Un floculador-decantador lamelar es un sistema de tratamiento de agua que combina la formación de flóculos con la separación gravitacional de sólidos suspendidos mediante módulos de placas inclinadas. El floculador agita el agua y favorece la acción de coagulantes o floculantes, mientras que el decantador lamelar utiliza una gran superficie efectiva de sedimentación en un volumen compacto.
El mecanismo de acción de la separación es la fuerza de la gravedad. Así, los componentes de mayor densidad se sitúan en el fondo del decantador, quedando el agua clarificada en la superficie. La adición de coagulantes y floculantes favorece la separación de los sólidos en suspensión en el proceso de decantación.
Qué es un floculador decantador lamelar
Un floculador-decantador lamelar es un tipo de sistema de tratamiento de agua que se utiliza para remover las partículas y sólidos suspendidos del agua. Consiste en dos componentes principales: un floculador y un decantador lamelar.
El floculador es una cámara donde se agita el agua y se agrega un producto químico llamado coagulante para crear flóculos o conglomerados de partículas. Los flóculos se forman cuando el coagulante atrae las partículas suspendidas en el agua, haciéndolas más grandes y pesadas para que puedan asentarse más fácilmente.
Después de que se han formado los flóculos, el agua se dirige hacia el decantador lamelar. Los decantadores lamelares contienen una serie de placas verticales inclinadas, llamadas lamelas, que están diseñadas para aumentar la velocidad de sedimentación de los flóculos.
Los flóculos asentados se acumulan en el fondo del decantador y se eliminan mediante un sistema de raspado o bombeo. El proceso de floculación y decantación lamelar se utiliza comúnmente en plantas de tratamiento de agua para eliminar los sólidos suspendidos, las bacterias y otros contaminantes del agua.
La introducción de láminas, o lamelas, paralelas e inclinadas en el cuerpo de un decantador da lugar a los llamados decantadores lamelares o laminares. Una variante de los mismos, en los que las “láminas” se conectan, son los decantadores tubulares; si bien los fundamentos de su funcionamiento son los mismos esta configuración en tubos permite trabajar en módulos con mayor rigidez estructural, a la vez que menor peso.
Cómo funciona el sistema
1. Entrada y acondicionamiento del agua
El caudal de entrada es canalizado a través de una tubería hasta la cámara de decantación, dónde se encuentra la distribución de lamelas que permiten aumentar la superficie efectiva de decantación. En una instalación completa, el agua puede pasar previamente por una etapa de mezcla rápida, dosificación química y floculación.
El sistema de dosificación química genera la mezcla adecuada de químicos como floculante, coagulante o niveladores de pH dando inicio a la floculación. Es una bomba dosificadora que trabaja alimentada por energía eléctrica, la cual se encarga de succionar un reactivo químico almacenado en un recipiente y dosificarla en línea de flujo en el tratamiento del agua.
2. Mezcla rápida y coagulación
El compartimento de mezcla es el primero de los compartimentos que nos encontramos y dónde se produce la mezcla rápida entre el agua de llegada y los reactivos químicos. La entrada y salida del agua en este compartimento seguirá un circuito obligado mediante placas deflectoras, haciendo que la mezcla producida por un agitador sea lo más homogénea posible.
Los componentes principales de un mezclador estático para aguas residuales incluyen un marco, entrada, puertos de muestra, puertos de inyección, tuberías y una salida. Las tuberías están configuradas de manera ascendente para reducir la cantidad de espacio en el piso necesario para proporcionar suficiente tiempo de reacción química.
3. Floculación
El compartimento de floculación recibe el agua procedente de la cámara de mezcla siguiendo un circuito establecido mediante placas deflectoras. Un agitador lento es el encargado de favorecer la floculación del polielectrolito dosificado, pasando posteriormente el agua al compartimento de decantación.
El sistema de agitación mecánica proporciona a la masa de agua una agitación lenta de manera mecánica, aplicando velocidades decrecientes para promover el crecimiento de los flóculos y su conservación.
