FICHAS TÉCNICAS DE ETAPAS DE PROCESO DE PLANTAS …

FT-PRE-001FICHAS TÉCNICAS

DE ETAPAS DE PROCESO DE

PLANTAS DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES

DE LA INDUSTRIA TEXTIL

SISTEMAS DE DESBASTE

SERIE: PRETRATAMIENTOS

TÍTULO SISTEMAS DE DESBASTE (FT-PRE-001)

Fecha de elaboración Diciembre de 2014

Revisión vigente

SISTEMAS DE DESBASTE FT-PRET-001

SISTEMAS DE DESBASTE (FT-PRE-001) Fecha Diciembre 2014

Autores Joaquín Suárez López

Alfredo Jácome Burgos

Pablo Ures Rodríguez

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Objeto de la modificación:

SISTEMAS DE DESBASTE FT-PRE-001 Pág. 1 de 35

ÍNDICE

1.- INTRODUCCIÓN

2.- DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE REJAS Y TAMICES

2.1.- Rejas de desbaste

2.2.- Tamices

3.- CRITERIOS DE DISEÑO


3.2.- Tamices

3.3.- Almacenamiento de residuos

4.- CONDICIONES TÉCNICAS PARTICULARES


4.2.- Tamices

4.3.- Compactador de residuos

5.- ESPECIFICACIONES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA INDUSTRIA TEXTIL

6.- PARÁMETROS Y ESTRATEGIAS DE CONTROL

7.- PROBLEMAS DE EXPLOTACIÓN

BIBLIOGRAFÍA

REFERENCIAS DE TECNOLOGÍA

ANEXO 1.- COMPARATIVA DE CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO

ANEXO 2.- ESTIMACIÓN DE SUPERFICIES NECESARIAS

ANEXO 3.- DESCRIPCIÓN GRÁFICA DE UNIDADES DE PROCESO


1.- INTRODUCCIÓN

Las aguas residuales brutas, antes de su tratamiento propiamente dicho, se someten a una serie de operaciones físicas que constituyen el pretratamiento. El objetivo del pretratamiento es separar del agua la mayor cantidad posible de las materias transportadas a través de los colectores y que, por su naturaleza y tamaño, generan ciertos problemas tales como: obstrucción de tuberías, desgaste de equipos, formación de costras, enarenado de depósitos, etc. Mediante las operaciones del pretratamiento se eliminan residuos de tamaño grande y medio. En general, se trata de la contaminación más visible y molesta desde el punto de vista de la explotación (sólidos de grandes y medianas dimensiones, arenas, grasas, etc.). Entre los elementos que realizan esta función se tiene las rejas o tamices.

2.- DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS DE REJAS Y TAMICES


Las rejas de desbaste se colocan en dirección transversal u opuesta al flujo de agua, de tal forma que el agua pase a través de ellas, quedando retenidos sólidos con un tamaño superior a la separación entre las barras. En función de la separación entre barras se tiene desbaste de gruesos y desbaste de finos. En general, las rejas pueden fabricarse con forma curva o recta (plana). Cuando son rectas, la colocación de las rejas respecto a la horizontal puede ser vertical o inclinada. Las rejas pueden ser de limpieza manual o automática.

Figura1.- Rejas inclinadas de limpieza manual.

Las rejas de limpieza automática minimizan los problemas de atascos y reducen el tiempo para su mantenimiento. El mecanismo de limpieza suele ser un peine móvil que periódicamente barre la reja, extrayendo los residuos retenidos. En las rejas curvas el movimiento mecánico del peine es circular.

Figura 2.- Rejas curvas con peines giratorios de limpieza mecánica.


Si la reja es plana o recta el peine o rastrillo de limpieza realiza un movimiento de traslación mediante sistemas basados en cilindros neumáticos u oleo-hidráulicos, o en cadenas o cables. El movimiento del peine se puede realizar por la cara anterior, o posterior, de la reja. En el caso del uso de cables es conveniente revisar periódicamente su tensión para asegurarse que durante el ciclo de limpieza el peine llega hasta el extremo inferior de la reja para evitar que se acumulen residuos al pie de la reja.

