Sedimentación En Aguas Residuales

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

Sedimentación floculenta

Obtener los parámetros de diseño de sedimentadores primarios para la planta de tratamiento de la UAM-A para partículas con sedimentación floculenta, a partir de resultados experimentales

Sedimentación zonal

Obtener los parámetros para diseñar sedimentadores secundarios de partículas que presenten un tipo de sedimentación zonal, a partir de resultados experimentales.

METODOLOGÍA

Sedimentación floculenta

Se llenó la columna de sedimentación con agua proveniente del efluente de la PPTAR de la UAM-Azcapotzalco, aproximadamente 70 L de agua

Tabla 1Altura de las válvulas

Válvula Altura (m)

1 0.5

2 1.0

3 1.5

4 2.0

Inicialmente se tomo una muestra de agua (≈50ml) en las válvulas 2 y 3 (ver figura 1), ambas muestras se homogeneizaron para determinar la concentración inicial de sólidos suspendidos (mg/L), se realizó dilución de la muestra en agua destilada en una proporción de 10:15ml respectivamente, para poder determinar la concentración de SS por medio del equipo portátil Hach

En base a la observación del comportamiento de sedimentación rápida de los flóculos en la muestra de agua contenida en la columna de sedimentación, se determinó tomar muestras de agua de las cuatro válvulas, simultáneamente, cada tres minutos, repitiendo el muestreo ocho veces, es decir; durante 24 minutos

Para cada muestreo, correspondiente a cada válvula y tiempo se determinó la concentración de sólidos suspendidos (mg/L), realizando diluciones en todas las muestras de la válvula 4, debido a la alta concentración de SS, la dilución se realizo en una proporción de 10:15ml de agua residual en agua destilada respectivamente, por lo tanto el valor de SS obtenido en cada muestreo de esta válvula (4), se multiplico por 1.5 para obtener la concentración real de SS a esta altura

En base a los resultados se obtuvo la fracción de sólidos suspendidos totales residuales (X0)

X_0=(Sólidos suspendidos totales (SST))/(Sólidos suspendidostotales al inicio (〖SST〗_0))

Porcentaje (Y)

Y= SST/〖SST〗_0 x 100

Fracción de sólidos suspendidos totales removidos en cada punto de muestreo y porcentaje

SST removidos=1-X_0

En porcentaje:

SST removidos=100-Y=100-SST/〖SST〗_0 x 100

Remoción de sólidos suspendidos totales para la altura de 1.5m (válvula 3)

Remoción total=(1-X_0 )+∫_0^(X_0)▒〖h/H dx〗

Donde;

H= profundidad de sedimentación media

H = altura de sedimentación

Sedimentación zonal

La muestra de lodos se obtuvo del sedimentador de la PPTAR de la UAM-Azcapotzalco

Se determinó la concentración inicial de SS en los lodos realizando una dilución debido a la alta concentración presente, la dilución se realizo en una proporción de 5:35ml de lodos en agua destilada respectivamente, por lo tanto el valor de SS obtenido se multiplico por 7 para obtener el valor real de SS en la muestra

En seis probetas de 1000ml se colocaron distintas concentraciones de lodos en cada una, las concentraciones fueron:

100% de lodos

90% de lodos y 10% de agua destilada

80% de lodos y 20% de agua destilada

70% de lodos y 30% de agua destilada

60% de lodos y 40% de agua destilada

50% de lodos y 50% de agua destilada

Se mezclaron todas las probetas perfectamente para homogeneizar y se dejaron reposar para permitir la sedimentación de la muestra

Se tomo lectura de la altura de la interfase de lodos, inicialmente cada minuto, pero como no se percibían cambios se optó por tomar la lectura cada cinco minutos, durante un lapso de total de 190 minutos

Se midió en cada una de las seis probetas la altura correspondiente a cada 100ml, obteniendo un valor de 3.5cm, en base a esto se determinó la disminución de la interfase lodos.

RESULTADOS

Sedimentación floculenta

Tabla 2 Concentración inicial de sólidos suspendidos en el agua residual

Muestra SST en dilución(mg/L)1 SST real (mg/L)

Agua cruda 164 (164)*(1.5) = 246

Los resultados obtenidos de la concentración de sólidos suspendidos presentes en cada muestreo en cada una de las válvulas a distintos tiempos se muestran a continuación:

Tabla 3 Concentración de sólidos suspendidos (mg/L) obtenidos en cada muestreo

Tiempo

(Minutos) Concentración de sólidos suspendidos totales (mg/L)

Válvula 1

(Altura = 2m) Válvula 2

(Altura = 1.5m) Válvula 3

(Altura = 1m) Válvula 4

(Altura = 0.5m)

En dilución Real

3 304 281 389 391 (391)*(1.5) =586.5

6 366 399 275 464 (464)*(1.5) =696

9 46 391 266 603 (603)* (1.5) =904.5

12 18 289 335 683 (683)* (1.5) =1024.5

15 19 34 329 724 (724)* (1.5) =1086

18 13 19 320 720 (720)* (1.5) =1080

21 13 11 314 917 (917) *(1.5) =1375.5

24 14 10 41 916 (916) *(1.5) =1374

Fracción de sólidos suspendidos totales residuales (X0)

Los valores se obtuvieron a partir de la siguiente relación

X_0=(Sólidos suspendidos totales (SST))/(Sólidos suspendidostotales al inicio (〖SST〗_0))

Considerando SST0 =246mg/L

Ver los valores de SST en la tabla 3.

Tabla 4 Fracción de sólidos suspendidos totales residuales (X0)

Tiempo

(min) X0 en Válvula 1 X0 en Válvula 2 X0 en Válvula 3 X0 en Válvula 4

3 1.2358 1.1423 1.5813 2.3841

6 1.4878 1.6220 1.1179 2.8293

9 0.1870 1.5894 1.0813 3.6768

12 0.0732 1.1748 1.3618 4.1646

15 0.0772 0.1382 1.3374 4.4146

18 0.0528 0.0772 1.3008 4.3902

21 0.0528 0.0447 1.2764 5.5915

24 0.0569 0.0407 0.1667 5.5854

Porcentaje (Y)

Y= SST/〖SST〗_0 x 100

Considerando SST0 =246mg/L

Ver los valores de SST en la tabla 3

Tabla 5. Porcentaje de fracción de SST

Tiempo

(min) Y1

(%) Y2

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