MXJL00000004A - Metodo de sedimentacion y clasificacion de lodos. - Google Patents

Abstract

El metodo de sedimentacion con clasificacion de lodos, que consiste en agrupar los lodos que sedimentan, por su velocidad de sedimentacion dentro de un tanque, mediante la configuaracion apropiada del tanque de sedimentacion, y mediante la disposicion de uno o varios canales, seccionados en forma de compartimientos o camaras colectoras de lodos, que pueden ser 2 o 3 seccionamientos dependiendo de las necesidades de cada proceso, para provocar su concentracion en puntos donde se facilita su extraccion, donde los lodos que se acumulan, son extraidos mediante un tubo colector, que lleva unos orificios calibrados, para darle una capacidad de extraccion mas uniforme a lo largo de una longitud mas grande, y un conjunto de accesorios que forman un sifon ubicado conveniente, con lo que la extraccion simplemente se controla con valvulas de seccionamiento; y como resultado se obtiene una clasificacion de: lodos pesados de alta velocidad de sedimentacion, intermedios, de velocidad de sedimentacion intermedia y ligeros, de velocidad de sedimentacion baja, todos ellos con sus respectivas caracteristicas fisicas, quimicas y biologicas.El objetivo de este tipo de sedimentadores, consiste en poder afinar algunos procesos de tratamiento biologico, cuyos sistemas de aeracion pueden ser por burbujas, aeracion mecanica y capilar entre otras, incluyendo las etapas de oxidacion biologica, nitrificacion y desnitrificacion.

Description

MÉTODO DE SEDIMENTACIÓN Y CLASIFICACIÓN DE LODOS.

Campo técnico: Tratamiento biológico de lodos activados para aguas negras municipales o residuales industriales.

Antecedentes: Los diseños de tanques de sedimentación, regularmente empleados en la actualidad, se pueden clasificar en cuatro grandes grupos, con algunas variantes particulares dentro de un mismo grupo, sin incluir los sistemas de sedimentación inducida por precipitación química, por salirse del contexto de tratamiento biológico, además de que estos tienen una aplicación muy específica dentro de los sistemas de tratamiento químico; a continuación se describen ios grupos mencionados, haciendo la observación de que en estos no se maneja una clasificación de los diferentes tipos de lodos que es posible separar, para manejarlos selectivamente.

Tanque sedimentador de flujo horizontal, sin extracción mecánica.

Tanque en forma de pirámide invertida, sin extracción mecánica de lodos, en este tipo de sedimentadores, la recolección de los lodos se efectúa en la parte mas baja del tanque, la operación de estos sedimentadores es manual normalmente, en lo que se refiere al desalojo de los lodos, ya que la concentración se lleva a cabo en un solo punto de recolección, por los efectos de la gravedad, el peso específico de las partículas suspendidas y la forma geométrica del tanque, su mantenimiento es mínimo; la desventaja que tienen, es que la capacidad, refiriéndose al área superficial de sedimentación, está limitada por la altura, que se proyecta al aumentar su tamaño, ya que esta aumenta en proporción al área del tanque, y la forma en que se obtiene mayor capacidad de carga es, aumentando el número de unidades para dar la capacidad que se requiera en una planta determinada, siendo esto una solución costosa cuando se requiere manejar grandes volúmenes; por la forma en que se maneja el flujo, se dice que es un tanque de flujo horizontal, por la razón de que las aguas oxidadas, ingresan al tanque en la parte superior a través de un tubo de entrada, llegando al vertedor de entrada, en uno de sus lados, las aguas clarificadas, son descargadas por el vertedor de salida en el lado opuesto, que salen por el tubo de aguas clarificadas, y los lodos son extraídos del punto mas bajo, para su recircuiación o retiro del sistema, a través de la tubería de lodos, por la acción de la gravedad; todas las partículas que sedimentan desde cualquier punto de la superficie, sean ligeras, pesadas, grandes o pequeñas, convergen todas a un mismo punto de recolección, por lo que en las plantas donde se tiene este tipo de sedimentadores, los lodos, son canalizados sin ninguna clasificación.

Tanque sedimentador de flujo horizontal con extracción mecanizada.

Tanque sedimentador rectangular con rastra mecanizada para lodos, en este tipo de unidades se tiene, que la estructura de concreto es de sección rectangular vista en planta, con las características que ocasionan los accesorios de este sistema; en esta unidad, los lodos se sedimentan en ei fondo y sobre toda la superficie del tanque, y mediante un sistema de rastras, son arrastrados hasta un cárcamo colector de lodos, siendo este el punto donde se concentran y son extraídos, a través del tubo de lodos, la operación de este sedimentador es totalmente mecanizada, teniendo la ventaja de que la capacidad de carga por unidad de área es buena en proporción a la altura, lo cual puede incidir en menores tiempos de retención, el tamaño del área superficial, está limitado por las dimensiones máximas que se pueden obtener de un buen sistema de rastras; la desventaja grande que tienen, es precisamente el mantenimiento costoso que requieren las rastras que son estructuras en forma de cadena con rodillos de apoyo en varios puntos, el movimiento que se requiere es muy lento, para poder arrastrar los lodos sin agitarlos, por lo cual se mueven mediante motorreductores, siendo todo esto un equipo muy costoso, además del inconveniente de que se tiene un relativo consumo de energía; por la trayectoria del flujo, se dice que estos sedimentadores, son de flujo horizontal, en este tipo de unidades, las aguas oxidadas entran al tanque por un vertedor de entrada en uno de los extremos del tanque a través del tubo de entrada de aguas oxidadas provenientes del tanque de aeración anterior al tanque sedimentador, donde se tiene la mayor altura, debido a que el piso del fondo tiene una ligera pendiente, para facilitar el arrastre de los lodos, en esta zona está la tolva de lodos en la parte inferior donde se depositan los lodos arrastrados, para su extracción mediante el tubo de lodos, el agua clarificada es colectada en el vertedor de salida a través del tubo de agua clarificada.

