OPS/CEPIS/PUB/00.55Original: portugus

CENTRO PANAMERICANO DE INGENIERA SANITARIAY CIENCIAS DEL AMBIENTE

(CEPIS)

MILITAMICESComo Sistema de Pre-tratamiento

por

Edmundo Garca AgudoCETESB

Russell G. LudwigENCIBRA

Febrero 1992Reimpresin: noviembre 2000

Editor: Ing. Henry J. SalasAsesor en Evaluacin de Impacto Ambiental y Salud

CEPIS

DIVISIN DE SALUD Y AMBIENTEORGANIZACIN PANAMERICANA DE LA SALUD

OFICINA SANITARIA PANAMERICANA, OFICINA REGIONAL DE LAORGANIZACIN MUNDIAL DE LA SALUD

TABLA DE CONTENIDO

Pgina

Reconocimiento ...................................................................................................................................

1. Sustancias Flotantes en Aguas Residuales Significado y Remocin .............................................. 1

2. Introduccin ........................................................................................................................................... 2

3. Tipo de Tamices ................................................................................................................................... 2

3.1 Tamices en Forma de Discos........................................................................................................ 2

3.2 Tamices Rotativos de Bandejas.................................................................................................... 3

3.3 Tamices Rotativos Cilndricos........................................................................................................ 3

4. Descripcin de Sistemas de Pre-tratamiento de Aguas Negras Domsticas por Militamices ............ 9

4.1 Introduccin ................................................................................................................................... 9

4.2 Planta de Tratamiento por Tamices Rotativos de Hutt Valley Nueva Zelandia ........................ 10

4.3 Planta de Pre-acondicionamiento de Aguas Residuales de Santos/San Vicente Brasil .......... 14

5. Procedimiento de Operacin y Mantenimiento .................................................................................... 19

5.1 Introduccin ................................................................................................................................... 19

5.2 Operacin y Mantenimiento en la Planta de Pre-acondicionamiento de Santos / San Vicente... 19

6. Pruebas de Eficiencia de Remocin en Sistemas de Militamices ....................................................... 22

6.1 Introduccin ................................................................................................................................... 22

6.2 Eficiencia de los Tamices Contra-Shear en Hutt Valley ............................................................. 22

6.3 Eficiencia de los Tamices Rotostrainer, en Santos/San Vicente Brasil ..................................... 24

7. Control de Olores en las Plantas de Pre-acondicionamiento de Aguas Residuales ........................... 28

8. Procedimientos para la Disposicin de los Materiales Removidos en los Militamices ....................... 30

9. Referencias Bibliogrficas .................................................................................................................... 33

RELACIN DE FIGURAS Pgina

Figura 1 Tamices de Disco.................................................................................................................... 4

Figura 2 Tamiz Rotativo de Bandeja..................................................................................................... 4

Figura 3 Tamiz Cilndrico de Paso Simple............................................................................................ 4

Figura 4 Tamiz Cilndrico de Paso Doble.............................................................................................. 4

Figura 5a Corte de un Tamiz "ROTOPLAN" Instalado en Posicin Vertical.......................................... 7

Figura 5b Vista en Plano de un Tamiz "ROTOPLAN" Vertical................................................................ 7

Figura 6a Corte de un tamiz "ROTOPLAN" Horizontal........................................................................... 8

Figura 6b Vista en Plano de un Tamiz "ROTOPLAN" Horizontal........................................................... 8

Figura 7 Planta de Militamiz................................................................................................................... 11

Figura 8 Corte Transversal Esquemtico de un Militamiz CONTRA-SHEARen Operacin........................................................................................................................... 13

Figura 9 Corte longitudinal de un Militamiz CONTRA-SHEARen Operacin............................................................................................................................ 13

Figura 10 Planta de Pre-acondicionamiento de Santos.......................................................................... 16

Figura 11 Corte Longitudinal de la Estacin de Pre-acondicionamiento de Santos............................... 17

Figura 12 Planta de Santos Estacin de Pre-acondicionamiento (Unidad de Militamices)................... 18

RELACIN DE TABLAS

Tabla 1 Algunos Modelos de Militamizadores Disponibles en el Mercado.......................................... 5

Tabla 2 Capacidades Hidrulicas de los Tamices de HYCOR en l/s para diferentesaberturas de mallas, en mm.................................................................................................... 9

Tabla 3 Composicin de las Aguas Residuales Crudas (Hutt Valley)................................................. 23

Tabla 4 Composicin de las Aguas Residuales Tamizadas (Hutt Valley)........................................... 23

Tabla 5 Eficiencias de Remocin de los Tamices "CONTRA-SHEAR" (Hutt Valley)......................... 24

Tabla 6 Caractersticas de las Aguas Residuales de Santos.............................................................. 25

Tabla 7 Composicin Promedio de las Aguas Residualesen las Dos Campaas de Medicin........................................................................................ 27

Tabla 8 Eficiencia de Remocin de los Militamices ROTOSTRAINERen Santos/San Vicente (Abertura de 1,5 mm)........................................................................ 27

ReconocimientoError!Marcador no definido.

Este manual fue elaborado por el Dr. Edmundo Garca Agudo, de CETESB, Sao Paulo, Brasil, conla colaboracin del personal de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales de SABESP, en Santos,Brasil y por el Ing. Russell Ludwig, Consultor de OPS, autor de la Seccin I, quien suministr valiosasinformaciones que auxiliaron la elaboracin del manual.

La traduccin inicial de este documento, del portugus al espaol, fue efectuada por la Sra. MaraPerea de Gutirrez.

MILITAMICES

1. SUSTANCIAS FLOTANTES EN AGUAS RESIDUALES - SIGNIFICADO Y REMOCIN

La importancia del material flotante y las grasas que forman manchas, como parmetros para laplanificacin y diseo de los sistemas de disposicin marina, tuvo su origen con el documento "ScientificParameters of Marine Waste Discharge" de H. Ludwig y B. Onodera, (1962) presentado en el "FirstBiennial International Conference on Water Pollution Research", celebrado en Londres.

Desafortunadamente, se han efectuado relativamente pocas investigaciones sobre el tema demateriales flotantes y su remocin de aguas negras.

Tradicionalmente en los EE.UU., tales materiales han sido incluidos en la porcin de lasremociones que ocurren en la planta de tratamiento primario de aguas negras, y debido a que eltratamiento mnimo requerido para la disposicin en el ocano por muchos aos ha sido el tratamientoprimario, ha habido poco o ningn inters en el desarrollo de procesos especficos para la remocin dematerial flotante.

Al pensar sobre el asunto se puede dar cuenta que las aguas negras tienen una variedad amplia desustancias, el rango de la cual abarca desde las mismas aguas negras que son relativamente clidas yde baja salinidad, las cuales son ligeramente menos densas que el agua de mar, hasta lo que se puedeconsiderar como "sustancias flotantes persistentes" tales como corchos, los cuales ascienden a lasuperficie bajo casi cualquier condicin de descarga. Con un cuidadoso diseo de un emisariosubmarino y donde exista una estructura de densidad suficiente en el ocano, la porcin lquida de flujousualmente puede mantenerse sumergida. Tambin es evidente que bajo tales condiciones mucho delmaterial determinado como flotante en el laboratorio tambin se mantiene sumergido.

El Ing. Fernando Josa (1974) de Barcelona, Espaa, ha descrito que en experimentos que haconducido sobre materiales flotantes tpicos tales como heces, pedazos de fruta, etc., stos cesan deflotar cuando estn sujetos a una presin equivalente a 20 metros de agua de mar. Estos efectos hansido comprobados experimentalmente en ensayos realizados por la Companhia de Tecnologia deSaneamento Ambiental (CETESB) de Santos, Brasil. Por lo tanto, si la descarga se hace en unaprofundidad de agua de mar mayor de 20 metros, este material no se movera hacia la superficie.

Los materiales flotantes persistentes deben ser removidos de la corriente previos a su descarga. Esto puede sonar suficientemente simple, sin embargo, en la prctica se encuentran dificultades. Enrealidad, la cantidad total de material que requiere remocin es muy pequea. Los estudios conducidosen Ro de Janeiro, durante los aos 1967-1969, indicaron que la cantidad era de alrededor de 100 librasde peso seco por cada milln de galones de aguas negras (1.2 toneladas mtricas por 100 000 m3).

