Sedimentación

SEDIMENTACIÓN
La sedimentación consiste en la separación, por la acción de la gravedad, de las partículas suspendidas cuyo peso específico es mayor que el del agua. Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de las aguas residuales. Los términos sedimentación y decantación se utilizan indistintamente.
Esta operación se emplea para la eliminación de arenas, de lamateria en suspensión en flóculo bilógico en los decantadores secundarios en los procesos de fango activado, tanques de decantación primaria, de los flóculos químicos cuando se emplea la coagulación química, y para la concentración de sólidos en los espesadores de fango.
En la mayoría de los casos, el objetivo principal es la obtención de un efluente clarificado, pero también es necesario producir unfango cuya concentración de sólidos permita su fácil tratamiento y manejo. En el proyecto de tanques de sedimentación, es preciso prestar atención tanto a la obtención de un efluente clarificado como a la producción de un fango concentrado.
Descripción
En función de la concentración y de la tendencia a la interacción de las partículas, se pueden producir cuatro tipos de sedimentación: discreta,floculenta, retardada (también llamada zonal), y por compresión.
Análisis de la sedimentación de partículas discretas (Tipo 1)
La sedimentación de partículas discretas no floculantes puede analizarse mediante las leyes clásicas formuladas por Newton y Stokes. La ley de Newton proporciona la velocidad final de una partícula como resultado de igualar el peso efectivo de la partícula a laresistencia por rozamiento o fuerza de arrastre. El peso efectivo viene dado por:
Fuerza gravitatoria = (p5 — p)gV
donde Ps = densidad de la partícula.
p = densidad del fluido.
g = aceleración de la gravedad.
V = volumen de la partícula.
La fuerza de arrastre por unidad de área depende de la velocidad de la partícula, de la densidad y la viscosidad del fluido, y del diámetro de la partícula. Elcoeficiente de arrastre CD (adimensional), viene definido por la Ecuación:

en la que:
CD = coeficiente de arrastre.
A = área transversal al flujo o área de la proyección de la partícula
sobre el plano normal a v.
V = velocidad de la partícula.
* Tipos de sedimentación que intervienen en el tratamiento del agua residual
Tipo de fenómenode sedimentacion | Descripción |Aplicación/Situacionesen que se presenta |
De partículas discretas(Tipo 1)  |  Se refiere a la sedimentación de partículas en una suspensión con baja concentración de sólidos. Las partículas sedimentan como entidades individuales y no existe interacción sustancial con las partículas vecinas. | Eliminación de las arenas del agua residual. |
 Floculenta(Tipo 2) | Se refiere a una suspensión bastante diluida departículas que se agregan, o floculan, durante el proceso de sedimentación. Al unirse, las partículas aumentan de masa y sedimentan a mayor velocidad. |  Fliminación de una fracción de los sólidos en suspensión del agua residual bruta en los tanques de sedimentación primaria, y en la zona superior de los decantado-res secundarios. También elimina los flóculos químicos de los tanques de sedimentación. | Retardada, también llamada zonal(Tipo 3) |  Se refiere a suspensiones de concentración intermedia, en las que las fuerzas entre partículas son suficientes para entorpecer la sedimentación de las partículas vecinas. Las partículas tienden a permanecer en posiciones relativas fijas, y la masa de partículas sedimenta como una unidad. Se desarrolla una interfase sólido-líquido en la parte superior dela masa que sedimenta. |  Se presenta en los tanques de sedimentación secundaria empleados en las instalaciones de tratamiento biológico. |
 Compresión (Tipo 4) |   Se refiere a la sedimentación en la que las partículas están concentradas de tal manera que se forma una estructura, y la sedimentación sólo puede tener lugar como consecuencia de la compresión de esta estructura. La compresión...