TEMA 29 TRATAMIENTOS PRIMARIOS - sistemamid.com

TEMA29-rev110405-ajb.doc INGENIERÍA SANITARIA Y AMBIENTAL

I. Tejero/J. Suárez/A. Jácome/J. Temprano T29/P1

TEMA 29

TRATAMIENTOS PRIMARIOS

29.1.- OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO PRIMARIO 29.2.- TIPOS DE PROCESOS 29.3.- DECANTACIÓN PRIMARIA 29.3.1.- Teoría de sedimentación aplicable 29.3.2.- Parámetros de diseño 29.3.3.- Tipos de decantadores primarios 29.3.4.- Diseño basado en la experiencia 29.3.5.- Fangos producidos 29.3.6.- Explotación 29.3.7.- Aplicabilidad. 29.3.8.- Resumen de parámetros de diseño 29.4.- FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO 29.4.1.- Tipos de procesos aplicables

29.4.2.- Parámetros de diseño 29.4.3.- Aplicabilidad 29.4.4.- Proceso mixto decantación-flotación 29.5.- PROCESOS DE MEJORA DE LA DECANTACIÓN PRIMARIA (PROCESO FQ) 29.5.1.- Floculación 29.5.2.- Coagulación 29.5.3.- Resumen de parámetros de diseño

29.1.- OBJETIVOS DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

El principal objetivo del tratamiento primario es la reducción de los sólidos en suspensión del agua residual. Es interesante recordar la definición de este tipo de índice (SS) la cual viene dada por su determinación analítica en laboratorio. La concentración de SS se determina filtrando el agua residual y pesando el material sólido retenido por el filtro. Se expresa

en mg/L. El filtro normalmente utilizado retiene partículas de tamaño superior a 1 m. Los SS así determinados incluyen los sedimentables (sólidos que sedimentan al mantener el agua residual en reposo durante una hora), los flotables (definibles por

contraposición a los sedimentables) y parte de los sólidos coloidales (10-3

a 10 m). Como una parte de los SS están constituidos por materia orgánica el tratamiento primario va a producir también una reducción de la DBO. Del mismo modo, se produce una reducción de la contaminación bacteriológica. El grado de tratamiento o nivel de reducción de estos índices de contaminación que se alcanza en un tratamiento primario depende del proceso utilizado y de las características de las aguas residuales. En depuración de pequeños núcleos puede llegar a suprimirse el primario. En otros casos, por ejemplo para el vertido al mar, el tratamiento primario, junto con el desbaste, pueden ser los únicos procesos de la depuradora.

29.2.- TIPOS DE PROCESOS

Aunque existen múltiples procesos que se pueden considerar incluidos dentro del tratamiento primario (filtración, tamizado, lagunas, fosas sépticas, tanques Imhoff, etc.) los principales procesos utilizados se pueden clasificar como sigue:



Procesos de separación sólido - líquido:

- Sedimentación (o decantación primaria). - Flotación (con aire disuelto) - Proceso mixto (decantación - flotación).

Procesos complementarios de mejora (proceso físico - químico):

- Floculación - Coagulación

29.3.- DECANTACIÓN PRIMARIA El objetivo de la decantación primaria es la reducción de los sólidos en suspensión de las aguas residuales bajo la exclusiva acción de la gravedad. En consecuencia sólo se puede pretender la eliminación de los sólidos sedimentables y las materias flotables.

29.3.1.- TEORÍA DE LA SEDIMENTACIÓN APLICABLE Según la clasificación de Fitch existen cuatro tipos de sedimentación, ya vistos en los temas 17 y 19, claramente diferenciados:

Sedimentación clase 1 ó de partículas discretas. Sedimentación clase 2 ó de partículas floculantes. Sedimentación clase 3 ó zonal. Sedimentación clase 4 ó por compresión.

Ejemplos concretos de estos tipos de sedimentación en la depuración de aguas residuales son el desarenado (clase 1), la decantación primaria (clase 2), la decantación secundaria del proceso de fangos activos (clase 3) y el espesamiento de fangos por gravedad (clase 4). En la decantación primaria las partículas tienen ciertas características que producen su floculación durante la sedimentación. Así, al chocar una partícula con otra, si tienen buenas características floculantes, se agregan o floculan formando una nueva partícula de mayor tamaño y aumentando, en consecuencia, su velocidad de sedimentación. En este caso la trayectoria de una partícula en un depósito de sedimentación será una línea curva de pendiente creciente.

