Procesos y Operaciones de Sedimentación

Procesos y

Procesos y

Operaciones de

Operaciones de

Sedimentación

Sedimentación

 TRAB

 TRABAJO DE INVESTIGA

AJO DE INVESTIGACIÓN

CIÓN

Integrantes:

Integrantes:

-- BAILÓN GIBAILÓN GIRALDO !RALDO !a"airaa"aira -- CADILLO C#A$ETÓN E%saCADILLO C#A$ETÓN E%sa -- LEÓN LUNAREJO Li&et'LEÓN LUNAREJO Li&et' -- RE!ES SALA(AR SergioRE!ES SALA(AR Sergio -- SALAS CUEVA Es)era%*aSALAS CUEVA Es)era%*a --  T TA$IA GUTI+RA$IA GUTI+RRE( An*,RE( An*,

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTNE( DE

UNIVERSIDAD NACIONAL SANTIAGO ANTNE( DE

.A!OLO

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

La se*i)entaci5n es /na operaci5n /nitaria 6/e consiste en separar por acci5n *e %a La se*i)entaci5n es /na operaci5n /nitaria 6/e consiste en separar por acci5n *e %a gra7e*a* /n s5%i*o 8na)ente *i7i*i*o *e% %96/i*o en e% 6/e est s/spen*i*o; Co)o gra7e*a* /n s5%i*o 8na)ente *i7i*i*o *e% %96/i*o en e% 6/e est s/spen*i*o; Co)o res/%ta*o *e este proceso se o<tiene /n %96/i*o c%aro =e>ento o con )/, <a"o conteni*o res/%ta*o *e este proceso se o<tiene /n %96/i*o c%aro =e>ento o con )/, <a"o conteni*o *e s5%i*os? , /na pasta )s o )enos espesa con /n e%e7a*o conteni*o *e s5%i*os;

*e s5%i*os? , /na pasta )s o )enos espesa con /n e%e7a*o conteni*o *e s5%i*os;

Le se*i)entaci5n es en esencia /n @en5)eno neta)ente @9sico , constit/,e /na *e%os Le se*i)entaci5n es en esencia /n @en5)eno neta)ente @9sico , constit/,e /na *e%os proceso )s /ti%i&a*os en e% trata)iento *e% ag/a para conseg/ir s/ c%ari8caci5n; Est proceso )s /ti%i&a*os en e% trata)iento *e% ag/a para conseg/ir s/ c%ari8caci5n; Est re%aciona*a e>c%/si7a)ente con %as propie*a*es *e ca9*a *e %as part9c/%as en e% ag/a; re%aciona*a e>c%/si7a)ente con %as propie*a*es *e ca9*a *e %as part9c/%as en e% ag/a; C/an*o se pro*/ce se*i)entaci5n *e /na s/spensi5n *e part9c/%as e% res/%ta*o 8na% ser C/an*o se pro*/ce se*i)entaci5n *e /na s/spensi5n *e part9c/%as e% res/%ta*o 8na% ser sie)pre /n /i*o c%ari8ca*o , /na s/spensi5n )s concentra*a; A )an/*o se /ti%i&a para sie)pre /n /i*o c%ari8ca*o , /na s/spensi5n )s concentra*a; A )an/*o se /ti%i&a para *esignar %a se*i)entaci5n %os ter)inaos *e c%ari8caci5n , espesa)iento; Se 'a<%a *e *esignar %a se*i)entaci5n %os ter)inaos *e c%ari8caci5n , espesa)iento; Se 'a<%a *e c%ari8caci5n c/an*o 'a, /n especia% inters en e% /i*o c%ari8ca*o , *e espesa)iento c%ari8caci5n c/an*o 'a, /n especia% inters en e% /i*o c%ari8ca*o , *e espesa)iento c/an*o e% inters est p/esto en %a s/spensi5n concentra*a;

CAPÍTULO I.

CAPÍTULO I.

