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Pretratamiento de aguas residuales: definición

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En el presente articulo te explicaremos lo que es el pretratamiento de aguas residuales, porque es importante, como funciona, cuales son sus objetivos, criterios a considerar, cálculos, que es el cribado y más.

¿Qué es el pretratamiento de aguas residuales?

El Pretratamiento de las aguas residuales no se considera en si un tratamiento, ya que no elimina la carga contaminante de las aguas residuales.

El proceso del pretratamiento en las plantas de tratamiento de aguas residuales empieza con el caudal de ingreso del agua a tratar y se retira entre el 40 y el 60% de sólidos.

Es muy fundamental para poder llevar acabo los demás procesos o etapas del tratamiento de aguas residuales.

Desbaste

Retiene sólidos en suspensión de tamaños distintos y de gran tamaño, el agua pasa por rejillas las cuales retienen estos sólidos.

  • Pozo de gruesos: aquí se retienen los solidos de mayor tamaño superiores a 5 cm.
  • Cribado: retiene sólidos de 0,5 cm a 5 cm.
Pretratamiento de aguas residuales
Imagen representativa del proceso de pretratamiento de aguas residuales

Tipos de cribas o rejillas

  • Para su limpieza: manual o mecánica
  • Por su separación entre barrotes: fina: entre 0,5 y 1,5 cm, media: entre 1,5 y 5,0 cm y gruesa: mayor a 5,0 cm.
  • Por su inclinación: verticales 90° respecto de la horizontal o inclinadas: entre 60° y 80° respecto de la horizontal.

Desarenedor – Desengrasador

El desarenador – desengrasador además de remover las arenas y otras partículas de peso específico similar, ayuda a retirar también grasas, aceites, espumas y otro material flotante que pueden causar interferencia en los tratamientos posteriores.

Homogenización

Es importante el tratar de homogenizar (igualar) el caudal y su carga contaminante (concentración), para poder optimizar el desarrollo de los siguientes procesos al aplicar métodos físicos, químicos o biológicos, de las siguientes fases.

¿Por que es importante el pretratamiento de aguas residuales?

El Pretratamiento nos ayuda o sirve para protege los equipos, durante todo el proceso del tratamiento de aguas residuales domesticas o industriales.

Así como muchas de sus partes y unidades de las estaciones depuradoras de aguas residuales de daños que se pueden dar, provocando un riesgo en el funcionamiento de la planta, sistemas de evacuación y transporte de aguas residuales.

¿Cómo funciona el pretratamiento de aguas residuales?

El pretratamiento inicia con la entrada del caudal, los cuales ingresan al pozo de muy gruesos, cribas o rejillas, desarenador y desarenador aireado, conocido también como desarenador-desengrasador.

Objetivos del pretratamiento de aguas residuales

El pretratamiento tiene por objetivo el eliminar el material grueso, las arenas, grasas, cuidar los equipos, partes y unidades de los demás procesos del tratamiento de aguas.

Criterios a considerar para el pretratamiento de aguas residuales

Para la selección de equipos y de procesos a llevar a cabo junto con los cálculos para el diseño de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Se debe tomar en cuenta el tipo de agua residual a tratar, características del agua residual, nivel de operación, número de habitantes, consumo de agua potable, coeficiente de retorno (0,70 y 0,85), caudales de infiltración, conexiones erradas, aportes institucionales, comerciales e industriales.

Cálculos para el pretratamiento de aguas residuales

Caudal medio diario (L/s)

𝑄𝑚𝑑 = 𝑄𝑑𝑜𝑚 + 𝑄𝑖𝑛𝑑 + 𝑄𝑐𝑜𝑚 + 𝑄𝑖𝑛𝑠

Donde:
Qmd: caudal medio diario de aguas residuales (L/s)
Qdom: aporte de aguas residuales de origen doméstico (L/s)
Qind: aporte de aguas residuales de origen industrial (L/s)
Qcom: aporte de aguas residuales de origen comercial (L/s)
Qins: aporte de aguas residuales de origen institucional (L/s)

Caudal doméstico

𝑄𝑑𝑜𝑚 = (𝐷𝑜𝑡𝑎𝑐𝑖ó𝑛 ∙ 𝑃 ∙ 𝐶𝑅) / 86400
Donde:
Qdom: corresponde al aporte de aguas residuales de las actividades domésticas (L/s).
d: dotación o cantidad de agua potable consumida por habitante y por día (L/hab*d).
P: número de habitantes proyectado para el periodo de diseño asignado.
CR: coeficiente de retorno sanitario (entre 0,70 y 0,85, pero usualmente se utiliza 0,80).

