Manual técnico del agua.

Barraque. Ch., y otros

ed. Degremont. 1979.

PRETRATAMIENTOS

Antes de su tratamiento, propiamente dicho, las aguas brutas se someten, generalmente, a un pretratamiento que comprende un ciento número de operaciones, físicas o mecánicas. Tiene por objeto separar del agua la mayor cantidad posible de las materias que, por su naturaleza o tamaño, crearían problemas en los tratamientos posteriores.

Las operaciones de pretratamiento son las siguientes (una estación de tratamiento puede incluir una o varias de estas operaciones, según su importancia y la calidad del agua bruta)

1. DESBASTE
El desbaste tiene por objeto:

La operación puede ser más o menos eficaz, según la separación entre los barrotes de la reja. Pueden distinguirse:

- desbaste fino, con una separación de 3 a 10 mm,
- desbaste medio, con una separación de 10 a 25 mm,
- predesbaste, con una separación de 50 a 100 mm.

Las rejas utilizadas en el desbaste pueden ser de limpieza manual, o de limpieza automática (necesaria a partir de una cienta impontancia de la planta); estas últimas se llaman rejas mecánicas.

Una reja mecánica va normalmente protegida por una pre-reja de barrotes más espaciados (separación de 50 a 100 mm), prevista, generalmente, para limpieza manual, pero que deberá ser igualmente automática en el caso de instalaciones impontantes, o si el agua bruta llega muy cargada de materias gruesas.

Sin embargo, la mecanización del desbaste no depende solamente de la impontancia de la estación.

También puede adoptarse este tipo de rejas si se desea reducir las intervenciones manuales de limpieza, aun cuando se trate de instalaciones de pequeña importancia. En todo caso, la mecanización es inevitable si existe el riesgo de una llegada brusca de materias vegetales con tendencia a formar un «fieltro» sobre la reja, que puede provocar un atascamiento total en unos minutos.

En caso de limpieza manual, debe calcularse ampliamente la superficie de la reja, para evitar la necesidad de intervenciones demasiado frecuentes, especialmente si la separación entre barrotes es inferior a 20 mm.

Cuando la limpieza es automática, los dispositivos de recogida y de evacuación de residuos deben dimensionarse en función del peso de los mismos (ver párrafo 7.1, página 132); en especial, la capacidad de almacenamiento del receptáculo móvil de recogida debe ser, como mínimo, para 24 horas.

En el caso de un tratamiento directo de fangos frescos (procedentes de la decantación primaria), sobre todo por centrifugación, precedida de desbaste fino, puede evitarse el sobre dimensionamiento de los aparatos de desbaste del agua bruta, conservándose al mismo tiempo un espaciamiento medio de 15 a 25 mm.

1.1. Diferentes tipos de rejas
A. REJAS MANUALES:


Fig. 51. Reja curva instalada en la planta de aguas residuales de SAINT-BRIEUC, Côtes-du-Nord, Francia.

B. REJAS MECÁNICAS DE LIMPIEZA POR EL LADO DE LLEGADA DEL AGUA:

· Rejas curvas: este tipo de reja está indicado especialmente en instalaciones de impontancia media, cuando las aguas, a su vez, se encuentran medianamente cargadas.

Se adaptan, sobre todo, a instalaciones relativamente poco profundas, y tienen la ventaja de presentar una gran superficie útil. La limpieza se realiza por uno o dos peines montados en el extremo de un brazo que gira alrededor de un eje horizontal.

Un extractor hace que los residuos caigan, por detrás de la reja, a un depósito amovible, o, mejor aún, a una cinta transpontadora o a la arqueta de toma de un tornillo de Arquímedes, dispositivo que permite la evacuación lateral y el almacenamiento de los residuos en un receptor de mayor capacidad.

· Rejas rectas de limpieza alternativa: la zona enrejada se realiza con barrotes de sección rectangular o trapezoidal (que reduce el riesgo de atascamiento de las materias sólidas), y, generalmente, inclinada unos 800 sobre la horizontal, deteniéndose un poco por encima del nivel liquido máximo y prolongándose por un tablero (metálico o de hormigón).

El dispositivo de barrido, de funcionamiento alternativo, hace que se eleven los residuos, que son evacuados por un extractor a un receptor o a una cinta transpontadora, situados aguas abajo de la reja.

El dispositivo de barrido puede estar constituido, por ejemplo, por:


Fig. 52. - Reja de cremallera de la estación de aguas residuales de ANZIN (Francia).