Figura 3.- Esquemas de rejas mecánicas de limpieza por la cara anterior. A) Reja curva; B) Reja de garfio; C)

Rejas de brazos; D) Reja telescópica.

Figura 4.- Esquemas de reja automática de cadena con múltiples peines de limpieza.

Peine

Canal

Reja curva

Cables

Reja recta

Brazo

articulado

Escurridor

A B

C D

CADENA

REJA

PEINESLIMPIADORES

LIMPIA PEINE

BOCA DEDESCARGA

AGUA


Los mecanismos de automatización de la limpieza de rejas se pueden basar: a) en relojes o temporizadores, estableciendo el ritmo de limpieza a partir del ensuciamiento medio y de la buena práctica; b) en la pérdida de carga que se produce al ensuciarse la reja. Esta pérdida de carga queda reflejada en la variación de niveles entre las caras anterior y posterior. Una sonda de nivel, aguas arriba y/o abajo, manda una orden de limpieza en el momento en el que la diferencia de nivel supera un cierto valor. Se suelen complementar los dos sistemas.

Los residuos extraídos deben serán evacuados hacia una zona de almacenamiento que dependiendo del tamaño de la instalación requerirá un transporte, mediante cintas transportadoras o con tornillos sin núcleo. Independientemente del tamaño de la instalación, la presencia de un elemento de compactación es recomendable. En instalaciones pequeñas los residuos retirados se pueden acumular sobre una placa perforada para su escurrido.

1.2.- Tamices

El tamizado consiste en una filtración sobre malla delgada. Los tamices, en general, son equipos electromecánicos autolimpiantes. La luz de los tamices puede ir de 3 a 6 mm. El uso de estos equipos suele requerir de la presencia de un desbaste previo. Se distinguen, esencialmente, los tamices rotatorios, de tornillo y deslizante. Los tamices rotatorios o rototamices son de uso muy generalizado (EDAR grandes y pequeñas) debido a su simplicidad de mantenimiento y robustez mecánica. Consisten en una reja o malla cilíndrica de eje horizontal, fabricada en acero inoxidable que gira lentamente accionada por un motor. Los residuos retenidos se retiran mediante un rascador fijo y se evacuan hacia un contenedor.

Figura 5.- Tamiz rotatorio.

En el tamiz de tornillo, el tamizado se realiza a través de una placa perforada semi-cilíndrica. Los sólidos separados en la zona de filtración se transportan automáticamente fuera del canal mediante un tornillo sin núcleo. Un cepillo de espiral unido al extremo inferior del tornillo asegura que la malla filtrante esté limpia continuamente. En la parte superior se realiza una compactación de los sólidos y el agua exprimida escurre hacia el canal. Los residuos compactados pueden descargarse en los contenedores directamente o en sacos.

ALIVIADERO

PLACA DEFLECTORA

RASQUETA

TAMBOR FILTRANTE ROTATIVO

TUBO PARAFLUJO DE LAVADO

AGUABRUTA

AGUATAMIZADA

CAJADISTRIBUIDORA

JSL

RESIDUOS


Moto-reductor

Zona de compactado

Salida desólidosZona de transporte

Zona defiltrado

Figura 6.-Tamiz de tornillo. Los tamices deslizantes son de tipo vertical y continuo. Este tipo de tamices incorporan en la cinta un elemento filtrante llamado diente o gancho. La disposición de los dientes sobre ejes de acero inoxidable forma una rejilla filtrante que está montada sobre un bastidor-soporte que se instala directamente sobre el canal. Los sólidos transportados por el agua son capturados por la rejilla filtrante, retirados por los dientes y descargados a un nivel más alto en la parte trasera del tamiz. El circuito que recorre la rejilla hace que los elementos filtrantes se limpien a sí mismos a medida que los ganchos o dientes pasan entre los brazos de la siguiente hilera de elementos.

Figura 7.- Esquema de un tamiz deslizante autolimpiante.

