Manual de Trabajo EDS - Tratamiento de Aguas Residuales

Tratamiento de aguas residuales

EDS Water Management

Manual de trabajo

Festo Didactic

8028705 es

01/2015 R1.1

N. de pedido: 8028705

Versin: 01/2015

Autor: Martina Gro, Christian Klippstein(1), Peter Maurer(1), Yvonne Salazar,

Thomas Schwab(2), Kevin Treffry-Goatley(3), James Voortman(3)

Grficos: Doris Schwarzenberger

Layout: 03/2015, Frank Ebel

Festo Didactic GmbH & Co. KG, 73770 Denkendorf, Alemania, 2015

Reservados todos los derechos.

Internet: www.festo-tac.com

E-mail: [email protected]

(1) Universidad de Stuttgart

Instituto de Ingeniera Sanitaria, Calidad del agua y Gestin de Residuos Slidos (ISWA) Bandtle 2 70569 Stuttgart Repblica Federal de Alemania

(2) ADIRO Automatisierungstechnik GmbH

Limburgstrasse 40 73734 Esslingen Repblica Federal de Alemania

(3) The Water Academy

Apdo. correos 355 Knysna 6570 Sudfrica

Sin nuestra expresa autorizacin, queda terminantemente prohibida la reproduccin total o parcial de este

documento, asi como su uso indebido y/o su exhibicin o comunicacin a terceros. De los infractores se

exigir el correspondiente resarcimiento de daos y perjuicios. Quedan reservados todos los derechos

inherentes, en especial los de patentes, de modelos registrados y estticos.

Nota

El manual ha sido revisado, adecuado y mejorado para la enseanza a los estudiantes

de Ingeniera Sanitaria de la Facultad de Ingeniera Ambiental de la Universidad Nacional de

Ingeniera de Lima / Per. Enero 2015.

Contenido

EDS Water Management ____________________________________________________________________ V

Breve _____________________________________________________________________________________ V

Datos de los sistemas EDS __________________________________________________________________ VII

Las cuatro estaciones bsicas del sistema EDS Water Management _______________________________ VII

Diagramas de tuberas e instrumentacin ______________________________________________________ IX

Correlacin de los ejercicios con las estaciones EDS Water Management ___________________________ XI

Uso adecuado y exclusin de responsabilidad _________________________________________________ XIV

Notas para el formador/instructor ____________________________________________________________ XV

Estructura de los ejercicios _________________________________________________________________ XVI

Ejercicios y soluciones

1 Tratamiento de aguas residuales _______________________________________________________ 3

1.1 Equipo para enseanza prctica ________________________________________________________ 3

1.1.1 Datos del sistema ____________________________________________________________________ 3

1.1.2 Diagrama de tuberas e instrumentacin de la estacin de tratamiento de aguas residuales ______ 4

1.2 Smbolos DTI ms importantes para el EDS Water Management _____________________________ 4

1.3 Resultados de aprendizaje correlacionados con los ejercicios________________________________ 6

1.4 Introduccin al mdulo de formacin Tratamiento de aguas residuales ______________________ 7

1.4.1 Tratamiento previo ___________________________________________________________________ 7

1.4.2 Tratamiento primario _________________________________________________________________ 8

1.4.3 Tratamiento secundario o biolgico _____________________________________________________ 8

1.4.4 Tratamiento terciario _________________________________________________________________ 9

2 Sedimentacin _____________________________________________________________________ 10

2.1 Conceptos fundamentales ____________________________________________________________ 10

2.1.1 Cmo funciona la sedimentacin ______________________________________________________ 10

2.1.2 Parmetros importantes del proceso ___________________________________________________ 10

2.1.3 Zonas de un tanque de sedimentacin (tanque de decantacin) _____________________________ 11

2.1.4 Tipos de clarificadores _______________________________________________________________ 13

2.1.5 Construccin del tanque______________________________________________________________ 14

2.1.6 Problemas generales con todos los tipos de clarificadores _________________________________ 15

2.1.7 Formacin y remocin de lodos de aguas residuales ______________________________________ 16

2.1.8 Funcionamiento del clarificador _______________________________________________________ 22

2.1.9 Sistemas de retirada de lodos de aguas residuales _______________________________________ 23

Festo Didactic 8028705 III

Contenido

2.2 Ejercicios __________________________________________________________________________ 25

2.2.1 Anlisis de los factores que afectan a la sedimentacin ____________________________________ 25

2.2.2 Simulacin de la sedimentacin de lodos con granulado ___________________________________ 29

2.2.3 Anlisis de caudales _________________________________________________________________ 32

2.2.4 Influencia de carga de slidos en sedimentacin _________________________________________ 33

3 Tratamiento biolgico (activacin de lodos de aguas residuales) ___________________________ 35


3.1.1 Tratamiento aerbico de aguas residuales ______________________________________________ 35

3.2 Ejercicios __________________________________________________________________________ 38

3.2.1 Mantener una elevada concentracin de slidos en el tanque de aireacin ____________________ 38

3.2.2 Aireacin __________________________________________________________________________ 42

Anexo ____________________________________________________________________________________ 49

Indicaciones de seguridad ___________________________________________________________________ 49

Componentes _____________________________________________________________________________ 51

Abreviaturas ______________________________________________________________________________ 54

IV Festo Didactic 8028705


Breve El sistema de exploracin ambiental (EDS, Environmental Discovery System) para la gestin del agua se ha

diseado para simular todo el ciclo del uso humano de agua. Empieza con la captacin de agua mediante el

bombeo de agua subterrnea, manantiales o agua superficial e incluye el almacenamiento posterior y el

tratamiento. Tambin cubre la distribucin de agua a los usuarios y su uso, lo que convierte el agua potable

en agua residual. Ms adelante, se reproducen la recoleccin de las aguas residuales junto con el agua de

lluvia y el tratamiento de aguas residuales.

En una planta de tratamiento de aguas residuales real, el efluente final se descarga en agua superficial,

normalmente en ros. La reutilizacin directa no es habitual, pero el efluente forma parte de los cuerpos de

agua naturales que alimentan de nuevo las fuentes de extraccin de agua. El ciclo de agua en el sistema

EDS Water Management se completa reutilizando el efluente final como agua de entrada en el sistema.

El equipo para enseanza prctica EDS Water Management simula con realismo este ciclo del agua

artificial en sus cuatro estaciones bsicas:

1. Potabilizacin de agua 2. Distribucin de agua 3. Recoleccin de aguas residuales 4. Tratamiento de aguas residuales

Mediante ejercicios prcticos pueden aprenderse procesos como el bombeo, el almacenamiento, la

floculacin, la desinfeccin y la distribucin de agua. Despus de aadir materia slida, se sigue la corriente

de agua residual y se descubren procesos como la sedimentacin, la aireacin y la recirculacin de lodos.

Una documentacin exhaustiva con apuntes tericos adicionales fomenta el xito en el aprendizaje. Cuatro

de los manuales corresponden directamente a los sistemas, mientras que dos manuales globales ofrecen

adems una slida introduccin a la tecnologa de circuito de mando secuencial cerrado y a la eficiencia

energtica.

Nuevas estaciones didcticas:

5. Filtracin de arena 6. Filtracin por membrana

La filtracin de arena se utiliza el tratamiento de aguas y en las plantas de tratamiento de aguas residuales

Los procesos de membrana tienen distintas finalidades en el tratamiento de aguas del sector municipal

e industrial.

En otro manual de trabajo encontrar las instrucciones para controlar el EDS con la caja de simulacin sin

esfuerzo.

Festo Didactic 8028705 V


Se encuentran disponibles los siguientes manuales de trabajo:

1. Potabilizacin de agua 2. Distribucin de agua 3. Recoleccin de aguas residuales 4. Tratamiento de agus rsidualesOperaciones de monitorizacin, control y optimizacin 5. Optimizacin energtica en las plantas de depuracin de aguas y tratamiento de las aguas residuales 6. Monitoreo, control y optimizacin de procesos 7. Filtracin de arena 8. Filtracin por membrana 9. Control manual de las estaciones con la caja de simulacin

Cada sistema puede usarse como equipo para enseanza prctica independiente para un proceso de

aprendizaje aislado. El equipo para enseanza prctica puede modificarse individualmente puesto que el

uso de los tubos y sensores es flexible. Si se conectan los cuatro sistemas, estos forman un equipo para

enseanza prctica integrado que cubre todos los procesos y ejercicios descritos en los manuales. El uso de

los sistemas como un todo permite a los estudiantes ver cmo interactan las fases de operacin

individuales y tambin cmo una medicin realizada en un rea afecta a uno o varios de los dems

sistemas.

Como en el mundo real, los procesos interactan. La planta de tratamiento de aguas residuales, por

ejemplo, tiene que procesar la cantidad y composicin de agua residual suministrada por el sistema de

alcantarillado. De forma similar, los sistemas sencillos de equipos para enseanza prctica estn

conectados por tubos que transportan el agua, mientras que el proceso de control es individual para cada

sistema. As, el sistema EDS Water Management invita a los estudiantes a probar cosas e incluso a

simular problemas empleando diferentes ajustes y sistema en distintos estados. La experimentacin puede

hacerse sin que ello suponga costes o provoque daos, algo que no es posible en plantas de tratamiento de

agua o de tratamiento de aguas residuales reales.

Una vez finalizados los mdulos de aprendizaje descritos en los manuales, las competencias de los

estudiantes habrn aumentado considerablemente. La fuerte orientacin prctica ayuda a transferir el

conocimiento y aptitudes adquiridas durante la formacin directamente al entorno laboral. La formacin

profesional contribuye de forma activa a lograr un funcionamiento seguro y eficiente de las plantas de

tratamiento y mejora la disponibilidad de agua potable.