29.3.2.- PARÁMETROS DE DISEÑO Los parámetros de diseño de la sedimentación de partículas floculantes son dos:

Velocidad ascensional o carga superficial (caudal de fluido dividido por la superficie del depósito de sedimentación). Este era el único parámetro de la sedimentación de partículas discretas.

Tiempo de retención (volumen del depósito de sedimentación dividido por caudal). A veces en vez de este parámetro se toma la altura del depósito al ser ambos parámetros interdependientes. Con estos parámetros se posibilita una mayor probabilidad de encuentro (floculación) entre las partículas que sedimentan.



A diferencia de la sedimentación libre de partículas discretas (aplicada en desarenadores), en la sedimentación tipo floculenta, el TRH es un parámetro fundamental para el diseño y funcionamiento de los decantadores primarios. Crites y Tchobanoglous (2000) presentan una formulación empírica que permite estimar el rendimiento de decantadores primarios aplicados en el tratamiento de aguas residuales urbanas:

Donde:

R = rendimiento (en %)

a, b = constantes empíricas

t = TRH (en horas)

Los valores de las constantes son:

Parámetro a b

SST 0.0075 0.014

DBO 0.018 0.020

Gráficamente, la ecuación anterior tiene la siguiente forma:

0

10

20

30

40

50

60

70

0 1 2 3 4

Re

nd

imie

nto

(%)

TRH (horas)

SS

DBO

Figura.- Correlación entre TRH y rendimiento para decantadores primarios.

Es decir, el rendimiento en función del tiempo es una especie de hipérbola que a un TRH típico de 2.5 horas presenta un valor máximo en torno a un 60 % para los SST y un 35 % para la DBO. Se deduce también que TRH superiores a 2.5 horas no aportan un incremento significativo del rendimiento.

El rendimiento se verá afectado por las características del agua residual. Mientras en la sedimentación de partículas discretas la principal característica era el tamaño de la



partícula, en la decantación primaria los factores básicos son la concentración de SS y las características floculantes de los mismos.

29.3.3.- TIPOS DE DECANTADORES PRIMARIOS Para la decantación de aguas residuales urbanas se utilizan decantadores estáticos. No se utiliza recirculación de lodos debido a la presencia de MO en el agua, que podría dar lugar a un elevado consumo de oxígeno, pudiendo entrar en anaerobiosis, produciendo gases, con posible flotación de partículas, y olores. Los tiempos de retención hidráulica deben limitarse en los decantadores primarios por esta causa. Las formas rectangulares y circulares son habituales. Las características son similares a las descritas en capítulos anteriores.

Figura.- Imágenes de un decantador primario de aguas residuales urbanas

29.3.4.- DISEÑO BASADO EN LA EXPERIENCIA La información de campo junto con buenas prácticas de diseño y explotación han generado la información necesaria para adoptar criterios o valores de los principales parámetros de diseño de la decantación primaria. La tabla siguiente se ha construido teniendo en cuenta varias fuentes, entre otras: Anteproyecto del nuevo modelo de pliego de bases técnicas para concurso de proyecto y ejecución de obras de estaciones depuradoras de aguas residuales (SERCOBE y Dirección General de Obras Hidráulicas, 1983); Davis (2010); Metcal & Eddy (1991). En los valores presentados se limitan la velocidad ascensional, tiempo de retención hidráulica y calado, que como se ha visto, están relacionados. La carga hidráulica sobre vertedero corresponde al caudal efluente por metro lineal del vertedero de salida. Su limitación viene impuesta para evitar el arrastre de fangos del fondo del decantador. Se exige una mínima reducción de sólidos en suspensión, aunque dicha reducción depende de la constitución de los SS del agua residual problema. Puesto que el decantador primario elimina sólidos en suspensión sedimentables, un cierto valor mínimo de reducción de estos sólidos si sería totalmente exigible, en la explotación del decantador. El valor de rendimiento apuntado en la tabla es alcanzable y puede constituir un dato de partida para el cálculo de la producción de fangos primarios. Para evitar perturbaciones en el rendimiento del decantador producidas por el sistema de evacuación de fangos se limita la velocidad máxima de desplazamiento de las



rasquetas. En el caso del decantador circular viene dada por la periférica. Igualmente se limita el tiempo máximo de retención de los fangos en las pocetas de almacenamiento para evitar su anaerobiosis y las consiguientes perturbaciones sobre el proceso, principalmente flotación de fangos.

