Diseño 03 Floculadores (1)

8/11/2019 Diseño 03 Floculadores (1)

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TRATAMIENTO DE AGUADISEÑO 03

FLOCULADORES

Ing. Wilfredo MOLINA [email protected]

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Objetivos

El objetivo de la floculación es reunir las partículas desestabilizadas paraformar aglomeraciones de mayorpeso y tamaño que sedimenten conmayor eficiencia.

El objetivo del floculador esproporcionar a la masa de aguacoagulada una agitación lenta

aplicando velocidades decrecientes,para promover el crecimiento de losflóculos y su conservación, hasta quela suspensión de agua y flóculos salgade la unidad.

La energía que produce la agitación del agua puede ser de origen

hidráulico o mecánico. Los tipos de floculadores son; las

unidades de pantallas de flujo horizontal y vertical, las de mediosporosos, la de tipo Alabama y Cox, ylos floculadores de mallas.



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(browniana)

(gradiente de velocidad)



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Factores que influyen en la floculación

La naturaleza del agua.

El tiempo de floculación.

El número de compartimentos de la

unidad.

Las variaciones de caudal.

La intensidad de agitación.



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Como afecta la calidad del agua en la floculación?

La turbidez, pH, alcalinidad y

temperatura del agua. Velocidad de formación del floculo

es proporcional a la concentración

de partículas y depende del tamaño

de las mismas.

Es más fácil flocular aguas conelevada turbiedad y que presenten

una amplia distribución de

tamaños de partículas.

La presencia de partículas grandes

como las arenas finas puede inhibir el proceso de floculación.











Influencia del tiempo de floculación

La velocidad de

aglomeración esproporcional al tiempo.

Tiempo óptimo entre 40 y 20

minutos.

Tiempos mayores o menores

al óptimo se reduce laeficacia del proceso.

Ensayos de jarras para

determinar el tiempo óptimo

de floculación para

determinadas condiciones.



Influencia del tiempo de floculación



Numero de compartimientos

Se debe procurar que el

HRT teórico coincida con elHRT real.

Un método eficaz esformando compartimientosen el tanque de floculación.

Cuanto mayor sea el

número de compartimentos,menores serán loscortocircuitos del agua.

Los gradientes variables, demayor a menor en dirección

del flujo. Por razones del tipo

económico no esrecomendable construir masde 6 compartimientos, unacantidad adecuada de 3.



Gradiente de velocidad

Cuanto mayor es el gradientede velocidad, más rápida es lavelocidad de aglomeración delas partículas.

A medida que los flóculosaumentan de tamaño, crecentambién las fuerzas de

cizallamiento hidrodinámico,inducidas por el gradiente develocidad.

G = 10 – 75 s-1 (Camp)

G = 100 a 10 s-1

Los valores de gradiente

descienden a través de loscompartimientos de un

floculador.

Ejm. disponer 04 cámaras defloculación en serie, a las que seles aplican G de 90, 50, 30 y 20

s-1.



Influencia del gradiente en la floculación



Influencia del gradiente en la floculación





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Influencia del G y T en la floculación

Los valores de (n) y (K)

varían en función de la

calidad de cada agua.



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Parámetros generales de diseño

Los gradientes de velocidad (G)

que optimizan el procesonormalmente varían entre 70 y

20 s-1.

En todo caso, en el primer

tramo de la unidad el gradiente

no debe ser mayor que el quese está produciendo en la

interconexión entre el

mezclador y el floculador.

Las unidades de mezcla

deberán ubicarse lo más cerca posible de la entrada de la

unidad de floculación; deben

evitarse los canales de

interconexión largos.

Defectos en la interconexión



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La estructura de interconexión entre

la mezcla rápida y el floculador (canal,orificio, vertedero, etc.) no debe

producir un (G) mayor de 100 s-1 ni

menor que el del primer tramo del

floculador.

El (G) debe variar en forma

uniformemente decreciente, desde

que la masa de agua ingresa a la

unidad hasta que sale.

El tiempo de retención (TR) puede

variar de 10 a 30 minutos,

dependiendo del tipo de unidad y dela temperatura del agua.

Temperaturas por encima de los 20

°C, el TR alrededor de 15 minutos.

Temperaturas de 10 a 15 °C, TR

iguales o superiores a 20 minutos.



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Para que el TR real de la unidad

coincida con el de diseño, ella debetener el mayor número posible de

compartimientos o divisiones.

El TR y el G varían con la calidad del

agua.

Pueden operar indefinidamente sinriesgos de interrupción, debido a

que solo dependen de la energía

hidráulica.

Por su bajo costo de construcción,

operación y mantenimiento, seconsidera a los floculadores como

una tecnología apropiada para

países en desarrollo.



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FLOCULADORES HIDRÁULICOS

Unidades

de pantalla

Unidades deflujo horizontal

Unidades deflujo vertical



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UNIDADES DE FLUJO HORIZONTALParámetros y recomendaciones de diseño

Recomendables para Q

menores de 50 lps. Se proyectará un mínimo de

dos unidades, salvo que la

planta tenga alternativa para

filtración directa.

Se pueden utilizar pantallasremovibles de concreto

prefabricadas, fibra de

vidrio, madera, plástico,

asbesto – cemento u otro

material. La unidad puede tener una

profundidad de 1 a 2

metros, dependiendo del

material utilizado en las

pantallas.



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Los materiales que ofrecen mayor confiabilidad son la fibra de vidrio, el

plástico, los tabiques de concreto prefabricados y la madera. Se pueden utilizar también pantallas de asbesto – cemento, siempre y

cuando no se tengan aguas ácidas o agresivas.



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El coeficiente (K) de pérdida de

carga en las vueltas varía entre 1.5y 3.0. Se recomienda usar un

coeficiente de 2 para este fin.

El espaciamiento entre el extremo

de la pantalla y la pared del tanque es igual a 1.5 veces el

espaciamiento entre pantallas.

Dependiendo del tamaño de launidad, deberá considerarse un

punto de desagüe por unidad o uno

por cada tramo.



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UNIDADES DE FLUJO HORIZONTALRecomendaciones para el proyecto

Considerar, en el fondo de launidad, una pendiente igual a lapérdida de carga obtenida en elcálculo, de tal modo que la alturade agua permanezca constante y,por lo tanto, el G en todo el tramotambién se mantenga así.

Al elegir el ancho de la unidad,debe tenerse en cuenta el ancho dela vuelta en el último tramo, de talmodo que las pantallas se crucenpor lo menos en 1/3 de su longitud.

El sistema que se adopte para lasujeción de las pantallas es muyimportante para el buenfuncionamiento de la unidad.

Defectos de diseño



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UNIDADES DE FLUJO HORIZONTALParámetros óptimos de floculación G y TR



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UNIDADES DE FLUJO VERTICAL



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UNIDADES DE FLUJO VERTICALParámetros óptimos de floculación G y TR




UNIDADES DE FLUJO VERTICALDimensionamiento y recomendaciones para el proyecto

Recomendaciones para el proyecto

Si se están proyectando dos unidades, será necesario colocar un partidor paraasegurar que cada unidad reciba la mitad del caudal. Si son más de dos, seproyectará un canal de distribución uniforme.

Las pantallas deben tener un grosor adecuado de acuerdo con la profundidad dela unidad.

Las pantallas deben estar sujetas a las paredes laterales mediante ranuras,perfiles, etc.

Las ranuras para pasar las pantallas solo deben comprender el trecho en el queestas se colocarán.

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