Un ejemplo de funcionamiento del sistema descrito consistiría en una primera etapa donde el floculador mecánico con un agitador giratorio de baja velocidad de rotación mejorase el proceso químico mediante el cual, con la adición de sustancias floculantes, se aglutinasen las sustancias coloidales presentes en el agua, facilitando de esta forma su decantación.
El diseño de la cámara prevista para el floculador favorecerá la decantación de una parte de partículas debido a su descarga por la parte superior. También puede incorporarse un sistema opcional para dosificar minerales absorbentes como carbón activado, antracitas o arcillas, continuando con el proceso de agitación mecánica y completando la etapa de floculación.
4. Distribución hacia las lamelas
A continuación, se conectaría la zona lamelar, o zona de decantación, a través de la zona de entrada, que reparte el caudal de entrada uniformemente para separar otros elementos semipesados y pesados en suspensión no retenidos en la etapa anterior.
Una cámara de recepción del agua floculada puede disponer en su parte inferior de varias salidas tubulares perforadas que distribuyen el caudal por igual sobre la superficie inferior del bloque de lamelas. La dispersión de esta agua se hará de forma horizontal, de tal manera que se evita que el lecho de fangos se levante.
5. Sedimentación entre las placas inclinadas
Con el paso del fluido entre las lamelas se produce la separación de los sólidos en suspensión que resbalan por la pendiente de las lamelas hacia el fondo del decantador mientras que el agua limpia sigue una trayectoria ascendente hacia la superficie superior del decantador.
El sistema lamelar permite que la distancia que una partícula tiene que recorrer hasta que decanta sea menor que en un decantador convencional, aumentando la capacidad de clarificación. Se trata en definitiva de que el caudal pase a la zona lamelar donde los sólidos en suspensión con velocidad de sedimentación mayor a la velocidad superficial equivalente decantan resbalando por la superficie inclinada de las lamelas a la zona de fangos, mientras que el agua tratada asciende al canal de recogida, acumulándose en el tanque de salida.
El agua en su ascenso tiende a ir pegada a la placa superior, mientras los fangos descienden por la inferior. La recogida del agua clarificada se produce en aquella zona en que la concentración de fangos es menor, resultando un agua mejor clarificada.
6. Recogida del agua clarificada
El agua limpia ya clarificada en la parte superior del decantador lamelar cae a un recogedor vertedero situado a lo largo de la cámara de decantación y de éste a la cámara de salida, de donde se evacua mediante tubería.
El agua que entra por la parte inferior en la zona de decantación asciende a través de las lamelas hasta alcanzar los canalones de evacuación del agua decantada, dispuestos de tal forma que no se creen corrientes preferenciales, y evacua el agua hacia el compartimento de salida.
El compartimento de salida es el habitáculo en el que se encuentra el agua una vez decantada. Éste puede ser opcional, ya que habitualmente el agua decantada se recoge en un canalón de salida donde, por una de sus caras, recibe los canalones interiores de la zona lamelar y por la cara exterior dispone de la tubuladura de salida general de agua decantada.
7. Acumulación y extracción de lodos
Las partículas sedimentadas resbalan por la pendiente de las lamelas hacia el fondo del decantador, recogiéndose en el fondo cónico donde se forman los fangos. Este compartimento dispone de tolvas troncocónicas para el almacenamiento de los fangos decantados, con tubuladuras para la extracción de los mismos.
Los lodos, arenas y limos en las aguas superficiales, así como los sólidos formados por precipitación química y floculación, tienen que ser eliminados. La extracción puede realizarse mediante purga, bombeo, raspado u otros sistemas adaptados a la configuración del equipo.
Principio de sedimentación lamelar
El área de asentamiento es el aspecto más significativo de la capacidad de asentamiento de cualquier decantador. Con el concepto de placa inclinada, el área de asentamiento por gravedad efectiva se convierte en el área de cada placa proyectada sobre una superficie horizontal.
