2 1 2 2 2 3 e book

ELEARNI NG CONTRI BUCI ON DE LOS OPERADORES EN LA GESTI ON DE LAS AQUAS RESI DUALES

TOMO 2.

12.

22.

3

2.PRINCIPALESPROCESOS DETRATAMIENTO DEAGUASRESIDUALES

2. PRINCIPALES PROCESOS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES. 2.1. INTRODUCCIÓN. Explicación de las fases de tratamiento (primaria, secundaria, etc.), contribuyendo a las definiciones de las normativas.

2.1.1. Una vista general (Resumen).

Cada comunidad produce desechos líquidos y sólidos y emisiones al aire.Los residuos líquidos---aguas residuales---es esencialmente el suministro de agua de la comunidad después de que se ha utilizado en una variedad de aplicaciones (ver Fig. 2.1).Desde el punto de vista de las fuentes de generación de aguas residuales pueden definirse como una combinación de los desechos líquidos o agua retiradas de residencias, instituciones y establecimientos comerciales e industriales, junto con aguas subterráneas, aguas superficiales y aguas pluviales que puedenhaber presentes.

Fig.2.1.1 esquema de una infraestructura de aguas residuales

Wastewater Engineering, treatment and Reuse, Metcalf & Eddy,4th edition, 2003

Cuando aguas residuales no tratadas se acumulan y son llevadas a fosas sépticas, la descomposición de la materia orgánica que contiene dará lugar a condiciones molestas (desagradables), incluyendo la producción de gases malolientes.Además, las aguas residuales sin tratar contienen numerosos microorganismos patógenos que habitan en el tracto intestinal humano.Las aguas residuales también contienen nutrientes, que pueden estimular el crecimiento de plantas acuáticas y pueden contener compuestos tóxicos o compuestos que potencialmente pueden ser cancerígenos.Por estas razones, la eliminación inmediata y sin

molestias de las aguas residuales de sus fuentes de generación, seguida de tratamiento, reutilización o dispersión en el medio ambiente es necesaria para proteger la salud pública y el medio ambiente.

La ingeniería de aguas residuales es esa rama de la ingeniería ambiental en que se aplican los principios básicos de la ciencia y la ingeniería para resolver los problemas asociados con el tratamiento y reutilización de aguas residuales. El objetivo final de la ingeniería de aguas residuales es la protección de la salud pública de manera acorde con las preocupaciones ambientales, económicas, sociales y políticas.Para proteger la salud pública y el medio ambiente, es necesario tener conocimiento de (1) componentes de preocupación que contienen las aguas residuales, (2) impactos de dichos componentes cuando las aguas residuales son dispersadas en el medio ambiente, (3) transformación y destino a largo plazo de dichos componentes en los procesos de tratamiento, (4) métodos de tratamiento que pueden usarse para quitar o modificar los componentes que se encuentran en las aguas residuales y (5) métodos para su uso o eliminación de sólidos generados por los sistemas de tratamiento de aguas residuales.

Para proporcionar una perspectiva inicial en el campo de la Ingeniería de aguas residuales se define primero una terminología común seguida por (1) una discusión de las cuestiones que deben abordarse en la planificación y diseño de sistemas de gestión de aguas residuales y (2) el estado actual y nuevas perspectivas en ingeniería de aguas residuales.  Objetivos de los procesos de tratamiento de aguas residuales.

Tratamiento de aguas residuales es muy necesario por las razones antes mencionadas.

Es fundamental para: Reducción de sustancias orgánicas biodegradables en el medio ambiente: sustancias orgánicas con carbono, nitrógeno, fósforo y azufre, esta materia orgánica tiene que eliminarse por oxidación y darán lugar a gases que no se liberan o permanece en solución.

Reducción de la concentración de nutrientes en el medio ambiente: nutrientes como el nitrógeno y fósforo de las aguas residuales en el ambiente enriquecen los cuerpos de agua o los hacen eutróficos potenciando el crecimiento de algas y otras plantas acuáticas. Estas plantas agotan el oxígeno en cuerpos de agua y esto dificulta la vida acuática.

Eliminación de patógenos:los organismos que causan enfermedades en plantas, animales y seres humanos se llaman patógenos. Son también conocidos como microorganismos porque son muy pequeños para ser vistos a simple vista.Algunos ejemplos de microorganismos bacterias (por ejemplo vibro cholerae), virus (enterovirus, hepatits A, virus E), helmintos (schistosomamansoni, asarislumbricoides), protozoos (por ejemploentamoebahystolitica, giardialamblia) y hongos (por ejemplo candidaalbicans). Estos microorganismos se excretan en grandes cantidades en las heces de animales infectados y de seres humanos (Awuah y Amankwaa-Kuffuor, 2002).

Reciclaje y reutilización del agua:el agua es un recurso escaso y limitado, que a menudo se da por sentado. En la última mitad del siglo XX, la población ha aumentado dando como resultado

la presión sobre los ya escasos recursos hídricos. La urbanización también ha cambiado la naturaleza agraria de muchas áreas. El aumento de la población implica que tienen que cultivarse más alimentos para la creciente población y la agricultura como sabemos, es sin duda el mayor usuario de agua disponible, lo que significa que el crecimiento económico impone nuevas exigencias sobre las fuentes de agua disponibles. La distribución temporal y espacial del agua es también un gran desafío para las aguas subterráneas.

From: Wastewater Engineering, treatment and Reuse, Metcalf & Eddy,4th edition, 2003  Terminología En la literatura y en las regulaciones gubernamentales, han utilizado una variedad de términos para los componentes individuales de preocupación en las aguas residuales. La terminología utilizada comúnmente para términos y conceptos clave en el ámbito de la gestión de las aguas residuales se resume en la tabla 1-1. En algunos casos, la confusión y las percepciones negativas indebidas se cometen con el uso de los términos de contaminantes, impurezas y contaminantes, que a menudo se usan indistintamente.Para evitar confusiones, el constituyente del término se utiliza en este texto en lugar de estos términos para referirse a un compuesto individual o elemento, como nitrógeno amoniacal.La característica del término se utiliza para referirse a un grupo de componentes, tales como las características físicas o biológicas.

El término "lodo" se ha utilizado durante muchos años para denominar los residuos producidos en el tratamiento de aguas residuales.En 1994, Water EnvironmentFederation adoptó una política definiendo "biosólidos" como un producto de tratamiento de aguas residuales sólidos, principalmente orgánico que puede ser reciclado beneficiosamente.En esta política, "sólidos" se definen como los residuos que se derivan del tratamiento de aguas residuales. Los Sólidos que han sido tratados hasta el punto en que son convenientes para uso beneficioso se llaman "biosólidos."En este texto, los términos de sólidos y biosólidos se utilizan ampliamente, pero "lodo" continúa siendo utilizado, especialmente en casos donde se hace referencia material sólido no tratado y residuos químicos.

Tabla 2.1.1 Terminología comúnmente utilizado en el campo de la ingeniería de aguas residualesa. ______________________________________________________________________________________

Término

Definición

______________________________________________________________________________________

Biosólidos

Principalmente un producto de aguas residuales orgánico, semisólido que están estabilizados biológicamente o químicamente y son convenientes para el uso benéfico. b

Biosólidos Clase A

Biosólidos en los cualeslos patógenos (incluyendo virus entéricos, bacterias patógenas y huevos de helmintos viables) se reducen por debajo de los actuales niveles detectables de biosólidos.

b

Biosólidosen los cuales los patógenos se reducen a niveles que no suponen una amenaza para la salud pública y el medio ambiente para unas condiciones de uso específicas. Biosólidos de clase B no pueden ser vendidos o regalados en bolsas u otros envases o aplicado en jardines o huertos.

Características (agua residual)

Clases generales de constituyentes de las aguas residuales como física, química, biológica y bioquímica.

Composición

La composición de las aguas residuales, incluyendo a los componentes físicos, químicos y biológicos.

Constituyentesc

Componentes individuales, elementos o entidades biológicas como sólidos suspendidos o nitrógeno amoniacal.

Contaminantes

Componentes añadidos al agua suministrada debido a su uso.

Desinfección

Destrucción de microorganismos patógenos por medios físicos o químicos...

Efluente

Líquido descargado tras un proceso.

Fuentes no puntuales (fuentes difusas)

Fuentes de contaminación que se originan en varias fuentes sobre un área relativamente grande.

Impurezas

Componentes añadidos al agua suministrada debido a su uso.

Nutrientes

Elemento esencial para el crecimiento de plantas y animales. Los nutrientes en las aguas residuales, generalmente nitrógeno y fósforo, puede causar el crecimiento de indeseadas algas y plantasen lagos y arroyos.

Parámetros

Factor medible como la temperatura.

Fuente puntual

Cargas contaminantes vertidas en un lugar específico a través tuberías, emisarios y métodos de transporte de plantas de tratamiento de aguas residuales municipales o de instalaciones de tratamiento de aguas residuales industriales.

Contaminantes

Componentes añadidos al agua suministrada debido a su uso.

Biosólidos Clase B

Continúa en la siguiente página

Table 2.1.1 Continuación de la página anterior ______________________________________________________________________________________

Término

Definición

______________________________________________________________________________________

Recuperación

Tratamiento de aguas residuales para uso posterior, reutilización ol acto de reutilización de aguas residuales tratadas.

Reciclaje

La reutilización de aguas residuales tratadas y biosólidos para propósitos beneficiosos.

Purificación

Tratamiento de aguas residuales a un nivel conveniente para una variedad de aplicaciones incluyendo reutilización potable directa o indirecta.

Reutilización

Uso de aguas residuales recicladas o purificadas o biosólidos estabilizados.

Lodos

Sólidos extraídos de las aguas residuales durante el tratamiento.

Los sólidos que son tratados se conocen más como biosólidos.

Sólidos

Material extraído de las aguas residuales por separación por gravedad (por clarificadores, espesantes y lagunas) y es el residuo sólido de operaciones de desecación. ______________________________________________________________________________________

a

Adaptación, en parte, de Crites and Tchobanoglous (1998)

b

U.S. EPA, 1999

c

Para evitar confusiones, el término "Componentes" se utilizará en este texto en lugar de contaminantes, impurezas y contaminantes

Table 2.1.2. Niveles de Tratamiento de Aguas Residualesa Nivel de Tratamiento

Descripción

Pretratamiento

Eliminación de constituyentes de las aguas residuales como trapos, palos, inflables, arena y grasa que puede provocar problemas operacionales con las operaciones de tratamiento, procesos y sistemas auxiliares o mantenimiento.

Primario

Eliminación de una porción de los sólidos en suspensión y materia orgánica de las aguas residuales.

Primario Avanzado

Mayor eliminación de sólidos suspendidos y materia orgánica de las aguas residuales. Normalmente se logra por adición química o filtración.

Secundario

Eliminación de materia orgánica biodegradable (en solución o suspensión) y sólidos suspendidos. Desinfección también normalmente está incluida en la definición de tratamiento secundario convencional.

Secundario con eliminación de nutrientes

Eliminación de materia orgánica biodegradable, sólidos en suspensión y nutrientes (nitrógeno, fósforo, o nitrógeno y fósforo).

Desinfección

Destrucción de microorganismos patógenos por medios físicos o químicos.

Terciario

Eliminación de residuos sólidos en suspensión (después del tratamiento secundario), generalmente filtración a través de medio granular o microfiltros.

Desinfección suele ser también una parte del tratamiento terciario. Eliminación de nutrientes a menudo se incluye en esta definición.

Avanzado

Eliminación de materiales disueltos y suspendidos restantes después del tratamiento biológico normal cuando sea necesario para diversas aplicaciones de reutilización de agua.

a Adaptación, en parte, deCrites and Tchobanoglous (1998)

Fig. 2.1.2 Esquema de una planta convencional de tratamiento de aguas residuales.a

a

th

Wastewater Engineering, treatment and Reuse, Metcalf & Eddy,4 edition, 2003

ÂżQuĂŠ proceso debemos seleccionamos para eliminar los contaminantes de las aguas residuales?

Fig. 2.1.3 Organigrama de las operaciones y procesos en un planta de aguas residuales convencionalesb

b

th

Operation of Wastewater Treatment Plants, 7 edition,2008

Tabla 2.1.3. Operaciones y procesos utilizados para eliminar los componentes encontrados en las aguas residuales.

Componente

Proceso

Sólidos Suspendidos

Cribado Desarenado Decantación Flotación Precipitación química Filtración profunda Filtración superficial

Materia Orgánica biodegradable

Sistemas de crecimiento suspendido en condiciones aeróbicas Sistemas de crecimiento en biopelícula en condiciones aeróbicas Sistemas de crecimiento suspendido en condiciones anaeróbicas Sistemas de crecimiento en biopelícula en condiciones anaeróbicas Sistemas de lagunaje Sistemas físico-químicos Oxidación química Oxidación avanzada Filtración con membranas

Nutrientes Nitrógeno

Oxidación química (cloración de punto de interrupción) Sistema de crecimiento suspendido de nitrificación-desnitrificación Sistema de biopelícula de nitrificación-desnitrificación Separación por aire Intercambio iónico

Fósforo

Tratamiento químico Eliminación biológica de fósforo

Nitrógeno and fósforo

Patógenos

Sistemas biológicos de eliminación de nutrientes

Compuestos de cloro Dióxido de Cloro Ozono RadiaciónUltravioleta (UV)

Sólidos Coloidales y disueltos

Membranas Tratamiento químico Adsorción de carbono Intercambioiónico

Componentes orgánicos volátiles

Separación por aire Adsorción de carbono OxidaciónAvanzada

Olores

Lavadores de gases químicos Adsorción de carbono Biofiltros Filtros de compostaje

PREGUNTAS 2.1A ¿De dónde vienen las bacterias causantes de enfermedades en las aguas residuales?

2.1B ¿Qué significa el término "patógenos"?

2.1C ¿Qué es lo más frecuentemente utilizado para desinfección de agua residual tratada?

2.1D ¿Cuál es el propósito del pretratamiento?

2.1E ¿Qué es el tratamiento primario?

2.1F ¿Qué es el tratamiento terciario?

2.1G Indique métodos o procesos para eliminar sólidos suspendidos de las aguas residuales.

2.1H Indique métodos o procesos para eliminar compuestos orgánicos biodegradables de las aguas residuales.

2.1I ¿Qué significa reducción de la concentración de nutrientes en el medio ambiente?

2.1J Indique métodos o procedimientos para eliminar el nitrógeno de las aguas residuales.

2.1K Indique métodos o procedimientos para eliminar el fósforo de las aguas residuales.

RESPUESTAS 2.1A Las bacterias causantes de enfermedades en las aguas residuales proceden de los desechos del cuerpo de los seres humanos o de animales que tienen una enfermedad.

2.1B Patógeno significa que causan enfermedades.

2.1C La cloración es proceso más utilizados para desinfección de aguas residuales tratadas.

2.1D El propósito del pretratamientoes la eliminación de los componentes de aguas residuales como trapos, palos, inflables, arena y grasa que puede provocar problemas operacionales con las operaciones de tratamiento, o mantenimiento de los procesos.

2.1E El tratamiento primario es la eliminación de una porción de los sólidos en suspensión y materia orgánica de las aguas residuales.

2.1F El tratamiento terciario es la eliminación de residuos sólidos en suspensión (después del tratamiento secundario), generalmente por filtración a través de medio granular o microfiltros.

La desinfección suele ser también una parte del tratamiento terciario. La eliminación de nutrientes a menudo se incluye en esta definición.

2.1G Desarenado, sedimentación y altas tasas de clarificación, aclaración de alta tasa, flotación, precipitación química, filtración profunda, filtración superficial.

2.1H Sistemas de crecimiento en suspensión en condiciones aeróbicas, Sistemasde crecimiento en biopelícula en condiciones aeróbicas,Sistemas de crecimiento en suspensión en condiciones anaeróbicas,Sistemas de crecimiento en biopelícula en condiciones anaeróbicas,Sistemas de lagunaje, Sistemas físico-químicos, Oxidación química, Oxidación avanzada, Filtración con membranas.

