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ANTERIOR MENÚ PRINCIPAL SALIR SIGUIENTE ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA SERIE AUTODIDÁCTICA DE AGUAS RESIDUALES SUBDIRECCIÓN GENERAL DE ADMINISTRACIÓN DEL AGUA (CNA) COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA HIDRÁULICA (IMTA) IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE SISTEMAS PRIMARIOSPARA EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES Autor: Cesar Calderón Mólgora. Revisor IMTA: Violeta Escalante Estrada. Revisor CNA: Miriam Beth Arreotúa Cosmes. Luis Miguel RiveraChávez. Editor: Cesar G. Calderón Mólgora. Presentación: Ana Cecilia Tomasini Ortíz.

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ANTERIORMENÚ

PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

SERIE AUTODIDÁCTICA DE AGUAS RESIDUALES

SUBDIRECCIÓN GENERAL DE ADMINISTRACIÓN DEL AGUA (CNA) COORDINACIÓN DE TECNOLOGÍA HIDRÁULICA (IMTA)

IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE

SISTEMAS PRIMARIOSPARA EL

TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

Autor: Cesar Calderón Mólgora.

Revisor IMTA: Violeta Escalante Estrada.

Revisor CNA: Miriam Beth Arreotúa Cosmes. Luis Miguel RiveraChávez.

Editor: Cesar G. Calderón Mólgora.

Presentación: Ana Cecilia Tomasini Ortíz.

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ANTERIORMENÚ

PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

¿Para quién?

Este manual se dirige a los especialistas técnicos de las brigadas de inspección y verificación quienes se encargan del muestreo de las descargas de los usuarios en aguas nacionales.

¿Para qué?

Este manual se elaboró con el fin de proporcionar al usuario los fundamentos para describir el principio de funcionamiento de los sistemas fisicos y fisicoquímicos de tratamiento de aguas residuales, así como para identificar los diferentes procesos mediante los cuales se lleva a cabo el tratamiento primario.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

1. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

2. EQUIPOS E INSTALACIONES DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

3. TIPO DE CONTAMINANTES QUE REMUEVEN LOS SISTEMAS PRIMARIOS Y LAS EFICIENCIAS DE REMOCIÓN

4. TRATAMIENTO FISICOQUÍMICO

REGRESAR

CONTENIDO

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ANTERIORMENÚ

PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

1 PRINCIPIO DE FUNCIONAMIEANTO DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La norma mexicana NMX-AA-34 define los sólidos totales como la suma de los sólidos suspendidos totales y los sólidos disueltos totales.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Los sólidos suspendidos totales están constituidos por sólidos en suspensión cuyo tamaño de partícula sea mayor o igual que 1.2 mm.

Los sólidos suspendidos pueden permanecer en suspensión o sedimentar (sólidos sedimentables)

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

1.2 mm0.001 mm

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Con el fin de aclarar conceptos se utilizara el diagrama de flujo del proceso analítico para la determinación de sólidos totales

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Muestra Sedimentación

en Cono Imhoff

Sólidos sedimentables

S sed

Evaporación en cápsula de porcelana (103ºC)

Sólidos Totales

ST

Filtrado en filtro de fibra

de vidrio 1.2m

Evaporación a 103 ºC

Evaporación a 103 ºC

“Torta” de sólidos Filtrado

Sólidos suspendidos

SS

Sólidos Disueltos (o filtrables)

SD

Calcinación a 550ºC

Calcinación a 550ºC

Filtrado en malla de 3 mm o equivalente

(NOM AA 06)

Materia flotante

Sólidos Suspendidos

Volátiles SSV

Sólidos Suspendidos

Fijos SSF

Sólidos Disueltos Volátiles

SDV

Sólidos Disueltos

Fijos SDF

Sólidos Volátiles Totales

SVT

Sólidos Fijos

Totales SFT

Sólidos Totales

ST

Diagrama de flujo para la determinación de sólidos

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Muestra Sedimentación

en Cono Imhoff

Sólidos sedimentables

S sed

Evaporación en cápsula de porcelana (103ºC)

Sólidos Totales

ST

Filtrado en filtro de fibra

de vidrio 1.2m

Evaporación a 103 ºC

Evaporación a 103 ºC

“Torta” de sólidos Filtrado

Sólidos suspendidos

SS

Sólidos Disueltos (o filtrables)