VI Festo Didactic 8028705


Datos de los sistemas EDS

Dimensiones del sistema EDS Water Management sin tanque de almacenamiento principal, mesa de

trabajo y mesa del PC

Anchura: 2660 mm (mnima); 3500 mm (ptima) Profundidad: 400 mm Altura: 1150 mm

El equipo para enseanza prctica EDS Water Management con las cuatro estaciones bsicas

Las cuatro estaciones bsicas del sistema EDS Water Management

Potabilizacin de agua El sistema ha sido concebido para su uso en mdulos didcticos:

Potabilizacin de agua Monitoreo, control y optimizacin de procesos Optimizacin energtica en plantas de tratamiento de agua y de aguas residuales

Gracias a la realizacin de ejercicios sobre el sistema de potabilizacin de agua, los estudiantes

comprenden los principios, las funciones y el desarrollo de diversos procesos de tratamiento. De esta forma

pueden aplicar las competencias adquiridas para generar un vertido respetuoso con el medio ambiente,

garantizando paralelamente la tratamiento del agua potable.

Festo Didactic 8028705 VII


Distribucin de agua El sistema se ha diseado para su uso en los mdulos de aprendizaje:

Distribucin de agua. Monitoreo, control y optimizacin de procesos Optimizacin energtica en plantas de tratamiento de agua y de aguas residuales

Dado que el sistema emplea en tres mdulos de formacin, su rango de aplicaciones es amplio y los

estudiantes realizan muchos ejercicios prcticos en l. Las bombas del mdulo de formacin Distribucin

de agua son uno de los temas principales, otros ejercicios tratan las tecnologas de control en la

conduccin de agua para lograr la distribucin ptima del agua potable al usuario. Adems, se examina el

flujo de agua desde la fuente de origen al pblico.

Recoleccin de aguas residuales El sistema se ha diseado para su uso en los mdulos de aprendizaje:

Recoleccin de aguas residuales Monitoreo, control y optimizacin de procesos Optimizacin energtica en plantas de tratamiento de agua y de aguas residuales

Mediante el uso del sistema en el mdulo de formacin Recoleccin de aguas residuales, los estudiantes

se familiarizan con las tecnologas de control de la extraccin de aguas residuales y los procesos

relacionados. Se examina el flujo de aguas residuales desde las instalaciones urbanas a la planta de aguas

residuales.

Tratamiento de aguas residuales

El sistema se ha diseado para su uso en los mdulos de aprendizaje:

Tratamiento de aguas residuales Monitoreo, control y optimizacin de procesos Optimizacin energtica en plantas de tratamiento de agua y de aguas residuales

En el mdulo de formacin Tratamiento de aguas residuales, el sistema se emplea para ilustrar los

principios de los procesos de tratamiento de las aguas residuales centrados en la sedimentacin, el

tratamiento biolgico y la recirculacin de lodos de aguas residuales. En el mdulo de formacin

Optimizacin energtica, el sistema ilustra procesos y medidas relacionadas con la eficiencia energtica

en la depuracin de aguas y el tratamiento de aguas residuales, prestando especial atencin a la aireacin..

Para el mdulo Operaciones de supervisin, control y optimizacin, pueden tratarse los temas del control

de caudal, la aireacin y el control de nivel de llenado.

VIII Festo Didactic 8028705


Diagramas de tuberas e instrumentacin

Estacin de potabilizacin de agua

Estacin de distribucin de agua

Festo Didactic 8028705 IX


Estacin de recoleccin de aguas residuales

Estacin de tratamiento de aguas residuales

X Festo Didactic 8028705


Correlacin de los ejercicios con las estaciones EDS Water Management La tabla inferior muestra qu estaciones de EDS pueden usarse para qu ejercicios. Las estaciones

concernientes se marcan con X. Si en una lnea no aparece X, el ejercicio respectivo es terico y no se

necesita ninguno de las estaciones de EDS. (X) significa que es posible realizar el ejercicio con esta

estacin. Sin embargo, es preferible emplear las estaciones marcados con X.

Correlacin de los ejercicios con el sistema EDS para las estaciones

W-PUR

W-SUP

WW-TRA

WW-TRE

Descripcin resumida Getting started

La Getting started incluye tambin ejercicios para la puesta en funcionamiento

de los sensores electrnicos, las bombas y las vlvulas.

X X X X

Manual Potabilizacin de agua

2. Precipitacin, coagulacin y floculacin

2.2.1 Floculacin del hierro utilizando hidrxido sdico X

3. Dosificacin de cloro y desinfeccin

3.2.1 Dosificacin de cloro y medicin de la concentracin de cloro X

Manual Distribucin de agua

3. Funcionamiento de las bombas

3.2.1 Operacin de ajuste de la bomba (X) X (X) (X)

3.2.2 Medicin de presin X

3.2.3 Medicin de caudal X (X) X (X)

3.2.4 Control del distribucin de agua con las vlvulas de accionamiento manual X (X) X (X)

4. Conduccin de agua a una torre elevada

4.2.1 Control del nivel de llenado mientras simultneamente se retira agua X

4.2.2 Control manual del nivel de llenado con vlvula de bola de 2 vas con actuador

rotatorio neumtico X

5. Distribucin de agua a diferentes zonas de presin

5.2.1 Simulacin de dos zonas urbanas ubicadas a dos altitudes diferentes (se

emplean ambos sistemas) X y X

6. Prdida de agua

6.2.1 Identificacin de las prdidas de agua X

W-PUR: Estacin de potabilizacin de agua (Water purification)

W-SUP: Estacin de distribucin de agua (Water suppply)

WW-TRA: Estacin de recoleccin de aguas residuales (Wastewater transport)

WW-TRE: Estacin de tratamiento de aguas residuales (Wastewater treatment)

Festo Didactic 8028705 XI



W-PUR

W-SUP

WW-TRA

WW-TRE

Manual Recoleccin de aguas residuales

2. Principios del flujo de agua a travs de tuberas

2.2.1 Recoleccin de aguas residuales en alcantarillados por gravedad: capacidad

hidrulica y desborde de agua X

3. Transporte de slidos

3.2.1 Transporte de slidos en alcantarillados con diferentes caudales X

4. Funcionamiento de sistemas de alcantarillado

4.2.1 Control de caudal simulando un tanque de rebose de lluvia X

4.2.2 Control de drenaje circuito de mando secuencia cerrado con vlvula

proporcional para fluidos X

Manual Tratamiento de aguas residuales

2. Sedimentacin

2.2.1 Anlisis de los factores que afectan a la sedimentacin

2.2.2 Simulacin de la sedimentacin de lodos de aguas residuales (granulado) X X

2.2.3 Anlisis de caudales X (X)

2.2.4 Influencia de carga de slidos en sedimentacin X (X)

3. Tratamiento biolgico (activacin de sedimentos de aguas residuales)

3.2.1 Mantener una elevada concentracin de slidos en el tanque de aireacin X

3.2.2 Aireacin X

Manual Operaciones de supervisin, control y optimizacin

2. Tecnologa de mando secuencial cerrado: bomba

2.2.1 Control del nivel de llenado con un controlador de dos fases X

2.2.2 Control del nivel de llenado con un controlador continuo X

2.2.3 Control de caudal con un controlador proporcional-integral X X X

3. Tecnologa de mando secuencial cerrado: vlvula proporcional para fluidos

3.2.1 Control de caudal volumtrico X

3.2.2 Control de drenaje X

4. Tecnologa de mando secuencial cerrado: aireacin

4.2.1 Control de la concentracin de oxgeno con un controlador de dos fases X

4.2.2 Control de la concentracin de oxgeno con un controlador continuo X





XII Festo Didactic 8028705



W-PUR

W-SUP

WW-TRA

WW-TRE

Manual Optimizacin energtica en las plantas de tratamiento de aguas y tratamiento de las aguas residuales

2. Consumo y generacin de energa

2.2.1 Consumo de energa primaria

2.2.2 Ahorro de energa en la vida diaria

2.2.3

Consumo de energa en instalaciones para el tratamiento de agua y aguas

residuales

2.2.4

Clculo del consumo de energa elctrica en una planta de tratamiento de aguas

residuales

3. Formas de energa, eficiencia y potencia

3.2.1 Examen del consumo de energa elctrica del sistema EDS para la gestin del

agua X X X X

3.2.2 Formas de energa

3.2.3 Eficiencia de la bomba X X X X

3.2.4 Supervisin de energa de la electrovlvula X X

4. Influencias perturbadoras y distribucin de agua

4.2.1 Efectos de influencias perturbadoras en el sistema de conductos X X X X

5. Optimizacin de energa de bombeo: circuito de mando secuencia cerrado

5.2.1 Optimizacin del consumo de energa en la regulacin del nivel de llenado X

5.2.2 Optimizacin del control del caudal X X X

6. Optimizacin de energa de la aireacin y costes

6.2.1 Consumo de energa del soplador de aire con diferentes ajustes de potencia X

6.2.2 Control de la concentracin de oxgeno con un controlador de dos fases X

6.2.3 Control de la concentracin de oxgeno con un controlador continuo X

6.2.4 Consumo de energa de aireacin X

6.2.5 Clculo de los costes de aireacin

7. Causas del gasto energtico

7.2.1 Consumo excesivo de energa y contramedidas

8. Gestin de la energa

8.2.1 Control permanente de las medidas y optimizacin de la energa

8.2.2 Optimizacin de costes

9. Generacin de energa en plantas de aguas residuales

9.2.1 Estimacin de la generacin de potencia





Festo Didactic 8028705 XIII


Uso adecuado y exclusin de responsabilidad El sistema EDS Water Management solo puede usarse:

Para su fin previsto en las aplicaciones de enseanza y formacin acadmica. Cuando las funciones de seguridad estn en perfecto estado

Los componentes incluidos en el equipo para enseanza prctica se han diseado de acuerdo con la ltima

tecnologa y respetando las normas de seguridad reconocidas. Sin embargo, puede haber riesgos para la

vida y para las extremidades tanto del usuario como de terceras personas, y el funcionamiento seguro de

los componentes puede verse afectado negativamente si se emplean de forma incorrecta.

