TRATAMIENTO PRIMARIO

E.4.5.1 Sedimentadores primarios

El objeto de este tratamiento es básicamente la remoción de los sólidos suspendidos y DBO en las aguas residuales, mediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación. Se recomienda utilizar el método de laboratorio por tandas para estimar la tasa de desbordamiento superficial necesaria, el tiempo de retención o profundidad del tanque y el porcentaje de remoción de sólidos suspendidos. Este método puede encontrarse en la norma colombiana o internacional vigente. Deben utilizarse las gráficas de porcentaje de remoción de DBO y sólidos suspendidos como función de la tasa de desbordamiento superficial y del tipo de clarificador que se tenga (circular o rectangular). En los casos que el ingeniero considere necesario, se pueden adicionar coagulantes para incrementar la eficiencia de remoción de fósforo, sólidos suspendidos y DBO.

E.4.5.1.1 Geometría

Las dimensiones del tanque están determinadas por la cantidad de aguas negras que se requiera tratar y debe diseñarse para el caudal máximo horario esperado. Para el caso de tanques rectangulares la relación longitud:ancho debe estar entre 1.5:1 y 15:1. Para el caso de tanques circulares se recomienda un diámetro entre 3 y 60 m, una pendiente de fondo entre 6 y 17%. Los tanques cuadrados no se recomiendan y los de forma hexagonal y ortogonal son considerados como si fueran a los circulares debido a que estos están dotados de un equipo rotatorio para remoción de los sólidos. Debe escogerse la mayor de las áreas calculadas, de acuerdo a las siguientes tasas de desbordamiento superficial mínimas recomendadas:

1) Para caudal medio utilizar 33m³/m²dia,

2) Para caudal pico sostenido por tres horas utilizar 57m³/m²dia, y 3) Para caudal pico utilizar 65 m³/m²/dia.

E.4.5.1.2 Tiempo de retención

Debe basarse en el caudal de aguas negras y en el volumen del tanque. Se recomienda un período de retención mínimo de 1.0 hora tanto para los sedimentadores circulares como para los rectangulares.

E.4.5.1.3 Profundidad

Para los tanques de sedimentación circulares se recomienda un rango de profundidades de 2.5 a 4 m. En el caso de tanques rectangulares se recomienda un rango de profundidades entre 2 y 5 m.

E.4.5.1.4 Tasa de desbordamiento superficial

En el caso que se planee o exista un tratamiento secundario seguido del tanque de sedimentación primaria se recomienda una TDS para flujo medio de 32 a 48 m³/m²/dia y para flujo horario pico de 80 a 120 m³/m²/dia. En caso de que se planee o exista un sistema de retorno de lodos activados de desecho, se recomienda una TDS de 25 a 32 m³/m²/dia y para flujo horario pico de 50 a 70 m³/m²/dia. Sin embargo, el diseñador debe escoger una TDS según el tipo de suspensión que va a separarse y siempre y cuando se demuestre que es apropiada para lograr una eficiencia acorde con el nivel de confiabilidad de servicio en que se encuentre la planta.

E.4.5.1.5 Profundidad de almacenamiento de lodos

La profundidad depende del tipo de limpieza de lodos que se practique en la planta. Se recomienda una capa de lodos de 30 a 45 cm por motivos operacionales.

E.4.5.1.6 Entradas y salidas

Las entradas deben diseñarse para dispersar la corriente de alimentación, difundir homogéneamente el flujo por todo el tanque y evitar los cortocircuitos. Las entradas pueden ser similares a vertederos, pero lo que más se usa es un canal de compuertas espaciadas. Se recomienda una distancia mínima de 3.0 m entre la entrada y la salida y una velocidad de entrada de 0.3 m/s. Además, se recomiendan situar las estructuras de disipación a una distancia entre 0.6 y 0.9 m de la entrada y sumergidos unos 0.45 a 0.60 m según la profundidad del tanque.

Deben usarse deflectores de espuma y materiales flotantes en la salida del tanque en caso de que no se cuente con un equipo de limpieza mecánico. El diseño de los vertederos en la salida depende del caso específico y del criterio del diseñador, pero teniendo en cuenta que la carga del vertedero para plantas con capacidad menor de 4,000 m³/dia no debe ser mayor de 133 m³/m/dia. Para plantas mayores puede ser hasta de 500 m³/m/dia.

E.4.5.1.7 Rebosaderos

Para el caso de tanques rectangulares, la localización de los rebosaderos debe tenerse muy en cuenta en el diseño con el fin de evitar que cantidades considerables de partículas resuspendidas salgan del sedimentador por estos orificios. Con este propósito se recomienda colocar éstos dispositivos fuera de la región de influencia de las corrientes de densidad o instalar pantallas especiales para evitar el impacto de dichas corrientes. También se recomienda reducir la velocidad horizontal a 2.mm/s a lo largo de los clarificadores.

E.4.5.1.8 Colocación de pantallas

Para el caso de tanques circulares se recomienda: colocar pantallas circulares y horizontales debajo de la estructura de alimentación de los tanques alimentados por el centro. Se recomienda que el radio de las pantallas esté entre 10 y 20 % por encima del radio de la estructura de alimentación. Para el caso de tanques rectangulares, se recomienda la colocación de pantallas con una extensión entre 150 y 300 mm por debajo de los puntos de entrada que se hallan debajo de la superficie del agua.

