PRETRATAMIENTO
Pretratamiento se debe realizar por medio de procesos físicos y/o mecánicos como rejillas, desarenadores y trampas de grasa, dispuestos convencionalmente de modo que permitan la retención y remoción del material extraño presente en las aguas negras y que pueda interferir los procesos de tratamiento. Rejillas: las escoge el diseñador siempre cuando cumplan con las recomendaciones mínimas. Tipos de rejillas: limpiadas manualmente, limpiadas mecánicamente, en forma de canasta, retenedoras de fibra. Localización de rejillas: colocarse aguas arriba de las estaciones de bombeo debe estar provisto de escaleras de acceso, iluminación y ventilación adecuada. Espaciamiento de rejillas: espaciamiento entre las barras de 15 a 50 mm para rejillas limpiadas manualmente y 3 y 77 mm para rejillas limpiadas mecánicamente. Velocidad mínima de aproximación: para garantizar acumulación adecuada debe estar entre 0,3 y 0,6 m/s para rejillas limpiadas manualmente y 0,3 y 0,9 m/s para las limpiadas automáticamente. Velocidad mínima entre barra: entre 0,3 y 0,6 m/s para limpiadas manualmente y 0,6 y 1,2 limpiadas mecánicamente. * EJERCICIO PÉRDIDA DE CARGA A TRAVÉS DE UNA REJA Sistema de control para rejillas mecánicas: para niveles medio alto y alto de complejidad debe tener uso de los dispositivos de tiempo estando provista de controles automáticos auxiliares que pongan en marcha el mecanismo de limpieza cuando el agua llegue a su nivel máximo determinado. Remoción de grasas: los sedimentadores primarios pueden usarse como sistema de remoción de grasa si es así debe asegurarse que exista la capacidad de almacenamiento y los dispositivos mecánicos que permitan la evacuación del sobredrenaje en forma segura y oportuna para evitar interferencias en los procesos posteriores y generación de malos olores. Desarenadores: en los 4 niveles de complejidad deben emplearse desarenadores cuando sea necesario cumplir con lo siguiente: producción de equipos mecánicos contra la abrasión, reducción de la formación de depósitos pesados en tuberías, conductos, canales, reducción la frecuencia de limpieza de la arena acumulada en tanques de sedimentación primaria y digestores de lodos, minimización de pérdida de volumen en tanques de tratamiento biológico, antes de las centrifugas intercambiadores de calor y bombas de diafragma de alta presión. Geometría: desarrollo de flujo horizontal: profundidad de 2 – 5 m, relación largo ancho 2,5:1 – 5:1, relación ancho profundidad: 1:1 – 5:1 desarrollo aireado: profundidad 2- 5m long 8 – 20m ancho 2,5 – 7m rel largo ancho 3:1 – 5:1 rel ancho profu 1:1 – 5:1 desarrollo tipo vórtice: profun: 2,5 – 5 m cámara superior 1 -7 cámara inferior 1 – 2. Localización: se deben localizar después de rejillas y antes de tanques de sedimentación primaria y estaciones de bombeo. Velocidad mínima del agua: deben diseñarse de manera que se pueda controlar la velocidad debe encontrarse en un rango de 0,2 m/s y 0,4 m/s. Número: el número es característico de cada diseño pero con n mínimo de dos unidades para la limpieza. Tasa de desbordamiento superficial: se recomienda un rango entre 700 y 1600 m3/m2/día estos valores pueden ser expresados en términos de velocidad de sedimentación variando aproximadamente entre 30 m/h y 65 m/h Tiempo de retención hidráulico: el tiempo de retención debe basarse en el tamaño de las partículas que deben separarse se recomienda un tiempo entre 20 seg y 3 min, esto se logra mediante dispositivos que permitan regular la velocidad del flujo. Estructura de control de caudal: se recomienda controlar la velocidad en el desarenador mediante vertederos tipo sutro o proporcional, o con secciones transversales que garanticen los rangos de velocidad especificados para diferentes alturas de la lámina de agua.
OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO:
Se recomienda que los desarenadores con un caudal inferior a 50 l/s sean limpiados manualmente, para caudales mayores de 150 l/s se recomienda una limpieza mecánica para caudales intermedios justificar la selección. Limpieza manual de desarenador: 1. Medición periódica del lecho de arena acumulado 2. Aislamiento del desarenador en el momento en que la arena ocupe 2/3 del volumen 3. Drenaje del agua residual en la cámara, se pueden usar canalizadores que devuelven el líquido drenado al efluente o una unidad de tratamiento apropiado. 4. Remoción de arena 5. Estimación de la cantidad de arena removida 6. Transporte del material removido 7. Lavado del desarenador 8. Analizar una muestra de la arena removida en término de sólidos volátiles 9. Verificación de la cantidad de arena en unidades subsecuentes 10. Remoción de la arena si fuera el caso retenida en las demás unidades de tratamiento. Limpieza mecánica del desarenador: debe cumplir lo anterior más 1. Mantenimiento los equipos de acuerdo con el manual de instrucciones del fabricante 2. Mantenimiento del movimiento del equipo libre de obstrucciones 3. Lavado diario con chorros de agua en paredes y raspadores 4. Vaciado y revisión al menos una vez al año. Para evitar excesos de materia orgánica en el material removido: 1. Aumentar la velocidad 2. Disminuir el tiempo de retención (remover con mayor frecuencia la arena, colocar en funcionamiento otro vertedero y aumentar el área de la sección transversal de la cámara.) Producción y almacenamiento de arenas: la producción de estas varía de acuerdo a la localidad, el tipo de alcantarillado, las características del área de drenaje, la condición del alcantarillado y la cantidad de material arenoso en el área. Cuando no sea posible removerla por la carga hidráulica debe observarse que la canaleta tenga por lo menos espacio suficiente para la evacuación de arena por medio de palas u otro tipo de herramientas usadas para este fin. Se recomienda una entrada media de arena de 0,5 m3/min y una máxima de 0,6 m3/min por metro del desarenador. Las áreas donde se manejan las arenas deben tener superficies impermeables y antideslizantes y drenajes adecuados. Los medios para el acarreo de las arenas deben tener protección para evitar pérdidas del material.
TRATAMIENTO PRIMARIO:
Sedimentadores primarios: remoción de sólidos suspendidos y DBO en aguas residuales mediante el proceso físico de asentamiento en tanques de sedimentación. Se recomienda usar 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. Debe utilizarse 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 el caso que sea necesario se pueden adicionar coagulantes para incrementar la eficiencia de remoción de sólidos suspendidos, fósforo y DBO. Geometría: las dimensiones están determinadas por la cantidad de aguas negras que se requiera tratar y debe diseñarse para caudal máximo esperado, para tanques rectangulares la relación largo ancho es de 1,5:1 y 15:1 para tanques circulares el diámetro es entre 3 y 60 m con una pendiente de fondo de 6 y 17% para tanques cuadrados no se recomiendan y los hexagonales o ortogonales son considerados circulares ya que están dotados de un equipo rotatorio para remoción de sólidos debe escogerse la mayor área calculada de acuerdo a las siguientes tasas de desbordamiento superficial mínima Q medio utilizar 33 m3/m2/día Q pico sostenido por 3 hrs 57 m3/m2/día Q pico 65 m3/m2/día. Tiempo de retención: debe basarse en el caudal de aguas negras y en el volumen del tanque. Se recomienda un periodo de retención mínimo de 1,0 hr tanto para los sedimentadores circulares como para rectangulares. 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. 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/día y para flujo horario pico de 80 a 120 m3/m2/día. En el caso de que se planee o exista un sistema de retorno de lodos activados de desecho se recomienda un TDS de 25 a 32 m3/m2/día y para flujo horario pico de 50 a 70 m3/m2/día, 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 propicia para lograr una eficiencia acorde con el nivel de confiabilidad de servicio en que se encuentre la planta. 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. 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 de 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 4000 m3/día no debe ser mayor de 133 m3/m/día y para plantas mayores puede ser hasta de 500 m3/m/día. Rebosaderos: para tanques rectangulares la localización de los rebosaderos deben evitar que las partículas suspendidas salgan de sedimentador, se colocan fuera de la influencia de la corriente de densidad o colocar pantallas que eviten el impacto de las corrientes se recomienda reducir la velocidad a 2 mm/s a lo largo de los clarificadores. Colocación de pantallas: en los circulares colocarlos debajo de estructura de alimentación de los alimentados por el centro el radio debe estar entre 10 y 20% por encima del radio de alimentación. Para los rectangulares la colocación de pantallas debe tener una extensión de 150 y 300 mm por debajo de los puntos de entrada. Control de olores: distancia mínima de amortiguamiento de 120 m, evitar una acumulación excesiva de lodos ya que se pueden descomponer, 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 descomponga se debe drenar, limpiar el interior (2) descomponer definitivo se debe limpiar y llenar con agua químicamente tratada para prevenir el crecimiento algas o bacterias de acuerdo con un EIA debe cubrirse el tanque recoger los olores y tratarlos para evitar los efectos sobre la comunidad adyacente si así lo exigen. Operación y mantenimiento: se debe tener un manual de operación y mantenimiento que contemple los aspectos de: plan de limpieza, control de olores, operación en condiciones de caudal mínimo y máximo, manejo de lodos, prevención de cortocircuito, arranque, control de lodos flotantes.