El sistema EDS Water Management se ha desarrollado y fabricado exclusivamente para la educacin y

formacin acadmica, tcnica y vocacional (TVET). Las instituciones educativas respectivas y sus

instructores deben garantizar que todos los estudiantes respetan las precauciones de seguridad descritas

en este manual.

Por la presente, Festo Didactic queda excluido de toda responsabilidad por los daos sufridos por

estudiantes, la institucin educativa y/o cualquier tercera parte que tengan lugar durante el uso del equipo

para enseanza prctica, a menos que tales daos hayan sido causados por Festo Didactic debido a

intencin dolosa o negligencia grave.

XIV Festo Didactic 8028705


Notas para el formador/instructor Le invocamos que observe cuidadosamente las especificaciones indicadas en las fichas tcnicas de

cada uno de los componentes y, en especial, todas las indicaciones de seguridad del captulo anterior.

Antes de que se realicen los ejercicios, valore los posibles peligros para evitar accidentes y situaciones

de emergencia.

Lo componentes elctricos se precablean en fbrica y se montan en un perfil DIN para la fijacin directa en el perfil rectangular. De forma alternativa, pueden enviarse como conjunto sin cablear. En cualquier

caso, el trabajo de cableado debe ser realizado nicamente por personal tcnico.

Al igual que todos los productos de formacin de Festo Didactic, las estaciones de aprendizaje del EDS estn muy centrados en la prctica. Su principal objetivo es aumentar la competencia profesional de los

estudiantes proporcionndoles tareas y retos que reflejen las condiciones laborales reales. Durante la

formacin, el instructor debe centrarse estrictamente en los resultados de aprendizaje y disear el

proceso de aprendizaje de modo que al final se alcancen dichos resultados de aprendizaje.

Puesto que el equipo de enseanza prctica del EDS Water Management simula procesos reales, supone una herramienta perfecta que ofrece a los estudiantes habilidades y conocimientos relevantes y

de vanguardia. Por consiguiente, la realizacin de los ejercicios deberan constituir el ncleo del

proceso de aprendizaje. Las explicaciones tericas y las presentaciones deberan emplearse

nicamente como respaldo a la transferencia de conocimientos y habilidades que se obtiene con los

ejercicios.

Puesto que, normalmente, los estudiantes tienen unos conocimientos diferentes, el grado de profundidad de los contenidos del mdulo de formacin podra variar considerablemente. De este

modo, no hay una recomendacin concreta acerca de la duracin del mdulo de formacin.

Generalmente, el instructor debera planificar y dirigir el mdulo de formacin de modo que los

estudiantes dispongan de tiempo suficiente para ejecutar los ejercicios, plantear preguntas y compartir

su experiencia y conocimientos.

Festo Didactic 8028705 XV


Estructura de los ejercicios El equipo para enseanza prctica y los manuales de Festo Didactic ofrecen un enfoque didctico orientado

a una formacin prctica. Los ejercicios desempean un papel crucial como respaldo al enfoque prctico del

proceso de formacin. Estos reflejan los retos y problemas que se presentan en el trabajo real. En ese

sentido, es importante que se expliquen siempre dentro del contexto laboral; por consiguiente, los

ejercicios se componen de los siguientes elementos estructurales:

Descripcin del problema La descripcin del problema crea un escenario basado en un lugar de trabajo y sita al estudiante en un

entorno laboral.

Composicin En ocasiones se dan instrucciones sobre cmo preparar un ejercicio, se indican los materiales

necesarios y se explica cmo realizar el montaje el sistema EDS Water Management que se emplea en

las tareas respectivas.

Resultados de aprendizaje Los resultados de aprendizaje permiten evaluar el xito de aprendizaje de los estudiantes y permite a

los empleadores conocer el nivel de competencia operativo de los estudiantes. Adems, sirven de

directrices para el proceso de aprendizaje.

Tareas Las tareas cuentan con una descripcin breve y precisa, y con una explicacin clara de lo que debe

hacerse, solucionarse o lograrse.

Notas de la formacin Las notas de la formacin aportan consejos o informacin adicional para ayudar a los estudiantes a

trabajar correctamente en las tareas. Tambin puede incluirse una descripcin de las herramientas de

software para el clculo, la medicin, etc. que puedan resultar de utilidad para solucionar las tareas.

Notas de la formacin para el formador/instructor Las notas para el formador/instructor ofrecen ms recomendaciones, sugerencias e informacin para

ejecutar de forma profesional en la formacin y para ayudar con eficacia a los estudiantes en su

aprendizaje.

XVI Festo Didactic 8028705


1 Tratamiento de aguas residuales _______________________________________________________ 3

1.1 Equipo para enseanza prctica ________________________________________________________ 3

1.1.1 Datos del sistema ____________________________________________________________________ 3

1.1.2 Diagrama de tuberas e instrumentacin de la estacin de tratamiento de aguas residuales ______ 4

1.2 Smbolos DTI ms importantes para el EDS Water Management _____________________________ 4

1.3 Resultados de aprendizaje correlacionados con los ejercicios________________________________ 6

1.4 Introduccin al mdulo de formacin Tratamiento de aguas residuales ______________________ 7

1.4.1 Tratamiento previo ___________________________________________________________________ 7

1.4.2 Tratamiento primario _________________________________________________________________ 8

1.4.3 Tratamiento secundario o biolgico _____________________________________________________ 8

1.4.4 Tratamiento terciario _________________________________________________________________ 9

2 Sedimentacin _____________________________________________________________________ 10


2.1.1 Cmo funciona la sedimentacin ______________________________________________________ 10

2.1.2 Parmetros importantes del proceso ___________________________________________________ 10

2.1.3 Zonas de un tanque de sedimentacin (tanque de decantacin) _____________________________ 11

2.1.4 Tipos de clarificadores _______________________________________________________________ 13

2.1.5 Construccin del tanque______________________________________________________________ 14

2.1.6 Problemas generales con todos los tipos de clarificadores _________________________________ 15

2.1.7 Formacin y remocin de lodos de aguas residuales ______________________________________ 16

2.1.8 Funcionamiento del clarificador _______________________________________________________ 22

2.1.9 Sistemas de retirada de lodos de aguas residuales _______________________________________ 23

2.2 Ejercicios __________________________________________________________________________ 25

2.2.1 Anlisis de los factores que afectan a la sedimentacin ____________________________________ 25

2.2.2 Simulacin de la sedimentacin de lodos con granulado ___________________________________ 29

2.2.3 Anlisis de caudales _________________________________________________________________ 32

2.2.4 Influencia de carga de slidos en sedimentacin _________________________________________ 33

3 Tratamiento biolgico (activacin de lodos de aguas residuales) ___________________________ 35


3.1.1 Tratamiento aerbico de aguas residuales ______________________________________________ 35

3.2 Ejercicios __________________________________________________________________________ 38

3.2.1 Mantener una elevada concentracin de slidos en el tanque de aireacin ____________________ 38

3.2.2 Aireacin __________________________________________________________________________ 42

Anexo ____________________________________________________________________________________ 49

Indicaciones de seguridad ___________________________________________________________________ 49

Componentes _____________________________________________________________________________ 51

Abreviaturas ______________________________________________________________________________ 54

Festo Didactic 8028705 1


2 Festo Didactic 8028705

1 La estacin de tratamiento de aguas residuales

1.1 Equipo para enseanza prctica El sistema se ha diseado para su uso en los mdulos de formacin Tratamiento de aguas residuales,

Monitorizacin, supervisin y optimizacin y Optimizacin energtica en las plantas de depuracin de aguas

y tratamiento de las aguas residuales.

En el mdulo de formacin Tratamiento de

aguas residuales, el sistema se emplea para

ilustrar los principios de los procesos de

tratamiento de las aguas residuales centrados

en la sedimentacin, el tratamiento biolgico y

la recirculacin de lodos de aguas residuales.

En el mdulo de formacin Optimizacin

energtica, el sistema ilustra procesos y

medidas relacionadas con la eficiencia

energtica en la depuracin de aguas y el

tratamiento de aguas residuales, prestando

especial atencin a la aireacin.

La estacin de tratamiento de aguas residuales

1.1.1 Datos del sistema

Componentes principales

Tanque, 3 l Sensor de caudal Tanque, 10 l Sensor de oxgeno disuelto Aireacin Bomba de recirculacin Borde de flujo excesivo Electrovlvula de 2 vas Detector de proximidad capacitivo Interfaz E/S Interruptor de flotador Placa de perfil de aluminio

Dimensiones

Anchura: 710 mm Profundidad: 400 mm Altura: 900 mm desde la parte superior de la mesa

Nmero de artculo del sistema de tratamiento de aguas residuales: 8024507



1.1.2 Diagrama de tuberas e instrumentacin de la estacin de tratamiento de aguas residuales

1.2 Smbolos DTI ms importantes para el EDS Water Management Los diagramas de tuberas e instrumentacin (DTI) muestran la disposicin funcional de una planta o

instalacin. Los diagramas de tuberas e instrumentacin contienen diferentes smbolos para los sensores,

vlvulas, actuadores, motores, bombas, tanques y tuberas. Los DTI de este manual se basan en la norma

EN 62424:2010-01 y ISO 10628. Se ha empleado una forma simplificada para facilitar la lectura de los

diagramas.

