FACULTAD DE INGENIERIA AMBIENTAL
TEMA:
PRUEBA DE CLARIFICACIÓN
PROFESOR:
ING. HUAMÁN JARA, Vicente Javier
ESTUDIANTE:
ALVINO GRANADOS, Katherine
PRUEBA DE CLARIFICACIÓN I 1. Objetivos Generales -
Experimentalmente se deberá demostrar el efecto de la sedimentación de partículas clase I, llamadas también partículas discretas.
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Se verificará la correlación del trabajo experimental con las fórmulas teóricas referidas a la sedimentación de partículas clase I.
2. Fundamento Teórico ¿Qué es SEDIMENTACIÓN? Sedimentación es la separación de las partículas suspendidas más pesadas que el agua mediante la acción de la gravedad. - Es una de las operaciones unitarias más utilizadas en el tratamiento de aguas residuales. - Se utiliza esta operación para la eliminación de arena, de materia particulada en el tanque de decantación primaria, de los flóculos químicos cuando se emplea la coagulación química, etc. En la mayoría de los casos, el propósito fundamental es obtener un efluente clarificado.
En ingeniería Sanitaria, el término sedimentación, tiene un significado más limitado, y es utilizado para describir la sedimentación por acción de la gravedad de las partículas sólidas dentro de una masa líquida, normalmente agua.
Las partículas en suspensión sedimentarán en la masa líquida, en cuatro formas diferentes, dependiendo de la concentración de los elementos en suspensión y de las propiedades floculentas de las partículas. El efecto o resultado de estos factores sobre un régimen de sedimentación, se aprecian en la siguiente figura. La manera en que las partículas que tienen poca tendencia a flocular (chocan unas con otras) sedimentan en una suspensión diluida, es identificada como Clarificación “CLASE I”.
Si la partícula flocula, el régimen de sedimentación en una suspensión diluida es identificado como Clarificación “CLASE II”.
[ ]
Constantes para Esferas b
N
24 18.5 0.44
1 0.6 0
Re < 1.9 1.9 a 500 500 a 200,000
Curva de análisis de de velocidades de sedimentación para partículas no floculentas en sedimentación.
Fracción de las partículas con velocidades menores a las establecidas
Velocidad de sedimentación
Para una tasa de clarificación dada Q donde:
Q = Vt0A Aquellas partículas que tienen velocidades de sedimentación Vt completamente.
Vto, serán removidas
Tales partículas constituyen 1 – Xo del total original en el liquido clarificado.
La fracción de peso removida de partículas que tienen velocidades Vt /Vt0)dx. La remoción total de un líquido clarificado por eso, sea:
Vt0 , será
( )∫
(Vt
3. Equipos y materiales
1 columna de sedimentación. 1 juego de tamices. 1 microscopio.
4. Metodología del experimento -
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De la parte del tamizado del laboratorio de granulometría para medios filtrantes, se coge el peso retenidos de las mallas #30, #50 y #100 que corresponden a las partículas discretas. Se peso 3 paquetes de 5 gramos por cada peso de malla seleccionada. Se midió las dimensiones de la unidad de sedimentación, para hallar posteriormente su volumen. Se midieron los tiempos de caída para cada muestra de arena, para luego determinar la tasa de sedimentación.
Echando arena de las mallas #30, 50 y 100
Del experimento anterior (del tamizado) seleccionamos las arenas del tamiz N° 30, 50 y 100.
Separar 3 paquetes de 5 gramos cada una de los tamices antes mencionados.
Para hacer uso de la columna de sedimentación habrá que llenarla con agua dejando 5cm de superficie libre.
Se medirá la velocidad de sedimentación de cada muestra de arena utilizando la columna de sedimentación, para ello se dejará caer la muestra de arena desde la superficie del agua y se determinará el tiempo de sedimentación. Posteriormente determinar la tasa de sedimentación.
Se tabulará las velocidades halladas y se determinará la velocidad promedio para la muestras, teniendo en consideración todas las muestras efectuadas.
Se determinará la forma y tamaño de las partículas de cada malla (N° 30, 50 y 100) observándolas a través de un microscopio con ayuda de un micrómetro.
5. Cálculos y resultados Dimensiones del sedimentador:
H = 2.70 metros
D = 6” = 0.1524 metros
Entonces el volumen será:
Tiempos de caída:
Malla 30 Malla 50 Malla 100
t1 (s)
t2 (s)
t3 (s)
T prom (s)
V sed (m/s)
V sed (cm/s)
-
31.40
32.98
32.19
0.084
8.4
47.59
39.87
48.36
45.27
0.060
6
123.76
103.10
107.9
111.5867
0.024
2.4
Velocidad de sedimentación (V sed) de cada muestra:
Malla
N° 30
Tiempo de Tiempo Velocidad de sedimentación promedio de sedimentación (s) sedimentación (m/s) (s) -
32.19
0.084
45.27
0.060
111.5867
0.024
31.40 32.98
N° 50
47.59 39.87 48.36
N° 100
123.76 103.10 107.9
Determinación de tamaño y forma de las partículas. Partícula de la malla N° 30
50x = 0.385mm
62x = 0.477 mm
Partícula de la malla N° 50
28x=0.215 mm
45x = 0.346mm
Partícula de la malla N° 100
14 x = 0.108mm
42x = 0.323 mm
13x <> 0.1mm
6. Conclusiones -
Con el microscopio se pudo observar que todas las muestras poseen forma irregular. El tamaño de las partículas de la malla #30 están entre 0.38 a 0.47 mm El tamaño de las partículas de la malla #50 están entre 0.21 a 0.34 mm El tamaño de las partículas de la malla #100 son de 0.108 mm Las partículas más pesadas se encuentran en la malla N° 30, ya que tiene mayor velocidad de sedimentación.
V100 < V50 < V30 -
Las partículas menos pesadas son las que se encuentran en la malla N° 100. Observamos que la partícula cuyo tiempo de sedimentación es mayor es aquella que se encuentra en la malla N° 100. Pues son las menos pesadas. Las partículas de la malla N° 30 tienen menor tiempo de sedimentación.
7. Bibliografía -
Ingeniería de aguas residuales; Tratamiento, vertido y reutilización – Metcalf & Eddy.
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Procesos unitarios – Ing. Otto Rosasco Gerkes