2.1I Los nutrientes, como el nitrógeno y fósforo, de las aguas residuales en el ambiente enriquecen los cuerpos de agua o los hacen eutróficos favoreciendo el crecimiento de algas y otras plantas acuáticas. Estas plantas agotan el oxígeno en cuerpos de agua y esto dificulta la vida acuática.

2.1J Oxidación química (cloración de punto de interrupción), Sistema de crecimiento suspendido de nitrificación-desnitrificación, Sistema de biopelícula de nitrificacióndesnitrificación, extracción por aire, intercambio iónico.

2.1K Dos métodos (principalmente): tratamiento químico, eliminación biológica de fósforo.

2 2 Pre-tratamiento 2. 2.1 Rejillas- microrejillas

Para la manipulación y eliminación de arenillas , grasas, aceites y manipulación y separación de la grasa 2 2.2 Medición de caudal 2 2.3 Flujo ecualización

2. 2.1 Screens-Microscreens DETECCIÓN ( Ingeniería para aguas servidas, el tratamiento y la reutilización, Metcalf & Eddy,4 th edition, 2003 ) La primera unidad de operación que se suele encontrar en las plantas de tratamiento de aguas residuales suele ser las rejillas, es un dispositivo con aberturas, generalmente de tamaño uniforme, que se usa para retener los sólidos que se encuentran en el influente de las aguas residuales que entran a la planta de tratamiento y se combinan con sistemas de recolección de aguas residuales de desborde, en especial de las aguas pluviales. El papel principal de la selección es para eliminar materiales toscos de la corriente que podría (1) daños posteriores equipos de proceso, (2) reducir el proceso de tratamiento fiabilidad y eficacia, o (3) contaminar ríos. las rejillas pequeñas se utilizan después de las rejillas mas gruesas para una mayor absorción de los sólidos. Esto es necesario para la creación de un (1) proteger el resto de equipos (2) eliminar los materiales que pueden inhibir la reutilización de biosólidos.

En la utilización de los dispositivos de las rejillas se deben considerar todos los aspectos de proyecciones extracción, transporte y disposición. Las consideraciones que incluyen son : (1)Tener en cuenta el grado de extracción necesaria para que la eliminación llevada a cabo por las rejillas sea la optima evitando su colmatamiento, (2) higiene y seguridad de los operadores que trabajan con las rejillas debido a que contienen microorganismos patógenos y atraen a los insectos, (3) olor potencial, y (4) requisitos para la manipulación, el transporte y la eliminación, por ejemplo de la eliminación de materia orgánica (por lavado) y la reducción del contenido de agua (prensado), y (5) las opciones de disposición final. Por lo tanto, se requiere un conocimiento adecuado para la utlizacion correcta de las rejillas Clasificación de las rejillas Hay dos tipos generales de rejillas, las rejillas gruesas y las rejillas finas, se utilizan en tratamiento preliminar de las aguas residuales. Las rejillas gruesas tienen un rango de tamaños que van de 6mm a 150 mm (0,25 a 6 pulgadas); las finas tienen rangos menores de 6 mm (0.25 pulgadas). Las microrejillas, por lo general tienen las aberturas del filtro es inferior a 50 µm, se utilizan principalmente en quitar los sólidos de efluentes tratados.

El elemento puede estar formado por barras paralelas, varillas o alambres, rejilla, malla de alambre, o placa perforada, y las aberturas pueden ser de cualquier forma, pero en

general son circulares o ranuras rectangulares. Una rejilla compuesta de barras paralelas a menudo se denomina "bar rack" o una rejilla gruesa se utiliza para la eliminación de sólidos gruesos. Las rejillas son dispositivos que constan de placas perforadas y tela de alambre que tienen aberturas más pequeñas. Los materiales extraídos por estos dispositivos son conocidos como proyecciones.

Rejilla de grueso (Bar) En el tratamiento de aguas residuales, las rejillas de grueso se utilizan para proteger las bombas, válvulas, tuberías y otros accesorios de daños o suciedad por trapos y objetos de gran tamaño, las plantas de tratamiento de residuos industriales puede o no puede tener, dependiendo de la naturaleza de los residuos, de acuerdo con el método utilizado para limpiar las rejillas de grueso pueden clasificar de limpieza manual o automática Pantallas grueso de limpieza manual las rejillas de grueso de limpieza manual se utiliza con frecuencia antes de las bombas en las estaciones de bombeo pequeñas de aguas residuales y a veces se usa en la captación de las pequeñas y medianas plantas de tratamiento de aguas residuales. a menudo se utilizan para los canales de desvío durante períodos de flujo alto, cuando se están reparando las rejillas de limpiezas automáticas , o en caso de que se produzca un fallo de alimentación. Normalmente, las rejillas de limpieza automática se utilizan antes que las de limpieza manual para minimizar trabajo y reducir el riesgo de inundaciones debido a la obstrucción, Se debe de realizar una perforación para el drenaje en la parte superior del rack, en caso de obstrucción de las rejillas.

Las rejillas deben estar diseñadas para evitar la acumulación de arena y otros materiales pesados tanto por delante como por detrás de la rejilla. El canal de agua residual debe estar al mismo nivel o debe tener una inclinación hacia abajo a través de la pantalla sin bolsillos para recoger sólidos. El canal debería tener una aproximación directa, de forma perpendicular a la pantalla con barras, para promover distribución uniforme de los sólidos en toda la rejilla. Estos son los datos tipicos del diseño de rejillas de limpieza mecánica y a mano Tabla 2.2.1 .

Tabla 2.2.1 . Datos tipicos del diseño de rejillas de limpieza mecánica y a mano

Bar de limpieza mecánica: el diseño de pantallas con barras de limpieza mecánica ha evolucionado con el paso de los años para reducir los problemas en el funcionamiento y en el mantenimiento y la mejora de la eliminación de las proyecciones. Muchos de los nuevos diseños incluyen un amplio uso de materiales resistentes a la corrosión como acero inoxidable y plásticos. Las rejillas de limpieza mecanica se dividen en cuatro tipos principales: (1) por cadena, (2) por rastrillo, (3) catenaria, y (4) correa continua. Las rejillas con barras se utilizaron ampliamente en el pasado, sin embargo, han sido sustituidas en gran medidapor otros tipos de rejillas . Los datos típicos para el diseño mecánico de limpieza también se incluyen en la tabla 2.2.1 . Ejemplos de los diferentes tipos rejillas de limpieza mecánica se muestran en la Fig. 2.2.2 y las ventajas y desventajas de cada tipo se presentan en la tabla 2.2.2 .

Fig.2.2.2. Mecanismo típico para limpieza de gruesos : ( A ) Limpieza frontal accionados por una cadena, ( B ) alternativo el rastrillo, ( C ) catenaria y ( d ) correa continua.

Adaptado de Wa stewater ingeniería, tratamiento y reutilización, Metcalf & Eddy,4

th

edition, 2003

Rejillas Accionadas por cadena estas rejillas se limpian automáticamente y pueden ser divididos en categorías en función de si la rejilla se desvía para limpiar desde la parte frontal (anterior) lateral o en la parte posterior (posterior) y si los rastrillos vuelven a la parte inferior de la pantalla con barras de la parte delantera o trasera. Cada tipo tiene sus ventajas y desventajas aunque el modo general de funcionamiento es similar. En general, la limpieza de estas rejillas (véase la Fig. 2.2 .2a) son más eficientes en términos de retención de sólidos capturados, pero son menos resistentes y son susceptibles a las interferencias por sólidos que recogen en la base del rastrillo, en la limpieza , retorno delantero, estos sistemas rara vez se utilizan para las plantas queutilizan las alcantarillas donde objetos de gran tamaño pueden atascar los rastrillos. En la parte delantera se limpianlas rejillas , y por la parte trasera vuelcan

los rastrillos ekimnando la suciedad de los rastrillos hacia el lado de salida , posteriormente pasan por debajo de la parte inferior de la pantalla, y limpian las barras de la rejilla con la elevación del rastrillo. Las posibilidades de bloqueo se minimizan, aunque es necesario sellar la bolsa debajo de la rejilla.

En la parte de atrás se limpian las rejillas con los rastrillos para proteger las barras de la rejilla de los daños causados por la suciedad. Sin embargo, una limpieza de rejilla es más susceptible a los sólidos arrastrados a aguas residual . El bar rack de la limpieza posterior, las pantallas se volverá menos resistente que los otros tipos porque la parte superior del rack es hace que los dientes de rastrillo puedan pasar. La mayoría de las rejillas accionadas por cadena comparten las desventajas de que hay que sumergir las ruedas dentadas del sistema las cuales requeriran frecuente atención del operador, por lo que son difíciles de mantener. las desventajas adicionales incluyen el ajuste y la reparación de las cadenas pesadas, y la necesidad de pintura de los canales para la inspección y reparación de parte sumergida.

Rejilla con rastrillo trepador (trepadora) (véase Fig2.2.2b) imita los movimientos de una persona utilizando un rastrillo. El rastrillo se desplaza a la base de la pantalla, se acopla las barras, y tira de la proyección de la parte superior de la rejilla por donde se sacan. La mayoría de los diseños utilizan un mecanismo de tracción para el rastrillo, los motores ya sea eléctrico o hidráulico se encuentran sumergidos. Una de las principales ventajas es que todas las piezas que requieren mantenimiento están por encima de la línea del agua y puede ser fácilmente inspeccionado y mantenido sinvaciar el canal. La parte delantera se limpia con el rastrillo minimizando los sólidos arrastrados. La pantalla utiliza sólo un rastrillo en vez de varias como consecuencia de ello estas rejillas tienen una capacidad limitada para manejar cargas pesadas de los solidos extraidos del agua residual sobre todo en canales profundos de gran tamaño.

Se requiere una gran altura de techo para acomodar el mecanismo del rastrillo lo que puede limitar su uso en aplicaciones de reconstrucción.

Rejilla catenaria: la rejilla catenaria es un tipo de limpieza frontal accionados por una cadena, pero no tiene las ruedas dentadas sumergida. En la rejilla catenaria (véase la Fig. 2.2 .2c), el rastrillo se engancha en la cremallera por el peso de la cadena. Si los objetos pesados atascan las rejilla los rastrillos pasar sobre ellos en lugar de bloquearse. La pantalla, sin embargo requiere un mayor espacio para la instalación.

Rejillas de correacontinua: Este sistema es relativamente nuevo para usado limpieza de aguas en los Estados Unidos, es un sistema continuo, con mecanismo de auto-limpieza de la correa que elimina los sólidos finos y gruesos (véase la Fig. 2.2 .2d). Un gran número de elementos

selección (rastrillos) están conectados a las cadenas de transmisión, el número de elementos selección depende de la profundidad del canal. Los huecos de las rejillas son de 0.5 a 30 mm (0.02 a 1.18 pulgadas), que puede ser usado como rejilla gruesa o fina . Los ganchos que sobresale de la correa se usan para capturar elementos sólidos grandes como latas, palos y trapos. La rejilla no tiene sumergida la rueda dentada Tabla 2.2.2 .

Ventajas y desventajas de los diversos tipos de filtros de barra Tipo de pantalla

Ventajas

Desventajas

Múltiples elementos de limpieza (corto ciclo de limpieza)

Unidad con partes móviles sumergidas que requieren mantenimiento del canal de desagüe

Utilizado para aplicaciones de servicio pesado

Las proyecciones menos eficientes, es decir, contaminación residual de las proyecciones en canal las aguas residuales

Cambio de pantalla Limpia delantero/trasero volver

Parte delantera limpiar/retorno delantero

Múltiples elementos de limpieza (corto ciclo de limpieza)

Proyecciones muy poco arrastre

Unidad ha sumergido partes móviles que requieren mantenimiento canal de desagüe Sumerge las piezas móviles (cadenas, ruedas dentadas y ejes) por lo que son objeto de suciedad Objetos pesados puede causar atascos de rastrillo

Limpieza trasera/Retorno trasero

Múltiples elementos de limpieza (corto ciclo de limpieza)

Unidad sumerge partes móviles que requieren mantenimiento del canal de desagüe

Sumerge partes móviles (cadenas, piñones y ejes) están protegidos por una barra de bar rack

Los dientes Largos del rastrillo son susceptibles a la rotura Un cierto grado de susceptibilidad a las proyecciones sobrante

Rastrillo Alternativo

No sumerge partes móviles, el mantenimiento y las reparaciones se pueden realizar sobre suelo de funcionamiento Puede manejar objetos grandes (ladrillos, neumáticos, etc. )

Rastrillado eficaz de proyecciones y cumplimiento eficiente de las proyecciones

Para canales de alto nivel del agua puede sumergir el motor del restrillo y causar quemado del motor Requiere más espacio que otras pantallas Tiempo de ciclo largo rastrillo; capacidad puede limitar

Relativamente bajos costes de funcionamiento y de mantenimiento

Acumulación de arena delante de la barra pueden impedir movimiento del rastrillo

Construcción de acero inoxidable reduce la corrosión

Costo relativamente alto debido a construcción de acero inoxidable

Alta capacidad de flujo Catenaria

Las ruedas motrices no están sumergidas; la mayoría se puede hacer mantenimiento por encima de la planta de operaciones

Pues el diseño se basa en el peso de la cadena de conexión de rastrillos de bares, las cadenas son muy pesados y difíciles de manejar

Margen requerido es relativamente baja

Debido al ángulo de inclinación de la pantalla (de 45 a 75 grados), pantalla tiene un gran tamaño

Múltiples elementos de limpieza (corto ciclo de limpieza)

El desajuste puede ocurrirsi hay un atasco por ramas

Puede manejar objetos de gran tamaño

Puede emitir olores al ser de diseño abierto

Proyecciones muy poco arrastre Correa continua

La mayoría se puede hacer mantenimiento sobre suelo de funcionamiento

Reparación o sustitución de los elementos es una proyección tiempo y operación costosa

Unidad es difícil de atasco

Cuadro 2.2.3 Principales tipos de rejillas para el tratamiento preliminar de las aguas residuales

Tabla 2.2.4 .

Datos típicos de eliminación de DBO y SST con rejillas que se utilizan para sustituir Decantacion primaria

Tipo de rejilla Parabólica fija cilindro giratorio

Tamaño de las aberturas En Mm 0,0625 1.6 0,01 0.25

Por Ciento extracción DBO TSS 5-20 5-30 25-50 Entre 25 y

A la extirpación real obtenido dependerá de la naturaleza de la recolección de las aguas residuales

Las aguas residuales y tiempo de retencion.

Fig. 2.2.3 . típico las pantallas: (A) tamiz estática, (B) Cilindro giratorio y (C) por etapas. las rejillas, los residuos se mueven hacia arriba de la rejilla por medio placas móviles y fijas verticales.

Adaptado de Wa stewater ingeniería, tratamiento y reutilización, Metcalf & Eddy,4

th

edition, 2003

Adaptado de Wa stewater ingeniería, tratamiento y reutilización, Metcalf & Eddy,4

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Diseño de rejillas Las rejillas finas Las aplicaciones de estas rejillas son de un amplio espectro; incluyen tratamiento preliminar (con otras rejillas con barras gruesas), tratamiento primario (como un sustituto de decantadores primarios), y también se pueden utilizar junto con las rejillas de las alcantarillas pudiéndose utilizar para eliminar los sólidos de los vertidos que puedan causar problemas de obstrucción en los filtros de percolación.

Las rejillas de pretratamiento y tratamiento primario Las rejillas utilizadas para el pretratamiento pueden ser (1) estática (fija), (2)cilindro giratorio, o (3) tipo de paso. Por lo general, las aberturas varían de 0,2 a 6 mm (0.01 a 0.25 pulgadas).

Algunos ejemplos de las pantallas se muestran en la Fig. 2.2.3 ., Y alguna información descriptiva se encuentra en el Cuadro 2.2.3 , y a continuación se presenta información adicional. En muchos casos, la aplicación de las rejillas se limita a las plantas con presión debido a que a través de las rejillas no es un problema.