La superficie horizontal efectiva es la proyección horizontal de cada placa multiplicada por el número de placas. Este valor de superficie total proyectada es el que debe intervenir en el cálculo de la velocidad ascensional.
Una estrategia para aumentar el rendimiento de los decantadores es aumentar la superficie horizontal, que implica, de forma directa para un caudal determinado, la disminución de la velocidad ascensional. Este aumento se puede realizar de diferentes formas.
Una de las formas es colocar diferentes pisos, con lo que se consigue dividir el caudal que debe soportar cada superficie horizontal. Una alternativa para facilitar la extracción del fango sería inclinar los pisos del decantador con el fin de obligar al fango a descender y acumularse en una sola superficie, colocando un solo sistema de extracción.
Las placas inclinadas proporcionan una gran área de asentamiento proyectada en una forma compacta. Esta tecnología es muy beneficiosa en comparación con un tanque de fondo cónico o un clarificador circular debido al ahorro de espacio, la eficiencia de sedimentación y el costo reducido de construcción.
Las placas se colocan juntas y las superficies de sedimentación se apilan para formar un área de sedimentación 10 veces mayor que el área total ocupada por la máquina. Con el concepto de placa inclinada, se dispone de hasta 10 metros cuadrados de área de asentamiento por cada metro cuadrado de espacio ocupado por la unidad.
Configuraciones según el sentido del flujo
Existen dos tipologías básicas en función del sentido del flujo: si el agua fluye en la misma dirección que el fango se denominan sistemas co-corriente y si fluye en dirección contraria se denominan sistemas de contra-corriente.
Sistemas co-corriente
En los sistemas co-corriente se facilita enormemente la eliminación del fango, pero se añade el problema de la posible creación de cortocircuitos de agua, no pasando el agua entre las placas.
Hay que colocar deflectores y placas que obliguen al agua a pasar entre las placas. Se puede aumentar la velocidad de circulación del agua entre las placas, pero existe el problema de la resuspensión de fangos ya sedimentados.
Sistemas contra-corriente
En los sistemas contra-corriente disminuye el riesgo de arrastre de partículas. El agua clarificada asciende mientras los fangos descienden, y la recogida del agua se produce en una zona con menor concentración de sólidos.
El rendimiento de los decantadores con sedimentación floculenta es, fundamentalmente, dependiente de la velocidad ascensional. El calado y el tiempo de retención hidráulica son considerados, en general, como factores de segundo orden, según los modelos más habituales de análisis de los procesos de sedimentación.
Elementos principales del equipo
Una configuración habitual de floculador decantador lamelar puede integrar los siguientes elementos:
| Elemento | Función |
|---|---|
| Entrada del agua | Conduce el caudal bruto hacia la zona de tratamiento. |
| Cámara de mezcla | Favorece la mezcla rápida del agua con coagulantes, floculantes o reguladores de pH. |
| Cámara de floculación | Proporciona agitación lenta para formar y conservar los flóculos. |
| Cámara de decantación | Contiene los módulos lamelares donde se produce la sedimentación. |
| Soporte biológico lamelar | Constituye la estructura de soporte de los módulos instalados en la zona de separación. |
| Cámara de clarificación | Recoge el agua después de su paso ascendente por las lamelas. |
| Canaleta de conducción | Distribuye y conduce el agua clarificada hacia la salida. |
| Zona de fangos | Acumula los sólidos sedimentados. |
| Salida de lodos | Permite purgar o extraer los fangos acumulados. |
| Salida de agua | Evacua el agua clarificada. |
| Base estructural | Proporciona estabilidad mecánica al conjunto. |
Los decantadores lamelares están constituidos habitualmente por un compartimento de mezcla, un compartimento de floculación, un compartimento de decantación y un compartimento de salida.
Diseño de un floculador decantador lamelar
Condiciones hidráulicas
Los requerimientos básicos de un decantador laminar o tubular son que existan condiciones de flujo laminar. La partícula o flóculo que sedimenta lo debe hacer sin las interferencias que le causarían las turbulencias de un flujo no laminar.
