DECANTADOR LAMELAR
La introducción de láminas (lamelas) paralelas e inclinadas en el cuerpo de un decantador da lugar los llamados decantadores lamelares o laminares. Una variante de los mismos, en los que las “láminas” se conectan, son los decantadores tubulares; si bien los fundamentos de su funcionamiento son los mismos esta configuración en tubos permite trabajar en módulos con mayor rigidez estructural, a la vez que menor peso.
Existen dos tipologías básicas en función del sentido del flujo: si el agua fluye en la misma dirección que el fango se denominan co-corriente y si fluye en dirección contraria se denominan de contra-corriente.
• Sistemas co-corriente: se facilita enormemente la eliminación del fango, pero añade el problema de la posible creación de cortocircuitos de agua, no pasando el agua entre las placas. Hay que colocar deflectores y placas que obliguen al agua a pasar entre las placas. Se puede aumentar la velocidad de circulación del agua entre las placas, pero existe el problema de la resuspensión de fangos ya sedimentados.
• Sistemas contra-corriente: La recogida del agua clarificada se produce en aquella zona en que la concentración de fangos es menor, resultando un agua mejor clarificada. Disminuye el riesgo de arrastre de partículas. El agua en su ascenso tiende a ir pegada a la placa superior, mientras los fangos descienden por la inferior.
El rendimiento de los decantadores con sedimentación floculenta es, fundamentalmente, dependiente de la velocidad ascensional. El calado y el tiempo de retención hidráulica son considerados, en general, como factores de segundo orden, según los modelos más habituales de análisis de los procesos de sedimentación.
Una estrategia para aumentar el rendimiento de los decantadores es aumentar la superficie horizontal, que implica, de forma directa para un caudal determinado, la disminución de la velocidad ascensional. Este aumento se puede realizar de diferentes formas.
Una de las formas es colocar diferentes pisos, con lo que se consigue dividir el caudal que debe soportar cada superficie horizontal.
Una alternativa para facilitar la extracción del fango sería inclinar los pisos del decantador con el fin de obligar al fango a descender y acumularse en una sola superficie, colocando un sólo sistema de extracción. Este es el concepto básico de los decantadores laminares o de lamelas. La superficie horizontal efectiva es la proyección horizontal de cada placa por el número de placas. Este valor de superficie total proyectada es la que debe intervenir en el cálculo de la velocidad ascensional. Un factor importante a tener en cuenta en el diseño de este tipo de decantadores es la limitación de la velocidad de arrastre.
Floculadores Decantadores Cámara de coalescencia Vertederos α A B C D A’ B’ α C C 𝑉𝑎𝑠 = 𝑄 𝑛 · 𝑆𝐿· cos α Siendo: 𝑆𝐿 = 𝑆𝑢𝑝𝑒𝑟𝑓𝑖𝑐𝑖𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑑𝑎 𝑙𝑎𝑚𝑒𝑙𝑎
Funcionamiento: Decantador lamelar (DCL)
El caudal de entrada es canalizado a través de una tubería hasta la cámara de decantación, dónde se encuentra la distribución de lamelas que permiten aumentar la superficie efectiva de decantación. Con el paso del fluido entre las lamelas se produce la separación de los sólidos en suspensión que resbalan por la pendiente de las lamelas hacia el fondo del decantador mientras que el agua limpia sigue una trayectoria ascendente hacia la superficie superior del decantador.
El sistema lamelar permite que la distancia que una partícula tiene que recorrer hasta que decanta sea menor que en un decantador convencional aumentando la capacidad de clarificación. El agua limpia ya clarificada en la parte superior del Decantador Lamelar cae a un recogedor vertedero situado a lo largo de la cámara de decantación y de éste a la cámara de salida, de donde se evacua mediante tubería.
El problema principal en un Decantador Lamelar es la obturación de las lamelas. En las paredes de éstas puede producirse la adherencia de algas, lodos, etc., la verdad es que son muy comunes, a veces debido a varios motivos:
• Altas concentraciones de sólidos en suspensión. • Reactivos químicos como floculantes, coagulantes… • Vertidos incontrolados (hidrocarburos, grasas…)
• No haber definido correctamente el tamaño del lamelar en función del tipo de agua a tratar.
• Incorrecto mantenimiento del lamelar.
Una forma de mejorar el rendimiento de un Decantador Lamelar y permitir una mayor longevidad de la instalación es realizar un procedimiento de limpieza durante las paradas técnicas.