SD

Calcinación a 550ºC

Calcinación a 550ºC

Filtrado en malla de 3 mm o equivalente

(NOM AA 06)

Materia flotante

Sólidos Suspendidos

Volátiles SSV

Sólidos Suspendidos

Fijos SSF

Sólidos Disueltos Volátiles

SDV

Sólidos Disueltos

Fijos SDF

Sólidos Volátiles Totales

SVT

Sólidos Fijos

Totales SFT

Sólidos Totales

ST

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ANTERIORMENÚ

PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Muestra Sedimentación

en Cono Imhoff

Sólidos sedimentables

S sed

Evaporación en cápsula de porcelana (103ºC)

Sólidos Totales

ST

Filtrado en filtro de fibra

de vidrio 1.2m

Evaporación a 103 ºC

Evaporación a 103 ºC

“Torta” de sólidos Filtrado

Sólidos suspendidos

SS

Sólidos Disueltos (o filtrables)

SD

Calcinación a 550ºC

Calcinación a 550ºC

Filtrado en malla de 3 mm o equivalente

(NOM AA 06)

Materia flotante

Sólidos Suspendidos

Volátiles SSV

Sólidos Suspendidos

Fijos SSF

Sólidos Disueltos Volátiles

SDV

Sólidos Disueltos

Fijos SDF

Sólidos Volátiles Totales

SVT

Sólidos Fijos

Totales SFT

Sólidos Totales

ST

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Los sólidos totales son toda la materia que permanece como residuo después de que una muestra de agua residual ha sido evaporada entre 103° y 105º centígrados.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Para determinar los sólidos suspendidos totales es necesario filtrar una muestra a través de un filtro estándar de fibra de vidrio con diámetro nominal de 1.2 mm. Las partículas retenidas en el filtro son los sólidos suspendidos totales.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Para definir materia flotante y materia

sedimentable revisaremos el concepto de densidad.

La densidad ( ) es la cantidad de materia

contenida en una unidad de volumen.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Cada sustancia tiene una densidad específica, cuando mezclamos un líquido y un sólido o dos líquidos con densidades diferentes, la densidad específica de cada uno de ellos provocará que se acomode abajo el de mayor densidad.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Este vaso tiene una capacidad de 100 cm3.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

100

Su peso es 100 gramos

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si lo llenamos de arena

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Tendrá un peso de 350 gramos.

Restando el peso del vaso (100 g) se tienen 250 gramos de arena.

rarena = 250 g/100 cm3

rarena = 2.5 g/cm3

rarena = 2,500 kg/m3

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

El mismo vaso (de 100 cm3 de capacidad).

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si lo llenamos con mercurio

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Tendrá un peso de 1,455 gramos

Restando el peso del vaso (100 g) se tienen 1,355 gramos de mercurio.

rmercurio = 1,355 g/100 cm3

rmercurio = 13.55 g/cm3

rmercurio = 13,550 kg/m3

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Por tercera ocasión el mismo vaso.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

En esta ocasión lo

llenamos de agua

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Tendrá un peso de 200 gramos.Restando el peso del vaso (100 g) se tienen 100 gramos de agua.ragua = 100 g/100 cm3

ragua = 1 g/cm3

ragua = 1,000 kg/m3

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

rhielo = 915 kg/m3

ragua= 1,000 kg/m3

Le agregamos agua y hielos

rarena = 2,500 kg/m3

rmercurio= 13,546 kg/m3

Le agregamos mercurio y arena

ragua = 1,000 kg/m3

rarena = 2,500 kg/m3

Le agregamos agua y arena

Al mismo vaso

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si la densidad de la materia sólida (s) es menor que la del agua (), el sólido flota (s <). Este caso es el que describe a la materia flotante.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si la densidad de la materia sólida (s) y la del agua () son iguales, el sólido permanece suspendido en el agua a la altura en que se haya dejado, a menos que una fuerza externa cambie la posición de la partícula (s=).

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si la densidad de la partícula es ligeramente superior que la del agua, el sólido se desplaza lentamente hacia el fondo del recipiente (s>).