Las rejillas se pueden utilizar para sustituir el tratamiento de pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales, hasta 0,13 m 3 /s (3 mg/d) en capacidad de diseño . Las típicas tasas de extracción de DBO y SST se muestran en la Tabla 5-5. Las rejillas de malla de acero especial o

forma de cuña se utilizan barras. Utilizando aspersores de agua para mantener el sistema medio limpio. La presión de estos sistemas van de 0,8 a 1,4 m (de 2,5 a 4,5 pies).

Las tamices estaticos : (véase la Fig. 2.2 .3a) suelen tener 0,2 a 1,2 mm (0.01 a 0.06 pulg) y están diseñados para caudales de entre 400 y 1200 L/m 2 • min (de 10 a 30 gal/ft 2 • min) . La Presión varía de 1,2 a 2 m (de 4 a 7 pies). El tamiz normalmente consta de pequeños agujeros de , acero inoxidable con forma de cuña y las barras con la parte plana de la cuña orientada al flujo. Una superficie suficiente es necesaria para la instalación y las rejillas deben limpiarse una vez o dos veces al día, con alta presión de agua caliente, vapor o desengrasante para eliminar la grasa acumulada. Esta tecnología es generalmente aplicable a las plantas más pequeñas o para las instalaciones industriales.

Las rejillas de cilindro : (véase la Fig. 2.2 .3b), la proyección o esfuerzo medio se monta en un cilindro que gira dentro de un canal de flujo. La construcción varía, principalmente con respecto a la dirección del flujo . El flujos de aguas residuales va de los extremos del tambor y hacia fuera a través de la rejillas con los sólidos de la superficie interior, o en la parte superior de la unidad y donde pasan los solidos desde el interior hacia el exterior de la unidad ,las rejillas son aplicables para el flujos que varían de 0,03 a 0,8 m 3 /s (0,7 a 19 mg/d), mientras que las rejillas que son alimentados externamente son aplicable para caudales inferiores a 0,13 m 3 /s (3 mg/d (Laughlin & Roming, 1993). las rejillas del cilindro están disponibles en varios tamaños, desde 0,9 a 2 m (3 a 6,6 pies) de diámetro y de 1,2 a 4 m (de 4 a 13,3 pies) de longitud.

Las rejillas por etapas. Son las mas utilizadas en Europa. El diseño consta de dos pasos de forma fina de placas verticales, una fija y otra móvil (véase la Fig. 2.2 .3c). Las placas pasan alternativamente por el ancho de un canal abierto y juntos forman una sola cara de rejillas.

Las placas móviles giran con un movimiento vertical. a través de este movimiento, los sólidos capturados en la rejilla se elevan automáticamente hasta el siguiente paso, y finalmente son transportados a la parte superior de la rejilla donde se descarga en una tolva receptora. El patrón circular de las placas móviles proporciona una auto-limpieza característica de cada paso. rangos normales de las aberturas entre las placas de la rejilla son de 3 a 6 mm (0.12 o 0.24 in), sin embargo, las aberturas pequeñas son de hasta 1 mm (0.04 in). Los Sólidos atrapados en la pantalla también crear un "filtro" que mejora rendimiento de extracción sólidos. Además de las aguas residuales, Estos sistemas pueden ser utilizadas para la extracción de sólidos de los desechos sépticos, Fnagos primarios o biosólidos digeridos.

Microrejillas (Se utiliza principalmente para los vertidos, efluente secundario y de la estabilización de efluentes de estanques) En el Pretratamiento de las aguas residuales se puede utilizar el istema de filtro sumergido (Tratamiento preliminar y primario al mismo tiempo, lo que equivale a una fosa séptica y al tratamiento previo) .

Para aguas residuales sin tratar puede eliminar incluso del 90% de los sólidos en suspensión y más del 50% de DBO total 5 !!!.

Las microrejillas involucran el uso de baja velocidad (hasta 4 r/min), con un retrolavado , girando las rejillas del cilindro bajo la influencia de la gravedad, estas condiciones condiciones de flujo se pueden ver en la Fig 2.2.4 . El filtro tiene aberturas de 10 a 35 mm y se colocan en la periferia del cilindro. Las aguas residuales van desde el extremo abierto del tambor y fluye hacia el exterior a través de la rotación del paño del tambor(cilindro) , los sólidos son retrolavados por chorros a alta presión en un recipiente situado en el tambor en el punto más alto ( el filtro de paño se pueden usar en tratamiento avanzado de aguas residuales.) Las principales aplicaciones para microrejillas son, en la eliminación de sólidos en suspensión en decantación primaria, secundaria y efluentes de efluentes de estanques.

La eliminación de sólidos suspendidos con microrejillas(microfiltros) oscila entre 10 y 80 por ciento, con un rendimiento medio de 55 por ciento. Los problemas registrados con microrejillas incluyen la incompleta eliminación de los sólidos y de la incapacidad de manejar las fluctuaciones de sólidos, lo cual reduce la velocidad de rotación del tambor de lavado y menos frecuentes de las rejillas para obtener una mayor eficiencia de eliminación,.

El diseño funcional de un microfiltro implica (1) caracterizar los sólidos en suspensión con respecto a la concentración y el grado de floculación, (2) seleccionar los parámetros de diseño que no sólo asegurar capacidad suficiente para atender las cargas hidráulicas máximas, sino que también cumplan con requisitos de rendimiento operativo en el rango esperado de cargas hidráulicas y sólidos, y (3) contralar la limpieza las instalaciones para el mantenimiento de la capacidad de la pantalla(rejillas). La información de diseño para microfiltros se presenta en la tabla 2.2.5 . Debido a la gran variabilidad en el rendimiento de los microfiltros (microrejillas),Se recomienda el estudio mediante el uso de planta piloto , especialmente si las unidades se utilizan para eliminar los sólidos de efluentes de estanques , que pueden contener cantidades significativas de las algas.

Fig.2.2.4. Microrejillas(microfiltros) utilizados en el tratamiento de aguas residuales en sustitución de tratamiento primario: (A) tipo de disco con estructura de acero inoxidable y (B) tamiz de tipo tambor(cilindro) . El tamaño de las aberturas en ambas pantallas es de 250 mm Tabla 2.2.5 . típico microsfiltro información de diseño para la utilización en efluentes secundarios de

Una

adaptada en parte de Tchobanoglous, 1988.

Tambor(cilindro) giratorio de rejilla fina Los flujos de las aguas residuales van a través del extremo abierto de las rejillas inclinadas hacia la parte exterior junto con otros materiales retenidos por las rejillas. El colmatado de la superficie de la pantalla genera un efecto de filtración adicional. La cesta(tambor) comienza a girar cuando un cierto nivel de agua anterior es superado debido a ceguera(colmatado) de la superficie de la rejilla.

La pantalla giratoria (tambor) eleva los residuos y las coloca en el centro . Proyecciones(los residuos) se extraen con un raspador cepillo y barra de pulverización. Un tornillo transportador en la canaleta gira y transporta la los residuos a través de un tubo inclinado.

El tornillo transportador transporta, desagua y compacta las proyecciones(residuos), sin olores molestos, y los vertidos en el contenedor del cliente o de una unidad de transporte posterior.

El tambor giratorio Pantalla fina / Placa perforada Pantalla RPP está hecho completamente de acero inoxidable y es ácido en un baño de decapado, porque son instalados directamente en los canales o se suministran como unidades montadas , con una inclinación de 35 °.

Separaci贸n de las barras comunes disponibles (0.5 - 6 mm) o la placa de perforaci贸n (1 - 6 mm) y el di谩metro del tambor (hasta 3000 mm) permiten el uso de muchos caudales.

Fig.2.2. 5. Tambor giratorio de marejillas finas

Fig. 2.2.6 dispositivo t铆pico utilizado para compactar las proyecciones.

Las características y las cantidades Las proyecciones(residuos) son el material retenido en bastidores de barra y pantallas, cuanto menor sea la apertura de la pantalla(rejillas), mayor será la cantidad de las proyecciones, si bien no existe una definición precisa de material existe en las rejillas, y ningún reconocido método de medición de cantidades de las proyecciones está disponible, las proyecciones muestran algunas propiedades comunes.

Proyecciones(residuos) en pantallas(rejillas) Grueso. Proyecciones gruesas, pantallas de grueso de aproximadamente 12 mm (0,5 pulgadas) o mayor espacio, están compuestos de escombros, tales como piedras, ramas, trozos de madera, hojas, papel, las raíces de los árboles, plásticos y trapos. La materia orgánica queda atrapada. La acumulación de aceite y grasa puede ser un problema serio, sobre todo en climas fríos, la cantidad y las características de las proyecciones de disposición varían, dependiendo del tipo de pantalla con barras, el tamaño de la pantalla con barras, el tipo de sistema de alcantarillado, así como la ubicación geográfica, los datos sobre las características y las cantidades de proyecciones gruesas que se espera en las alcantarillas de las plantas de tratamiento de aguas residuales convencionales por gravedad se muestran en la tabla 2.2.6 . Combinado los sistemas de recogida de tormenta y sanitarias puede producir volúmenes varias veces mayores de proyecciones que las cantidades producidas por distintos sistemas. Las cantidades de las proyecciones también se ha observado que varían ampliamente, desde grandes cantidades durante el "primer nivel" para disminuir las cantidades de lluvia . Las cantidades de las proyecciones de Flujos combinados de alcantarillado se informa a la gama de 3,5 a 84 L/1000 m3 de flujo (0.5 a 11.3 m3/Mgal) (WEF, 1998b).

Tabla 2.2.6 información habitual sobre las características y las cantidades de las proyecciones de las aguas residuales con pantallas(rejillas) gruesas

Adaptado de Wa stewater ingeniería, tratamiento y reutilización, Metcalf & Eddy,4

th

edition, 2003

Tabla 2.2.7 información habitual sobre las características y las cantidades de las proyecciones de las aguas residuales con bar y pantallas giratorias de tambor

Proyecciones retenidas en rejillas finas . las proyecciones finas están formadas por materiales que se conservan en las pantallas con aberturas inferiores a 6 mm (0.25 pulgadas). Los materiales retenidos en las pantallas incluyen pequeños trapos, papel, materiales de plástico de diversos tipos, hojas de afeitar, arena, semidescompuestos de residuos de alimentos, heces, etc. En comparación con las proyecciones gruesas, el peso específico de las proyecciones es ligeramente menor y el contenido de humedad es ligeramente superior (véase la Tabla 2.2.7 ).

Materia putrefacta , incluyendo materia fecal, figura dentro de las proyecciones, que deben ser manejados y dispuestos en forma adecuada, las proyecciones tienen un considerable grasa y suciedad, que requieren el mismo cuidado, especialmente los olores que debe evitarse.

Proyecciones manipulación, tratamiento y disposición final. En pantalla de limpieza automática, las proyecciones se descargan de la proyección de películas directamente en un molino, un neumático expulsor, o en un recipiente para su eliminación; o en una banda transportadora para su transporte a un compactador de residuos (proyecciones) o tolva receptora. cintas transportadoras y expulsores neumáticos por lo general son el principal medio de transporte mecánico las proyecciones.

Transportadores de cinta ofrecen la ventaja de la simplicidad de la operación, bajo costo de mantenimiento, la libertad de la suciedad, y el bajo costo. Las cintas transportadoras desprenden olores y es posible que tenga que ser suministrado con tapas. Los Neumáticos expulsores son menos olorosos y normalmente requieren menos espacio; sin embargo, están sujetas a la suciedad si objetos grandes están presentes en las proyecciones, los compactadores de residuos se puede utilizar para reducir el volumen de proyecciones (véase la Fig. 2.2.6 ). Este tipo de dispositivos, incluyendo tornillo y pistón hidráulico compactadores, recibir proyecciones directamente desde la barra y las pantallas son capaces de transportar el compactado de las proyecciones de la tolva receptora. Los Compactadores puede reducir el

contenido de agua de las proyecciones en un 50 por ciento y el volumen en un 75 por ciento y, al igual que con los expulsores neumáticos, Los objetos de gran tamaño pueden causar interferencias, pero controles automáticos pueden detectar los atascos, invertir automáticamente el mecanismo, y accionar las alarmas y apagar equipo. Los medios de disposición de las proyecciones incluyen: (1) eliminación en el transporte a zonas de eliminación (vertederos) incluyendo coeliminación con desechos sólidos municipales, (2) eliminación por entierro en el Sitio de la planta (pequeñas instalaciones solamente), (3) incineración por sí sola o en combinación con los fangos y arena (grandes instalaciones sólo), y (4) aprobación de la gestión de maceradoras donde se recircula a las aguas residuales. El primer método de eliminación es la que más comúnmente se utiliza en algunos estados, En algunos lugares es necesario el uso de cal estabilizada para el control de organismos patógenos en el fango antes de su eliminación en los rellenos sanitarios y las proyecciones y devolución de las mismas a la flujo de aguas servidas comparte muchas de las desventajas citadas en la trituración, tal como se expone en el siguiente apartado.

REDUCCIÓN DE LOS SÓLIDOS GRUESOS Como una alternativa a las pantallas barra gruesa o finas , el uso de trituradoras y maceradoras se puede utilizar para interceptar grueso sólidos y moler o picar en la pantalla canal. trituradoras de alta velocidad se utilizan en conjunción con limpiarse mecánicamente las pantallas para moler y triturar las proyecciones que se eliminan de las aguas residuales. Los sólidos son cortadas en un menor tamaño más uniforme, para volver a la corriente para su posterior extracción posterior de las operaciones de tratamiento y procesos como las trituradoras, maceradoras y molinos en teoría, puede eliminar y ordenar las proyecciones para su eliminado y manipulación . El uso de trituradoras y maceradoras resulta especialmente útil en una estación de bombeo para la protección de bombas contra suciedad por trapos y objetos de gran tamaño y eliminar la necesidad de manejar y disponer de proyecciones. Son particularmente útiles en climas fríos donde recogen las proyecciones están sujetas a la congelación.

Existe una gran divergencia de opiniones, sin embargo, en cuanto a la conveniencia de utilizar dispositivos que rectifique y destruya las proyecciones en las plantas de tratamiento de aguas residuales, una escuela de pensamiento sostiene que una vez que los sólidos gruesos se han retirado de las aguas residuales, no deben ser devueltas, con independencia de la forma. La otra escuela de pensamiento sostiene que, una vez cortados, los sólidos son más fáciles de

manipular en los procesos de la fase posterior. Los sólidos triturados con frecuencia presentan problemas más adelante, sobre todo con trapos y bolsas de plástico, ya que tienden a formar una soga como hebras. Rag y filamentos de plástico puede tener un número de efectos adversos, como impulsores de bomba suciedad, lodo y tuberías, intercambiadores de calor, y en la acumulación de aire difusor y clarificador. plásticos y otros materiales no biodegradables y también puede afectar a la calidad de biosólidos que se espera.

Enfoques para la utilización trituradora, maceradoras y molinos son aplicables en muchos casos actuales. Ejemplos de aplicaciones actuales incluyen plantas, donde un canal de reserva ha sido proporcionado para la futura instalación de un duplicado o en las estaciones de bombeo muy profundas en donde los afluentes la eliminación de las proyecciones pueden ser demasiado difícil o costoso de lograr.

Tritutadoras Las trituradoras se usan con más frecuencia en pequeñas plantas de tratamiento de aguas 3

residuales, a menos de 0,2 m /s (5 mg/d). Las trituradoras están instaladas en un canal de flujo de aguas residuales y destruyen el residuo de un tamaño de 6 a 20 mm (0.25 a 0.77 pulgadas) sin quitar los sólidos de la corriente. Un típico triturador utiliza una pantalla horizontal fija el cóncavo de la dirección del flujo (véase la Fig. 2.2.7 ). una rotación del brazo oscilante o que contiene los dientes de corte engrana con la pantalla. Los dientes de corte de las barras de cizallamiento cortan el material grueso. Las partículas pequeñas pasan a través de las rejillas por el canal corriente abajo. Las trituradoras puede crear cadena de material, es decir, que puede equipos llevar de tratamiento posterior, debido a problemas de operación y mantenimiento con las trituradoras ha producido que las nuevas instalaciones utilizan generalmente otro tipo de dispositivo el macerador que se describe a continuación.

