Cómo la desestratificación y la recirculación mejoran la calidad del agua

La desestratificación y la recirculación son dos procesos importantes en los tratamientos de agua. La desestratificación se utiliza para mezclar las capas de agua en un cuerpo de agua, lo que ayuda a distribuir los nutrientes y el oxígeno de manera uniforme. Esto es importante para el crecimiento y el desarrollo de los organismos acuáticos. También ayuda a mejorar la calidad del agua para el consumo humano.

La recirculación se utiliza para mover el agua de un tratamiento a otro, lo que ayuda a ahorrar agua y energía. También se puede utilizar para mejorar la eficiencia de los tratamientos de agua, ya que permite que los microorganismos se concentren en un área determinada.

En el tratamiento de agua potable, la desestratificación se utiliza para mezclar el agua superficial con el agua subterránea. Esto ayuda a distribuir los nutrientes y el oxígeno de manera uniforme, lo que mejora el sabor y la calidad del agua. La recirculación se utiliza para mover el agua de los tanques de almacenamiento a los hogares, lo que ayuda a ahorrar agua y energía.

En el tratamiento de aguas residuales, la desestratificación se utiliza para mezclar las aguas residuales con el aire. Esto ayuda a oxidar los contaminantes, lo que mejora la calidad del agua. La recirculación se utiliza para mover las aguas residuales de un tratamiento a otro, lo que ayuda a ahorrar agua y energía.

La desestratificación y la recirculación son procesos importantes que ayudan a mejorar la calidad del agua. Ambos se pueden hacer con agitadores.

La Importancia Vital de los Agitadores en el Diseño de Plantas de Tratamiento de Aguas

Como ingeniero encargado del diseño de plantas de tratamiento de aguas, es crucial comprender la importancia de los agitadores en este tipo de instalaciones. Los agitadores desempeñan un papel fundamental en la eficiencia y el rendimiento de los procesos de tratamiento de aguas, y su correcta selección y diseño pueden marcar la diferencia en la calidad y el éxito de la planta.

Aquí te explico la importancia de los agitadores en las plantas de tratamiento de aguas:

  1. Mezcla eficiente: Los agitadores aseguran una mezcla eficiente de los componentes químicos y biológicos en el agua que se está tratando. Al agitar los reactivos y los sedimentos, se promueve una distribución homogénea de los mismos, lo que resulta en una mayor efectividad de los procesos de coagulación, floculación, precipitación y sedimentación.
  2. Mejora de la calidad del agua: Los agitadores permiten una adecuada dispersión y mezcla de los productos químicos utilizados en el tratamiento del agua, como floculantes, coagulantes o desinfectantes. Esto asegura una reacción química uniforme y completa, lo que a su vez mejora la eliminación de contaminantes, bacterias y sólidos suspendidos, resultando en una mayor calidad del agua tratada.
  3. Prevención de acumulación de sedimentos: En los tanques de sedimentación, los agitadores evitan la acumulación de sedimentos en el fondo, evitando que se formen capas de lodo o material no deseado. Al mantener una suspensión constante, los agitadores ayudan a mantener la capacidad de tratamiento y evitan la obstrucción de las tuberías y equipos.
  4. Optimización de la eficiencia energética: Al diseñar y seleccionar los agitadores adecuados para la planta de tratamiento de aguas, se puede lograr una mayor eficiencia energética. Los agitadores modernos están diseñados para minimizar el consumo de energía y maximizar la mezcla con la menor potencia posible, lo que resulta en ahorros significativos a largo plazo.
  5. Flexibilidad y adaptabilidad: Los agitadores ofrecen flexibilidad en términos de ajuste y adaptabilidad a diferentes condiciones de operación. Pueden ser configurados para adaptarse a diferentes volúmenes de agua, densidades y características específicas del proceso de tratamiento, lo que brinda a los ingenieros la capacidad de optimizar el rendimiento de la planta según las necesidades particulares.

En resumen, los agitadores desempeñan un papel esencial en el diseño de plantas de tratamiento de aguas. Garantizan una mezcla eficiente, mejoran la calidad del agua tratada, previenen la acumulación de sedimentos, optimizan la eficiencia energética y ofrecen flexibilidad en la adaptación a las condiciones de operación. Como ingeniero, es fundamental considerar cuidadosamente la selección y diseño de los agitadores para lograr el rendimiento óptimo de la planta de tratamiento de aguas y cumplir con los estándares requeridos en cuanto a calidad y eficiencia.

Eficiencia energética en una EDAR

Dentro del ciclo integral del agua, las estaciones depuradoras de aguas residuales EDAR suponen en torno al 65% del consumo energético total.

