Depuración física (Decantación)


 

 

 


 

DECANTACIÓN PRIMARIA

  • Alcanza a las partículas en suspensión o disolución en las aguas residuales que no pueden retenerse por su finura o densidad, y que tampoco pueden separarse mediante flotación por ser más pesadas que el agua
  • Se basa en la reducción de corriente por debajo de un determinado valor, eliminando así un 50 o 60 % de las materias en suspensión en el afluente. También se reducirá la DBO por que estas partículas de fango arrastrarán bacterias a su paso
  • Tipos de sedimentación 
    • De partículas discretas (desarenadores y decantadores primarios)
      • Decantar las partículas que no han sido retenidas en los desarenadores
    • De partículas indiscriminadas (decantadores primarios) 
      • No puede referirse a ningún tipo o tamaño de partícula a separar
    • De partículas floculadas y en floculación (decantadores secundarios de tratamientos químico y biológico - fangos activos -; también en decantadores primarios con recirculación de fangos en los secundarios) 
      • Sedimentación por zonas cuándo la concentración de partículas en el líquido es relativamente elevada (todos los decantadores)
      • Sedimentación por compresión cuando las partículas se encuentran en contacto físico unas con otras (todos los decantadores)
  • Variables de sedimentación
    • Tamaño de partículas
    • Peso específico de partículas
    • concentración de sólidos en suspensión
    • Temperatura
    • Tiempo de retención
    • Velocidad ascensional
    • Velocidad de flujo
    • Acción del viento sobre la superficie del líquido
    • Fuerzas biológicas y eléctricas
    • Cortocircuitos hidráulicos
  • Esquema de EDAR por proceso biológico
    • Entrada
    • Tratamiento mecánico
      • Desbaste (Reducción DBO5 de 5-10 %) generando sólidos
      • Desarenador  (Reducción DBO5 de 5-10 %) generando arena
      • Decantador primario  (Reducción DBO5 de 25-35 %) generando fango
    • Tratamiento biológico
      • Tanques de activación (Reducción DBO5 de 95 % máx.) generando fango
      • Decantador secundario (Reducción DBO5 de 95 % máx.) generando fango
  • Características de dimensionado de los decantadores
    • Entrada del afluente: La corriente de alimentación se difundirá de forma homogénea por todo el tanque desde el primer momento
    • Deflectores: Colocarlos a la entrada y salida de la balsa. El primero conseguirá una buena repartición del caudal afluente. El segundo retendrá las sustancias flotantes, grasas y espumas
    • Vertederos de salida: Deberá nivelarse. La relación del caudal afluente a la longitud total de vertido debe ser menor de 10 - 12 m3/h/m para no levantar los fangos sedimentados 
    • Decantadores: Características geométricas adecuadas
  • Posibles tipos de depuradoras
    • Estaciones sin decantación primaria
    • Estaciones con decantación, con simple emisión de decantación gruesa
    • Estaciones con decantación primaria convencional
    • Estaciones con decantación primaria de alto rendimiento  
  • Casos de decantación primaria obligatoria
    • Cuando se vierten posteriormente  las aguas en terreno para riego
    • Cuando se utiliza un sistema biológico de lechos bacterianos 
  • Casos de supresión de decantación primaria 
    • Ventajas
      • Mayor simplicidad de operación de la planta
      • Homogeneidad en la calidad del fango
      • Remoción del fango en un solo punto
      • Eliminación de malos olores al entrar el agua directamente al tanque de aireación si las aguas llegan en condiciones sépticas
      • Mejoría de la sedimentabilidad del fango activado
      • Aumento de la capacidad de absorción de puntas de carga, debido al mayor contenido de fangos en el tanque de activación
      • Posibilidad de no realizar el tratamiento de lodo en la planta (lagunajes) o bien su transporte a un punto exterior de tratamiento o eliminación
      • Mejora los sistemas con largos períodos de aireación con digestión aerobia en climas templados y cálidos
      • Almacenamiento de lodos en el tanque de aireación sin producción de olores hasta su extracción 
      • Ahorro económico de un 7-10 % en primera inversión, y de un 5-7 % en mantenimiento y explotación
    • Desventajas
      • Mayor consumo energético en el proceso biológico por fangos activos
      • Menor producción de gas en la planta
      • Peligro de formación en el depósito de aireación, posibilidad de formación de fangos flotantes en el decantador secundario y una capacidad de espesamiento más reducida del fango mezcla en algunos casos
      • Eliminación de un elemento de regulación hidráulica y de carga en la depuradora, frente a caudales punta y caudales de lluvia en los sistemas unitarios
      • Posibilidad de reducción de la capacidad de espesado de los lodos que se llevan posteriormente a digestión 

 

 


Sedimentación de aguas residuales

  • Depuración primaria como operación única o en etapas, según características del vertido y necesidades de depuración
  • Tipos de decantación
    • Decantación actuando sobre partículas de densidad > 1
      • Decantación natural
      • Floculación natural-decantación
      • Floculación química-decantación = tratamiento físico-químico
    • Decantación actuando sobre partículas de densidad < 1
      • Flotación natural
      • Flotación aireada
      • Flotación por aire disuelto (D.A.F.)
  • Fango sedimentable y eficacia de sedimentación
    • Medición de la cantidad de fango que se sedimenta en un cono de ensayo de 40 cm de altura (probetas cónicas de 1 litro de capacidad y graduadas en cm3) al cabo de dos horas
    • % de decantación = 100 ((a - b) / a)
      a: Sólidos sedimentables en el agua bruta
      b: Sólidos sedimentables en el efluente 
    • El aumento del tiempo por encima de una hora no compensa el incremento de rendimiento en la sedimentación
  • Parámetros de sólidos en suspensión
    DIÁMETROS DE PARTÍCULAS (mm) ORDEN DE MAGNITUD VELOCIDAD DE SEDIMENTACIÓN (mm/seg) TIEMPO NECESARIO PARA DECANTAR UN METRO
    10 Gravilla 1.000 1 segundo
    1 Arena gruesa 100 10 segundos
    0,1 Arena fina 8 2 minutos
    0,01 Cieno 0,147 2 horas
    0,001 Tamaño de bacterias 0,00154 7,5 días
    0,0001 Tamaño de partículas de arcilla 0,0000154 2 años
    0,00001 Tamaño de partículas coloides 0,000000154 206 años
 
  • Carga hidráulica y tiempo de retención
    • Carga hidráulica (CH) = Q / A
    • Tiempo de retención (tr) = V/ Q
      CH: Carga hidráulica en m3/m2*h
      Q: Caudal circulante a depurar en m3/h  
      A: Superficie horizontal en m2
      V: Volumen del tanque de decantación en m3/m2*h 
    • Sedimentación (en m/h) de partículas según FAIR a 10 ºC de temperatura 
      PARTÍCULA (PESO ESPECÍFICO)  ø (mm)  1,0 0,5 0,2 0,1 0,005 0,001 0,005
      Arena de cuarzo (2,65 Kg/dm3   502 258 82 24 6.1 0.3 0.06
      Carbón (1,5 Kg/dm3)   152 76 26 7.6 1.5 0.08 .015
      Materias en suspensión en el agua 
      residual doméstica (1,2 Kg/dm3)
        122 61 18 3.0 0.76 0.03 0.006

 

 

 

 
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