Al igual que en las rejas, los residuos extraídos deben serán evacuados hacia una zona de almacenamiento que dependiendo del tamaña de la instalación requerirá un transporte, mediante cintas transportados o con tornillos sin núcleo. Independientemente del tamaño de la instalación, es obligatoria la presencia de un elemento de compactación de los residuos extraídos.


2.- CRITERIOS DE DISEÑO

Cuando se trate de equipos electromecánicos, rejas o tamices, el diseño está condicionado por las características de fabricación. Normalmente, habrá que indicarle al proveedor la luz de paso (tamaño medio de los sólidos a retener), el caudal máximo de pretratamiento, el grado de atascamiento admisible, la concentración de sólidos en suspensión, y en su caso, la pérdida de carga admisible. Sin embargo, las rejas de desbaste manual, y su canal de instalación, si suelen ser objeto de diseño por parte del autor de un proyecto de EDAR. 2.1.- Rejas de desbaste

La reja de desbaste es un elemento imprescindible en la línea de agua de la EDAR. Cuando la obra de llegada de una planta de tratamiento dispone de un pozo de elevación, también llamado bombeo de cabecera, se contará con un desbaste previo basado en rejas automáticas, donde la luz de paso podrá ser de 20 o 40 mm. La luz del desbaste, independientemente de la presencia de un bombeo de cabecera, atenderá a los siguientes criterios:

Si la EDAR cuenta con pozo de gruesos, la luz de rejas será de 40 mm. Si la EDAR no cuenta con pozo de gruesos, la luz de rejas será de 20 mm.

En cualquier caso, las rejas previas al bombeo tendrán la consideración de una etapa o fase del pretratamiento. Las barras de las rejas deben tener unos grosores o espesores mínimos, estableciéndose:

para rejas de 40 mm, un espesor de entre 12 y 25 mm para rejas de 20 mm, un espesor de entre 6 y 12 mm

Se considerará a efecto de diseño un atascamiento máximo de rejas del 30%, y el caudal de diseño a tratar será igual al caudal máximo entrante en la EDAR. 2.2.- Tamices

La selección tecnológica del equipo de tamizado se basará en criterios de: caudal máximo de tratamiento, concentración de sólidos en suspensión, luz de paso y pérdida de carga admisible. Todo equipo de tamizado debería ir precedido de un desbaste previo basado en rejas. También se considerará a efecto de diseño un atascamiento máximo de rejas del 30% y el caudal de diseño a tratar será igual al caudal máximo entrante en la EDAR.

2.3.- Almacenamiento de residuos

Los residuos se transportan (cintas o eyectores neumáticos) hacia un contenedor habitualmente precedido por un compactador de residuos (como en la figura siguiente). Una buena práctica para la gestión de los residuos del desbaste es su almacenamiento en un contenedor cerrado. Los compactadores eliminan agua y reducen el volumen de residuos. Pueden reducir el contenido de agua en un 50 % y el volumen de los residuos hasta un 75 %. Para evitar que los residuos caigan fuera del contenedor, los desniveles fuertes (más de 1 metro) entre la salida del residuo compactado y la boca del contenedor deberán ser apantallados. Deberá facilitarse el acceso a los contenedores, y el suelo donde estos se ubiquen deberá contar con drenaje. Para limpieza, deberá instalarse un punto de agua de abastecimiento lo más próximo posible a la zona de contenedores y compactadores.


3.- CONDICIONES TÉCNICAS PARTICULARES En el desbaste se produce eliminación de residuos, e incluso de arenas en algunos tamices. Sin embargo, se considera que esta eliminación de residuos no implica reducción de la carga de sólidos en suspensión del agua residual bruta ni de su DBO asociada, ni de ningún otro parámetro (por ejemplo: contaminación bacteriana). De modo que, respecto de los contaminantes a controlar en un vertido (SS, DBO, etc.) se considera que el rendimiento es nulo.


Las principales exigencias en el diseño y explotación son: Fácil acceso, y con seguridad Energía eléctrica, si son equipos electromecánicos Tapar contenedores, si están al aire libre.