Tabla.- Principales criterios de diseño de la decantación primaria

Parámetro Valor

Velocidad Ascensional a Qmedio < 1.3 m/h a QMáx < 2.5 m/h

Tiempo de Retención Hidráulica a Qmedio < 2 h a QMáx < 1 h

Carga sobre Vertedero a QMáx < 40 m3/(h·m)

Calado (bajo vertedero) > 2.5 a 3.5 m.

Reducción de SS > 65%

Velocidad de Rasquetas circular < 120 m/h rectangular < 60 m/h

Tiempo de Retención de Fangos < 5 h

Adicionales criterios utilizados en el diseño práctico de la decantación primaria, son:

En la alimentación a un decantador mediante canal de reparto la pérdida de carga en el elemento unitario de entrada ha de ser de 5 a 10 veces la pérdida de carga en dicho canal.

La corona de reparto en un decantador circular de alimentación central, tiene

unas dimensiones que generalmente cumplen las siguientes relaciones: su diámetro está comprendido entre 0.05 y 0.20 veces el diámetro del decantador. Su altura está comprendida entre 1/3 y 1/5 de la profundidad máxima del decantador.

La pendiente de la solera de un decantador rectangular suele ser del 1 %. En

uno circular puede oscilar entre 2 % y 8 %. En decantadores rectangulares la ratio longitud / calado adopta valores

comprendidos entre 4 y 35, mientras que la relación longitud / ancho está comprendida entre 1.5 y 7.5. En los decantadores circulares la ratio radio / calado suele estar comprendida entre 2.5 y 8.

El accionamiento de los sistemas de rasquetas de los decantadores circulares

normalmente necesitan una potencia de 0.001 CV por cada metro cuadrado de superficie del decantador mientras que los rectangulares necesitan 0.01 CV por metro cuadrado.

Aunque no es predicible conocer la reducción de DBO5 que se conseguirá, un

valor normalmente alcanzado es del 30 %. Este es el valor que suele adoptarse en el diseño de una estación depuradora de aguas residuales urbanas para estimar la contaminación del efluente primario.

Por último, ha existido una discusión sobre cual es el mejor decantador, el

circular o el rectangular. A partir de datos estadísticos de explotación de varias EDAR se ha llegado a afirmar que los decantadores circulares obtenían mejores rendimientos. En realidad, teniendo en cuenta la gran cantidad de



factores que afectan al funcionamiento de la decantación parece que la anterior afirmación no puede ser enunciada científicamente. Por otra parte, desde un punto de vista hidráulico, el decantador rectangular tendría que funcionar mejor que el circular. Sin embargo, un mejor funcionamiento hidráulico no implica necesariamente un mejor rendimiento.

29.3.5.- PRODUCCIÓN DE FANGOS La cantidad de fangos a extraer de la decantación primaria (fangos primarios) viene dada por la cantidad de sólidos en suspensión eliminados en el proceso. Esto viene dado por la siguiente expresión:

K Q SS R . . .10 5

Donde:

K = producción de fangos primarios (kg SS/día) Q = caudal de tratamiento (m

3/d)

SS = concentración media de SS del agua residual afluente (mg/L) R = rendimiento medio de reducción de SS de la decantación primaria (%)

Si se considera la densidad de fango igual a la del agua (dada su escasa diferencia) el volumen de fangos primarios producidos puede ser aproximado por la siguiente expresión:

C

KV

10

Donde:

V = caudal medio de fangos primarios (m3/día)

C = concentración del fango primario (%) El fango primario generalmente tiene un color "marrón-sucio" y desprende mal olor. Tiene una gran cantidad de patógenos y es putrescible, debido a la materia orgánica que contiene. Es por esto por lo que generalmente es necesaria su estabilización. Aunque no drena bien en eras de secado se deshidrata bien mecánicamente. La concentración del fango primario suele estar comprendida entre el 3 % y el 8 %. El modelo de Pliego de Bases anteriormente citado, la limita al 3 %, para el diseño. Cuando se envía el exceso de fangos activos a la decantación primaria la concentración del fango mixto normalmente será menor que la correspondiente del fango primario. En este caso habrá que dimensionar el sistema de evacuación de fangos para el conjunto de fangos mixtos producidos.

