Zona de sedimentación

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Juan Villalba Gutiérrez
hace 6 años
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34 Pantalla deflectora: Separa la zona de entrada y la zona de sedimentación, en ella se realizan ranuras u orificios, de acuerdo con el diseño, a través de los cuales el agua pasa con un régimen de

1 34 Pantalla deflectora: Separa la zona de entrada y la zona de sedimentación, en ella se realizan ranuras u orificios, de acuerdo con el diseño, a través de los cuales el agua pasa con un régimen de velocidades adecuado para que ocurra la sedimentación, no debe sobrepasar de 0.3m/s. Los orificios pueden ser circulares, cuadrados o rectangulares, siendo los primeros los más adecuados Zona de sedimentación Sus características de régimen de flujo permiten la remoción de los sólidos del agua. La teoría de funcionamiento de la zona de sedimentación se basa en las siguientes suposiciones: Asentamiento sucede como lo haría en un recipiente con fluido en reposo de la misma profundidad. La concentración de las partículas a la entrada de la zona de sedimentación es homogénea, es decir, la concentración de partículas en suspensión de cada tamaño es uniforme en toda la sección transversal perpendicular al flujo. La velocidad horizontal del fluido está por debajo de la velocidad de arrastre de los lodos, una vez que la partícula llegue al fondo, permanece allí. La velocidad de las partículas en el desarenador es una línea recta. En esta zona se encuentra la siguiente estructura: Cortina para sólidos flotantes: Es una vigueta que se coloca en la zona de sedimentación, cuya función es producir la precipitación al fondo del desarenador de las partículas o sólidos como hojas y palos que pueden escapar a la acción desarenadora del reactor Zona de lodos Recibe y almacena los lodos sedimentados que se depositan en el fondo del desarenador. Entre el 60% y el 90% queda almacenado en el primer tercio de su longitud. En su diseño deben tenerse en cuenta dos aspectos: la forma de remoción de lodos y la velocidad horizontal del agua del fondo, pues si esta es grande las partículas asentadas pueden ser suspendidas de nuevo en el flujo y llevadas al afluente Zona de salida Esta zona tiene por objeto mantener uniformemente distribuido el flujo a la salida de la zona de sedimentación, para mantener uniforme la velocidad.

35 El tipo de estructura de salida determina en buena parte la mayor o menor proporción de partículas que pueden ser puestas en suspensión en el flujo.

2 35 El tipo de estructura de salida determina en buena parte la mayor o menor proporción de partículas que pueden ser puestas en suspensión en el flujo. Existe una gran variedad de estructuras de salida, las cuales se pueden clasificar en: vertederos de rebose, canaletas de rebose, orificios (circulares o cuadrados). 3.6 ESTRUCTURACiÓN DEL CÁLCULO DE UN DESARENADOR a) Datos base caudal de entrada al desarenador. diámetro de la arena que se quiere eliminar. temperatura del agua. b) Determinación de las velocidades (según tablas). máxima VH para evitar arrastres. Vs de caída en aguas de reposo. c) Tipos de desarenador: Desarenador de flujo horizontal. Sección transversal Desarenador de flujo horizontal. Sección longitudinal c)sección transversal Se considera por condiciones de pared, la formación de Iíneas de corriente y que la relación entre la anchura de la sección (a) y la altura útil (h), debe estar comprendida entre: 1 < ath < 5 d) Tiempo de retención Para simples desarenadores el tiempo de retención puede estar entre 2,5 y 5 minutos. En la práctica y con suficiente aproximación se pueden tomar como base los datos de la Tabla 1, válidos en sedimentación libre, para partículas de arena de densidad 2,65. Tabla 1. DATOS DE SEDIMENTACiÓN DE PARTíCULAS d cm 0,0050,010 0,020 0,030 0,040 0,050 0,10 0, ,00 ~ t - t r ~ Ve cm:,> e,::.' í.1j 2,3.;,1) I ~,6 " 1'; ~.c i :J:'l +-,i/ 7_-+_ r----~-,. (:'11'$ 1) ~!,'j 1,7._1,0 I 4,0 ~-'='~_ 11, l 2'3 ~-\3 VH ~, ') -, 32 - t (,O,en IDO 1~() j'jo

3 36 En el que: d = diámetro de la partícula de arena. Vc = velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal nula. Vc' = velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal VH. VH =velocidad horizontal crítica de arrastre de la partícula depositada. Según KALBSKOFF-IMHOFF las velocidades ascensionales aceptables expresadas en (mlh), quedan reflejadas en la Tabla 2. Tabla 2. VELOCIDADES ASCENSIONALES EN DESARENADORES El desarenado se refiere nonnalmente a las partículas superiores a 200 micras. Una granulometría inferior corresponde a los procesos de pre-decantación o decantación. El estudio teórico del desarenador está relacionado con el de los fenómenos de sedimentación en caída libre, y en él intervienen las fónnulas de Stokes (en régimen laminar), de Newton (en régimen turbulento) y de Allen (aplicable a un Régimen transitorio). Mediante estas fórmulas, se calculan las velocidades de sedimentación de las partículas esféricas. Deberán aplicarse algunas correcciones para tener en cuenta: La fonna de los granos, La concentración de los sólidos en suspensión si sobrepasa del 0,5 % aproximadamente, Naturaleza del flujo horizontal. En la práctica, se pueden tomar como base los datos siguientes: (válidos en sedimentación libre), para partículas de arena de densidad 2,65.

4 37 d cm 1, O O,O~O : O 040]0,050 0,10, 020 U, ' 1.00 \ I _~_~ro_2 ~ _ ~7 ' " - 5." ~]} ls-t 27 _. 35! 4~ j t I I I ', ; Ve' cm!:>. O ~ 0.5 1,7 ' 3.0 4,0 I [,.O :'6 33 V" c.rnis O O I 1 6 3,0 45 fi.o U ~...) ",1 oc I I I ha I ,..- I VI crn:'s I '2 -; I I I Siendo: d: diámetro de la partícula de arena, Vc: velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal nula, Vc': velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal igual avi, Vc": velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal de 0,30 mis, VI : velocidad horizontal crítica de arrastre de la partícula depositada. -r-.- - Cálculo de las dimensiones de los desarenadores del tipo canal rectangulares: Su superficie horizontal se calcula en función de la velocidad de sedimentación Vc de las partículas de menor tamaño que deben retenerse, y del caudal máximo que circulará por el mismo: Superficie horizontal = caudal máximonelocidad Vc de la partícula menor a retener. Su sección transversal es función de la velocidad horizontal de flujo deseada. Esta velocidad será superior a la velocidad crítica de arrastre VI de las partículas depositadas, si se desea efectuar una evacuación hidráulica de la arena, e inferior si se prevé una evacuación por barrido de fondo.

38 3.7 CONSTRUCCiÓN DEL DESARENADOR Excavación para alojar la estructura De acuerdo con los alineamientos, perfiles y secciones señalados en los planos o indicados por el Interventor se

5 CONSTRUCCiÓN DEL DESARENADOR Excavación para alojar la estructura De acuerdo con los alineamientos, perfiles y secciones señalados en los planos o indicados por el Interventor se procedió a realizar la excavación, la cual consiste en la realización de las operaciones necesarias para ejecutar a mano las excavaciones o cortes, que se requieran en la construcción del desarenador.

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