La velocidad de paso a través de la reja debe ser la suficiente para fijar los sólidos contra las barras sin que se produzca una pérdida de carga demasiado elevada o atascamiento. En canales con rejas electromecánicas la máxima velocidad de paso entre barras será del orden de 1,2 m/s. La mínima velocidad será de 0,4 m/s, para minimizar la acumulación de arena u otros residuos por sedimentación. El número de canales se determinara en funciones de las velocidades mencionadas, para la diferente situación de caudales. En la zona de la reja se suele dar un sobre-ancho al canal para mejorar el funcionamiento hidráulico. En canales de desbaste con rejas de limpieza manual la velocidad de aproximación será de 0,6 m/s a caudal medio. La limpieza se realiza con un rastrillo, por lo que resulta conveniente una reja inclinada de 50º a 60º respecto a la horizontal, y no será de gran longitud. Una vez conocidas la luz entre barras se puede calcular la pérdida de carga que se produciría considerando los parámetros de diseño. Se admiten pérdidas de carga de hasta 0,4 metros en rejas de desbaste. Al ser productos comerciales, la selección de las rejas electromecánicas se obtendrá a partir de la oferta tecnológica de los proveedores, quienes informarán sobre las pérdidas de carga de las rejas limpias y en funcionamiento. En los sistemas motorizados, cuyo accionamiento implica el uso de cable (rejas con cazo), se dispondrán de sistema de control de tensión del mismo. Los motores dispondrán de limitador de par. Cuando las rejas rectas sean de gran altura, mayor de 3 metros, dispondrán de múltiples peines o rastrillos de limpieza para evitar el atascamiento. Los peines de limpieza se ajustarán perfectamente a la luz de los barrotes y serán fácilmente reemplazables. Todos los canales de desbaste dispondrán de compuertas que permitan su aislamiento en todas las condiciones hidráulicas posibles. 3.2.- Tamices

Todos los tamices dispondrán de compuertas que permitan su aislamiento en todas las condiciones hidráulicas posibles. 3.3.- Compactador de residuos

El compactador de residuos es un equipo cuya capacidad depende de la estimación de la máxima producción de residuos. En las conducciones por tubería de los residuos compactados se evitará, a toda costa, la presencia de codos o giros porque suelen producir atascamientos.


Figura 8.- Esquema del funcionamiento de un compactador de residuos de tamices o rejas

de desbaste.

5.- ESPECIFICACIONES EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE LA INDUSTRIA

TEXTIL

Uno de los principales residuos que se acumulan en los tamices es la denominada “borra” (lanilla, pelusa, guata). Cuando en los tratamientos de lavado se utilizan piedras (normalmente pumita) algunas de ellas son arrastradas en los flujos de vaciado y es necesario retenerlas para que no erosionen o averíen los sistemas de bombeo.

6.- PARÁMETROS Y ESTRATEGIAS DE CONTROL

Rejas con limpieza manual:

La limpieza de las rejas manuales se efectuará por rastrillado, depositándose los residuos que se extraigan en los cestillos perforados dispuestos al efecto, con objeto de conseguir su escurrido antes de su recogida en un contenedor, para su posterior envío a vertedero. Cuando los desperdicios se acumulan en la rejilla bloquean el canal haciendo que las aguas residuales salgan de las arquetas o retrocedan al colector. La frecuencia de limpieza debe ser como mínimo de dos veces al día, pero será la experiencia en explotación la que la fije.

Reja con limpieza automática:

Comprobación del grado de eliminación de residuos por las rejas de desbaste. Inspección de la colmatación de la reja, si está colmatada limpiar antes de que se atranque. Limpieza de las rejas, y en su caso, de la cinta transportadora o tornillos. Controlar nivel de engrase. Supervisión del llenado del contenedor. Inspección electromecánica de funcionamiento.

Tamices: Comprobación del grado de eliminación de residuos por tamices. Limpieza del tamiz, y en su caso, de la cinta transportadora o tornillos. Aviso para retirada de residuos en caso necesario. Controlar nivel de engrase. Comprobación del grado de atascamiento de la prensa de residuos. Supervisión del llenado del contenedor.