2Los procesos normales de sedimentacin y/o flotacin resultan en la remocin de cantidadesexcesivas de materiales incluyendo slidos, los cuales sedimentaran en el ocano y seran asimiladosrpidamente sin efectos significativos. As mismo, tales procesos requieren de grandes reas y soncostosos, tanto en su construccin inicial como en su operacin y mantenimiento.

Por muchos aos, los investigadores e ingenieros consultores han buscado sin xito hasta elmomento, un mtodo ptimo de tratamiento que combinara bajo costo, simplicidad y eficiencia. Sinembargo, algunos acercamientos para dar solucin adecuada han sido alcanzados. El mtodo msnotable es el uso de tamices rotativos o militamices. Bsicamente hay dos tipos de militamices, eltamiz de doble pase, tal como lo fabrica Hycor (EE.UU.) y otros, y el tamiz de pase simple fabricado porContra-Shear (Nueva Zelandia).

En esta publicacin sern descritos los principios constructivos y operativos de diferentes tipos demilitamices, as como sern presentados algunos resultados experimentales en cuanto a su eficienciapara la remocin de slidos flotantes y otros tipos de contaminantes de aguas negras antes de sudescarga al mar.

2. INTRODUCCIN

Los tamices rotativos son conocidos en el campo de la Ingeniera Sanitaria desde hace muchotiempo. Su mayor aplicacin ha sido en el tratamiento de ciertos tipos de desages industriales, dondela recuperacin de material slido es importante, bien sea porque puede ser reutilizado en el proceso, oporque su remocin mecnica simplifica el tratamiento posterior del lquido tamizado, o porque se hacenecesario para proteger equipos subsecuentes.

En procesos industriales son utilizados para la eliminacin de productos particulados con tamaomayor al de la abertura de los tamices.

3. TIPO DE TAMICES

3.1 Tamices en Forma de Discos

Dentro de esta familia de equipos existen tamices en forma de discos, especialmente tiles en laremocin de slidos, en el tratamiento de agua para procesos industriales, o en plantas de tratamientoprimario de aguas negras. En este ltimo caso, los tamices pueden ser instalados despus deldecantador y antes de los distribuidores rotatorios, donde los orificios por los cuales salen las aguasnegras se obstruyen fcilmente. En estos casos, el tamiz es una malla, generalmente de aceroinoxidable, con abertura que puede ser seleccionada entre 2 a 60 mesh1 (Figura 1).

1 Mallas por pulgada

33.2 Tamices Rotativos de Bandejas

Otro equipo utilizable para la remocin de material particulado en efluentes lquidos es el tamizrotativo de bandeja, tipo "FMC/Link Belt". Estos tamices consisten en una serie de bandejas inclinadas,con tamices rectangulares, sobrepuestos y conectados a dos hileras de cadenas tipo pines-bocina-rodillo operado sobre ruedas dentadas, con un par en la seccin superior y otro en la inferior ysoportadas por una estructura de acero (Figura 2). El agua que entra, pasa a travs de las bandejassumergidas, depositando los detritos sobre la malla y en la estructura inferior de la bandeja, que tieneforma de anaquel. Cuando el mecanismo est en funcionamiento, las bandejas son continuamentelevantadas del canal de entrada y los residuos colectados son removidos en la parte superior deldispositivo, por medio de pulverizadores de agua a alta presin, ubicados en la parte posterior de lasbandejas. El material removido cae en una canaleta, que lo deriva para fuera de la unidad.

3.3 Tamices Rotativos Cilndricos

De particular importancia, debido a su simplicidad de operacin y fcil limpieza, son los tamicesrotativos cilndricos (Figuras 3 y 4) fabricados con alambre de acero inoxidable, con corte rectangular otrapezoidal, colocado sobre una estructura cilndrica. La separacin entre los alambres determina eltamao de abertura de los tamices. Estos tamices van rotando lentamente, a velocidad constante,retirando las partculas del lquido que los atraviesa. Se fabrican modelos de tamices con aberturasentre 0,25 y 2,50 mm. Las ms apropiadas para aguas negras se sitan entre 0,5 y 1,5 mm.

Cuando los lquidos a ser tratados pasan a travs de la pared del cilindro, los slidos con untamao mayor que la abertura de las ranuras son retenidos. Su remocin del cilindro es mecnica ycontinua.

Las ventajas de estos tipos de tamices son que pueden manejar mayores caudales de efluente, porunidad de rea de tamiz que las de los tipos anteriormente descritos y tambin son menos afectados porla carga de slidos en suspensin en el efluente.

Existen diversos fabricantes de militamices o tamices rotativos en el mundo, algunos de los cualesson citados en la tabla 1, pero bsicamente, los productos ofrecidos pueden ser agrupados en doscategoras: los tamices de pase simple y los de pase doble.

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5Tabla 1

ALGUNOS MODELOS DE MILITAMIZADORES DISPONIBLESEN EL MERCADO

MODELO FABRICANTE PAS

1 - Rotoshear Hycor Estados Unidos

2 - Rotostrainer Hycor Estados Unidos

3 - Idrascreen Idracos Italia

4 - Triobex Alchaldean Int. Pty. Ltd. Australia

5 - Rotoplan Nuova Vibrobeton Spa Italia

6 - Contra-Shear Contra-Shear Develop. Ltd. Nueva Zelandia

En el primer tipo de tamices de operacin horizontal, el lquido a ser tratado es introducido en eldispositivo a lo largo de su eje de rotacin, por medio de una canaleta horizontal rebosando porvertederos laterales en una extensin casi igual a la longitud del cilindro. El agua, al caer, atraviesa lapared del tamiz, quedando retenidos en el interior del tambor los slidos de mayor tamao que laabertura de las ranuras. Como consecuencia del movimiento rotatorio del cilindro y con la ayuda de unaserie de paletas deflectoras colocadas en espiral en su pared interna, los slidos van desplazndose,saliendo por la lateral, donde caen en recipientes recolectores o en correas transportadoras. Se lesllama de pase simple porque el lquido atraviesa por una sola vez la pared del cilindro.

A este tipo de militamices pertenecen la ROTOSHEAR, de Hycor (Figura 3), la TRIOBEX, deAlchaldean Int. Pty. Ltd., y la CONTRA-SHEAR, de Contra-Shear Development Ltd. Un problemaoperacional que aparece con este tipo de militamices es la obstruccin de las aberturas, especialmentepor grasas, fibras o slidos pegajosos. Para evitar este problema los tamices estn equipados consistemas de limpieza por pulverizacin, tanto internos como externos al tambor, que pueden seroperados continua o intermitentemente, dependiendo de la naturaleza de los slidos que estn siendotamizados.

Un segundo tipo de tamices, que tambin opera en la horizontal, son los de pase doble. El lquidoa ser tratado es vertido sobre la superficie externa del tamiz, entrando en el cilindro por la parte superiory saliendo nuevamente por la parte inferior. De este modo, el lquido atraviesa dos veces la pared deltamiz y los slidos son retenidos sobre la cara exterior. A medida que los militamices van rotando, losslidos son retirados por una lmina raspadora y caen directo en los recipientes de recoleccin o en lascorreas transportadoras.

6Una caracterstica importante de este tipo de tamices rotativos es la autolimpieza, porque en elsegundo pase de agua por la pared, desde dentro para fuera del cilindro, el propio lquido se encarga deretirar las partculas slidas, o an las grasas o materiales fibrosos que no hayan sido retirados por elraspador quedando en las ranuras. Estos materiales, sin embargo, salen junto con el efluente tamizado,disminuyendo as la eficiencia de remocin. A este tipo de militamices pertenecen los modelos ROTOSTRAINER (Figura 4) de Hycor (Estados Unidos de Amrica) y el IDRASCREEN, de Idracos, Italia.

Un tercer tipo de tamices rotativos es el de los tamices WATERPLAN (ROTOPLAN) de NuovaVibrobeton Spa, Italia. Ellos presentan caractersticas particulares debido a la disposicin del cilindro ydel mecanismo de remocin de las partculas y puede incorporar un proceso de estabilizacin delmaterial retirado, en caso que sea necesario. Estos tamices pueden operar tanto vertical comohorizontalmente.

En su instalacin vertical (Figura 5), el efluente a ser tratado llega a una cmara espiral, atraviesael tamiz y sale por la parte inferior en direccin al canal de descarga, donde por medio de un vertederode altura variable, se controla la altura del lquido en la cmara del tamiz. Las sustancias retenidas en lapared externa del tamiz son removidas por una lmina raspadora. La eliminacin de las partculas esfacilitada por una contra-lmina colocada en el interior del tamiz, que cierra las aberturas del tamiz amedida que ellas enfrentan la lmina, anulando as la diferencia de carga hidrulica entre el interior y elexterior del tambor.

