su Comportamiento En El Tratamiento De Aguas Residuales Domsticas. Bogot 2007. 6 YOUNG, James. Factor affecting Ballasted flocculation reactions. En Water environment

research, vol 75 N 3, 2004.

7 ZHU, Wangbing. Optimization of a micro carrier assisted coagulation- flocculation process for

treatment of Windsor cso. En: Windsor Environmental Assestment office conferences. Windsor, 2004.


establecieron una ecuacin que permite predecir el valor de uno de ellos en funcin del otro; como complemento del desarrollo matemtico del proceso realizaron un anlisis de superficies de respuesta generando ecuaciones para predecir la eficiencia de remocin de slidos suspendidos totales y turbiedad en funcin de las dosis de arena y coagulante aplicadas en la investigacin.

Los estudios que se conocen respecto a la recuperacin del agente lastrante son muy pocos; la informacin que existe en la actualidad es referente al uso de los hidrociclones los cuales se usan desde la segunda guerra mundial en industrias mineras y qumicas, usados en procesos de clarificacin, clasificacin y espesamiento. Para el manejo de problemas de contaminacin de aguas, es una seleccin til, ya que mejora la operabilidad de las corrientes de los separadores y disminuye la carga de filtros y centrifugas.

Los hidrociclones construdos hasta el momento operan continuamente, separando partculas en un intervalo entre 5 y 200 8, en el tamao de partcula ms pequeo compiten con centrifugas y en el ms grande con tamices. Son operados a presiones alrededor de 1 Bar, mientras unidades pequeas operan con presiones alrededor de 4 y 20 Bares. Las temperaturas que soportan estn cerca de los 380C, utilizando materiales como poliuretano o cermica almina al 95% para su construccin, autores como Bradley, Rietema, Haas, Fern, propusieron diferentes modelos de hidrociclones, donde encontraron los diferentes parmetros necesarios para el diseo, logrando eficiencias de recuperacin de partcula hasta un 98%.

8 KUTEPOV, A.M. et al. Methods for improving hydrocyclone desing En: Chemical Petroleum

Enging. Vol 27. 1992; p 419-422.


2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL

Implementar y evaluar una unidad piloto de floculacin lastrada como tratamiento primario de aguas residuales industriales generadas en la planta de produccin de la empresa Carulla Vivero S.A.

2.2 OBJETIVOS ESPECFICOS

Establecer las condiciones hidrulicas y de operacin ptimas en el tratamiento de aguas residuales industriales de Carulla Vivero S.A. mediante floculacin lastrada.

Acondicionar e implementar la unidad para recuperar el agente lastrante. Evaluar la recuperacin del agente lastrante y su reutilizacin en el proceso de

tratamiento. Analizar las eficiencias de remocin de contaminantes del sistema de

floculacin lastrada con el de floculacin convencional existente en la planta de Carulla Vivero S.A. en el agua residual industrial.


3. MARCO TERICO

3.1 GENERALIDADES DE LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DEL SECTOR ALIMENTOS

Las aguas residuales industriales son las que proceden de cualquier actividad industrial en cuyo proceso de produccin, transformacin o manipulacin se utilice el agua, incluyndose los lquidos residuales, aguas de proceso y aguas de drenaje. A diferencia de las aguas residuales domsticas, los efluentes industriales contienen con frecuencia sustancias que no se eliminan por un tratamiento convencional, ya sea por estar en concentraciones elevadas, o por su naturaleza qumica; as mismo presentan caractersticas muy diversas, dependiendo no solo de las distintas clases de industria que las generan, sino que varan incluso dentro de la misma.

Dentro de la gran variedad de aguas residuales industriales encontramos las generadas en la produccin de alimentos, sector de gran importancia mundial y nacional, encargado de la elaboracin de productos alimenticios cuyo objetivo primario es la produccin de bienes comestibles para el consumo humano o animal. La caracterstica general en la industria alimentaria es el gran volumen de agua para su funcionamiento; los procesos de produccin normalmente consisten en el lavado de materia prima, eliminacin de la parte no comestible, preparacin del producto alimenticio y envasado. Los vertidos que se consideran son: materia prima y productos preparados echados a perder, agua de lavado o aclarado, aguas de condensacin y refrigeracin, aguas de transporte, aguas de proceso, lquidos de limpieza de suelo y maquinaria, desage del producto, derrame de depsitos y parte no utilizable del producto, como se observa en la figura 1.

Las caractersticas de los vertidos de la elaboracin de productos alimenticios son extremadamente variables como se observa en la tabla 1, puede haber valores en exceso o defecto de nutrientes generando relaciones (DBO/N) o (DBO/P) para obtener buenas condiciones ambientales para el tratamiento biolgico. Asimismo, volumen de los vertidos puede ser casi nulo en algunas industrias, pero llegar a miles de m3 por da en otras9.

9 NEMERAW, L Nelson. Aguas Residuales Industriales Teoras, Aplicaciones y Tratamiento Daz

de Santos Ediciones. 1998 p.44.


Tabla 1. Caractersticas de un agua residual industrial del sector alimenticio

PARAMETRO UNIDAD VALOR pH 11.0 3.5 DBO mg/L 100 6000 SST mg/L 120000

Fuente: Nemeraw 1998

Los vertidos de los procesos de elaboracin de productos alimenticios normalmente contienen materia orgnica (disuelta o en estado coloidal) en distintos estados de concentracin, resultando as recomendables diversos sistemas de tratamiento de vertidos.