Principios de diseño: Decantador Lamelar (DCL)
Los requerimientos básicos de un decantador laminar o tubular son:
• Tienen que existir condiciones de flujo laminar. La partícula o flóculo que sedimenta lo debe hacer sin las interferencias que le causarían las turbulencias de un flujo no laminar.
• El tiempo de permanencia debe ser suficiente para que una partícula pueda recorrer la distancia vertical entre láminas.
• La velocidad del fluido en las láminas no debe exceder de un valor crítico pues produciría el arrastre del fango depositado. Además de esto, el volumen existente entre dos placas debe permitir la acumulación de las partículas sedimentadas de tal forma que no se produzca un cambio de régimen del fluido debido a la variación de la sección.
Los decantadores lamelares de HIDROMETÁLICA están constituidos en su conjunto por los siguientes elementos:
• Compartimento de mezcla. Es el primero de los compartimentos que nos encontramos y dónde se produce la mezcla rápida entre el agua de llegada y los reactivos químicos. La entrada y salida del agua en este compartimento seguirá un circuito obligado mediante placas deflectoras, haciendo que la mezcla producida por un agitador sea lo más homogénea posible.
• Compartimento de floculación. El agua entra en esta cámara procedente de la anteriormente descrita siguiendo un circuito establecido mediante placas deflectoras. Un agitador lento será el encargado de la floculación del polielectrolito dosificado; pasando esta agua al siguiente compartimento de decantación.
• Compartimento de decantación. Cámara donde se encuentran las lamelas, colocadas de forma continua y, normalmente, con inclinación respecto a la horizontal de unos 60º aproximadamente (depende de proyecto). Una cámara de recepción del agua floculada, por su parte inferior se encuentra con varias salidas tubulares perforadas que distribuirán el caudal por igual sobre la superficie inferior del bloque de lamelas. La dispersión de esta agua se hará de forma horizontal, de tal manera que evitamos que el lecho de fangos se levante.
Este compartimento de decantación dispone de unas tolvas troncocónicas para almacenamiento de los fangos decantados con tubuladuras para la extracción de los mismos.
Un conjunto de estructura de perfiles laminados, fijada entre los tubos de reparto del agua floculada y el bloque de lamelas, será la encargada de fijar dichas lamelas.
El agua que entra por su parte inferior en la zona de decantación irá ascendiendo a través de las lamelas hasta alcanzar los canalones de evacuación del agua decantada, dispuestos de tal forma que no se creen corrientes preferenciales y evacuando las aguas decantadas al compartimento de salida.
• Compartimento de salida. Habitáculo en el que se encuentra el agua una vez decantada. Éste puede ser opcional, ya que habitualmente el agua decantada se recoge en un canalón de salida donde, por una de sus caras, recibe los canalones interiores de la zona lamelar y por la cara exterior dispone de la tubuladura de salida general de agua decantada.
Características técnicas: Decantador lamelar (DCL)
HIDROMETÁLICA fabrica de acuerdo con la normativa de la directriz de la Comunidad Europea "Máquinas 89/395/CEE, y con sus modificaciones y adiciones según las directivas 91/368 y 93/44, una gran variedad de DECANTADORES LAMELARES. Los decantadores diseñados y
fabricados por HIDROMETÁLICA tienen las ventajas de:
• Máxima clarificación
• Rápido retorno de fangos
• Un mayor contenido en oxígeno en el fango recirculado
• Minimización de la flotación de fangos
L MODELO DCL-2 DCL-5 DCL-10 DCL-15 DCL-20 DCL-40 Caudal nominal (m³/h) 2 5 10 15 20 40 Anchura máxima A (mm) 795 1885 1805 1885 1845 2456 Altura máxima B (mm) 1300 2525 2525 2525 2525 2525 Longitud L (mm) 2120 230 3360 4670 5900 7200 Especio necesario (m) 3,5x2 3,7x3 4,7x3 6x3 7x3 8,5x4 Material 1-2-3 1-2-3 1-2-3 1-2-3 1-2-3 1-2-3 Velocidad ascensional Vs (m/h) 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 0,8 *1- Acero al carbono 2- Acero inoxidable
3- Poliéster reforzado con fibra de vidrio
LAMELAS
Las lamelas están fabricadas en PP y PVC ú otros materiales. Cada pack es independiente y está formado por numerosos tubos independientes entre sí de longitud definida, los cuales forman zonas de flujo laminar ideales para desarrollar la decantación de las partículas.
