Sedimentacion de lodos

Laboratorio de Ingenier´ Ambiental
ıa
Qu´ Ma. Teresa Mor´n y Mor´n
ım.
a
a
Ing. Leticia Espinosa Marv´n
a

Pr´ctica 4: Pruebas de Sedimentaci´n de Lodos
a
o
Trabajo Prelaboratorio
Francisco Jos´ Guerra Mill´n
e
a
Adelwart Struck Garza
Santiago Andr´s Villalobos Steta
e
M´xico D.F., 25 de agosto de 2008.
e

Pr´ctica 4: Pruebas de Sedimentaci´n de Lodos
a
o
TrabajoPrelaboratorio
1. ¿De qu´ factores depende la sedimentaci´n de las part´
e
o
ıculas?
La sedimentaci´n de las part´
o
ıculas depende de los siguientes factores:
Calidad del agua.
Las variaciones de concentraci´n de materias en suspensi´n modifican, en
o
o
primer lugar, la forma de sedimentaci´n de las part´
o
ıculas (con ca´ libre o
ıda
interferida), as´ como las propiedades de las part´
ııculas modifican la forma
de dep´sito (sedimentaci´n para part´
o
o
ıculas discretas y decantaci´n para
o
part´
ıculas floculentas).
Adicionalmente, variaciones de concentraci´n de part´
o
ıculas o de temperatura producen variaciones de densidad del agua y originan corrientes
cin´ticas o t´rmicas que, a su vez, generan cortocircuitos hidr´ulicos en
e
e
a
las unidades.
Al entrar aguam´s fr´ al sedimentador, la masa de agua se desplaza por
a ıa
el fondo de este y produce el tipo de corriente indicada en la Figura 1a.
En cambio, con agua m´s caliente, se produce el fen´meno inverso, que
a
o
aparece indicado en la Figura 1b.
En el caso de variar la concentraci´n, se producen corrientes de densidad
o
por diferencias en las distintas masas de agua, que suelen crearfuerzas m´s
a
importantes que las t´rmicas. Afortunadamente, la mayor concentraci´n
e
o
de part´
ıculas suele estar en el fondo, pero cualquier perturbaci´n en el
o

F. J. Guerra, A. Struck, S. A. Villalobos

1

Universidad Iberoamericana

Laboratorio de Ingenier´ Ambiental, Oto˜o 2008
ıa
n

(a) Debidas a agua fr´
ıa.

(b) Debidas a agua caliente.

Figura 1: CorrientesT´rmicas.
e

flujo, ya sea por temperatura, obstrucciones, alta velocidad de las paletas
del floculador, etc´tera, puede alterar el equilibrio y producir un flujo
e
sinuoso o envolvente sobre s´ mismo, muy diferente del te´rico calculado,
ı
o
que es el que con frecuencia aparece en los sedimentadores horizontales,
incluso en los bien dise˜ados.
n
Condiciones hidr´ulicas.
a
Los criterios ypar´metros hidr´ulicos de dise˜o tienen gran influencia
a
a
n
en la eficiencia de los sedimentadores o decantadores. A continuaci´n se
o
detallan los principales:
• En la Zona de Sedimentaci´n:
o
En esta zona se debe tener un n´mero de Reynolds lo m´s bajo posiu
a
ble y el n´mero de Froude m´s elevado para tender a un flujo laminar
u
a
y estabilizar el flujo. En esta zona las l´
ıneas de flujono deben encontrarse con ning´n tipo de obstrucciones que alteren su trayectoria.
u
Adicionalmente, la presencia de flujo de pist´n mejora el proceso y
o
el flujo mezclado no lo favorece.
• En la Zona de Entrada:
La zona de entrada en un sedimentador es un conjunto de estructuras
que debe permitir una distribuci´n uniforme del flujo de agua hacia
o
la zona de sedimentaci´n. En una unidad desedimentaci´n conveno
o
cional de flujo horizontal, esta distribuci´n uniforme debe darse a
o
todo lo ancho de la unidad y en profundidad.
Las alteraciones del flujo en la zona de entrada deben evitarse y su
presencia puede deberse a una velocidad excesiva del flujo en la entrada del sedimentador, o a que los orificios de ingreso sean muy
grandes y el movimiento de las paletas del floculador seatal que comunica demasiada energ´ al flujo. Al no haber disipaci´n de esta
ıa
o
energ´ en el tabique divisorio (caso de unidades convencionales de
ıa
flujo horizontal), las masas de agua entran con diferente gradiente de
velocidad, creando turbulencias que pueden extenderse dentro de la
zona de sedimentaci´n.
o
Similarmente, puede mencionarse como causa de corrientes cin´ticas
e

F....