3.2 GENERALIDADES DE LAS AGUAS RESIDUALES INDUSTRIALES DE LA PLANTA DE PRODUCCIN CARULLA VIVERO S.A El agua residual industrial empleada para el desarrollo de la investigacin es la que se genera en la planta de produccin de Carulla Vivero S.A. Montevideo, Bogot (CVSA), dedicada a la produccin y comercializacin de alimentos; siendo la empresa pionera en el negocio de supermercados en Colombia, fundada en 1905 por el seor Jos Carulla e inicialmente llamaba El Escudo Cataln, en el ao de 1965 adquiere lo que hoy da se conoce como la planta central de produccin Montevideo, ubicada en la Cr 68 D 21 35 Bogot, en ella se encuentran diferentes reas, en donde se producen diferentes alimentos los cuales se observan en la tabla 2.

Figura 1. Vertimientos caractersticos en una industria alimenticia

Fuente: Los autores 2008


Tabla 2. reas de generacin de vertimientos

REA ORIGEN DE VERTIMIENTOS

Abarrotes Se almacenan alimentos no perecederos, productos de hogar, aseo y licores, siendo la principal actividad el Cross Docking de los mismos. Los vertimientos que se generan en esta rea son nicamente del lavado de las instalaciones.

Bebidas Se producen bebidas suaves como agua natural, saborizada, natural y limonadas, los vertimientos que se generan en esta rea son los remanentes de la produccin y aseo de la planta

Carnes Frescas se realizan los diferentes cortes de carne de cerdo, res y ternera, los vertimientos son generados por el lavado de utensilios necesarios en el proceso y aseo general de la planta.

Central de Canastillas

En esta se lavan todas las canastillas utilizadas para el transporte de los diferentes productos que deben ser llevados a los diferentes almacenes, como parte del lavado se generan vertimientos.

Cocina Gourmet Se preparan alimentos de cocina internacional, los vertimientos se generan por la preparacin de los alimentos, aseo de la planta y utensilios necesarios para el proceso.

Congelados en esta se almacenan alimentos como el pescado y algunos embutidos los cuales deben ser preservados en temperaturas bajo cero, los vertimientos se generan principalmente en el lavado de la planta.

Delicias Se producen ms de 60 productos alimenticios para abastecer los delikatesen de los diferentes almacenes; los vertimientos se generan por la coccin de dichos alimentos, por el lavado de utensilios y aseo general de la planta.

Especialidades Crnicas

En esta se realizan diferentes tipos de embutidos, existen procesos que generan vertimientos, as como el aseo de las mquinas y de la planta.

Galen En esta se preparan alimentos a base de pescados y mariscos, los vertimientos son generados por el proceso y aseo general de la planta.

Granos Se dedica al empaque de granos secos como arroz, frjol, lentejas, entre otros y azcar, los vertimientos se generan bsicamente en el momento de realizar aseo en la planta.

Fruver Se realiza un Cross Docking de la frutas y verduras que a esta planta llegan, adems se realizan tres procesos, lavado de papa, jugo de natural de frutas y ensaladas preparadas, los vertimientos se genera en los procesos y en el aseo de la misma.

Panadera All se producen alimentos como pan, postres, tortas, entre otros caractersticos del nombre de la planta, los vertimientos se generan en los procesos y en el aseo de la misma.

Pollos Se realizan los diferentes cortes del pollo, los vertimientos se generan en el aseo de la planta y del proceso.

Tamales Se producen diversas clases de Tamales, para ello es necesario la coccin de diversos alimentos, en estos procesos se generan vertimientos y de otra parte en el aseo de la planta y de los utensilios que son necesarios para la produccin.

Transportes En esta rea se realiza el lavado de los vehculos necesarios para transportar los diferentes productos, de tal proceso se generan los vertimientos.

Fuente: Los Autores 2008


3.3 DESCRIPCIN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUA RESIDUAL INDUSTRIAL DE CARULLA VIVERO S.A

El tratamiento de los vertimientos lquidos generados durante los procesos industriales, incluye las etapas de igualacin de caudales (homogenizacin) remocin de slidos, coagulacin y floculacin, tratamiento de remocin de flotantes DAF (Dispersion Air Flotation), sistema de lodos activados, tratamiento de lodos y desinfeccin final. La planta de tratamiento de agua residual cuenta con un caudal de entrada de 5 m3/h y cuenta con las siguientes unidades de tratamiento:

Igualacin De Caudales (Homogenizacin). La variabilidad de las descargas en los efluentes, as como su diversa calidad obliga a tener un afluente con caractersticas cambiantes siendo inicialmente vertidas en el tanque de igualacin provisto de agitacin mecanizada para su mezcla y homogenizacin; de tal modo que en este punto se amortizan los picos de pH y de caudal ocurrentes.

Remocin de slidos. Una vez homogenizado, el fluido es bombeado a un sistema de retencin de slidos mediante un tamiz rotatorio y enviado a una caja aforadora de caudal.

Coagulacin y Floculacin. El tamao de los slidos presentes en el agua vara desde material grueso, que se deposita pronto, hasta el muy fino, que se mantiene en suspensin, a no ser que las partculas se agrupen y se precipiten mediante la utilizacin de producto qumico (coagulante). La coagulacin se inicia cuando al agua proveniente de la caja aforadora de caudal se le adiciona el coagulante y el polmero a fin de desestabilizar y precipitar las cargas contenidas en sta. El proceso de coagulacin y floculacin se realiza en un tanque de forma tronco-cnico vertical, donde se llevan a cabo las mezclas rpida y lenta, obteniendo la precipitacin y formacin del material suspendido. Adicionalmente, las grasas emulsionadas sufrirn un rompimiento con el coagulante facilitando as la operacin de la siguiente unidad DAF.