Figura 2.2.7 .. típico triturador utilizado para reducir el tamaño de partículas de los solidos

Maceradoras Maceradoras son de baja velocidad rectificadoras que consisten en dos compartimentos en rotación con las hojas en sentido contrario (véase la Fig. 5-9a). Las asambleas están montadas verticalmente en el canal de flujo. Las cuchillas o los dientes de los conjuntos giratorios tienen una tolerancia de cierre que machaca el material a medida que pasa a través de la unidad. La acción de corte reduce el potencial para producir cuerdas de trapos o de plástico que puede recoger el equipo aguas abajo. Las maceradoras se puede utilizar para las instalaciones de la cadena de suministro para triturar los sólidos, se usan por delante de las aguas residuales y las bombas de fangos, o en los canales más pequeños en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Los Tamaños para aplicaciones de conductos suelen oscilar entre 100 y 400 mm (4 a 16 pulgadas) de diámetro. Otro tipo de macerator utilizados en aplicaciones de canal es un movimiento, que permite hacer que las aguas residuales pasen a través de la pantalla (rejillas) y al mismo tiempo desviando las proyecciones situado a un lado del canal (ver Fig. 2.2 .8b).

Los tamaños estándar de este dispositivo están disponibles para su uso en canales anchos que van desde 750 a 1.800 mm (de 30 a 72 A) y a una profundidad de 750 a 2.500 mm (de 30 a 100 a). La presión es menor que en las unidades con cuchillas giratorias como se muestra en la Fig. 2.2 .8a.

La figura 2.2.8 . típicas maceradoras: (a) esquema de tipo canal de baja velocidad molino macerador, (b) vista de un macerador montada en un canal abierto, y (c) esquema de pantalla macerador.

Amoladoras Amoladoras de alta velocidad, por lo general, se denomina hammermills, recibir los materiales de pantallas con barras . Los materiales son pulverizados por una alta velocidad de rotación que corta el material conforme pasa a través de la unidad. La fuerza de las cuchillas o proyecciones a través de una rejilla o difusor fijo que encierra el conjunto giratorio. El agua de lavado se utiliza normalmente para mantener la unidad limpia y para ayudar a transportar los materiales a las aguas residuales. Descarga de el molinillo puede ser ubicado ya sea hacia arriba o hacia abajo de la pantalla (rejillas) con barras.

Consideraciones de diseño Maceración y trituradoras pueden ir precedidos de arena las cámaras para prolongar la vida de los equipos y reducir el desgaste de las superficies de corte. Las trituradoras deben construirse con una pantalla de aviso por si los caudales superan la capacidad de la trituradora o cuando hay una avería mecánica o eléctrica. Dejar las puertas abiertas y secar del canal deben también ser incluidos para facilitar el mantenimiento. La presión a través de un

triturador generalmente varía de 0,1 a 0,3 m (de 4 a 12 a), y pueden llegar a 0,9 m (3 pies) en unidades grandes de caudal máximo.

En los casos en los que un triturador o macerador precede a las cámaras, los dientes de corte están sujetas a desgaste, y requieren afilado frecuente o sustitución. Las unidades que usan mecanismos de corte antes de la cuadrícula de la pantalla debe estar provisto de láminas en el canal antes del triturador para recoger materiales que puedan atascar las cuchillas de corte.

Puesto que estas unidades están completas en sí mismos, ningún diseño detallado es necesario. Los datos del fabricante y de las tablas de estas unidades deben ser consultados para las dimensiones del canal, capacidad, presión, anterior y posterior desaparición, y los requisitos de energía. Debido a que los valores de capacidad máxima de los fabricantes se basan generalmente en agua limpia, las calificaciones deberían reducirse en aproximadamente un 80 por ciento de obstrucción parcial de la pantalla.

2. 2.2 Medición de caudal ( * ) El control y la vigilancia de las corrientes y de los niveles de tratamiento de aguas residuales industriales implican la medición de agua, fango biológico, los aditivos sólidos y líquidos, y el flujo de los reactivos. Esta sección describe los métodos de detección de flujo seguido de un resumen de los niveles de las aguas residuales relacionado con las técnicas de detección. ( * ) los datos de Medio Ambiente manual de Ingeniero,Ch7 Tratamiento de Aguas Residuales, Liu&mientras que Fero Liptak se encarga, CRC, 1999 EE.UU.

Los sensores de flujo para la industria de las aguas residuales Las aplicaciones de detección de flujo en el tratamiento de las aguas residuales industriales son la medición de los grandes flujos de tubos parcialmente llenos con presas, canaletas, o sensores de ultrasonidos. Cuando el agua fluye en los oleoductos, los flujómetros magnéticos, , boquillas de flujo, y tubos pitot son los habituales sensores. En pequeñas tuberías, placas de orificio, vortex los caudalímetros, medidores o área variable se utilizan para servicios de gestión de lodos, doppler de tipo magnético caudalímetro ultrasónico y (con electrodo limpiadores), V-cono, segmentaria y detector de cuña tipo detector puede ser utilizado.

Gas, líquido, sólido o los aditivos pueden ser medidos por caudalímetros Coriolis (gas o líquido), las bombas dosificadoras, turbina o metros desplazamiento positivo (líquidos), la variable de caudalímetros (gas o líquido), alimentadores o gravimétrico (sólidos).

Tabla 2.2.8 resume las características y capacidades del caudalímetro. Las secciones siguientes proporcionan una breve resumen de Las características y capacidades de los medidores utilizados en la industria del tratamiento de aguas.

Más…

Tabla 2.2.8 . Orientación Tabla para los sensores de flujo

2.2.2.1 Los flujómetros magnéticos Presión de diseño Varía de acuerdo con tamaño de la tubería, para un sistema de 4 pulgadas (100 mm) de la unidad, la máxima presión es de 285 psig (20 bar); unidades especiales están disponibles con valores de presión hasta 2500 psig (172 bar).

Temperatura de diseño Hasta 250 °F (120 °C) con camisas de Teflon y hasta 360 °F (180 °C) con revestimientos cerámicos.

Materiales de Construcción Las camisas: cerámica, fibra de vidrio, neopreno, poliuretano, caucho, teflón, esmalte vítreo, y Kynar; Electrodos: platinum, aleación 20, Hastelloy C, acero inoxidable, tántalo, titanio, carburo de tungsteno, Monel, níquel y platino-alúmina cermet.

Tipo de flujo Caudal volumétrico de líquidos conductores, incluyendo las lechadas y corrosivos o materiales abrasivos.

Conductividad mínima requerida

La mayoría de los diseños requieren de 1 a 5 mS/cm algunos tipos de sonda requieren más.

Diseños especiales pueden funcionar a 0,05 o 0,1 mS/cm Rangos de flujo Desde 0,01 a 100.000 gpm (0,04 a 378.000 litros por minuto (lpm).

Rangos de tamaño De 0,1 a 96 (2,5 mm a 2,4 m) de diámetro.

Rangos de velocidad 0-0,3 a 0-30 pies/seg (0-0.1 a 0-10 m/s).

Error (imprecisión) 61% Del caudal real con impulsos corriente directa (dc) las unidades dentro de un rango de hasta 10:1 si la velocidad de flujo superior a 0,5 m/s (0,15 m/seg), el 61% a 62% de la escala completa con corriente alterna (ca) de excitación.

Costo La sondas son diseños menos caros, a un costo de unos 1500 €. UN 1-en (25-mm) mientras que un tubo de cerámica puede ser obtenido en 2000 €. UN 1-in (25mm) oblea de metálico puede ser obtenido en 3000€. Un 8-in (200-mm), con reborde medidor que lleva una la camisa de Teflón y electrodos de acero inoxidable además está provista de 4 a 20 mA dc de salida, anillo de tierra, calibrador y cuesta unos 8000 €. La sonda de captura-Ning es utilizada para abrir canales de flujo y los costos de detección son de 10.000 €.

Los flujómetros magnéticos usan la ley de Faraday de la inducción electromagnética para medir flujo. la Ley de inducción de Faraday , afirma que cuando un conductor se mueve a través de un campo magnético de intensidad, el nivel de tensión se produce en el conductor que depende de la velocidad relativa entre el conductor y el campo. Este concepto se utiliza en generadores eléctricos. Faraday preveía la aplicación práctica del principio de medición de caudal debido a que muchos líquidos conductores eléctricos son adecuados y, de hecho, intentó medir la velocidad del flujo del río Támesis usando este principio, pero fracasó debido a que su instrumentación no era la adecuada, pero 150 años más tarde, el principio es aplicado con éxito en los flujómetros magnéticos.

Los diseños y aplicaciones Los flujómetros magnéticos están disponibles en convencional (ver Figura 2.2.9 ), cerámicos (véase la figura 2.2.9 ), y construcciones de sonda (ver Figura 2.2.9 ) . La mayoría de los líquidos o fangos son suficientes conductores eléctricos para lo que se va a medir por los caudalímetros electromagnéticos. Si el líquido conductividad es igual a 20 mS/cm o mayor, la mayoría los caudalímetros magnéticos convencionales puede ser utilizado. diseños especiales están disponibles para medir el flujo de líquidos con conductividades con un umbral tan bajo como 0,1 ms.

Fig. 2.2.9 . La forma corta de caudalímetro magnético. La sonda del medidor magnético de tipo.

Los flujómetros magnéticos no se ven afectados por la viscosidad o la coherencia (refiriéndose a los fluidos newtonianos y nonNewtonianos, respectivamente). Los cambios en el perfil de flujo debido a los cambios en números de Reynolds o tuberías anteriores no afectan en gran medida el rendimiento de los flujómetros magnéticos. La tensión generada es la suma de las tensiones adicionales en toda la zona entre los electrodos, lo que da lugar a una medida de la velocidad del fluido medio. Sin embargo, el medidor debe ser instalado con cinco diámetros de tubo recto antes y tres diámetros de tubo recto siguiendo el compás magnético, caudalímetros son bidireccionales. Los fabricantes ofrecen convertidores con señales de salida directa y flujos.

El caudalímetro magnético ha de ser completa para asumir medidas precisas. Si el tubo sólo está parcialmente lleno, tensión del electrodo, que es proporcional a la velocidad del fluido, aún está multiplicada por la sección transversal completa, y de la lectura será alta. De igual forma, si el líquido contiene fermentos, los gases, el medidor mide como líquido, la lectura

será alta. El medidor de los electrodos debe permanecer en contacto eléctrico con el líquido que se va a medir y se debe instalar en el plano horizontal y en aplicaciones donde la acumulación o el recubrimiento se producen en la pared interior del caudalímetro, periódico de lavado o limpieza se recomienda.

Especial contadores para medir flujo los lodos de depuradora están diseñados para evitar la acumulación y carbonización de los lodos en el metro los electrodos, que utiliza la calefacción para elevar la temperatura del cuerpo de dosificación para evitar acumulación grasa y lodo.

Ventajas Los flujómetros magnéticos tienen las siguientes ventajas: 1. El medidor magnético no tiene obstrucciones o piezas en movimiento. La pérdida de presión en el caudalímetro no es mayor que el de la misma longitud del tubo de bombeo, por lo tanto los costos se reducen al mínimo.

2. Las Necesidades de energía eléctrica puede ser baja, en particular, con el bombeo continuo continua las necesidades de energía eléctrica son tan bajos como 15 o 20 W son comunes.

3. Son adecuados para la mayoría de los ácidos, bases, las aguas, y las soluciones acuosas porque los materiales de revestimiento no sólo son buenos aislantes eléctricos sino que también son resistentes a la corrosión, y sólo una pequeña cantidad de electrodo metálico es necesario, y el acero inoxidable, aleación 20, el Hastelloys, níquel, Monel, titanio, tántalo, carburo de tungsteno, e incluso platino están disponibles.

4. Son ampliamente utilizados en purines no sólo porque son poco obstructivos sino también porque algunas de las camisas, como el poliuretano, neopreno, caucho y, con buena resistencia a la erosión o abrasión.

5. Son capaces de manejar flujos muy bajos. Su tamaño mínimo es de menos de una k en (3,175 mm) de diámetro interior. El m también son adecuados para caudales de alto volumen con tamaños de hasta 10 pies (3,04 m).

6. Los contadores pueden ser utilizados como medidores bidireccionales.

Limitaciones Los flujómetros magnéticos tienen algunas limitaciones de aplicación específica: 1. Los medidores sólo funcionan con líquidos conductivos. las sustancias puras, los hidrocarburos, gases y no se pueden medir. La mayoría de los ácidos, bases, agua y soluciones acuosas se puede medir.

2. Los medidores convencionales son relativamente pesados, sobre todo en el caso de los de mayor tamaño. La cerámica y la sonda de tipo unidades son más ligeros.

3. La Instalación Eléctrica necesita de un cuidado que es totalmente esencial.

4. El precio de los flujómetros magnéticos varía de moderada a muy caro y su resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión, y rendimiento en un amplio rango de relaciones pueden justificar el costo. La cerámica y la sonda de tipo unidades son menos costosos.

5. Verificar periódicamente el cero de los flujómetros magnéticos es necesario para poder mantener el caudal al completo. Las unidades Ciclo dc no tienen este requisito.

2.2.2.2 Los orificios Presión de diseño Para las placas, limitada por la lectura sólo el dispositivo; orificio integrado transmisor a 1500 psig (10.3 MPa) Temperatura de diseño Función de la lectura cuando el sistema de presión diferencial debe funcionar a una temperatura elevada, por el orificio integrado transmisor, la gama estándar es de 220 a 250 °F (229 a 121 °C).

Tamaños Tamaño máximo es el tamaño del tubo.

Los líquidos Los líquidos, vapores y gases Rango de flujo De unos cuantos cc/min con transmisores en los orificio integrado para cualquier caudal máximo; sólo limitada por tamaño de tubo Materiales de Construcción No hay limitación de materiales en las placas de los orificio os cuales tienen un transmisor integrado en las partes húmedas y puede ser obtenido en acero, acero inoxidable, Monel, níquel y Hastelloy.

Inexactitud La placa de orificio, si el diámetro del orificio se ha calculado correctamente y preparado adecuadamente, puede ser precisa de 60,25 a 60,5 % del flujo real. Cuando un convencional d/p celda se utiliza para detectar el orificio del diferencial, que agrega un 60,1 % a 60,3 % de la escala total error. El error de smart d/p las células es sólo el 0,1 % del período actual.

Células D/P inteligentes Inexactitud del 60,1 %, rango de habilidad de 40:1, el proporcional integral y derivativo (PID) del algoritmo Rango de habilidad

Este rango se define como el rango de flujo en el que el error en la medición del flujo no supere el 61% del caudal real, entonces el orificio los rangos de habilidades convencionales de las instalaciones es de 3:1 Cuando los transmisores inteligentes con capacidad de conmutación entre la alta y baja se extiende, el enfoque puede rango de habilidad 10:1. y 2000 €. El costo de d/p transmisores oscila entre 900 € y 2000 €, dependiendo del tipo y de la inteligencia.

Costo Un plato único es de 50 € a 300 €, dependiendo del tamaño y del material de acero bridas orificio de 2 a 12 (50 a 300 mm), el costo oscila entre 200€ a 1000 €. Para bridas contador funciona en el mismo rango de tamaño, el costo varía entre 400€ a 3000 €. El costo de neumático o electrónico transmisores orificio integral es de 1500 € .

La placa de orificios, al instalarse en un oleoducto, que provoca un aumento de velocidad de flujo y la correspondiente disminución de la presión, el patrón de flujo muestra una disminución de la sección transversal de más allá de la placa de orificio, con una velocidad máxima y mínima presión en la vena contracta (consulte la Figura 2.2.10 ). Esta ubicación puede ser de .35 a .85 diámetro en la parte posterior de la placa de orificio en función de la b y la relación entre el número de Reynolds.

