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Proceso de Potabilizacin


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QUE ES LA SEDIMENTACIN

Se entiende porsedimentacin a la remocin por

efecto

gravitacional

de

laspartculas en suspensin presentes en el agua. Estas partculas deberntener un peso especfico mayor que el fluido. La remocin de partculas ensuspensin en el agua puede conseguirse por sedimentacin o filtracin.De all que ambos procesos se consideren como complementarios.

La sedimentacin es, en esencia, un

fenmeno netamente fsico yconstituye uno de los procesos utilizados en el tratamiento del agua paraconseguir su clarificacin. Est relacionada exclusivamente con laspropiedades de cada de las partculas en el agua. Cuando se producesedimentacin de una suspensin de partculas, el resultado final sersiempre un fluido clarificado y una suspensin ms concentrada.


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CLASIFICACIN

Las partculas en suspensin sedimentan en diferente forma, dependiendo delas caractersticas de las partculas.

Es as que podemos referirnos a:

Sedimentacin de partculas discretas o sedimentacin simple:

Se depositan manteniendo su forma este es el caso que ocurre en unidadesllamadas DESARENADORES.

Sedimentacin inducida (partculas f loculentas): Partculasfloculentas son aquellas producidas por la aglomeracin de partculascoloides desestabilizadas a consecuencia de la aplicacin de agentesqumicos (coagulantes).

Las partculas se presentan principalmente en estado coloidal y es necesarioaadirles coagulantes qumicos y someterlas a procesos de coagulacin yfloculacin para incrementar su tamao o densidad antes del proceso de

sedimentacin.


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El dimetro de los flculos es variable desde menos de 0,001 mm hasta ms de 5mm, dependiendo de las condiciones de mezcla y floculacin (gradientes de

velocidad y tiempo de retencin). Willcomb clasifica los flculos por sutamao, tal como se indica en la figura:


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Funciones1. La funcin primaria consiste en la eliminacin de materia en suspensin.

2. La unidad de decantacin o clarificacin debe tambin recoger ydescargar un volumen de lodos.

3. Recoger los lodos con el menor volumen posible de agua, para facilitar suposterior manejo y tratamiento.

a) Zona de Entrada: La zona de entrada en un sedimentador es un conjuntode estructuras que debe permitir una distribucin uniforme del flujo deagua hacia la zona de sedimentacin.Las alteraciones del f lujo en la zona de entrada deben evitarse y su

presencia puede deberse a una velocidad excesiva del flujo en la entradadel sedimentador, o a que los orificios de ingreso sean muy grandes y elmovimiento de las paletas del floculador sea tal que comunica demasiadaenerga al flujo.

Zonas que conforman un sedimentador


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b) Zona de Sedimentacin: En esta zona se debe tener un nmero deReynolds lo ms bajo posible y el nmero de Froude ms elevado para

tender a un flujo laminar y estabilizar el flujo. En esta zona las lneas deflujo no deben encontrarse con ningn tipo de obstrucciones que alterensu trayectoria. Lo anterior colabora con la remocin de los slidos del agua.

c) Zona de salida: Esta zona se caracteriza por permitir una recoleccinuniforme de agua sedimentada a una velocidad tal que evite arrastrarflculos en el efluente.

d) Zona de depsitos de lodos: Almacena lodos sedimentados hasta elmomentos que se retire el reactor.


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1. Calidad de agua: Adicionalmente, variaciones de concentracin departculas o de temperatura producen variaciones de densidad del agua yoriginan corrientes cinticas o trmicas que, a su vez, generancortocircuitos hidrulicos en las unidades.

Al entrar agua ms fra al sedimentador, la masa de agua se desplaza por elfondo de este y produce el tipo de corriente indicada en la figura (a). Encambio, con agua ms caliente, se produce el fenmeno inverso, queaparece indicado en la figura (b).

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SEDIMENTACIN


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2. Condiciones hidrulicas :

Los criterios y parmetros hidrulicos de diseo (N Reynolds y Froude) tienengran influencia en la eficiencia de los sedimentadores o decantadores.

El flujo no debe tener una gradiente elevada y no debe tener obstrucciones , elflujo mezclado no favorece la sedimentacin

Debe haber un flujo uniforme de entrada tanto en el plano horizontal como

vertical. Si existe turbulencias pueden disiparse a lo largo del sedimentadorDebe existir una recoleccin uniforme del agua que no permita arrastre de losflocs.

3. Factores Externos : Paradjicamente, los factores externos al proceso desedimentacin son:

acondicionamiento previo, prcticas operacionales y factores ambientales,

son los que tienen ms influencia en la eficiencia de un sedimentador odecantador.


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Buena o inadecuada coagulaciny floculacin ocasionan, respectivamente,

altas o bajas eficiencias en los decantadores. Idntico comentario caberealizar acerca de la operacinyel estado de la unidad, as como sobre losprogramas de mantenimiento existentes.