Tratamiento de Remocin de Flotantes DAF (Dispersion Air Flotation). El agua proveniente del floculador es conducida al sistema de remocin de flotantes, el cual est provisto de un sistema de dispersin de aire (sistema DAF), el cual tiene como objetivo entrapar los glbulos grasos y aumentar la eficiencia en la remocin de este tipo de partculas. El diseo bsico del sistema de flotacin por aire disperso consiste en dos elementos bsicos, el primero proporciona burbujas finas de aire y el segundo consiste en un tanque equipado con los elementos necesarios de remocin de sobrenadantes (barredor) con el fin de optimizar el proceso de flotacin. En general un proceso de flotacin por aire resulta ser un mtodo para remover los slidos livianos suspendidos, las sustancias emulsificadas y las grasas y aceites dispersas en el efluente. En este proceso las burbujas finas de aire son usadas para elevar las partculas slidas y/o gotas


pequeas de aceite que no se fijan con facilidad bajo condiciones de quietud en la superficie donde pueden ser decantados, colectados y removidos.

Filtro Percolador. El agua ingresa a la unidad por la parte superior atravesando toda la unidad y por medio de material filtrante las bacterias aerobias con ayuda del contacto con el aire oxidan la materia orgnica.

Aireacin. En el tanque de aireacin se lleva a cabo el proceso de degradacin de la materia orgnica donde se hace burbujear aire, desde el fondo del tanque para favorecer el rpido crecimiento de las bacterias y otros microorganismos. Las bacterias utilizan el oxgeno para descomponer los desechos orgnicos de estas aguas. Los slidos en suspensin y las bacterias forman una especie de lodo conocido como lodo activado, el cual se deja sedimentar y luego es llevado a un sistema de lodos activados.

Sistema De Lodos Activados. El agua es transportada al sistema de Lodos Activados donde la materia orgnica es transformada en lodo biolgico mediante un proceso de aireacin con bombas sumergibles y posteriormente separados en el tanque sedimentador.

Sedimentacin. En la etapa de sedimentacin se realiza la separacin de los lodos y la reduccin de su concentracin. Parte de estos lodos sern evacuados al tanque espesador de lodos.

Tratamiento De Lodos. Los lodos formados en el sistema primario (floculador y DAF) son evacuados al pozo de lodos primarios para posteriormente ser bombeados al tanque espesador de lodos y luego enviados al filtro prensa para su deshidratacin.

Desinfeccin. El efluente procedente del sedimentador es finalmente desinfectado mediante la adicin de cloro en la cmara de contacto de cloro. En ella ocurre la eliminacin de microorganismos patgenos.

Las fotos del sistema de tratamiento de aguas residuales industriales de CVSA se pueden observar en el anexo A. En la tabla 3 se muestran los datos tpicos de la caracterizacin del agua de CVSA del ltimo ao.

Tabla 3. Caracterizacin CVSA mayo 2008

PARAMETRO UNIDAD VALOR pH 6.58 DBO mg/L 1185 DQO mg/L 1581 SST mg/L 424 SAAM mg/L 10.04 AYG mg/L 154

Fuente: Carulla Vivero S.A rea de mantenimiento 2008


3.4 TEORA DE LA COAGULACIN Y LA FLOCULACIN10

Coagulacin - floculacin es un proceso qumico por el cual las partculas pequeas se incrementan aglutinndose en pequeas masas formando cuerpos mayores llamados flocs. Este proceso ha sido usado para remover la turbiedad orgnica o inorgnica que no se sedimenta rpidamente, remover color verdadero y aparente, eliminar bacterias, virus y organismos patgenos susceptibles de ser separados por coagulacin, eliminar substancias productoras de sabor y olor en algunos casos, y de precipitados qumicos suspendidos o compuestos orgnicos entre otros.

Dentro de los aspectos que se deben tener en cuenta para el proceso de coagulacin floculacin se encuentran los siguientes:

Dosificacin: se debe obtener las dosis ptimas y las condiciones ptimas de operacin a partir de ensayos de laboratorio (test de jarras).

Tipo de dosificador: el tipo de dosificador se selecciona de acuerdo al tipo de coagulante escogido.

Mezcla rpida: para lograr la mezcla rpida en el tratamiento se recomiendan diferentes dispositivos como la canaleta Parshall, difusores de tubo perforado, vertederos, mezcladores estticos de insercin, mezcladores mecnicos, entre otros. El tiempo y el gradiente ptimo deben ser los obtenidos en la prueba de jarras.

Mezcla lenta: para lograr la mezcla lenta en el tratamiento se emplean los floculadores hidrulicos (flujo horizontal, flujo vertical, flujo helicoidal y Alabama) y mecnicos (de paletas, de turbina). La agitacin no debe ser ni muy lenta que favorezca la sedimentacin, ni muy rpida que provoque el rompimiento de los flculos ya formados. El tiempo y el gradiente ptimo deben ser los obtenidos en la prueba de jarras.

3.4.1 Parmetros de Diseo11

Los principales parmetros de diseo que se deben tener en cuenta para la coagulacin floculacin son los siguientes:

10 ARBOLEDA, Jorge. Teora y prctica de la purificacin del agua. Colombia: 3 edicin, Mac

Graw Hill, 2000

11 ROJAS Y TORRADO, Op. cit., p 11


Gradiente de velocidad: el gradiente de velocidad es el parmetro de diseo ms importante en este proceso; se define como el grado de agitacin en una unidad de mezclado, y se expresa como:

VPG

=

thgG

=

[1]

En donde:

G es el gradiente de velocidad, s-1 P es la potencia disipada en el fluido, W es la viscosidad dinmica del agua, N*s/m2 V es el volumen del agua, m3 g es la aceleracin de la gravedad, m/s2 h es la prdida de energa, m v es la viscosidad cinemtica del agua, m2/s t es el tiempo de detencin, s

El rango propuesto por Arboleda va de 400 800 s-1 para coagulacin y un rango de 20 70 s-1 para floculacin.