Generaidades de

Generaidades de

os procesos y

os procesos y

operaciones de

operaciones de

Sedimentación

Sedimentación

De8nici5n

La se*i)entaci5n es /na operaci5n /nitaria *entro *e %os procesos *e trata)iento *e ag/as 6/e tiene co)o 8na%i*a* e% re)o7er %os s5%i*os s/spen*i*os 6/e e% ag/a p/e*a contener;

Los s5%i*os se*i)enta<%es son a6/e%%os 6/e tienen /na *ensi*a* )a,or a %a *e% %96/i*o *on*e se enc/entran =genera%)ente ag/a? , s/ re)oci5n *e% ag/a o %96/i*o a tratar es *esea<%e por ra&ones estticas , *e ca%i*a* <acterio%5gica *e% ag/a 6/e se preten*e cons/)ir

Casi sie)pre %a operaci5n *e separaci5n *e s5%i*os por se*i)entaci5n es e% pri)er paso o /no *e %os pri)eros pasos en e% trata)iento , acon*iciona)iento *e %as ag/as pota<%es;

Antece*entes

Br,ant =341? *esarro%%5 /n )o*e%o *in)ico *e %os procesos *e %o*os acti7a*os inc%/,en*o %a separaci5n s5%i*o

%96/i*o en *os c%ari8ca*ores pri)ario , sec/n*ario; B/s<, =34? Stenstro) =34? Feinat' =344? #i%%

=3H? , Vitaso7ics =3? 'an 'ec'o es@/er&os signi8cati7os para i)pro7isar n/estro enten*i)iento acerca *e %as *in)icas *e %os procesos *e espesa)iento

'acien*o /so *e %a teor9a *e /"o *e s5%i*os en /n se*i)enta*or /ni*i)ensiona% <asn*ose en %a s/posici5n

*e 6/e %os s5%i*os son *istri</i*os instantnea ,

/ni@or)e)ente en capas a tra7s *e %a secci5n trans7ersa% *e% c%ari8ca*or;

$; %an&  %%e75 a ca<o /n est/*io *e se*i)entaci5n sec/n*aria en tan6/es a esca%a co)p%eta %a te)perat/ra , t/r</%encia @/eron

encontra*os co)o ca/santes *e e@ectos en %a c%ari8caci5n *e% e/ente en <ase a %a concentraci5n

E% *esarro%%o *e% conoci)iento en se*i)entaci5n por Coe , C%e7erKs =33? 'asta %a )ita* *e% sig%o 12 @/e <asa*o en <a%ances )acrosc5picos *e% s5%i*o , e% /i*o en se*i)entaci5n en pro<etas , so<re %a o<ser7aci5n *e *i@erentes

CAPÍTULO II.

Consideraciones

!"sicas de os

procesos y

operaciones de

Sedimentación

 Tipos *e se*i)entaci5n

Si)p%e

In*/ci*

a

Se#$n e

sentido de

%&'o de

a#&a en os

sedimentad

ores

(&'o

)ori*on

ta

SEDI.ENTACIÓN SI.$LE 0 LE! DE STOFES

De %a ec/aci5n *e Stoes po*e)os *e*/cir 6/e:

M

A )a,or ta)ao *e part9c/%a )a,or 7e%oci*a* *e

se*i)entaci5n;

M

A )a,or te)perat/ra )a,or 7e%oci*a* *e

se*i)entaci5n por6/e *ecrece %a 7iscosi*a* =?;

Lo anterior 6/iere *ecir 6/e /n se*i)enta*or *e<e *isearse

para %a )9ni)a te)perat/ra espera*a *e% ag/a , para /n

*eter)ina*o ta)ao )9ni)o *e part9c/%a %o c/a% garanti&a

6/e se re)/e7an tota%)ente %as part9c/%as )a,ores 6/e sta;

SEDI.ENTACION DE LUJO #ORI(ONTAL

Se 'ace en tan6/es rectang/%ares o circ/%ares en %os c/a%es %a )asa %96/i*a se

tras%a*a *e /n p/nto a otro con /na 7e%oci*a* Vo )ientras %as part9c/%as caen

con /na 7e%oci*a* Vs;

(ONAS A CONSIDERAR

,ONA

D--NTRADA

,ONA

D-LODOS

,ONA

D-SALIDA

,ONA

D-S-DI-NTACI

ON

3; (ona *e entra*a



DISTRIBU!E A LOS SEDI.ENTADORES EL LUJO $ROVENIENTE DE LOS

LOCULADORES DE OR.A QUE LA VELOCIDAD SEA UNIOR.E EN TODA LA

SECCION TRANSVERSAL;



.INI.I(A LASCORRIENTES =TURBULENCIA?