Letras de identificacin para griferas Letras de identificacin para dispositivos y mquinas

F Filtro / tamiz B Tanque

S Grifera con funcin de seguridad M Motor elctrico

V Vlvula (allgemein) P Bomba



Smbolo Significado

Bomba (regulable)

con motor elctrico

Tanque (forma de tanque de sedimentacin)

Filtro

Tubera

Tubera con derivacin

Actuador (smbolo general)

Actuador de control manual

Actuador electromagntico (smbolo simplificado, no es conforme con ISO 10628)

Vlvula de control manual

Depsito

Tornillo sin fin para la dosificacin de substancias slidas

Tubo vertical (pozo)

Vlvula de antirretorno

Soplador (aireacin)

Sensor

Parte superior: FIC significa sensor de caudal o flujo (F) que muestra el valor actual (I) y

puede usarse para el circuito de mando secuencial cerrado (C)

Parte inferior: numeracin

Explicacin ms detallada de los caracteres de la parte superior del smbolo: vase la tabla inferior

Smbolos Ejemplos de los sistemas EDS



Primer carcter Caracteres siguientes

F Caudal o flujo A Alarma

L Nivel de agua C Controladores

P Presin I Valor momentneo

Q Calidad O Seal ptica

T Temperatura R Registro

D Diferencia +/- Umbral

Denominacin de sensores

1.3 Resultados de aprendizaje correlacionados con los ejercicios Con el ejercicio 2.2.1 Anlisis de los factores que afectan a la sedimentacin, el estudiante puede:

nombrar los propsitos del proceso de sedimentacin hallar las causas de una mala sedimentacin y las condiciones para una buena sedimentacin enumerar los problemas que pueden darse e indicar las acciones correctivas.

Con el ejercicio 2.2.2 Simulacin de la sedimentacin de lodos de aguas residuales (granulado), el

estudiante puede:

explicar los procesos bsicos implicados en la sedimentacin esbozar los efectos de una entrada excesiva (superficie) en el tanque de sedimentacin describir los efectos de una concentracin excesiva de slidos en la entrada de un tanque de

sedimentacin.

Con el ejercicio 2.2.3 Anlisis de caudales, el estudiante puede:

describir y explicar el comportamiento de la floculacin (en el ejercicio, granulado) en los tanques con diferentes caudales.

Con el ejercicio 2.2.4 Influencia de carga de slidos en sedimentacin, el estudiante puede:

describir el comportamiento del granulado con concentraciones ascendentes en el tanque explicar cmo la sedimentabilidad de las partculas y la concentracin de las partculas influyen en el

proceso de sedimentacin.

Con el ejercicio 3.2.1 Mantenimiento de una elevada concentracin de slidos en el tanque de aireacin,

el estudiante puede:

describir la funcin bsica de la depuracin de aguas aerbica y el papel de la recirculacin de lodos de aguas residuales

explicar la importancia de la recirculacin de lodos de aguas residuales hacia el tanque de aireacin nombrar las consecuencias de una sobrecarga hidrulica de una planta de tratamiento.



Con el ejercicio 3.2.2 Aireacin, el estudiante puede:

explicar la funcin bsica del tratamiento aerbico de aguas residuales mediante el uso de procesos de activacin de lodos de aguas residuales

medir e indicar la cantidad de oxgeno disuelto en el agua sin aireacin por burbujeo describir la importancia de la inyeccin de oxgeno en el tanque de aireacin explicar los beneficios de la medicin constante del oxgeno disuelto en un tanque de aireacin.

1.4 Introduccin al mdulo de formacin Tratamiento de aguas residuales Las aguas residuales procedentes de viviendas, edificios comerciales e instalaciones industriales se

recogen y transportan a travs de una serie de tuberas (o sea, un sistema de recoleccin) hacia las plantas

de tratamiento. Estas plantas eliminan las sustancias orgnicas, los organismos dainos y los

contaminantes del agua residual antes de descargarla en un cuerpo acutico receptor como un lago, ro o

quebrada. Normalmente, los cuerpos acuosos tienen el poder de purificarse a s mismos gracias a la

presencia de determinados microorganismos, como las bacterias y las algas, que descomponen los

compuestos orgnicos presentes en el agua residual, deshacindolos y transformndolos en sustancias

simples, como el dixido de carbono, nitrgeno y otros microorganismos que absorben algunas sustancias

inorgnicas. Si los microorganismos disponen de tiempo suficiente para descomponer los elementos

orgnicos y mantener consecuentemente sus concentraciones dentro de determinados lmites, el proceso

de autopurificacin hace su trabajo. El tratamiento es necesario en cuanto aumenta el volumen de descarga

y, consecuentemente, las concentraciones. En este caso, tambin se incrementa el crecimiento de bacterias

y la demanda de oxgeno en el agua. El tratamiento de aguas residuales acelera la descomposicin

mediante la optimizacin de las condiciones para las bacterias encargadas de la descomposicin.

La configuracin eficiente y econmica de una planta de tratamiento requiere un diseo cuidadoso basado

en aspectos como los caudales, los componentes de las aguas residuales crudas y la carga orgnica, el uso

final del agua tratada, la viabilidad econmica, la disponibilidad del rea de emplazamiento de la

instalacin y las influencias climticos, como la temperatura y las precipitaciones. Este es el motivo por el

que no existe una solucin estndar, sino que la seleccin de procesos y el tipo de planta de tratamiento

variarn en funcin de cada caso especfico. Sin embargo, el proceso habitual para el tratamiento de aguas

residuales domsticas podra dividirse en las siguientes fases estndares:

Tratamiento previo Tratamiento primario o fsico-quimico Tratamiento secundario o biolgico y Tratamiento terciario, que normalmente implica cloracin.



1.4.1 Tratamiento previo Este paso no afecta al material orgnico disuelto en las aguas residuales. El objetivo es separar las

partculas muy gruesas y los materiales arenosos o de fcil separacin cuya presencia podra perturbar el

tratamiento general y el funcionamiento eficiente de las mquinas, equipos e instalaciones de la planta de

tratamiento. Las monturas son el rea de recepcin inicial para las aguas residuales brutas procedentes del

sistema de transporte. Los tamices filtran los materiales de gran tamao y los desarenadores permiten que

la arena pesada y las rocas se asienten antes de que las aguas residuales se enven a los clarificadores

primarios. Adems, hay rejillas para eliminar los slidos gruesos en suspensin, desarenador para eliminar

la arena densa y un desengrasador para eliminar grasas, aceites, espumas y otros materiales flotantes ms

ligeros que el agua que pueden distorsionar los procesos de tratamiento posteriores.

1.4.2 Tratamiento primario El tratamiento primario consiste principalmente en la eliminacin de los slidos floculantes suspendidos por

sedimentacin o floculacin, neutralizando el cido y eliminando el material inorgnico mediante

precipitacin qumica. En algunos casos se emplea la coagulacin para asistir al proceso de sedimentacin.

En este manual se pone especial atencin en la sedimentacin como proceso de tratamiento primario.

1.4.3 Tratamiento secundario o biolgico Una vez superadas las fases de tratamiento previo y tratamiento primario, el objetivo del tratamiento

secundario o biolgico es reducir el material orgnico de las aguas residuales. El tratamiento secundario se

ha diseado basndose en el proceso biolgico de la autopurificacin, mencionada anteriormente, que

tiene lugar de forma natural. Ayuda a evitar que los cuerpos acuosos se contaminen por aguas residuales de

nacimiento natural.

En los procesos correspondientes, la materia orgnica biodegradable procedente de las aguas residuales

domsticas acta como nutriente para una poblacin bacteriana que recibe oxgeno en condiciones

controladas. En resumen, el tratamiento biolgico es, por decirlo de alguna manera, un proceso de

oxidacin natural acelerado en el que las bacterias descomponen la materia orgnica. El tratamiento

biolgico de aguas residuales evita subsecuentemente la entrada de contaminantes que podran inducir

una falta de oxgeno en cuerpos acuosos.

Los procesos aerbicos ms comunes con biomasa suspendida en uso son la laguna de oxidacin y el

tanque de lodos activados o tanque de aireacin, que se tratar detalladamente en este manual.



1.4.4 Tratamiento terciario Los objetivos del tratamiento terciario son eliminar la carga orgnica que queda tras el tratamiento

secundario, eliminar los microorganismos patgenos, eliminar el color y el olor no deseados y eliminar los

detergentes, fosfatos y nitratos residuales que causan espuma residual y eutroficacin. La cloracin es

parte del tratamiento terciario o avanzado que se emplea para lograr agua desinfectada,

En el tratamiento de aguas residuales es importante tener en cuenta la manipulacin de lodos procedentes

de los tratamientos primario y secundario. Estos lodos de aguas residuales pueden provocar daos en el

medioambiente y deben tratarse y descargarse de forma controlada.

En este esquema aparece representado un resumen de los tratamientos genricos que pueden aplicarse a

las aguas residuales domsticas e industriales:

Proceso de tratamiento de aguas residuales genrico (fuente base: Universidad Pretoria, Prof. EMN Chirva)


2 Sedimentacin

2.1 Conceptos fundamentales La clarificacin del agua o la sedimentacin de la floculacin es el proceso en el que las partculas en

suspensin en el agua se asientan con gravedad. Ambos trminos pueden usarse para describir el mismo

proceso:

La clarificacin describe lo que le ocurre al agua en el clarificador: El agua se clarifica por la eliminacin de las partculas slidas contenidas en ella.

La sedimentacin describe lo que le ocurre a los slidos en el agua: Las partculas slidas en el agua caen al fondo donde son recogidas y eliminadas.

2.1.1 Cmo funciona la sedimentacin El agua floculada fluye continuamente al interior de un gran tanque. El tanque est diseado de forma

especial para que no existan mezcla ni corrientes rpidas en l. Se produce una condicin de caudal

tranquila muy lenta que hace que la floculacin se asiente en el fondo del tanque, donde se recoge para

formar lodos de aguas residuales. Esto requiere que la velocidad del agua en el tanque de sedimentacin

sea menor que la velocidad de sedimentacin de los particulos. En principio, pueden separarse mediante

sedimentacin todos los materiales suspendidos cuya densidad sea superior a la del medio que los rodea y

cuyo tamao no sea inferior a aproximadamente 0,5 m. En el caso de partculas de menor tamao, las

fuerzas que mantienen las partculas en suspensin son superiores a la gravedad. No obstante, en la

prctica existen lmites, ya que la sedimentacin econmica requiere que el proceso no lleve demasiado

tiempo.