Velocidad: la velocidad en la coagulacin debe ser de 0.1 - 0.6 m/s para que se mezcle el coagulante con el agua.

Tiempo de retencin: el tiempo de retencin tiene un rango de 25 60 segundos para coagulacin y un rango de 20 40 minutos para la floculacin.

3.5 TEORA DE LA FLOCULACIN LASTRADA12

La floculacin lastrada es un tratamiento fisicoqumico en el cual se incrementa la densidad del floc, con el fin de obtener mayores velocidades de sedimentacin por influencia de la fuerza de gravedad. El incremento de la densidad del floc se obtiene adicionando un agente lastrante, que en la mayora de los casos es arena entre 50 y 250 m de dimetro y un peso especifico mayor a 2.65, sirviendo como elemento generador de flculo durante el proceso de floculacin, as mismo se dosifica un polmero orgnico para obtener un flculo de mayor consistencia.

12 Reglamento Tcnico para el sector de agua potable y saneamiento bsico-RAS. Ministerio de desarrollo

econmico. Resolucin No 1096 de 2000. Ttulo C, sistemas de potabilizacin. p. C 111-112


Los factores que deben ser tenidos en cuenta en la formacin del flculo son principalmente, entre otros:

Gradiente de velocidad en cada uno de los tanques Dosificacin del coagulante Tamao y dosis de la arena Tiempo de floculacin Calidad del agua

El proceso puede efectuarse en un tanque donde se adicione nicamente la arena despus de haber adicionado el floculante.

La eficiencia de un proceso de floculacin se puede expresar as13:

0NN

Eficiencia t= [2]

En donde

GtKN

tGKN

A

Bt

+=

+=

1

1

0

2

[3]

Expresiones en las que:

N= Concentracin de partculas primarias (m-3). (Turbidez) Nt= Materia que no ha sido floculada despus del tiempo t. (Turbidez final) N0= Materia originalmente presente en el agua G= Gradiente de velocidad (s-1). KA= Coeficiente de agregacin. KB= Coeficiente de ruptura. t = tiempo de residencia media de floculacin

De aqu resulta que

GtK

GKKEficiencia

A

BA

14+

= [4]

13 ARBOLEDA Op. cit., p. 80


Los valores de los coeficientes KA y KB son los que determinan la efectividad de la aglutinacin de las partculas. Lo esencial para optimizar la floculacin es mantener Nt lo ms cercano posible a la unidad y N0 lo ms alto posible, por encima de 5, para que la eficiencia 1- Nt / N0 resulte superior al 80%.

3.5.1 Principio de funcionamiento14

En la figura 2 se observa un esquema tpico de floculacin lastrada, donde el agua pasa por las siguientes etapas:

Etapa de coagulacin, donde se aade el coagulante Etapa de floculacin, en la cual se inyecta la arena y el polmero. Etapa de maduracin del floc. Etapa de decantacin de la materia floculada.

Para la remocin del lodo y la arena, se debe contar con vlvulas para realizar las respectivas purgas, as mismo el sedimentador debe contar con una pendiente aproximada entre un 40 de 55, con el fin de facilitar la remocin del lodo15.

Se recomienda recuperar la arena del lodo obtenido en el sedimentador, para lo cual puede emplearse un hidrocicln, la arena obtenida aqu debe ser lavada y nuevamente puede ser empleada como agente lastrante.

En la primera etapa el coagulante acta sobre los slidos en suspensin de tal manera que se neutralizan las cargas negativas de dichos slidos formado partculas que luego puedan aglomerarse en flculos (coagulacin).

En la etapa de floculacin, adems del polmero, se agrega microarena para que se incorpore a los flculos que se estn formando. Esta microarena aumenta la densidad y la capacidad de agregacin del floc, facilitando y mejorando considerablemente la velocidad de decantacin. Para estas dos etapas se necesita un mezclador mecnico que optimice la velocidad del proceso.

Es importante resaltar que en el estudio realizado por Rojas y Torrado se estableci que el polmero y la arena se adicionan de manera independiente, a diferencia del esquema planteado por la EPA en el cual el polmero y la arena se adicionan en la misma unidad de tratamiento.

14 ROJAS Y TORRADO, Op. cit., p. 17-18

15 Ras 2000 Op. cit., p 112


En la etapa de maduracin, el floc formado en las etapas anteriores crece en su tamao y peso, gracias a la agitacin del agua que favorece su contacto con el lastre.

Figura 2. Planta de tratamiento de floculacin lastrada

Fuente: Rojas y Torrado 2007

La decantacin posterior a la maduracin se realiza en un sedimentador de alta tasa donde se recoge el agua clarificada en una canaleta ubicada en la parte superior. En la parte inferior de la unidad los lodos con la arena se acumulan en una tolva.

Los lodos recogidos en la tolva son bombeados a un hidrocicln para separar la arena del lodo. De esta manera, la arena separada se puede reciclar en el proceso y slo se debe agregar una pequea parte de nueva arena, equivalente a la prdida de arena en el proceso de recuperacin del lodo. A continuacin los lodos son separados a un eventual espesamiento y disposicin final.

3.5.2 Parmetros de diseo

Para la implementacin de la floculacin lastrada como proceso de tratamiento, deben tenerse en cuenta los siguientes criterios16.

El Tamao de la arena a emplear tendr un tamao de partcula de aproximadamente 150 m a 250 m.