Tanque sedimentador de flujo radial mecanizado.

Estos tanques son formados por una estructura de concreto cilindrica, donde el fondo es de forma cónica, con un cárcamo o tolva colectora de lodos, en la parte mas baja de la estructura, de donde son desalojados a través del tubo de lodos; la operación consiste en inducir los lodos sedimentados hacia el cárcamo colector de lodos ubicado en el centro del fondo, mediante unas rastras con movimiento circular, las cuales cuelgan de una estructura en forma de puente, que se apoya en una columna central, la que a su vez se apoya sobre la pared circular del tanque; el costo del mantenimiento y el consumo de energía es menor que en los tanques rectangulares con extracción mecánica de lodos; una de las características excelentes de este tipo de sedimentadores es su alta capacidad del vertedor de salida; por la forma en que se desarrolla el flujo se dice que estos sedimentadores, son de flujo radial, las aguas clarificadas, son desalojadas a través de todo el vertedor de salida periférico, saliendo por el tubo de aguas clarificadas, y las aguas oxidadas entran por el centro a través de la tubería de entrada de aguas oxidadas, a una profundidad cercana a la superficie, a través de unos orificios sobre el tubo de aguas oxidadas; la forma en que se efectúa la concentración de partículas, en un solo punto, impiden que se pudiera tener una clasificación de los diferentes tipos de lodos existentes.

Tanque sedimentador de flujo vertical sin extracción mecánica.

Existen también los tanques circulares no mecanizados, o sedimentadores verticales no mecanizados, los cuales están formados por una estructura cilindrica de concreto, donde se genera un flujo vertical hacia arriba, debido a que las aguas oxidadas, son ingresadas a cierta profundidad y al el centro del tanque a través del tubo de aguas oxidadas, y la velocidad que se genera hacia arriba, conocida como tasa de desbordamiento (Vo) la cual es mayor que la velocidad de ascenso de las partículas de lodo, las cuales se concentran a una determinada altura de donde son extraídas a través del tubo de lodos ligeros, donde aparentemente se forma un tipo de filtro que ayuda a retener parte de las partículas pequeñas o de bajo peso específico; los lodos pesados se van hacia el fondo de una tolva cónica, de donde periódicamente son extraídos por medio del tubo de lodos pesados, las aguas clarificadas se desparraman sobre el vertedor en el perímetro, el cual descarga las aguas a través del tubo de aguas clarificadas, la principal desventaja, consiste en que la eficiencia está muy influenciada por la altura, además de que la extracción de los lodos ligeros no es muy uniforme, por lo que se puede generar zonas anaerobias si no se tiene la velocidad exacta de ascenso, y por otro lado, una velocidad mas alta a la de diseño, provocará agitación, inhibiendo la separación de los lodos ligeros; por la forma del flujo, estos sedimentadores reciben también el nombre de sedimentadores de flujo ascendente; aunque en estos se separan dos tipos de lodos, los que se suspenden a una determinada altura o ligeros, y los lodos pesados, que logran sedimentarse hasta el fondo, aunque se tiene una clasificación de dos tipos de lodos, el método de separación está limitado a pequeños caudales, ya que se vuelve muy difícil mantener las condiciones en grandes unidades, y su aplicación puede requerir de unidades reguladoras de flujo; la composición tan heterogénea de los lodos que se obtienen en estos sedimentadores impide que se pudieran manejar selectivamente.

Descripción: El método de sedimentación con clasificación de lodos, consiste en agrupar los lodos que sedimentan, por su velocidad de sedimentación dentro de un tanque, mediante la configuración apropiada del tanque de sedimentación, y mediante la disposición de uno o varios canales, seccionados en forma de compartimientos o cámaras colectoras de lodos, que pueden ser 2 o 3 seccionamientos dependiendo de las necesidades de cada proceso, donde los lodos que se acumulan por la sedimentación, son extraídos mediante un tubo colector con orificios calibrados y un conjunto de accesorios que forman un sifón ubicado en un punto y a una altura conveniente, con lo que la extracción simplemente se controla con válvulas de seccionamiento; obteniéndose como resultado una clasificación con base a lo siguiente: Lodos pesados, los de la velocidad de sedimentación más alta. Lodos intermedios, de una velocidad de sedimentación intermedia. Lodos ligeros, de la velocidad de sedimentación más baja.

A esta clasificación, habrá que agregar las características físicas, químicas y biológicas de cada uno de ellos.

La introducción al concepto de clasificación de lodos, se da en la siguiente: Figura 21 Muestra la distribución gráfica de la posición de las partículas pesadas. Figura 22 Muestra la distribución gráfica de la posición de las partículas intermedias. Figura 23 Muestra la distribución gráfica de la posición de las partículas ligeras.

Figura 24 Muestra la distribución gráfica aleatoria de la posición de las partículas pesadas, intermedias y ligeras, donde se ilustra los efectos de choques y arrastres entre partículas. Figura 25 Muestra una gráfica de velocidades de sedimentación, contra la proporción de partículas que tienen una determinada velocidad. Figura 26 Trayectoria de partículas en un tanque de sedimentación ideal.

