Un tanque de sedimentación es un dispositivo técnico utilizado para eliminar los sólidos en suspensión y las partículas del agua o de las aguas residuales. Funciona según el principio físico de la sedimentación, en el que las partículas se separan del agua por gravedad y se depositan en el fondo del tanque. Los tanques de sedimentación son una parte esencial de muchos procesos de tratamiento de agua y aguas residuales y se utilizan a menudo en el pretratamiento mecánico, el tratamiento químico-físico del agua y el tratamiento biológico de las aguas residuales.
Índice
Significado de cuenca de sedimentación
Protección de los sistemas aguas abajo:
- Los tanques de sedimentación reducen la carga de sólidos en las etapas de tratamiento posteriores, como los reactores biológicos.
Aumento de la eficacia de los procesos químico-físicos:
- La separación de los productos de la precipitación y los flóculos después del tratamiento en las plantas CP se apoya en la sedimentación.
Tratamiento de aguas residuales:
- En las plantas de tratamiento de aguas residuales municipales e industriales, los tanques de sedimentación se utilizan para separar los lodos primarios y secundarios y producir agua clara.
Conservación de los recursos:
- Recuperación de sólidos, como metales valiosos o productos químicos, a partir de aguas residuales industriales.
Funcionalidad de la balsa de sedimentación
La sedimentación en el tanque se basa en las diferentes densidades del agua y los sólidos. Las partículas pesadas se hunden por efecto de la gravedad, mientras que los componentes más ligeros, como grasas o aceites, pueden flotar hasta la superficie.
Tipos de balsas de sedimentación
El diseño y la función de un tanque de sedimentación dependen en gran medida de la aplicación respectiva y de los requisitos específicos. Hay varios tipos que se utilizan en la práctica:
1. balsas de sedimentación rectangulares
- Estructura:
- El agua fluye horizontalmente por la cuenca.
- Los sedimentos se recogen en el fondo y se retiran mediante rascadores de lodos.
- Aplicación:
- Pretratamiento mecánico en plantas de tratamiento de aguas residuales, separación de sólidos en suspensión gruesos.
- Ventajas:
- Construcción y mantenimiento sencillos.
- Desventajas:
- Necesidades de espacio relativamente grandes.
balsa de sedimentación de 2ª ronda
- Estructura:
- El agua fluye radialmente del centro a la periferia o viceversa.
- Los lodos se recogen y vierten de forma centralizada.
- Aplicación:
- Suelen utilizarse como clarificadores secundarios en las depuradoras municipales.
- Ventajas:
- Diseño compacto, distribución uniforme del caudal.
- Desventajas:
- Construcción más compleja en comparación con las piscinas rectangulares.
3. clarificador lamelar
- Estructura:
- Piscinas equipadas con placas o tubos inclinados.
- Mayor superficie de sedimentación gracias a la estructura laminar.
- Aplicación:
- Alta eficacia de separación con un tamaño reducido, especialmente en aplicaciones industriales.
- Ventajas:
- Ahorro de espacio, alta eficiencia.
- Desventajas:
- Mayores costes de mantenimiento debido a las estructuras de lamas.
4. clarificadores primarios y secundarios
- Clarificador primario:
- Elimina las partículas gruesas antes del tratamiento biológico.
- Clarificador secundario:
- Separa los lodos activados de las aguas residuales tratadas tras el tratamiento biológico.
Foto: Nuestro decantador secundario con rascador circular como parte de nuestra planta de tratamiento biológico ALMA BHU BIO
Parámetros de diseño importantes
Carga hidráulica:
- El caudal de entrada debe regularse de forma que no se produzcan turbulencias que puedan perjudicar la sedimentación.
- Velocidad de flujo típica: 0,3-0,5 m/s.
Tiempo de permanencia:
- El tiempo de retención en el tanque depende del tamaño de las partículas y de las propiedades de sedimentación.
- Típico: 1-2 horas.
Carga superficial:
- Relación entre el caudal y la superficie de la cuenca, especificada en m3/m2⋅h (caudal volumétrico por superficie).
- Valores típicos: 0,5-2 m³/m²-h.
Eliminación de lodos:
- La eliminación periódica de los lodos sedimentados es necesaria para mantener un funcionamiento eficaz y evitar la resuspensión de partículas.
Eficacia de separación:
- El objetivo es separar al menos el 90 % de las partículas con un tamaño > 0,1 mm.
Factores que influyen en la eficiencia
Composición del agua:
- La densidad de las partículas, la viscosidad y la temperatura del agua influyen directamente en la sedimentación.
Condiciones hidráulicas:
- Las turbulencias y los flujos en cortocircuito reducen la eficacia de la separación.
Aditivos:
- La adición de floculantes (por ejemplo, polímeros, sales de aluminio) mejora la separación de las partículas finas.
Mantenimiento:
- Los depósitos o la sedimentación en el fondo de la piscina reducen la eficacia y aumentan el riesgo de averías.
Aplicaciones prácticas
1. tratamiento del agua
- En el tratamiento del agua de los ríos, se utilizan tanques de sedimentación para eliminar la arena, el limo y la materia orgánica antes de seguir tratando el agua.
2. tratamiento de aguas residuales
- En las plantas municipales de tratamiento de aguas residuales:
- Pretratamiento: Eliminación de arena, grasa y partículas gruesas.
- Clarificación secundaria: Separación de los lodos activados tras el tratamiento biológico.
- En los sistemas de aguas residuales industriales:
- Separación de sólidos de las aguas residuales de producción (por ejemplo, en la industria alimentaria o metalúrgica).
3. precipitación y floculación en plantas CP
- Los tanques de sedimentación se utilizan para separar sustancias precipitadas como fosfatos, metales pesados o partículas orgánicas.
Foto: Tanque de sedimentación con recirculación de biomasa en nuestro biorreactor anaerobio ALMA BHU GMR
Ventajas de las balsas de sedimentación
Eficiencia energética:
- No requiere transporte mecánico, ya que la sedimentación se basa en la gravedad.
Robustez:
- Adecuado para una amplia gama de partículas y aguas residuales.
Escalabilidad:
- Adaptable a diferentes caudales y aplicaciones.
Retos y oportunidades de optimización
Eficacia con partículas más finas:
- Las partículas muy finas o coloidales sedimentan lentamente. El pretratamiento por precipitación o flotación puede mejorar la eficacia.
Espacio necesario:
- Los tanques de sedimentación tradicionales requieren mucho espacio. El uso de clarificadores lamelares o sistemas compactos puede minimizarlo.
Eliminación de lodos:
- Los lodos depositados en el suelo deben retirarse con regularidad y eliminarse o tratarse adecuadamente.
Conclusión
Los tanques de sedimentación son componentes indispensables de la tecnología del agua y las aguas residuales que impresionan por su diseño robusto y energéticamente eficiente. Sus versátiles aplicaciones abarcan desde el pretratamiento mecánico hasta el tratamiento biológico, pasando por la precipitación y floculación en sistemas CP. La planificación cuidadosa, el mantenimiento regular y la optimización de los parámetros de funcionamiento son esenciales para garantizar una alta eficacia de separación y maximizar la vida útil de los sistemas. Los avances modernos, como los clarificadores lamelares y los sistemas automatizados de eliminación de lodos, mejoran continuamente la eficacia de los tanques de sedimentación, aumentando aún más su importancia en el tratamiento de aguas industriales y municipales.
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