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Esto generalmente se presenta en los

sedimentadores, tanto primario

como secundario

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si la densidad de la partícula es mucho mayor que la del

agua, el sólido se hunde con facilidad y se deposita en el fondo de la estructura que contiene o conduce el agua

(s>>). Esto ocurre en los desarenadores.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La materia flotante, además de ser menos densa que el agua, debe ser retenida por una malla con abertura de 2.8 a 3 milímetros.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La mayor parte de la materia suspendida tiene una densidad mayor que la del agua (es sedimentable). Sin embargo, además de la densidad hay otros factores que determinan que una partícula pueda o no sedimentar.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Los sólidos sedimentables o potencialmente

sedimentables, cuando se desplazan a través

del líquido, experimentan la acción

de tres fuerzas.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

FDFD

FB

FW

Diagrama de fuerzas sobre una partícula

en un líquido

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

1. Una fuerza exterior que es la que provoca el movimiento y puede ser la gravedad, o puede ser el resultado de campos magnéticos o eléctricos (FW).

FDFD

FB

FW

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

2. La fuerza de empuje del fluido (FB) que actúa en la misma dirección que la gravedad, pero en sentido contrario.

FDFD

FB

FW

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

3. La fuerza de arrastre (FD) se manifiesta en forma paralela al movimiento de la partícula a través del fluido, pero con un sentido opuesto

FDFD

FB

FW

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Las unidades, en las cuales se lleva a cabo la separación de los sólidos, operan en forma continua. Por ello, el agua se desplaza con una velocidad horizontal (Vx), la cual interfiere con el movimiento descendente de las partículas

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Trayectoria de las partículas en un sistema continuo

F W

F B

F DF D

V XV X

V X = V e l o c i d a d m e d i a d e l a g u a e n l a d i r e c c i ó n X .

F W

F B

F DF D

V XV X

F W

F B

F DF D

V XV X

V X = V e l o c i d a d m e d i a d e l a g u a e n l a d i r e c c i ó n X .

F W

F B

F DF D

V XV X

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

F W

F B

F DF D

V XV X

V X = V e l o c i d a d m e d i a d e l a g u a e n l a d i r e c c i ó n X .

F W

F B

F DF D

V XV X

F W

F B

F DF D

V XV X

V X = V e l o c i d a d m e d i a d e l a g u a e n l a d i r e c c i ó n X .

F W

F B

F DF D

V XV X

Trayectoria de las partículas en un sistema continuo

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Trayectoria de las partículas en un sistema continuo

FW

FB

FDFD

VXVX

VX = Velocidad media del agua en la dirección X.

FW

FB

FDFD

VXVX

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si las fuerzas de arrastre y de empuje del fluido son mayores que el paso de la partícula, entonces esta última no puede sedimentar.

FB + FD < FW La partícula sedimenta

FB + FD FW La partícula no sedimenta

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Este fenómeno se refiere a la sedimentación de las partículas discretas.

Las partículas sedimentan por sí mismas y no hay interacción con otras partículas.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Si todas las partículas en el agua residual fueran discretas, la

eficiencia de remoción dependería

exclusivamente de la superficie del sedimentador.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Sin embargo, hay partículas que son capaces de unirse entre sí para aumentar su masa y tamaño.

Esto se conoce como sedimentación de partículas floculantes (sedimentación tipo II).

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Cuando las partículas sedimentan en bloque se conoce como sedimentación tipo III. En este caso ocurre un fenómeno de filtración. Al descender el bloque de partículas, estás pueden atrapar otras partículas suspendidas de sedimentación más lenta y arrastrarlas.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La sedimentación tipo IV ocurre en aguas con una concentración muy grande de partículas.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La sedimentación tipo I y tipo II son las que encontramos en los sistemas primarios.

La sedimentación tipo III ocurre en agua con una concentración media de sólidos.

La sedimentación tipo IV ocurre en espesadores y en las tolvas de los sedimentadores.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

2. EQUIPOS E INSTALACIONES DEL TRATAMIENTO PRIMARIO

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Toda planta de tratamiento de aguas residuales está integrada por una serie de unidades de proceso colocadas en forma secuencial, dependiendo de los contaminantes que haya que remover.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Planta típica de tratamiento de aguas residuales del tipo primario

Pretratamiento Tratamiento de lodos

Tratamiento primario

Rejas Rejillas Desarenador

Sedimentador primario

Medidor de flujo (no es parte del pretratamiento)

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Usualmente, las plantas de tratamiento primario de aguas municipales

comprenden el cribado, la medición de flujo, el

desarenador y la unidad primaria de

separación de sólidos

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Toda planta de tratamiento debe contar con una

línea para el tratamiento de los lodos de desecho

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Existe una variante de tratamiento conocida como

tratamiento primario avanzado que incluye una

dosificación de reactivos para ayudar a la formación de flóculos y, de esta forma,

aumentar la sedimentación.