Clasificación de lodos; la figura 26, muestra un perfil teórico, sobre un plano coordenado, representado por los ejes (31) y (32), de las trayectorias de partículas que se desarrollan en un sedimentador ideal, donde las primeras corresponden a las partículas más grandes o pesadas.que se distribuyen a partir del punto (20) y a medida que se tienen trayectorias que van alejando más las partículas del punto de entrada (2), estas corresponden a partículas de menor peso y tamaño, hasta llegar a las partículas definidas como ligeras, cuya distribución se extiende hasta el punto (30); en el extremo del tanque se encuentra ubicado el vertedor de salida (3); el tanque tiene previstas una cámaras de lodos (6), para evitar que el área de flujo se vea afectada por el volumen de los lodos que se depositan en el fondo; considerando este comportamiento, el diseño del tanque sedimentador con clasificación de lodos, está dimensionado con una longitud (33) y una altura (34), que en combinación con el área de flujo, hacen posible que se tengan estas trayectorias, lo que permitirá agruparlas y seccionarlas convenientemente con el el seccionamiento de los colectores, que constituye el mecanismo que dará como resultado una clasificación de los lodos sedimentados, tal como se ilustra en las figuras 21, 22, 23 y 24, y que a continuación se hace referencia; el comportamiento de las partículas es, en el sentido de que al principio, se sedimentan las partículas de lodos más densas o más grandes (No 21) las cuales terminan en la posición esquemática que muestra la figura 21; posteriormente las de una densidad y tamaño intermedio (No 22) que también terminan en la posición esquemática mostrada en la figura 22, y finalmente las partículas de baja densidad o tamaños mas pequeños, (No 23) de la figura 23, pero por supuesto mas densas que el agua, este ordenamiento o clasificación que se puede tener de los lodos dentro del proceso de sedimentación, al combinarse, se tiene la posición esquemática y aleatoria que se produce dentro del tanque, figura 24, con las reservas de cada caso en particular, esto nos lleva a sugerir las características mas probables a tomar en cuenta de estos lodos para canalizarlos de una manera mas objetiva al destino que se les quiera dar, más por sus características cualitativas físicas, químicas y biológicas, que por una simple proporción, de los lodos en genera!, como se maneja en los sedimentadores que se han manejado tradicionalmente, y que puede representar una evolución importante en la forma de tratar comúnmente las aguas negras, municipales y algunas residuales industriales.

Tasa de desbordamiento ( Vo ), en la figura 25, se puede apreciar que este concepto se refiere a la velocidad ascendente, aparente del fluido, considerando como área de flujo al área superficial del tanque; la comprensión de este parámetro ayuda a comprender el funcionamiento de un tanque de sedimentación, porque permite establecer una relación entre la proporción de partículas, representadas en el eje de las ordenadas, (No 27) cuya velocidad de sedimentación Vsi está representada en el eje de abcisas (No 26) en la figura 25 se observa que para Vsi < Vo, la mayoría de estas partículas sedimentarán porque el tiempo de retención es suficiente para que se de esta condición, existe la posibilidad de que una proporción de partículas, sean arrastradas fuera del tanque, dependiendo del diseño de los tanques sedimentadores, la proporciónde estas partículas, esta representada por la gráfica (No 28) de la misma figura; Vo es aquella velocidad (No 25) para la cual la concentración Ci o proporción Pi de partículas (No 24) que sedimentan a la velocidad Vi es máxima; también se puede observar todas ias partículas sedimentan cuando Vsi > Vo.

Es importante tener en cuenta que como resultado de un análisis de la sedimentabilidad de un lodo en particular, es posible que la gráfica de proporciones o distribución de partículas, tenga su valor máximo cargado a la izquierda, lo que indica que los lodos están constituidos por una alta proporción de lodos finos o ligeros, o bien que se tenga una gráfica con el máximo cargado a la derecha lo que indicará que los lodos serán pesados, esto, nos puede ayudar para determinar con mas objetividad si los tiempos de retención en los tanques de sedimentación son cortos o largos, es decir un lodo fino requerirá de un mayor tiempo de retención y un lodo pesado requerirá de un tiempo de retención corto.

El tipo de gráfica de distribución de partículas, nos permitirá tener una idea sobre la frecuencia con que habrán de desalojarse cualquiera de los diferentes extractos, es decir: Una curva de distribución simétrica, tiene dos coberturas, la primera para el caso en que se tienen dos secciones colectoras, la frecuencia de desalojo para los Iodos, de ligeros a intermedios, podrá ser mas frecuente, debido a que hablamos posiblemente de un mayor volumen con una menor densidad, pero con una diferencia no significativa; en el caso de tres secciones colectoras, los lodos intermedios tendrán una frecuencia de 3 a 5 veces mayor que la frecuencia de desalojo de los lodos ligeros y pesados, es importante hacer notar que estas apreciaciones, son muy relativas debido a la naturaleza tan heterogénea de las aguas negras, municipales y residuales industriales.

Una curva de distribución asimétrica cargada a la zona de los lodos ligeros tiene las siguientes coberturas, la primera para el caso en que se tienen dos secciones colectoras, la frecuencia de desalojo para los lodos, de ligeros a intermedios, podrá ser mas frecuente, debido a que hablamos considerablemente de un mayor volumen con una menor densidad, y con una diferencia significativa con respecto a los lodos pesados, en el caso de tres secciones colectoras, los lodos ligeros tendrán una frecuencia de 1.5 a 2 veces mayor que la frecuencia de desalojo de los lodos intermedios, y 3 o 4 veces mayor que la frecuencia de extracción de lodos pesados.

Una curva de distribución asimétrica cargada a la zona de los lodos pesados tiene las siguientes coberturas, la primera para el caso en que se tienen dos secciones colectoras, la frecuencia de desalojo para los lodos, de pesados a intermedios, podrá ser mas frecuente, debido a que hablamos considerablemente de un mayor volumen con una mayor densidad, y con una diferencia significativa con respecto al caso de los lodos de ligeros a intermedios; en el caso de tres secciones colectoras, los lodos ligeros tendrán una frecuencia menor con respecto a la frecuencia de desalojo de los lodos intermedios, la que a su vez, es menor 3 o 4 veces que la frecuencia de extracción de los lodos pesados.