A la vez, el viento, al soplar sobre la superficie de los sedimentadores,

puede producir corrientes de suficiente intensidad como para inducircambios en la direccin del flujo y alterar el precario equilibrio de lasmasas de agua. En unidades grandes el viento puede crear oleajes de ciertamagnitud, lo que interfiere el proceso o desequilibra la distribucin delflujo en las canaletas de salida.


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CONSIDERACIONES GENERALES1. Eficiencia y aplicacin:

Depende de la turbiedad del agua cruda. Si la turbiedad est en estadocoloidal, es preferible utilizar: coagulacin, floculacin, sedimentacin yfiltracin rpida.

2. Criterios de seleccin:

Parmetros de laboratorio (Velocidad de sedimentacin y turbiedad).

Seleccin del tipo de unidad: calidad del agua cruda, carga, costos,facilidad de operacin y mantenimiento, usos y recursos locales, facilidadde diseo y construccin.

Caudal de diseo: El caudal total entre el nmero de unidades, es elcaudal de diseo de c/u. Deben existir por lo menos 2 unid desedimentacin.

Diseo de las zonas de sedimentacin (Estructuras de: entrada, salida,drenaje y detalles constructivos).


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Clasificacin de las unidades de sedimentacin

Se clasifican de acuerdo al tipo de partcula que se remueva en cada unidad: SEDIMENTADORES O DECANTADORES ESTTICOS :

Se produce sedimentacin o decantacin con cada libre, en rgimen laminarturbulento o de transicin

DESARENADORES

UNIDADES DE FLUJO HORIZONTAL

UNIDADES DE FLUJO VERTCAL

UNIDADES DE FLUJO HELICOIDAL


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SEDIMENTADORES O DECANTADORES ESTATICOS


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Sedimentadores de Manto de lodos

El floculo no conserva su peso especifico, su tamao, ni su forma constante. Laspartculas pequeas que entran por el fondo son arrastradas por el flujo, al chocarestas con otras incrementan su tamao.

En la zona de lodos se promueve la floculacin y en la parte superior a ellaocurre la decantacin

La eficiencia de los decantadores de manto de lodo depende del tipo y la

dosis de coagulante, del uso de los polmeros, de la calidad del agua cruda, deltamao de las unidades (eficiencia es inversamente proporcional al tamao),

de la profundidad y concentracin del manto de lodos y principalmente de lacarga principal.

DECANTADORES DINAMICOS :

Se requiere una alta concentracin de partculas para incrementar las

posibilidades de contacto en un manto de lodos que tiene una concentracin departculas de 10 a 20 % en volumen, el floculo no conserva su peso especifico, sutamao, ni su forma constante.


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DECANTADORES DINAMICOS

caractersticas de los decantadores de manto de lodos

Componentes de un decantador de manto de lodos


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Unidades de Manto de Lodos con suspensin hidrulica


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DECANTADORES LAMINARES:

Para la remocin de partculas se consideran tres efectos :

a) Aumento del rea de sedimentacinb) Disminucin de la altura de cada de la partcula y

c) Rgimen de flujo laminar

de acuerdo con la direccin del flujo pueden clasificarse :

DE FLUJO HORIZONTAL

DE FLUJO INCLINADO

Parmetros de Diseo :

a) Zona de Entrada : La Pared Perforada debe cumplir con siguientesparmetros.

1.1 Los orificios deben estar a 1/5 a 1/6 de profundidad del sedimentador, desde lasuperficie del agua y los inferiores de a 1/5 de H.

1.2 La pared o cortina difusora se recomienda ubicarla entre 0.70 a 1 mt de lapared de sedimentador.

1.3 Las velocidades de 0.10 a 0.30 m/s


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b) Zona de Sedimentacin :

1. Velocidad de sedimentacin (de laboratorio).

2. Carga Superficial : Debe estar entre 15 m3/(m2.da) y 30 m3/(m2.da).

3. Perodo de retencin ( de 2 a 3 hrs :3 a 4 hrs : mximo 6)

4. Profundidad: Cunto menor es la profundidad del sedimentador menor es elperodo de retencin necesario.

5. Relacin LARGO-ANCHO.

6. Velocidad horizontal de

flujo mximo de 1.0 cm / seg.

7. La pendiente longitudinal

del fondo debe ser mayor al 2%.


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c) Zona de Lodos

Almacenamiento de lodos: Se recomienda almacenar del 10 al 20% delvolumen del sedimentador.

Descarga: Se recomienda que la tolva de lodos tenga un fondo con un nguloinclinacin de 45 a 60 o con pendiente del 4 a 8%.

d) Zona de Salida

Se realiza por vertederos, canaletas o tuberas perforadas.


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