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Planta de tratamiento del tipo primario avanzado o físicoquímico

Pretratamiento Tratamiento de lodos

Tratamiento primario

Rejas Rejillas Desarenador

aerado

Sedimentador primario

Medidor de flujo (no es parte del pretratamiento)

Reactivos

Pretratamiento Tratamiento de lodos

Tratamiento primario

Rejas RejillasDesarenador

Sedimentador primario

Medidor de flujo (no es parte del pretratamiento)

Reactivos

Floculador

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PRINCIPALSALIRSIGUIENTE

ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

En aguas residuales provenientes de procesos industriales es usual que no se cuente con rejas ni rejillas ni desarenadores y, en cambio, si es frecuente que se encuentren tanques de igualación y/o neutralización, ya que hay grandes variaciones en el caudal o en la composición del agua.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Tren industrial de tratamiento primario

Pretratamiento

Tratamiento

de lodos

Medidor de flujo

Tanque de igualación y/o

tanque de neutralización

(opcional)

Flotador por aire disuelto

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

A continuación se describen las

unidades de proceso, o las operaciones

unitarias que aparecen en las

ilustraciones

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Cribado

El cribado es un método que remueve los contaminantes más voluminosos. Las cribas se clasifican en función del tamaño de la partícula removida.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Las unidades de cribado más usadas, para las plantas de tratamiento de aguas municipales son las rejillas.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Una unidad de rejillas consta de barras de acero verticales o inclinadas espaciadas a intervalos regulares, situadas en forma perpendicular al canal a través del cual fluye el agua residual

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Rejilla automática

ANCHO DEL CANAL

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Rejilla manual

1) Rejilla inclinada. 2) Charola de escurrimiento.

3) Rejilla horizontal fija.

1 2 3

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Medición de flujo

La localización de los medidores de flujo puede ser antes de la planta, entre las rejillas y el desarenador o antes del sedimentador primario, en la estación de bombeo o antes de la descarga final del efluente.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Desarenadores

La función de los desarenadores es eliminar la arena del agua residual para proteger los equipos mecánicos de la abrasión y el desgaste, evita la obstrucción de los conductos y reduce la acumulación de material inerte en los tanques.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Desarenadores

La ubicación más frecuente de los desarenadores es despues de las rejillas y antes del sedimentador primario

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Desarenadores

Existen tres tipos de desarenadores: los de flujo horizontal, los aerados y los de vórtice

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Desarenadores de flujo horizontal

Compuerta de cierre

Compuerta para el control del nivel de agua

INFLUENTE

EFLUENTE

Planta de un desarenador de doble canal

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Desarenadores de flujo horizontal

Vista en planta de un tanque desarenador a nivel constante.

Influente

Efluente

Inclinación

Tanquecolector

Rotación

Cucharón

Rastras

Tubo de retornoMecanismo de retorno

Motoreductor

MotorCinturón protector

Contenedor parala arena

Caja dedescargade arena

Deflectores

Rastras reciprocantes

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Desarenadores aerado

Trayectoria del agua y las partículas en un desarenador aerado.

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Desarenadores de vórtice

Desarenadores tipo vórtice: a) unidad PISTA y b) unidad taza de té

Motor

Influent e

Trayectoria de

la arena

Efluente

Salida de la

arena Efluente

Deflector

Orificio de

la descarga

Controlador

de flujo

Salida de la

arena

Fle cha

Turbina

Bomba de

aire (airlift)

Planta

Salida

Entrada

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Colección y remoción

La arena eliminada por los desarenadores puede estar libre de materia

orgánica o tener un alto porcentaje de ella.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Tratamiento primario

Se lleva a cabo la separación de la materia orgánica particulada. Esto se puede hacer a través de la sedimentación, la flotación o el microcribado.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

SedimentadoresLos sedimentadores primarios generalmente se diseñan para tener un tiempo de retención hidráulico (TRH) de 11/2 a 21/2

horas y una carga hidráulica de 32 a 50 m3/m2/d (0.37 y 0.58 mm/s).