Pozo de muy gruesos

Volumen del pozo

∀= 𝑄 ∙ 𝑇𝑅𝐻
donde:
∀: volumen (𝑚3)
𝑄: caudal (𝑚3/s)
TRH: tiempo de retención hidráulica (s)

Área superficial

𝐴𝑠 = Q / V
donde:
As: área superficial del pozo (m2)
𝑄: caudal (𝑚3/h)
V: velocidad (m/h)

Profundidad

ℎ = ∀ / As
donde:
h: profundidad (m)
∀: volumen (m2)
𝐴s: área superficial (m2)

Cribas o rejillas

Calculo de la área útil de la zona de rejilla

𝐴𝑅 = 𝐵𝑐 * (𝐿 / 𝐿 + 𝑏) * (1 − (𝐺 / 100)
Donde:
AR: área útil del canal en la zona de la rejilla (m2)
Bc: ancho del canal (m)
L: luz o espacio entre barrotes (m)
b: ancho de los barrotes (m)
G: grado de colmatación (usualmente se adopta un valor de 30%)

Calculo de la profundidad en la zona de rejillas

1 2

Donde:
P: profundidad en la zona de rejillas (m)
Q: caudal de aguas residuales (m3/s)
Vp: velocidad de paso entre la rejilla (m/s)

Calculo de perdida de carga

2 1

Donde:
H pérdida de carga generada por la rejilla (m)
Vp velocidad de paso del agua a través de la rejilla (m/s)

Número de barrotes

3 1

Donde:
N número de barrotes
BR ancho del canal en la zona de rejilla (m)
L luz o espacio entre barrotes (m)
b ancho de los barrotes (m)

Desarenador – Desengrasador

Calculo de volumen

∀= 𝑄 ∙ 𝑇𝑅𝐻
donde:
∀: volumen (𝑚3)
𝑄: caudal (𝑚3/s)
TRH: tiempo de retención hidráulica (s)

Área superficial

𝐴𝑠 = Qp / Cs
donde:
As: área superficial (m2)
𝑄p: caudal punta (𝑚3/h)
Cs: carga superficias (m/h)

Área transversal

𝐴t = Qp / Vh
donde:
At: área transversal (m2)
𝑄p: caudal punta (𝑚3/s)
Vh: velocidad horizontal (m/s)

Longitud del canal

𝐿 = ∀ / 𝐴t
Donde:
L: longitud del canal (m)
∀: volumen (𝑚3)
𝐴t: área transversal (m2)

Profundidad útil del canal

𝑃 = ∀ / As
Donde:
P: profundidad útil del canal (m)
∀: volumen (𝑚3)
𝐴t: área transversal (m2)

Ancho del desarenador

𝐵 = ∀ / (𝑃 * L)
Donde:
B: ancho del desarenador
P: profundidad útil del canal (m)
∀: volumen (𝑚3)
L: longitud del canal (m)

Además se calcula un tercio más del ancho de la zona de desarenado para proyectar la zona de desengrasado.

Calculo del ancho total

𝐵𝑇 = 𝐵 + ( B / 3)
Donde:
BT: ancho total (m)
B: ancho del desarenador (m)

Suministro de aire

𝐴𝑖𝑟𝑒 = 𝑆𝑢𝑚𝑖𝑛𝑖𝑠𝑡𝑟𝑜 ∙ ∀
Donde:
Aire: m3 /h
suministro: 1 (m3 /h*m3)
∀: volumen (𝑚3)

Preguntas frecuentes

¿Cuál es el tratamiento de aguas residuales?

El proceso del pretratamiento en las plantas de tratamiento de aguas residuales empieza con el caudal de ingreso del agua a tratar y se retira entre el 40 y el 60% de sólidos, este pretratamiento es de carácter totalmente mecánico.

¿Qué es cribado en pretratamiento de aguas residuales?

El cribado, es usado para la reducción de sólidos en suspensión de tamaños distintos y de gran tamaño, la distancia o las aberturas de las rejillas dependen del objeto de las mismas, y su limpieza se hace bien manualmente o mecánicamente.

Las cribas o rejillas por lo general tienen una apertura de 1/8 de pulgada o pueden llegar a ser más grandes, los tamaños más comunes de los agujeros de las cribas pueden ser de 3/4 a 3 pulgadas.

¿Cómo es el tratamiento de aguas residuales?

El proceso del pretratamiento en las plantas de tratamientos de aguas residuales empieza con el caudal de ingreso del agua a tratar a través de un Parshall y posteriormente pasa por un sistema de rejillas (cribas), el cual retiene solidos de gran tamaño.

Si te interesa saber más sobre los métodos de tratamiento te invito a revisar sobre los rellenos sanitarios, etapas del tratamiento de aguas residuales, tipos de filtros de agua, tipos de tratamiento de aguas residuales.

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