29.3.6.- EXPLOTACIÓN Los problemas de funcionamiento de la decantación primaria pueden tener su origen, como los de cualquier otro proceso, en cuatro factores básicos: diseño, avería de equipos, afluente y explotación. Además de las posibles variaciones de las características del afluente hay que tener en cuenta los circuitos internos de la depuradora, como puede ser el envío de los sobrenadantes de la digestión a la decantación primaria.



Dentro de los problemas propios de la explotación el principal consiste en la temporización de la purga de fangos. Con ésta se regula el caudal de extracción de fangos. Si este caudal es excesivo, la concentración de los fangos resulta baja, pudiendo perjudicar a los procesos de tratamiento de fango. Si por el contrario el caudal es pequeño, los fangos se van almacenando en el decantador. Esto puede traer como consecuencia una disminución del rendimiento del proceso y la entrada de los fangos en anaerobiosis, con la consiguiente posibilidad de malos olores y flotación del fango decantado. Parecidas consecuencias puede conllevar la adopción de excesivos intervalos de tiempo entre purgas.

29.3.7.- APLICABILIDAD La utilidad de la decantación primaria en el contexto de una depuración convencional viene condicionada fundamentalmente por dos factores:

Nivel de seguridad o garantía de depuración, bajo el concepto de conseguir el mayor grado de depuración en cualquier situación.

Tipo de tratamiento de fangos adoptado en la depuradora.

Así, cuando el tratamiento de fangos se realiza de forma conjunta con el tratamiento del agua (caso del proceso de aireación prolongada) no tiene sentido la adopción de la decantación primaria. En caso contrario se extraería al agua los sólidos sedimentables en el decantador primario y para su posterior tratamiento se introducirían en el proceso de aireación prolongada, lo cual es equivalente a introducir en este proceso el agua residual bruta. Por otra parte, cuando el tratamiento de fangos es independiente del agua, pero de tipo aerobio, es decir, similar al tratamiento biológico del agua, no parece que se consiga ningún ahorro con la decantación primaria. En general, serán de esperar menores problemas de explotación del tratamiento biológico (sedimentaciones en el reactor, obstrucciones, etc.). Ahora bien, cuando por cualquier circunstancia el tratamiento biológico no funciona, la adopción de la decantación primaria permite verter agua decantada en vez de agua bruta (para ello será necesario adoptar un by-pass del tratamiento biológico). Por lo tanto se tiene una mayor garantía de depuración en cualquier situación. Evidentemente, el nivel de garantía a exigir a una depuradora dependerá de la importancia de la misma. El Anteproyecto de Nuevo Modelo de Pliego de Bases del MOPU, recomienda la no consideración de la decantación primaria, cuando el tratamiento biológico de las aguas sea el de aireación prolongada (recomendado para poblaciones menores de 10.000 habitantes) y para poblaciones menores de 20.000 habitantes. En el caso by-pass del tratamiento biológico. Dentro de la aplicabilidad de la decantación primaria hay que tener en cuenta que generalmente constituye un elemento básico del tratamiento físico-químico.



29.3.8.- RESUMEN DE PARÁMETROS DE DISEÑO

Rendimiento eliminación* SS 60 - 65 %

DBO5 30 - 35 %

Velocidad ascensional Qm < 1.3 m/h

QM (Qmáx) < 2.5 m/h

Tiempo de retención (vol/Q) Qm > 2 h

QM > 1 h

Carga sobre vertedero (QP)** < 40 m3/h/m

Calado bajo vertedero** 2 - 3.5 m

Velocidad rasquetas (perimetral)*** Dec < 120 m/h

Dec • < 60 m/h

Tiempo de retención fangos en poceta < 5 h

Concentración de fangos 3 - 5 %

Pendiente solera Dec (rasq) 5 - 10 %

Dec • (rasq) 1 - 2 %

: Corona de reparto Diámetro 0.10 - 0.15 dec

Altura 0.25 - 0.50 HT (central) : Accionamiento puente: Central**** > 0.04 rpm

• Dimensiones***** Relación largo/ancho (1.5-7.5) 3 - 5

Relación longitud/calado 4 - 35

* Depende del porcentaje de sedimentables sobre los SS totales (poco abundantes en ARI). Por ejemplo,