Inspección de la colmatación del tamiz, y si esta colmatado. Limpiar antes de que se atranque. Inspección electromecánica de funcionamiento. Cuando se detecten sedimentaciones en el fondo de los canales en los que se ubican las rejas de desbaste (manuales o automáticas), se procederá a su extracción manual para su envío a vertedero.

7.- PROBLEMAS DE EXPLOTACIÓN


BIBLIOGRAFÍA

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REFERENCIAS DE TECNOLOGÍA


ANEXO 1.- COMPARATIVA DE CRITERIOS DE DIMENSIONAMIENTO

Tabla.- Comparación de criterios de diseño de sistemas de desbaste.


ANEXO 2

ESTIMACIÓN DE SUPERFICIES NECESARIAS

ESTIMACIÓN DE SUPERFICIE NECESARIA PARA LOS SISTEMAS DE TAMIZADO


Aguas del Mare Nostrum http://www.tratamientosdelaguaydepuracion.es/tamiz-rotativo-pretratamientos.html

Capacidad de paso de agua en m3/h para tamices rotatorios

Este cuadro de capacidades para tamices rotatorios ha sido calculado para aguas con contenidos hasta350 ppm de sólidos en suspensión, como por ejemplo aguas residuales urbanas, de industria conservera,etc.

Características técnicas de los tamices rotativos


ANEXO 3

DESCRIPCIÓN GRÁFICA DE UNIDADES DE PROCESO

Figura 1 Sistema de rejas básico, con caja para acumular residuo y retirar agua.

Figura 2 Sistema de rejas básico, con caja para acumular residuo y retirar agua.


Figura 3 Rejas gruesas con sistema de limpieza mediante peines acoplados a cadena. .

Figura 4 Doble sistema de desbaste. Sistema manual básico y sistema con limpieza automática.


Figura 5 Sistema de rejas gruesas con sistema de limpieza automático.

Figura 6 Rejas gruesas curvas con sistema de limpieza automático:


Figura 7 Rejas finas curvas con sistema de limpieza automático:

Figura 7 Rejas finas curvas con sistema de limpieza automático:


Figura 8 Tamiz estático

Figura 8 Tamiz estático


Figura 9. Detalle del sistema de tamizado de un tamiz estático.

Figura10 Tamiz estático


Figura11 Tamiz estático

Figura 12 Tamiz rotativo o de tambor.


Figura 13 Tipologías de mallas utilizadas en tamices.




Figura 16 Detalle de las conducciones de alimentación y recogida de agua tamizada en un tambor rotativo.


Figura 17 Sistema de cubierta para un tamiz rotativo.

Figura 18 Detalle de la malla de tamizado de un tamiza rotativo.


Figura 19 Detalle de la malla de tamizado de un tamiza rotativo.

Figura 20 Disposición de tamices rotativos.


Figura 21 Detalle de un sistema rotativo en la zona de retirada de residuos.

Figura 22 Solución pequeña y compacta de tamizado mediante tamiz rotativo.


Figura 23 Esquema de funcionamiento de tamiz deslizante.

Figura 24 Vista general de un tamiz deslizante.


Figura 27 Vista general de residuos retirados por un tamiz deslizante.

Figura 28 Vista general de residuos retirados por un tamiz deslizante.


Figura 29 Tamices de tornillo.

Figura 30 Tamices de cama semi-circular.


Figura 40 Sistema de arrastre de residuos basado en tornillo de Arquímedes sin núcleo.

Figura 41 Sistema de arrastre y compactación de residuos de residuos basado en tornillo de Arquímedes.


Figura 42 Sistema de arrastre y compactación de residuos de residuos basado en émbolo.

Figura 43 Borra retenida en un tamiza de cuna semicircular con limpieza mediante cepillos.


Figura 44 Tamiz de cuna semicircular con limpieza mediante cepillos con sobrecarga hidráulica.


Figura 45 Residuos retirados en un tamiz.

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