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Sedimentadores

La carga hidráulica es el volumen de agua que pasará sobre la superficie horizontal del tanque en un día.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Sedimentadores

Existen dos tipos de sedimentadores:

• circulares

• rectangulares

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Sedimentadores

Tanto en los circulares como en los rectangulares, se

crean condiciones de movimiento suave y lento

para que las partículas puedan depositarse en el

fondo.

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Sedimentadores

Ambos tipos cuentan con estructuras que les permiten desplazar los lodos depositados en el fondo del tanque hasta una tolva donde se concentran.

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Sedimentadores

Tanto circulares como rectangulares

tienen un mecanismo para colectar las natas o materia

flotante

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Sedimentador rectangularPueden ser implementados como una sola unidad o varias, con una pared común entre todas ellas, por lo que requiere de un área disponible menor.

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Sedimentador rectangular

Los sólidos sedimentables depositados en el fondo del tanque son eliminados por medio de transportadores de cadena o rastras, o bien, por puentes corredizos.

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Sedimentador rectangular

Las rastras mueven el lodo por un canal central, el cual conduce a una tolva localizada al final del canal.

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Sedimentador rectangular

La materia flotante, sólida y líquida que llamaremos nata, se colecta al final del tanque por medio de medias cañas móviles, o bien, por rascadores que se mueven sobre la superficie del líquido.

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Sedimentador rectangular

1.- Llegada del agua bruta

2.- Cadena sin fin

3.-Salida de agua decantada

4.- Recolección de flotantes

5.- Evacuación de lodos

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Sedimentador rectangular

Para caudales muy pequeños se pueden utilizar sedimentadores sin mecanizar, en esos casos, la pendiente del piso es mucho mayor, de tal forma que los sólidos que lleguen al fondo puedan seguirse desplazando hasta llegar a la tolva.

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Sedimentador rectangular

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Sedimentador rectangular

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Sedimentador circular

Son usados como sedimentadores

primarios o secundarios. En estos

el flujo es radial.

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Sedimentador circular

1. Influente 4. Salida de agua decantada 2. Puente de rastras 5. Evacuación de lodos 3. Zona de floculación

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Sedimentador circular

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Flotación de sólidos

Los sólidos cuando tienen una densidad baja y son finos, pueden también ser separados como espuma o materia flotante. La forma más eficiente para hacer esto es por el proceso de flotación por aire disuelto (DAF).

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Flotación de sólidos

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Flotación de sólidosLa flotación de sólidos es una operación unitaria en la cual un gran número de microburbujas de aire se adhieren a las partículas y las elevan hasta la superficie del agua.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Flotador por aire disuelto

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Microcribas

Hay de varios tipos, pueden ser curvadas, que pueden ser estáticas o vibratorias; o de tambor rotatorio

Microcribas curveadas

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

MicrocribasSe utilizan porque ahorran espacio y en algunas aplicaciones, tales como la remoción de picos de pollo y plumas en rastros avícolas son particularmente aptas Microcribas estáticas

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

3. TIPO DE CONTAMINANTES QUE REMUEVEN LOS SISTEMAS PRIMARIOS Y LAS EFICIENCIAS DE REMOCIÓN

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Generalmente una planta de tratamiento presenta unidades de procesos instaladas en forma secuencial que van quitando de mayor a menor diámetro los sólidos presentes en el agua residual

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Las rejillas del pretratamiento eliminarán sólidos voluminosos.

El desarenador separa las partículas más densas y cuyo origen será de tipo inorgánico.

Los sedimentadores, microcribas y flotadores por aire disuelto (DAF) removerán partículas de composición orgánica.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Un sistema primario convencional, que trata agua doméstica, removerá entre 50 y 65% de los sólidos suspendidos totales y cerca de 30% de la DBO5.

Eficiencia de remoción

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Un sistema primario avanzado puede alcanzar una remoción de la materia suspendida de 84.3% y 57% de la DBO5

Eficiencia de remoción

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Los sistemas flotación por aire disuelto alcanzan niveles de remoción de 90% y superiores. Se estima que su efluente puede tener entre 20 y 30 mg/L de sólidos suspendidos y los niveles de remoción de la DBO5 serán semejantes a los que alcanza un tratamiento primario avanzado.