16 RAS 2000 Titulo C. Op cit. p 111


Tiempo de contacto de 1 a 2 minutos para mezcla rpida y de 3 a 6 minutos para mezcla lenta en una o dos cmaras.

As mismo se han realizados estudios en los cuales se manejan parmetros de diseo adicionales, aplicables a sistemas de floculacin lastrada los cuales se pueden observar en la tabla 4.

Tabla 4. Parmetros de diseo de floculacin lastrada

PARMETRO RANGO O VALOR UNIDAD Lastre (tamao de la arena) 150-250 Micras Gravedad especfica de la arena 2.41 Gradiente de velocidad mezcla rpida 407-749 s-1 Tiempo de mezcla rpida 25-30 s Primer gradiente de velocidad de mezcla lenta 67-189.5 s

-1

Segundo gradiente de velocidad de mezcla lenta 43.5-75.5 s

-1

Primer tiempo de mezcla lenta 3 min Segundo tiempo de mezcla lenta 3 min Tiempo de sedimentacin 5-10 min

Fuente: Mancipe y Wolf 2005

3.6 FLOCULACIN CONVENCIONAL FRENTE A LA FLOCULACIN LASTRADA

Dentro de las diferencias fundamentales que se encuentran en las dos tcnicas de tratamiento, es la adicin de un lastre en el proceso de mezcla lenta, para la floculacin lastrada, utilizando gradientes de velocidad de 400 a 1500 s-1 estos con el fin de garantizar la incorporacin del agente lastrante dentro del floc, aumentando su densidad y por ende presentan velocidades de sedimentacin de 800 a 1500 m3/m2*d y tiempos de sedimentacin de 5 a 10 minutos; para la floculacin convencional se utilizan gradientes de velocidad para mezcla lenta de 15 a 80 s-1 y velocidades de sedimentacin de 20 a 60 m3/m2*d y tiempos de sedimentacin de 15 a 45 minutos17, como se puede observar en la tabla 5.

17 Arboleda Op. Cit. p. 80


Tabla 5. Parmetros usuales para la floculacin lastrada y la convencional

Tipo de floculacin KA KB G (s

-1) t (min) Convencional 0.5 a 4x10-5 0.5 a 1.2x10-7 15 a 80 15 a 45

Lastrada 1 a 1.5x10-5 3 a 4x10-9 400 a 1500 5 a 10 Fuente: Arboleda 2000

Segn la investigacin realizada por Mancipe y Wolf, en la cual se evalu la tcnica de la floculacin lastrada para aguas residuales domsticas, la floculacin lastrada result ser un mtodo eficaz comparado frente a la tcnica convencional ya que se obtuvieron mayores eficiencias de remocin de contaminantes, bajo condiciones diferentes de operacin con una reduccin de tiempos de floculacin de hasta tres veces con respecto al convencional; adems reduce reas y por lo tanto los costos de inversin inicial son menores.

Se estableci un proceso de floculacin lastrada con tres gradientes de velocidad, el primero para mezcla rpida, el segundo para la primera mezcla lenta y el tercero para la segunda mezcla lenta. La tabla 6 muestra los valores con los cuales se obtuvieron los mejores resultados de remocin de turbidez.

Tabla 6. Gradientes de velocidad

Mezcla Gradiente (s-1)

Tiempo (s)

Rpida 749.0 25 Lenta 1 189.5 180 Lenta 2 58.8 180

Fuente: Mancipe y Wolf 2005

As mismo en el estudio realizado por Rojas y Torrado, se realizaron pruebas hidrulicas en la Unidad Piloto de Floculacin Lastrada (UPFL), variando los gradiente de velocidad de acuerdo a lo establecido por Mancipe y Wolf (2005) encontrando que los costos de inversin de la floculacin convencional superan en casi un 30% los de la floculacin lastrada; esto corresponde a los altos tiempos de detencin y por consiguiente a los mayores volmenes de las unidades convencionales.

Dentro de las desventajas de la floculacin lastrada se encuentra los costos de operacin los cuales superan en un 13% al de la floculacin convencional, esto es debido al costo adicional del lastre y de la operacin del hidrocicln; y lo complejo que es recuperar y dosificar de nuevo la arena al sistema.


3.6 SISTEMA DE RECUPERACIN DE ARENA18

Existen varios mecanismos para la separacin de partculas slidas de otras fases, estos mtodos se conocen como separaciones mecnicas. Las separaciones mecnicas son aplicables a mezclas heterogneas y no a disoluciones homogneas. Los coloides, que son una clase intermedia de mezclas, generalmente no se tratan con este tipo de mtodos, los cuales fundamentalmente trabajan con partculas superiores a 0,l m. Las tcnicas estn basadas en las diferencias fsicas entre las partculas, tales como tamao, forma o densidad. Son aplicables a la separacin de slidos de gases, de gotas lquidas de gases, slidos de slidos y slidos de lquidos.

3.6.1 Separaciones lquido-slido

Existen mecanismos bsicos para separar mecnicamente partculas slidas de lquidas. La separacin por sedimentacin de partculas se da en la naturaleza en cualquier lago o estanque donde se introduce agua turbia. Las partculas se depositan en el fondo, forman un sedimento que posee un grado de espesamiento en relacin con la concentracin de la alimentacin, mientras que el agua sobrante es clarificada y eliminada como flujo superior.