2.1.2 Parmetros importantes del proceso Las partculas se asientan o caen al fondo del tanque de sedimentacin y ya no son arrastradas con el

caudal. Por este motivo, el tiempo de sedimentacin ts debe ser inferior al tiempo de retencin td. El tiempo de retencin y el tiempo de sedimentacin determinan la alimentacin de superficie qA, que a su vez se emplea para calcular las dimensiones de un tanque de sedimentacin. La alimentacin de superficie

describe la relacin entre el flujo pasando el tanque de sedimentacin en [m3/h] y el rea de la superficie de

agua del tanque en [m2]. Para lograr el sedimentacin deseado, la alimentacin de superficie no debe

exceder la velocidad de sedimentacin vS de las partculas que deben asentarse.

La velocidad de sedimentacin vS de una partcula depende principalmente de la diferencia en la densidad entre la partcula y el fluido que lo rodea. El dimetro de la partcula, la forma de la partcula y la viscosidad

cintica del agua tambin influyen en esto. Estos valores fluctan en la prctica y normalmente no pueden

determinarse con exactitud. Por este motivo, en la mayora de los casos la alimentacin de superficie

permisible viene determinada por pruebas de sedimentacin.


2 Sedimentacin

En general, se puede decir que una partcula se asienta ms rpido y mejor cuando su densidad es mayor en

relacin al agua que la rodea.

Una concentracin excesiva de partculas slidas en un tanque de sedimentacin perturba la sedimentacin

puesto que los slidos se obstaculizan entre s. Si la alimentacin de superficie permisible se supera, el

rendimiento de sedimentacin disminuye y los slidos se transportan.

2.1.3 Zonas de un tanque de sedimentacin (tanque de decantacin) Todos los tanques de sedimentacin cuentan con cuatro zonas: la zona de entrada o cmara de

amortiguacin, la zona de sedimentacin, la zona de lodos y la zona de salida. Cada zona debera ofrecer

una transicin suave entre la zona anterior y la zona posterior.

Las zonas pueden verse con mayor facilidad en un tanque de sedimentacin rectangular, como el que se

muestra a continuacin:

Tanque de sedimentacin encauzado rectangular

Zona de entrada Los dos objetivos principales de la zona de entrada de un tanque de sedimentacin son distribuir el agua y

controlar la velocidad del agua a medida que esta entra en el tanque. Adems, los dispositivos de entrada

actan para evitar las turbulencias en el agua. El flujo entrante en un tanque de sedimentacin se distribuye

uniformemente por toda la anchura del tanque para evitar que se produzcan cortocircuitos. Los

cortocircuitos son un problema que se da cuando el agua se desva de la ruta de flujo normal por el tanque y

llega a la salida en un tiempo inferior al tiempo normal de retencin. Adems de prevenir los cortocircuitos,

las entradas controlan la velocidad del flujo entrante. Si la velocidad del agua es superior a 0,15 m/s, la

floculacin existente en el agua se descompone debido a la agitacin del agua. La descomposicin de los

flculos en el tanque de sedimentacin reduce mucho la eficiencia del tanque de sedimentacin.


2 Sedimentacin

Zona de asentamiento o de sedimentacin Despus de pasar la zona de entrada, el agua entra en la zona de sedimentacin, en la que la velocidad del

agua se reduce en gran medida. Es aqu donde se produce la mayor parte del sedimentacin de los flculos;

esta zona supone adems el mayor volumen del tanque de sedimentacin. Para un rendimiento ptimo, la

zona de sedimentacin necesita un flujo de agua regular y lento (laminar). La zona de sedimentacin puede

ser simplemente una gran extensin de aguas libres. Pero, en algunos casos, se incluyen sedimentadores

tubulares y planchas de lminas. El agua fluye a travs de los tubos inclinados o a lo largo de las planchas

inclinadas. Los flculos se sedimentana en los tubos o planchas y bajan las partes inferiores del tanque de

sedimentacin donde se amontonan. El agua clarificada pasa por los tubos o entre las planchas y luego sale

del tanque. Los sedimentadores tubulares y las planchas de lminas aumentan la eficiencia y velocidad de

sedimentacin en los tanques de sedimentacin. Cada tubo o plancha funciona como un tanque de

sedimentacin en miniatura, con lo que la sedimentacin aumenta en gran medida. Los sedimentadores

tubulares y las planchas de lminas resultan muy tiles en las plantas en las que el rea superficial es

limitada, en plantas prefabricadas en taller, o para aumentar la capacidad de los tanques de poca

profundidad.

Zona de salida La zona de salida controla el agua que fluye hacia el exterior del tanque de sedimentacin: tanto la cantidad

de agua que sale del tanque como la ubicacin en el tanque. Al igual que la zona de entrada, la zona de

salida est diseada para evitar cortocircuitos de agua en el tanque. Adems, una buena salida garantizar

que solo agua clarificada salga del tanque y entre por ejemplo en un filtro que sigue. La salida puede usarse

tambin para controlar el nivel de agua del tanque. Las salidas estn diseadas para garantizar que el agua

que fluya hacia fuera del tanque de sedimentacin disponga de la cantidad mnima de flculos suspendida

en l. Normalmente, el agua de mejor calidad se encuentra en la parte superior del tanque de

sedimentacin, de modo que las salidas se suelen disear para desescoriar esta agua del tanque de

sedimentacin. Una zona de salida tpica empieza con una pantalla en la parte delantera del efluente. Esta

pantalla evita que el material flotante salga del tanque de sedimentacin y obstruya los filtros. Despus de

la pantalla se encuentra la estructura del efluente, que suele consistir en un lavadero, aliviaderos y tubos de

efluentes.

Zona de sedimentos La zona de sedimentos se encuentra en el fondo del tanque de sedimentacin en el que los lodos se

almacenan provisionalmente. La velocidad en esta zona debe ser muy lenta para evitar que el lodo vuelva a

suspenderse. Drenar el fondo del tanque permite eliminar fcilmente los lodos del tanque. El fondo del

tanque debera estar inclinado hacia los desaguaderos para facilitar ms la remocin del lodo. En algunas

plantas, la remocin de lodos de aguas residuales se consigue mediante el uso continuado de equipos

automatizados. En otras plantas, esta remocin de lodo debe realizarse manualmente. Si se elimina de

forma manual, el tanque debera limpiarse al menos dos veces al ao, o con mayor frecuencia si se produce

una formacin excesiva de lodo. Es mejor limpiar el tanque de sedimentacin cuando la demanda de agua

es baja. Muchas plantas cuentan al menos con dos tanques de sedimentacin, de modo que puede seguir

tratndose el agua mientras se limpia un tanque, se inspecciona o se realizan trabajos de

mantenimiento en l.


2 Sedimentacin

2.1.4 Tipos de clarificadores Los siguientes tipos de construccin se emplean comnmente en el diseo de tanques de sedimentacin:

clarificadores de flujo horizontal clarificadores de flujo ascendente

Clarificadores de flujo horizontal Los tanques rectangulares son el diseo ms simple y permiten que el agua fluya horizontalmente por un

tanque rectangular largo. A medida que fluye, los flculos caen y se recogen en embudos integrados en el

fondo de la unidad. El agua clarificada rebosa en el extremo del tanque.

Este tipo de tanque se encuentra habitualmente en plantas de potabilizacin de aguas de gran tamao. Los

tanques rectangulares presentan una serie de ventajas: previsibilidad, rentabilidad y poco mantenimiento.

Adems, los tanques rectangulares tienen menos probabilidades de cortocircuitos, especialmente si la

longitud es al menos dos vecesel ancho. Una desventaja de los tanques rectangulares es la gran cantidad

de terreno que se necesita.

Los tanques llanos deben contar con una instalacin de remocin de sedimentos, mientras que en los

tanques con forma de cono, la gravedad se encarga de hacer que el sedimento vaya a la parte ms estrecha

del cono.

Clarificadores de flujo ascendente En este tipo de clarificadores, el agua entra al fondo de un gran tanque, que puede ser bien cuadrado o bien

circular. El agua fluye muy lentamente hacia arriba a travs de una capa de flculos de sedimentacin. Los

flculos cae al fondo, donde es recogida por un rascador o en conos. El agua clarificada rebosa en la parte

superior del tanque, donde normalmente es recogida por un sistema de canales o por tubos perforadas

sumergidos. Este tipo de tanque es propenso a tener problemas de cortocircuitos.

Existe muchos tipos de diferentes de clarificadores de flujo ascendente. A continuacin se enumeran

algunos de los ms habituales:

1. Clarifloculador Un clarifloculador es un clarificador circular que incluye un tanque floculador en el centro. El mezclador de

paletas en el floculador y el rascador de sedimentos estn integrados en el puente giratorio.

2. Clarificador pulsante Un clarificador pulsante es un gran clarificador cuadrado con un fondo plano. Se emplea una cmara de

vaco para variar el flujo entrante en el clarificador alrededor de una vez por minuto. Un sistema de tubos se

encarga de distribuir el agua entrante por el fondo del clarificador. El agua fluye hacia arriba atravesando un

manto de lodos. Las pulsaciones en el flujo ayudan a flocular el agua en el manto de lodos. Los lodos

ocupan un nivel inferior de un grosor de unos 2 m y se recogen cuando se desbordan en los embudos que

se encuentran en el lateral del tanque. El agua clarificada sube ms y se desborda a travs de un sistema de

tubos colectores que se encuentran en la parte superior del tanque. Encontrar una imagen del clarificador

pulsante en el apartado Mtodos para eliminar el exceso de lodos.


