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SEDIMENTACIÓN

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by

Kelly Nikol Calle Arévalo

on 12 October 2013

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Transcript of SEDIMENTACIÓN

SEDIMENTACIÓN

Kelly N. Calle
M. Fernanda Pacheco

Sedimentación
La sedimentación es una operación unitaria dentro de los procesos de tratamiento de aguas que tiene como finalidad el remover los sólidos suspendidos que el agua pueda contener.
Los sólidos en suspensión sedimentables son aquellos que por acción de la gravedad se separan del seno del líquido y son arrastrados hacia el fondo del tanque sedimentador, donde pueden ser separados del agua a la cual se desea darle tratamiento para remoción de dichas partículas.


Fundamento teorico
La Ley de Stokes se refiere a la fuerza de fricción experimentada por objetos esféricos moviéndose en el seno de un fluido viscoso en un régimen laminar de bajos números de Reynolds. La ley de Stokes puede escribirse como:
donde R es el radio de la esfera, v su velocidad y η la viscosidad del fluido.

Si las partículas están cayendo verticalmente en un fluido viscoso debido a su propio peso puede calcularse su velocidad de caída o sedimentación igualando la fuerza de fricción con el peso aparente de la partícula en el fluido.

Dónde: Vs es la velocidad de caída de las partículas (velocidad límite)
g es la aceleración de la gravedad, ρp es la densidad de las partículas y ρf es la densidad del fluido. η es la viscosidad del fluido.
r es el radio equivalente de la partícula.

Tipos de sedimentadores
Generalmente los tanques se sedimentación son rectangulares o circulares de aproximadamente 3m de profundidad.

Recientemente se han introducido, con mucha frecuencia, los sedimentadores de placas planas, de tubos, de flujo ascensional, y otros tipos de sedimentación de tasa alta, con el objetivo de tener el mismo grado de clarificación de los sedimentadores convencionales con menos uso del terreno.

Sedimentadores Rectangulares
Sedimentadores Circulares
A diferencia de los tanques rectangulares (flujo horizontal), en los tanques circulares es de tipo radial. El agua a tratar se introduce por el centro o por el contorno del tanque; donde el sistema de alimentación central es el más usado aunque la alimentación perimetral también produce buen resultado.

Contenido
Objetivos
Aplicar conceptos como sedimentación, ley de Stokes entre otros para entender el funcionamiento de los sedimentadores en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Conocer el diseño y función de un sedimentador, además identificar cuales son sus principales aplicaciones en la ingeniería.


Tipos de sedimentación
La sedimentación ocurre de maneras diferentes, según la naturaleza de los solidos, su concentración y su grado de floculación.
Se refiere a la remoción de partículas discretas no flocúlentas en una suspensión diluida. En estas condiciones se dice que la sedimentación es no interferida y es función solamente de las propiedades del fluido y de las características de la partícula.
Sedimentación Tipo 1
Se refiere a la sedimentación de suspensiones diluidas de partículas flocúlentas, en las cuales es necesario considerar las propiedades flocúlentas de la suspensión junto con las características de asentamiento de las partículas.
Sedimentación Tipo 2
Describe la sedimentación másica y se refiere al procesos a la sedimentación de suspensiones de concentración intermedia de material floculento, en las cuales se presenta un asentamiento interferido debido a la cercanía entre partículas
Sedimentación Zonal
Sedimentación Laminar
El término “sedimentación de alta rata”, “sedimentación acelerada” o “sedimentación laminar” hace referencia a sedimentadores poco profundos, formados por una serie de tubos: circulares, cuadrados, octogonales o sucesión de láminas paralelas, sean éstas planas u onduladas, entre las cuales circula el agua con flujo laminar.

Con ellos, se logran períodos de retención muy pequeños y características técnicas que determinan soluciones sumamente económicas y altamente eficientes para la clarificación tanto de agua potable como de aguas servidas.
El tanque debe estar provisto de módulos de tubos circulares, cuadrados, hexagonales, octogonales, de placas planas paralelas, de placas onduladas o de otras formas, que deben colocarse inclinadas de modo que el agua ascienda por las celdas con flujo laminar. El diseño debe ser flexible para facilitar el retiro o el cambio de placas.

Pueden utilizarse dos tipos de placas: Placa angosta (alrededor con 1.20 m de alto por 2.40 m de ancho), y placa profunda (de aproximadamente 1.2 a 1.5 m de ancho por 2.4 a 3.2 m de profundidad). Debe en todos los casos evitarse un pandeo mayor de 0.05m
Sedimentación de alta tasa
Velocidad de Sedimentación
Partículas de peso específico 2,65 kg./dm.3 y a una temperatura del agua de 10° C, teniendo en cuenta distintos diámetros y los tiempos necesarios para sedimentar 0,3 m.
Aplicaciones
La sedimentación es un proceso que forma parte de la potabilización del agua y de la depuración de aguas residuales.
En la potabilización del agua, el proceso de sedimentación está gobernado por la ley de Stokes, que indica que las partículas sedimentan más fácilmente cuanto mayor es su diámetro, su peso específico comparado con el del líquido, y cuanto menor es la viscosidad del mismo. Por ello, cuando se quiere favorecer la sedimentación se trata de aumentar el diámetro de las partículas, haciendo que se agreguen unas a otras, proceso denominado coagulación y floculación.
Potabilización de aguas
En el tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para retirar la materia sólida fina, orgánica o no, de las aguas residuales, aquí el agua pasa por un dispositivo de sedimentación donde se depositan los materiales para su posterior eliminación, el proceso de sedimentación puede reducir de un 20 a un 40% la DBO5 y de un 40 a un 60% los sólidos en suspensión.
Tratamiento de aguas residuales
Establecida la carga superficial (velocidad de sedimentación en laboratorio Vs) se determina el área superficial con:
A sup = Q/ Vs