$RO$ÓSITO:

3; DISTRIBUIR EL ELUENTE DEL LOCULADOR UNIOR.E.ENTE;

1; EVITAR C#ORROS DE AGUA QUE CREAN .OVI.IENTOS ROTACIONALES;

; DISI$AR LA ENERGIA QUE TRAE EL AGUA;

1; (ona *e se*i)entacion



(ona c/,o rgi)en *e /"o , rea s/per8cia% per)ite %a se*i)entaci5n *e %a part9c/%a;

SEDI.ENTACIÓN DE $ARTICULAS DISCRETAS

La teor9a *e% @/nciona)iento *e %a &ona *e se*i)entaci5n se <asa en %as sig/ientes

s/posiciones si)p%i8ca*as;

3; E% asenta)iento tiene %/gar e>acta)ente co)o s/ce*er9a en /n recipiente con /i*o

en reposo *e %a )is)a pro@/n*i*a*;

1; La concentraci5n *e %as part9c/%as a %a entra*a *e %a &ona *e se*i)entaci5n es

'o)ognea es *ecir %a concentraci5n *e part9c/%as en s/spensi5n *e ca*a ta)ao

es /ni@or)e en to*a %a secci5n trans7ersa% perpen*ic/%ar a% /"o;

; (ona *e %o*os

•

(ona a*iciona% /ti%i&a*a para a%)acenar %os

%o*os 'asta e% )o)ento 6/e se retiren *e%

se*i)enta*or

•

La canti*a* *e %o*os 7ar9a en proporci5n

*irecta con %a canti*a* *e coag/%antes

/sa*os;

•

La re)oci5n *e %o*os p/e*e ser:

; (ona *e sa%i*a

Recoge /ni@or)e)ente e% /"o *e sa%i*a *e

@or)a 6/e %a 7e%oci*a* no 7ar9e a %o anc'o *e%

se*i)enta*or;

 E% ag/a p/e*e ser retira*a *e% se*i)enta*or por

)e*io *e 7erte*eros o cana%etas 6/e a% )is)o

tie)po 8"an e% ni7e% *e ag/a en e% )is)o;

VERTEDERO: reco%ecta e% ag/a a to*o %o anc'o

*e% se*i)enta*or;

Ca<e )encionar 6/e en esta &ona es *e s/)a

i)portancia e% contro% *e% ni7e% e% ag/a en e%

se*i)enta*or p/es c/an*o %as cana%etas

SEDI.ENTACIÓN DE ALTA RATA

Consideraciones Generaes

Si

%a

&ona

*e

se*i)entaci5n

se

parte en *os por

)e*io

*e

/na

<an*e"a se po*rn

recoger

part9c/%as

con /na 7e%oci*a* *e

se*i)entaci5n

)enor

6/e

%a

7e%oci*a*

*e

se*i)entaci5n

E% es6/e)a *e /n se*i)enta*or *e a%ta rata *e p%acas inc%ina*as es

)ostra*o a contin/aci5n:

(órm&as /"sicas

C/an*o

/na

part9c/%a

ascien*e

con

/na

7e%oci*a*

)e*ia

Vo

arrastra*a por e% /"o entre

*os p%acas p%anas para%e%as

6/e @or)an /n ng/%o 

con

%a

'ori&onta%

%a

7e%oci*a* res/%tante 6/e

*eter)ina %a tra,ectoria *e

E% tring/%o ABC es se)e"ante a%

tring/%o DE , por tanto:

Ree)p%a&an

*o:

./%tip%ican*o a)<os %a*os *e %a

ig/a%*a* por W:

#acien*o

, *espe"an*o

Vo:

SegXn e% tipo *e ce%*a *e se*i)entaci5n e)p%ea*a e>iste /n @actor *e

e8ciencia S 6/e*an*o %a ec/aci5n =3? *e %a sig/iente @or)a:

SegXn e% tipo *e ce%*a %os 7a%ores *e S son %os

sig/ientes:

$ara e% caso 6/e nos interesa %as p%acas p%anas para%e%as %a

@5r)/%a 6/e *a entonces:

$ara 6/e %a ec/aci5n anterior sea 7%i*a es in*ispensa<%e

6/e se esta<%e&ca entre %as p%acas /n /"o %a)inar =RY1H2?;

A/n6/e e% R sea <a"o e%

/"o %a)inar no se

esta<%ece

in)e*iata)ente a%

entrar a %as p%acas , %as

7e%oci*a*es se

*istri</,en co)o se

)/estra a contin/aci5n;

A% co)ien&o *e %a ce%*a

*e se*i)entaci5n se

esta<%ece /na regi5n *e

/"o con capa %9)ite no

/ni@or)e rgi)en

t/r</%ento 6/e se

e>tien*e /na *istancia

>; A partir *e sta se

esta<%ece /na regi5n *e

/"o p%ena)ente

*esarro%%a*o con capa

%9)ite /ni@or)e;

E% /"o %a)inar *esarro%%a*o s5%o se o<tiene a partir *e /na *istancia > to)a*a *es*e %a entra*a;

E% 7a%or *e > p/e*e ca%c/%arse con %a @5r)/%a *e Bo/ssines6 as9:

O p/e*e /ti%i&arse %a @5r)/%a *e Lang'aar:

E% nX)ero *e Re,no%*s se p/e*e *eter)inar as9:

En %a regi5n *e /"o t/r</%ento prctica)ente no se pro*/ce se*i)entaci5nZ es por esto 6/e esta *istancia > *e<e ser resta*a *e %a %ongit/* W *e %a p%aca; La %ongit/* re%ati7a en %a c/a% no 'a, se*i)entaci5n es:

La %ongit/* re%ati7a Xti% *e %a p%aca ser entonces:

Inc%inaci5n *e %as p%acas

La inc%inaci5n *e %as p%acas o sea e% ng/%o  6/e @or)an con %a

'ori&onta% es e% otro par)etro 6/e caracteri&a e%

co)porta)iento *e este tipo *e se*i)enta*or;

Ap%icaciones $rcticas *e %os se*i)enta*ores *e A%ta Rata

Los

se*i)enta*ores

*e a%ta rata

p/e*en /sarse

para:

CAPÍTULO III.

Principios y

criterios de os

procesos y

operaciones de

Sedimentación

0. Principios de sedimentación

$or se*i)entaci5n se *eno)ina e% proceso )e*iante e%

c/a% se asientan %os s5%i*os s/spen*i*os en /n /i*o

<a"o %a acci5n *e %a gra7e*a*; Co)o principios

@/n*a)enta% ap%ica<%es a %a se*i)entaci5n encontra)os:

•

La %e, *e Stoes

1. Criterios de dise2o

•

E% perio*o *e *iseo tenien*o en c/enta criterios econ5)icos , tcnicos es *e

 a 3 aos;

•

E% perio*o *e operaci5n es *e 1 'oras por *9a; - E% tie)po *e retenci5n ser

entre 1 -  'oras;

•

La carga s/per8cia% ser entre %os 7a%ores *e 1 - 32 ) \)1 \*9a

La pro@/n*i*a* *e% se*i)enta*or ser entre 3H 0 1H );

•

La re%aci5n *e %as *i)ensiones *e %argo , anc'o =L\B? ser entre %os 7a%ores *e

 - ;

•

La re%aci5n *e %as *i)ensiones *e %argo , pro@/n*i*a* =L\#? ser entre %os

CAPÍTULO I3.