2 Sedimentacin

3. Clarificador de fondo cnico Un clarificador de fondo cnico cuenta con un gran tanque cuadrado o circular con un fondo cnico

profundo. El ngulo del cono suele ser de 60 como mnimo. El agua floculada entra tpicamente en el

tanque desde el centro, ms que desde uno de los extremos, fluye hacia del fondo y sube a travs de los

lodos. Los lodos de aguas residuales acumulados se descargan desde el fondo y el agua clarificada se

desborda por la parte superior. La construccin del clarificador resulta cara, pero este no tiene partes

mviles y no necesita electricidad para su funcionamiento. Encontrar una imagen del clarificador de fondo

cnico en el apartado Mtodos para eliminar el exceso de lodos.

4. Sedimentador de plancha inclinada/de lminas Se trata de un clarificador similar al de fondo cnico con forma cuadrada pero cuenta con un sistema de

planchas inclinadas instaladas en el agua clarificada, en la parte superior. Estas planchas aceleran el

sedimentacin de los flculos. Este tipo no es muy habitual pero se emplea en ocasiones en plantas

prefabricadas y en climas fros en los que la sedimentacin tiene que realizarse en sitios cerrados.

5. Clarificador con fondo rascador El clarificador de fondo rascador es parecido al clarificador de fondo cnico pero normalmente es circular.

Tiene el fondo plano y cuenta con un mecanismo rascador giratorio que rasca el lodo hacia un embudo que

se encuentra en el fondo. El agua clarificada rebosa en la parte superior.

2.1.5 Construccin del tanque La construccin del tanque debe cumplir las siguientes condiciones:

Calmar con rapidez el agua entrante y disipar la energa cintica en el rea de entrada (zona de turbulencia); la longitud de la zona de turbulencia es aproximadamente igual a la profundidad del

tanque.

Calmar la seccin principal, la parte de sedimentacin del tanque, de modo que se potencia el proceso de sedimentacin.

Reducir al mnimo las turbulencias en el rea de salida. En especial, estabilizar y calmar las corrientes en el fondo del tanque de retencin de lodos, de modo

que el lodo depositado no se agite y ascienda de nuevo.

Eliminar con pocas perturbaciones los lodos y alimentar el tanque de retencin de los lodos. Retener los lodos flotantes.


2 Sedimentacin

2.1.6 Problemas generales con todos los tipos de clarificadores Obstrucciones en los tubos de lodos Formacin excesivo de lodos Ascensin de los flculos Algas Flujo irregular Bloqueos del brazo del rastrillo/puente

- Problemas mecnicos/elctricos Fallos de accionamiento

- Problemas de las vlvulas automticas

Problemas del clarificador

(Fuente: Operate Coagulation, Flocculation and Sedimentation Processes, Learner Study Guide for US 246440, Outcomes Publishing,

Knysna, Sudfrica)


2 Sedimentacin

2.1.7 Formacin y remocin de lodos de aguas residuales

Formacin continua de lodos de aguas residuales En los clarificadores entra agua sucia y sale de ellos agua limpia. La materia slida se une para formar

lodos, que van formndose de forma continua a medida que los flculos se asienta.

El manto de lodos El manto de lodos mejora el rendimiento de los clarificadores. Los lodos generalmente forman una capa

gruesa que suele recibir el nombre de manto de lodos. El manto contiene millones de flculos que se

encuentran muy cerca entre s en el agua.

En la mayora de clarificadores, el agua bruta floculada entra en el fondo y lentamente sube hasta la

superficie. Para ascender, esta agua debe pasar por el manto de lodos, que cae continuamente a travs del

agua ascendente. Ya se ha comentado que los flculos en el agua son pegajosos y cuando son

bombeados hacia ms flculos, suelen adherirse y formar flculos nuevos de mayor tamao. El manto de

lodos en el clarificador acta como una red muy densa que captura todos los flculos nuevos que fluyen con

el agua floculada. De este modo, el mando de lodos mejora la claridad del agua producida por el

clarificador. Por lo tanto, es importante mantener siempre una cantidad suficiente de lodos en el clarificador

para que formen un buen manto.

Velocidad de la acumulacin de lodos Las aguas residuales muy turbias o sucias contienen mucha materia slida. Entonces, la dosis de

coagulante normalmente es superior y mucho lodo se asienta. Los lodos se acumulan rpidamente y deben

eliminarse con mayor frecuencia.

Cuando el agua bruta est bastante limpia, los lodos se acumularn muy lentamente y pueden extraerse

con una frecuencia inferior.

Necesidad de remocin de lodos: qu sucede si no se elimina nada de lodo? Si los lodos acumulados no se extraen del tanque de sedimentacin con la frecuencia suficiente, se

acumularn y se desbordarn con el agua clarificada. Esto provocar la obstruccin de los filtros y la calidad

del agua tratada ser muy baja y el volumen efectivo (til) del tanque disminuir, lo que reducir la

eficiencia de sedimentacin. Adems, el lodo acumulado en el fondo del tanque puede volverse sptico, lo

que significa que ha empezado a descomponerse anaerbicamente. Los lodos spticos pueden producir

problemas de sabor y olor o pueden flotar en la parte superior del agua y convertirse en espuma. Los lodos

tambin pueden quedar suspendidos en el agua y llegar a los filtros.


2 Sedimentacin

Remocin excesiva de lodos: qu sucede si se elimina demasiado lodo? La remocin excesiva de lodos del clarificador tiene tres efectos no deseados:

1. El manto de lodos se perder y la calidad del agua que llega a los filtros ser baja. Esto har que los filtros se obstruyan y la calidad del agua tratada ser muy baja. Si no existe manto de sedimentacin, el

clarificador no funciona correctamente.

2. Si se descarga demasiado lodo, se desperdicia aguas residuales que podran haberse tratado y suministrado a la gente para su uso. Los lodos se diluirn en la cantidad de agua extra y llevar ms

tiempo y costar ms dinero su tratamiento.

3. Normalmente, los lodos pueden salir de la vlvula ms rpido que lo que tarda el agua en entrar desde los floculadores. Si se extrae demasiado lodo, el flujo hacia los filtros se detendr y los filtros de arena

funcionarn en seco. Esto har que la calidad del agua final tratada sea mala. Tambin puede provocar

taponamiento por aire al quedar burbujas de aire atrapadas en la arena, lo que impide al agua pasar

por el filtro.

En la mayora de plantas de tratamiento, para que se acumule la cantidad suficiente de lodo para formar un

buen manto son necesarias de tres a cuatro semanas, pero este manto de lodo puede perderse en solo 15

minutos si se retira demasiado lodo.

Mtodos para eliminar el exceso de lodos Para eliminar el lodo, este debe recogerse primero. La mayor parte de los sedimentadores tienen un modo

de recoger el exceso de lodo para su remocin. Cuentan con dos zonas para ocuparse del lodo:

Una zona de ascenso que contiene el manto de lodo, Una zona de recogida en la que se acumula el exceso de lodo y se espesa.

A continuacin se tratan las zonas de ascenso y de recogida de diferentes tipos de clarificadores:

1. Clarificadores horizontales Estos no cuentan con zona de ascenso y son largos. El agua fluye por la parte superior y los flculos caen

del agua en embudos que se encuentran en el fondo. A veces solo hay un embudo y un mecanismo

rascador.


2 Sedimentacin

Cada embudo cuenta con un tubo y con una vlvula de lodo. En el clarificador horizontal no hay manto de

lodo. El lodo puede descargarse hasta que la capa de este sea fina o hasta que por el tubo de lodos salga

agua limpia, lo que, a pesar de ser un desperdicio de agua, no afectara a la calidad del agua clarificada.

Clarificador horizontal


Knysna, Sudfrica)

2. Clarificadores cnicos Estos cuentan con un cono profundo cuadrado o circular con una zona de ascenso sobre l. El manto de

lodo se encuentra en la parte central del clarificador. El lodo que se asienta en las paredes laterales resbala

hacia el fondo del cono. En ocasiones, hay un embudo lateral que puede usarse para controlar el nivel

superior del manto de lodo. En este clarificador solo debe eliminarse la capa gruesa de lodos que se extrae

del lodo del fondo. Si se extrae una cantidad excesiva de lodo, la capa de lodo se volver fina y el manto

de lodo podra resultar daado o incluso desaparecer. Todo el lodo de los embudos laterales puede

eliminarse sin que ello afecte a la calidad del agua clarificada.

Clarificador de fondo cnico (Fuente: P. Maurer, ISWA, Universidad de Stuttgart, Alemania)


2 Sedimentacin

3. Clarificadores circulares de fondo plano Estos clarificadores cuentan con un fondo plano y ligeramente cnico y con un mecanismo rascador que

introducen el lodo asentado en un embudo. A veces, el embudo se encuentra en el centro del tanque,

debajo del pozo de alimentacin y otras veces los embudos estn situados en el borde del fondo, cerca de

las paredes del tanque. Los rascadores pueden ser accionados por un motor elctrico o por chorros de

agua.

Clarificador circular de fondo plano


Knysna, Sudfrica)

Este tipo de clarificador es muy sensible a la cantidad de lodo.

Si se extrae demasiado lodo, el manto de lodo resultar daado o desaparecer y la calidad del agua

clarificada disminuir.

Si se elimina muy poco lodo, podra pasar lo siguiente:

La capa de lodo en el cono se hace muy gruesa y obstruye el tubo. La capa de lodo en el fondo del tanque se hace muy gruesa y sobrecarga los rascadores, lo que hace

que se detengan.

El nivel del manto de lodo se acumula y rebosa alcanzando los filtros.


2 Sedimentacin

4. Clarificadores pulsantes de lodo Estos clarificadores se encuentran normalmente en plantas de tratamiento de gran tamao y en la

sedimentacin primaria. El agua floculada entra en una red de tubos de alimentacin a nivel del fondo. El

lodo rebosa desde el manto de lodos en los embudos laterales. Se crea un ligero efecto pulsante

(ascendente y descendente) para mejorar la remocin de slidos en el manto de lodo.

