Leccion 32. Tanque de
Leccion 32. Tanque de
igualacion
igualacion
Los procesos industriales, por su naturaleza misma, usualmente generan flujos de Los procesos industriales, por su naturaleza misma, usualmente generan flujos de aguas residuales de características disímiles y de caudales notoriamente variables en aguas residuales de características disímiles y de caudales notoriamente variables en elel tiempo. Esto es nocivo para los sistemas de depuración (tanto biológicos como tiempo. Esto es nocivo para los sistemas de depuración (tanto biológicos como fisicoquímicos) debido a que no logran adaptarse bien a las oscilaciones permanentes fisicoquímicos) debido a que no logran adaptarse bien a las oscilaciones permanentes de carga contaminante y de caudal.
de carga contaminante y de caudal.
En estos casos, y a menos que se empleen reactores de flujo secuencial (SBR), se debe En estos casos, y a menos que se empleen reactores de flujo secuencial (SBR), se debe asegurar una regulación de caudales y de características fisicoquímicas en el tiempo, asegurar una regulación de caudales y de características fisicoquímicas en el tiempo, antes del vertido a la red de alcantarillado o previo a la entrada del sistema de antes del vertido a la red de alcantarillado o previo a la entrada del sistema de depuración. Este tanque recibe los afluentes variables de aguas residuales de proceso, depuración. Este tanque recibe los afluentes variables de aguas residuales de proceso, los homogeniza mediante el empleo de una turbina o mezclador (que además los homogeniza mediante el empleo de una turbina o mezclador (que además mantiene condiciones aerobias en el tanque) y los va descargando a la depuradora o a mantiene condiciones aerobias en el tanque) y los va descargando a la depuradora o a la red, mediante un sistema de bombeo, a un
la red, mediante un sistema de bombeo, a un caudal constante.caudal constante.
Foto 48. Tanque de igualación. Imagen tomada Foto 48. Tanque de igualación. Imagen tomada de:
Generalmente, se ha asociado el término “igualación” a una función de estabilización de caudales, mientras que se emplea el término “homogenización” al de una normalización de las características fisicoquímicas del agua (e.g. pH, temperatura, DQO, DBO, nitrógeno, fósforo).
No obstante, un tanque de igualación de caudales, generalmente, cumple también la función de regular los picos de las características del agua vertida.
En términos generales, las funciones que desempeña un tanque de igualación son:
Minimizar y controlar las fluctuaciones de caudal y características variables de las aguas residuales. Amortiguar flujos transientes (flujos pico de caudal o de características fisicoquímicas específicas). Estabilizar los valores de pH.
Brindar un flujo continuo a los sistemas de tratamiento.
Los parámetros generales de diseño de este tipo de unidades, se resumen en la Tabla 35.
Tabla 35. Parámetros recomendados para el diseño de tanques de igualación (Lozano-Rivas, Material de clase para las asignaturas de Tratamiento de Aguas Residuales, 2012).
PARÁMETRO
VALOR O RANGO
Tiempo de retención hidráulica (TRH) 12 a 24 horas
Potencial de óxido-reducción (POR) > -100 mV
Profundidad máxima del tanque 4,6 m
Borde libre recomendado 1 m
Para calcular el volumen del tanque de igualación, es necesario realizar un muestreo con medida de caudales de descarga, al menos, cada hora. En el ejemplo 32.1, se explicará el método de cálculo.
Ejemplo 32.1.
Dimensionar un tanque de igualación para una empresa que vierte sus aguas residuales las 24 horas del día, con un valor promedio de sólidos suspendidos totales (SST) de 450 mg/L. Para este cálculo, se realizó un aforo medio de caudales cada hora, el cual arrojó los siguientes resultados promedio, en una semana de monitoreo:
(1) Hora
(2) Flujo (m3/h)
(3)
Volumen vertido en el intervalo de tiempo determinado (m3) 01.00 1,5 1,5 02.00 3,1 3,1 03.00 1,5 1,5 04.00 - -05.00 2,2 2,2 06.00 4,8 4,8 07.00 2,3 2,3 08.00 - -09.00 1,9 1,9 10.00 3,8 3,8 11.00 3,7 3,7 12.00 1,3 1,3 13.00 0,5 0,5 14.00 4,8 4,8 15.00 0,2 0,2 16.00 0,4 0,4 17.00 2,5 2,5 18.00 5,0 5,0 19.00 2,5 2,5 20.00 0,6 0,6 21.00 1,2 1,2 22.00 1,2 1,2 23.00 0,2 0,2 24.00 0,2 0,2
Caudal medio de descarga: 1,89 m3/h Volumen vertido acumulado (sumatoria): 45,4 m3
Solución:
En la tabla del monitoreo la columna 3 es idéntica a la número 2, debido a que el caudal fue registrado en m3/h (columna 2) y el caudal vertido en el intervalo de 1 hora (columna 3), corresponde consecuentemente al mismo valor.
Para seleccionar la bomba que llevará, a caudal constante, el afluente regulado desde el tanque de igualación hacia la depuradora, se asumirá con un valor de bombeo
ligeramente por debajo al caudal promedio de descarga estimado (1,89 m3/h). Para este caso, se tomará un valor de bombeo de 1,7 m3/h.
El volumen del tanque de igualación se puede calcular de la siguiente manera:
Se buscará la potencia comercial de valor inmediatamente superior a este calculado; el equipo seleccionado deberá también asegurar una alimentación de entre 9 y 15 litros de aire por minuto por cada m3de tanque, con el fin de evitar que se presenten condiciones anaerobias.
Lección 17. Homogenización o igualación
Las variaciones de caudal presentan problemas usualmente de tipo
operativo, razón por la que los tanques de homogenización son opción
para superar esta dificultad generando así efluentes constantes, además;
reduce el tamaño y los costos de las unidades de tratamiento ubicadas
aguas abajo.
La homogenización es una práctica útil en plantas pequeñas de
tratamiento que experimentan variaciones entre los máximos y mínimos
caudales y cargas contaminantes efluentes. Existen dos tipos de
unidades para la homogenización de caudales denominados unidad en
línea o unidad de derivación. Pueden ser tanques de homogenización en
línea y difusa. Los primeros se deben diseñar para lograr mezcla
completa para amortiguar la concentración.
Estrictamente se puede decir que la homogenización se refiere a
unificar las características del agua residual e igualación cuando se
requiere regular el flujo o caudal.
Se requiere que este tanque (homogenización o igualación) debe
mantenerse bien mezclado para prevenir malos olores y sedimentación
de sólidos.
Para dimensionar una unidad de igualación se debe realizar un balance
de masas, método “donde se compara el volumen afluente a la planta
de tratamiento con el volumen de agua promedio horario para un
tiempo de 24 horas”(Crites & Tchobanoglous, 2000 pág 257), en su
defecto; debe medirse la variación de caudal cada hora. Si el volumen
afluente es menos que el promedio, se debe drenar el tanque de
homogenización; si el volumen afluente es mayor que el promedio, el
tanque se comienza a llenar con el exceso del agua residual. (Ibid).
17.1 Dimensionamiento