La limpieza de las aberturas es asegurada por un dispositivo de contra-lavado, ubicado aguasarriba de la lmina.

En su forma de instalacin horizontal (Figura 6), el ROTOPLAN se encuentra sumergido en unacmara, donde entra el efluente a ser tratado. Despus de pasar por el tamiz, el efluente sale por unaabertura lateral y pasa a un pequeo canal de descarga, donde un vertedero de altura variableestablece el nivel de lquido en la cmara de tamiz.

Las sustancias retenidas son llevadas por medio de la rotacin del tamiz, en direccin a la lminaraspadora. La liberacin de esas sustancias es provocada por aire insuflado por debajo de la lmina.

El accionamiento del tamiz se realiza por medio de aire comprimido. El eje del tambor, fuera de lacmara inundada, posee acoplada una rueda de paletas, movida por aire insuflado por la parte inferiorde la rueda.

Las partculas de arena que se acumulan dentro de la cmara del tamiz caen a un pequeo canal yson evacuadas por el accionamiento de una vlvula de abertura rpida.

Los tamices ROTOPLAN, en sus dos tipos, pertenecen al grupo de pase simple, pero con lacaracterstica que el lquido residual entra desde fuera hacia dentro del cilindro, a diferencia de losequipos de los otros fabricantes de tamices rotativos de pase simple, donde el lquido residual esintroducido por el interior del tambor, atravesando la pared desde dentro hacia afuera.

7Figura 5aCorte de un Tamiz ROTOPLAN Instalado en Posicin Vertical

Figura 5bVista en Plano de un Tamiz ROTOPLAN Vertical

LEYENDAS DE LAS FIGURAS 5a Y 5b

1. Entrada de aguas brutas. 10. Vertedor regulable.2. Militamiz. 11. Canal de descarga.3. Eje de rotacin. 12. Cmara de estabilizacin.4-5. Conjunto de Motor/Reductor. 13. Air Lift para remocin de residuos.6-7. Lmina raspadora para limpieza. 14. Aerador para mezcla y estabilizacin.8. Salida de aguas pretratadas. 15. Agua de contra lavado.9. Abertura para salida de lquidos. 16. Contralmina interior para limpieza de ranuras.

8Figura 6aCorte de un Tamiz ROTOPLAN Horizontal

Figura 6bVista en Plano de un Tamiz ROTOPLAN Horizontal

LEYENDAS DE LAS FIGURAS 6a Y 6b

1. Entrada de aguas brutas. 10. Vertedor regulable.2. Militamiz. 11. Canal de salida.3. Eje de rotacin. 12. Cmara de estabilizacin.4. Rueda de palas (accionamiento hidrulico. 13. Air Lift para remocin de residuos.5. Regulador de flujo de aire. 14. Dispositivo de aeracin para estabilizar materia orgnica.6-7. Lmina raspadora. 15. Remocin de partculas por aire.8. Salida de aguas pretratadas. 16. Canal de acumulacin de arena.9. Abertura para salida de lquidos. 17. Vlvula de abertura rpida.

9Tabla 2

CAPACIDADES HIDRULICAS DE LOS TAMICES DE HYCOR,EN l/s PARA DIFERENTES ABERTURAS DE MALLAS, EN mm

MARCA MODELODIMENSIONES ABERTURASTAMBOR (mm)

L 0,25 0,50 0,75 1,00 1,25 1,50 2,50

ROTOSHEAR(pase doble)

ROTOSTRAINER(pase simple)

HRS-6072HRS-6096HRS-60120

RSA-2512RSA-2524RSA-2548RSA-2575RSA-36120

180018001800

770 770 770 7701110

228029003500

365 67012801890

---

8 16 32 50 91

176240303

14 28 57 84161

190252315

19 38 76117221

197-268331

23 47 95142281

---

26 54107163328

205283346

30 60120183379

220315378

35 75126192492

Los tamices de pase simple y doble presentan diferente capacidad hidrulica, siendo sta mayoren las de pase simple. Como valores ilustrativos, en la tabla 2 se encuentran detallados, para finescomparativos, los caudales mximos que pueden tolerar los tamices Rotoshear (pase doble) yRotostrainer (pase simple), ambos fabricados por Hycor, en los Estados Unidos de Amrica. Losvalores que se presentan en la tabla deben ser usados slo como referencia, en vista que la capacidadhidrulica real ser funcin de la concentracin y de la naturaleza de los slidos en el efluente.

4. DESCRIPCIN DE SISTEMAS DE PRE-TRATAMIENTO DE AGUAS NEGRAS DOMSTICASPOR MILITAMICES

4.1 Introduccin

La utilizacin de militamices para el tratamiento de efluentes industriales y/o domsticos esampliamente difundida. En 1977, la firma Hydrocyclonics Corporation, fabricante de militamices en losEstados Unidos de Amrica, dispona de una lista de 335 instalaciones que utilizaban este tipo dedispositivo, apenas en ese pas, incluyendo su uso para aguas negras domsticas y en una ampliavariedad de efluentes industriales (Fitzmaurice, 1981).

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El nmero de publicaciones existentes en la literatura con una descripcin detallada deinstalaciones de este tipo y eventualmente informando la eficiencia del sistema es, sin embargo, muyreducido.

Por ese motivo, en este manual se incluir la descripcin de dos unidades de pre-tratamiento deaguas negras domsticas por medio de tamices rotativos: una en Hutt Valley, Nueva Zelandia, diseaday construida con un alto nivel de complejidad siendo todas sus operaciones controladasautomticamente, y la otra, en Santos/San Vicente, Brasil, con operacin ms simplificada.

4.2 Planta de Tratamiento por Tamices Rotativos de Hutt Valley - Nueva Zelandia

Bannatyne, A.N. (1985), presenta una descripcin completa y pormenorizada de esta planta detratamiento, as como los datos e informaciones que se proporcionan a continuacin.

La planta de tratamiento por militamices de Hutt Valley fue instalada en 1984 y recibe aguasresiduales de 115 300 habitantes y de diversas industrias de Hutt Valley y de Eastbourne. La red dealcantarillado incluye 24 plantas de bombeo y 77 km de redes interceptoras, con dimetros entre 450 y1 300 mm.

Las aguas residuales de la regin se bombean hacia la planta de tratamiento y despus de pasarpor los tamices, nuevamente se bombean por una tubera de 1 300 mm de dimetro hacia un emisariosubmarino en Pencarrow a 18 km de distancia. El tratamiento se realiza con ocho militamices rotativos"Contra-Shear", modelo 15/30, siendo cinco de ellos con abertura de 0,5 mm y tres con 1,0 mm. Fueprevista la instalacin futura de otros dos tamices con abertura de 1,0 mm. La planta est dividida endos mitades, cada una de ellas capaz de tratar el caudal mximo de aguas residuales. Se dise paraoperar automticamente, controlada por un microprocesador e incorpora diversos sistemas de alarma.

Los caudales de diseo para das secos son: caudal promedio de 0,7 m3/s en el ao 2000; 0,91m3/s en el ao 2020; y 1,05 m3/s de caudal de saturacin. Los caudales mximos previstos para esosaos son, respectivamente, 1,34, 1,60 y 1,83 m3/s. En das de lluvia el caudal aumenta sensiblemente,siendo los caudales promedio de diseo, en ese caso, para los aos 2000, 2020 y saturacin de 2,76m3/s, 3,24 m3/s y 3,73 m3/s, respectivamente. El caudal mximo de bombeo es de 4,0 m3/s.

En la figura 7 se puede observar una representacin esquemtica de la planta de tratamiento.

La capacidad hidrulica unitaria de los tamices de 0,5 mm es de 0,27 m3/s, y la de los tamices de1,0 mm es de 0,46 m3/s.