Clarificador pulsante


Knysna, Sudfrica)

En este tipo de clarificador, el lodo solo se elimina desde los embudos laterales. El clarificador conservar

su manto de lodo aunque se extraiga demasiado lodo. Una remocin excesiva de lodo solo significar el

desaprovechamiento de algo de agua. Si se elimina muy poco lodo, este se acumular sobre el manto y se

desbordar.

Supervisin de los niveles de lodos Hay varios mtodos para supervisar los niveles de lodos:

Observacin

Normalmente el mando de lodo puede verse cuando llega a la superficie del agua.

En los clarificadores de tipo cnico o de pulsaciones, con frecuencia puede observarse un manto de lodo durante el servicio normal. Si el lodo est cerca de la superficie, es posible que deba aumentarse

su extraccin. Si puede verse el lodo, es posible comprobar su nivel con una varilla de medicin de

nivel.

En los clarificadores de flujo horizontal y circulares, el manto de lodo no debera verse durante el servicio normal. Si se detecta un manto de lodo, podra estar ya demasiado arriba, lo que significa que

el funcionamiento no es eficiente y, por lo tanto, la purificacin no es suficiente.


2 Sedimentacin

Tubo de muestreo

Los clarificadores circulares cuentan a menudo con un tubo de muestreo para comprobar el nivel del manto

de lodo. El tubo cuenta con una brida y una pequea bomba manual o sifn. El tubo baja gradualmente

internndose en el clarificador hasta que el agua sucia (lodo) pueda bombearse o sacarse con sifn.

Midiendo la distancia desde la superficie del agua hasta el fondo del tubo, puede registrarse la altura del

manto de lodo.

Grosor del lodo

En muchas plantas, el lodo se supervisa mirando el grosor del lodo que sale por la vlvula de descarga. Hay

muchos factores que pueden afectar al grosor del lodo. Sin embargo, la supervisin del grosor del lodo no

aporta informacin sobre las condiciones del manto de lodo. Solo ofrece datos relativos a la cantidad de

lodo en los embudos. Si por el tubo de descarga sale un lodo muy grueso:

El lodo puede ser grueso porque ha envejecido o porque se est acumulando ms rpido de lo que se est eliminando.

El lodo envejecido a menudo huele a huevos podridos. Si el lodo tiene tal grosor que fluye muy lentamente, existe riesgo de obstruccin del tubo.

Mediciones electrnicas

Los detectores de nivel de interfaz son instrumentos electrnicos especializados que emplean diferentes

tcnicas para controlar el manto de lodo. El manto de lodo puede medirse de diferentes maneras:

La primera es medir un cambio en la turbidez por las alturas del tanque. Si la turbidez se eleva con mucha rapidez, es seal de que hay un gran nmero de partculas y el nivel de lodo es alto.

El otro mtodo de medicin es enviar una seal ultrasnica al interior del cuerpo acuoso del tanque. Si la densidad de un capa est cambiando, la reflexin de la seal cambiar. La floculacin de lodos

provoca una mayor densidad en el agua. Por lo tanto, la subida del nivel de lodo provocar una

reflexin de la seal ultrasnica.

Ambos mtodos detectan si el manto de lodo ha alcanzado determinado nivel y, posteriormente, inicia una

alarma. La alarma puede iniciar o detener cualquier equipo elctrico o llamar al personal del centro para que

se haga cargo del problema. El detector y sus ajustes deben adecuarse al tipo de slidos, al grosor del lodo

y a la claridad del agua sobrenadante. El tamao y la forma de las partculas del manto afectar a la

medicin.


2 Sedimentacin

2.1.8 Funcionamiento del clarificador El funcionamiento del clarificador es muy sencillo. El operador tiene que supervisar y accionar los siguientes

cinco elementos:

1. Calidad del agua de alimentacin Necesario: sedimentacin fcil de la floculacin. Funcionamiento: supervisin de los procesos preconectados. Informar si la calidad de la floculacin no

es buena.

2. Agua clarificada Necesario: turbidez por debajo de entre 3 y 5 NTU (unidad nefelomtrica de turbidez = unidad de

medida para la turbidez).

Funcionamiento: informar si hay mucho arrastre de slidos.

3. Retirada de lodos y manto de lodo Supervisar la profundidad del manto de lodo.

4. Funcionamiento del puente del clarificador de lodos Necesario: si el clarificador est equipado con un puente, este debe funcionar con suavidad.

Funcionamiento: si se detectan sonidos, olores o movimientos extraos, debe informarse de ello de

inmediato.

5. Inspeccin e informe de defectos estructurales y mecnicos Defectos estructurales: los defectos estructurales ms comunes son las fisuras en el hormign o fugas

en las juntas.

Defectos mecnicos: los posibles defectos mecnicos son: El motor del puente no funciona.

El funcionamiento del puente es brusco.

Los aliviaderos con entalladuras en V tienen fugas en la junta entre el aliviadero con

entalladura en V y la pared.


2 Sedimentacin

2.1.9 Sistemas de retirada de lodos de aguas residuales El lodo puede extraerse nicamente con bombas o con tubos de descarga.

Vlvulas y tubos de descarga Todos los embudos cuentan con un tubo de descarga de lodo. A veces, el tubo se encuentra en la base de

hormign del tanque y, otras veces, se introduce en el embudo desde arriba (vanse las imgenes de

clarificadores en el apartado anterior Mtodos para eliminar el exceso de lodos).

1 Embudo de hormign con tubo de retirada superior 2 Embudo de hormign con tubo de retirada inferior


Knysna, Sudfrica)

Los tubos de descarga de lodo tienen las siguientes caractersticas:

El extremo de efluente del tubo se encuentra normalmente en la zona de recogida de lodo por debajo del nivel del agua. De este modo, el lodo se presiona hacia el interior del tubo de descarga.

En el extremo abierto del tubo, que est por debajo del nivel de agua del embudo, existe una vlvula de compuerta. Cuando la vlvula de compuerta se abre, el lodo se transporta hacia el exterior del embudo.

Si la planta de tratamiento dispone de un control automatizado para la descarga de lodo, normalmente hay al menos dos vlvulas en cada tubo de salida:

- La vlvula en el extremo del tubo se controla de forma automtica.

- La vlvula que se encuentra cerca del clarificador o embudo se acciona manualmente y normalmente

est abierta. En caso de una avera en la vlvula de control automtico, el tubo puede cerrarse

accionando manualmente la vlvula.


2 Sedimentacin

Control de la descarga de lodo Sistemas de control manual

En las plantas de menor tamao, el lodo suele descargarse manualmente mediante la apertura de vlvulas

segn un horario establecido.

Sistemas de control automatizado

En plantas ms grandes, donde podra haber un gran nmero de clarificadores, la descarga de lodo se

controla normalmente de forma automtica de la siguiente manera:

El detector de nivel de lodo o un temporizador enva una seal para abrir la vlvula de lodo. La vlvula cuenta con un mecanismo elctrico o neumtico que la abre. El lodo sale por el tubo. El sistema de control enva otra seal para cerrar las vlvulas. El sistema de control repite esta secuencia para cada vlvula sucesivamente de modo que el sistema de

descarga de lodo no se inunda.

Problemas que pueden surgir en la retirada de lodo Obstrucciones

Los tubos de lodos pueden quedar bloqueados por lodo grueso, bolsas de plstico u otra basura que pueda

introducirse en el clarificador. Por lo tanto, es muy importante retirar de inmediato cualquier desperdicio del

clarificador, evitando as futuros problemas de obstruccin, que son graves porque:

El lodo continuar acumulndose en el clarificador hasta que rebose a los filtros. Cuando el lodo envejece, puede pudrirse, lo que podra causar olores (y sabores) desagradables en el

agua tratada.

Fallo de las vlvulas automatizadas o sistemas de descarga de lodo automticos

Las vlvulas automatizadas pueden dejar de funcionar correctamente debido a problemas instrumentales,

elctricos, mecnicos o de otro tipo. Las vlvulas automatizadas pueden fallar de dos modos:

Fallo de apertura: esto har que el lodo se acumule en el clarificador. Tiene un efecto similar al de la obstruccin.

Fallo de cierre: esto har que se retire un exceso de lodo. Esto supondr un desperdicio de agua y puede provocar la prdida de manto de lodo. Esto es algo muy grave que tiene efectos negativos

inmediatos.

El fallo de las vlvulas automatizadas es un problema de mantenimiento. Hasta que se arregla la vlvula

daada, la rutina de extraccin de lodo debe ejecutarse manualmente.


2 Sedimentacin

Fugas en las vlvulas

La presencia de fugas en la vlvulas es peligrosa dado que el lodo que sale al fondo es resbaladizo y puede

suponer un riesgo para la seguridad. Las vlvulas de lodo pueden tener fugas por diferentes motivos, entre

los que se incluyen:

Corrosin, erosin y envejecimiento: Debe prestarse atencin a cundo debe repararse o sustituirse una vlvula.

Dao en las partes sellantes: Las vlvulas de lodo cuentan a menudo con piezas internas de caucho que con el tiempo pueden

resultar daadas y deben repararse. En cuanto comienza una fuga, debe informarse de ello de

inmediato.

Obstrucciones parciales: Pequeos elementos como palos, atadores de cables y trozos de madera pueden atascarse en la vlvula

e impedirn que esta se cierre correctamente. Abrir por completo la vlvula durante poco tiempo puede

ayudar a eliminar las obstrucciones parciales. Si esto no funciona, debe informarse de ello de

inmediato.

2.2 Ejercicios

2.2.1 Anlisis de los factores que afectan a la sedimentacin

Descripcin del problema Muchos factores afectan al proceso de sedimentacin y a la calidad del agua clarificada, como se ha

descrito anteriormente. Para controlar el proceso de forma efectiva, es importante ser consciente de las

interacciones.

Composicin Este es un ejercicio sobre conocimientos y no se necesita ningn equipo especial.

