sedimentación

SEDIMENTACIÓN

Álvaro Castillo Miranda


Sedimentación es la operación mediante la cual los sólidos en suspensión en un fluido,

con una densidad superior a la del fluido, son separados del mismo, debido al efecto de la

gravedad

Las partículas pueden ser discretas o floculentas.

SEDIMENTACIÓN DE UNA PARTÍCULA DISCRETA EN UN FLUIDO EN REPOSO

Fuerza de Rozamiento

Empuje

F. Externa

FE

FR

Fp

dCgv sS SD

134

Ecuación General de sedimentación de una partícula discreta en un fluido en reposo

Movimiento de la partícula en un fluido con alto NR

CD: coeficiente de arrastre, adimensional.


CARACTERÍSTICAS DE UN MODELO IDEAL DE SEDIMENTACIÓN SEDIMENTACIÓN

• Distribución Uniforme de las partículas en la entrada.

• Flujo Horizontal en la zona sedimentación.

• La velocidad del agua es la misma en toda la sección transversal.

• Hidráulicamente la unidad se comporta con Flujo tipo Pistón

• Toda partícula que ingresa a la zona de Lodos se considera

removida.• Las partículas que ingresan al sedimentador se comportan como partículas discretas.

• La unidad tiene claramente definidas las zonas de Entrada,

Sedimentación, Lodos y Salida.


VELOCIDAD CRÍTICA DE SEDIMENTACION

Vs

VF

SEDIMENTACIÓN EN FLUJO HORIZONTAL DEL AGUA


VF

H

L

B

VS

𝑉 𝐹

𝐿=𝑉 𝑆

𝐻

𝑄𝐿∗(𝐵∗𝐻 )

=𝑉 𝑆

𝐻𝑉 𝑆𝐶=

𝑄𝐴𝑆

Carga Superficial

𝑣𝑠𝑖

𝑣𝑠𝑐

=𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑑𝑒𝐻𝑎𝑧𝑒𝑛

> 100 % sedimentan

< sedimenta el %

Eficiencia = f { }

A un desarenador cuya zona de sedimentación mide 1.0 m de altura; 1.50 m de ancho y 8 m de longitud, están entrando arena con las características que se observan en la siguiente tabla:

partículas A B C D E F G

Vs (mm/s) 4 5 6 7 8 8.5 9

mg/l 35 20 50 30 56 60 12

Determinar la eficiencia de esta unidad cuando le ingresa un caudal de 100 litros de agua por segundo.

Vo

A

Vsc

𝜃

B

SEDIMENTACIÓN DE PARTÍCULAS EN UN

SEDIMENTADOR DE ALTA TASA, DE PLACAS PLANAS.

Vo

A

Vsc

𝜃

B

Vsc

VxVy

𝜃

Vo

A

Vsc

𝜃

B

Vsc

VxVy

𝜃C

C

D

E

l

e

ZONA DE SEDIMENTACIÓNLa carga superficial de la unidad debe estar entre 120 y 185 m3/(m2.día) para placas angostas y de 200 a 300 m3/(m2.día) para placas profundas.Tiempo de detención: el tiempo de detención debe estar entre 10 min y 15 min.Número de Reynolds: El número de Reynolds (Re) debe ser menor a 500, se recomienda un Reynolds menor a 250.La inclinación de las placas debe ser de 55° a 60°.El espacio entre las placas debe ser de 5 cm.En caso de emplear placas de asbesto - cemento el espesor de la placa debe ser de 8 mm a 10 mm.

𝑹𝒉=𝑨𝒑

=𝒆∗𝑩

𝟐𝒆+𝟐𝑩=𝒆𝟐

De: longitud característica del sistema

𝑵 𝑹=𝟒𝑹𝒉∗𝑽 𝑶

=𝟐𝒆∗𝑽 𝒐

Vo: velocidad del flujo : viscosidad cinemática

DISPOSITIVO DE RECOLECCIÓN DE AGUA SEDIMENTADA

El agua sedimentada puede recolectarse mediante un sistema de tubos perforados sumergidos, canaletas o vertederos no ahogados, organizados

de modo que garanticen un caudal uniforme a lo largo de estos. La proporción de desborde del flujo sobre el vertedero debe ser de 6 a 12

m3/h por metro lineal.El nivel máximo del agua en el interior de la canaleta debe estar a una

distancia mínima de 0.10 m abajo del borde libre de la canaleta. No deben emplearse canaletas lisas, todas deben ser dentadas o con orificio.

El sistema debe cubrir la totalidad del área de sedimentación acelerada y debe constar de tuberías perforadas o canaletas que trabajen con un

tirante de agua no inferior a 8 cm.Con placas profundas para cada fila de placas debe dejarse un ducto de ingreso del agua por el fondo a una altura aproximada de 15 a 30% de la

longitud de la placa y…

DISPOSITIVO DE DISTRIBUCIÓN DE AGUA FLOCULADA

Con placas profundas para cada fila de placas debe dejarse un ducto de ingreso del agua por el fondo a una altura

aproximada de 15 a 30% de la longitud de la placa y…

VERTEDEROS

b

B

B

b

𝑄❑=1.32 𝑡𝑎𝑛(𝜃2 )∗h2.48Para Ɵ de 45°, 60° y 90°

sedimentación

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