Las aguas residuales entran en la estacin por medio de un tubo vertical que sube hasta el nivel de los tamices, en el segundo piso, donde se bifurca en dos canales abiertos,

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Figura 7Planta de Militamiz

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uno para cada lado del edificio. El canal del lado 1 alimenta cinco tamices de 0,5 mm. Una compuertaaisla el canal del lado 2. El control hidrulico de la planta es determinado por el nivel de aguasresiduales en el lado 1. Cuando sobrepasa cierto lmite, abre automticamente la compuerta quecomunica con el canal del lado 2, iniciando as la operacin de los tres tamices de 1,0 mm de aberturainstalados. En caso que el nivel del canal contine aumentando, se abre automticamente el by-pass dela planta, que descarga las aguas residuales directamente en el pozo de succin de las bombas, en lasalida de la Planta.

Los tamices (Figuras 8 y 9) estn construidos en acero inoxidable 304, con un dimetro de 1,5 m yuna longitud de 3,0 m cada uno. Las aberturas ocupan una zona de 2,4 m de longitud en el tambor. Son accionadas por un motor de 1,5 KW y giran a 6 rpm.

El agua residual entra en el tamiz a lo largo de su eje, por medio de un ducto que posee unvertedor lateral para distribucin uniforme del agua residual a lo largo del equipo, cayendo del lado deltamiz que tiene movimiento ascendente. El lquido, despus de pasar por las ranuras, cae en el canalde salida situado en un nivel inferior. Los materiales slidos son retenidos en la superficie interna delcilindro y son descargados en una canaleta con un transportador tipo tornillo de rosca sin fin. Estosresiduos drenan el exceso de agua dentro del tambor antes de caer en la rosca sin fin.

Es posible que ocurra obstruccin de las ranuras durante la operacin de los tamices. En esecaso, el lquido caera junto con los residuos en el sistema de transporte. Para evitar eso, existen dossistemas de limpieza independientes, que dirigen chorros de agua sobre el tamiz. Uno de ellos, situadoen el lado externo, tiene 120 boquillas dispersoras y trabaja con la presin normal de la red, de 0,28MPa. El otro, dentro del tambor, libera agua con un caudal de 8,4 l/s y una presin de 13 MPa a travsde 60 boquillas. Este sistema es accionado por dos bombas de alta presin con motores de 75 KW. Eldispositivo de baja presin es accionado durante 30 segundos cada 15 minutos, o cuando las ranuras seobstruyen.

En una operacin de rutina se efectan dos lavados de alta presin por da. En caso que ocurraobstruccin de los tamices, la salida del agua junto con los residuos slidos es detectada por un sensorque acciona el lavado automticamente. En caso que el lavado de alta presin no consiga eliminar laobstruccin en el tamiz, el equipo se desconecta automticamente, activando una alarma.

Una serie de dispositivos de transporte tipo tornillo de rosca sin fin se encargan de llevar losresiduos slidos hacia el sistema de prensas. Un sistema de compuertas se acciona en el caso deinundacin del sistema transportador de los residuos slidos, forzando al lquido a retornar a los tamices.

La planta posee tambin un sistema de purificacin del aire que entra en contacto con las aguasresiduales, por medio de luz ultravioleta. Dentro del edificio existen diversos monitores de gasesexplosivos que accionan alarmas en caso que un nivel de referencia sea sobrepasado. Si ocurre eso enel sistema de purificacin de aire, las lmparas ultravioleta son desconectadas, continuando laoperacin normal del resto de los sistemas. En caso que se alcance el nivel de alarma en el resto deledificio, se acciona el sistema de "by-pass".

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Figura 8Corte Transversal Esquemtico de un Militamiz

CONTRA SHEAR en Operacin

Figura 9Corte Longitudinal de un Militamiz CONTRA SHEAR

en Operacin

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Otros sensores instalados en el edificio son para fuego y humo, y para espuma; stos ltimos seencuentran en el canal que recibe el efluente de los tamices, para el caso en que un contenidoanormalmente elevado de detergente en el agua residual produzca la acumulacin de espuma, quepodra invadir los tamices. Este sensor acciona un sistema de rociado para combatir la espuma en elcanal.

En total, existen instalados aproximadamente doscientos sensores de monitoreo y de alarma en laplanta de tratamiento.

Toda la planta de tratamiento est ubicada en un nico edificio, con un rea de 26 x 17 metros ycon 12 m de altura.

4.3 Planta de Pre-Acondicionamiento de Aguas Residuales de Santos/San Vicente

Las aguas residuales generadas en las ciudades vecinas de Santos y San Vicente sonfundamentalmente de origen domstico, con una contribucin mnima de industrias. Estas ciudadespresentan caractersticas poco favorables para la colocacin de redes de alcantarillado, por ser planas ycon napa fretica muy prxima a la superficie del suelo. Fue necesario implantar 11 plantas de bombeode aguas residuales en Santos y dos en San Vicente para compensar la falta de declive de la red. Actualmente el sistema recibe las aguas residuales de 400 mil habitantes, con un caudal promedio de 1400 l/s, aproximadamente. El caudal de diseo, para el ao 2000 es de 7 000 l/s. La mximacapacidad de la planta actual es de 3 500 l/s (E. Garca Agudo, 1986).

El emisario submarino tiene una longitud total de 4 000 m y fue construido con tubo de acero de1,75 m de dimetro interno. Descarga a 10 m de profundidad, a travs de 40 tubos difusores, de 30 cmde dimetro, en posicin vertical, espaciados 5 m entre s. Actualmente, se encuentran en operacin 20tubos de salida. Los otros sern abiertos a medida que el agua residual aumente. El sistema est enoperacin desde julio de 1978.

En virtud de que no existen reas disponibles para la construccin de plantas convencionales detratamiento de aguas residuales, despus de estudiar diversas alternativas, se decidi construir unaPlanta de Pre-acondicionamiento de Agua Residual, en la cual operan militamices rotativos que retienenslidos con un dimetro superior a 1,5 mm. El costo de esos tamices result ser de apenas 1/6 de lonecesario para implantar una tratamiento primario completo.

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La Planta de Pre-acondicionamiento (Figura 10) est formada por:

Una Planta de Bombeo Principal, con un caudal mximo de 7 m3/s, con un sistema separado derejas gruesas, de 10 cm de abertura y de rejas electromecnicas, con 4 cm de abertura;

Una Planta de Bombeo Terminal (ya existente en el lugar antes de que se construyera la Planta), con un caudal mximo de 1 600 l/s;

Una Unidad de Aplicacin de Productos Qumicos (Cloro y Oxgeno);

Una Unidad con diez tamices rotativos en dos lneas con cinco tamices cada una;

Una Unidad de Desarenadores ("Air Lift");

Una Unidad de Transporte de Slidos, con correas transportadoras, tolvas basculantes y vehculosapropiados.

La Unidad de Tamices Rotativos (Figuras 11 y 12) est constituida por: un tanque de llegada querecibe aguas residuales desde la planta de bombeo y posee un dispositivo que evita el retorno de stashacia la estacin de bombeo en caso que se detenga el sistema; el canal de los tamices que distribuyelas aguas residuales hacia los tamices, a travs de dos compuertas para cada tamiz (este canal poseeun sistema de aeracin para evitar la deposicin de slidos en su interior); y los tamices rotativos.

Los tamices rotativos tienen capacidad para procesar 350 l/s de aguas residuales cada uno. Sonconstruidos de acero inoxidable 304, con abertura de 1,5 mm. Su dimetro es de 914,4 mm y sulongitud es de 2 984,5 mm.

La Unidad de Desarenadores (Figura 11) tiene como objetivo la remocin de material arenoso, condimensiones entre 0,2 y 1,5 mm. Utiliza sopladores que inyectan aire por medio de difusores a lo largode uno de sus lados. Tiene corte rectangular con solera redondeada, permitiendo que el agua haga unmovimiento helicoidal. Fue dimensionada para mantener 0,3 m/s de velocidad perifrica, a fin de evitarla deposicin de materia orgnica. Un sistema de "Air Lift" succiona la arena depositada en el fondo. La cantidad de arena retirada es de 67 l/da, en promedio.

El objetivo de la aplicacin de productos qumicos (oxgeno en el pozo de succin de las bombas, ycloro en la entrada de los tamices) es el de eliminar olores, particularmente H2S. El tiempo de retencinde las aguas residuales en toda la red de la ciudad es bastante elevado, en virtud de la escasapendiente de las tuberas. Esto hace que las aguas residuales que llegan a la Planta de Pre-acondicionamiento sean ya aguas residuales spticas, con niveles elevados de gas sulfhdrico. Ladosificacin de cloro es de 15 ppm.

