Introducción
Los clarificadores primarios circulares se emplean para separar sólidos suspendidos de un líquido; son ampliamente utilizados en las industrias de tratamiento de aguas residuales y tratamiento de agua, así como en instalaciones de minería, plantas de ósmosis inversa y plantas de papel y pulpa, entre otras.
Los clarificadores son parte del proceso conocido como sedimentación. La sedimentación es el proceso de separar sólidos suspendidos de un líquido. Si la sedimentación ocurre únicamente por la acción de la gravedad, se utilizan tanques de sedimentación o tanques de decantación. Los clarificadores se definen como máquinas que realizan el proceso de sedimentación mediante medios mecánicos.
Sección Transversal del Tanque de Decantación
Para lograr la separación, los clarificadores reducen la velocidad del afluente (flujo entrante) y permiten que los sólidos se asienten por gravedad. Los sólidos suspendidos más pesados se depositan en el fondo del clarificador y se acumulan formando lodo. Los sólidos suspendidos más ligeros flotan hacia la superficie del clarificador y se acumulan formando espuma. Los sólidos más pesados se denominan sólidos sedimentables, mientras que los más ligeros se denominan sólidos flotantes.
Los diseños de clarificadores primarios pueden ser circulares, rectangulares o de paredes inclinadas. Los clarificadores típicos tienen un tiempo de retención (tiempo total dentro del clarificador) de aproximadamente 1-2 horas y pueden separar hasta el 95% de los sólidos sedimentables del flujo de proceso.
Los clarificadores primarios circulares son ampliamente utilizados en muchas industrias debido a su construcción sencilla, alta efectividad y bajos costos operativos.
Funcionamiento de los Clarificadores Primarios
El siguiente video es un extracto de nuestro Curso de Video en Línea de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Explicada.
El afluente ingresa al clarificador a través de la tubería de entrada del afluente y se dirige hacia la entrada disipadora de energía (EDI). El propósito del EDI es reducir la velocidad del afluente, lo que aumenta la eficiencia en la separación de los sólidos suspendidos del líquido.
El clarificador se divide en tres zonas principales: la zona de afluente, la zona de sedimentación y la zona de efluente. Después de salir del EDI, el afluente entra en la zona de sedimentación.
Los sólidos sedimentables más pesados se hunden al fondo del clarificador, se acumulan como lodo y se eliminan usando rastrillos/arados. Cada rastrillo tiene raspadores asociados que mueven progresivamente el lodo desde la base del clarificador hacia el pozo de lodo. Luego, el lodo se bombea desde el pozo de lodo a un área de disposición de desechos o para un tratamiento adicional.
Los sólidos flotantes más ligeros flotan hacia la parte superior del clarificador, se acumulan como espuma y se eliminan usando un desnatador de espuma. El desnatador descarga la espuma en el canal de espuma, donde se drena a una ubicación remota.
Una vez que los sólidos sedimentables y flotantes se han separado del afluente, el afluente pasa a través de un vertedero (generalmente un vertedero en V). El propósito del vertedero es permitir que pase una fina película de agua a través del vertedero, pero muy pocos sólidos suspendidos. El vertedero generalmente está precedido por un deflector de espuma que evita que la espuma llegue al vertedero.
Después de fluir a través del vertedero, el líquido entra en el canal de efluente. El efluente del canal se extrae y se trata más, o se descarga directamente de la planta.
Los clarificadores secundarios a veces forman la parte secundaria del proceso de sedimentación. Un clarificador secundario es muy similar a un clarificador primario, aunque no es tan profundo, tiene un área de sección transversal más grande y un tiempo de retención más largo; estos factores aumentan la cantidad de sólidos suspendidos que se pueden separar. Los sólidos suspendidos muy finos que no se pueden extraer en la etapa primaria se extraen en la etapa secundaria por el clarificador secundario.
¿Disfrutando de este artículo? ¡Entonces asegúrate de revisar nuestros Cursos de Video de Ingeniería! Cada curso tiene un cuestionario, un manual, y recibirás un certificado cuando termines el curso. ¡Disfruta!
Cortocircuito
El cortocircuito ocurre debido a irregularidades de temperatura o flujo dentro del clarificador. Las irregularidades de flujo conducen a diferentes velocidades dentro del clarificador. Las diferentes velocidades permiten la separación en áreas con bajo flujo, pero reducen la separación en áreas con alto flujo. Se debe evitar el cortocircuito, ya que no se puede garantizar una separación uniforme de los sólidos suspendidos en todo el clarificador, lo que reduce la eficiencia general del clarificador.
Consideraciones de Rendimiento
El mayor factor de rendimiento que influye en un clarificador primario circular es la tasa de flujo y la velocidad del afluente a través del clarificador. Se han desarrollado varias proporciones para medir el rendimiento del clarificador. La tasa de desbordamiento superficial (SOR) compara la tasa total de flujo de afluente con el área superficial del tanque. La tasa de desbordamiento del vertedero (WOR) mide el flujo sobre el vertedero en comparación con la longitud del vertedero. Ambas proporciones (SOR y WOR) son útiles para determinar el rendimiento del clarificador.
El siguiente video animado en 3D muestra cómo funciona un clarificador primario circular típico y sus componentes principales.
Componentes del Sistema
Este modelo 3D muestra todos los componentes principales asociados con un clarificador primario, que incluyen:
- Entrada de Afluente
- Descarga de Efluente
- Descarga de Lodo
- Rastrillo/Arado
- Hojas Raspadoras
- Desnatador
- Entrada Disipadora de Energía (EDI)
- Canal de Espuma
- Canal de Efluente
Recursos Adicionales
https://en.wikipedia.org/wiki/Clarifier