Sedimentación zonal
Páginas: 13 (3153 palabras)
Publicado: 17 de septiembre de 2010
SEDIMENTACIÓN ZONAL.
INTRODUCCIÓN.
SEDIMENTACIÓN POR ZONAS.
Las partículas forman una especie de manta que sedimenta como una masa total presentando una interfase distinta con la fase liquida. Ejemplos de este proceso incluyen la sedimentación de lodos activos en los clarificadores secundarios y la de los flóculos de alúmina en los procesos de tratamientos de aguas.
JUSTIFICACIÓN.La sedimentación por zonas se presenta en clarificadores con lodos coagulados químicamente, o activos con concentraciones que exceden los 500 mg/L. La capa de lodos presenta varias zonas perfectamente diferenciadas. Cada zona se caracteriza por una concentración específica en lodos y por una velocidad de sedimentación determinada.
Figura 1. Sedimentación por zonas.
Los lodos comienzan aprecipitarse, estableciéndose una interfase (interfase 1) entre la superficie de la capa de sólidos que están sedimentándose y el líquido clarificado que se presenta en la parte superior. La zona inferior del líquido clarificado es lo que se denomina zona interfacial.
La concentración de lodos en esta zona es uniforme, precipitándose todo ello como una capa de materia a velocidad constante(Vs). Simultáneamente a la formación de la interfase 1 y de la zona interfacial, empieza una compactación de los sólidos en suspensión en el fondo del cilindro (zona de compactación). En esta zona la concentración de sólidos en suspensión es también uniforme, y la interfase que bordea esta zona (interfase 2) avanza en el cilindro con una velocidad constante (V).
Entre la zona interfacial y lazona de compactación hay una zona de transición. En la misma, la velocidad de sedimentación de los sólidos disminuye debido al incremento de la viscosidad y de la densidad de la suspensión. En esta misma zona, el lodo cambia gradualmente de concentración entre la correspondiente a la zona interfacial a la de la zona de compactación.
Si consideramos las interfases 1 y 2, se puede obtener la figura1b. La interfase 1 se mueve hacia abajo con una velocidad constante Vs, mientras que la interfase 2 se mueve hacia arriba con una velocidad constante V. Eventualmente, las zonas de compactación e interfacial pueden llegar a encontrarse, en un momento crítico (tc), y la zona de transición desaparece (fig. 1c). En este momento, el lodo sedimentado tiene una concentración uniforme Xc, que sedenomina concentración crítica. Empieza la compactación y el lodo comienza a espesarse, alcanzando eventualmente la concentración final Xu (fig. 1d). La velocidad de sedimentación en el momento tc corresponde a un valor Vc, dado por la pendiente de la tangente a la curva de sedimentación en el punto C, tal y como se indica en la figura 2 donde Vc < Vs.
Figura 2. Curva de sedimentación del lodo.OBJETIVO.
Obtener los parámetros para diseñar sedimentadores secundarios de partículas que presentan un tipo de sedimentación zonal, a partir de los resultados experimentales.
MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS.
* 5 Probetas de 1000 mL.
* Cronómetros.
* Crisoles Gooch.
* Material de vidrio.
* Agua residual con sedimento.
Colocar los lodos con cierta concentración desólidos suspendidos en una probeta de 1000mL.
Homogeneizar muestra.
Detener mezclado y observe como desciende la interfase de lodos cada minuto, hasta que no haya variación.
Repetir todos los puntos anteriores para diferentes concentraciones de sólidos suspendidos.
Para obtener la velocidad de sedimentación zonal (VSZ) de cada concentración de SS elabore la figura II.3 que viene en la pág. 22 delmanual.
Relacione gráficamente la velocidad de sedimentación zonal (VSZ) con la concentración de SS.
Obtener curva de sedimentación por lote. Calcule el flux de sólidos GB (kg/hm2) y haga la grafica contra la concentración de sólidos suspendidos.
Determine el flux de sólidos totales GT (Kg/hm2) para la concentración requerida de sólidos en los fondos del sedimentador (Xu).