Este patrón de flujo y el borde agudo delantero de la placa de orificio (consulte la Figura 2.2.10 ) que produce, son importantes.

El borde afilado resultado casi una línea de contacto puro entre la placa y el flujo efectivo líquido, con una mínima de fricción de metal arrastre en esta frontera. Las mellas, rebabas, o redondeo de los bordes afilados pueden resultar en grandes errores de medición.

Fig. 2.2.10 perfil de presión a través de una placa de orificio y a los diferentes métodos de detección de la caída de presión.

Fig. 2.2.1 1 dispositivos medición de caudal.

Si la presión diferencial se mide en una posición cercana a la placa de orificio, efectos de fricción entre el fluido y la pared de la tubería aguas arriba y aguas abajo del orificio se reducen al mínimo para que la rugosidad de la tubería tenga un efecto mínimo. La viscosidad del fluido, que se refleja en el número de Reynolds, tiene una influencia considerable, sobre todo en bajos números de Reynolds, una disminución en la proporción de inercia a las fuerzas

de rozamiento (disminución de número de Reynolds), y el correspondiente cambio en perfil de flujo, resulta en una menor constricción del flujo en la vena contracta y a un aumento del coeficiente de flujo. En general, el borde afilado de la placa con orificio no debe utilizarse en tubo de 10.000 números de Reynolds . El número de Reynolds mínima recomendada varía de 10.000 a 15.000 para el 2- (50-mm) a través de 4-a (102-mm) tamaños de tubería para b ratios de hasta 0.5 y de 20.000 a 45.000 las relaciones mayores de b. El número de Reynolds con aumento de la exigencia y tamaño del tubo y relación b puede ser de hasta 200.000 Para tubos de 14 (355 mm) y de mayor tamaño Máximo números de Reynolds puede ser de 106 a 4 en (102 mm) y 107 tubos de tamaños más grandes.

Las aguas residuales Aplicaciones Si el agua está sucia, contiene sólidos o fangos, las tapas de presión deben ser protegidos por agua limpia la purga o el uso de productos químicos y las juntas las placas de orificio debe ser el orificio excéntrico segmental o tipo (véase la figura 2.2.13 ). orificios anulares y la medicion de cono V son también aplicables a los servicios sucios. Porque la recuperación de la presión de los orificios es baja, no se recomienda para medir grandes corrientes.

Tubos Pitot Tipos A. estándar, de un solo puerto B. De Múltiple apertura, con un promedio C. Superficie de conductos Aplicaciones Los líquidos, gases y vapor Presión de funcionamiento Instalado de forma permanente el carbono o acero inoxidable unidades pueden funcionar a un máximo de 1400 psig (97 bares) a 100 °F (38 °C) o 800 psig (55 bar) a unos 700 °F (371 °C). La presión de tarado de las unidades retráctiles es una función de la válvula de aislamiento.

Temperatura de funcionamiento Hasta 750 °F (399 °C) en acero y 850 °F (454 °C) en acero inoxidable construcción cuando instalada de forma permanente Rangos de flujo Por lo general, 2 pulgadas (50 mm) tubos o más grande; no hay límite superior Materiales de Construcción

Latón, acero, acero inoxidable Mínimo número de Reynolds De 20.000 a 50.000 Rango de habilidad Igual que las placas orificio Requisitos Straight-Run Aguas abajo de la válvula o dos codos en planos diferentes, de 25 a 30 veces el diámetro del tubo corriente arriba y 5 abajo; si las paletas para alisar, 10 veces el diámetro del tubo corriente arriba y corriente abajo 5 Inexactitud Para las unidades estándar de la industria: de 0,5 a 5% del valor máximo de la escala y atraviesa los tubos Venturi de Pitot National-Bureau de Normas de tipo condiciones de laboratorio puede dar 0,5 % del flujo real error. Los Venturis Pitot industriales deben ser calibrados individualmente para obtener 1% de rendimiento. Inexactitud de calibrados individualmente tubos pitot de multiapertura con un promedio de 2% de la gama cuando los números de Reynolds supera las 50.000. de la zona son las unidades conducto con un promedio de entre 0,5 y 2% del span, el error de la d/p celda es adicional a los errores mencionados.

Fig. 2.2.12 diagrama esquemático de un dispositivo industrial (tubo de Pitot) para detección presiones estáticas y dinámicas en un líquido.

Los costos UN 1-en-diámetro tubo de pitot promedio en acero inoxidable 750 los costos fijos y € si 1400 € si retráctil para instalación de pulsaciones, el costo suele ser doble si el tubo de pitot se calibra. Hastelloy unidades viejas aplicaciones de costo puede 2000 euros o más. UN local indicador pitot cuesta 400 €; un d/p pito transmisor ideal para aplicaciones con 4 a 20 mA dc los costes de la producción de 1000 €.

Mientras que los sensores pitot son de baja precisión y con detectores de bajo rango de habilidad, tienen un lugar en el tratamiento de aguas residuales en la medición de caudal. Los tubos pitot deben ser utilizado cuando la medida no es de importancia fundamental, el agua es bastante limpio, y un bajo costo se necesita la medición. Estos sensores se pueden insertar en el tubo sin cerrar y también puede ser desmontados para su limpieza periódica mientras el tubo está en uso.

Cuña segmentaria Flujómetros Aplicaciones Limpio, líquidos viscosos o lodos y líquidos con sólidos Tamaños 1- A 12-in (25.4 - a 305-mm) de diámetro Diseños Para tamaños más pequeños (de 1 y 1,5 pulgadas), la cuña puede ser integral; para tuberías de mayor tamaño, En la junta se utilizan cuñas con elementos calibrados.

Cuña Altura de apertura De 0,2 a 0,5 del diámetro interior del tubo Caídas de presión 25 De 200 en H2O (6.2 a 49.8 kPa) Materiales de Construcción Al carbono o acero inoxidable, acero inoxidable o Hastelloy C Materiales especiales como cuña de carburo de tungsteno están disponibles.

Presión de diseño 300 A 1500 psig (20.7 a 103 bares) con sellos remoto Temperatura de diseño 240 A 700 °F (240 a 370 °C) pero también se usa en alta temperatura procesos de hasta 850 °F (454 °C)

Inexactitud Los elementos se calibran de forma individual; el d/p cell error contribución a la medición total inexactitud es de 0.25 % del valor máximo de la escala, el error en un 3:1 rango de flujo generalmente no es más de un 3% del flujo real.

Costo UN 3-in (75 mm) acero inoxidable calibrado con dos inoxidable elemento químico acero tees y un d/p transmisor remoto de juntas es de alrededor de $3500. La cuña elemento de flujo proporciona un flujo apertura similar a la de un orificio por segmentos, pero el flujo obstrucción es menos brusco (más gradual), y su pendiente hace que el diseño de entrada sea similar a la familia de tubo de flujo, que se utiliza principalmente en las lechadas. Su principal ventaja es su capacidad de operar a números de Reynolds bajos. Mientras que la raíz cuadrada relación entre el flujo y la caída de presión en los orificios de bordes nítidos, venturis, o boquillas de flujo requiere un número de Reynolds superiores a los 10.000 , los caudalímetros en cuña requieren un número de Reynolds de sólo 500 o 1000, y por esa razón la cuña segmentaria del caudalímetro puede medir corrientes a bajas velocidades de flujo y cuando son viscosos fluidos de proceso. a este respecto, es similar al borde cónico o cuadrante los orificios.

Para tamaños de tubería de 50 mm (2 pulgadas), el elemento de flujo cuña segmentaria es hecha por un V-muesca de corte en el tubo y una sólida cuña soldadas con precisión en su lugar (vea la Figura 7.6.10 ). En los tamaños de 2, la cuña está fabricado de dos placas planas que, a su vez, están soldados juntos antes de la inserción en el carrete pieza. De limpieza servicios regulares, tapas de presión se encuentran equidistantes de la cuña (consulte la Figura 7.6.10 ), mientras que en las aplicaciones en las que el proceso líquido contiene sólidos en suspensión, químicas son aguas arriba y aguas abajo de la cuña elemento de flujo. El sello del producto químico queda a ras con el tubo, eliminando bolsillos. Las juntas están fabricadas de materiales resistentes a la corrosión y también son adecuados para servicios de alta temperatura. Algunos usuarios han reportado las aplicaciones en los procesos a 3000 psig (210 bares) y 850 °F (454 °C).

Fig. 2.2.13 La cuña caudalímetro diseñado para servicio líquido limpio.

Caudalímetro de purga Una variable de los caudalimetros es la purga (véase la figura 2.2.14 ). Las características de estos instrumentos se resumen siguientes.

Fig. 2.2.14 Una purga reguladora de caudal que consta de un tubo de vidrio rotametro, una válvula de aguja de entrada y un regulador de presión diferencial.

(Reimpreso de Krone America Inc. )

Fig. 2.2.15 . Variable de flujómetros. La zona abierta a cambia el flujo de la corriente en una variable de la zona del caudalímetro. o gravedad o acción del resorte se puede utilizar para devolver la flotación o paletas como caída del flujo.

2 2.3 Flujo ecualización Las variaciones de caudal afluente las aguas residuales y las características de instalaciones de tratamiento de aguas residuales se examinaron en el Capítulo 1.3 Flujo igualdad es un método que se utiliza para resolver los problemas de funcionamiento causados por las variaciones caudal, para mejorar el rendimiento de los procesos indirectos, nd para reducir el tamaño y el costo de las instalaciones de tratamiento posterior.

Descripción/Aplicación Igualación Flujo simplemente es la amortiguación de las variaciones de caudal constante o lograr un caudal casi constante y se puede aplicar en una serie de situaciones diferentes, en función de las características del sistema de recogida, las principales aplicaciones son para la igualdad de (1) En la estación seca para reducir pico y cargas de corrientes, (2) pista mojada en corrientes sanitarias sistemas de recogida con entrada y la infiltración, o (3) combinado los sistemas de corriente en las aguas pluviales y sanitarias.

La aplicación de flujo igualdad en el tratamiento de aguas residuales se pone de manifiesto en los dos diagramas de flujo dada en la Fig. 2.2.12. En la disposición en línea y (Fig. 2.2 .12a),

todos de la corriente pasa a través de la misma cuenca. Este acuerdo puede ser utilizado para lograr una gran cantidad de concentración y de caudal constituyente amortiguación. Fuera de línea (Fig. 2.2 .12b), sólo el flujo por encima de un determinado límite de caudal se desvía hacia la cuenca nivelación. Aunque bombeo se minimizan los requisitos de este acuerdo, la cantidad de constituyentes de amortiguación concentración es considerablemente reducida.

Fuera de línea igualdad es a veces usado para capturar el "primer nivel" colección de sistemas combinados.

La figura 2.2.1 .

Típica planta de tratamiento de aguas residuales diagrama de flujo con flujo ecualización: (a) en línea ecualización y (b) fuera de línea igualdad de igualdad se puede aplicar tras eliminación de arenillas, después de la sedimentación, y tras el tratamiento secundario tratamiento avanzado donde se utiliza.

Los principales beneficios que se citan como derivados de la aplicación del flujo igualdad son las siguientes: (1) el tratamiento biológico es mayor, porque se eliminan las cargas y descarga o pueden ser minimizada sustancias inhibidoras pudiendo ser diluidas y además el pH se puede estabilizar; (2) la calidad del efluente y engrosamiento de los tanques de sedimentación secundaria siguiente tratamiento biológico se mejora mediante una mayor consistencia en los sólidos carga; (3) en la superficie de filtrado se reducen los requisitos, se mejora el rendimiento del filtro, y más uniformes de filtro polarizador ciclos son posibles por la menor carga hidráulica; y (4) en el método de tratamiento químico, se produce una amortiguación de carga química masiva mejorando el control de alimentación y confiabilidad del proceso,

además de mejorar el rendimiento de la mayoría de los tratamientos y operaciones de los procesos de compensación, es una opción atractiva para mejorar el rendimiento de las plantas de tratamiento sobrecargadas. Las desventajas incluyen compensación de flujo (1) Son necesarios superficies relativamente grandes de tierra.

(2) las propias instalaciones pueden tener que ser cubiertas para controlar los olores en las zonas residenciales (3) operaciones y mantenimiento adicional es necesaria, y (4) el coste de capital es mayor.

2.3.1 INTRODUCCIÓN El propósito del tratamiento primario (sedimentación primaria o clarificación primaria) es eliminar los sólidos orgánicos sedimentables y flotantes. Normalmente, se puede esperar que cada unidad de clarificación primaria pueda eliminar de un 90 a un 95% de sólidos sedimentables, de un 40 a un 60% total de sólidos en suspensión, y de un 25 a un 35% de la demanda bioquímica de oxígeno (DBO5).

Nota: Las expectativas de rendimiento para dispositivos de sedimentación utilizados en otras áreas de operación de la planta se expresan normalmente como el rendimiento general de la unidad en lugar de rendimiento de sedimentación de la unidad.

La sedimentación puede ser utilizada en toda la planta para eliminar sólidos sedimentables y flotantes. Se utiliza en el tratamiento primario, en el tratamiento secundario y en los procesos avanzados de tratamiento de aguas residuales. Este capítulo se centra en el tratamiento primario, o clarificación primaria, que logra la sedimentación primaria a través de la utilización de grandes cuencas bajo condiciones relativamente quiescentes. Dentro de estas cuencas, raspadores mecánicos recogen los sólidos sedimentados primarios en una tolva desde la que se bombean a una zona de procesamiento de los lodos. Aceite, grasa y otros materiales flotantes (escoria) se retiran de la superficie. El efluente es descargado sobre vertederos en un canal de recogida. d

Figura 2.3.1a Típica planta de tratamiento de aguas residuales con sedimentación primaria y reciclado de biosólidos 2.3.1.1 Descripción del Proceso En la sedimentación primaria, el agua residual entra en un tanque o depósito de sedimentación. La velocidad se reduce a aproximadamente 0,3 m / min o 1 pie por minuto (pies por minuto). Los sólidos que son más pesados que el agua se depositan en la parte inferior, mientras que los sólidos que son más ligeros que el agua flotan en la parte superior.

Los sólidos sedimentados se eliminan como lodos y los sólidos flotantes se eliminan como escoria. El agua residual sale del tanque de sedimentación sobre un vertedero de efluentes y pasa a la siguiente etapa del proceso de tratamiento. El tiempo de retención, la temperatura, el diseño del tanque, y el estado del equipo controlan la eficiencia del proceso.

Figura 2.3.1b Planta de tratamiento de aguas residuales típica (diagrama de flujo) CON sedimentación primaria y/o flotación El tratamiento primario en general El tratamiento primario reduce la carga orgánica en las fases posteriores del proceso de tratamiento de aguas mediante la eliminación de una gran cantidad de material sedimentable, suspendido y flotante.

El tratamiento primario reduce la velocidad de las aguas residuales a través de un clarificador de aproximadamente 0,3 m/min (o de 1 a 2 pies por minuto), por lo que la sedimentación y flotación puede tener lugar. Disminuir el flujo aumenta la eliminación de sólidos en suspensión en las aguas residuales.

Los tanques de sedimentación primaria eliminan la grasa flotante y la espuma, separan los productos sólidos (lodos) sedimentados y los recogen para transferirlos mediante bombeo hacia su eliminación o su tratamiento.

Los clarificadores pueden ser rectangulares o circulares. En los clarificadores rectangulares, las aguas residuales fluyen de un extremo a otro, y el lodo sedimentado se mueve a una tolva en un extremo, ya sea con una serie de paletas acopladas a un mecanismo de cadena paralela o por un rascador de fondo situado en un puente móvil. El material flotante (en su mayoría grasa y aceite) es recogido por una paleta superficial. En los tanques circulares, las aguas residuales por lo general entran en el centro y fluyen hacia el exterior. El lodo sedimentado es empujado a una tolva en el centro de la parte inferior del tanque, y una paleta en la superficie elimina el material flotante.