Teoría cinética aplicada: En los sedimentadores con clasificación de lodos, las formulas que se derivan de la teoría de sedimentación, son las siguientes: A) Área de flujo; para las distintas versiones de sedimentadores, con clasificación de lodos, en general es de forma trapezoidal, por lo que el cálculo de esta área está dado por: Af = h x ( B + b ) / 2 Ec. 1 Donde: h = altura útil del tanque sedimentador, donde se desarrolla el flujo, o bien la distancia entre B y b del trapecio que limita esta área en m.

B = Base mayor del trapecio que conforma el área de flujo en m. b = Base menor del trapecio que conforma el área de flujo en m.

B) Volumen útil del tanque sedimentador; este volumen es el que sirve para determinar el tiempo de retención que se da a las aguas en proceso de clarificación, y su determinación se hace de la siguiente forma: Vu = Af x L Ec. 2 Donde: L = longitud útil del tanque sedimentador en m.

C) Capacidad superficial: La capacidad superficial de una unidad con clasificación de lodos, se refiere a la capacidad que tiene la unidad, de procesar un volumen determinado, por unidad de área y por día, en base a la experiencia que se ha obtenido en los distintos tipos de sedimentadores, se tiene que un valor de 3 2 referencia recomendado es de 25 m / m x día, y se expresa de la siguiente forma: Cap. sup. = Vd / As Ec. 3 Donde: Vd = volumen diario de fluido que pasa por el sedimentador en m /día. 2 As = B x L = área superficial del tanque en m . Ec. 4 D) Capacidad de vertido; esta capacidad, se refiere a la capacidad del tanque sedimentador para manejar un volumen diario por unidad de longitud del vertedor de salida, esta capacidad, sirve para limitar la formación de corrientes generadas por sobre flujos, las cuales pueden arrastrar partículas de lodo sedimentable fuera del tanque sedimentador, un número de referencia, recomendado en base la experiencia que se ha tenido en diferentes tipos de sedimentadores es de 200 m / m x día; la forma en que se calcula es la siguiente: Para unidades de flujo unidireccional.

Cap. v = Vd / B Ec. 5 Para sedimentadores de flujo divergente.

Cap. v = Vd / ( 2 x B ) Ec. 6 E) Tiempo de retención; es el tiempo que permanecen las aguas en proceso de sedimentación, dentro de los tanques sedimentadores, la forma de calcular este tiempo de retención es la siguiente: Tr = Vu / Qd Ec. 7 Donde: Qd = caudal de diseño en m /s.

F) Velocidad horizontal de las partículas; es la velocidad a la que son arrastradas las partículas suspendidas en el líquido, hasta la distancia horizontal (No 33) de la figura 26, que recorren las partículas y que está comprendida entre los puntos (No 9) y (No 30) la forma de relacionar esta distancia con el diseño de los tanques, es multiplicando el tiempo de retención por la velocidad horizontal del flujo; y que de acuerdo con los fines prácticos que se manejan en los procesos de sedimentación, esta es considerada igual a la velocidad horizontal del flujo del líquido dentro del tanque sedimentador, es decir: Vh = Qd / Af Ec. 8 G) Velocidad de sedimentación; la velocidad de sedimentación se determina mediante la aplicación de la segunda ley de Newton, y con el coeficiente de arrastre de Stokes, sobre la sedimentación de partículas discretas, la cual es función del número de Reynolds; a partir de esta velocidad y del tiempo de retención, se puede tener un cálculo de la profundidad (No 34) de la figura 26 que alcanzan las partículas, comprendida entre los puntos (No 32) y (No 30).

Partiendo de la segunda ley de Newton: df = dm x g Ec9 O sea: Fuerzas gravitacionales = (De-Dr)xVxg Según Stokes, las fuerzas gravitacionales son iguales a la fuerza de fricción ejercida sobre una partícula desplazándose a través de un fluido, es decir: Fuerzas gravitasionales = Fuerzas de arrastre debida a la fricción.

(De-Dr)xVxg = CdxAex DexVs 12 Ec10 Donde: De = Densidad relativa de la partícula. g = aceleración de la gravedad.

V = Volumen de la partícula.

Cd = Coeficiente de arrastre de Stokes.

Ae= Área expuesta por la partícula.

Vs = Velocidad de sedimentación.

Dr = Densidad relativa del fluido.

Despejando Vs de la ecuación 10 se tiene: 1/2 Vs = (2xgxV(De-Dr) /(CdxAexDr)) Ec11 Suponiendo que las partículas son de forma esférica con diámetro "d "se tiene: V = pi x d / 4 Ec 12 Sustituyendo 12 en 11 se tiene: 1 2 Vs = (( 4 x d x g x ( De - Dr ) / ( 3 x Cd x Dr )) Ec 13 El coeficiente de arrastre, es función del número de Reynols según la ecuación desarrollada por de Stokes para diferentes tipos de flujos: 1/2 Cd = 24/Nr + 3/ (Nr) + 0.34 Ec 14 Donde: Nr = Número de Reynolds.

Para las condiciones de flujo laminar que se presentan en los sistemas de sedimentación, se debe tomar en cuenta que el número de Reynolds debe ser menor o igual a 1 , para poder suponer que las fuerzas de inercia se consideran despreciables, condición necesaria para satisfacer la solución de la ecuación de Stokes sobre el arrastre de las partículas, con base a esto, se puede suponer: Cd = 24 / Nr siempre y cuando Nr < 1.0 Ec 15 Aplicando la ecuación 15 en la ecuación 13 se tiene: Vs = g x d x ( Pe - 1 ) / ( 18 x v ) Ec 16 Que es la velocidad de sedimentación para partículas discretas en un tanque sedimentador, donde se desarrollen condiciones de flujo laminar en torno a la partícula.

Donde: ¿ v = viscosidad cinemática del fluido ( 0.00000101 m /s ) Pe = Peso específico del fluido.