El tiempo de permanencia debe ser suficiente para que una partícula pueda recorrer la distancia vertical entre láminas. La velocidad del fluido en las láminas no debe exceder de un valor crítico, pues produciría el arrastre del fango depositado.
Además de esto, el volumen existente entre dos placas debe permitir la acumulación de las partículas sedimentadas, de tal forma que no se produzca un cambio de régimen del fluido debido a la variación de la sección.
Velocidad ascensional y velocidad de arrastre
Un factor importante a tener en cuenta en el diseño de este tipo de decantadores es la limitación de la velocidad de arrastre. Si la velocidad del agua entre las placas es excesiva, puede dificultar la sedimentación o provocar la resuspensión de los fangos ya depositados.
El rendimiento de los decantadores con sedimentación floculenta depende fundamentalmente de la velocidad ascensional. Por esta razón, el área horizontal efectiva debe calcularse a partir de la proyección de las lamelas y del número de módulos instalados.
Inclinación de las lamelas
La cámara de decantación contiene lamelas colocadas de forma continua y, normalmente, con una inclinación respecto a la horizontal de unos 60º aproximadamente, aunque el valor depende del proyecto.
El empleo de lamelas con una inclinación adecuada permite aumentar la superficie efectiva de decantación y reducir la distancia que la partícula tiene que recorrer hasta que decanta respecto a un decantador convencional.
Los distintos tipos de sedimentadores lamelares permiten optimizar los procesos de tratamiento de aguas residuales. Al elegir diferentes longitudes de tubo, altura y variando el ángulo de inclinación, los sedimentadores lamelares pueden ajustarse para todos los tipos de requisitos de proceso y la geometría del tanque.
Distribución uniforme del caudal
La distribución del flujo es un aspecto fundamental del diseño. El agua floculada debe repartirse de manera uniforme sobre la superficie inferior del bloque de lamelas para evitar corrientes preferenciales, zonas muertas y levantamiento del lecho de fangos.
El agua entra por la parte inferior de la zona de decantación y asciende a través de las lamelas hasta los canalones de evacuación. Un conjunto de estructura de perfiles laminados, fijada entre los tubos de reparto del agua floculada y el bloque de lamelas, se encarga de fijar dichas lamelas.
Selección de materiales
Las lamelas pueden fabricarse en PP, PVC u otros materiales. Cada pack es independiente y está formado por numerosos tubos independientes entre sí de longitud definida, los cuales forman zonas de flujo laminar ideales para desarrollar la decantación de las partículas.
Los packs de lamelas son autoportantes y presentan resistencia mecánica y corrosiva. También son resistentes al ataque químico y a distintos tipos de microorganismos presentes en aguas residuales muy contaminadas.
Los decantadores lamelares pueden fabricarse íntegramente en polipropileno, un material termoplástico resistente a la corrosión y capaz de soportar temperaturas elevadas. El soporte exterior puede ser de acero inoxidable o de acero ordinario con tratamiento antioxidante y anticorrosivo.
Los diferentes materiales de construcción permiten una adaptación adecuada a las características del efluente. La selección debe considerar la composición química del agua, la presencia de grasas o hidrocarburos, la temperatura y las condiciones de operación.
Protección anticorrosiva
En las partes no sumergidas puede aplicarse chorreado de arena hasta grado Sa 2 ½”, imprimación epoxi de 75 micras, capa de epoxi de 100 micras y acabado en poliuretano alifático de 40 micras.
En las partes sumergidas puede aplicarse chorreado de arena hasta grado Sa 2 ½”, imprimación epoxi de 50 micras y brea epoxi de 200 micras. La barandilla de protección puede ser galvanizada en caliente.
Capacidad y dimensiones de referencia
Los decantadores lamelares pueden fabricarse en diferentes tamaños según el caudal, como 1, 2,5, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 60 y 100 m³/h, incluso para caudales superiores cuando el tratamiento requiere un diseño especial.