Fig. 53. - Reja de cables, con garfio.

· Rejas rectas de limpieza continua: Este tipo de reja se utiliza en un desbaste fino, y debe emplearse con agua poco cargada en materias gruesas (o que se haya sometido previamente a un desbaste medio).

La reja es recta e inclinada 80º sobre la horizontal, y su limpieza se efectúa mediante escobillas de nylon arrastradas por un mecanismo de cadenas sin fin. La evacuación de los residuos se realiza por un canal aguas abajo de la reja.

- Caudales muy grandes:
Si el caudal es muy grande (superior a 30000 m3/h, por ejemplo) y el agua es poco cargada, puede efectuarse el desbaste mediante una reja móvil, de la que sólo se utiliza una parte, y que se desplaza lateralmente después de cada operación. Pueden servir, para ello, las rejas de cables, de rastrillo o de garfio.


Fig. 54. - Reja de cable, con garfio.
1 - Reja.
2 - Carro porta-garfio.
3 - Garfio oscilante.
4 - Eyector.
5 - Tambor de cable del carro.
6 - Cable de accionamiento del carro.
7 - Deslizaderas.
5 - Pórtico.
9 - Motorreductor del carro.
10 - Limitador de esfuerzo.
11 - Polea de giro del carro.
12 - Tambor de cable del garfio.
1 3 - Polea de transmisión del garfio.
14 - Cable del garfio.
15 - Polea de giro del garfio.
16 - Motorreductor del garfio.

C. REJAS MECÁNICAS DE LIMPIEZA POR EL LADO DE SALIDA:

Este tipo de reja se utiliza generalmente con aguas residuales, y es capaz de eliminar grandes cantidades de materias sólidas, por medio de varios rastrillos-peines movidos por un mecanismo de cadenas sin fin, montado aguas abajo del campo de reja.

El campo de reja, vertical o inclinado (60 a 80º sobre la horizontal), se prolonga necesariamente hasta el punto de ventido de los residuos; la necesidad de darle una rigidez suficiente limita su profundidad de instalación. Según los modelos, los residuos se evacuan, aguas arriba o aguas abajo de la reja, a un recipiente amovible o a una cinta transportadora.

1.2. Mando automático y protección de las rejas mecánicas
El funcionamiento, generalmente discontinuo, del dispositivo de limpieza, puede accionarse mediante un reloj eléctrico, de cadencia-duración regulable, o mejor, por un indicador de pérdida de carga diferencial, pudiendo también utilizarse una combinación de los dos sistemas.
Las rejas deberán ir equipadas con un dispositivo imitador de par, con el que se evite un deterioro del material, en el caso de sobrecarga o de bloqueo.

Las rejas curvas o rejas rectas de limpieza alternativa llevan un dispositivo que garantiza la parada automática del sistema de barrido, en un punto situado fuera del campo de reja, para evitar todo riesgo de atascamiento en el arranque.


Fig. 55. Reja fija.

Rejas mecánicas

1.3. Velocidad de paso y pérdida de carga. Atascamiento

La velocidad de paso a través de la reja debe ser suficiente para que las materias en suspensión se apliquen sobre la reja, sin que se provoque una pérdida de carga demasiado fuente, ni se produzca un atascanriento en la parte profunda de los barrotes. De acuerdo con ello, se establecerá una velocidad aceptable entre los caudales mínimo y máximo.

Generalmente, se adopta una velocidad media de paso entre barrotes comprendida entre 0,60 y 1 ,00 m/s, pudiendo llegarse hasta 1,20 y 1,40 a caudal máximo.

Si la velocidad mínima prevista puede provocar depósitos en el canal de la reja, deberá preverse un barrido en este último, o cualquier otro medio para evitar su formación.

Las rejas crean pérdidas de carga comprendidas entre 0,05 y 0,15 m en aguas potables, y entre 0,10 y 0,40 m en aguas residuales. (En los valores máximos se tiene en cuenta un necesario margen de seguridad, relativo a un eventual atascamiento parcial del campo de reja).