Tanques sedimentadores de flujo horizontal, con clasificación de lodos.

El diseño del tanque sedimentador con clasificación de lodos, consiste en un tanque concebido para la sedimentación de partículas dentro del proceso de tratamiento de aguas negras, municipales o residuales, objetivo que se persigue en todos los distintos tipos de sedimentadores comentados en términos generales pero, con la diferencia que se han incorporado algunos artificios que permiten clasificar los lodos mediante el diseño apropiado del tanque sedimentador, con el objetivo de canalizarlos selectivamente en función de sus características físicas, químicas y biológicas, para hacer más eficiente el tratamiento biológico de los Iodos activados; para poder manejar un rango amplio de capacidades, se tuvo la necesidad de acondicionar la configuración del tanque, de tal forma que se puede tener una mayor capacidad superficial de carga o bien una mayor capacidad de los vertedores de salida, como se describe a continuación.

Tanque sedimentador con clasificación de flujo horizontal unidireccional, para caudales hasta de 15 Ips.

Este tanque se ilustra mediante las siguientes figuras: Figura 1 Dibujo de la vista en corte de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, de flujo horizontal unidireccional, de dos secciones colectoras y de un solo canal para cámaras de lodos. Figura 2 Vista lateral de la figura 1. Figura 3 Vista lateral del sistema de extracción de lodos. Figura 4 Vista frontal de la figura 3. Figura 5 Dibujo en planta, mostrando los detalles de la forma en que van distribuidos los barrenos calibrados del tubo colector de lodos. Figura 6 Vista frontal de la figura 5.

Figura 10 Dibujo en planta de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, flujo horizontal unidireccional, de un solo canal para colectores, de tres secciones colectoras. Figura 11 Vista lateral izquierda, de la figura 10 mostrando únicamente el vertedor de entrada y salida, así como el canal para cámaras colectoras. Figura12 Vista lateral derecha, de la figura 10 mostrando los vertedores de entrada y salida así como el canal para cámaras colectoras. Figura 13Vista frontal de la figura 10. Figura 27 Vista en perspectiva de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, de flujo horizontal, unidireccional, de un solo canal para tubos colectores y con 3 secciones colectoras.

Los tanques de sedimentación, de flujo horizontal unidireccional, se ilustran en la figura 1 y 2, que se refiere a un sedimentador de un solo canal para tubos colectores, de dos secciones colectoras de lodos; el sistema de extracción se ilustra en las figuras 3, 4, 5 y 6; como se comento los sedimentadores pueden ser también de 3 secciones colectoras, como se ilustra en las figuras 10, 11 , 12, 13 y 27 muestran un sedimentador unidireccional de tres secciones colectoras, en general; este tipo de tanques tienen la forma de un prisma triangular invertido, en este tipo de unidades, las aguas oxidadas ingresan en un extremo a través de la tubería de aguas oxidadas (No 4) llegando al vertedor de entrada (No 2) la concentración de los lodos se lleva a cabo en la parte inferior de la estructura prismática, identificada como cámara de lodos (No 6) donde se efectúa la clasificación de los lodos y van separadas por estructuras separadoras (No 8) las cuales se pueden construir de mampostería o de concreto, además tienen la función de concentrar los lodos en una longitud mas corta de la arista inferior de las cámaras de lodos, para acortar la longitud de las cámaras colectoras (No 6); el diseño del sistema de extracción inicia precisamente con el tubo colector (No 10), que es separado suficientemente de las paredes de la estructura del tanque por medio de unos anillos separadores (No 35) para permitir el paso de los lodos hacia los orificios calibrados (No 12) a todo lo largo del tubo colector y que se encuentran en la parte inferior de los tubos colectores para propiciar que el flujo de los lodos, se de tal forma que se impida la formación de zonas anaerobias; el tubo elevador se conecta a través de una tee de PVC (No 11) a la manguera que se acopla en los extremos por medio de unas extremidades bridadas, y una espiga (No 14) y (No 15) apropiadas a la manguera (No 13), para luego pasar por una línea de conducción de lodos (No 18) la cual lleva instalada una válvula de purga para aire (No 16) en la sección de tubería, a un nivel apenas cubierta por las aguas en proceso de clarificación, pero fuera del tanque, para restituir la función del sifón cuando esta se pierda; en la sección final de esta línea de conducción de lodos, es instalada una válvula de seccionamiento (No 17) , la cual se operará, en función de la intensidad conque se generen los lodos.

A manera de referencia, se tiene que el concepto de unidirecional, también puede ser aplicado a los tanques de múltiples canales para tubos colectores, cuya sección transversal es en forma de sierra como se ilustra en las figuras 14, 15 , 16, 17, 18, 19, 20 y 29 que se refieren a sedimentadores unidireccionales, pero de múltiples canales para cámaras colectoras, por lo que pueden manajar caudales mas grandes como se comenta mas adelante.

Tanque sedimentador con clasificación de lodos de flujo horizontal divergente, para caudales de 10 a 30 Ips.

Este tipo de tanques, se ilustra mediante las siguientes figuras: Figura 7 Vista en planta de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, de flujo horizontal divergente, de un solo canal de colectores, y de tres secciones colectoras par cada vertedor de salida, con vertedor de entrada central. Figura 8 Vista lateral de la figura 7. Figura 9 Vista frontal de la figura 7. Figura 28 Vista en perspectiva de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, de flujo horizontal, divergente, de un solo canal para tubos colectores y con 2 secciones colectoras.

