UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA Maestría en Ciencias con Mención en Tratamiento de Aguas y Reuso de Desechos CURSO: Tratamiento de Aguas Residuales Industriales Clase Nº4 Ing. Carlos Cuadros Caja Mayo 2013 VISTA GENERAL DE TAR INDUSTRIALES SEPARACION SOLIDO/LIQUIDO Desaceitado-desengrasado El objetivo en este paso es eliminar grasas, aceites, espumas y demás materiales flotantes más ligeros que el agua, que podrían distorsionar los procesos de tratamiento posteriores. El desaceitado consiste en una separación líquido-líquido, mientras que el desengrase es una separación sólido-líquido. En ambos casos se eliminan mediante insuflación de aire, para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad. MÉTODOS • Sedimentación • Filtración • Secado térmico SEPARACION SOLIDO LIQUIDO Consideraciones para el tratamiento : •Las velocidades de sedimentación de las arenas y de flotación de las partículas de grasa no se modifican prácticamente por realizar el desarenado y la desemulsión de grasas en el mismo depósito lo cual es lógico si se considera la diferencia de densidades entre las partículas de arena y grasa. •El aire comprimido añadido para la desemulsión ayuda a impedir la sedimentación de las partículas de fango , poco densas por lo que la arena depositada en el fondo del desarenador es más limpia. •Las partículas de arena, al sedimentar, deceleran las velocidades ascensionales de las partículas de grasa. Disponen así éstas de más tiempo para ponerse en contacto entre sí durante su recorrido hacia la superficie, aumentándose el rendimiento de la flotación de grasas. SEPARACION SOLIDO LIQUIDO Crit erio s de diseño : Los desengrasadores se diseñan por lo general conjuntamente con el desarenado r aireado , creándose una zona tranquilizadora donde se acumulan las grasas que se extraen al final del canal a través de un vertedero o una compuerta. Lo s desengrasado res pueden ser independientes del desarenador cuando se necesita un rendimiento muy elevado de eliminación de grasas. Se diseñan normalmente aireado s y suelen instalarse para la depuración de aguas residuales industriales. Necesidades de mantenimiento y explotació n: Las grasas extraídas so n concentradas por medio de un concentrador de grasas o desnatador que por medio de un tornillo de transporte las deposita en un contenedor de almacenamiento . SEDIMENTACION - CLASIFICACIÓN DE FITCH Basada en la concentración y tendencia a la interacción de las partículas, existen cuatro tipos de sedimentación diferenciadas: · Sedimentación clase 1 ó de partículas discretas Ej: Desarenado · Sedimentación clase 2 ó de partículas floculantes Ej: Decantación primaria · Sedimentación clase 3 o zonal Ej: Decantación Secundaria en proceso Fangos Activos · Sedimentación clase 4 ó por compresión Ej: Espesamiento de Fangos por gravedad DESEMPEÑO DE LOS SEDIMENTADORES La eficiencia de remoción de DBO y SST en tanques de sedimentación primaria, como función de la concentración del afluente y el tiempo de retención se puede representar R = t / ( a + bt ) donde : R = % remocion esperado t = tiempo de retencion.,h a,b = constantes empiricas variable a, b DBO 0,018 0,020 SST 0,0075 0,014 DESEMPEÑO DE LOS SEDIMENTADORES Los sedimentadores primarios pueden ser rectangulares o circulares. Por lo general se construyen circulares. Los tanques rectangulares la relación longitud/ancho varía entre 3/1 y 5/1, con profundidades de agua mayores de 2 m, longitud menor de 90 m, ancho de 3 a 24 m y pendientes suaves en el fondo hacía la tolva de lodos. En tanques circulares el diámetro generalmente es menor de 90 m, con profundidades de agua de 3 a 4 m y pendientes en el fondo del 8%. Tiempo de retención hidráulico va de 1 a 2.5 horas. SEDIMENTADOR RECTANGULAR SEDIMENTADOR CIRCULAR SEDIMENTADORES DE PLACAS INCLINADAS MECANISMO DE REMOCION DE LODOS EN UN SEDIMENTADOR FILTRACION La filtración es una operación en la que una mezcla heterogénea de un fluído y de las partículas de un sólido se separan en sus componentes, gracias al concurso de un medio flitrante que permite el paso del fluído, pero retiene a las partículas del sólido. Esta operación implica, por lo tanto, el flujo del fluído a través de medios porosos. •La filtración se produce a través de un medio poroso ,que permite el paso del líquido y retiene el sólido en los cuales se continua la filtración •La filtración se produce por el uso de diferencia de presión que fuerza el líquido a través del medio. Puede hacer uso de alta presión o baja presión. FILTRACION Medio filtrante: • Muy importante para asegurar una buena filtración. • Debe retener sólidos sin obstruirse. • Debe tener resistencia mecánica y a la corrosión. • Debe tener baja resistencia al flujo del líquido. • Medios filtrantes: de algodón, lana, lino,yute,nylon, seda, fibra de vidrio, carbón poroso, rayón, cerámica. Deben filtrar sólidos de < 10 µ . Filtro de discos Filtro de banda horizontal Filtro prensa de placas verticales FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN • Elección del medio filtrante.- Cuando el medio filtrante es demasiado fino ,todos los sólidos serán retenidos y el filtrado será claro, pero la velocidad de filtración será lenta, debido al tupido del medio. Si el medio es demasiado grueso, la filtración será rápida, pero esta estará acompañada de pérdidas de sólidos a través del medio. • Tamaño de las partículas de los sólidos.