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Figura 10Planta de Pre-acondicionamiento de Santos

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El rea total de la planta es de 9 800 m2, con 1 100 m2 construidos, de los cuales la unidad de lostamices ocupa apenas 158 m2.

El material slido retenido por las rejas y por los tamices es vertido en tolvas especiales ytransportado diariamente a un relleno sanitario.

5. PROCEDIMIENTO DE OPERACIN Y MANTENIMIENTO

5.1 Introduccin

La operacin de un sistema de pre-acondicionamiento de aguas residuales, que utilice militamiceses simple y no requiere de personal especializado.

El caudal de entrada a la unidad de militamices est condicionado por el caudal de llegada delagua residual al pozo de succin de las bombas.

La operacin puede ser efectuada en forma manual, como en el caso de la Planta de Pre-acondicionamiento de Aguas Residuales de Santos/San Vicente, Brasil, o totalmente automtica, comoen Hutt Valley, Nueva Zelandia.

Como ejemplo de las operaciones y precauciones que deben tomarse en una planta simple, sedescribirn a continuacin los procedimientos de operacin y mantenimiento seguidos en la Planta dePre-acondicionamiento de Aguas Residuales de Santos/San Vicente, Brasil.

5.2 Operacin y Mantenimiento en la Planta de Pre-acondicionamiento de Santos/San Vicente

5.2.1 Unidad de tamices (la unidad posee dos lneas con 5 tamices cada una)

En general, slo 5 de los tamices se encuentran en operacin. Se utilizan dos de un lado y tresdel otro, preferentemente, no contigos. Cada 24 horas, o antes si fuera necesario, se alternanlos tamices en uso. Aquellos que salen fuera de operacin son lavados exhaustivamente conchorros de agua a presin.

En el caso que durante la operacin normal se observe la obstruccin significativa de lasaberturas de alguno de los tamices rotativos, ste ser lavado con un chorro de agua a presin.

Las compuertas de alimentacin de cada militamiz se accionan manualmente. El nmero detamices en funcionamiento es determinado en funcin del caudal de agua residual bombeadahacia la unidad.

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Existen en la unidad dos compuertas de by-pass de los tamices, una en cada lado de lainstalacin. Estas slo podrn accionarse en caso de emergencia, debido a que esa situacinpodr provocar la obstruccin de las tuberas del "Air-Lift" (levantamiento o suspensin por aire)en los desarenadores aguas abajo.

En caso que el nmero de tamices en operacin no sea suficiente para permitir el paso de toda elagua residual bombeada hacia la unidad, existe un vertedero desviador (tubera de rebose) en elcanal de alimentacin que descarga en el canal de salida de la unidad de los tamices. Estasituacin debe ser evitada adecuando el nmero de tamices en funcionamiento despus decualquier cambio en la operacin de las bombas.

La planta actual fue diseada para un caudal de 3,5 m3/s. Actualmente opera con un caudalpromedio de 1,4 m3/s. Por este motivo, la velocidad del agua residual en el canal de entrada esmenor que la de diseo, permitiendo la sedimentacin de arena y otros materiales. Para evitareso, se han instalado sistemas de aeracin, dentro del canal, para mantener todo el material ensuspensin.

Se verific que la lmina raspadora permite el paso de hasta 10% del material slido, porque losmismos detritos retenidos en el tamiz, apartan levemente la lmina del tambor. Para disminuireste problema, cada 30 minutos, un operador efecta la limpieza manual de las lminas,retirando los materiales retenidos por debajo de ella, dejndolos caer en las correastransportadoras.

Las tolvas que reciben los detritos retirados por los tamices son cambiadas y lavadasdiariamente.

Cuando las tolvas se llenan, stas son transportadas en un camin al relleno sanitario. Antes deesto, se remueven los sistemas de drenaje y se bloquea la salida de lquidos.

5.2.2 Desarenadores, "Air-Lift" y Sistema de Aeracin (existen dos unidades desarenadoras, operadascon "Air-Lift", despus de los tamices)

El caudal del aire comprimido en la aeracin de los desarenadores y en las unidades "air-lift" esregulado manualmente; aeradores: de 240 a 300 m3/h; "air-lift": 40 a 50 m3/h.

Cada 20 minutos se efecta el cambio entre los mdulos de "Air-Lift".

La limpieza y eliminacin de obstruccin de las tuberas del "air-lift" se efecta tres veces cada 24horas.

Cada 8 horas, al inicio de cada turno, se hace el cambio del compresor que se encuentra enoperacin.

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5.2.3 Sistemas de Oxigenacin

El oxgeno, para eliminacin de H2S, es inyectado en cuatro puntos aguas arriba de la planta, pormedio de difusores. La cintica de la reaccin de 02 con H2S es lenta, necesitando un tiempo decontacto. Esta oxigenacin es dirigida manualmente por medio de vlvulas de regulacin en lamisma planta.

Existen tambin puntos de inyeccin de oxgeno en cada una de las tuberas de bombeo de lasbombas de la planta. La dosificacin es automtica, accionndose al ser conectada la bomba.

Las tasas de aplicacin del oxgeno son variables, en funcin de los niveles de H2S en las aguasresiduales.

Los datos de operacin del sistema de oxigenacin se registran cada hora.

5.2.4 Unidad de Cloracin

El objetivo de la cloracin es la eliminacin de olores en la unidad de tamices. La cintica de lareaccin del Cl2 con el H2S es ms rpida que la del oxgeno.

La inyeccin del cloro se efecta en la entrada de la unidad de tamices, con dosificacin de 15ppm, siendo por lo tanto, funcin del caudal de las aguas residuales bombeadas. El caudal decloro es regulado manualmente con la ayuda de rotmetros.

Cada 8 horas se cambia la bomba inyectora del sistema de cloracin (en total son 4 unidades).

Semanalmente se cambia el evaporador/clorador (tres unidades en total).

Los datos de operacin del sistema de cloracin se registran cada hora.

5.2.5 Otras Unidades de la Planta

La operacin y mantenimiento en algunas de las partes del sistema son comunes a otras plantasde tratamiento, como es el caso de las bombas, rejas manuales, rejas electromecnicas, etc. Portal motivo, no se describen en este manual.

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6. PRUEBAS DE EFICIENCIA DE REMOCIN EN SISTEMAS DE MILITAMICES

6.1 Introduccin

La eficiencia de remocin de material particulado, aceites y grasas y flotantes en general, en lasaguas residuales, por medio del uso de tamices rotativos, depende de diversos factores, entre loscuales, los ms importantes son:

- abertura de los tamices

- caractersticas de las aguas residuales a ser tratadas.

Es obvio que, cuanto menor es el tamao de la abertura de los tamices, mayor ser la eficiencia deremocin del material particulado, aumentando, al mismo tiempo, la remocin de aceites y grasas engeneral, que tienden a quedar absorbidos en la superficie de las partculas retenidas en el tamiz.

La eficiencia de remocin depender tambin del tipo de agua residual a ser tratada. Por ms quese trate de aguas residuales domsticas, sus caractersticas y, en particular, la de los materiales slidospresentes, varan mucho de lugar a lugar, porque dependen fundamentalmente de los hbitosalimenticios y de las costumbres de la poblacin.

Por este motivo, no existen valores generales que puedan ser adoptados como eficiencia deremocin para diferentes aberturas de tamiz. Los mismos tamices presentarn eficiencias diferentes enlugares distintos.

Son pocos los trabajos experimentales realizados para la medicin de la eficiencia de remocin delos militamices para los diversos componentes del agua residual domstica. En Hutt Valley, NuevaZelandia, antes de la construccin de la planta definitiva, se instal un laboratorio y una planta pilotocompleta, donde fueron probados los tamices, verificando su comportamiento para el tratamiento delagua residual de esa regin (Fitzmaurice, 1981). Los resultados de las investigaciones, que incluyeronla medicin de la remocin de material slido, grasas y flotantes, determinacin de las tasas deproduccin de residuos slidos y verificacin de sus caractersticas, permitieron definir los parmetrosde diseo para las instalaciones definitivas.

6.2 Eficiencia de los Tamices "Contra-Shear" en Hutt

Las aguas residuales de la regin de Hutt Valley estn muy influenciadas por la descarga deefluentes de industrias de procesamiento de carne, especialmente en lo referente a aceites y grasas.Cuando esas instalaciones no estn operando, las caractersticas de las aguas residuales sonsemejantes a las de otros municipios sin una marcada influencia industrial (tabla 3).

