Informacin y los datos aplicados en la planificacin

Universidad Tecnolgica De PanamTratamiento De Aguas ResidualesPre tratamiento de Aguas residuales .15/06/20141

Franco.,N.../UTP/2014Franco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa1Primary Treatment-SettingObjetivos del Tratamiento 15/06/20142

Franco.,N.../UTP/2014En desarrollo gradual del sistema de tratamiento se consideran con los siguientes objetivos:Remocin de Slidos Suspendidos Remocin de DBORemocin de PatgenosPosteriormente ha sido consideradoRemocin de Nitrgeno y Fosforo Objetivos del Tratamiento 15/06/20143

Franco.,N.../UTP/2014En desarrollo gradual del sistema de tratamiento se consideran con los siguientes objetivos:Finalmente se involucra:Remocin de sustancias orgnicas refractarias comoDetergentes, fenoles y pesticidas Remocin de trazas de metales pesadosRemocin de sustancias inorgnicas disueltas Procesos del Tratamiento 15/06/20144

Franco.,N.../UTP/2014Frecuentemente se denomina clarificacin, sedimentacin o decantacin.PretratamientoTratamiento PrimarioTratamiento SecundarioTratamiento Terciario o AvanzadosTratamiento Primario- Sedimentacin15/06/20145

Franco.,N.../UTP/2014Objetivo: producir un efluente lquido de calidad aprovechable para la siguiente etapa de tratamiento ( tratamiento biolgico secundario) y lograr una separacin de slidos que de lugar a un fango primario que pueda ser convenientemente tratado y vertido :Reduccin de SS.Remocin de DBO 5.Remocin de la cantidad de Fangos Activados en exceso en la planta de Fangos Activado.Separacin de Material Flotante.Homogenizacin parcial de los caudales y carga orgnica .Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/20146

Franco.,N.../UTP/2014La sedimentacin se lleva acabo en decantadores con una geometra :Circulares : mas frecuente en aguas residuales Rectangulares Cuadrados Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/20147

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:La sedimentacin ocurre de maneras diferentes ; segn su naturaleza:Naturalezas de los slidos Su ConcentracinSu Grado de floculacinPartculas Discretas; En el agua se pueden encontrar partculas que no cambian su tamao o forma y peso cuando se sedimentan.Partculas Floculantes y Precipitantes ; En las cuales la densidad y el volumen cambia a medida que ellas se adhieren unas con otras mediante mecanismos de floculacin, precipitacin y arrastre.Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/20148

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin Tipo 1Sedimentacin Tipo 2Sedimentacin ZonalCompresin Discreta Floculentas Concentracin de Slidos BajaAltaTratamiento Primario-Sedimentacin15/06/20149

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin de Tipo 1: Remocin de partculas discretas no floculentas en una suspensin diluida La sedimentacin no es interferidaLa sedimentacin es slo funcin de las propiedades del fluido y de las caractersticas de la partculas.Ocurre con partculas floculantes mnimas en suspensin diluida; como es el caso de sedimentacin de materiales pesadosTratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201410

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin de Tipo 1:Partcula esfrica U= Velocidad Verticala= Aceleracin VerticalFW

Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201411

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin de Tipo 1:

Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201412

Franco.,N.../UTP/2014Sedimentacin de Tipo 1:

W=Peso de la partcula en el agua N.V=Volumen de la Partcula m3Ps=Densidad de la partcula , kg/m3Pw= Densidad del agua , kg/m 3 G=Aceleracin de la gravedad 9.8 m/s^2F=Fuerza de arrastre vertical , NC=Coeficiente de arrastre de newton, a dimensionalAn=rea de la seccin transversal de la partcula normal a la direccin de asentamiento , m^2U=Velocidad de asentamiento , m/sv=Viscosidad cinemtica , m^2/sSs=Densidad relativa de la Partcula D=Dimetro de la partcula , mTratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201413

Franco.,N.../UTP/2014Sedimentacin de Tipo 1:

OCDBLdEUv=(Q/a)dvUpUpa

Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201414

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin de Tipo 2: Se refiere a la sedimentacin diluidas de partculas floculantes , en las cuales es necesario considerar:Las propiedades floculentas de la suspensin junto con las caractersticas de asentamiento de la partcula.Ocurre en el tratamiento de aguas residuales, dada la naturaleza de los slidos presentes En purificacin de agua potables cuando los sedimentadores estn precedido de floculadores y coagulacin Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201415

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin de Tipo 2: vUpvUp1vUp2Trayectoria de SedimentacinPartculas DiscretasPartculas FloculantesTratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201416

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin Zonal: Describe la sedimentacin msica y se refiere al proceso de sedimentacin de suspensiones intermedia de material flotante, en las cuales se presenta un asentamiento interferido debido a las cercanas entre partculas, produciendo gracias a las fuerzas entre ellas , poseer una posicin relativa; formando una matriz , la cual se desplaza hacia el fondo en bloques , generando una interface clara de separacin entre el sobrenadante clarificado y el lodo.Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201417

Franco.,N.../UTP/2014Tipos de Sedimentacin:Sedimentacin Compresin :Ocurre cuando la concentracin aumenta en que las partculas estn en contacto fsico unas con otras y el peso de ellas es sostenido parcialmente por la masa compactada.Se presenta en operaciones de espesamiento de lodos cuando las partculas se acumulan en el fondo de tanque sedimentador.Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201418