Eficiencia de remoción

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Las microcribas pueden alcanzar eficiencias de remoción muy altas, siempre y cuando se haya elegido el tamaño y la abertura correcta.

Eficiencia de remoción

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

4. TRATAMIENTO FISICOQUÍMICO

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

El tratamiento físicoquímico es un sistema en el cual se agregan sales metálicas y/o polímeros al agua residual cruda para provocar que las partículas en suspensión se desestabilicen, entren en contacto entre si y, de esta forma, aumenten su tamaño para que sean fácilmente removidas a través de sedimentadores o flotadores por aire disuelto.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La fracción filtrable son las partículas mayores que 1.2 µm y representan cerca del 50% de la materia en suspensión y 30% de la materia orgánica total. Sin embargo, el límite de la materia particulada que puede ser removida por sistemas fisicoquímicos es de 0.08 µm y abarca hasta el 75% de la materia orgánica (medida como DQO).

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Tratamiento biológico

Tratamiento

biológico

Tratamiento mecánico (físico)

Tratamiento físico-químico

DQO 25% 75%

0.0001m 0.001m 0.01m 0.1m 1m 0.01mm 0.1mm 1mm 10mm

DQO 65% 35%

Remoción de DQO por diferentes métodos de tratamiento

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

De acuerdo con lo anterior, las partículas de menor

diámetro que pueden ser removidas mediante un

tratamiento fisicoquímico oscilan entre 0.08 y 0.1 µm y hasta el 75% de la materia

orgánica.

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

La aplicación más frecuente del tratamiento físicoquímico es para:

• Aumentar la remoción de sólidos suspendidos y de DBOtotal en las instalaciones de sedimentación primaria o de flotación y sin la intervención de procesos biológicos.

• Acondicionar el agua residual que contiene desechos tóxicos o no biodegradables.

• Aumentar la eficiencia del sedimentador en los sistemas biológicos.

• Pretratar el agua con el fin de aumentar la eficiencia de los procesos subsecuentes.

• Disminuir el contenido de fósforo en el agua.

• Tratar aguas residuales en climas muy fríos.

• Acondicionar el agua residual para riego

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Las configuraciones más comunes que se utilizan para aplicar el tratamiento físicoquímico de las aguas residuales son de tres tipos:

• Tratamiento primario avanzado (TPA)

• Tratamiento físicoquímico primario

•Tratamiento físicoquímico secundario

Sistemas típicos

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Variantes del tratamiento físicoquímico de las aguas residuales

Coagulante Polímero

Desarenador

Sedimentador

Desarenador

Sedimentador

Floculador

Coagulante Polímero

Sedimentador

Sedimentador

Floculador

Desarenador

Coagulante Polímero

Efluente

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

En cualquiera de estas modalidades es necesario que exista un dispositivo que permita hacer la mezcla rápida del coagulante. Puede tratarse del canal Parshal, un desarenador aerado, un mezclador estático en línea o tanque de mezclado.

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Tratamiento Primario Avanzado

Es una adecuación que se hace a un sedimentador primario ya existente para aumentar la eficiencia del sistema. Una variante es la sustitución del sedimentador por un flotador por aire disuelto.

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Tratamiento Físicoquímico Primario

Tiene un tanque para floculación y un sedimentador o un flotador por aire disuelto.

En plantas industriales es posible encontrar una variante conocida como unidad del contacto de sólidos.

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Unidad de contacto de sólidos

Agua residual cruda con

coagulante

Polímero

floculación

Efluente

Mezcla

Manto de lodos

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Tratamiento Físicoquímico

Secundario

Cuenta con un sedimentador primario, una cámara de floculación y un sedimentador secundario.

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Para que el proceso sea eficiente, es necesario

controlar tanto la mezcla rápida como la mezcla

lenta.

Control de proceso

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Estas variables se deben combinar para dar un resultado

óptimo, formar un flóculo de buen tamaño, capaz de

sedimentar, que minimice el consumo de reactivos y

maximice la remoción de materia particulada.