Los siguientes valores son ejemplos de configuraciones para agua potable y aguas residuales; las medidas son aproximadas y deben ajustarse en el diseño final dependiendo de las características del agua a tratar.
| Caudal máximo | Lamelas | Ancho | Largo | Alto | Aplicación |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 m³/h | 1 | 1.510 mm | 2.800 mm | 2.330 mm | Agua potable o residual |
| 20 m³/h | 2 | 1.510 mm | 2.800 mm | 2.330 mm | Agua potable o residual |
| 40 m³/h | 4 | 2.510 mm | 3.800 mm | 2.330 mm | Agua potable o residual |
| 60 m³/h | 6 | 2.510 mm | 4.800 mm | 2.330 mm | Agua potable o residual |
| 80 m³/h | 8 | 2.510 mm | 5.800 mm | 2.330 mm | Agua potable o residual |
| 100 m³/h | 10 | 2.510 mm | 6.800 mm | 2.330 mm | Agua potable o residual |
En algunos ejemplos para agua potable se considera una velocidad de Hazen en torno a 0.8 m/h, debiéndose ajustar en el diseño final dependiendo de las aguas a tratar. En ejemplos para aguas residuales se ha considerado una carga de sólidos suspendidos diferente, por lo que el volumen de lodos y la geometría de la zona de fangos deben concretarse durante el diseño.
Los módulos lamelares pueden presentar una superficie específica elevada de hasta 18 m²/m³ y un radio hidráulico de 40-80 mm. La carga superficial equivalente aproximada puede situarse entre 0.6 y 1.0 m³/m²/h, dependiendo de la aplicación y de las características del agua.
Ventajas del sistema lamelar
Los floculadores-decantadores lamelares son altamente eficientes y pueden tratar grandes volúmenes de agua en poco tiempo. Además, ocupan un espacio reducido en comparación con otros sistemas de tratamiento de agua, lo que los hace ideales para su uso en áreas urbanas donde el espacio es limitado.
- Las placas inclinadas aumentan la superficie efectiva de sedimentación.
- La distancia de sedimentación de las partículas es menor que en un tanque convencional.
- El equipo requiere menos superficie ocupada para un caudal determinado.
- La modularidad facilita la ampliación y adaptación a diferentes geometrías.
- Los módulos lamelares pueden instalarse en tanques nuevos o existentes.
- El consumo energético puede ser reducido cuando el proceso trabaja principalmente por gravedad.
- La instalación puede ser rápida y con menor necesidad de obra civil.
- Los módulos pueden transportarse en contenedores marítimos estándar.
- La extracción de lodos se concentra en una zona inferior común.
- Los módulos presentan resistencia mecánica, química y frente a microorganismos.
- La utilización de productos químicos puede optimizarse mediante una mezcla y floculación adecuadas.
- El sistema puede trabajar en procesos biológicos y fisicoquímicos.
Los decantadores lamelares son equipos apropiados para separar en continuo grandes cantidades de sólidos en suspensión, tratando mayores caudales en un área y estructura menor de la que requieren los sedimentadores convencionales, siendo su eficiencia mayor.
En comparación con un tanque de fondo cónico o un clarificador circular, esta tecnología puede ofrecer ahorro de espacio, eficiencia de sedimentación y reducción del costo de construcción.
Aplicaciones del floculador decantador lamelar
Tratamiento de agua potable
Los clarificadores lamelares, también llamados sedimentadores tubulares, son usados para la remoción de sólidos mediante sedimentación en agua potable y agua residual. Pueden utilizarse en tanques rectangulares y circulares.
En plantas de potabilización, la coagulación y la floculación permiten transformar partículas pequeñas y coloides en flóculos con mayor capacidad de sedimentación. Posteriormente, las lamelas facilitan la separación gravitacional y la obtención de agua clarificada.
Tratamiento de aguas residuales urbanas
En esta fase, la depuradora de aguas residuales separa la mayor parte de los sólidos sedimentables, los cuales se depositan en el fondo, del material flotante, que queda en la superficie y no pudo ser eliminado en procesos anteriores.
