Diseño de decantador
Páginas: 29 (7250 palabras)
Publicado: 30 de abril de 2013
CAPÍTULO 4
DECANTADORES LAMINARES
Decantadores laminares
1.
135
INTRODUCCIÓN
En este capítulo trataremos exclusivamente del diseño de las unidades de
decantación de flujo laminar o de alta tasa. Los decantadores laminares pueden
tratar caudales mayores en un área y estructura menor de la que requieren los
decantadores convencionales y su eficiencia es superior. Comparándoloscon las
unidades de contacto de sólidos o decantadores de manto de lodos, que también
son de alta tasa, no requieren energía eléctrica para su operación. Por todas estas
ventajas, esta unidad es considerada como tecnología apropiada para países en
desarrollo y para todo programa de mejoramiento de la calidad del agua que tenga
como meta conseguir la mejor calidad al menor costo de producción;esto es, para
la sostenibilidad de los proyectos.
2.
DECANTADORES DE PLACAS
•
Mediante la colocación de placas
paralelas o módulos de diferentes tipos en la zona de
sedimentación, se
obtiene en estas
unidades una gran
superficie de deposición para los
lodos, con lo cual
se logra disminuir
apreciablemente el
área superficial de
los tanques.
10
m
Placas deasbesto-cemento
10
2,4
0
0
L/s
15
Canal de
distribución de
agua floculada
0
n
Ca
al
de
ag
ua
de
ca
nta
da
Canaletas de coleta
de agua decantada
m
Canal de descarga
de lodos
2,4
0
m
Figura 4-1. Decantador de placas paralelas (1)
136
Diseño de plantas de tecnología apropiada
La diferencia básica entre los decantadoreslaminares o de alta tasa y los
decantadores convencionales reside en que los primeros trabajan —como su nombre lo indica— con flujo laminar (número de Reynolds, Nr < 500) y los últimos con
flujo turbulento (Nr entre 10.000 y 250.000). Esta diferencia teórica fundamental
debe reflejarse en la forma como se diseñan unos y otros (2).
2.1
Parámetros y recomendaciones generales de diseño
•
Elparámetro de diseño más importante en las unidades de decantación es
la velocidad de sedimentación de los flóculos, que depende fundamentalmente de las características del agua cruda y de la eficiencia del
pretratamiento. Por esta razón, la velocidad de diseño debe determinarse
experimentalmente para cada caso. Véase la metodología para su determinación en Tratamiento de agua para consumo humano.Plantas de filtración rápida. Manual I: Teoría, tomo II, capítulo 11.
•
Las cargas superficiales utilizadas en América Latina normalmente varían
entre 120 y 185 m3/m2/d, con eficiencias de remoción por encima del 90%
(8). En cada caso, es necesario efectuar un estudio de tratabilidad del agua,
para determinar la tasa de decantación con la cual se podrán obtener 2 UN
de turbiedad residualen el efluente. Este criterio obedece a recomendaciones de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA)
para que los filtros puedan brindar un efluente exento de microorganismos
patógenos y de huevos de Giardia lamblia y Cryptosporidium, habida
cuenta de que solo el filtro puede eliminar a estos últimos cuando recibe un
afluente de la calidad indicada (3).
•
De acuerdocon investigaciones realizadas en prototipos, las unidades se
pueden diseñar con Nr de hasta 500, sin que se obtengan disminuciones
apreciables en la eficiencia alcanzada (1).
•
En los decantadores laminares, el Nr es una consecuencia de la geometría
de los elementos tubulares y de la velocidad del flujo en el interior de estos,
y no una condición del proyecto (1). De acuerdo con estecriterio —que se
va corroborando con la experiencia práctica indicada en el ítem anterior—
no es necesaria la obtención de un flujo laminar puro para mejorar la eficiencia del proceso.
Decantadores laminares
137
•
Al utilizarse el Nr en el límite máximo del rango laminar, se consigue ampliar la separación de las placas o la sección de los módulos, lo cual se
refleja en una gran...