Franco.,N.../UTP/2014Componentes del sedimentador :Zona de entrada .Estructura hidrulica de transicin , que permite una distribucin uniforma de flujo dentro del sedimentador Zona de Sedimentacin.Zona con volumen , longitud y condiciones de flujos adecuados para que sedimente las partculas , la direccin del flujo es horizontal y velocidad es la misma en todos los puntos , flujo pistn.Tratamiento Primario*Sedimentacin15/06/201419

Franco.,N.../UTP/2014Componentes del sedimentador :Zona de Salida.Constituye por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la finalidad de recolectar el efluente sin perturbar la sedimentacin de las partculas depositadas.Zona de recoleccin de Sedimento.Constituida por una tolva de capacidad para depositar los lodos sedimentados y tuberas y vlvulas para la evacuacin de lodos .Tratamiento Primario-Sedimentacin15/06/201420

Franco.,N.../UTP/2014Zona de Lodos Zona de Sedimentacin Zona de EntradaZona de SalidaSedimentador Circular 15/06/2014Franco.,N.../UTP/201421Extraccin de Lodos Tubera de EntradaRasqueta de LodosDecantador de LodosVelocidad de SedimentacinVsH2O ClarificadaVertedero H2O ClarificadaCajn de difusinCanal de vertido S Pendiente Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa21Sedimentador Circular 15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014Criterios de diseos.Velocidad ascensional(Carga Superficial- SQR m3/dia /m2ProfundidadGeometra superficialTiempo de Retencin HidrulicaCarga sobre vertedero WOR, en m3/dia/m.Caudales del afluentes su variacin (variacin diaria)Tasa de carga contamnate en el afluente y su variacinCorrientes de afluentes recirculadas:De los fangos activado o spticosSobrenadantes de la deshidratacin de fangosAguas de lavado de los procesos de filtros terciarios22Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa22Sedimentador Circular 15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014Criterios de diseo Parmetros ValoresPeriodos de Diseo , teniendo en cuenta criterios econmicos y tcnicos 8 - 16 aosNumero de unidades 2Periodo de operacin ( horas / dia)24Tiempo de retencin hidrulica (horas)2 a 6Carga orgnica/ segn el porcentaje de remocin TablaProfundidad del sedimentador en metros (m)1.5 a 2.5 Relacin de Largo / Base (L/B)3 a 6Relacion de Largo / Alturae (L/H)5 a 25Pendiente de fondo (%)5 a10Caudal por metro lineal de recoleccin en la zona de salida menor o igual (L/S)323Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa23Rendimiento del Sedimentador Primario15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014Rendimiento de la eliminacin en la decantacin primaria Parmetros Con coagulante (%)Sin coagulante (%)STS60 -9040 -70DBO540 - 7025 - 40DQO 30 -60 20 - 30PT 70 - 905 - 10Bacterias 80 90 50 60 Adaptada de Harleman, 1991; presentado en Kiely, 200524Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa24Rendimiento del Sedimentador Primario15/06/2014Franco.,N.../UTP/20142040608010020406080100Slidos SuspendidosDBO5 Carga Superficial SQR. (m3/d/m2)Separacin %Adoptado de McGhee, 1991- Presentado en Kiley 200525Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa25Diseo del Sedimentador Primario15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014

26Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa26Diseo del Sedimentador Primario15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014SOR=Velocidad ascensional (m 3/m 2/dia)=Velocidad de sedimentacin (m 3/m 2/dia)=Carga Hidrulica (m 3/m 2/dia)=Carga Superficial (m 3/m 2/dia)WOR=Carga sobre el vertedero (m 3 / da /m)Q=Caudal (m3/dia)H=Profundidad del sedimentador (1.5 a 3 m)Vs=Volumen del SedimentadorSTS=Slidos Totales Suspendidos (mg/L)F punta=Factor de punta DBO 5=Demanda Bioqumica de Oxigeno al quinto dia V lodos=Volumen de lodos diarios (m 3 /dia)27Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa27Diseo del Sedimentador Primario15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014Calculo de lodos en el Decantador primarioSm=Cantidad de fangos dias (kg/dia)Q=Caudal (m3/dia)E=Rendimiento de separacin STS=Slidos Totales Suspendidos (mg/L)Sm or M=Masa de lodos (kg/dia)P lodos=Densidad del Lodos ( Medir) kg/m3V lodos=Volumen de lodos diarios (m 3 /dia)

28Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa28Diseo del Sedimentador Primario15/06/2014Franco.,N.../UTP/2014Ejemplo:Disee un sedimentador primario para lograr la separacin de 60 % de los SS; si el caudal medio es 5000 m3 / dia; un factor de punta de 2.5 ; estudios previos muestran que la concentracin de SS es de 300 mg/L y la DBO 5 es de 280 mg/L:Calcule el sedimentador.La carga de BDO en el efluente La Carga de SS en el efluente.Volumen de lodos producidos por dia.

29Primary Treatment-SettingFranco.,N / Wastewater Treatment/ UTP/noriel.franco@utp.ac.pa29