El tamizado es un mtodo de separacin de partculas basado exclusivamente en el tamao de las mismas. En el tamizado industrial los slidos se sitan sobre la superficie del tamiz. Los de menor tamao, o finos, pasan a travs del tamiz, mientras que los de mayor tamao, no pasan. Un solo tamiz puede realizar una separacin en dos fracciones. Dichas fracciones se dice que no estn dimensionadas, ya que si bien se conocen los lmites superior o inferior de los tamaos de partcula de cada una de las fracciones, no se conocen los dems lmites de tamaos. El material que se hace pasar a travs de una serie de tamices de diferentes tamaos se separa en fracciones clasificadas por tamaos, es decir, fracciones en las que se conocen los tamaos mximo y mnimo de las partculas. Ocasionalmente el tamizado se realiza en hmedo, si bien, lo ms frecuente es operar en seco.

Los mismos fenmenos ocurren en una suspensin en rotacin, donde las fuerzas centrfugas producen los efectos de separacin por aumento de presin. Los equipos que se emplean normalmente para este propsito, son las centrfugas, y el hidrocicln es un claro ejemplo de una centrifuga con camisa maciza la cual permanece fija mientras que la rotacin de la suspensin es producida por la

18 MCCABE, Warren. Operaciones unitarias en la ingeniera qumica. Sexta Edicin. Mc Graw Hill

2002 p. 987


propia alimentacin al cicln tangencialmente y a una presin especfica (Ver figura 2). Dependiendo del grado de recuperacin de slidos deseado en el flujo inferior, el hidrocicln puede actuar como clarificador o clasificador.

3.6.2 Hidrociclones

Un hidrocicln consiste en una seccin cilndrica montada sobre una seccin cnica invertida, cuyos lados forman un ngulo entre10 y 30 y terminan en un orificio en el vrtice frecuentemente ajustable; cuenta con un flujo de alimentacin tangencial en la seccin cilndrica y un flujo salida en la parte superior.

3.6.3 Principio de funcionamiento19

El principio de operacin de un hidrocicln es la sedimentacin centrfuga. La unidad funciona con una presin inducida por medio de un cabezal esttico o una bomba que obliga la entrada de alimentacin a alta velocidad hacia la pared del cilindro a travs de una boquilla tangencial cerca de la parte superior; esta boquilla imparte un movimiento al lquido que produce un vortice y una accin de centrifugacin dentro del hidrocicln de acuerdo a las propiedades fsicas del fluido, el lquido sigue un camino en espiral cerca de la pared del tanque, formando un fuerte vrtice descendente, de tal manera que las partculas slidas grandes o pesadas se separan en la pared y son impulsadas hacia abajo y salen del hidrocicln como una suspensin o como una pasta. Esta corriente se denomina flujo inferior. La mayor parte del lquido regresa hacia arriba en un vrtice interno y sale a travs de una tubera central de descarga, que se conoce como localizador de vrtice cuya corriente es denominada flujo superior (Ver figura 3).

3.6.4 Movimiento de partculas suspendidas20

La teora bsica de slidos a travs de fluidos, se apoya en el concepto del movimiento libre de los cuerpos, dada por la primera ley de Newton:

dtdv

mFgc = [5]

19 ACUA, Caldern, Andrea Bibiana. Diseo de un Sistema de Hidrociclones que permita la

separacin de los slidos provenientes de la cinaga Miramar. Bogot 1996. p 26-27 20Ibid., p.26.


Figura 3. Diagrama de flujo de un hidrocicln

Fuente: Helmut Trawinski Aplicaciones y Funcionamiento Prctico De Los Hidrociclones

Donde

Fgc: Fuerza gravitacional m: masa de cuerpo dv: velocidad dt: tiempo

Las fuerzas que actan sobre el cuerpo que cae son:

La fuerza externa (FE) Un empuje hacia arriba (FB) La fuerza de resistencia (FD), debida a la friccin del fluido en la direccin de la

velocidad del fluido relativa a la partcula.

La ecuacin se convierte entonces en21:

21 FOUST, A.S. et al. Principios de Operaciones Unitarias. Mxico, Compaa Editorial Continental,

1961. p 704


( )gcFFFdtdv

m BDE = [6]

Y remplazando cada termino:

m

SCaa

ddv fsDE

E 2

= [7]

Donde:

DC , coeficiente de resistencia Ea , es la aceleracin de la partcula fs , es la velocidad de la partcula relativa a la del fluido

yS , son las densidades del slido y las del fluido m, es la masa del cuerpo S, seccin transversal disponible para el flujo

La anterior ecuacin es general para la fuerza total que acta sobre un cuerpo en cualquier campo de fuerzas. Si la fuerza externa se refiere al campo centrifugo, entonces

2rwaE = [8]

Donde, r, es el radio de la trayectoria y w, la velocidad angular en radianes por segundo.

En un hidrocicln, la ley de Stokes gobierna la velocidad del movimiento de las partculas, las cuales en cualquier punto dentro del fluido estn sujetas a dos fuerzas: una por una aceleracin interna y externa, (las fuerzas centrifuga y de gravedad) y otra por una fuerza ejercida sobre la partcula debida al flujo, la fuerza de rozamiento. En hidrociclones la fuerza de gravedad es despreciable as que slo las fuerzas de rozamiento y centrifuga son tomadas en cuenta.

Las magnitudes de estas fuerzas dependen de las propiedades fsicas del fluido y del material suspendido (tamao, forma y densidad de la partcula, junto con la densidad y la viscosidad del fluido).


