Diseño De Un Sedimentador

DISEÑO DE UN SEDIMENTADOR
- SEDIMENTACION.- La sedimentación es una operación unitaria consistente en la separación por la acción de la gravedad de las fases sólida y líquida de una suspensión diluida para obtener una suspensión concentrada y un líquido claro.
- SEDIMENTADOR: es un dispositivo usado para separar, por gravedad, las partículas en suspensión en una masa de agua.
- DISEÑO DELSEDIMENTADOR:
Componentes:
Esta unidad se puede dividir en cuatro partes o zonas.

a) Zona de entrada
Estructura hidráulica de transición, que permite una distribución uniforme del flujo dentro del sedimentador.
b) Zona de sedimentación
Consta de un canal rectangular con volumen, longitud y condiciones de flujo adecuados para que sedimenten las partículas. La dirección del flujo eshorizontal y la velocidad es la misma en todos los puntos, flujo pistón.
c) Zona de salida
Constituida por un vertedero, canaletas o tubos con perforaciones que tienen la finalidad de recolectar el efluente sin perturbar la sedimentación de las partículas depositadas.
d) Zona de recolección de lodos
Constituida por una tolva con capacidad para depositar los lodos sedimentados, y una tubería y válvulapara su evacuación periódica.
- CRITERIOS DE DISEÑO:
- El periodo de diseño, teniendo en cuenta criterios económicos y técnicos es de 8 a
16 años.
- El periodo de operación es de 24 horas por día.
- El tiempo de retención será entre 2 - 6 horas.
- La carga superficial será entre los valores de 2 - 10 m3/m2/día.
- La profundidad del sedimentador será entre 1.5 – 2.5 m.
- La relación de lasdimensiones de largo y ancho (L/B) será entre los valores de 3 - 6.
- La relación de las dimensiones de largo y profundidad (L/H) será entre los valores de 5 - 20.
- La longitud L es igual a la distancia de separación entre la entrada y la pantalla difusora (L1) y la longitud de la zona de sedimentación (L2).

L=L1+L2

Información típica para el diseño de un sedimentador primario rectangularTIPO DE TANQUE: RECTANGULAR | INTERVALO | TIPICO |
PROFUNDIDAD (m) | 1.5 - 2.5 | 2 |
LONGITUD (m) | 15 - 90 | 25 - 40 |
ANCHO (m) | 3 - 25 | 5 - 10 |
VELOCIDAD DE LOS RASCADORES (m/min) | 0.6 - 1.2 | 0.9 |

- El fondo de la unidad debe tener una pendiente entre 5 a 10% para facilitar el deslizamiento del sedimento.
- La velocidad en los orificios no debe ser mayor a 0.15 m/s para nocrear perturbaciones dentro de la zona de sedimentación.
- Se debe aboquillar los orificios en un ángulo de 15° en el sentido del flujo.
- La descarga de lodos se debe ubicar en el primer tercio de la unidad, pues el 80% del volumen de los lodos se deposita en esa zona.
- Se debe guardar la relación de las velocidades de flujo y las dimensiones de largo y altura.
LH=VHVS
- La sección de lacompuerta de la evacuación de lodos (A2) debe mantener la relación. Donde t es el tiempo de vaciado.
A2=AS×H4850×t
- La ubicación de la pantalla difusora debe ser entre 0,7 a 1,00 m de distancia de la pared de entrada.

- Los orificios más altos de la pared difusora deben estar a 1/5 o 1/6 de la altura (H) a partir de la superficie del agua y los más bajos entre 1/4 ó 1/5 de la altura (H) apartir de la superficie del fondo.

DIMENSIONAMIENTO:
- Determinar el área superficial de la unidad (As), que es el área superficial de la zona de sedimentación, de acuerdo a la relación:

AS=QVS
Siendo: Vs: Velocidad de sedimentación (m/s)
Q: Caudal de diseño (m3/s)
- Hallando la Velocidad de Sedimentación (VS):
La velocidad de sedimentación o precipitación de las partículasse determina mediante la Ley de Newton de la sedimentación:
… (1)

VS=4ρP-ρ×g×DP3×CD×ρ
Donde:
ρP: densidad de la partícula sólida (Kg/m3)
ρ: densidad del líquido (Kg/m3)
g: aceleración de la gravedad (9.8 m/s2)
DP: diámetro de la partícula (m)
CD: coeficiente de arrastre o de proporcionalidad (adimensional)
El coeficiente de arrastre está en función del Número de Reynolds de la...