TAMICES:
No se recomienda su uso para los niveles bajo y medio de complejidad. Tipos de tamices: se recomiendan los microtamices en forma de disco rotativos, de bandeja rotativo cilíndrico y estáticos. En caso de la fabricación de otro debe estudiarse su eficacia. Capacidad hidráulica: rotativo de bandeja 0.6 – 2,5 m3/m2/d, rotativo cilíndrico 0.005 – 0.04 m3/m2/d, disco 0.004 – 0.04 m3/m2/d. Eficiencia: debe obtenerse una remoción de sólidos suspendidos mínimo de 15 a 30% para los microtamices rotativos de bandeja y rotativos cilíndricos y de 40 a 50% para los discos. Los microtamices rotativos cilíndricos deben remover el 55% de sólidos sedimentables, el 37% de remoción de grasas y 95% de sólidos flotantes. Características típicas: 1. Tamices en forma de disco pueden instalarse después del decantador y antes de los distribuidores rotatorios, en este caso el tamiz es una malla de acero inoxidable con aberturas 2 y 60 mallas por pulgada. 2. Los tamices rotativos por bandeja son una serie de bandejas inclinadas con tamices rectangulares sobrepuestos y conectados por dos hileras operados sobre ruedas dentadas con un par en la sección superior y otra en la inferior y soportadas por una estructura de acero. 3. Los tamices rotativos cilíndricos van rotando lentamente retirando las partículas de líquido que los atraviesa con aberturas entre 0,50 y 1,50 mm. Operación y mantenimiento: no requiere personal especializado, puede ser automatizado o manual. Se recomienda poner dos tamices alternándolos cada 24 hr en caso de obstrucción lavar con agua a presión, en caso que la velocidad de agua sea menor a la de daño aplicar aireación para mantener todo el material en suspensión. Control de olores: según EIA recoger malos gases tratarlos antes de ser dispuestos en el medio ambiente. Remoción de material cernido: van de lugar a lugar dependen de los hábitos de alimento de población y la presencia de industrias con efluentes al alcantarillado doméstico, dependen de la localidad en que se encuentren no se pueden descartar los sólidos retenidos en las corrientes de agua 1) secado y incineración 2) disposición de un relleno sanitario que estén absolutamente sellados.
TRATAMIENTO SECUNDARIO:
Pretratamiento (separación de sólidos): Desbaste: hacer pasar el agua por barrotes. Tamizado: filtración sobre soporte delgado. Dilaceración: triturar materia sólida incorporarlo al proceso de la planta. Desarenado: eliminar partículas superiores a 220 micras, evita daños corrosivos en el sistema, el agua circula por un canal a velocidad controlada permitiendo la sedimentación, protege de la abrasión al resto de la planta. Desaceitado y desengrasado: elimina grasas, aceites, espumas y demás materiales flotantes más ligeros en el agua, separación líquido-líquido, en el desengrasado se hace líquido-sólido, todo se hace por flotación, insuflación de aire para desemulsionar las grasas y mejorar la flotabilidad. Preaireación: mejora la tratabilidad del agua, control de olores, mejora separación de grasas, favorece floculación de sólidos, mantener el oxígeno en la decantación aun a bajos caudales, incrementa la eliminación de DBO5. Tratamiento primario: hace uso de sales inorgánicas para que se genere una floculación de partículas en suspensión y posterior precipitación, al agua previamente alcalinizada se le agregan electrolitos coagulantes (sulfato de aluminio, sulfato ferroso, sulfato férrico, cloruro férrico) para coagular y flocular, con la decantación obtenemos el fango primario. Tratamiento secundario: procedimiento biológico de depuración anaerobia, se elimina la contaminación orgánica disuelta, utiliza bacterias aerobias para remover cerca del 90% de los productos biodegradables.