Dentro de una EDAR, el consumo energético supone entre un 15% y un 30% del gasto total de explotación. Siendo este el mayor gasto que se da en la planta.

Conseguir ahorros energéticos en los sistemas de agitación mejoran enormemente el consumo energético total de una EDAR.

El uso de agitadores con hélices de perfil delgado PD hace que casi toda la energía introducida se use en producir desplazamiento del agua (caudal) y con mínimas turbulencias. Además se necesita menos energía que con otros impulsores para el mismo caudal.

Esto hace que la energía absorbida por la hélice sea menor. Por tanto la potencia del motor del agitador es tambien mucho menor que con otro tipo de hélices. Esto unido a la eficiencia energética IE3 de los motores produce un ahorro energético considerable.

Agitador para floculantes

El agitador empleado para mezclar los floculantes con el fluido es decisivo para que el proceso de depuración sea eficiente. Este proceso se denomina floculación y junto con el de coagulación permiten separar los coloides del agua para depurarla.

La coagulación consigue eliminar el equilibrio electrostático de los coloides por la inyección de una sal metálica y agitación enérgica.

A continuación, la floculación con la inyección de un floculante y el movimiento del líquido se favorece la unión de los coloides formando flóculos.

DEPURACIÓN POCO EFICIENTE

Una definición incompleta del floculador puede originar una depuración poco eficiente.

Es decir, se producirían flóculos pero en menor número, incluso se incurriría en rotura de algunos, y de menor tamaño que con un floculador eficiente.

Como consecuencia, la planta depuradora generará un agua de peor calidad y con un consumo de reactivos mayor.

FLOCULACIÓN ÓPTIMA

Para generar una floculación optima interesa mover lo máximo posible el volumen de agua. Por lo tanto, cuanto mayor sea el caudal recirculado por el agitador, mayor será el nº de colisiones entre flóculos que engordarán éstos y mejorarán su separación.

Pero existe el límite del esfuerzo cortante máximo generado en el impulsor que no rompa los flóculos. Este es proporcional a NxD o sea a Vp. Se admite por experiencia que una pala plana (Paddle) la máxima es Vp= 0.8 m/s (N: velocidad (rpm); D: diámetro del impulsor (m);Vp: velocidad periférica (m/s) )

AGITADOR PARA FLOCULANTES CON HÉLICES

El agitador para floculantes con hélices PD (perfil delgado) hace que casi toda la energía introducida se use en producir desplazamiento del agua (caudal) y con mínimas turbulencias, con lo que se necesita menos energía que con otros impulsores para el mismo caudal.

Los agitadores industriales de agua están expuestos a un funcionamiento continuo en condiciones severas. Por lo tanto deben ser agitadores fuerte para asegurar un movimiento sin fallos a largo plazo.

Referencias de agitadores G&G en Venezuela

G&G Ingenieros a traves de su cliente Ondeo Industrial Solutions, ha suministrado a Petroleos de Venezuela S.A. varios agitadores para la planta de Tratamiento de Aguas de Tia Juana, en Venezuela:

  • 1 agitador vertical de 1,1 kW
  • 2 agitadores verticales de 0,37 kW

El tratamiento de aguas residuales consiste en una seria de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes presentes en el agua efluente del uso humano.

Loa agitadores están implicados en muchos de los procesos dentro de una planta de tratamiento de aguas residuales y su buen diseño consigue una alto rendimiento de dichos procesos. Por ello son decisivos en los tanques de homogeneización, coagulación, floculación, suspensión de sólidos, mezcla de fangos, desaireación.

Julio 2013

Agitadores G&G en la planta de tratamiento Agua Pacific-Campo Rubiales

G&G Ingenieros a través de su cliente UTE Consorcio Ecoeficiencia- Tedagua ha suministrado varios agitadores para la planta de tratamiento de agua Pacific- Campo Rubiales, en Colombia:

  • 2 agitadores verticales de 2,2 kW
  • 2 agitadores horizontales de 5,5 kW

Noviembre 2013

Agitadores sumergibles. Aplicación.

Los fabricantes de bombas sumergibles ampliaron sus productos aplicando una hélice a sus motores para conseguir agitadores sumergibles.

Tienen una aplicación muy clara y adecuada en la homogeneización de balsas. Al generar flujos horizontales se pueden realizar barridos más o menos amplios con una instalación sencilla.

En la actualidad se están utilizando en exceso en las plantas de tratamiento de agua sometiéndolos a condiciones excesivas de corrosión y abrasión.

