Evaluación y dimensionamiento de unidades de sedimentación convencional para cinco diferentes aguas superficiales utilizando el tamaño de Flocs como parámetro. (2023)
El dimensionamiento de una planta de tratamiento de agua potable (PTAP) se realiza en función del caudal que surtirá a una determinada población. Una PTAP convencional cuenta con unidades de coagulación, floculación, sedimentación y filtración. La sedimentación convencional también conocida como clarificación, es el proceso unitario en el cual se produce una separación física de los flocs generados en los procesos de coagulación y floculación. Los procesos de clarificación requieren de parámetros de diseño como la velocidad de sedimentación de partículas de flocs (Vm), la cual involucra, la densidad del agua, la densidad de las partículas, un coeficiente de arrastre, la aceleración de la gravedad y el diámetro medio de partículas de flocs (dp). El presente trabajo de investigación tuvo como principal objetivo, evaluar y dimensionar unidades de sedimentación convencional para cinco diferentes aguas superficiales usando dos diferentes métodos de cálculo: Método I (usando un diseño teórico, asumiendo una carga hidráulica superficial inicial) y Método II (usando el tamaño medio de flocs, para calcular la carga hidráulica superficial). El tamaño medio de flocs empleados en esta investigación, fueron medidos en una investigación previa usando una técnica de análisis de imágenes y un teléfono celular (González-Galvis et al. 2022). Con esta técnica se encontraron tamaños medios de flocs en un rango de (68-277μm). Con los resultados obtenidos en la presente investigación, mostraron que las aguas más adecuadas para ser tratadas con sedimentación convencional son: 1) Soracá (Turbiedad inicial 5.95 UNT); 2) Ventaquemada (Turbiedad inicial 2.27 UNT) y 3) Tunja (Turbiedad inicial 3.61 UNT). Para las otras aguas probadas en esta investigación, (Boyacá -Boyacá, turbiedad inicial de 1.67 UNT y Turmequé, turbiedad inicial 0.53 UNT), se recomienda que sean tratadas vía filtración directa, es decir mediante coagulación, floculación y filtración, dado a su muy baja turbiedad. La investigación también arrojo que el método de diseño I tiende a sub-dimensionar el área del sedimentador en comparación con el método de diseño II. Asimismo, el método I reduce el tiempo hidráulico de retención para algunas aguas, pero en general el número de Reynolds cumple para todos los sedimentadores calculados usando tanto el método I como el método II con valores menores a 20.000. Sin embargo, el número de Froude no cumplió para ninguno de los dos métodos utilizados en ninguna de las aguas usadas ya que los valores obtenidos fueron más grandes que 10-5.