Una vez finalizada la degradación de la materia orgánica, el agua pasa a un decantador donde el fango biológico del proceso anterior se separa del agua depurada. En este punto, el fango pasará a la línea correspondiente y será tratado de la forma adecuada.
En las pequeñas plantas de tratamiento biológico de aguas residuales se suele instalar un decantador laminar monobloque en lugar de los sistemas de decantación tradicionales. La versión monobloque no requiere una estructura de ingeniería civil y permite una instalación y una puesta en marcha rápidas.
El paquete laminar ha sido especialmente diseñado teniendo en cuenta el tipo de barro para evitar riesgos de atasco. La modularidad del sistema, la reducción de la superficie ocupada y la facilidad de gestión favorecen su utilización en instalaciones compactas.
Tratamiento de aguas industriales
El agua de proceso de las empresas productoras puede adoptar características diferentes en función del tipo de producción y del uso que se haga de ella en el ciclo productivo. El tratamiento de esta agua se produce mediante la dosificación de sustancias químicas, que difieren según las sustancias que se quieran eliminar.
Los lodos producidos por el tratamiento químico se eliminan mediante decantación con clarificadores de paquete laminar. En la versión monobloque se combinan facilidad de envío e instalación, diseño compacto, superficie de asentamiento elevada, modularidad y bajo consumo de energía.
Los decantadores lamelares pueden emplearse en el tratamiento del agua de lavado de frutas y verduras, el tratamiento del agua de refrigeración en plantas químicas o siderúrgicas, la limpieza del agua de molienda en el procesamiento de piedra natural o vidrio, la recirculación del agua de proceso en plantas de grava y el tratamiento de aguas residuales en grandes obras.
Eliminación de metales
Uno de los procesos de tratamiento de aguas residuales industriales tiene como objetivo eliminar los metales. La separación de los metales se produce por precipitación: aumentando adecuadamente el pH del agua efluente se obtiene la formación de hidratos metálicos que se separan del agua por precipitación.
Los sedimentadores de paquetes laminares se han utilizado para acelerar el fenómeno de separación de hidratos metálicos como alternativa a los sistemas de sedimentación tradicionales, frente a los cuales tienen la ventaja de garantizar pequeñas dimensiones y una rápida instalación.
Modernización de clarificadores existentes
Los decantadores laminares con marco de contención permiten una rápida instalación en el interior de tanques de sedimentación existentes, aumentando la superficie útil sin grandes cambios en la estructura del clarificador.
El mismo tipo de paquetes de láminas puede utilizarse en tanques de hormigón de nueva construcción. Gracias a su estructura, su aplicación permite obtener grandes superficies de asentamiento en distribuciones compactas.
Obras, excavaciones y construcción
Las unidades compactas para tratamiento de agua pueden minimizar la contaminación del agua en muchos sitios industriales y de construcción. Pueden evitar que la tierra, los arroyos y las aguas subterráneas se contaminen por el sitio de excavación o por la erosión del suelo causada por la lluvia.
Las estaciones de bombeo prefabricadas se colocan normalmente al comienzo de las líneas de tratamiento para lograr que el agua a tratar llegue desde una cota inferior al nivel de los sistemas de tratamiento. Estas estaciones permiten recoger y trasladar hidráulicamente agua, agua potable y aguas residuales.
Minería, petróleo y procesos con hidrocarburos
La clarificación por gravedad y la separación hidrodinámica son etapas críticas en el pretratamiento de aguas residuales. Los decantadores y separadores pueden diseñarse para maximizar la superficie de sedimentación en el menor espacio físico posible, favoreciendo la remoción de sólidos pesados, aceites, grasas e hidrocarburos libres.
En instalaciones mineras y petroleras, la selección del equipo debe considerar la presencia de partículas abrasivas, hidrocarburos, grasas y variaciones importantes de caudal o carga contaminante.
Integración con otros equipos de tratamiento
Un floculador decantador lamelar puede integrarse con sistemas de dosificación química, mezcladores estáticos, agitadores mecánicos, estaciones de bombeo, separadores de aceites y sistemas de gestión de lodos.