en el caso de un elevado número de aquellos el rendimiento de eliminación exigible se eleva al 90 %. ** Para evitar el escape de fangos con el efluente. *** Para evitar la resuspensión de fangos. **** En decantadores pequeños. En grandes, se recurre a accionamiento periférico. ***** Limitación máxima por posible influencia del viento para circulares es de 40 - 45 m y para

rectangulares de 60 - 70 m.

29.4.- FLOTACIÓN POR AIRE DISUELTO La flotación en aguas residuales se utiliza y se ha utilizado históricamente para la eliminación de materias flotables, es decir, materias sólidas y/o líquidas de densidad inferior a la del agua. El perfeccionamiento de este tratamiento ha conducido al proceso de flotación por aire disuelto que además es capaz de eliminar, por flotación, sólidos de densidad superior a la del agua. El proceso de flotación por aire disuelto (proceso FAD), consiste en la creación de microburbujas de aire en el seno del agua residual, las cuales se unen a las partículas a eliminar formando agregados capaces de flotar (densidad del conjunto menor que la del agua). En consecuencia, se puede enunciar que el objetivo de este proceso en el tratamiento primario del agua residual es doble: reducción de las materias flotables (objetivo tradicional del tratamiento de flotación) y reducción de los sólidos en suspensión.

29.4.1.- Tipología de procesos aplicables La creación de microburbujas en el proceso FAD se realiza a través de los siguientes pasos:

a) Presurización de un flujo de agua.



b) Disolución de aire en dicho flujo, sobresaturándolo, respecto a condiciones normales de presión.

c) Despresurización a presión atmosférica, con lo que el exceso disuelto por encima del de saturación se libera en forma de microburbujas.

El flujo de agua utilizado para el fin anterior puede ser todo el caudal afluente de agua residual, una parte de dicho caudal o agua ya tratada por el proceso (efluente). Se tienen así los tres tipos de proceso FAD utilizables, que respectivamente se denominan de flujo total, de flujo parcial y de flujo recirculado. Cada uno de ellos tienen sus ventajas e inconvenientes. Así, mientras que el último proceso (FADR) utiliza un flujo de agua tratada, con lo que se optimiza el diseño y mantenimiento del sistema de presurización-sobresaturación, aumenta el caudal a tratar aumentando de esta forma las dimensiones del sistema de flotación.

29.4.2- Parámetros de diseño Se acompaña en forma de tabla los rendimientos alcanzables, así como los rangos de los valores de los parámetros de diseño utilizados normalmente en el proceso de flotación por aire disuelto aplicado a aguas residuales urbanas. Se entiende por tasa de presurización el porcentaje del flujo presurizado respecto al caudal de agua bruta a tratar.

Tabla.- Principales criterios de diseño de un proceso FAD

Parámetro Valor

Reducción de SS 65% - 80%

Reducción de DBO 45% - 50%

Reducción de aceites 70% - 90%

Relación Aire/Sólidos (kg/kg) 0.03 - 0.08

Presión de Trabajo 2.5 atm

Tasa de Presurización 10% - 40%

Velocidad Descensional 2.5 - 10 m/h

Tiempo de Retención 20 - 40 min

Carga de Sólidos no limitante

29.4.2.1.- Dimensionamiento

Los FAD con recirculación se dimensionan conforme a los parámetros anteriormente señalados, y teniendo en cuenta que el caudal de recirculación depende de:

o La cantidad de sólidos en suspensión y aceites y grasas presentes en el agua residual

o Caudal de agua a tratar o Condiciones de presión y temperatura

La variación de la solubilidad con la presión sigue la ley de Raoult:

1* S

P

S XPX

Donde: XS

P = solubilidad del aire en agua a la presión P (kg/m3)

XS1 = solubilidad del aire en agua a 1 atmósfera (kg/m3)

P = presión absoluta (atmósfera)



