El documento describe los diferentes tipos de sedimentación que ocurren en la sedimentación primaria. Describe la sedimentación de partículas discretas (Tipo I), la sedimentación floculenta (Tipo II), la sedimentación zonal o retardada (Tipo III), y la sedimentación por compresión (Tipo IV). También discute los decantadores tubulares y de placas lamelares como alternativas a la sedimentación tradicional.

1. Desbaste
• Es la primera operación unitaria
– Rejas
– Tamices
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2. Desbaste
• Rejas
• Proteger los equipos de bombeo contra daños
por obturaciones
– Barras
– Alambres
– Varillas Paralelas
– Placas Perforadas
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3. Desbaste
• Tamices
• Eran usados en lugar de los tanques de sedimentación
• Disco inclinado o tambores
– Fijos
– Estáticos
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4. Capitulo II
Sedimentación
Es un proceso físico que
permite la separación de
partículas cuyo peso
específico es mayor al del
líquido en el que se
encuentran suspendidas.
gravedad: 9.8m/s2
Compresión
Zonal
Formación de Floculos
Partículas Discretas
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5. Sedimentación o Decantación
se persiguen básicamente dos objetivos:
– Efluente clarificado
– Obtención de un "fango" manejable y pueda ser tratado
(concentración de sólidos).
• Ejemplos:
– Eliminación de arenas
– Tanques de sedimentación primaria
– Concentradores de sólidos en espesadores
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6. Tipos de Sedimentación
Dependiendo de:
• la concentración de sólidos
• y la forma de interacción
• => 4 tipos de sedimentación:
• Sedimentación de Partículas Discretas
(Tipo I)
• Sedimentación Floculenta
(Tipo II)
• Sedimentación Retardada o Zonal
(Tipo III)
• Sedimentación por Compresión
(Tipo IV)
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7. Análisis:
Sedimentación Tipo I
– Baja Concentración de sólidos.
– Cada partícula puede ser considerada como una entidad
individual y la interacción entre ella puede ser
considerada nula.
– la velocidad de sedimentación se incrementará
dependiendo del diámetro de la partícula, de su
densidad, de su forma y de la viscosidad del líquido en
el que está sumergida.
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8. Sedimentación Tipo I :
Derivación de la ley de Stokes
€
Re =
ρlvpdp
µ
=
vpdp
ν
€
Cd =
24
Re
Flujo Laminal 10-4 Re 0.2, calculamos
Reemplazando Cd y Re en la ecuacion
vt =
g ρp − ρ( )d2
18µ
Ley de Stokes para flujo lamilar
Fd = Fg - Fe
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9. Sedimentación Tipo I
• Zonas de un sedimentador
Zona de Sedimentación
Ingreso
(Inlet)
Concentraciön de Lodos (Sludge)
Salida
(Outlet)
Dirección del Flujo
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10. Sedimentación Tipo I
• Para el diseño de un sedimentador
– Seleccionamos una partícula característica (diametro)
– Calculamos la velocidad terminal (velocidad de particula)
Todas la partículas con que entren al
sedimentador y que tengan una velocidad
mayor a la velocidad terminal de diseño
permanecerán en el reactor diseñado.
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11. Ingreso
(Intlet)
Sedimentación Tipo I
• Sedimentacion Lineal
Concentración de Lodos (Sludge)
Salida
(Outlet)
H
L
Q
Q
A
h
vh
vh
vt
vp
Dirección del Flujo
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12. Sedimentación Tipo I
v* = Q/A*
A* es el área necesaria para sedimentar todas las particulas
que tengan una velocidad superior a la velocidad de
sedimentación de diseño.
L* es la longitud necesaria para que todas las particulas se
sedimenten.
Todas las partículas con una velocidad mayor a v* quedarán
dentro del sedimentador.
• Sedimentacion Lineal
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13. Sedimentación Tipo I
Tiempo de Detencion:
Tiempo que permanece el agua en el reactor.
En el caso de un sedimentador de flujo continuo la longitud del
tanque y el tiempo detencion que permanezca el agua en el
tanque deben ser tales que permitan que se depositen en el
fondo del tanque todas las particulas cuya velocidad de
sedimentacion es la de diseño.
• Sedimentación Lineal
H
Tiempo de detención
Vt =
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14. Eficiencias de un
Sedimentador Tipo I
• Recordar:
– Se eliminan todas las partículas con velocidad
mayor a la velocidad de diseño.
– Se eliminan el resto de partículas en función de
Xr
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15. Eficiencias de un
Sedimentador Tipo I
• Fracción total de partículas removidas
para una distribución continua
FR = (1− Xr) +
vp
vc
dx
0
Xr
∫
(1− Xr) =
vp
vc
dx =
0
Xr
∫
Fraccion de partículas removidas
con velocidad Vp Vt
Fraccion de partículas removidas
con velocidad Vp Vt
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16. Eficiencias de un
Sedimentador Tipo I
• Para partículas discretas removidas dentro de un rango
de velocidades se utiliza la siguiente expresión
€
FR =
vpi
vc
ni( )
i=1
n
∑
ni
i=1
n
∑
• Vpi = promedio de velocidades en el i-
esimo rango de velocidades.
ni =
número de partículas i-esimo
rango de velocidades.