Una unidad compacta para tratamiento de agua puede incluir un sistema de floculación y mezcla estática, un sistema de decantación tipo cono con sus puntos bridados, una alimentación mediante bomba sumergible, dosificación automática de floculante, separación por efecto rotacional y gravitacional y descarga del agua limpia mediante tuberías.
La flotación y decantación pueden combinarse en líneas de tratamiento que incluyan tecnologías de microburbujas para eliminar grasas, aceites y sólidos suspendidos totales en efluentes industriales altamente contaminados.
La gestión y el tratamiento de lodos pueden incluir tecnologías de deshidratación y espesamiento destinadas a reducir el volumen de los subproductos, facilitar su manejo y optimizar el ciclo de tratamiento.
Problemas de operación y mantenimiento
Obturación de las lamelas
El problema principal en un decantador lamelar es la obturación de las lamelas. En sus paredes puede producirse la adherencia de algas, lodos y otros materiales.
La obstrucción puede relacionarse con altas concentraciones de sólidos en suspensión, reactivos químicos como floculantes y coagulantes, vertidos incontrolados de hidrocarburos o grasas, una selección incorrecta del tamaño del equipo en función del agua a tratar y un mantenimiento insuficiente.
Una forma de mejorar el rendimiento de un decantador lamelar y permitir una mayor longevidad de la instalación es realizar un procedimiento de limpieza durante las paradas técnicas.
Limpieza de los módulos
La limpieza periódica evita la acumulación de sólidos adheridos, mantiene la sección hidráulica disponible y ayuda a conservar las condiciones de flujo laminar. La frecuencia depende de la carga de sólidos, la composición del agua, la presencia de grasas y el funcionamiento del sistema de pretratamiento.
La limpieza puede realizarse mediante desmontaje y lavado de los módulos, procedimientos manuales durante las paradas técnicas o sistemas de aire a presión instalados específicamente para desprender los sedimentos.
Un sistema de limpieza por inyección de aire a presión desde la base de los módulos forma burbujas que desprenden los sedimentos adheridos en sus paredes, permitiendo que asciendan a la superficie del decantador para su eliminación.
Este tipo de sistema puede configurarse para decantadores lamelares circulares, cuadrados y rectangulares, y puede adaptarse a instalaciones existentes cuando las condiciones técnicas lo permiten.
Controles mecánicos
El mantenimiento de un decantador lamelar puede incluir el control y engrase del grupo motorreductor, la inspección de los cojinetes de las rodaduras, la comprobación de las escobillas de conexión eléctrica, la revisión de la rasqueta de extracción de flotantes y el control de las barrederas de fondo.
Si el reductor utiliza lubricante perpetuo, no precisa mantenimiento de lubricación salvo daño puntual. Si el reductor funciona con aceite, hay que llenar la caja hasta el nivel marcado, vaciar inicialmente el lubricante a las 200 horas de trabajo y realizar posteriormente el cambio cada 5000 horas de trabajo o cada año.
También es necesario mantener limpio el protector del ventilador y la carcasa para que la refrigeración sea adecuada, comprobar acústicamente los cojinetes para proceder a su recambio cuando sea necesario y revisar el desgaste de las rasquetas y barrederas.
Seguridad durante las tareas
En las tareas de mantenimiento y limpieza deberá cuidarse especialmente que la maquinaria esté desconectada y bloqueada para evitar accidentes. Las intervenciones deben realizarse con procedimientos adecuados para el acceso a los módulos, las zonas de fangos, los motores y las instalaciones eléctricas.
Factores para seleccionar y dimensionar el equipo
La selección del floculador decantador lamelar debe basarse en las características del agua, el caudal, la concentración y naturaleza de los sólidos, la facilidad de formación de flóculos, la presencia de aceites o grasas y los requisitos de calidad del agua de salida.
- Caudal medio, máximo y variaciones de alimentación.
- Concentración de sólidos suspendidos y sedimentables.