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TABLA 3

COMPOSICIN DE LAS AGUAS RESIDUALES CRUDAS(Hutt Valley)

Parmetro Promedio Rango N

Slidos sedimentables ml/l 8,4 6,0 - 12,5 31

Slidos en suspensin mg/l 236 160 - 350 33

Grasas mg/l 91 25 - 184 27

Slidos flotantes mg/l 9,2 1,4 - 41,8 20

La calidad de las aguas residuales despus de pasar por los tamices, se presenta en la tabla 4.

TABLA 4

COMPOSICIN DE LAS AGUAS RESIDUALES TAMIZADAS(Hutt Valley)

ParmetroAbertura 0,5 mm Abertura 1,0 mm

Promedio CV% N Promedio CV% N

Slidossedimentables

ml/l 3,8 18 8 6,9 27 9

Slidos ensuspensin

mg/l 165 16 12 196 19 8

Grasas mg/l 48 41 7 61 39 6

Slidos flotantes mg/l 0,1 110 9 0,4 56 9

Las eficiencias de remocin para estos parmetros se presentan en la tabla 5.

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TABLA 5

EFICIENCIAS DE REMOCIN DE LOS TAMICES "CONTRA-SHEAR"(HUTT VALLEY)

Parmetro % Remocin

Abertura 0,5 mm Abertura 1,0 mm

Promedio CV% N Promedio CV% N

Slidossedimentables

ml/l 56,7 9,5 8 23,4 51,3 9

Slidos ensuspensin

mg/l 16,7 43,0 12 9,9 34,6 8

Grasas mg/l 37,2 48,5 7 30,3 25,9 9

Slidos flotantes mg/l 98,9 1,4 9 95,6 8,0 9

Se observ visualmente que en el efluente de los tamices de 0,5 mm de abertura se obtena unaremocin prcticamente total de material flotante. Para la de 1,0 mm se observaron pequeascantidades de residuos flotantes, cuando el efluente se dej en reposo durante 15 minutos.

6.3 Eficiencia de los Tamices Rotostrainer, en Santos/San Vicente - Brasil

Las aguas residuales de los municipios de Santos y San Vicente fueron analizadasexhaustivamente para el diseo y construccin de la Planta de Pre-acondicionamiento. Se analizaronms de 60 muestras, cubriendo diferentes horas del da y de la noche.

Los resultados, colocados en grficos de frecuencia relativa acumulada, permitieron obtener losparmetros que se presentan en la tabla 6.

Algunas pruebas preliminares realizadas en el sistema, mostraron las caractersticas de las aguasresiduales, afluentes a la planta de pre-acondicionamiento, cambian sensiblemente a lo largo deltiempo.

Un intento de medicin de la eficiencia del sistema, realizado por medio de muestreos discretos yespordicos, en la entrada y en la salida del sistema, presentaron resultados aleatorios, no siendo raroslos casos en que la concentracin en la salida del sistema era superior a la de la entrada.

Por este motivo, se decidi realizar muestreos cubriendo perodos de 24 horas y comparar losvalores de los promedios ponderados por caudal en la entrada y en la salida del sistema. Losparmetros analizados fueron DBO, DQO, Aceites y Grasas, Slidos en Suspensin, SlidosSedimentables y Material Flotante.

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TABLA 6

CARACTERSTI CAS DE LAS AGUAS RESIDUALES DE SANTOS

ParmetroPromedio* Promedio** Mediana

20 80%

DQO (mg/l) 523 505 450

DBO (mg/l) 355 325 370

Slidos en suspensin (mg/l) 263 203 200

Slidos sedimentables (ml/l) 2,8 2,8 2,9

Material flotante (mg/l) 35 19 6

Aceites y grasas (mg/l) 482 210 108

(*) Promedio aritmtico de todos los valores.(**) Promedio aritmtico de los valores con frecuencia acumulada entre 20 y 80%.

Se realizaron dos campaas de medicin de 24 horas cada una, recolectando muestras de lasaguas residuales antes y despus de pasar por los tamices, por medio de muestreadores automticosManning, modelo S-4040, que retiraron muestras de las aguas residuales cada 7,5 minutos. Las ochomuestras obtenidas en cada hora fueron reunidas en una sola, generando as 24 muestras en cadapunto de muestreo, para cada campaa.

La metodologa utilizada en los anlisis es la descrita en el "Standard Methods for the Examinationof Water and Wastewater", 15 Ed. (AWWA, 1980). Los materiales flotantes fueron determinados conotra metodologa en vista que el mtodo sugerido en el "Standard Methods" exige el uso de dispositivosespeciales no disponibles en el momento de realizar las pruebas.

Una modificacin del mtodo, propuesta por Britto (1972), que aunque era basada en el mismoproceso, utiliza materiales y dispositivos ms accesibles, tambin fue descartada, bsicamente porqueel volumen de muestra utilizada en cada anlisis es pequeo, del orden de dos litros y como lasconcentraciones de material flotante en las aguas residuales son en general inferiores a 10 mg/l y lasmuestras no son homogneas, la representatividad del resultado no sera apropiada para los objetivosdel estudio.

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La metodologa adoptada para el anlisis de flotantes consisti en retirar cada 30 minutos alcuotasde las aguas residuales, antes y despus de los tamices, con un volumen proporcional al caudalinstantneo. Estas alcuotas fueron acumuladas en tanques de fibrocemento con 1 000 litros decapacidad, cubriendo un perodo de 24 horas. De esa manera, se obtuvieron dos muestras, una antes yla otra despus de los tamices. El material flotante fue retirado para su cuantificacin despus dedejarlo una hora en reposo.

Una observacin cuidadosa de la naturaleza del material flotante existente en los recipientes deacumulacin mostr que en las aguas residuales colectadas antes de pasar por los militamices, existeun tenor considerable de grasa en la superficie, en forma de espuma o nata. Por el contrario, el materialobtenido despus de pasar los tamices mostr una superficie libre de grasas. Los slidos presentes enambos casos eran bsicamente residuos vegetales, plsticos y material en forma de flecos, en tamaosy cantidades variables.

El material flotante retirado antes y despus de los tamices, una vez cuantificado, fue extrado conFreon, a fin de determinar el tenor de grasa presente en cada muestra. Los resultados mostraron que36,8% de los materiales flotantes existentes antes de pasar por los tamices estaban constituidos porgrasas. En la muestra obtenida despus de pasar por los tamices, ese porcentaje disminuy a 25,7%.

Los valores de material flotante obtenidos en las aguas residuales crudas que entran en la Plantade Pre-acondicionamiento son en general bajos si se comparan con los de la literatura. Una explicacinpara esta caracterstica particular es que el paso del agua residual por las bombas que alimentan laplanta disgrega la mayor parte de los slidos flotantes tpicos de agua residual, especialmente elmaterial fecal y otros conglomerados. Las muestras retiradas en el colector troncal, antes de la plantade bombeo, presentaron una cantidad mucho mayor de material flotante que las muestras obtenidas enla entrada de los militamices. Este material flotante que desaparece corresponde a la categora deslidos frgiles, esponjosos, que pueden contener pequeas cantidades de aire en su interior y que aldisgregarse se sumergen.

A partir de los resultados analticos de las muestras horarias de las aguas residuales y con losdatos de caudal, se ha calculado la composicin promedio de las aguas residuales, ponderado enfuncin del caudal promedio para cada hora.

Los resultados de la composicin promedio de las aguas residuales para las dos campaasrealizadas se encuentran en la tabla 7.

Los datos de DBO y DQO muestran, al ser comparados con los de la tabla 6, que las aguasresiduales en las dos campaas de medicin eran ms diluidas que el promedio. El motivo de esadiferencia es que la red de alcantarillado de la ciudad de Santos/San Vicente sufre la influencia delluvias, por la existencia de conexiones clandestinas en la red y tambin por la posible infiltracin directaen la red, en vista que la napa fretica es muy superficial en la regin. En las dos ocasiones en que sehicieron mediciones, hubo interferencia de lluvia, lo que caus una dilucin de las aguas residuales enciertas horas del da.

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TABLA 7

COMPOSICIN PROMEDIO DE LAS AGUAS RESIDUALES EN LAS DOSCAMPAAS DE MEDICIN

Parmetro Primera Campaa Segunda Campaa

DBO mg/l 222 256

DQO mg/l 447 377

Aceites y grasas mg/l 114 72

Slidos en suspensin mg/l 246 209

Slidos sedimentables ml/l 3,9 4,0

Slidos flotantes mg/l 0,9 1,3

En la tabla 8 se presentan los factores de reduccin obtenidos en este trabajo, con tamices de 1,5mm de abertura para los diversos parmetros investigados.