Por el diseño de las lamelas de HIDROMETÁLICA se produce una ausencia total de turbulencias que posibilita una mejor sedimentación. Como añadido está el hecho de que las partículas pequeñas se adhieren entre ellas formando otras más grandes más fáciles de sedimentar.
• Son módulos fácilmente manejables y con un peso reducido.
• Los packs de lamelas son autoportantes y con gran resistencia mecánica y corrosiva.
• Resistentes al ataque químico y de cualquier tipo de microorganismos de aguas residuales muy contaminadas.
• Mejor aprovechamiento de los reactivos.
• Inversión inicial baja y muy pocos costes de mantenimiento.
• Incrementan la capacidad de decantar de cualquier decantador ya existente.
Como ventajas de la utilización de lamelas están:
MODELO Decantek-50 Decantek-80
Material PP PVC/PP
Ángulo de inclinación 60º 60º
Altura vertical estándar 500 a 1000 mm 500 a 1000 mm
Longitud de la lamela 575 a 1150 mm 575 a 1150 mm
Largos Desde 105 a 990 mm Desde 90 a 990 mm
Anchos Desde 135 a 1060 mm Desde 159 a 1056 mm
Distancia entre lamelas 50 mm 80 mm
Superficie proyectada 18,21 m²/m³ 8,33 m²/m³
Diámetro hidráulico 50 mm 80 mm
Tratamientos
Barandilla de protección galvanizada en caliente.
Control y mantenimiento
El mantenimiento de un Decantador Lamelar consiste en:
• Control y engrase del grupo motorreductor. Observar en la placa del reductor, si es engrase perpetuo o por aceite.
Si el reductor es con lubricante perpetuo, no precisa ningún tipo de mantenimiento ya que la lubricación está asegurada, salvo daño puntual, para toda la vida del equipo.
Si el reductor es con lubricante por aceite, hay que llenar la caja del mismo hasta el nivel marcado, a través de un agujero de entrada con tapón hexagonal, taladrado para desvaporización. También dispone de un tapón sin desvaporizador para vaciado. Vaciar inicialmente el lubricante a las 200 horas de trabajo, verter el nuevo hasta que haya arrastrado las impurezas del rodaje, posteriormente cambiar cada 5000 horas de trabajo o cada año. Mantener limpio el protector del ventilador y la carcasa para que la refrigeración sea la adecuada.
TEMPERATURA AMBIENTE -12°C a 5°C 6°C a 40°C Más de 40°C
TIPO DE ACEITE SAE 30 SAE 40 SAE 90
Tratamiento anticorrosivo: -Partes no sumergidas
• Chorreado de arena hasta grado Sa 2 ½”, según norma sueca SIS 055900. • Imprimación epoxi 75 micras. • Capa de epoxi 100 micras.
• Acabado en poliuretano alifático 40 micras.
- Partes sumergidas
• Chorreado de arena hasta grado Sa 2 ½”, según norma sueca SIS 055900. • Imprimación epoxi de 50 micras. • Brea epoxi 200 micras.
• Control cojinetes de las rodaduras. Comprobar acústicamente para proceder al recambio cuando sea necesario.
• Control de las escobillas de conexión eléctrica. Comprobar el desgaste de las mismas en el cuerpo del centro de giro.
• Control de la rasqueta de extracción de flotantes. Comprobar que la rasqueta de extracción de flotantes no está desgastada.
• Control de las barrederas de fondo. Comprobar el desgaste de las mismas. • Revisión y cambio de las lamelas cuando estén deterioradas.
En las tareas de mantenimiento y limpieza deberá cuidarse especialmente, que la maquinaria este desconectada y bloqueada para evitar accidentes.
Calidad
Los Decantadores Lamelares fabricados por HIDROMETÁLICA, poseen los correspondientes certificados de calidad, a disposición de cualquier cliente que los solicite. La calidad queda asegurada en cuanto a:
• Tratamientos anticorrosivos y acabados.
• Perfiles laminados en caliente, en cuanto a ensayos químicos y mecánicos. Certificados de calidad AENOR y sello CIETSID.
• Chapas laminadas en caliente, con identificación de la colada. • Mezcla de policloropreno en gomas. Según normas UNE. • Neopreno en barrederas. Según normas UNE.
• Homologación de soldadores y operarios de soldadura según ASME IX.
• Proceso de soldadura GMWA con metal de aportación ER 70S6 y proceso SMWA con metal de aporte
E-6013.
• Tubuladuras en cumplimiento con las normas ASTM, ANSI Y ASME. • Control de Soldaduras mediante líquidos penetrantes.