El segundo grupo de sedimentadores son definidos como: Tanque sedimentador con clasificación de lodos de flujo horizontal divergente, las figuras 7, 8 y 9 muestran una unidad de un solo canal colector, de tres secciones colectoras por cada vertedor; la figura 28 muestra una unidad con dos secciones colectoras para cada vertedor, este tipo de sedimentadores también pueden ser de dos o mas canales para tubos colectores; en este tipo de modelos, se aumenta la capacidad del vertido de salida en una misma estructura de concreto, con un solo vertedor de entrada ubicado en la parte central (No 7) debido a que este modelo, lleva dos vertedores de salida (No 3) uno en cada extremo del tanque, lo que permite manejar mayores capacidades de caudal en una determinada unidad sedimentadora, con menores riesgos de provocar corrientes de flujo, que ocasionen la salida de partículas sedimentables.

Tanque sedimentador con clasificación de lodos, de flujo horizontal de múltiples canales, para caudales mayores a 30 Ips.

Este tipo de sedimentadores se ilustra mediante las siguientes figuras: Figura 14 Dibujo en planta de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, flujo horizontal unidireccional, de tres canales para colectores, y tres secciones colectoras. Figura 15 Vista lateral de la figura 14, mostrando los vertedores de entrada y salida. Figura 16 Vista frontal de la figura 14. Figura 17 Dibujo de la vista frontal de un tanque sedimentador con clasificación de lodos, flujo horizontal unidireccional, de dos secciones colectoras y de dos canales para las cámaras de lodos. Figura 18 Vista lateral de la figura 17. Figura 19 Vista lateral del sistema de extracción de lodos, para dos canales para tubos colectores. Figura 20 Vista frontal de la figura 19. Figura 29 Vista en perspectiva de un tanque sedimentador con clasificación de Iodos, de flujo horizontal, unidireccional, de dos canales para tubos colectores y con 2 secciones colectoras.

El tercer grupo característico de tanques sedimentadores con clasificación de lodos, está representado por el tanque sedimentador clasificador de lodos, de múltiples canales para tubos colectores; lo que obligó a la búsqueda de este nuevo grupo de unidades, fue la limitación que se tenía en los otros modelos para la capacidad superficial de carga, es decir, este modelo de sedimentadores pueden manejar caudales más grandes, en una sola unidad; la altura resultante de la estructura de los modelos anteriores, para una misma capacidad resultaba demasiado grande, de tal forma que, con el empleo de más canales para tubos colectores dentro de una misma unidad, se pudo manejar convenientemente el problema de la altura que se presentaría en las unidades de una sola sección triangular, en caso de que estas manejaran los caudales que es posible manejar con este tipo de unidades.

Las figuras 14, 15 y 16 muestran un tanque sedimentador de flujo horizontal unidireccional, de múltiples canales para tubos colectores, en este caso, se trata de tres canales para tubos colectores y con tres secciones colectoras; las figuras 17, 18, 19 y 20 muestran el sistema de extracción para este tipo de sedimentadores; la figura 29 muestra un tanque de dos canales para tubos colectores y de dos secciones colectoras;, se tiene que las aguas aireadas u oxidadas, llegan a través de la tubería de aguas oxidadas (No 4) hasta el vertedor de entrada (No 2), los lodos entran a los tubos colectores (No 10) a través de los orificios calibrados (No 12 ), pasando después por el múltiple de acoplamiento (No 20) y pasan a través de los accesorios, del (No 13 ), al (No 19 ), es importante hacer mención, que debido a la densidad y viscosidad de los lodos, el máximo número de canales, que es recomendable instalar es de 8, en dos baterías de 4, una por cada lado del tanque, dicha aplicación depende del diseño y cálculo hidráulico de los componentes del sistema de extracción que forman el sifón mediante el cual son extraídos por efectos de la gravedad; en este tipo de sedimentadores, cuando se manejan más de dos canales para tubos colectores, es necesario que se ¡mplemente un puente móvil, con la finalidad de facilitar las maniobras de mantenimiento; es importante hacer mención, que debido a la densidad y viscosidad de los lodos, el máximo número de canales, que es posible instalar es de 8, en dos baterías de 4, una por cada lado del tanque, dicha aplicación depende del diseño y cálculo hidráulico de los componentes del sistema de extracción.

Generalidades para los sedimentadores con clasificación de lodos: Como se puede ver en todos los tipos de sedimentadores con clasificación de lodos, las estructuras son de una configuración relativamente simple, de fácil construcción, no lleva tuberías que atraviesen las paredes en las partes bajas, su operación requiere muy poco mantenimiento y cuando este se requiere, es muy sencillo, pues normalmente consistirá en destapar los tubos colectores de lodos, los cuales son muy ligeros y de fácil acceso, se tiene un funcionamiento que depende 100 % de la gravedad, su operación no requiere de ningún mecanismo motorizado y complicado, por lo que el consumo de energía, es de cero en comparación con los sedimentadores mecanizados.

En la mayoría de los casos prácticos, solo se requerirán 2 clasificaciones, y solo en situaciones muy especiales se requerirá manejar 3 clasificaciones, como podría ser en una planta prototipo para investigación; por cuestiones de diseño, puede ser que, un sedimentador cuente con 3 seccionamientos, considerándose la primera de lodos pesados, la segunda de lodos intermedios, y la tercera que corresponde a los lodos ligeros, estos dos últimos se juntan para generar un solo lodo, considerado como ligero, la razón de instalar en algunos casos, 3 secciones, cuando se requieren solamente 2, se debe a que los tubos colectores de Iodos no pueden ser demasiado largos, por lo que, cuando la longitud del tanque es relativamente grande, se secciona en 3 partes, para dar mayor fluidez a los lodos, cuya viscosidad cinemática es relativamente alta.