TABLA 8

EFICIENCIA DE REMOCIN DE LOS MILITAMICES ROTOSTRAINER,EN SANTOS/SAN VICENTE (Abertura de 1,5 mm)

Parmetro % Remocin

Demanda Bioqumica de Oxgeno (DBO) 7

Demanda Qumica de Oxgeno (DQO) 6

Aceites y grasas 26

Slidos en suspensin 3,2*

Slidos sedimentables 6

Slidos flotantes 70

* Los resultados de los slidos en suspensin obtenidos en las muestras colectadas despus depasar por los tamices presentan un error sistemtico para menos. La profundidad en el lugar demuestreo era superior a dos metros y posteriormente se verific que existe un gradiente deconcentracin del material en suspensin, desde la superficie hasta el fondo, a pesar de laturbulencia presente en el lugar.

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7. CONTROL DE OLORES EN LAS PLANTAS DE PRE-ACONDICIONAMIENTO DE AGUASRESIDUALES

Uno de los mayores motivos de reclamos por parte de la poblacin en la instalacin y operacin deplantas de pre-acondicionamiento de aguas negras, es la generacin de olores desagradables queinvaden las viviendas vecinas a las instalaciones.

El problema es tanto ms grave cuanto mayor es la septicidad de las aguas residuales. En laslocalidades pequeas, donde el tiempo de transporte de las aguas residuales hasta la planta no esgrande, los olores son ms leves. Por el contrario, en ciudades ms grandes, donde las aguasresiduales demoran muchas horas en los colectores e interceptores, antes de alcanzar la planta detratamiento, en ese recorrido se inician los procesos anaerobios que generan compuestos de azufrereducidos, incluyendo el gas sulfhdrico. En esos casos, las plantas de tratamiento y, en particular, lasde pre-acondicionamiento que utilizan militamices constituyen fuentes de significativa incomodidad parala poblacin.

En el caso de los tamices rotativos, el problema es ms intenso porque en el proceso se produce lapercolacin de los lquidos a travs de las ranuras de los tamices, en la forma de cascada, lo que facilitala liberacin del H2S disuelto en las aguas residuales.

Una de las tcnicas alternativas para eliminar los olores y tal vez la ms simple, es agregar odosificar las aguas residuales en la entrada del sistema de tamices un reactivo que neutralice los olores. En las instalaciones de Santos/San Vicente, Brasil, se utiliza cloro gaseoso con esa finalidad. Ladosificacin de cloro se realiza en funcin del caudal de las aguas residuales que entran en la unidad delos tamices, en una proporcin de 15 mg de cloro por litro de agua residual. Con esta tcnica, utilizadahace varios aos, prcticamente desaparecieron los olores emanados de la planta y cesaron losreclamos por parte de la poblacin que vive en las vecindades de las instalaciones. Esta solucin esparticularmente interesante en instalaciones que operan al aire libre.

Sin embargo, la prctica de clorar el agua residual cruda es condenada por diversos autores, envista que existe la posibilidad de producir trihalometanos y otros compuestos organoclorados,potencialmente txicos, introducidos juntamente con ellas en el mar. La magnitud del problema, sinembargo, no ha sido an establecida.

Otra consecuencia de la cloracin del agua residual en Santos, aunque no ha sido hecha con eseobjetivo, es la disminucin de la densidad de bacterias en el efluente. El factor de reduccin de lasbacterias, sin embargo, no ha sido cuantificado.

Cuando el sistema de tamices se encuentra confinado dentro de un edificio cerrado, otraalternativa posible es la separacin del rea interna en dos compartimentos. Uno, en general, es elambiente de trabajo y circulacin del personal involucrado, con una presin ligeramente superior a laatmosfrica. El otro, es aquel que est directamente en contacto con los tamices, los canales de agua

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residual y los sistemas de transporte de los residuos tamizados dentro de la planta, con una presinlevemente inferior a la atmosfrica. En ese caso, es posible efectuar el tratamiento del aire de esteltimo compartimento, continuamente renovado, antes de ser liberado para la atmsfera. El tratamientobusca no slo la remocin de los olores, sino tambin la desinfeccin de los aerosoles provenientes delagua residual presente en el aire. Esta solucin fue adoptada por Hutt Valley, Nueva Zelandia. En esasinstalaciones, los tamices rotativos son cubiertos con cpulas de fibra de vidrio que protegen tambinlas correas transportadoras y los canales de entrada y salida de las aguas residuales, extrayendo el airede esta parte del sistema y pasndolo a travs de un sistema de tratamiento de olores, antes de serdescargado a la atmsfera, por medio de una chimenea. El tratamiento se hace por medio de lmparasultravioleta que emiten radiaciones en dos rangos especficos. El primero, con una longitud de onda de160 a 1 800 , produce ozono, entre 2 500 a 2 600 , posee propiedades bactericidas especficas hastauna distancia de dos metros de lafuente.

El sistema fue diseado teniendo en cuenta, entre otras, las siguientes consideraciones:

Ubicar las lmparas en un ducto rectilneo para que todo el aire pase sobre ellas, con una velocidadde 2.5 m/s, que garantiza una buena mezcla;

Detrs de las lmparas, colocar una cmara con un tiempo de retencin de 60 segundos parapermitir la oxidacin de las molculas responsables por los olores;

Baja velocidad del aire en la cmara de retencin, para permitir la decantacin de humedad;

Exponer el aire a ser tratado a la radiacin ultravioleta sobre un radio de 2 m, para obtener elmximo efecto bactericida.

El sistema utilizado tiene las siguientes caractersticas:

- Caudal de aire 1530 m3/h- Tiempo de retencin 60 s- Volumen cmara de retencin 25,5 m3

- No. tubos luz UV 9- Potencia consumida 0,2 kw/h- Promedio de vida de los tubos 1 ao

Como los tamices rotativos en Hutt Valley se encuentran a 2,5 m encima del suelo, para permitirque el efluente de los tamices salga por gravedad hacia el pozo de succin de las bombas, existeespacio suficiente por debajo de los tamices para la instalacin de la cmara de retencin.

La descarga del aire tratado hacia la atmsfera se realiza a travs de una chimenea.

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En la prctica se observaron algunos problemas en el sistema de ventilacin (Dickens, J.C.H., et.al., 1985). Aunque los sistemas de entrada de aire en las coberturas de fibra de vidrio fueron diseadospara mantener una velocidad de 0,5 m/s en cada una de ellas (velocidad en la cual los aerosoles nopueden escapar desde dentro de la cobertura), la velocidad real es menor, debido a que las fugas deaire alrededor de las coberturas y en los canales de entrada y salida han sido mucho mayores que losprevistos. Por otro lado, se percibieron otras fuentes de olor: el sistema de drenaje est conectado conel sistema de aguas residuales, a travs de sifones con sello de agua. En diversas oportunidades existeprdida de agua de los sellos, por infiltracin o por accin de corrientes de aire; en determinadascondiciones de viento, el efluente gaseoso de la chimenea puede entrar nuevamente en el edificio, atravs de los ventiladores.

Otras opciones clsicas para la eliminacin de olores seran:

Uso de carbn activado: su capacidad de adsorcin para los compuestos generadores de olor en elaire es relativamente pequea. Conforme lo citado por J.R. Fitzmaurice et al. (1981), para tratar elcaudal de 1 530 m3/h de aire "sucio" de la planta, sera necesario un recinto con ms de 400 m3 decapacidad, que contenga filtros de carbn activado;

El uso de columnas de tratamiento, con productos qumicos, como hipoclorito de sodio, aguaoxigenada, cal, etc., presenta costos elevados de operacin y tambin tiene problemas demantenimiento, debido al alto poder corrosivo del H2S.

8. PROCEDIMIENTOS PARA LA DISPOSICIN DE LOS MATERIALES REMOVIDOS EN LOSMILITAMICES

La cantidad de material removido diariamente en una instalacin de tamices rotativos dependerdel caudal de agua residual a tratar, de sus caractersticas, especialmente, del material particularpresente en el agua residual y de la abertura de los militamices.