Cuando la fuerza centrifuga acta en la direccin radial impide el paso de la partcula en este sentido y la partcula esta sujeta a una decantacin centrifuga. Si esta fuerza acta sobre una partcula venciendo el rozamiento, se mueve en forma radial hacia el exterior y si la fuerza de rozamiento es mayor, la partcula es llevada hacia adentro. La fuerza de rozamiento esta dada por la siguiente ecuacin:

UrdFr pi3= [9]

Donde: , viscosidad dinmica Ur, velocidad radial d, dimetro de la particula

mientras que la fuerza centrifuga esta dada por

( ) rVdFc /23 pi = [10]

donde:

, viscosidad dinmica V, velocidad tangencial de la partcula de radio r d, dimetro de la partcula y , son las densidades del slido y las del fluido respectivamente Igualando estas dos fuerzas, tenemos la velocidad radial:

( )[ ] rVdUr /*/*18/ 22 = [11]

Esta ecuacin permite afirmar que, mientras mayor sea la velocidad Terminal, ms grande es la velocidad radial y ms fcil resulta separara la partcula. La velocidad terminal de la partcula, se alcanza cuando la partcula cae en un campo gravitacional, de tal manera que otras partculas que pudieran estar presentes no interfieran en su cada; la velocidad empieza a aumentar hasta que las fuerzas acelerantes y de resistencia se igualan. Cuando se alcanza este punto, la velocidad de la partcula permanece constante durante el resto de la cada, logrando de esta manera una velocidad constante la cual es la velocidad terminal.

En un hidrocicln las partculas alcanzan rpidamente sus velocidades terminales y la separacin de slidos y fluidos generalmente envuelven tamaos de partcula suficientemente pequeas para poder asumir valida la ley de Stokes.


3.6.5 Parmetros de diseo22

El diseo de un hidrocicln se basa en el tamao de partcula, una vez establecido el tamao de partcula se determina el dimetro de corte, el cual es el aspecto ms importante de un hidrocicln, este parmetro ha sido relacionada por importantes variables semi-empricas por Bradley como:

( ) ( )[ ] ( )[ ]( )( ) ( )( )[ ]

( ) ( )[ ] ( )[ ]( )( ) ( )( )[ ]2/1

32.1

3

50

2/1

32.13

35

50

/min/5.4

///1032.8

=

=

cmgLQcPcmDc

xmD

mKghmQsmKgmDc

xxmD

fs

fs

[12]

Donde:

D50, Dimetro de corte Dc, Dimetro del cilindro Q, Caudal , Viscosidad dinmica del fluido s ,Densidad del slido f , Densidad del fluido

Para el diseo se deben tener en cuenta los siguientes parmetros:

Dimetro del hidrocicln Apertura de los dimetros Localizador de vrtice Dimensiones del cuerpo Geometra interna de la alimentacin

Dimetro del hidrocicln: El dimetro del hidrocicln es el dimetro del cilindro. Un hidrocicln de dimetro pequeo separa partculas de menor tamao, y la mayor cada de presin es dada por la mayor velocidad de flujo. Existen muchos tamaos de hidrociclones, los cuales van desde los 10 mm de dimetro hasta 48 pulgadas de dimetro; se utilizan materiales de plstico u xido de aluminio para

22 MCCABE, Op, cit., p. 987


hidrociclones pequeos y de acero inoxidable o dulce para hidrociclones grandes. Las unidades de porcelana de 1 a 4 pulgadas de dimetro para la separacin de tamaos finos se distribuyen por lo comn en unidades mltiples en paralelo.

Apertura de los Dimetros: Existen tres variables de diseo las cuales controlan el funcionamiento del hidrocicln; el dimetro de alimentacin Di (inletflow), y el dimetro de salida superior Do (overflow), los cuales controlan la cada de presin y el tamao de la separacin. El dimetro de salida inferior Du (underflow) el cual controla la relacin del flujo de salida. (Ver figura 3).

Para el dimetro de salida superior se deben tener en cuenta los siguientes aspectos:

El flujo del corto circuito a travs de la cima del hidrocicln y por debajo de la pared exterior del vrtice, ya que lleva consigo el volumen de los slidos gruesos, que al encontrarse en su camino al flujo superior, lo hace cambiar.

El lugar geomtrico de la velocidad vertical.

La separacin ms favorable es cuando el dimetro de salida superior es mayor al dimetro de alimentacin. Do>Di

Figura 4. Dimetros del hidrocicln

Fuente: Los autores 2008


Localizador de vrtice: Es la boquilla a travs de la cual se descarga la fraccin de slidos finos junto con el agua. Existe una longitud ptima del localizador del vrtice dependiendo del tamao y la distribucin de la alimentacin; un incremento en este, aumenta la remocin de las partculas gruesas y disminuye la eficiencia de remocin de las partculas finas. Si el localizador de vrtice es anulado, se presenta un valor bajo del dimetro de corte, pero se origina un flujo cortocircuito y las partculas gruesas se pierden en el flujo superior. Esto no ocurre con hidrociclones con dimetros mayores a 24 pulgadas, operando con partculas gruesas a una presin de alimentacin baja, debido a la sedimentacin gravitacional que presentan las partculas gruesas desde la trayectoria del flujo cortocircuito.

Dimensiones del cuerpo: El cuerpo est constituido por una seccin cilndrica y una seccin cnica. El largo de la seccin cilndrica va en un rango de 2/3Dc a 2Dc. El incremento en la longitud total o en la longitud de la seccin cilndrica a travs de la disminucin del ngulo del cono da un incremento en la capacidad y en la eficiencia.

Rietema sugiri un largo que cumpliera con la condicin L/Dc igual a 5 y que el ngulo del cono fuera menor a 30. Fontein propuso que la seccin cilndrica fuese lo mas corta posible para lo cual el ngulo mas eficiente fuese 15. Por razones prcticas ciclones pequeos 10-15 mm, tienen los ngulos ms angostos de 9 a 10. El aumento en el ngulo tiene el efecto de aumentar el dimetro del ncleo de aire y consecuentemente disminuir el volumen del flujo interior. Para mejorar esta situacin se recomienda dimetros grandes, en donde hay una menor disposicin a bloquearse y una mayor disponibilidad en la presin. Un ngulo de cono ancho, da un menor dimetro de corte para la misma velocidad de flujo, que para un ngulo angosto y por tanto ofrece la ventaja de una disminucin en los costos.

