Este documento describe el proceso de sedimentación en el tratamiento de aguas residuales. Explica que la sedimentación permite separar las impurezas del agua mediante la gravedad. Detalla los diferentes tipos de sólidos que pueden encontrarse en el agua residual y cómo estos se sedimentan de forma distinta dependiendo de su tamaño, peso y características. Además, explica los diferentes tipos de sedimentadores y cómo estos remueven los sólidos sedimentados para su posterior tratamiento y disposición.

1. SEDIMENTACIÓN Algunas impurezas que el agua contiene pueden separarse por efecto de la fuerza de gravedad. El agua residual contiene menos del 0.1%. Pero esta pequeña fracción es la que mayores problemas presenta a la hora de tratamiento y disposición. Los sólidos pueden encontrarse disueltos, flotando o en suspensión. Este método físico se emplea para remover el los sólidos sedimentables de los sólidos en suspensión. Los sólidos sedimentables son los que por su tamaño y peso sedimentan en el tiempo de una hora. En las aguas residuales domesticas se encuentran aproximadamente 75% de sólidos orgánicos y 25 inorgánicos. Para expresar la cantidad de sólidos removidos se utiliza mL solido/ L de agua residual o en ppm/ peso. El sedimentador es aquella estructura que sirve para reducir la velocidad de las aguas negras y que así se pueda dar la sedimentación de los sólidos. Proceso de sedimentación Cada tipo de sólidos presenta una característica distintiva de decantación para su remoción. El desarrollo y aplicación de técnicas que permitan la clarificación del agua residual requiere entendimiento del proceso y de las variables que influyan en la eficiencia de la sedimentación. Según la concentración y las características los sólidos deben de decantarse de distintas formas. En 1958 FITCH describió 4 tipos de sedimentación de acuerdo a la concentración y las propiedades floculantes de las partículas: Clarificación clase-1. Decantación de una suspensión diluida que tiene poca o nula tendencia flocular. Clarificación clase-2. Decantación de una suspensión diluida de partículas floculantes. Depende de la profundidad del tanque, propiedades del fluido y de las partículas. Decantación en bloque. Es cuando las partículas están cerca unas de otras. La fuerza entre ellas son capaces de mantenerlas en posiciones fijas, debido a esto las partículas sedimentan en forma de una masa. Compresión. Es cuando las partículas se encuentran en contacto, la estructura resultante forma una masa compacta y ejerce una compresión sobre las otras capaz. Han una gran cantidad de ecuaciones que permiten la descripción del fenómeno de sedimentación entre los cuales destacan la ley de Stokes y la ley de Newton. Una partícula discreta no-floculante se describe mediante las ecuaciones de la mecánica clásica. Los sólidos en suspensión de las AR domesticas e industriales comprenden una amplia gama de partículas de diferentes tamaños y características superficiales. Las partículas de mayor tamaño sedimentan de una manera más rápida que las finas. El contacto entre partículas aumenta debido al viento, perturbaciones hidráulicas, corrientes etc. Si se presentan partículas con características de aglomerante ocurre un crecimiento de partículas. Con la sedimentación simple acurre una reducción de 50 a 60% de materia en suspensión y de 30 a 35% de MO. En los sedimentadores se debe considerar un sistema que permita recoger y descargar los lodos generados durante este proceso. Si el tanque no es capaz de descargar los lodos la eficiencia de este se vería afectada. Se deben de concentrar los lodos para facilitar el manejo, tratamiento y disposición. Hay fracciones de materia que flotan en las AR debido a baja densidad denominándose espumas y los insolubles denominados grasas y aceites. Para lo cual el sedimentador debe estar provisto de una sistema que se encargue de eliminar este tipo de materia. Para el diseño de un tanque se debe tener en cuenta la sedimentación de los sólidos o materiales que se encontraran en dicho tanque. Tipos de sedimentadores. La mayoría de estos son rectangulares o circulares y tienen dispositivos mecánicos que se encargan de la remoción de los lodos. La selección del tanque depende de la instalación, disposición y reglamentos locales, condiciones del terreno y la estimación de costos. Se debe contar con dos sedimentadores para que mientras uno este fuera de servicio el otro funcione y el desempeño de la planta no se vea afectado. Tanques rectangulares. Se emplea para la sedimentación primaria y la clarificación presenta limitación en cuanto a la remoción de sólidos. Mediciones: Longitud: ancho ------------------------3:1 Ancho: profundidad--------------------1:1 a 2.25:1 Las profundidades típicas como sedimentador primario es de 2.4 y 3 m y como sedimentador secundario de 3 a 3.6 m. Los sólidos sedimentables son eliminados por medio de cadenas o raspas. Este último parece ser el más óptimo para esta labor. Las rastras llevan al lodo por un canal central que lleva a una tolva que puede almacenar lodo hasta por 24 horas. La purga de lodos se lleva cuando menos una ves al día para evitar la anaerobiosis. La espuma es retirada al ultimo por medio de unos rascadores que se desplazan por la superficie del liquido posteriormente es atrapado por los deflectores y luego eliminados hidráulica y mecánicamente. Tanques circulares. Son utilizados como sedimentadores primarios, secundarios y para el espesamiento de lodos. Los diámetros de estas unidades van desde 3 a 60 m. como sedimentador primario la profundidad es de 2 a 3 m y cuando es utilizado como sedimentador secundario o espesador es de 3 a 4 m o más. La pendiente del piso con rastras cuando se utiliza como sedimentador es de 1:12. Y como espesador es de 2:12 o más. Se puede almacenar los lodos en periodos de 2 a 4 horas. La remoción de los lodos en este tipo de tanques es por medio de rastras o de succión. Las unidades con rastras son utilizadas para tanques con diámetros de hasta 15 metros y las soportadas con mecanismos de puente. En succión puede llegar hasta 60 m y son soportados por mecanismos de pilares. Los desnatadores colectan las espumas o natas en forma radial a lo largo de la periferia y depositándolos en canales para su disgregación mediante la adición de agua.