Factores que afectan el rendimiento clarificador primario incluyen: -Velocidad de flujo a través del clarificador -Características de las aguas residuales (fuerza, temperatura, cantidad y tipo de residuos industriales, densidad, tamaño, y forma de las partículas) -Rendimiento de los procesos de pretratamiento -Naturaleza y cantidad de los residuos reciclados en el clarificador primario 2.3.1.2 Cálculos de operación del clarificador Los factores clave en el funcionamiento clarificador primario incluyen los siguientes conceptos: Volumen (m3) x 24 h/día Flujo (m3/d)

(2.3.1)

Tasa de carga de superficie (m3/m2)=

Q (m3/d) Área de superficie (m2)

(2.3.2)

Tasa de carga de solidos (kg/dia/m2)=

Solidos en el clarificador (kg/día) Área de superficie (m2)

(2.3.3)

Tiempo de retención=

Tasa de rebose del vertedero (m3/m linear)=

Q (m3/d) Longitud del vertedero (m linear)

(2.3.4)

2.3.2 Tipos de tanques de sedimentación Adaptado de” Manual para Operadores de Aguas Residuales de Spellman”, 2nd edition, Frank R. Spellman, 2011, USA

Los equipos de sedimentación incluyen fosas sépticas, tanques de dos cámaras (tanques Imhoff) y tanques de sedimentación simples o clarificadores. Todos los tres dispositivos se pueden utilizar para el tratamiento primario, mientras que los tanques de sedimentación simples se utilizan normalmente para procesos secundario o avanzado de tratamiento de aguas residuales.

2.3.2. 1 Fosas Sépticas Las fosas sépticas son tanques prefabricados que sirven como tanque combinado de sedimentación y separación y como digestor anaeróbico no mezclado ni calentado. Las fosas sépticas proporcionan tiempos de sedimentación largos (de 6 a 8 horas o más), pero no separan sólidos de descomposición de las aguas residuales. Cuando el depósito se llena, los sólidos serán descargados con el flujo. El proceso es adecuado para pequeñas instalaciones

(por ejemplo, escuelas, moteles, casas), pero, debido a los largos tiempos de detención y la falta de control, no es adecuado para aplicaciones de mayor tamaño.

Fig. 2.3.2. Configuración de las fosas sépticas. A. Típica fosa séptica de hogar; B. Típica fosa séptica grande con sifón dosificador. Para campos grandes, la distribución uniforme se obtiene con la inundación periódica del campo seguido de periodos de secado. Los tanques de dosificación se utilizan para inundar estos campos, se recogen las aguas residuales, y sifones automáticos o bombas transportan los residuos al campo.

Adaptado de “Manual del Ingeniero Ambiental, Cap. 7, Tratamiento de Aguas Residuales”, Liu&Liptak, CRC, USA 1999

La capacidad efectiva mínima de depósito debe ser como sigue: a) para flujos de hasta 1,500 galones por día, es la capacidad de la corriente de aguas residuales al día; b) para flujos superiores a de 1500 galones por día, es el volumen V en galones que puede ser calculado a partir de la siguiente ecuación: V = 1.125 + 0,75 XQ dónde: Q = El flujo de aguas residuales al día (valor máximo)

(2.3.5)

2.3.2.2 Tanques de dos cámaras (tanques Imhoff) El tanque de dos camaras o de Imhoff es similar a una fosa séptica con respecto a la eliminación de los sólidos sedimentables y la digestión anaeróbica de sólidos. La diferencia es que el depósito de dos cámaras consta de un compartimento de sedimentación, donde se lleva a cabo la sedimentación; un compartimiento inferior, donde se lleva a cabo la digestión de sólidos sedimentados, y tuberías de salida de gas. Los sólidos eliminados de las aguas residuales por asentamiento pasan desde el compartimento de sedimentación en el compartimiento de digestión a través de una ranura en la parte inferior del compartimento de sedimentación. El diseño de la ranura evita que los sólidos puedan regresar al compartimento

de sedimentación. Los sólidos se descomponen anaeróbicamente en la sección de digestión.

Los gases producidos como resultado de la descomposición de sólidos se liberan a través de tuberías de salida de gas pasan a lo largo de cada lado del compartimento de sedimentación.

Fig. 2.3.3 Configuración del tanque Imhoff.

Adaptado de “Manual del Ingeniero Ambiental, Cap. 7, Tratamiento de Aguas Residuales”, Liu&Liptak, CRC, USA 1999

DISEÑO DEL TANQUE IMHOFF La carga de superficie de la zona de sedimentación debe ser de 600 gallones por dia por pies2 con tiempos de detención de 1 a 2 horas y velocidades por debajo de 0.75 pulgadas por segundo. La profundidad efectiva de la zona de sedimentación debería ser de aproximadamente 7 pies y su longitud puede ser de 25 a 50 pies-La tuberías de salida de gas y la zona de espuma debe ser el 20% de la superficie total. La profundidad mediatotal debe ser alrededor de 30 pies (ver figura 7.20.4) Los tanques sépticos son adecuados sólo para instalaciones aisladas con bajos flujos de residuos, donde el suelo puede ser utilizado como un campo de absorción. Su uso debe evitarse, excepto cuando no está disponible una alternativa y las condiciones del lugar son favorables. El funcionamiento de los tanques Imhoff no es complejo. Son menos eficientes que los decantadores y los tanques de digestión de lodo. Los nuevos métodos de tratamiento ofrecen alternativas más eficientes a los tanques Imhoff, pero en pequeñas unidades de tratamiento, proporcionan separación de sólidos eficiente, sin equipo mecánico o eléctrico 2.3.2.3 Tanques de sedimentación simples (Carificadores) El tanque de sedimentación simple o clarificador, optimiza el proceso de sedimentación.

Los lodos se retiran del tanque para su procesamiento en otras unidades de tratamiento de aguas. El flujo entra en el tanque, se ralentiza y es distribuido uniformemente a través de la anchura y la profundidad de la unidad, pasa a través de la unidad, y sale por el vertedero de efluentes. El tiempo de retención en el tanque de sedimentación primaria es de 1 a 3 horas (2hr promedio).

La eliminación de lodos se lleva a cabo con frecuencia en continuo o de forma intermitente. La eliminación continua requiere procesos de tratamiento de lodos adicionales para eliminar el exceso de agua resultante de la eliminación de los lodos que contienen menos 2 3% de sólidos. La eliminación de lodo intermitente requiere que el lodo sea bombeado desde el tanque lo suficientemente frecuente como para evitar que grupos grandes de sólidos suban a la superficie, pero lo suficiente para obtener de 4 a 8% de sólidos en el lodo retirado.

La espuma se debe quitar de la superficie del tanque de sedimentación con frecuencia.

Normalmente se trata de un proceso mecánico, pero puede requerir la puesta en marcha manual. El sistema debe funcionar con frecuencia suficiente para evitar la acumulación excesiva y el arrastre de la espuma, pero no tan frecuente como para provocar la sobrecarga hidráulica del sistema de eliminación de espuma.

Los tanques de sedimentación requieren limpieza y mantenimiento. Deflectores, que impiden que los sólidos flotantes (espuma) salgan del tanque; canales para las espumas; colectores de espumas; canales para efluentes, y vertederos de aguas residuales requieren limpieza frecuente para evitar el crecimiento biológico masivo y acumulación de sólidos. El equipo mecánico debe ser lubricado y mantenido tal como se especifica en las recomendaciones del fabricante, o de acuerdo con los procedimientos que figuran en el manual de operación y mantenimiento (O y M) de la planta.

El muestreo del proceso de control y las pruebas se usan para evaluar el rendimiento del proceso de sedimentación. Analíticas sobre sólidos sedimentables, oxígeno disuelto, pH, temperatura, sólidos suspendidos totales, y DBO5, así como sólidos del lodo y la materia volátil, se llevan a cabo de forma rutinaria.

Figura 2.3.4 Tanque de sedimentación primaria rectangular típico: (a) plan (b) sección

ª

Adaptado de “Ingeniería de Aguas Residuales, Tratamiento y Reutilización”, Metcalf & Eddy,4 edición, 2003 Tabla 2.3.1

Información sobre el diseño típico de tanques de sedimentación primaria

ª

(Adaptado de “Ingeniería de Aguas Residuales, Tratamiento y Reutilización”, Metcalf & Eddy,4 edición, 2003)

Tabla 2.3.2 Datos de dimensiones típicas de los tanques de sedimentación rectangulares y circulares utilizados para el tratamiento primario de aguas residuales ª (Adaptado de “Ingeniería de Aguas Residuales, Tratamiento y Reutilización”, Metcalf & Eddy,4 edición, 2003)

2.3.3 Observaciones del operador Antes de identificar un problema de tratamiento primario y proceder a solucionarlo con el esfuerzo adecuado, el operador debe estar consciente de lo que constituye una observación "normal" (¿el sistema operativo está funcionando según el diseño o hay algún problema?).

Varios de los temas importantes del funcionamiento normal pueden tener un fuerte impacto en el rendimiento. Las siguientes secciones tratan los parámetros operativos importantes y observaciones "normales".

2.3.3.1 Clarificación primaria: funcionamiento normal Como se mencionó anteriormente, en la clarificación primaria, el agua residual entra en un tanque o depósito de sedimentación. La velocidad se reduce a aproximadamente a 1 pie

por minuto. Los sólidos que son más pesados que el agua se depositan en el fondo, mientras que los sólidos que son más ligeros que el agua flotan en la parte superior. Los sólidos sedimentados se eliminan como lodos y los sólidos flotantes se eliminan como espuma. Las aguas residuales salen del tanque de sedimentación sobre un vertedero de efluentes y se mueve a la siguiente etapa del proceso de tratamiento.La eficiencia del proceso se controla mediante el tiempo de retención, la temperatura, el diseño del tanque, y el estado del equipo.

2.3.3.2 Parámetros operacionales para la clarificación primaria Distribución del flujo: la distribución normal del flujo se obtiene cuando el flujo es igual y uniforme en cada unidad en funcionamiento. No hay ninguna indicación de cortocircuito. La tasa de superficie de carga está dentro de las especificaciones de diseño.

Condiciones de los vertederos: Los vertederos están al mismo nivel, el flujo sobre el vertedero es uniforme, y la tasa de rebose está dentro de las especificaciones de diseño.

Eliminación de espumas: la superficie está libre de acumulaciones de espuma, y la eliminación no funciona continuamente.

Eliminación de Fangos: no hay grandes cúmulos de lodos en la superficie, el sistema funciona como se diseñó, la velocidad de bombeo se controla para evitar la acumulación, y la profundidad de manto de lodo está dentro de los niveles deseados.

Rendimiento: La unidad está eliminando los niveles esperados de DBO5, sólidos suspendidos totales y sólidos sedimentables.

Mantenimiento de la unidad: El equipo mecánico se mantiene de acuerdo con lo planificado y el equipo está disponible para el servicio según sea necesario.

Para ayudar al operador a evaluar la funcionalidad del tratamiento primario, varias pruebas se pueden utilizar para la evaluación y el control del proceso.

Estas pruebas incluyen los siguientes: pH (de 6,5 a 9,0) Oxígeno disuelto (<1,0 mg / L) Temperatura (varía según el clima y la estación) Sólidos sedimentables (influente, de 5 a 15 mL/L; efluente, de 0,3 a 5 mL/L) DBO5 (influente, de 150 a 400 mg / L; efluente, de 50 a 150 mg / L) Porcentaje de sólidos (de 4 a 8%) Porcentaje de materia volátil (de 40 a 70%) Metales pesados (según necesario) Ensayos de jarras (según necesario) Nota: La frecuencia de las pruebas debe ser determinada en función de la variabilidad de influente y efluente del proceso y los recursos disponibles. Todas estas pruebas deben realizarse periódicamente para proporcionar información de referencia para la evaluación del rendimiento.

2.3.3.3 Cálculos para el Control de Procesos Al igual que en muchas otras unidades de procesos de tratamiento de aguas residuales, los cálculos de control del proceso de sedimentación ayuda a determinar el rendimiento del mismo. Los cálculos de control del proceso se utilizan en el proceso de sedimentación para determinar: • Porcentaje de eliminación • Tiempo de retención hidráulica • Tasa de carga de superficie (tasa de sedimentación de superficie) • Tasa de desbordamiento (tasa de carga del vertedero) • Bombeo de lodos • Porcentaje de sólidos totales (% ST)

En las siguientes secciones se echa un vistazo más de cerca a algunos de estos cálculos de control de procesos y a ejemplos de problemas.

Nota: Los cálculos que se presentan en las secciones siguientes le permiten determinar los valores de cada función realizada. Tenga en cuenta que un clarificador primario que funciona de manera óptima debe tener valores en un rango esperado.

Porcentaje de eliminación Los rangos esperados de porcentaje de eliminación para un clarificador primario son: Sólidos sedimentables 90-95% Sólidos en suspensión 40-60% DBO5 25-35% Tiempo de Retención El propósito primario de la sedimentación primaria es eliminar los sólidos sedimentables. Esto se logra disminuyendo el flujo hasta aproximadamente 0,3 m / min (1 ppm). El flujo a esta velocidad va a permanecer en el tanque primario de 1,5 a 2,5 horas. La cantidad de tiempo que el agua se mantiene en el tanque se llama tiempo de retención hidráulica.

Tasa de carga de superficie (Tasa de sedimentación de superficie) y Tasa de desbordamiento de superficie Tasa de carga de superficie (m3/d)=

Flujo (m3/d) (2.3.6) Área de tanque de sedimentacion (m2)

Problema: Un tanque de sedimentación es de 40 m de diámetro, y el flujo a la unidad es 16.000 m3/d. ¿Cuál es la tasa de carga de superficie (Tasa de sedimentación de superficie) en (m3/m2/d) m / d?

Solución: Tasa de carga de superficie =

16000 m3/d 0.785 χ 20 m χ 20 m

= 50,96 m/d (m3/m2/d)

Problema: Un clarificador circular tiene un diámetro de 16 m. Si el flujo del efluente primario es 8.000 m3/d, cual es la tasa de desbordamiento superficial en gpd/pies2?

Solución: Tasa de desbordamiento superficial =

8000 m3/d 0.785 χ 8 m χ 8 m

= 159,24 m/d (m3/m2/d)

Tasa de desbordamiento (tasa de carga del vertedero) La tasa de desbordamiento (tasa de carga del vertedero) es la cantidad de agua que sale del tanque de sedimentación por pie lineal de vertedero. El resultado de este cálculo se puede comparar con el diseño. Normalmente, se utilizan en el diseño de un tanque de sedimentación tasas de desbordamiento de vertedero de 120-240 m2/d (m3/d/m) o de 10.000 a 20.000 GPD(Galones Por Dia)/pies.

Ejemplo Problema: El tanque de sedimentación circular es 30 m de diámetro y tiene un vertedero a lo largo de su circunferencia. El caudal de efluentes es 12.000 m3/d. ¿Cuál es la tasa de rebose en galones por día por metro de vertedero?

Solución: Tasa de desbordamiento (m3/d/m)=

12000 m3/d 3,14 x 30 m

= 127.4 m2/d (m3/m/d)

Bombeo de lodos Determinación de bombeo de los lodos (la cantidad de sólidos y sólidos volátiles retirados del tanque de sedimentación) proporciona la información exacta necesaria para el control del proceso de sedimentación.

Sólidos (kg/día) = Tasa de bombeo x Tiempo de bombeo x 1.000 kg/m3 x % de sólidos (2.3.7) Materia volátil (kg/día) = Tasa de bombeo x Tiempo de bombeo x % Sólidos x % de materia volátil (2.3.7) Ejemplo Problema: La bomba de lodos opera 20 minutos por hora. La bomba suministra 5 m3/h de lodos. Las pruebas de laboratorio indican que el lodo es de 5,2% de sólidos y 66% de materia volátil. ¿Cuántos kg de materia volátil se transfieren desde el tanque de sedimentación al biodigestor?