Geometra interna de alimentacin: La alimentacin interna puede variar en forma tipo y posicin. La forma de la alimentacin interna ha mostrado tener leve efecto sobre la eficiencia. Se ha encontrado que una alimentacin en forma rectangular, con un lado paralelo a la seccin central del equipo es la ms satisfactoria; aunque existe una construccin ms simple en forma circular.

La geometra ptima de un hidrocicln ha sido planteada como23:

23 SANTOSH. K Gupta. Momentum Transfer Operations. MaGraw Hill. 1979. p 255


2010

53/2

74

73

onoAngulodelc

DLongitud

entradaDiametrodeD

salidaDiametrodeD

c

c

c

[13]

3.6.6 Eficiencia de los hidrociclones

La eficiencia de un hidrocicln depende del dimetro de la partcula y del dimetro de corte de la partcula, el cual hace referencia a un punto, en donde el tamao de partcula da una eficiencia centrifuga del 50%; segn esto, entre mayor sea el tamao de la partcula mayor ser la eficiencia del hidrocicln.

Yoshika y Hotta graficaron la eficiencia en funcin del radio, para lo cual Bradley ajust una funcin analtica en la forma de la ecuacin Rossin-Rammrer-Benett:

=

3

50115.0

1 dd

eE, para 2% E 98% [14]

La ecuacin funciona con datos experimentales obtenidos por hidrociclones con dimetros desde 10 mm, lo cual cubre la mayora de los modelos a escala industrial.


4. METODOLOGA

4.1 REVISIN BIBLIOGRFICA

Para el desarrollo de esta fase se consult la informacin necesaria para fundamentar el desarrollo del proyecto, teniendo en cuenta aspectos bsicos como las generalidades del agua residual industrial en alimentos; caractersticas del agua residual industrial generada en Carulla Vivero S.A.; teora de la coagulacin y la floculacin donde se identifican los principales parmetros de diseo; teora de la floculacin lastrada explicando el funcionamiento de la planta piloto y los principales parmetros de diseo que se tuvieron en cuenta para su construccin en investigaciones anteriores; as mismo las eficiencias de remocin comparadas con las de floculacin convencional; de otra parte la recuperacin de la arena por medio de un hidrocicln identificando el principio de funcionamiento, los parmetros de diseo y las eficiencias de recuperacin.

Se consultaron diseos estadsticos que permitieran obtener el anlisis cuantitativo de los resultados de la experimentacin, con el fin de darle validez a la investigacin.

4.2 EQUIPOS Y MATERIALES

Para dar inicio a la parte experimental del proyecto, se trabaj en el laboratorio de aguas residuales de Carrulla Vivero S. A. donde se realizaron las pruebas de jarras, para conocer las dosis ptimas de los qumicos, contando con un equipo de Ensayo de Jarras E&Q F4-120 floculador (foto 1), fotmetro Filterphotometer PF-10 (foto 2), pHmetro WTW pH 330 SET 1 Merck (foto 3), beaker Boeco de 1000 mL (foto 4).

Foto 1. Equipo para Prueba de Jarras


Foto 2. Fotmetro



Foto 3. pHmetro


Foto 4. Beaker


Los qumicos utilizados en las pruebas fueron, policloruro de aluminio referencia EGA 1002 (Foto 5) distribuido por Evolucin Andina, el cual es un coagulante lquido inorgnico de apariencia mbar viscoso con una solubilidad completa en agua; y Policrilamida aninica referencia EGA 1027 (Foto 6) distribuido por EGA, el cual es un polvo granular blanco utilizado como floculante.

Foto 5. Coagulante EGA 1002


Foto 6. Floculante EGA 1027


La arena utilizada para cada una de las pruebas fue arena silcea pre-lavada malla 60 170 (Foto 7) adquirida en depsito de materiales en la zona de Puente Aranda de la ciudad de Bogot, la cual distribuye arenas provenientes de la cantera Pea Blanca ubicada en el departamento de Boyac.

Se utiliz un tacmetro Lutron DT-2236 (foto 8), el cual permita medir las revoluciones por minuto de los agitadores mecnicos en los floculadores 1 y 2 determinando de esta manera el gradiente de velocidad ptimo en la Unidad Piloto de Floculacin Lastrada.


Foto 7. Arena


Foto 8. Tacmetro


Para medir el parmetro de control de slidos suspendidos totales de las muestras obtenidas en la Unidad Piloto de Floculacin Lastrada, se cont con el equipo de filtracin para slidos, el cual consta de una bomba para vaco, un embudo con frita, Erlemeyer tubuladora lateral de 500 mL (foto 9), filtros milipore AP-40 (foto 10), Probeta de 100 mL, pinzas, agua destilada (foto 11), y estufa de secado (foto12).

Foto 9. Bomba de vaco y Erlemeyer


Foto 10. Filtros milipore AP-40


Foto 11. Probeta, pinzas, agua destilada


Foto 12. Estufa de secado



4.3 ACONDICIONAMIENTO DE LA UNIDAD PILOTO DE FLOCULACIN LASTRADA

La Unidad Piloto de Floculacin Lastrada (UPFL) diseada y construida por Rojas y Torrado, estaba provista de un tanque de igualacin con dosificador de caudal de orificio con cabeza constante, una cmara de aquietamiento de flujo ascendente, dosificadores por gravedad de coagulante y floculante de orif

T41.08 O5i

Documents

Transcript of T41.08 O5i