DECANTADORES LAMINARES
Decantadores laminares
1.
135
INTRODUCCIÓN
En este capítulo trataremos exclusivamente del diseño de las unidades de
decantación de flujo laminar o de alta tasa. Los decantadores laminares pueden
tratar caudales mayores en un área y estructura menor de la que requieren los
decantadores convencionales y su eficiencia es superior. Comparándoloscon las
unidades de contacto de sólidos o decantadores de manto de lodos, que también
son de alta tasa, no requieren energía eléctrica para su operación. Por todas estas
ventajas, esta unidad es considerada como tecnología apropiada para países en
desarrollo y para todo programa de mejoramiento de la calidad del agua que tenga
como meta conseguir la mejor calidad al menor costo de producción;esto es, para
la sostenibilidad de los proyectos.
2.
DECANTADORES DE PLACAS
•
Mediante la colocación de placas
paralelas o módulos de diferentes tipos en la zona de
sedimentación, se
obtiene en estas
unidades una gran
superficie de deposición para los
lodos, con lo cual
se logra disminuir
apreciablemente el
área superficial de
los tanques.
10
m
Placas deasbesto-cemento
10
2,4
0
0
L/s
15
Canal de
distribución de
agua floculada
0
n
Ca
al
de
ag
ua
de
ca
nta
da
Canaletas de coleta
de agua decantada
m
Canal de descarga
de lodos
2,4
0
m
Figura 4-1. Decantador de placas paralelas (1)
136
Diseño de plantas de tecnología apropiada
La diferencia básica entre los decantadoreslaminares o de alta tasa y los
decantadores convencionales reside en que los primeros trabajan —como su nombre lo indica— con flujo laminar (número de Reynolds, Nr < 500) y los últimos con
flujo turbulento (Nr entre 10.000 y 250.000). Esta diferencia teórica fundamental
debe reflejarse en la forma como se diseñan unos y otros (2).
2.1
Parámetros y recomendaciones generales de diseño
•
Elparámetro de diseño más importante en las unidades de decantación es
la velocidad de sedimentación de los flóculos, que depende fundamentalmente de las características del agua cruda y de la eficiencia del
pretratamiento. Por esta razón, la velocidad de diseño debe determinarse
experimentalmente para cada caso. Véase la metodología para su determinación en Tratamiento de agua para consumo humano.Plantas de filtración rápida. Manual I: Teoría, tomo II, capítulo 11.
•
Las cargas superficiales utilizadas en América Latina normalmente varían
entre 120 y 185 m3/m2/d, con eficiencias de remoción por encima del 90%
(8). En cada caso, es necesario efectuar un estudio de tratabilidad del agua,
para determinar la tasa de decantación con la cual se podrán obtener 2 UN
de turbiedad residualen el efluente. Este criterio obedece a recomendaciones de la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA)
para que los filtros puedan brindar un efluente exento de microorganismos
patógenos y de huevos de Giardia lamblia y Cryptosporidium, habida
cuenta de que solo el filtro puede eliminar a estos últimos cuando recibe un
afluente de la calidad indicada (3).
•
De acuerdocon investigaciones realizadas en prototipos, las unidades se
pueden diseñar con Nr de hasta 500, sin que se obtengan disminuciones
apreciables en la eficiencia alcanzada (1).
•
En los decantadores laminares, el Nr es una consecuencia de la geometría
de los elementos tubulares y de la velocidad del flujo en el interior de estos,
y no una condición del proyecto (1). De acuerdo con estecriterio —que se
va corroborando con la experiencia práctica indicada en el ítem anterior—
no es necesaria la obtención de un flujo laminar puro para mejorar la eficiencia del proceso.
Decantadores laminares
137
•
Al utilizarse el Nr en el límite máximo del rango laminar, se consigue ampliar la separación de las placas o la sección de los módulos, lo cual se
refleja en una gran...
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