Vt = Velocidad de diseño
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17. Causas de no idealidad
ü Efecto de corto-cicuito
ü Estabilidad hidraulica
ü Temperatura
ü Viento
ü Consideraciones de diseño
ü Tiempos de detencion
ü Cargas de superficie
ü Velocidades de rebose
ü Velocidad de resuspension
• Los clarificadores o decantares no son ideales y su eficacia en
la remoción de solidos suspendidos se ve afectada.
• Algunos de los factores que afectan la idealidad del sistema
se citan a continuación:
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18. Condiciones de no idealidad
Zona muerta
Por estratificacion termal
(agua en el tanque mas caliente)
o diferencia de densidad de los
sólidos
Zona muerta
Por estratificacion termal
(agua en el tanque más fría)
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19. Sedimentacion Tipo II
Floculenta
• Análisis
– Las particulas tienden a agragarse (formar flóculos)
– Mayor tamaño del flóculo
– La floculacion depende de la oportunidad de contacto
• Carga de superficie
• Profundidad del tanque
• Concentración
• Rango de las partículas
– Característas de la sedimentación tipo II (ensayo de columna)
Mayor velocidad
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20. Método Experimental
h1
h2
h3
h4
h5
h6
T1
T2
T3
T4
T5
T6
80%
70%
60%
50%
40%
90%
ΔH1
ΔH2
ΔH3
ΔH4
ΔH5
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21. Sedimentación Tipo III
Zonal o Retardada
• Análisis
– Alta concentración de SS
– Debido a la gran concentracion de partículas el líquido tiende a subir
a traves de los espacios intersticiales entre las partículas.
– Se forma una zona clara y un manto de solidos
– La velocidad de decantacion depende de:
• La concentracion de los solidos
• Las características de los mismos
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22. Sedimentación Tipo III
Zonal o Retardada
Z C
Z C
Z C
H
ZC = Zona de compresión
ZT = Zona de transición
Z T
ZT
SZ = Sedimentacion Zonal
ZCl = Zona Clarificada
S Z
S Z
Z C
Z Cl
Z Cl
Z Cl
Z Cl
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23. Sedimentación Tipo III
Zonal o Retardada
H
Tiempo
La pendiente de la curva
es la velocidad de
sedimentacion
Sedimentacion
Zonal o Retardada
Zona de
transición
Sedimentacion
por compresón
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24. Sedimentación Tipo IV
Por Compresion
• Análisis
– Muy alta concentración de Solidos Sedimentables
– El volumen requerido puede ser encontrado por medio de
ensayos de sedimentación.
– La velocidad de espesamiento en la capa de compresion es
proporcional a:
• La diferencia entre la altura de lodos en el tiempo t y la altura
obtenida en un periodo prolongado
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25. Sedimentación Tipo IV
Por Compresion
• Análisis
– Muy alta concentración de Solidos Sedimentables
– El volumen requerido puede ser encontrado por medio de
ensayos de sedimentación.
– La velocidad de espesamiento en la capa de compresion es
proporcional a:
• La diferencia entre la altura de lodos en el tiempo t y la altura
obtenida en un periodo prolongado
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26. Decantadores Tubulares y
de Placas Lamelares
• Sedimentadores poco profundos
• Son una alternativa a la sedimentacion
tradicional
• Son autolimpiantes cuando 45° Θ 60°
• Están constituidos por grupos de
– Tubos plasticos con geometria diversa
– placas paralelas
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27. Decantadores Tubulares y
de Placas Lamelares
• Problemas
– Obturaciones en los tubos
• Grasas
• Aceites
– Generacion de olores
• Crecimiento Biológico
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28. Sedimentación Lamelar
http://www.dynamikfiltr.pl/en_7.html
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29. Decantadores Tubulares y
de Placas Lamelares
Ángulo de Inclinación
Efluente clarificado C
Afluente Co
Descarga de Sólidos
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30. Decantadores Tubulares y
de Placas Lamelares
Ángulo
de Inclinación
x
y
vs
L
h
vsx
vsy
u =velocidad del fluido
Vsx = u - vs* sen Θ
Vsy = - vs* cos Θ
Vsy = Velocidad de
Sedimentación en dirección
de y
Vsx = Velocidad de
Sedimentación en dirección
de x
Vs = Velocidad de
Sedimentación
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31. Eficiencia de Sedimentadores
Lo que nos interesa saber es cuanto material va a
remover nuestro sedimentador.
€
R =
t
a + bt
Crites Tchobanoglous, 1998
R = eficiencia esperada
t = tiempo de detención
a y b constantes empiricas
Item
a
b
DBO
0.018
0.020
SST
0.0075
0.014
@ 20°C
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