Como es de suponerse, la variación del flujo del influente, implica que se haga un análisis de la operación y aplicación de este tipo e sedimentadores, considerando lo siguiente: Para los sistemas cuyo influente puede ser considerado como constante, el régimen de clasificación, se logra con características que pueden considerarse homogéneamente bien definidas en cualquier tiempo, por lo que el retiro de los lodos en exceso se efectúa, sin ningún riesgo de mal manejo; los lodos intermedios y ligeros, como normalmente se recirculan, su manejo es aun menos riesgoso, la operación de los sedimentadores a flujo constante, se apegan mucho a ios conceptos que se definen para un sedimentador ideal, es conveniente hacer notar que aunque estos casos no se presentan como tales en la realidad, existen algunas aplicaciones que se pueden considerar como tales, un caso muy parecido, se tendría en una aplicación de tratamiento y cerca de la desembocadura de un río, a una gran laguna, donde se puede tener un suministro de aguas prácticamente constante, o bien algún sistema que cuente con instalaciones para poder dosificar el flujo, lo cual obviamente sería factible en pequeñas instalaciones.

En casos donde se tiene que el flujo del influente es variable, necesariamente se deben de hacer algunas consideraciones, como a continuación se plantean: a) Los tanques sedimentadores, normalmente se diseñan, considerando criterios de flujo máximo, medio y mínimo que son factibles que se puedan presentar en la operación de los sedimentadores, tomando en cuenta estos flujos, las dimensiones deben ser tales que permitan obtener el grado de clarificación de diseño, lo cual es función de la capacidad de carga hidráulica y la capacidad de vertido del tanque sedimentador, bajo condiciones de flujo máximo. b) El manejo de los lodos pesados, consiste en su separación clasificada, su recirculación o retiro cuando existe un exceso de lodos; ahora bien, cuando se está manejando el flujo mínimo dentro del tanque, en la sección colectora correspondiente a los lodos pesados, pueden llegar tanto lodos pesados, lodos intermedios y posiblemente ligeros, por lo tanto, el retiro de los lodos en exceso no debe efectuarse durante las horas de flujo mínimo; cuando se están manejando condiciones de flujo medio, con cierta tolerancia, es posible que en esta zona, se sedimenten lodos pesados y posiblemente algunos intermedios, lo cual no representa ningún riesgo desde el punto de vista operacional, ya que además, el retiro de los lodos en exceso se efectúa por lo general en el día, que es cuando se tienen condiciones de flujo medio o mayor; cuando se maneja el flujo máximo, y dado que las dimensiones de diseño, son con base a este flujo debe presentarse la clasificación esperada, por lo tanto se puede concluir que el retiro de los lodos en exceso, puede ser retirado sin causar ningún efecto contrario cuando se estén presentando condiciones de flujo medio a máximo. c) Los lodos intermedios, constituyen una clasificación poco usual pero factible, la cual se propone como una clasificación que pudiera ayudar en forma auxiliar a hacer ajustes con menos riesgos al inducir concentraciones, que tengan una alta concentración de lodos estabilizados o lodo activos; aunque su aplicación deberá ser el resultado de un análisis de laboratorio, algunas posibles aplicaciones que se pudieran considerar para este tipo de lodos, aparte de instalaciones prototipo para investigación científica, consisten en lo siguiente: Los lodos intermedios de la primer etapa, se mezclan con aguas frescas y se canalizan a un tanque desnitrificador, para compensar deficiencias de carbón orgánico y con el propósito de que alcancen un mayor grado de estabilización, y disminuir la aplicación de metanol.

Los lodos intermedios que pueden desarrollarse en un tanque de nitrificación, se pueden acondicionar en un tanque con Ph y temperatura controladas, para tener un cultivo de nitrosomonas, que son las de mayor tiempo de desarrollo y sensibles a temperaturas bajas, Ph alcalino y substancias tóxicas, de esta manera, se puede proteger al sistema de una perdida total del lodo bacteriológico más difícil de regenerar en el tanque de nitrificación.

Como se puede ver la variación del flujo, no representa riesgos para la aplicación de los lodos intermedios, aunque puede significar una merma de lodos activos en los horarios de flujo mínimo, esta merma, debido a que se da en las horas de flujo mínimo, y por la forma en que se puede programar el retiro de los lodos en exceso, sus efectos pueden ser ignorados, por tal motivo, la línea de operación de estos lodos, puede ser operada sin muchos problemas, por estas razones, la implementación de una clasificación intermedia, es optativa, para los casos en que se requiera para una aplicación específica como las mencionadas. d) Lodos ligeros; el efecto de la variación en el manejo de los lodos ligeros, es el siguiente: Cuando se manejan condiciones de flujo mínimo, la cámara de Iodos correspondiente, no capta lodos ligeros, pero como se trata de las condiciones de flujo mínimo, no tiene un efecto importante o digno de tomarse en cuenta; cuando se manejan ya sea el flujo de medio o máximo, la captación de lodos ligeros es significativa, y suficiente para generar la inoculación requerida, por lo tanto, la variación del flujo no causa efectos radicales, dignos de consideración. e) Con los planteamientos anteriores, y considerando que los lodos dentro de un tratamiento, se manejan en base a concentraciones, que tienen un margen razonable de tolerancia, la variación del flujo en el influente, no constituye un obstáculo para la aplicación de la clasificación de los lodos en los tratamientos.

Aplicación de sedimentadores con clasificación de lodos para clarificar aguas de un tanque de oxidación biológica.

