HOMOGENIZACIÓN NEUTRALIZACIÓN TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES OPERACIONES UNITARIAS EN INGENIERÍA AMBIENTAL

HOMOGENEIZACIÓN Y NEUTRALIZACIÓN Para obtener un flujo de entrada que pueda manipularse sin un constante control, se requiere de homogeneización. Para ello se necesitarán uno o más de los siguientes puntos: Homogeneización de flujo Homogeneización de materia orgánica Balance de nutrientes Balance de pH (neutralización o corrección de pH) Es así que las cargas altas de materia orgánica y de compuestos tóxicos o contaminantes son retenidas en tanques y homogeneizadas antes de alimentar el proceso. Esta etapa es idónea para corregir ciertas deficiencias o para aplicar soluciones ácidas o básicas para ajustar el pH, para el proceso de lodos activados, este debe estar en un rango de 6.5 a 8.5.

SISTEMA DE HOMOGENEIZACIÓN OBJETIVOS: Regular las variaciones de caudal Homogeneizar la composición del agua Balsas, normalmente provistas de sistemas de aireación/agitación DISPOSITIVOS: Con la homogeneización se mejoran los rendimientos de los tratamientos biológicos, químicos y de filtración.

HOMOGENEIZACIÓN DESCRIPCIÓN La homogeneización de caudales es una medida que se emplea para superar los problemas de explotación que estas variaciones provocan en las instalaciones, y para mejorar la efectividad de los procesos de tratamiento situados aguas abajo. La homogeneización consiste en amortiguar por laminación las variaciones de caudal, con el objeto de conseguir un caudal constante o casi constante. Esta técnica puede aplicarse en situaciones diversas, dependiendo de las características de la red de alcantarillado. Las principales aplicaciones están concebidas para la homogeneización de: Caudales en tiempo seco Caudales procedentes de redes de alcantarillado separativas en épocas de lluvia Caudales procedentes de redes de alcantarillado unitarias, combinación de aguas pluviales y aguas residuales sanitarias

TREN DE AGUA a) Homogeneización en línea b) Homogeneización en derivación

Ventajas de la homogeneización de los caudales 1. Mejora del tratamiento biológico, ya que eliminan o reducen las cargas de choque, se diluyen las sustancias inhibidoras y se consigue estabilizar el pH. 2. Mejora de la calidad del efluente y del rendimiento de los tanques de sedimentación secundaria al trabajar con cargas de sólidos constantes. 3. Reducción de las superficies necesarias para la filtración del efluente, mejora de los rendimientos de los filtros y posibilidad de conseguir ciclos de lavado más uniformes. 4. En el tratamiento químico, el amortiguamiento de las cargas aplicadas mejora el control de la dosificación de los reactivos y la fiabilidad del proceso.

Análisis Localización de las instalaciones de homogenización Localización óptima varía en función de acuerdo al tipo de tratamiento, de las características de la red de alcantarillado y de las del agua residual. Entre el tratamiento primario y tratamiento biológico: se reducen los problemas originados por el fango y las espumas Por delante de la sedimentación y del tratamiento biológico: el proyecto debe tener en cuenta la provisión de un grado de mezclado suficiente para prevenir la sedimentación de sólidos y las variaciones de concentración y dispositivos de aireación suficientes para evitar los problemas de olores. Homogenización en línea o en derivación Línea: la totalidad del caudal pasa por el tanque de homogeneización. Este sistema permite reducir las concentraciones de los diferentes constituyentes y amortiguar los caudales de forma considerable. Derivación: sólo se hace pasar por el tanque de homogeneización el caudal que excede un límite prefijado. Se minimizan las necesidades de bombeo, la reducción de la concentración de los diferentes constituyentes no es tan alta como en el primero.

Análisis Volumen necesario del tanque de homogeneización El volumen necesario del tanque de homogeneización se determina en base a los caudales a tratar durante el día. Este volumen debe ser superior al teórico determinado, por las siguientes consideraciones: El funcionamiento continuo de los equipos de aireación y mezclado no permiten un vaciado total, a pesar de que pueden adoptarse configuraciones y estructuras especiales. La recirculación de sobrenadantes y filtrados exige un volumen adicional, en caso de que el retorno se realice al tanque de homogeneización (práctica no recomendable). Debe contemplarse la posibilidad de imprevistos y de cambios no previsibles en los caudales diarios. A pesar de que no se puede dar un valor fijo, el volumen adicional puede variar entre el 10% y el 20% del valor teórico.

Volumen necesario del tanque de homogeneización Diagramas de masa para la determinación del volumen de homogeneización

TANQUES DE HOMOGENEIZACIÓN Construcción del tanque Los materiales de construcción Geometría del tanque Equipos necesarios para su funcionamiento Materiales de construcción Excavados en el terreno Hormigón Metálicos Geometría del tanque Depende del tipo (línea o derivación) Línea: Adoptar una geometría de reactor de mezcla completa Si esta determinada por la superficie del terreno disponible y ésta es alargada, puede ser necesario disponer de múltiples entradas y salidas Equipos complementarios Instalaciones para la limpieza con chorro de agua de los sólidos y grasas que tengan tendencia a acumularse. Aliviadero de emergencia para cubrir la eventualidad de un fallo en el sistema de bombeo Salida por la parte superior para la eliminación de materia flotante y espuma. Rociadores de agua para evitar la acumulación de espuma en las paredes del tanque

SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN TANQUE DE HOMOGENEIZACIÓN

Ejemplo Periodo de tiempo Caudal medio durante el periodo de tiempo m3/s Para los datos del caudal y de tiempo de la tabla determinar el volumen del tanque en línea necesario para la regulación del caudal.

NEUTRALIZACIÓN Puede utilizarse para los siguientes fines: Ajuste final de pH del efluente ultimo antes de la descarga al medio receptor (5.5-9) Antes del tratamiento biológico (pH 6.5 y 8.5) para una actividad biológica óptima Para precipitación de materiales pesados. Es la aplicación más importante. Intervienen diversos factores: producto de solubilidad del metal, pH óptimo de precipitación, concentración del metal y del agente precipitante, presencia de agente complejante del metal (cianuro y amonio). Los materiales pesados se precipitan normalmente en forma de hidróxidos utilizando cal hasta alcanzar el pH óptimo de precipitación de 6 a 11.

BIBLIOGRAFÍA Gallardo, A. Seguridad e Impacto Ambiental ALLENDE A. I. (1994) “Manual de tratamiento de aguas residuales”, IPSJAE, Cuba. GARCÍA P. D. (1999) “Planta experimental de tratamiento de aguas residuales por medios biológicos”, Tesis para el grado de maestría. Facultad de Ingeniería, UAEM, México, 233. GARDEA V. H. (1995) “Hidráulica de canales”, Fundación ICA, México. METCALF Y EDDY. (1991) “Wastewater engineering, treatment, disposal and reuse”, McGrawHill. Singapore METCALF Y EDDY. (1996) Ingeniería de aguas residuales, tratamiento, vertido y reutilización. McGrawHill.