- Tamaño, densidad y velocidad de sedimentación de las partículas.
- Necesidad de coagulación, floculación o precipitación química.
- Dosificación y tipo de reactivos empleados.
- Velocidad ascensional admisible.
- Velocidad de circulación entre las lamelas.
- Inclinación, longitud y separación de las placas.
- Volumen y sistema de extracción de lodos.
- Materiales compatibles con el efluente.
- Disponibilidad de espacio y condiciones de transporte.
- Necesidades de limpieza y mantenimiento.
Los decantadores deben tener dos propósitos fundamentales: aumentar la superficie de decantación y obtener un flujo laminar.
El diseño final debe ajustarse a los sólidos sedimentables, la carga contaminante, el tiempo de funcionamiento, la densidad del lodo y las condiciones hidráulicas específicas de cada instalación.
Transporte, montaje e integración en planta
Los decantadores lamelares han sido diseñados con parámetros de tamaño que se adecuan a las medidas internas de los contenedores marítimos estándar, permitiendo transportarlos a destinos internacionales.
Para el transporte por carretera o ferroviario, el diseño modular ofrece condiciones favorables de maniobra y puede reducir los tiempos y costos asociados al desplazamiento del equipo.
Los equipos compactos pueden instalarse en superficie, transportarse ensamblados y conectarse a las líneas de entrada, salida, purga, dosificación y control. La integración final debe considerar el acceso para mantenimiento, la ventilación, la seguridad y la retirada de lodos.
Los decantadores lamelares pueden instalarse en tanques rectangulares y circulares, así como en estructuras existentes cuando la geometría, la resistencia y las condiciones hidráulicas son compatibles con los módulos seleccionados.
Relación con las etapas posteriores
Después de la decantación, el agua puede regresar a los ríos o mares o continuar hacia un tratamiento terciario, según la calidad requerida y la normativa aplicable.
Los tres principales métodos de desinfección en aguas residuales son la cloración, la ozonización y la radiación ultravioleta. El uso de cloro para desinfectar aguas residuales es un método utilizado por muchos municipios.
La decantación no sustituye necesariamente a las etapas de desinfección, filtración o tratamiento terciario. Su función principal es separar sólidos sedimentables y sólidos floculados antes de las etapas posteriores del proceso.
Diferencia entre decantación convencional y lamelar
Un tanque decantador se utiliza para separar sustancias de diferentes densidades. Para este propósito se diseñan equipos de diferentes formas y tamaños en función de los materiales o sustancias que vayan a decantarse.
La decantación es un método físico para separar componentes de distinta densidad, situándose el más denso en el fondo del decantador por gravedad y quedando el agua clarificada en la superficie. La adición de coagulantes y floculantes favorece el proceso de decantación.
En un decantador convencional, la capacidad de sedimentación depende principalmente de la superficie horizontal disponible. En un decantador lamelar, las placas inclinadas multiplican la superficie proyectada dentro de un volumen compacto.
La ventaja principal del sistema lamelar no consiste en eliminar la necesidad de controlar el caudal o los sólidos, sino en aprovechar mejor el espacio y reducir la distancia efectiva de sedimentación cuando las condiciones hidráulicas y de floculación son adecuadas.
Normativa y control de calidad
Las normativas internacionales establecen estándares y requisitos para el tratamiento de aguas residuales con el fin de proteger la salud pública y el medio ambiente. El diseño y la operación deben adaptarse a las normas ambientales locales y a los límites de vertimiento aplicables.
La calidad del equipo puede verificarse mediante controles de materiales, tratamientos anticorrosivos, ensayos mecánicos y químicos, homologación de soldadores, control de soldaduras mediante líquidos penetrantes y cumplimiento de normas técnicas aplicables a tubuladuras y componentes.
La conformidad del sistema de tratamiento depende tanto del diseño del equipo como de la correcta operación, la dosificación de reactivos, la extracción de lodos, la limpieza de las lamelas y el seguimiento de la calidad del agua.
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