La velocidad horizontal Vh deberá ser menor de 0,55 cm/s (19,8 m/h) para evitar el arrastre de partículas

Las dimensiones del sedimentador deberán guardar la siguiente relación con la velocidad de sedimentación y la velocidad horizontal del escurrimiento:
Vh/Vs = L/h

¿ Por qué ? ¿Que condición cumple esta ecuación?
Si como hablamos en desarenadores es necesario que al menos th = ts
entonces Vh /Vs = L/ th % h/ ts = L/h
Recomedaciones para el diseño de sedimentadores rectanguales
Altura líquida útil recomendada: H = 1,50 a 2,50 m
Velocidad de sedimentación o carga superficial : Vs = Q / (L .B) = 0,10 a 0,50 m/h
Carga hidráulica sobre el vertedero de salida: qv = Q / B = 2 a 3 l/s . M
Tiempo de permanencia hidráulica: ts = L . B . H / Q = 1 a 3 h
Relación largo/ ancho: L / B = 3 a 8
Relación largo/profundidad: L / H = 5 hasta 20 para tanques chicos
Guia de diseño para sedimentadores rectangulares
Descripción de un sedimentador rectangular
Funcionamiento de un sedinetador circular
El diseño de alimentación central, consiste en transportar hacia el centro del tanque el agua residual, mediante una tubería suspendida del puente o embebida en hormigón por debajo de la solera. En la zona central, el agua residual pasa por una campana circular diseñada para distribuir el flujo uniformemente en todas direcciones. La campana central tiene un diámetro que suele variar entre el 15 y el 20% del diámetro total del tanque, con una profundidad que varía entre 1 y 2,5 m. El puente rascador gira lentamente y puede tener 2 ó 4 brazos equipados con rascadores de fondo. Los puentes también incluyen unos rascadores superficiales para la eliminación de espumas.
Diseño de un sediemntador circular
Tanto en los tanques rectangulares como en los circulares se requiere la construcción de una mampara entre el dispositivo de remoción de espuma y el vertedor del efluente. La espuma separada se dispone junto con el material retenido en el cribado, la arena y el lodo digerido.
Eliminación de espumas en canales circulares
Los sedimentadores laminares pueden clasificarse de acuerdo a la forma del elemento utilizado en el módulo, pudiendo ser tubulares, de placas o sedimentadores especiales.
Sedimentadores laminares
Sedimentadores rectangulares
Sedimentadores Circulares
Sedimentadores laminares
Conclusiones
Bibliografía
http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/mgilarra/Fluid/Sedimentacion%202006-2007.pdf
http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lar/oropeza_b_vm/capitulo4.pdf
Acuipurificacion “diseño de sistemas de purificación de agua“ Jairo Alberto Gómez Rojas ESCUELA COLOMBIA DE INGENIERIA.
Teoría y practica de la purificación del agua tomo 1 Jorge Arboleda Valencia MC GRAW HILL
Abastecimiento de agua y alcantarillado Trence J.McGhee
http://www.capac.org/web/Portals/0/biblioteca_virtual/doc003/CAPITULO11.pdf
http://www.bvsde.ops-oms.org/bvsacd/scan2/009463/09463-03.pdf
Resumen
La sedimentación, ayuda a eliminar los sólidos en suspensión en el líquido que generan la turbidez, la misma afecta negativamente a la eficiencia de la desinfección.

En esta exposición específicamente de los sedimentos laminados, queremos explicar que tiene un alto rendimiento, compacto y económico en comparación con los clarificadores convencionales porque en un área más pequeña puede manejar un mayor volumen de agua.
Abstract
The sedimentation, it helps eliminate the suspended solids in the fluid that generated the turbidity, the same adversely affects the efficiency of disinfection.

In this exposition specifically with the laminated sediments,we want explain it has a high efficiency, compact and economical compared with conventional clarifiers because in a smaller area can handle a greater volume of water
Objetivos
Resumen-Abstract
Sedimentacion
Tipos de sedimentación
Velocidad de sedimentacióm
Aplicaciones de la sedimentación
Tipos de sediemntadores
Sedimentadores rectangulares
Sedimentadores circulares
Sedimentadores laminares
Conclusiones
Bibliograf´ía
La sedimentación es un proceso unitario que incluye parametros con la velocidad tamaño de las particulas y composicion de las mismas; estos parámetros afectan de manera directa el tiempo y efectividad del proceso de sedimentación

Son multiples las aplicaciones de la sediemntacion pero en la parte ambielta las dos mas importates hacne referencia al tratamiento de aguas residuales y de consumo; es po ello que este tipo de procedemintos en plata deben realizar siguiendo todos los parametros establecidos
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