2. DILACERACION
Esta operación se aplica en especial, a las aguas residuales.

Tiene por objeto «desintegrar» las materias sólidas arrastradas por el agua. Estas materias en lugar de separarse del efluente bruto, se trituran y continúan en el circuito del agua hacia las siguientes fases del tratamiento. El interés de este proceso consiste en que se suprime la evacuación y la descarga de los residuos de la reja. Sin embargo, en la práctica, presenta varios inconvenientes, en especial, la necesidad de una atención frecuente sobre un material bastante delicado, el peligro de obstrucciones de tuberías y bombas provocadas por la acumulación en masas de las fibras textiles o vegetales unidas a las grasas, y la formación de una costra de fango en los digestores anaerobios.

Por estas razones, se sigue recomendando, a veces, en instalaciones nuevas, la dilaceración del agua bruta, a la entrada a la planta de tratamiento. Por el contrario, la dilaceración sustituye a veces al desbaste fino, en el caso de fangos frescos (espesados o no) antes de su tratamiento directo sin digestión (tratamiento térmico, centrifugación); en este caso, se efectúa por medio de un «dilacerador en línea» (véase más adelante), que garantiza la finura de dilaceración deseada.

Existen dos tipos de dilaceradores: «dilacerador sin elevación del agua» y «dilacerador en línea». En los dos casos, se trata de aparatos adaptados especialmente para el tratamiento de aguas residuales, y capaces de absorber las materias contenidas normalmente en estas aguas (después de un pre-desbaste grosero, con espacio de separación entre barrotes de 50 a 80 mm aproximadamente, según la impontancia de los aparatos utilizados) y de reducirlas a elementos de unos milímetros de diámetro.

2.1. Dilaceradores sin elevación del agua
Presentan la ventaja de que sólo producen una pequeña pérdida de carga y de que absorben poca energía.

Los aparatos más clásicos llevan un tambor giratorio, de eje vertical, con ranuras horizontales, y se montan sobre un canal o directamente sobre una tubería (modelos pequeños). El tambor está constituido por barras circulares, con dientes contantes. Unos peines contantes fijos van sujetos, con pernos, a la bancada.

El agua circula del exterior al interior del tambor, y las materias que arrástra son trituradas a medida que llegan al mismo.


Fig. 56. - Dilacerador para reducción de residuos flotantes, con dispositivo de elevación. FONTAINEBLEAU (Francia).


Fig 57.- Dilacerador GRIDUCTOR INFILCO DEGREMONT INC.

2.2. Dílaceradores en línea
Estos dilaceradores efectúan no sólo la trituración, sino, además, un bombeo que impulsa las materias «desintegradas y diluidas». Se montan en tuberías como las bombas, pero, por su capacidad de impulsión, generalmente reducida (y a veces nula) pueden necesitar la incorporación de una bomba en serie. Los motores eléctricos se calculan ampliamente para hacer frente a cualquier riesgo de sobrecarga.

Estos aparatos, que forzosamente son muy robustos, llevan generalmente una hélice que empuja las materias diluidas a través de una reja cortante. La finura de la trituración se regula por medio de una o de varias cuchillas.

3. DESARENADO
El desarenado tiene por objeto extraer del agua bruta la grava, arena y panticulas minerales más o menos finas con el fin de evitar que se produzcan sedimentos en los canales y conducciones para proteger las bombas y otros aparatos contra la abrasion y para evitar sobrecargas en las fases de tratamiento siguientes.

El desarenado se refiere normalmente a las partículas superiores a 200 micras. Una granulometría inferior corresponde a los procesos de pre-decantación o decantación.
El estudio teórico del desarenado está relacionado con el de los fenómenos de sedimentación en caída libre (ver pág. 66), y en él intervienen las fórmulas de Stokes (en régimen laminar), de Newton (en régimen turbulento) y de Allen (aplicable a un régimen transitorio).

Mediante estas fórmulas, se calculan las velocidades de sedimentación de las partículas esféricas. Deberán aplicarse algunas correcciones para tener en cuenta:

- la forma de los granos,
- la concentración de los sólidos en suspensión si sobrepasa del 0,5 % aproximadamente,
- la naturaleza del flujo horizontal.

En la práctica, se pueden tomar como base los datos siguientes: (válidos en sedimentación libre), para pantículas de arena de densidad 2,65.

en el que:

d diámetro de la partícula de arena,
Vc velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal nula,
Vc' velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal igual a VI,
Vc" velocidad de sedimentación, para un fluido de velocidad horizontal de 0,30 mis,
VI velocidad horizontal crítica de arrastre de la partícula depositada.

 

                                                                                                                                             

Documento anterior                           Página siguiente                                    Índice