TIPOS DE FLOCULADORES Se acostumbra clasificar a los floculadores como mecánicos o hidráulicos de acu erdo con el tipo de energía utilizada para agitar a gitar la masa de agua. Puede hacerse una clasificación más amplia si se tiene en cuenta el modo como se realiza la aglomeración de las partículas. De acuerdo con este principio, se pueden clasificar del siguiente modo:
Floculadores de contacto de sólidos
Floculadores de potencia o de disipación de energía.
Fig ura 1: Clasificación de floculadores En el nivel bajo de complejidad del sistema, se deben evitar en lo posible los floculadores mecánicos. En caso de emplear algún equipo de floculación distinto de los mencionados, el diseñador debe pedir autorización para implementarlo. Es necesario comprobar la eficiencia de dicho proceso, ya sea por resultados obtenidos a nivel internacional o nacional, por investigaciones, trabajos de laboratorio y/o planta piloto que demuestren su efectividad. (RAS Titulo C.5.2)
CARACTERÍSTICAS
Forman parte de los tanques de decantación de flujo vertical y constituyen unidades relativamente compactas. No son aconsejables para pequeñas comunidades, carentes de personal altamente calificado, necesario para su operación. El régimen de operación debe ser continuo o, por lo menos, por un periodo diario bastante largo, y no debe estar sujeto a variaciones de caudal. Se recomienda para aguas que mantengan más o menos constantes sus características fisicoquímicas, con variaciones de calidad imperceptibles.
Mecánicos
FLOCULADORES DE CONTACTO DE SOLIDOS (O MANTO DE LODOS)
CLASIFICACIÓN Hidráulicos
Parámetros de Clasificación
Características
Funcionamiento
diseño (RAS Titulo C.5.5.1)
1. DE PANTALLA
a) De flujo horizontal
Son
más
El tanque debe estar
recomendables
para
dividido por pantallas
pequeños caudales.
de concreto u otro material
adecuado,
Las pantallas pueden
dispuesto de forma
ser hechas de madera
que el agua haga un
o
recorrido de ida y
Tiempo de detención
vuelta alrededor de
y gradiente de
las mismas.
velocidad
de
láminas
de
asbesto-cemento.
CULADORES DE POTENCIA HIDRAULICOS
Pueden aplicarse a caudales mayores.
b) De flujo vertical
Son más profundos, tienen 4 metros o más de profundidad. Ocupan menor área.
Son muy vulnerables a las variaciones de caudal. Fácilmente se pueden generar espacios muertos y cortocircuitos.
El agua debe fluir por encima y por debajo de las pantallas que dividen el tanque. Debe dejarse una abertura en la base de cada pantalla con un área equivalente al 5% del área horizontal del compartimiento. Debe ubicarse un codo en cada cámara para impulsar el fluido hacia arriba. Los codos deben colocarse de forma alternada, en una cámara a la derecha y en la que sigue a la
Debe estar entre 20 s-1 y 70 s-1 y el tiempo de detención (td) entre 20 y 30 minutos.
Velocidad del agua 0.2 m/s a 0.6 m/s.
Número de cámaras Se recomienda un Número mínimo de 8 cámaras. Velocidad en el codo Debe estar entre 0.4 m/s y 0.2 m/s. Se recomienda colocar un dispositivo a la salida del codo, para regular
Fácilmente puede formarse un gran volumen muerto en la parte superior del floculador al disminuir apreciablemente el caudal.
izquierda; en el fondo debe dejarse un desagüe conectado a un múltiple para permitir la extracción de los lodos. En cada tabique debe dejarse una boca de drenaje.
el gradiente de velocidad. Gradiente de velocidad y tiempo de detención El gradiente de velocidad debe estar entre 20 s-1 y 70 s-1 de acuerdo con la obtenida en la prueba de jarras y el tiempo de detención entre 20 y 40 minutos
La energía hidráulica se usa para generar un movimiento helicoidal en el agua, inducido por su ingreso tangencial en la cámara de floculación. Se establece una distribución de velocidad de mayor a menor, inconveniente para la formación del flóculo Recomendados usarlos en aguas con baja turbiedad y que no contengan sólidos pesados en especial arena.
El agua debe entrar por el fondo, en la esquina de la cámara y debe salir por encima en la esquina opuesta. Deben colocarse de manera que impidan la formación de cortocircuitos. Debe diseñarse un desagüe por cámara para la extracción de los lodos
Dimensionamiento La unidad debe ser cuadrada, con una relación mínima entre el lado y la profundidad de 1:2 o puede circular con una relación de diámetro a profundidad mínima de 1:2. Volumen de la unidad Debe obtenerse al dividir el volumen total de acuerdo con el tiempo de detención entre el número de cámaras. Tiempo de detención y gradiente Debe determinarse a través de la prueba de jarras y calcularse con base en las pérdidas de carga en cada paso.
TIPO ALABAMA
TIPO HELICOIDAL
DE MEDIO POROSO
medio poroso fijo (o floculación en medio granular)
Medio poroso expandido (floculación en lechos de arena expandida).
Flujo normalmente laminar y la eficiencia es extraordinaria. Puede flocular satisfactoriamente en pocos minutos.
Consiste en hacer pasar el agua, después de haberle aplicado los coagulantes, a través de un medio granular contenido en un tanque (flujo vertical, o canal (flujo horizontal).
La
El agua cruda pasa
velocidad
del
agua es ajustada de
en
tal
ascendente,
modo
que
la
sentido
expansión sea de
Después de haber
alrededor de 6 a
recibido
10%. Esto evita la
coagulante.
obstrucción
el
del
medio poroso.
TIPO MALLAS
Se emplean mallas con una abertura que varía entre 2 y 20 milímetros, de alambre de acero galvanizado o acero inoxidable, o de hilos de nylon Genera una distribución de gradientes de velocidad más uniforme.
Se hace pasar el agua a través de una tela con abertura de 5cm de abertura aproximadamente
Tabla 2: Clasificación de floculadores de potencia tipo hidráulicos.
Clasificación
FLOCULADORES
DE PALETAS
DE POTENCIA TIPO MECANICOS
DE TURBINAS
Características Característi cas
Los floculadores pueden ser giratorios (de eje horizontal o de eje vertical). Los floculadores de eje vertical normalmente son más ventajosos, porque evitan cadenas de transmisión, y también los pozos secos para la instalación de los motores. Velocidades periféricas máximas son superiores a 0,75 m/s, el agua tenderá a girar acompañando el movimiento de la turbina.
Parámetros de diseño
Tiempo de detención y gradiente de velocidad El tiempo de detención debe estar entre 20 y 40 minutos, el gradiente de velocidad para los floculadores debe ser de 15 s-1 a 75 s -1. Velocidad periférica Para los floculadores de alta energía debe ser 3 m/s y para los floculadores de baja energía de 0.3 m/s a 0.75 m/s. Dimensionamiento del agitador La distancia de los extremos de las paletas a los muros, al piso y a la superficie libre del agua, debe estar entre 0.15 m y 0.30 m. Número de unidades Para los niveles bajo y medio de complejidad no debe diseñarse menos de dos unidades en serie y para los niveles medio alto y alto de complejidad mínimo cuatro unidades.
Tabla 3: Clasificación de floculadores de potencia tipo mecánicos