Hay que tener en cuenta que la corrosión y/o abrasión actúan sobre la carcasa y el cierre que aísla las partes internas eléctricas, destruyendo gran parte de la maquina.

En estas condiciones la superioridad del agitador vertical u horizontal con el motor fuera del fluido es notable. Solo el árbol y el móvil están sometidos a estas condiciones, con materiales adecuados, hacen que su vida sea mucho más extensa y su mantenimiento significativamente más reducido.

Cada maquina tiene sus condicionantes y aplicaciones y «no todo vale para todo». Una selección de materiales y maquinas adecuada hace que la vida y el rendimiento de la planta sea el adecuado y para el objetivo diseñado.

 

 

Agitadores G&G para la Planta Termosolar Astexol

G&G Ingenieros ha suministrado varios agitadores para la Planta Termosolar Astexol ubicada en Badajoz, a través de su cliente Hidoambiente (grupo Elecnor)

  • 1 Agitador vertical de 0,75 kW para la cámara de mezcla
  • 1 Agitador vertical de 1,5 kW para la cámara de floculación
  • 1 Agitador vertical de 1,5 kW para neutralización
  • 1 Agitador vertical de 0,37 kW para cámara de floculación

Febrero 2011

Análisis técnico comparativo de agitadores

Para realizar un análisis técnico comparativo de agitadores es preciso hacer análisis hidráulico y mecánico.

estudio comparativo agitadores

Con el análisis hidráulico se mira si cumple con los objetivos de agitación marcados en la especificación de solicitud.

Con el mecánico se comprueba la buena ejecución y construcción de la maquina.

En el análisis hidráulico se estudiara por un lado el móvil empleado y su idoneidad para la aplicación en cuestión y por otro lado su posición en el depósito.

El móvil utilizado debe ser el adecuado en cuanto a la proporción de caudal generada frente al cizallado o turbulencia.

La turbulencia es la que peor rendimiento aporta al móvil por lo que será mas eficaz cuanto mas arriba este en el diagrama manteniendo el cizallado necesario para la aplicación.

Hay un parámetro de medida de agitación denominado “intensidad de agitación” ( I: 0 a 10) cuyo uso esta bastante generalizado. Otro parámetro es “ renovaciones/hora” que son las veces que pasa todo el volumen de liquido por la sección barrida por el móvil durante una hora.

Con el valor de caudal producido por el agitador se suele generar confusión por la no aplicación estricta del concepto. Hay dos tipos de caudal producido, el caudal de bombeo y el de recirculacion. El de bombeo es el que pasa únicamente por la sección barrida por el móvil y el de recirculacion es el anterior mas el inducido o arrastrado. El fabricante deberá establecer muy claramente el tipo de caudal que esta especificando no aceptándose el concepto genérico de “caudal”.

La relación de diámetro del móvil entre diámetro de deposito deberá ser > 0,3 rechazándose las menores que no generan un buen reparto de la energía de agitación producida dentro del deposito.

La posición del móvil en el deposito es también muy importante para conseguir un buen reparto de la energía. Una buena relación es que el móvil se situé a 1/3 de la altura del liquido cuando la relación de diámetros sea próxima a 1 y el liquido se de viscosidad similar al agua.

En móviles axiales de forma general la altura del móvil sobre el fondo no debería superar a 1 diámetro de este. Situarla mas arriba disminuye la longitud del arbol y consecuentemente el momento flector sobre el arbol del reductor, con lo que se puede disminuir el tamaño de este así como el diámetro del árbol, pero no se conseguirá un barrido de fondo del depósito ni un buen desdoblamiento de la corriente sobre el fondo y hacia la superficie.

Con el análisis mecánico se establecerán los coeficientes de seguridad obtenidos asi como la correcta aplicación de la metodología de calculo.

Suele producirse una mala practica que supone colocar un motor con una potencia muy superior a la potencia absorbida por el móvil y dimensionando este con . Esto da la sensación de un agitador mas potente que el verdadero que es la energía introducida. Ademas si se le exige al agitador con la potencia del motor, como el árbol y el reductor están calculados con la potencia real absorbida se pueden romper estos elementos.

En agitación el factor de servicio del reductor debe ser > 1,6 por lo que resulta muy interesante comprobar este punto.

Los árboles pendulares por su forma de actuar, rotando y con esfuerzos fluctuantes deberían siempre calcularse a la fatiga, solicitando al fabricante el factor de servicio correspondiente que podría ser > 2,5.

Tampoco estaría de mas conocer la velocidad critica del árbol con el fin de establecer seguridades de funcionamiento.