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DISEÑO DE SEDIMENTADORES
Álvaro Castillo Miranda
Álvaro Castillo Miranda
Sedimentación es la operación mediante la cual los sólidos en suspensión en un fluido, con una densidad superior a la de éste, son separados del mismo, debido al efecto de la
gravedad
Las partículas pueden ser discretas o floculentas
Sedimentación de una partícula discreta en un fluido en reposo
Fuerza de Rozamiento
Empuje
F. Externa
FE
FR
Fp
dCgv sS SD
134
Ecuación General de sedimentación de una partícula discreta en un fluido en reposo
Movimiento de la partícula en un fluido con alto NR
CD: coeficiente de arrastre, adimensional.
Distribución Uniforme del flujo en la entrada. Flujo Horizontal en la zona sedimentación. La velocidad del agua es la misma en toda la
sección transversal.
La unidad tiene claramente definidas las zonas de Entrada, Sedimentación, Lodos y Salida.
Características de un modelo ideal de sedimentación
Hidráulicamente la unidad se comporta con Flujo tipo Pistón
Toda partícula que ingresa a la zona de lodos se considera removida.
CLASIFICACIÓN DE LOS PROCESOS
Flujo horizontal
Flujo vertical
Unidades con manto de lodos
De alta tasa.
Álvaro Castillo Miranda
Velocidad Crítica de Sedimentación
Vs
VF
Sedimentación de partículas en un flujo horizontal de agua
Álvaro Castillo Miranda
VF
H
L
B
VS
𝑉 𝐹
𝐿=𝑉 𝑆
𝐻𝑄
𝐿∗(𝐵∗𝐻 )=𝑉 𝑆
𝐻𝑉 𝑆𝐶=
𝑄𝐴𝑆
Carga Superficial
O o o o o
.
Velocidad Crítica de Sedimentación
𝑣𝑠𝑖
𝑣𝑠𝑐
=𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑑𝑒𝐻𝑎𝑧𝑒𝑛
𝑣𝑠𝑖
𝑣𝑠𝑐
=𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜𝑑𝑒𝐻𝑎𝑧𝑒𝑛
> 100 % sedimentan
< sedimenta el %
Eficiencia = f { }
O o o o o
.
Álvaro Castillo Miranda
Sedimentadores de alta tasa
Vo
A
Vsc
𝜃
B
Vsc
VxVy
𝜃C
C
D
E
l
e
𝑽 𝒔𝒄=𝑽 𝒐
𝒔𝒆𝒏𝜽+ 𝒍𝒆𝒄𝒐𝒔𝜽
Sedimentador de alta tasa
Sedimentador de alta tasa
Número de unidades
Para todos los niveles de complejidad, la planta de tratamiento debe tener
como mínimo dos unidades.
El caudal de cada sedimentador depende del Q de la planta y el número
de sedimentadores seleccionados.
Zona de Sedimentación
Zona de Sedimentación
La carga superficial de la unidad debe estar entre 120 y 185 m3/(m2.día) para placas angostas y de
200 a 300 m3/(m2.día) para placas profundas.
Las placas angostas tienen unos 1,20 m de longitud (en el sentido del flujo). Las profundas > 2,40 m.
Con la carga superficial y el caudal del sedimentador se puede calcular el área superficial de la zona de
sedimentación y determinar su longitud y ancho
Zona de Sedimentación
El tiempo de detención debe estar entre 10 min y 15 min.
El tiempo se toma desde cuando el flujo entra a la zona de sedimentación hasta cuando sale de ella.
El espacio entre las placas debe ser de 5 cm.La distancia se mide en sentido normal a la
dirección del flujo.
La inclinación de las placas debe ser de 55° a 60°, con respecto a la horizontal
El número de Reynolds (Re) debe ser menor a 500, se recomienda un Reynolds menor de 250.
En caso de emplear placas de asbesto - cemento el espesor de la placa debe ser de 8 mm a 10 mm.
𝑹𝒆=𝟐𝒆∗𝑽 𝒐
Zona de Sedimentación
𝜃 𝜃
eel
¿Cómo diseñar la Zona de Sedimentación?
𝜃
𝜃
Cómo determinar el número de placas y el número de espacios entre placas