Solución: Tiempo de bombeo=20 min/h, Tasa de bombeo = 5 m3/h Porcentaje de solidos=5.2%, Porcentaje de materia volátil = 66% Materia volátil = 5 m3/h χ 1000 L/m3 x (20/60) h χ 24 h/día χ 0.052 χ 0.66= 1371.7 kg/día

Porcentaje de sólidos totales (% ST) (unidad peso /peso) Ejemplo Problema: Una muestra de lodo de tanque de sedimentación se analiza para determinar los sólidos. La muestra y el plato pesan 74,69 g. El plato solo pesa 21,2 g. Después del secado, el plato con sólidos secos pesa 22,3 g. ¿Cuál es el total de sólidos de porcentaje (% TS) de la muestra?

Solución: Sólidos secos + plato = 22.3 g Peso de los sólidos secos = 22.3 g - 21.2 g = 1.1 g Muestra + plato = 74.69 g

Peso de la muestra = 74.69 g - 1.2 g = 53.49 g

% ST= (1.1 g)/(53.49 g) χ 100% = 2% BOD y eliminación de Solidos suspendidos (SS) (kg/día) Para calcular los kilogramos de demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y de sólidos suspendidos eliminados cada día, necesitamos saber los mg/L de DBO y de SS eliminados y el flujo de la planta. Entonces, podemos utilizar la siguiente ecuación: SS eliminados (kg/día) = SS (mg/L) x Q m3/d

(2.3.7)

Problema: Si 120 mg/L de sólidos en suspensión se eliminan por un clarificador primario, cuántos kg/día de sólidos suspendidos se eliminan cuando el flujo es de 23.000 m3/d? Se supone que mg/L = g/m3 Solución: SS eliminados = 120 mg/L χ 23000 m3/d x 0.001kg/g = 2760 kg/día

Problema: El flujo a un clarificador secundario es de 6.000 m3/d. Si la concentración de DBO del influente es de 200 mg/L y la concentración de DBO es de 70 mg/L, cuantos kilogramos de DBO se eliminan todos los días?

Solución: DBO Eliminado = 200 mg/L - 70 mg/L = 130 mg/L, Después de calcular los mg/L de BOD eliminados, se calculan los kg/día DBO eliminados: DBO Eliminado = 130 g/m3 χ 6000 m3/d x 0.001kg/g = 780 kg/día

Los efluentes de los tanques de sedimentación Después de completar la filtración, el desarenado, y la precipitación en las cuencas de sedimentación, escombros grandes, arena, y muchos materiales sedimentables se han retirado de la corriente residual. Lo que queda se denomina efluente primario. Por lo general, turbio y con frecuencia de color gris, el efluente primario todavía contiene grandes cantidades de alimentos disueltos y otros productos químicos (nutrientes). Estos nutrientes son tratados en el siguiente paso del proceso de tratamiento (tratamiento secundario), analizado en el capítulo siguiente.

Nota: Dos de los nutrientes más importantes que quedan para eliminar son fosforo y amonio.

Aunque queremos eliminar estos dos nutrientes de la corriente de desechos, no queremos quitar demasiado. Microorganismos carbonosos en el tratamiento secundario (tratamiento biológico) necesitan fósforo y amonío.

more ............

Sedimentation Tank Performance

The efficiency of sedimentation basins with respect to the removal of BOD and TSS is reduced by (1) eddy currents formed by the inertia of the incoming fluid, (2) windinduced circulation cells formed in uncovered tanks, (3) thermal convection currents, (4) cold or warm water causing the formation of density currents that move along the bottom of the basin and warm water rising and flowing across the top of the tank, and (5) thermal stratification in hot arid climates (Fair and Geyer, 1954). Factors that affect performance are considered in the following discussion.

BOD and TSS Removal. Typical performance data for the removal of BOD and TSS in primary sedimentation tanks, as a function of the detention time and constituent concentration, are presented on Fig. 2.3.9 . The curves shown on Fig. 2.3.9 are derived from observations of the performance of actual sedimentation tanks. The curvilinear relationships in the figure can be modeled as rectangular hyperbolas using the following relationship (Crites and Tchobanoglous, 1998).

(2.3.8)

Figure 2.3.9. 5â&#x20AC;&#x201C;46 Typical BOD and TSS removal in primary sedimentation tanks. (Greeley, 1938.)

Typical values for the empirical constants in Eq. (2.3.8) at 20째C are as follows: Item a b BOD 0.018 - 0.020 TSS 0.0075 - 0.014

A fact that is often overlooked in sedimentation tank performance is the change in the wastewater characteristics that occurs through the sedimentation process. Larger, more slowly biodegradable suspended solids settle first, leaving a more volatile fraction in suspension that remains in the primary tank effluent. The strict use of removal curves, such as those given on Fig. 2.3.9, does not account for the transformation in wastewater characteristics that actually occurs. Where possible for domestic wastewater, primary tank influent and effluent should be characterized to determine concentration and composition of the constituents. Such characterization is important when determining the organic loading required to be treated by the succeeding biological treatment units.

Short Circuiting and Hydraulic Stability. In an ideal sedimentation basin (see Fig. 2.3.10a), a given block of entering water should remain in the basin for the full detention time. Unfortunately, in practice sedimentation basins are seldom ideal and considerable short circuiting will be observed for one or more of the reasons cited above. To determine if short circuiting exists and to what extent, tracer studies, should be performed. Time-concentration curves should be developed for analysis. If in the repeated tests the timeconcentration curves are similar, then the basin is stable. If the timeconcentration curves are not repeatable, the basin is unstable and the performance of the basin will be erratic (Fair and Geyer, 1954). The method of influent flow distribution, as discussed above, will also affect short circuiting.

Temperature Effects. Temperature effects can be significant in sedimentation basins. It has been shown that a 1째 Celsius temperature differential between the incoming wastewater and the wastewater in the sedimentation tank will cause a density current to form (see Figs. 2.3.10b and c). The impact of the temperature effects on performance will depend on the material being removed and its characteristics.

Wind Effects. Wind blowing across the top of open sedimentation basins can cause circulation cells to form (see Fig. 2.3.10 d). When circulation cells form, the effective volumetric capacity of the basin is reduced. As with temperature effects, the impact of the reduced volume on performance will depend on the material being removed and its characteristics.

Design Considerations If all solids in wastewater were discrete particles of uniform size, uniform density, uniform specific gravity, and uniform shape, the removal efficiency of these solids would be dependent on the surface area of the tank and time of detention. The depth of the tank would have little influence, provided that horizontal velocities would be maintained below the scouring velocity.

However, the solids in most wastewaters are not of such regular character but are heterogeneous in nature, and the conditions under which they are present range from total dispersion to complete flocculation. Design parameters for sedimentation are considered below. Typical design data for sedimentation tanks are presented in Tables 2.3.1 & 2.3.2 . Additional details on the analysis and design of sedimentation tanks may be found in WPCF, 1985. .Detention Time. The bulk of the finely divided solids reaching primary sedimentation tanks is incompletely flocculated but is susceptible to flocculation. Flocculation is aided by eddying motion of the fluid within the tanks and proceeds through the coalescence of fine particles, at a rate that is a function of their concentration and of the natural ability of the particles to coalesce upon collision. As a general rule, coalescence of a suspension of solids becomes more complete as time elapses, thus, detention time is a consideration in the design of sedimentation tanks. The mechanics of flocculation are such, however, that as the time of sedimentation increases, less and less coalescence of remaining particles occurs.

Figure 2.3.10 5â&#x20AC;&#x201C;47 Typical flow patterns observed in rectangular sedimentation tanks: (a) ideal flow, (b) effect of density flow or thermal stratification (water in tank is warmer than influent), (c) effect of thermal stratification (water in tank is colder than influent), and (d) formation of winddriven circulation cell.

(Crites and Tchobanoglous, 1998.)

Normally, primary sedimentation tanks are designed to provide 1.5 to 2.5 h of detention based on the average rate of wastewater flow. Tanks that provide shorter detention periods (0.5 to 1 h), with less removal of suspended solids, are sometimes used for preliminary treatment ahead of biological treatment units. In cold climates,

increases in water viscosity at lower temperatures retard particle settling in clarifiers and reduce performance at wastewater temperatures below 20°C (68°F). A curve showing the increase in detention time necessary to equal the detention time at 20°C is presented on Fig. 2.3.11 (WPCF, 1985). For wastewater having a temperature of 10°C, for example, the detention period is 1.38 times that required at 20°C to achieve the same efficiency. Thus, in cold climates, safety factors should be considered in clarifier design to ensure adequate performance.

Surface Loading Rates. Sedimentation tanks are normally designed on the basis of a surface loading rate (commonly termed “overflow rate”) expressed as cubic

Figure 2.3.11 Curve of the increase in detention time required at cooler temperatures to achieve the same sedimentation performance as achieved at 20°C.

meters per square meter of surface area per day, m3/m2_d (gallons per square foot of surface area per day, gal/ft2_d). The selection of a suitable loading rate depends on the type of suspension to be separated. Typical values for various suspensions are reported in Table 2.3.1. Designs for municipal plants must also meet the approval of state regulatory agencies, many of which have adopted standards for surface loading rates that must be followed. When the area of the tank has been established, the detention period in the

tank is governed by water depth. Overflow rates in current use result in nominal detention periods of 2.0 to 2.5 h, based on average design flow.

The effect of the surface loading rate and detention time on suspended solids removal varies widely depending on the character of the wastewater, proportion of settleable solids, concentration of solids, and other factors. It should be emphasized that overflow rates must be set low enough to ensure satisfactory performance at peak rates of flow, which may vary from over 3 times the average flow in small plants to 2 times the average flow in large plants .

Weir Loading Rates. In general, weir loading rates have little effect on the efficiency of primary sedimentation tanks and should not be considered when reviewing the appropriateness of clarifier design. For general information purposes only, typical weir loading rates are given in Table 2.3.1.

EXAMPLE 5â&#x20AC;&#x201C;10 Design of a Primary Sedimentation Basin The average flowrate at a

small municipal wastewater-treatment plant is 20,000 m3/d. The highest observed peak daily flowrate is 50,000 m3/d. Design rectangular primary clarifiers with a channel width of 6 m (20 ft). Use a minimum of two clarifiers. Calculate the scour velocity, to determine if settled material will become resuspended. Estimate the BOD and TSS removal at average and peak flow. Use an overflow rate of 40 m3/m2/d at average flow (see Table 2.3.1) and a side water depth of 4 m (13.1 ft).

Solution 1. Calculate the required surface area. For average flow conditions, the required area is:

2. Determine the tank length.

However, for the sake of convenience, the surface dimensions will be rounded to 6 m by 42 m.

3. Compute the detention time and overflow rate at average flow.

Using the assumed sidewater depth of 4 m,

4. Determine the detention time and overflow rate at peak flow.

5. Calculate the scour velocity below, using the following values:

Cohesion constant k =0.05 Specific gravity s= 1.25 Acceleration due to gravity g =9.81 m/s2 Diameter of particles d =100 Îźm =100 x10-6 m Darcy-Weisbach friction factor f= 0.025

6. Compare the scour velocity calculated in the previous step to the peak horizontal velocity (the peak flow divided by the cross-sectional area through the flow passes).

The peak flow horizontal velocity through the settling tank is

The horizontal velocity value, even at peak flow, is substantially less than the scour velocity. Therefore, settled matter should not be resuspended.

7. Use Eq. (5â&#x20AC;&#x201C;45) and the accompanying coefficients to estimate the removal rates for BOD and TSS at average and peak flow. a. At average flow:

b. At peak flow:

HIGH-RATE CLARIFICATION High-rate clarification employs physical/chemical treatment and utilizes special flocculation and sedimentation systems to achieve rapid settling. The essential elements of high-rate clarification are enhanced particle settling and the use of inclined plate or tube settlers. Advantages of high-rate clarification are (1) units are compact and thus reduce space requirements, (2) start-up times are rapid (usually less than 30 min) to achieve peak efficiency, and (3) a highly clarified effluent is produced. Enhanced particle flocculation and high-rate clarification applications are discussed in this section.

Enhanced Particle Flocculation Enhanced particle flocculation has been used in Europe for more than 15 years but has only been introduced relatively recently in the United States. In its most basic form, enhanced particle flocculation involves the addition of an inert ballasting agent (usually silica sand or recycled chemically conditioned sludge) and a polymer to a coagulated and partially flocculated suspension. The polymer appears to coat the ballasting particles and forms the â&#x20AC;&#x153;glueâ&#x20AC;? that binds the chemical floc to the ballasted particles . After contact with the ballasting agent, the mixture is stirred gently in a maturation tank that allows the floc particles to grow. The particles grow as the larger, faster settling particles overtake and collide with slowersettling particles . The velocity gradient G for flocculation is important as a high gradient will cause a breakdown in the floc particles, and insufficient agitation will inhibit floc formation. Velocity gradients for enhanced particle settling of wastewater generally range from 200 to 400 s_1.

Analysis of Ballasted Particle Flocculation and Settling The settling velocity of the ballasted particle is increased, when compared to an unballasted floc particle, by (1) increasing the density of the particle, (2) decreasing the coefficient of drag and increasing the Reynolds number, and (3) decreasing the shape factor through the formation of more dense spherical-shaped particles . The ballasted floc particles appear to be more spherical than the floc particles alone. In effect, ballasted flocculent particles settle with a velocity closer to that of a discrete particle than that of flocculent particles that have very high shape factors.

Table 2.3.3.

Summary of features of high-rate clarification processes

Table 2.3.4. Ranges of overflow rates and BOD and TSS removals from high-rate clarification

processes treating wet-weather flows

Figure 2.3.12 High-rate clarification processes: (a) ballasted flocculation, (b) lamella plate clarification, and (c) dense-sludge.

FLOTACIÓN La flotación es una operación unitaria utilizada para separar partículas sólidas o líquidas de una fase líquida. La separación se produce por la introducción de burbujas finas de gas (por lo general aire) en la fase líquida. Las burbujas se adhieren a la materia partículada y la fuerza de flotación de las partículas combinadas con las burbujas de gas es lo suficientemente grande para hacer que las partículas suban a la superficie.

Las partículas que tienen una densidad mayor que el líquido por lo tanto pueden subir.

La subida de las partículas con menor densidad que el líquido puede ser también facilitada (por ejemplo, con una suspensión de aceite en agua).

En el tratamiento de aguas residuales, la flotación se utiliza principalmente para eliminar los solidos suspendidos y concentrar los biosólidos (véase cap. 14). Las principales ventajas de la flotación con respecto a la sedimentación son que partículas muy pequeñas o ligeras que se sedimentan poco a poco se pueden quitar casi completamente y en un tiempo más corto. Una vez que las partículas estén flotando en la superficie, pueden ser recogidas y eliminada mediante un separador.

Descripción La práctica de flotación tal como se aplica al tratamiento de aguas residuales se limita a la utilización de aire como agente de flotación. Las burbujas de aire se añaden o se forman por: (1) inyección de aire, mientras que el líquido está bajo presión, seguida por la reducción de la presión (flotación de aire disuelto) (2) aireación a presión atmosférica (flotación de aire disperso).

En estos sistemas, el grado de eliminación se puede mejorar mediante el uso de diversos aditivos químicos. En el tratamiento de las aguas residuales municipales, se utiliza con frecuencia de flotación de aire disuelto, especialmente para el espesamiento de los biosólidos residuales.

Flotación de aire disuelto En los sistemas de flotación de aire disuelto (FAD), el aire se disuelve en las aguas residuales a una presión de varias atmósferas, seguido por la reducción de la presión al nivel de la atmosférica (véase la fig. 5-53). En los sistemas de presión pequeños, el flujo puede ser presurizado por medio de una bomba que va de 275 a 350 kPa con aire comprimido añadido a la succión de la bomba (véase la fig. 5-53a).

Todo el flujo se mantiene en un tanque de retención bajo presión durante varios minutos para dar tiempo a que el aire se disuelva. Se pasa entonces a través de una válvula de reducción de presión en el tanque de flotación donde el aire sale de la solución en burbujas muy finas.