-Cuanto mas finos los sólidos, mas lenta la velocidad de filtración. FACTORES QUE AFECTAN LA FILTRACIÓN • Compresibilidad de los sólidos.- Los materiales más gruesos filtrarán mucho más rápido que los materiales finos, si estan particulados, sin embargo un tupido de filtro considerable puede ocurrir si los sólidos se comprimen y deforman bajo presión. • Grado de floculación.- En la industria minera la mayoria de los sólidos podrian considerarse como incompresibles, sin embargo en muchos casos se utiliza la floculación para incrementar el tamaño de partícula y por lo tanto la velocidad de filtración. FILTRACIÓN DE SOLUCIONES 1 Las impurezas de la solución tapan los poros de la tela filtrante, formando una capa compacta e impermeable sobre la superficie de esta tela, impidiendo que el flujo de la solución sea filtrado. 2 La formación de la precapa sobre la tela filtrante garantiza una superficie permeable, dejando pasar la solución clara, reteniendo los sólidos que vienen con ésta. 3 La dosificación de Diatomita durante la operación del filtro impide la formación de una capa permeable sobre la pre-capa manteniendo la porosidad del Cake. TIPOS DE FILTROS Los aparatos que se utilizan en filtración, constan básicamente de un soporte mecánico, conductos por los que entra y sale la dispersión y dispositivos para extraer la torta. La presión se puede proporcionar en la parte inicial del proceso, antes del filtro o bien se puede utilizar vacío después del filtro, o ambas a la vez, de forma que el fluido pase a través del sistema. 1.- Filtros prensa (discontinuo de presión) 2.- Filtros espesadores de presión (continuos de presión) 3.- Filtros rotatorios (continuo de vacío 4.- Filtros centrífugos 5.- Filtros de aire FILTRACION POR ADSORCION • La filtración por adsorción hace que partículas micrónicas y submicrónicas se adhieran al medio filtrante con una apertura de poros mayor que el tamaño de las partículas a recuperar. FILTRACION POR ADSORCION •El flujo laminar y la presión de operación son importantes para usar el principio. •La baja presión garantiza la formación de una estructura de torta abierta (no compactada) y un filtrado de alta pureza. • El flujo laminar asegura que las partículas se adhieran a la superficie del medio filtrante. FILTROS Series C Series D, flange simple • Área Filtración: 30 m2 - 120 m2 • No-expandible • Área Filtración: 80 m2- 180 m2 • No-expandible Series D, flange doble Series E • Área Filtración: 80 m2 - 360 m2 • Expandible • Área Filtración: 200 m2 - 720 m2 • Expandible Tratamiento de Efluentes Del Clarificador de Cu y drenajes Clarificador de Efluentes Estanque 5 000 m3 Destrucción de Cianuro y remoción metales disueltos: H2O2, Ca(OH)2 Filtro de Arena A Poza de Irrigación y Plantación A Tanque de Almacenamiento de Cobre Efluentes Tratados 25 FILTRACION AEREACION Hay tres sistemas de aereación mecánica, • aereadores superficiales, • chorros de líquidos • sistemas de agitación y aspersión o sistemas “ combinados AEREACION AEREACION Chorros de liquido El aire puede ser arrastrado junto con las aguas residuales , extrayendo una corriente de líquido y Bombeandolo a través de un eyector venturi AEREACION SISTEMADE AEREACION POR BURBUJAS •Difusores de burbujas finas •Difusores de burbuja media •Dispositivos de burbuja gruesa •Dispositivos de cortante hidráulico •Sistemas de gas disuelto PREAEREACION Objetivos que se persiguen : • Mejorar la tratabilidad del agua. • Control de olores. • Mejorar la separación de las grasas. • Favorecer la floculación de sólidos. • Mantener el oxígeno en la decantación aun a bajos caudales. • Incrementar la eliminación de DBO5. •Evitar los depósitos en las cámaras húmedas. La preaireación se utiliza en: • Cabecera de instalación • En los desarenadores, incrementando el tiempo de retención y la capacidad de aireación. • En los canales de distribución a los decantadores primarios. • La disminución de los olores y la prevención de la septicidad implican un tiempo mínimo de 10-15 minutos. • La floculación efectiva de los sólidos necesita, aparte de la adición de ciertos productos químicos, un tiempo de retención de 30 minutos. • Para la reducción de DBO será de 45 minutos. Se recomienda suministrar una cantidad de aire mínima entre 0,8 m3 aire/m3 de agua residual. PREAEREACION Metodos de suministro de aire Son dos principalmente: difusores y aireadores mecánicos: Los difusores se clasifican en: · Porosos: Con forma de disco o de tubos. Construidos de SiO2 (óxido de silicio) o de Al2O3 (óxido de aluminio), pueden ser de tipo cerámico o estar construidos sobre una masa porosa con ligazón cerámica. · No porosos: de tipo boquilla, orificios, válvulas... Los de tipo boquilla y orificios están construidos de metal o plástico, tienen aberturas anchas y sueltan unas burbujas más grandes que los difusores de tipo poroso. La cantidad de difusores requeridos se calcula determinando la cantidad total de aire necesario y dividiéndolo por el caudal medio recomendado para cada difusor. Normalmente este caudal es de 1,9-7 l/s/ difusor. La distancia entre difusores es generalmente de 250-600 mm. La aireación mecánica se consigue mediante: · Turbinas · Aireadores de superficie.