E.4.5.1.9 Control de olores

Debe mantenerse una distancia mínima de amortiguamiento de 120 m. Además, debe evitarse una acumulación excesiva de lodos ya que estos pueden descomponerse y crear gases y olores indeseables. Se debe quitar la capa de natas que se forma en la superficie del agua, por lo menos dos veces al día, y remover de inmediato el lodo flotante. En caso que un tanque se ponga fuera de servicio por uno o dos días, se debe drenar el contenido del tanque, y limpiar luego el interior. Si el tanque sale del servicio de modo permanente, se debe llenar el tanque con agua químicamente tratada (típicamente con cloro) para prevenir el crecimiento de algas o bacterias. De acuerdo con los resultados del estudio de impacto ambiental debe cubrirse el tanque, recoger los olores y tratarlos, para evitar los efectos sobre la comunidad adyacente, si así lo exigen.

E.4.5.1.10 Operación y mantenimiento

Se debe tener un manual de operación y mantenimiento que contemple los siguientes aspectos :

• Plan de limpieza.

• Control de olores.

• Operación en condiciones de caudal mínimo y máximo.

• Manejo de lodos.

• Prevención de cortocircuitos.

• Arranque.

• Control de lodos flotantes.

En el Anexo E, se recomienda una metodología para la operación y mantenimiento de los tanques de sedimentación primaria.

E.4.5.2 Tamices

E.4.5.2.1 Tipos

Se recomienda el uso de los siguientes tipos de microtamices: en forma de discos, rotativos de bandejas, rotativos cilíndricos y estáticos. En caso de que el diseñador planifique otro tipo de tamiz, debe comprobarse que la eficiencia es igual o superior a la de los antes mencionados.

E.4.5.2.2 Capacidad hidráulica

Para el diseño de estos dispositivos se recomienda los siguientes rangos de capacidad hidráulica, en m³/ m²/d, que aparecen en la tabla siguiente.

TABLA E.4.9

Capacidad hidráulica de tamices

Rotativos de bandeja Rotativos cilíndricos Disco

0.6 - 2.5 0.005 - 0.04 0.004 - 0.04

E.4.5.2.3 Eficiencia

Debe obtenerse una remoción de sólidos suspendidos mínima de 15 a 30% para los microtamices rotativos de bandeja y rotativos cilíndricos y de 40 a 50 % para los de disco. Los microtamices rotativos cilíndricos deben remover 55% de sólidos sedimentables , 37% de remoción de grasas y 95% de sólidos flotantes.

E.4.5.2.4 Características típicas

1. Los tamices en forma de disco. Pueden instalarse después del decantador y antes de los distribuidores rotatorios, donde los orificios de salida para las aguas negras se obstruyen fácilmente. En estos casos, el tamiz es una malla, generalmente de acero inoxidable, con abertura que puede estar seleccionada entre 2 y 60 mallas por pulgada.

2. Los tamices rotativos de bandeja, consisten en una serie de bandejas inclinadas, con tamices rectangulares, sobrepuestos y conectados a dos hileras de cadenas tipo pines-bocina-rodillo operado sobre ruedas dentadas, con un par en la sección superior y otro en la inferior y soportadas por una estructura de acero.

3. Los tamices rotativos cilíndricos, van rotando lentamente, a velocidad constante, retirando las partículas del liquido que los atraviesa. Se recomiendan tamices con aberturas entre 0,50 y 1,50 mm. La remoción de los sólidos con un tamaño mayor que la abertura de las ranuras se recomienda mecánica y continua.

E.4.5.2.5 Operación y Mantenimiento

La operación de un sistema de tamices no requiere de personal especializado. La operación puede efectuarse manualmente o en forma automatizada. Se recomienda que mínimo se coloquen dos tamices, alternándolos cada 24 horas. En caso de que durante la operación se observe la obstrucción significativa de las aberturas de algunos de los microtamices, este debe lavarse con un chorro de agua a presión. Se recomienda el uso de sistemas de desvío o paso directo. En caso que la velocidad de operación sea menor a la velocidad con la que se diseño el tamiz, se recomienda instalar sistemas de aireación, dentro del canal para mantener todo el material en suspensión.

E.4.5.2.6 Control de olores

Se recomienda, en los casos que el estudio de impacto ambiental así lo requiera o cuando existan efectos sobre la comunidad adyacente, cubrir y recoger los gases malolientes generados y tratarlos antes de ser dispuestos en el medio ambiente.

E.4.5.2.7 Remoción del material cernido

Las características del material que se retira varían de lugar a lugar, debido a que dependen por una parte, de los hábitos alimenticios de la población, y por el otro, de la presencia eventual de industrias con

efluentes directamente conectados a la red de alcantarillado doméstico, que contribuyen substancialmente con fibras, partículas de grasa u otros materiales gruesos. El destino que se dé a estos materiales depende de la localidad en que se encuentre. Bajo ningún motivo se pueden descartar los sólidos retenidos en corrientes de agua. El diseñador debe escoger entre una de las siguientes opciones, o en caso contrario demostrar ante la autoridad competente la eficiencia del método seleccionado: 1) secado y posterior incineración; y 2) disposición en un relleno sanitario, junto con los residuos sólidos de la ciudad. En caso de escogerse este último, debe garantizarse que los contenedores en los que se transporte este material desde el sitio de recolección hasta el relleno sanitario, se encuentren adecuadamente sellados.