Tabla.- Valores de solubilidad del aire en agua pura

Temperatura (ºC) Solubilidad aire/agua (mg/L)

0 29.2

10 22.8

20 18.7

30 15.7

La solubilidad real deberá tener en cuenta las impurezas del agua residual. En general, se adopta entre un 60 al 80 % de la solubilidad en agua limpia. La cantidad de aire necesaria será:

kpA

Donde: A = necesidades de aire (kg/h)

p = necesidades específicas de aire (kg aire/kg sólidos a separar)

k = flujo de sólidos a eliminar (kg/h)

El caudal de recirculación será:

P

S

rX

AQ

Donde, Qr es el caudal de recirculación (m3/h); XS

P es la solubilidad del aire en agua a

la temperatura y presión de trabajo (kg/m3), y es un coeficiente que tiene en cuenta

el contenido de impurezas del agua residual (0,60 a 0,80). Así, el caudal para el diseño del tanque de aireación será:

rAR QQQ

Donde, Q es el caudal de diseño (m3/h) y QAR es el caudal de tratamiento de agua

residual (m3/h).

La superficie del flotador vendrá dada por:

CH

QS

Donde, S es la superficie horizontal (m2) y CH es la carga hidráulica o velocidad

descensional (m/h). La superficie habrá de calcularse tanto a caudal medio como a caudal máximo. Para el volumen y el calado se tiene:

QTRHV · ; S

Vh

El volumen del calderín se determina a partir de su propio TRH

TRHQV rcalderín

El grupo de bombeo para presurización vendrá definido por el caudal de recirculación y la presión de trabajo seleccionada.



29.4.3.- Aplicabilidad Dentro de las posibles aplicaciones y ventajas que puede tener el proceso FAD como tratamiento primario de las aguas residuales se destacan las siguientes:

En el caso de incidencia importante de vertidos industriales no tratados, procedentes de ciertas industrias como refinerías, papeleras, pinturas, conserva de carnes, laminación, etc., su adopción puede ser inevitables.

Cuando el vertido se realiza al mar puede llegar a hacer cumplir las

limitaciones del vertido sin necesidad de tratamiento biológico. Dada su gran flexibilidad de funcionamiento puede ser muy útil en los casos de

grandes variaciones de vertido según temporada. El espesamiento del exceso de fangos activos del tratamiento biológico puede

ser obviado realizándose en el mismo FAD.

Figura.- Tanque de flotación del proceso FAD de la EDAR de O Quenllo (Concello de

Carral – Galicia)

29.4.4.- El proceso mixto decantación - flotación El rendimiento de un proceso FAD en eliminación de sólidos en suspensión depende, entre otros factores, de la formación de un buen enlace entre las partículas a ser eliminadas y las burbujas de aire. Habrán partículas que no flotarán, y por lo tanto sedimentarán en el depósito de flotación o bien se irán con el efluente. Dado que, en general, la velocidad descensional de la flotación es mayor que la velocidad



ascensional de la decantación, habrá partículas no flotadas que serán arrastradas por el efluente del proceso de flotación, y que sin embargo, sedimentarían en un decantador primario. Para evitar este problema aparece el decantador-flotador. Consiste en un decantador primario convencional (diseñado como tal) en cuyo interior se ubica un depósito de flotación (flotador). El proceso se completa con el sistema de presurización-sobresaturación típico del proceso FAD.

29.5.- PROCESOS DE MEJORA DE LA DECANTACIÓN PRIMARIA Se ha visto anteriormente que la decantación primaria es capaz de eliminar los sólidos sedimentables y flotables. Para aumentar el rendimiento del proceso será necesario, además, eliminar sólidos coloidales. Esto se puede hacer mediante la incorporación de los procesos de floculación y coagulación ya estudiados previamente.

