Lección 24. Aireadores por aspersión, de efluentes o surtidores

 

 

En purificación de aguas se diseñan aireadores del tipo de contacto líquido – gas, es decir, sistemas en los cuales se expone el agua al aire en pequeñas gotas (aireadores por aspersión y de bandejas) o en láminas delgadas (aireadores de cascadas). A continuación se resumen los principales criterios y ecuaciones para su diseño.

 

Aireadores por aspersión, de efluentes o surtidores

 

 

En líneas generales el diseño consiste en:

 

·         Establecer el tiempo de contacto.

·         Determinar la carga hidráulica necesaria para el tiempo de contacto dado en la boquilla más desfavorable.

·         Establecer la velocidad del chorro a la salida de las boquillas

·         Determinar el caudal descargado por cada boquilla y el número de boquillas requerido.

·         Determinar la altura y la distancia horizontal que alcanzarán los chorros.

·         Establecer las dimensiones del tanque receptor, de acuerdo con la distribución escogida para las boquillas.

 

Aireadores de cascadas

 

Son aireadores en los que una altura disponible se subdivide en varias caídas para incrementar la cantidad de oxígeno al agua que atraviese esta estructura o por le contrario disminuir el contenido de los gases no deseables. La Fig. 40, nos presenta el diagrama de esta estructura.

 

 

 

El área superficial del aireador se determina a partir de la carga hidráulica

 

 

Cuando se diseñan escalones concéntricos, el área superficial corresponde al área de la plataforma mayor. Cuando se trata de escalones longitudinales, el área superficial es la suma de las áreas de las “huellas”

 

Para el diseño se requiere:

 

·         Establecer el tiempo de contacto

·         Determinar la altura de cada escalón y el número de plataformas o escalones

·         Establecer, a partir de una carga hidráulica escogida, el área superficial y las dimensiones de las plataformas o escalones.

·         Determinar la altura total del aireador.

 

Aireadores de bandejas

 

Corresponden a un sistema de bandejas con perforaciones en su parte inferior, colocadas en forma sucesiva con intervalos de 30 a 75 cm. El ingreso del agua es por la parte superior y debe distribuirse a través de una tubería perforada, debiendo caer a la primera bandeja y asi sucesivamente, ver Fig. 41. Los orificios practicados en cada bandeja serán circulares con diámetros de 5 – 12 mm con una separación de 2.5 cm entre ellos.

 

Fig. 41. Aireador de bandejas

                        Fuente: (Ministerio de servicios y obras publicas, 2005)

 

Como en los aireadores de cascadas, el tiempo de contacto de pende de la altura de caída, de modo que se utiliza la misma ecuación, teniendo en cuenta que ahora n corresponde al número de bandejas y h a la separación libre entre ellas. Igualmente, el área superficial se obtiene a partir de la ecuación del área para aireadores de cascada, y corresponde a la suma de las áreas de las bandejas. Para el cálculo de las perforaciones se utiliza la ecuación de descarga a través de un orificio.

 

 

 

Qo       = caudal descargado por un orificio, m3/s

Cd        = Coeficiente de descarga

Ao        = Area del orificio, m2

h´         = altura de la lámina de agua sobre la bandeja (alrededor de 0.15m)

 

Algunos criterios de diseño se presentan en la Tabla 28

 

 

Los pasos para el diseño son semejantes a los del aireador de cascada.

 

  

 

 

 

 

  Fig. 42. Diseño de bandejas de aireación