Figura 2.3.13. Esquema de sistemas de flotación de aire disuelto: (a) sin reciclaje en el que se pasa todo el flujo a través del tanque de presurización y (b) con reciclaje en el que sólo el flujo de reciclaje es presurizado. El flujo a presión se mezcla con el influente antes de ser liberado en el tanque de flotación.

En las unidades más grandes, una porción del efluente del DAF (de 15 a 120 por ciento) es reciclado, a presurizado, y semisaturado con aire (Fig. 2.3.13b). El flujo de reciclado es mezclado con la corriente principal sin presión justo antes de la entrada en el tanque de flotación, con el resultado de que el aire sale de la solución en contacto con la materia particulada a la entrada al tanque. Unidades de presión se han utilizado principalmente para el tratamiento de residuos industriales y para la concentración de sólidos EXAMPLE: Flotation Thickening of Activated-Sludge Mixed Liquor Design a flotation

thickener without and with pressurized recycle to thicken the solids in activatedsludge mixed liquor from 0.3 to about 4 percent. Assume that the following conditions apply: 1. Optimum A/S ratio=0.008 mL/mg 2. Temperature =20°C 3. Air solubility =18.7 mL/L 4. Recycle-system pressure= 275 kPa 5. Fraction of saturation = 0.5 6. Surface-loading rate =8 L/m2_min 7. Sludge flowrate = 400 m3/d

Comment Alternatively, the recycle flowrate could have been set and the pressure determined. In an actual design, the costs associated with the recycle pumping, pressurizing systems, and tank construction can be evaluated to find the most economical combination.

PREGUNTAS 2.3A ¿Cuál es la principal diferencia entre el lodo de los clarificadores primarios y secundarios?

2.3B ¿Cuál es la principal diferencia entre el efluente de los clarificadores primarios y secundarios?

2.3C Enumere los elementos significativos que hay que comprobar antes de la puesta en marcha de un clarificador circular.

2.3D ¿Qué medidas de seguridad se deben tomar durante el arranque de un clarificador?

2.3E ¿Qué sucede cuando las paletas en un clarificador rectangular no son rectas a lo largo del tanque?

2.3F Describa una buena estrategia operacional para un clarificador 2.3G ¿Qué tipo de condiciones anormales podrían afectar al rendimiento del clarificador?

2.3H ¿Qué medidas se podrían tomar para mejorar la calidad del efluente del clarificador cuando la excesiva infiltración de flujo de aguas pluviales es un problema frecuente?

2.3I ¿Cuál es la eficiencia de eliminación de sólidos en suspensión de un clarificador primario si la concentración de influente es de 300 mg/L y la concentración del efluente es de 120 mg/L? 2.3J Enumerar las pruebas básicas de laboratorio utilizadas para determinar la eficiencia de un clarificador.

2.3K ¿En cuales dos puntos se deben recoger muestras para la medición de la eficiencia del clarificador?

2.3L ¿Qué porcentaje de sólidos sedimentables debe esperar ser eliminadas por el clarificador?

2.3M ¿Cuál es la eficiencia de eliminación de sólidos en suspensión de un clarificador primario si la concentración de influente es de 300 mg / L y la concentración del efluente es de 120 mg / L? 2.3N ¿Con qué frecuencia se debe quitar fango (lodo) de un clarificador?

2.3O ¿Cómo puede usted decir cuándo debe dejar de bombear lodo?

2.3P ¿Cómo puede el material flotante (espuma) mantenerse fuera del efluente del clarificador?

2.3Q ¿Qué es el "corto circuito" en un clarificador?

2.3R ¿Por qué el "corto circuito" es indeseable?

2.3S ¿Cómo se puede corregir el " corto circuito"?

2.3T Un clarificador circular tiene un diámetro de 80 pies y una profundidad media de 10 pies. El flujo de las aguas residuales es de 4.0 Millones de Galones Dia (MGD) y la concentración de sólidos en suspensión es de 190 mg/L. Calcule lo siguiente: 1. Tiempo de retención, en horas 2. Tasa de desbordamiento del vertedero, en Gallones Por Dia(GPD)/pies 3. Tasa de carga de superficie, en GPD/pies2 2.3U Un clarificador circular tiene un diámetro de 80 pies y una profundidad media de 10 pies. El clarificador trata a 4.0 MGD de la entrada de la planta más 1.2 MGD de flujo de lodo de retorno. La concentración de licor mezcla de sólidos suspendidos de es 2,700 mg/L. Calcular los sólidos de carga en libras / día / pie cuadrado 2.3V ¿Qué elementos de seguridad deben ser considerados en la revisión de los planes y las especificaciones de los clarificadores?

2.3W ¿Usted pondria el proceso de flotación ANTES o DESPUES de la sedimentación primaria?

2.3X Dar una breve descripción de: 1. Colloides 2. Emulsiones 2.3Y ¿Por qué el proceso de flotación se utiliza en algunas plantas de tratamiento de aguas residuales?

RESPUESTAS 2.3A

La principal diferencia entre el lodo de los clarificadores primario y secundario es que el lodo primario es normalmente más denso que el lodo secundario.

Otras diferencias son que el lodo primario es séptico, tiene olor, es inestable y necesita de digestión.

2.3B La principal diferencia entre el efluente de clarificadores primarios y secundarios es que el efluente de un clarificador secundario es normalmente más claro que un efluente primario.

2.3C Importantes elementos dque hay que comprobar antes de arrancar un clarificador circular incluyen: 1. Puertas de control para la operación

2. Tanque clarificador para la arena y detritos 3. Lubricación del mecanismo de accionamiento del colector, el nivel de aceite, la alineación de la unidad y el montaje completo 4. La instalación y la rotación adecuada de juntas, engranajes, ruedas dentadas de la cadena de transmisión y motor de accionamiento 5. Distancia correcta de las láminas de la escobilla del colector desde el fondo del tanque 6. Instalación y funcionamiento de todos los demás elementos mecánicos debajo de la línea de flotación 7. Sumideros o tolvas del tanque y líneas de retorno de detritos y obstrucciones 8. Corrosión de la estructura del tanque, grietas y otras evidencias de fallo estructural 2.3D Las precauciones de seguridad que deben tomarse durante el arranque de un clarificador incluyen: 1. Use un casco cuando esté en el depósito para protejerse de la caída de objetos.

2. Mantenga las manos lejos de equipos móviles.

3. Cuando se trabaja en equipo, asegúrese de etiquetar y usar un dispositivo de bloqueo para el interruptor principal y las puertas de control de influentes para evitar que el equipo se inicie de forma inesperada o se causen daños al equipo o lesiones personales.

2.3E Cuando las paletas en un clarificador rectangular no son rectas a lo largo del tanque, los lodos se amontonan en la parte final o las paletas se detienen y suffren graves daños.

2.3F La mejor estrategia operacional para un clarificador es desarrollar e implementar un buen programa de mantenimiento preventivo, monitorear las condiciones de funcionamiento, y responder a cualquier resultado de laboratorio que indican que se están desarrollando problemas.

2.3G Condiciones anormales que puedan afectar al rendimiento del clarificador incluyen: 1. Residuos tóxicos de vertidos industriales 2. Flujos de aguas pluviales y sobrecargas hidráulicas 3. Problemas de septicidad del sistema de recolección 2.3H Las medidas que podrían adoptarse para mejorar la calidad del efluente del clarificador cuando la excesiva la infiltración de flujo de aguas pluviales es un problema frecuente es sellar las alcantarillas sanitarias o usar de una cuenca de compensación de flujo 2.3J Las pruebas de laboratorio básicas utilizadas para determinar la eficiencia del clarificador son oxígeno disuelto (DO), sólidos sedimentables, pH, temperatura, DBO, sólidos en suspensión, cloro residual (si es necesario), y las bacterias coliformes (si es necesario).

2.3K Para medir la eficiencia del clarificador, muestrear el influente y efluente del clarificador.

2.3L Un clarificador debe ser capaz de quitar del 95 al 99 por ciento de los sólidos sedimentables.

2.3M ¿Cuál es la eficiencia de eliminación de sólidos en suspensión de un clarificador primario si la concentración del influente es de 300 mg/L y la concentración del

efluente es de 120 mg/L? Calcular la eficiencia de remoción de sólidos en suspensión.

Datos conocidos Datos desconocidos SS del influente = 300 mg/L Efficiency, % SS del effluente = 120 mg/L Efficiencia % = (In-Out)/(In) x (100%) = (300 mg/L-120 mg/L)/ 300 mg/L x (100%)= = (0.60) (100%) = 60% Remoción de sólidos en suspensión 2.3N Quitar los residuos de un clarificador con la suficiente frecuencia para evitar condiciones sépticas o gasificación de lodos. El intervalo adecuado depende de muchos factores y puede variar de treinta minutos a ocho horas, como mucho veinticuatro horas en unos pocos casos. La experiencia dictará la frecuencia apropiada de eliminación 2.3O Dejar de bombear lodo cuando es fino. El lodo fino puede ser detectado por el sonido de la bomba de lodos, las diferencias en las lecturas del medidor de presión la bomba de lodos, las lecturas del indicador de densidad de lodos, observación visual de una pequeña cantidad (galones o menos), y a través de una mirilla en la línea de lodo mientras está siendo bombeado.

2.3P El material flotante (espuma) se puede mantener afuera del efluente del clarificador con los métodos siguientes. Para recoger espuma, un deflector se proporciona generalmente en algún lugar en el tanque. Los clarificadores primarios suelen tener un área de recolección de espuma donde la espuma se elimina por algún método mecánico, por lo general un brazo de aspiración o una rueda de paletas. Si los métodos mecánicos no son presentes,herramientas manuales pueden ser utilizada, por ejemplo un cucharón unido a un palo de escoba 2.3Q El cortocircuito se produce en un clarificador cuando el flujo no es uniforme en todo el tanque. En esta situación, el agua fluye demasiado rápido en una o más secciones del clarificador para que haya tiempo suficiente para encontrar una solución.

2.3R El cortocircuito es indeseable debido a que cuando la velocidad es demasiado alta, las partículas no tienen tiempo para sedimentarse. Si la velocidad es demasiado baja, condiciones sépticas indeseables pueden desarrollarse.

2.3S El cortocircuito puede ser corregido mediante la instalación de placas de presa, deflectores, aberturas de puertas, así como con un diseño adecuado del canal de entrada.

2.3T Un clarificador circular tiene un diámetro de 80 pies y una profundidad media de 10 pies. El flujo de las aguas residuales es de 4.0 Millones de Galones Dia (MGD) y la concentración de sólidos en suspensión es de 190 mg/L. Calcule lo siguiente: 1. Tiempo de retención, en horas 2. Tasa de desbordamiento del vertedero, en Gallones Por Dia(GPD)/pies 3. Tasa de carga de superficie, en GPD/pies2 Datos conocidos Diametro = 80 pies Profundidad = 10 pies Flujo, MGD = 4.0 MGD Conc SS = 190 mg/L

Datos desconocidos Tiempo de retención, en horas Tasa de desbordamiento del vertedero, en GPD/pie Tasa de carga de superficie, en GPD/pies2 1. Calcular el volumen del tanke en pies3 Volumen = (π/4) x (Diametro, pies)2 x Profundidad pies = (0.785)(80 pies)2 x 10 ft = 0.785 x 6,400 x 10 = 0.785 x 64,000 = 50,240 pies3 2. Convertir el tanque de pies cubicos a gallones Volumen del tanque = 50,240 pies3 x 7.5 gal/ pies3 = 376,880 gal 3. Estimar el tiempo de retención en horas.

Tiempo de retención = Volumedel tanque, gal x 24 h/día Flujo, gal/ día = 376,800 gal x 24 h/día 4,000,000 gal/ día = 0.376800 x 6 = 2.2608 = 2.3 h 4. Estimar la tasa de desbordamiento del vertedero en galones per día per pies de longitud del vertedero.

Tasa de desbordamiento del vertedero = =(Flujo, GPD/ longitud del vertedero, pies)= = ((4,000,000 GPD/ (3.14 x 8 0 pies)) = = 15,923 GPD/pies del vertedero 5. Calcular el area de la superficie en pies2. (π/4)(Diameter)2

Superficie=

= (0.785) (80 ft)2 = = 0.785 x 6,400 = 5,024 sq ft 6. Estimar la tasa de carga de superficie en galons per día per pies2 de superficie.

Carga de superficie (GPD/ pies2) = (Flujo, GPD/ tasa, Superficie, pies2) 2 2 = 4,000,000 GPD / 5,024 pies = 800 GPD/ pies (aproximadamente) NOTE: La concentración de sólidos en suspensión de mg/L de 190 no se necesita para resolver este problema. Trate de determinar la información para resolver problemas y olvidarse de los datos sin importancia.

2.3U Un clarificador circular tiene un diámetro de 80 pies y una profundidad media de 10 pies. El clarificador trata a 4.0 MGD de la entrada de la planta más 1.2 MGD de flujo de lodo de retorno. La concentración de licor mezcla de sólidos suspendidos de es 2,700 mg/L. Calcular los sólidos de carga en libras / día / pie cuadrado

Datos Datos conocidos desconocidos 1. Diametro, pies= 80 pies Carga de solidos2 2. Profundidad, pies = 10 pies libras/día/ pies 3. Influente, MGD = 4.0 MGD 4. Flujo de lodo de retorno = 1.2 MGD 5. Licor mezcla de sólidos suspendidos, mg/L = 2,700 mg/L 6. Superficie, pies2 = 5,024 pies2 (desde el Problema 5.6D) 1. Calcular los sólidos aplicados en libras por día.

Solidos Applicados, lbs/día = Flujo Total, MGD x MLSS, mg/L x 8.34 lbs/gal = (4.0 MGD + 1.2 MGD) x 2,700 mg/L x 8.34 lbs/gal = 117,094 lbs/día 2. Estimar la carga de sólidos en libras de sólidos por día y por pie cuadrado de superficie Carga de solidos, Ibs/día/pies2 = Solidos Applicados, lbs/día / Superficie, pies2 =117,094 lbs/día/ 5,024 pies2= = 23.3 Ibs/día/pies2 2.3V Las indicaciones de seguridad que deben ser consideradas cuando se revisen planos y especificaciones para clarificadores incluyen: 1. Los clarificadores deben estar equipados con un adecuado acceso por escaleras, rampas, pasarelas y puentes. Asegúrese que las barandillas cumplan con los requisitos estatales.

2. Pasarelas y puentes deben tener placas de suelo o rejillas firmemente aseguradas y equipadas con rodapiés y superficies antideslizantes.

3. Una iluminación adecuada debe ser proporcionada.

4. Canales y tuberías que transportan el flujo de efluentes del clarificador a otro conducto, canal o estructura deben tener rejas de seguridad en la entrada.

5. En un clarificador circular, platos, deflectores ajustables en entrada y válvulas de control de lodos de vuelta deben tener acceso seguro.

6. Protecciones adecuadas se deben colocar sobre transmisiones de cadena, cinturones, y otras piezas móviles.

7. Ganchos de seguridad, postes, o flotadores deben ser ubicados en lugares estratégicos cerca de todas las cuencas para rescatar a cualquier persona que caiga en una cuenca 8. No permita que los tubos o conductos puedan cruzar por encima de las pasarelas o puentes.

9. Desplazamiento de unidades de transmisión, motores y otros equipos estarán debidamente adequatos para permitir el acceso sin obstáculos a todas las áreas.

2.3W El proceso de flotación se debe colocar después de la sedimentación primaria.

2.3X Coloides-Muy pequeños, finamente divididos (partículas que no se disuelven) que permanecen dispersos en un líquido durante un largo tiempo debido a su pequeño tamaño y la carga eléctrica.

Emulsión—Una mezcla líquida de dos o más sustancias líquidas normalmente no disueltas la una en la otra, sino que un líquido mantiene en suspensión en el otro.

2.3Y El proceso de flotación se utiliza para eliminar coloides y emulsiones.

REFERENCIAS Y LECTURAS RECOMENDADAS Metcalf & Eddy. (1991). ngenier铆a de aguas residuales: tratamiento, eliminaci贸n, reutilizaci贸n, 3陋 ed. New York: McGraw-Hill

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