Calcular área de...
INTRODUCCIÓN.
SEDIMENTACIÓN POR ZONAS.
Las partículas forman una especie de manta que sedimenta como una masa total presentando una interfase distinta con la fase liquida. Ejemplos de este proceso incluyen la sedimentación de lodos activos en los clarificadores secundarios y la de los flóculos de alúmina en los procesos de tratamientos de aguas.
JUSTIFICACIÓN.La sedimentación por zonas se presenta en clarificadores con lodos coagulados químicamente, o activos con concentraciones que exceden los 500 mg/L. La capa de lodos presenta varias zonas perfectamente diferenciadas. Cada zona se caracteriza por una concentración específica en lodos y por una velocidad de sedimentación determinada.
Figura 1. Sedimentación por zonas.
Los lodos comienzan aprecipitarse, estableciéndose una interfase (interfase 1) entre la superficie de la capa de sólidos que están sedimentándose y el líquido clarificado que se presenta en la parte superior. La zona inferior del líquido clarificado es lo que se denomina zona interfacial.
La concentración de lodos en esta zona es uniforme, precipitándose todo ello como una capa de materia a velocidad constante(Vs). Simultáneamente a la formación de la interfase 1 y de la zona interfacial, empieza una compactación de los sólidos en suspensión en el fondo del cilindro (zona de compactación). En esta zona la concentración de sólidos en suspensión es también uniforme, y la interfase que bordea esta zona (interfase 2) avanza en el cilindro con una velocidad constante (V).
Entre la zona interfacial y lazona de compactación hay una zona de transición. En la misma, la velocidad de sedimentación de los sólidos disminuye debido al incremento de la viscosidad y de la densidad de la suspensión. En esta misma zona, el lodo cambia gradualmente de concentración entre la correspondiente a la zona interfacial a la de la zona de compactación.
Si consideramos las interfases 1 y 2, se puede obtener la figura1b. La interfase 1 se mueve hacia abajo con una velocidad constante Vs, mientras que la interfase 2 se mueve hacia arriba con una velocidad constante V. Eventualmente, las zonas de compactación e interfacial pueden llegar a encontrarse, en un momento crítico (tc), y la zona de transición desaparece (fig. 1c). En este momento, el lodo sedimentado tiene una concentración uniforme Xc, que sedenomina concentración crítica. Empieza la compactación y el lodo comienza a espesarse, alcanzando eventualmente la concentración final Xu (fig. 1d). La velocidad de sedimentación en el momento tc corresponde a un valor Vc, dado por la pendiente de la tangente a la curva de sedimentación en el punto C, tal y como se indica en la figura 2 donde Vc < Vs.
Figura 2. Curva de sedimentación del lodo.OBJETIVO.
Obtener los parámetros para diseñar sedimentadores secundarios de partículas que presentan un tipo de sedimentación zonal, a partir de los resultados experimentales.
MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS.
* 5 Probetas de 1000 mL.
* Cronómetros.
* Crisoles Gooch.
* Material de vidrio.
* Agua residual con sedimento.
Colocar los lodos con cierta concentración desólidos suspendidos en una probeta de 1000mL.
Homogeneizar muestra.
Detener mezclado y observe como desciende la interfase de lodos cada minuto, hasta que no haya variación.
Repetir todos los puntos anteriores para diferentes concentraciones de sólidos suspendidos.
Para obtener la velocidad de sedimentación zonal (VSZ) de cada concentración de SS elabore la figura II.3 que viene en la pág. 22 delmanual.
Relacione gráficamente la velocidad de sedimentación zonal (VSZ) con la concentración de SS.
Obtener curva de sedimentación por lote. Calcule el flux de sólidos GB (kg/hm2) y haga la grafica contra la concentración de sólidos suspendidos.
Determine el flux de sólidos totales GT (Kg/hm2) para la concentración requerida de sólidos en los fondos del sedimentador (Xu).
Calcular área de...
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