Resultados de aprendizaje Una vez concebidos los conceptos fundamentales de este captulo y finalizado este ejercicio, podr:

nombrar los propsitos del proceso de sedimentacin hallar las causas de una mala sedimentacin y las condiciones para una buena sedimentacin enumerar los problemas que pueden darse e indicar las acciones correctivas.

Tareas/preguntas

1. Indique tres parmetros importantes del proceso de la sedimentacin.

1. El tiempo de retencin (volumen del tanque, caudal, corto circuitos/distribucin

superficial del agua)

2. La velocidad de sedimentacin (comportamiento del particulo)

3. Ausencia de turbulencias y corrientes (dispositivos de entrada/salida, buena distribucin,

bafle/difusores/placas)


2 Sedimentacin

2. Nombre las zonas de un tanque de sedimentacin.

1. Zona de entrada

2. Zona de sedimentacin o zona de asentamiento

3. Zona de salida

4. Zona de sedimentos

3. Nombre y describa el tipo de clarificador en su centro de trabajo / centros que haya visitado.


2 Sedimentacin

4. Describa cmo funciona la retirada de sedimento en su planta de tratamiento o en la planta que haya visitado.

5. Explique la importancia del manto de lodos.

6. Nombre al menos tres problemas que puedan darse en los sistemas de descarga de sedimentos/lodos.

1. Los tubos de lodo pueden obstruirse.(ingreso de aire a la bomba, los sedimentos compactan)

2. El lodo puede desbordarse y alcanzar los filtros. (este es problema de sedimentacin y no de la

descarga de sedimentos)

3. El lodo puede fermentar y emitir gases y mal olor.

4. Puede haber fugas.

5. Las vlvulas pueden resultar daadas.

6. Las vlvulas no se cierran correctamente.

7. ....


2 Sedimentacin

7. Nombre problemas del clarificador.

1. Problemas mecnicos

2. Algas

3. Formacin de lodos

4. Problemas de las vlvulas/tubos bloqueados

5. Junta rascadora agarrotada

6. Flculaco ascendente y flujo irregular


2 Sedimentacin

2.2.2 Simulacin de la sedimentacin de lodos con granulado

Descripcin del problema La sedimentacin es el primer y ltimo proceso en la planta de tratamiento, como sedimentacin primaria

en la entrada y como sedimentacin secundaria despus del proceso de lodos activados. La calidad del

efluente final de la planta y la carga que llega al tratamiento biolgico en el tanque de aireacin dependen

directamente de la calidad de los procesos de sedimentacin. Puesto que no es fcil medir lo bien que se

asienta los flculos de lodos, es importante saber cules son los factores principales que afectan a la

sedimentacin.

Composicin Para poder mostrar los efectos y problemas de los procesos de sedimentacin con claridad, se recomienda

la estacin de recoleccin de aguas residuales. En este sistema el flujo entrante del tanque de

sedimentacin est menos optimizado que el de la estacin de tratamiento de aguas residuales y ofrece la

posibilidad de variar el flujo entrante dentro de un rango muy amplio. La estacin de recoleccin de aguas

residuales puede usarse como parte de todo un sistema EDS Water Management o como sistema

independiente.

Diagrama de tuberas e instrumentacin de la estacin derecoleccin de aguas residuales


2 Sedimentacin

En esta configuracin, el tanque B301 acta como tanque de rebose de aguas pluviales y el tanque B302 es

el tanque de sedimentacin primario. Se observa el comportamiento de sedimentacin del granulado

plstico.

El ejercicio sobre las actividades de sedimentacin puede completarse tambin usando el Sistema de

purificacin de agua. En este caso, no obstante, los dispositivos de medicin deben extraerse antes del

ejercicios, ya que podran resultar daados por el granulado plstico.

Resultados de aprendizaje Una vez haya completado con xito este ejercicio, podr:

explicar los procesos bsicos implicados en la sedimentacin esbozar los efectos de una entrada excesiva (superficie) en el tanque de sedimentacin describir los efectos de una concentracin excesiva de slidos en la entrada de un tanque de

sedimentacin.

Tareas

1. Inicie la sedimentacin.

Tarea Realizada

Modifique el sistema segn la estructura. Conecte la salida de la bomba P501 con el tanque B303. Conecte

tambin la alimentacin de la bomba a la unidad de Transporte de Aguas Residuales.

Arranca una afluente sufficiente al tanque B302 (cerca 1,5 l/min)

Cierre la vlvula V302 al tanque B302.

Ponga granulado plstico directamente en el tanque B301 ejecutando dos o tres giros del alimentador de

tornillo o arranca el dosage del granulado plstico (M351) automaico con: ON: 1 s / OFF: 10 s

Ajuste la bomba P301 en una capacidad de bombeo de aproximadamente 1,5 l/min.

Nota Si una de las vlvulas neumticas vlvula de compuerta (V302) o vlvula proporcional para fluidos (V303) no se cierra correctamente, puede haber partculas que la bloqueen. Intente

eliminarlas con un enjuague.


2 Sedimentacin

2. Observe el comportamiento del granulado plstico en el tanque B302.

a) Cmo se comporta el granulado plstico cuando la mezcla de agua-granulado entra en el tanque B302?

La mezcla de agua-granulado mezclada previamente por la bomba se separa en el tanque B302.

b) Por qu se sedimenta el granulado plstico?

Debido a su densidad especfica superior en comparacin con el agua, el granulado se sedimenta

(lodos) y se acumula en el fondo del tanque B302.

c) Qu ocurre al granulado entrando al tanque y que ya est asentado transcurrido un tiempo?

Despus de un rato, el nivel de granulado asentado sube hasta acercarse demasiado al rea de

entrada. El flujo de entrada remueve el granulado previamente asentado e impide que el nuevo

granulado se asiente. En algn momento, el granulado empieza a fluir por encima de la cresta de

vertedero del tanque B302.

d) Qu efecto (negativo) tiene este comportamiento? Cmo puede contrarrestarse?

La sedimentacin deja de realizarse de la forma deseada. El granulado sale por encima de la cresta de

vertedero del tanque B302. El granulado asentado debe eliminarse desde el tanque en intervalos

regulares. En la prctica, este proceso se llama purga de lodos.


2 Sedimentacin

2.2.3 Anlisis de caudales

Descripcin del problema Las turbulencias y el caudal son importantes para la calidad de la sedimentacin. La simulacin de

diferentes caudales en el sistema EDS para la gestin de agua muestra estos efectos.

Composicin Este ejercicio se realiza usando los tanques B301 y B302 y granulado plstico.

Resultados de aprendizaje Puede describir el comportamiento de la floculacin (en el ejercicio, granulado) en los tanques con

diferentes caudales y explicar los motivos de dicho comportamiento.

Tareas

1. Preparacin

Tarea Realizada

Cierre la vlvula V302 en el tanque B302 para este ejercicio.

Ponga de nuevo granulado plstico directamente en el tanque B301 con dos o tres giros del alimentador de

tornillo.

Ajuste la bomba P301 en una capacidad de bombeo de 1,0 l/min.

2. Observe el comportamiento del granulado plstico en el tanque de sedimentacin primaria con diferentes caudales.

Aumente gradualmente la capacidad de bombeo de la bomba hasta el mximo.

Durante el aumento del flujo, observe el comportamiento del granulado en el tanque de sedimentacin

primaria.

a) Qu se observa a medida que aumenta la capacidad de bombeo?

Una velocidad de entrada mayor de la mezcla de agua-granulado provoca ms turbulencias en el

tanque B302.


2 Sedimentacin

b) A partir de qu capacidad de bombeo se ve perturbada de manera importante la sedimentacin de granulado?

El granulado asentado se revuelve de nuevo cuando la capacidad de bombeo supera los ____ l/min.

c) Qu efecto (negativo) tiene una capacidad de bombeo excesiva?

Con capacidades de bombeo muy elevadas, el granulado sale por encima de la cresta de vertedero del

tanque B302.

2.2.4 Influencia de carga de slidos en sedimentacin

Descripcin del problema La viscosidad (instalacin hidrulica) y la asentabilidad de las partculas slidas influyen en el proceso de

sedimentacin. El objetivo del proceso de sedimentacin es que no haya partculas en el efluente del

tanque. El agua con una carga elevada de slidos se comporta como un lquido con una viscosidad mayor.

Esto influye en el bombeo y en la sedimentacin.

Composicin Este ejercicio se realiza usando los tanques B301 y B302 y granulado plstico.

Resultados de aprendizaje Con este ejercicio se puede observar el comportamiento del granulado con concentraciones crecientes en el

tanque B302 y describir cmo influye en el proceso de sedimentacin la cantidad de partculas y las

propiedades de sedimentacin de las partculas.

Tareas

1. Preparacin

Tarea Realizada

Ponga granulado plstico directamente en el tanque B301 con dos o tres giros del alimentador de tornillo.

Abre la vlvula V302 en el tanque B302 cada 30 segundos para eliminar el granulado asentado desde el

tanque.

Ajuste la bomba P301 en una capacidad de bombeo fija de 0,5 l/min.


2 Sedimentacin

2. Observe el comportamiento del granulado plstico en el tanque B302. Aumente gradualmente la concentracin de granulado en el tanque 301 aadiendo ms granulado. Observe

el comportamiento de sedimentacin en el tanque B302 despus de cada dosis adicional de granulado.

a) Qu ha observado como resultado del aumento gradual de la concentracin de granulado?

En algn momento, la concentracin aumentada de granulado dificulta el proceso de sedimentacin.

b) Qu efecto (negativo) tiene una concentracin excesivamente alta de granulado?

Con concentraciones muy elevadas, el granulado sale por encima de la cresta de vertedero del tanque

B302.

3. Cules son los variables que se puede cambiar en un proceso de sedimentacin?

Manual de Trabajo EDS - Tratamiento de Aguas Residuales

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