Control de proceso

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

Es importante tomar en cuenta el pH. Las sales metálicas

utilizadas para la destabilización de las

partículas actúa de forma eficiente en ciertos rangos de pH. Por ello hay que vigilar y controlar el pH del influente.

Control de proceso

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La forma más eficaz de controlar el proceso es a través de las pruebas de jarras. Es una simulación del proceso hecha en vasos de precipitados de 1 a 2 L, en los cuales se observa a que pH reponde mejor y en que condiciones de mezcla se obtiene los mejores resultados.

Control de proceso

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Producción de lodos

Con el tratamiento primario avanzado hay mayor producción de lodo primario que por el tratamiento primario convencional. Esto se debe a la remoción de mayor cantidad de materia en suspensión y por los reactivos necesarios para llevar a cabo el tratamiento.

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Ciudad Juárez, Chihuahua

Las plantas de tratamiento de aguas residuales de Ciudad Juárez, Chih., son del tipo fisicoquímico primario. Los equipos de tratamiento son de una patente conocida como Densadeg que utiliza el contacto de sólidos y la sedimentación tipo lamelar (placas paralelas).

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Unidad de contacto de sólidos Densadeg

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Ciudad Juárez, Chihuahua

El caudal que tratan es de 1 y 2.5 m3/s, utilizan sulfato de aluminio como coagulante y un polímero catiónico de alto peso molecular. Con este proceso logran efluentes con DBO menores a 150 mg/L y SST menores a 80 mg/L. Las eficiencias de remoción son de 70% de sólidos suspendidos totales y 40% de demanda bioquímica de oxígeno.

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Aguas Blancas, Acapaulco, Gro

La Planta de Tratamiento de Aguas Blancas es un sistema de tratamiento primario avanzado. Los reactivos que utiliza para el tratamiento son: sulfato de aluminio y un polímero aniónico.

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Aguas Blancas, Acapaulco, Gro

La planta incluye los siguientes elementos:

· Rejillas automáticas

· Desarenadores y lavador de gases

· Cárcamo de bombeo de aguas crudas

· Tanques de dosificación de sulfato de aluminio

· Módulos de coagulación-floculación (mezcla rápida y mezcla lenta).

· Clarificadores

· Tanque de contacto de cloro

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Aguas Blancas, Acapaulco, Gro.

Una vez que el agua pasa por las rejillas y los desarenadores entra en los módulos de coagulación floculación. En un tanque de mezcla rápida se añade el sulfato de aluminio y posteriormente se agrega el polímero aniónico. El agua entra en el floculador para continuar con la formación de flóculos.

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Aguas Blancas, Acapaulco, Gro.

El siguiente paso es la separación en el clarificador del agua y los sólidos formados.

Por último, el agua se desinfecta en el tanque de contacto de cloro. El efluente se descarga a través de un emisor en la Playa Olvidada.

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Aguas Blancas, Acapaulco, Gro.

La planta cuenta con un sistema de estabilización de lodos con cal, y con un tren de tratamiento de gases para controlar los olores.

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Aguas Blancas, Acapaulco, Gro

La tabla muestra la eficiencia de remoción de contaminantes y los valores promedio que alcanza la planta de Aguas Blancas. Cabe señalar que cumple con los valores marcados por la NOM-ECOL-001-1996.

Parámetro EficienciaInfluente Efluente %

SS mg/L 1.33 0.1 92.48SST mg/L 130.4 26.64 79.57SSV mg/L 103.25 19.32 81.29SDT mg/L 385 356 7.53DQO mg/L 205 53.48 73.91DBO mg/L 150 42.88 71.41CLR mg/L 1.8 1.91TURBIEDAD FTV 159 43 72.96G y A mg/L 27.73 91 67.18COLIFORMES FECALES 337 223 99.99

Valores promedio

Eficiencias de remoción

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ÚLTIMA DIAPOSITIVA MOSTRADA

SISTEMA DE COLECCIÓN DE AGUA RESIDUAL

RECARGA DE ACUÍFEROS

IRRIGACIÓN U OTROS USOS

CLORACIÓN

DESINFECCIÓN ULTRAVIOLETAFILTRACIÓNTRATAMIENTO SECUNDARIO

TRATAMIENTO PRIMARIO

BOMBEO INFLUENTE

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CANALES DESARENADORES CON VERTEDORES PROPORCIONALES SUTRO

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Flotación de sólidos