En el caso de las instalaciones de Hutt Valley, en Nueva Zelandia, se retiran 4 500 kg de residuos,equivalentes a 5,3 m3 por da, para un caudal promedio de agua residual de 40 000 m3 diarios, lo que dauna proporcin de 100 ml/m3, aproximadamente.

En la Planta de Pre-acondicionamiento de Santos, con tamices de abertura de 1,5 mm, el volumende residuo que se retira es de 5,7 m3 por da, para un volumen promedio diario de agua residual de 121000 m3, es decir, en una proporcin de 40 ml/m3.

Las caractersticas del material que se retira varan bastante de lugar a lugar, debido a quedependen por un lado de los hbitos alimenticios de la poblacin y, por el otro, de la presencia eventualde industrias con efluentes directamente conectados a la red de alcantarillado domstico, quecontribuyen sustancialmente con fibras, partculas de grasa u otros materiales gruesos.

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En el caso especfico de Santos, los residuos consisten bsicamente de granos de porotos, maz,fibras y semillas de naranja, restos de vegetales, plsticos diversos, filtros de cigarrillos, partculasgrasientas, etc.

En la Regin de la Gran Tel-Aviv, el material que se retira a travs de tamices con abertura de0,75 mm est conformado por materia fecal, restos de alimentos (huesos, granos de maz, pedazos decscara y semillas de naranja y tomate), filtros de cigarrillos, fibras, astillas de madera y otros materialesno identificables.

En Hutt Valley, los residuos estn conformados por 80 a 90% de papel, y el resto por materia fecal,restos de vegetales, plsticos, tampones y absorbentes ntimos.

Los destinos que puede darse a estos materiales son diversos. Uno de ellos es el secado yposterior incineracin. El poder calorfico de esos residuos, no obstante, es muy bajo, tornando estaalternativa como la ms cara. Otra alternativa, ms simple, es la de considerar al material de formasemejante a la basura domstica, por su naturaleza y, como tal, puede ser dispuesto en rellenossanitarios, junto con la basura de la ciudad. Una tercera alternativa es su utilizacin en procesos decompostificacin.

En las instalaciones de Hutt Valley, Nueva Zelandia, el material que se retira de los tamicespresenta las siguientes caractersticas: en la salida de los tamices posee un contenido de 10 a 12% deslidos. Despus de dejar drenar por 10 a 15 minutos, presenta de 12 a 14% de slidos. Su densidades de 0,9 kg/l en la salida de los tamices y de 0,8 kg/l despus de drenado. Su poder calorfico es de 16a 21 MJ/kg, en base seca, y posee un contenido de cenizas de 3%, tambin en base seca.

Para que estos residuos mantengan combustin exotrmica, sera necesario eliminar todava msagua, hasta alcanzar el orden de 23% de contenido slido, garantizando as una combustinautosustentada todo el tiempo. Se debe resaltar, sin embargo, que en el caso especfico de esosresiduos, el contenido de grasas es de 20% en base seca, porque el agua residual recibe tambinefluentes de instalaciones de procesamiento de carne y porque los tamices de abertura fina utilizados(0,5 mm) propician una mayor eficiencia en la retencin de aceites y grasas.

El material que se retira de los tamices es llevado por un sistema de transporte tipo tornillo derosca sin fin hacia la unidad de prensas, formado por dos prensas "Contra-Shear". Estas prensas sondel tipo pistn con movimiento de avance y retroceso a velocidad constante y admiten residuos en cadamovimiento, comprimindolos contra un cilindro con ranuras de 0,5 mm, con una tapa en su fondo,bloqueada mecnicamente. Cuando la prensa completa su capacidad, el fondo se abre y el materialcompactado se retira (Dickens, 1985). No obstante que la presin de la prensa puede ser ajustadahasta 76 kg/cm2 se ha verificado que la presin mxima de trabajo debe ser del orden de 40 kg/cm2,reduciendo la humedad de 85 a 75%, aproximadamente. A mayores presiones, el material slido tiendea ser expulsado a travs de las ranuras de la prensa (Bannatyne, 1985).

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Estos residuos slidos son posteriormente colocados en contenedores cilndricos de 2 m dedimetro por 5 m de largo, para su transporte final a un relleno sanitario. Los contenedores poseen unaabertura longitudinal en su parte superior, por donde se introduce el material. Cuando el nivel alcanzaun valor determinado en su interior, un sensor acciona el mecanismo de avance del cilindro, por unadistancia prefijada, permitiendo as que los residuos slidos se distribuyan uniformemente en todo elcontenedor.

En la Planta de Pre-acondicionamiento de Aguas Residuales de Santos/San Vicente, Brasil, losmateriales que se retiran de los tamices son llevados por medio de correas transportadoras hacia elextremo de la instalacin, donde caen por gravedad dentro de contenedores. El fondo de loscontenedores tiene un sistema de drenaje removible que permite la salida del exceso de lquido queimpregna los residuos tamizados. Los residuos son transportados en esos mismos contenedores haciael relleno sanitario, donde son dispuestos y mezclados con la basura de la ciudad.

El porcentaje de slidos secos en esos residuos es de 21%, en promedio.

Estos materiales no exhalan olores intensos y, por lo tanto, no generan reclamos por parte de lapoblacin cuando son transportados a travs de la ciudad para su destino final.

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9. REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

- ALCHALDEAN INTERNATIONAL PTY. Ltd. AUSTRALIA (1987). Timaru City WastewaterTreatment and Disposal Scheme. Technical Report.

- AMERICAN PUBLIC HEALTH ASSOCIATION (APHA). American Water Works Association(AWWA) (1980). Water Pollution Control Federation (WPCF). Standard methods for theexamination of water and wastewater. 15 ed. Washington, D.C. (US), APHA, 1980. pp 1134.

- BANNATYNE, A.N. Hutt Valley Drainage Board (1985). Milliscreen Professional EngineersConference, New Zealand.

- BANNATYNE, A.N. & SPEIR, J. (1986). Milliscreening, a Pretreatment Option for Marine Disposal. Marine Disposal Seminar, Rio de Janeiro, Brazil.

- BRITTO, Evandro Rodrgues de. (1972). Novo mtodo de determinaao de slidos flutuantes. En: Congresso Interamericano de Engenhria Sanitria, 13. Guanabara. Secretaria de Obras Pblicas(Rio de Janeiro, Brazil). pp 19.

- DICKENS, J.C.H. (1985). Hutt Valley Drainage Boards's Milliscreen Treatment Plant; A DesignReview. New Zealand (NZ), s.n. p. 22.

- FITZMAURICE, J.R. & HEDGLAND, R.M. (1981). Milliscreen Treatment of Municipal Wastewaters. Transactions of the New Zealand Institution of Engineeers Incorporated, Vol. 8-2/CE. July 1981,traducido y presentado por Ludwig, G.R. y Almeida, S.A.S. en Engenhria Sanitria, Rio de Janeiro,Vol. 21, No. 2. Abril/Junio 1982, pp. 232-240.

- GARCIA-AGUDO, E.; AMARAL, R. & BERZIN, G. (1986). Evaluation of the Efficiency ofSantos/Sao Vicente Preconditioning Station for Oceanic Submarine Outfall. Marine DisposalSeminar, Rio de Janeiro, Brazil.

- GARCIA-AGUDO, E.; AMARAL, R. & BERZIN, G. (1986). Avaliaao da Eficiencia da Estaao Pre-Condicionadora do Sistema de Disposiao Oceanica dos Esgotos de Santos/Sao Vicente. RevistaDAE, Vol. 46, No. 146.

- IDRACOS. (Sin fecha). Manual de instalacin, uso y manutencin de militamices "Idrascreen".

- JOSA, F. (1974). Descripcin de experimentos sobre materiales flotantes. Comunicacin personal. Barcelona, Espaa.

- LUDWIG, H.E. & ONODERA, B. (1962). Scientific Parameters of Marine Waste Discharge. Presented at the First Biennial International Conference on Water Pollution Research, London.

- SABESP, Companhia de Saneamento Bsico do Estado de Sao Paulo (1983). Manual deOperaao da E.P.C..

- SHELEF, G. et al (1975). The Use of Rotor Straining Chlorination Prior to Marine Discharge ofWastewater. 3rd. Int. Congress on Marine Municipal and Industrial Wastewater Disposal, Sorrento,Italy.

- STEVEN, FITZMAURICE & PARTNERS (1979). Milliscreening of Hutt Valley Sewage, PreliminarySummary of Technical Evaluation. Contra-Shear Developments Ltd.