29.5.1.- Floculación Una fracción de los sólidos coloidales del agua residual pretratada pueden estar desestabilizados pero debido a su escaso peso individual no son eliminados en la decantación primaria. Para conseguir su reducción es necesario aumentar su tamaño, lo cual se puede conseguir por floculación, al agregar varias partículas para formar un flóculo de peso adecuado. Realizando una floculación del agua residual previamente a su decantación, se puede conseguir aumentar la velocidad ascensional de diseño y disminuir el tiempo de retención en decantación. A igualdad de condiciones, el uso de la floculación puede conseguir un aumento de 10 a 20 puntos en el rendimiento de reducción de sólidos en suspensión. Esta floculación puede realizarse bien por aireación, fundamentalmente por difusión de aire para limitar al máximo los cortantes, o bien mecánicamente. En este último caso, suele ser normal la disposición de la floculación y la decantación en un sólo aparato, ubicando el floculador en el centro del decantador circular. La floculación mediante agitación suave del agua residual consigue la agregación de las partículas al aumentar la probabilidad de contacto entre las mismas. Otra forma de aumentar esta probabilidad es aumentar la concentración de partículas. Por ello parece lógica la incorporación del exceso de fangos activos al afluente del decantador primario. Existen datos que indican un aumento de rendimiento de la decantación primaria al flocular la mezcla agua-fangos antes de la decantación. Igualmente se han detectado fracasos al incorporar los fangos directamente al decantador.

29.5.2.- Coagulación Conseguir mayores rendimientos que los obtenidos con los procesos anteriores, implica la eliminación de los coloides estables que forman parte de los sólidos en suspensión. Esta desestabilización de las partículas coloidales es la que se realiza a través de la coagulación. La coagulación de las aguas residuales pueden realizarse por vía química, que constituye la base del tratamiento físico-químico, que se expuso en el Tema 18, o bien



por vía biológica, que es uno de los principios en que se basa el tratamiento biológico o secundario de las aguas residuales.

29.5.3.- Parámetros de diseño de tratamiento físico-químico en aguas residuales

Dosis de reactivos Sulfato de aluminio 75-250 mg/l

Cloruro férrico 35-150 mg/l

Polielectrolito 2-5 mg/l

Cal 150-500 mg/l

Rendimientos Sales de Al y Fe Eliminación de DBO5 65-75 %

SS 85-90 %

Polielectrolito Eliminación de DBO5 50-60 %

SS 65-75 %

Cal Eliminación de DBO5 65-75 %

SS 85-90 %

Decantación Velocidad ascensional Al, Fe 2 m/h

Polielectrolito 1.5 m/h

EJERCICIOS

E29.1.- La E.D.A.R. de un municipio, constituida por un Pretratamiento y un proceso de Decantación Primaria, tiene

las siguientes características :

Población servida 10.000 h-e

Red de alcantarillado unitaria

Caudal diario 2.400 m3/d

Caudal medio 100 m3/h

Caudal punta 200 m3/h

Nº de decantadores 2 Ud.

Diámetro de cada decantador 6.0 m

Altura recta 3.0 m

Normas de vertido a cumplir :

DBO5 (valor medio) < 150 ppm

MES (valor medio) < 150 mg/L

Debido a que la EDAR venía funcionando algo mal incumpliendo así las normas de control establecidas, se plantean

como soluciones para alcanzar los objetivos de calidad las siguientes alternativas :

A.- Hacer trabajar a los decantadores en serie, ya que funcionaban en paralelo.

B.- Añadir un proceso de floculación con polímero, previo a la decantación existente.

C.- Transformar los decantadores en decantadores de recirculación de fangos con adición de FeCl3 (cloruro

férrico).

Estudiar el problema y la viabilidad de las alternativas planteadas.

E29.2.- En un decantador primario :

[ ] Al aumentar el caudal disminuye la velocidad ascensional.

[ ] Al reducir el caudal de purga de fangos, aumentará la concentración de fangos primarios.

[ ] Al aumentar el periodo entre purgas de fango, éste puede llegar a flotar.

[ ] La avería del motor del puente de rasquetas puede llegar a provocar, en algún momento, un rendimiento negativo

del proceso.

[ ] Se le quita al agua SSV y DBO.

E29.3.- Si en un decantador se avería el puente de rasquetas:

[ ] El fango decantado acabará flotando en el decantador.



[ ] Todos los SS acabarán saliendo por el vertedero del decantador.

[ ] Se producirán olores.

[ ] En las primeras horas no disminuirá el rendimiento del proceso.

[ ] La velocidad ascensional aumentará.

E29.4.- El decantador primario de la EDAR de un pueblo tiene un diámetro de 12.0 m. ¿Cuánta población estimas

que tendrá el pueblo?

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