Apicación de os

procesos y

operaciones de

Sedimentación

La sedimentación es muy empleada en procesos de separación,

es un proceso que forma parte de la potabilización del agua y de

la depuración de aguas residuales.

 Potabilización del agua

En la potabilización del agua, el proceso de sedimentación está gobernado por la ley de Stokes, que indica que las partculas sedimentan más fácilmente cuanto mayor es su diámetro, su peso especfico comparado con el del lquido, y cuanto menor es la !iscosidad del mismo. Por ello, cuando se quiere fa!orecer la sedimentación se trata de aumentar el diámetro de las partculas, "aciendo que se agreguen unas a otras, proceso denominado coagulación

y floculación.

 #ratamiento de las aguas residuales

En el tratamiento de las aguas residuales, este proceso se realiza para retirar la materia sólida fina, orgánica o no, de las aguas residuales, aqu el agua pasa por un dispositi!o de sedimentación donde se depositan los materiales para su posterior eliminación, el proceso de sedimentación puede reducir de un $% a un &% ' la ()*+ y de un &% a un % ' los sólidos en suspensión.

APLICACIÓN

D-

LA

OP-RACIÓN

DESARENADOR

(ise-ado para que se sedimenten y retengan solo partculas mayores de un cierto diámetro nominal y en general de alto peso especfico arena/ es una estructura dise-ada para retener la arena que traen las aguas ser!idas o las aguas superficiales a fin de e!itar que ingresen al canal de aducción, a la central "idroel0ctrica o al proceso de tratamiento y lo obstaculicen creando serios problemas.

1ormalmente utilizados en plantas de tratamiento de agua potable, y aguas residuales o ser!idas. La decantación es un m0todo fsico para separar componentes de distinta densidad situándose el más denso en el fondo del decantador por gra!edad y quedando el agua clarificada en la superficie. La adición de coagulantes y floculantes fa!orece el proceso de decantación.

En el tratamiento de aguas residuales urbanas e industriales el decantador es un elemento fundamental ya que mediante el mismo podemos separar y concentrar los fangos, as como los sólidos presentes en el agua residual mediante un proceso de decantación fsica.

$RESAS ILTRANTES

(estinadas a retener los materiales sólidos en las partes altas de las cuencas "idrográficas, una presa filtrante puede tener las funciones de2 retener sólidos, desde arcilla, limo, y arena, "asta rocas cantos rodados/ de gran tama-o3 aumentar la infiltración desde el cauce al acufero subyacente3 y, para fi4ar cárca!as. E!identemente, el sistema filtrante !ara de acuerdo al tipo de sólidos que se quiere retener y a la función predominante.

CONCLUSION-S

 E% proceso *e se*i)entaci5n es <en8ca en e% trata)iento *e ag/as resi*/a%es; Es /n proceso 6/e @or)a parte *e %a pota<i%i&aci5n *e% ag/a; Es @/n*a)enta% ,a 6/e tiene co)o prop5sito c%ari8car e% e/ente;

 De ac/er*o a %a ec/aci5n *e Stoes po*e)os *e*/cir 6/e /n se*i)enta*or *e<e *isearse para %a )9ni)a te)perat/ra espera*a *e% ag/a , para /n *eter)ina*o ta)ao )9ni)o *e part9c/%a %o c/a% garanti&a 6/e se re)/e7an tota%)ente %as part9c/%as )a,ores 6/e sta;

 Los se*i)enta*ores *e /"o 'ori&onta% p/e*en ser *e *os tipos %os c/a%es segXn %a necesi*a* *e re)o7er %as part9c/%as en s/spensi5n se p/e*en e)p%ear en: Rectang/%ares =/sa*os @rec/ente)ente en p%antas *e trata)iento *e ag/a? o Circ/%ares =/sa*os genera%)ente en e% trata)iento *e ag/as ser7i*as?;

 La se*i)entaci5n *e a%ta rata es e% )to*o )s e8ciente /sa*o act/a%)ente , se )e"ora %a precisi5n *e ac/er*o a %os )ateria%es 6/e se /san;