Para las distintas unidades de sedimentación, aplicadas en los procesos donde se esté eliminando la materia carbonosa, podemos tener la siguiente caracterización de los Iodos: Lodos pesados o de alta densidad, son Iodos que se recolectan en la primera sección colectora, los que han alcanzado un alto grado de sedimentabilidad, formados por los flóculos o partículas que aglomeran bacterias activas en la zona periférica principalmente, en el centro se encuentra acumulada una importante cantidad de bacterias muertas o materia inorgánica producto de la metabolización de la materia orgánica, es muy probable que en la zona periférica se encuentren pequeñas microburbujas de CO2 producto de la metabolización de las bacterias activas, y también en la zona periférica puede encontrarse 02 que ha sido retenido por el floculo y que es empleado por las bacterias activas para su respiración y en general se pueden encontrar otros elementos químicos, dependiendo de la composición química de las aguas residuales y del tipo de bacterias desarrolladas; estos lodos para su estabilización final, requieren prácticamente que se mantenga una concentración moderada de oxigeno disuelto (OD) dado que su composición tendrá una alta proporción de materia inorgánica que ya ha sido metabolizada en una gran proporción, por lo que constituye el más viable para retirarse como exceso de lodos en una planta de tratamiento, y que se producirán en una mayor cantidad cuando menor sea la eficiencia de metabolización de la planta y, serán mínimos cuando la eficiencia de metabolización de la planta sea elevada, las características generales de estos lodos es lo que los hace mas aptos para su retiro, esto implica la ventaja de que el proceso de espesamiento o estabilizado se llevará a cabo con mayor facilidad, que es uno de los objetivos que se buscan, o sea lograr mejores resultados naturales, en vez de implementar mecanismos complicados y costosos.

Lodos intermedios en lo referente a su densidad y tamaño, son los que se recolectan en la segunda sección colectora de lodos, son los flóculos o partículas formadas por bacterias en proceso de crecimiento, la materia orgánica contaminante, las bacterias activas, el C02, el 02 y una mediana cantidad de materia metabolizada, se encuentran dispersados en todo el floculo, tales características demandan para su desarrollo final, una intermedia cantidad de nutrientes y de OD, por lo que esto los hace relativamente mas versátiles para su recirculación dentro del mismo proceso o retiro según sea la demanda de lodos activados, existiendo también la posibilidad de recircularlos en función de sus características físicas, químicas y biológicas, como puede ser sus características de sedimentabilidad, alto contenido de lodos crudos , lo que puede hacerlos aptos para su recirculación, previa mezcla con aguas frescas, a un tanque donde se tenga implementada una etapa de desnitrificación, además de que su constitución abarca un rango muy amplio de tipos, tamaños y edades de bacterias, siendo factible analizar en el laboratorio, la proporción de bacterias predominantes y en especial las facultativas, que pueden ser canalizadas convenientemente, en la transición de un proceso aerobio a anaerobio, donde la función metabólica de las bacterias facultativas, no terminaría con la ausencia de oxigeno libre, sino que se adaptarán a las condiciones anóxicas y viceversa, lo que podría posiblemente reforzar la actividad biológica.

A menos que se tenga una necesidad específica de los lodos intermedios, en la mayoría de las aplicaciones, será suficiente contar con 2 clasificaciones de lodos, en tal caso, se hablará de lodos pesados y ligeros, y proporcionalmente los lodos ligeros serán los que se recolecten sobre 2/3 de la longitud del sedimentador.

Se puede hacer una tercera clasificación de lodos ligeros o de baja densidad que son recolectados en la tercer sección colectora del sedimentador, estos lodos están formados por flóculos o partículas recien formadas, es decir que apenas inician su desarrollo, las bacterias activas, los nutrientes, el 02 y el CO2 junto con una pequeña cantidad de materia metabolizada, se encuentran distribuidos en todo el floculo; esta conformación da a los lodos una característica, definida en los siguientes términos: Las bacterias sedimentadas en esta zona, forman los flóculos mas pequeños y por consecuencia los de reciente creación, cuyo número de flóculos o bacterias por unidad de volumen debe ser el mas grande, lo que da a los lodos ligeros, altas características de difusividad, de tal forma que si estos lodos se mezclan adecuadamente, se les proporciona los nutrientes suficientes y se mantienen buenos niveles de OD, es muy probable que se obtengan altas tasas de crecimiento bacteriológico, con lo que se favorece la degradación de la materia orgánica contaminante; tomando en cuenta el razonamiento anterior, estos lodos requieren para su estabilización total una alta demanda de nutrientes, y también tendrán relativamente una mayor demanda de OD, esta característica hace de estos lodos, los mas viables para ser reciclados cuando se está manejando un influente con altas cargas de materia orgánica y por consecuencia los convierte en los menos viables para ser retirados; ia lenta sedimentabilidad de estos lodos, es un indicativo mas de que deben volverse al proceso, para que los flóculos continúen su desarrollo, alcanzando mayor peso y tamaño, y por lógica mejoren su sedimentabilidad; también se puede considerar que por el número de bacterias por unidad de volumen, y por sus características de difusión pueden ser considerados como semilla para la siembra de lodos en otras plantas, y como la sedimentabilidad de los mismos es la mas baja, es lógico, que sería contraproducente enviarlos a un sistema espezador de lodos.

Aplicación de sedimentadores con clasificación de lodos para clarificar aguas negras de un tanque de nitrificación.

Cuando se tengan implementados sistemas de tratamiento donde se lleve a cabo la nitrificación de las materias contaminantes nitrogenadas, es importante tener presente que este proceso, requiere de más tiempo y más oxigeno, las bacterias nitrosomonas y nitrobacter, que pueden ser recolectadas con los lodos pesados en la primera sección recolectora de lodos, y que son las que principalmente se encargan de metabolizar este tipo de contaminantes en sus dos etapas, es decir primero se metaboliza el amoniaco y el hidróxido de amonio en nitritos y posteriormente en nitratos, estas bacterias son de un desarrollo lento, sensibles a la temperatura y a condiciones de Ph altos o bajos para aguas en proceso de nitrificación, por lo que, el sistema sedimentador con clasificación de lodos, tiene particular importancia por el hecho de que, permite recircular los lodos pesados excedentes del proceso, al tanque de oxidación biológica para no perder las posibles bacterias nitrificantes que pudieran ser transportadas en este tipo de lodos, y tener una nitrificación parcial mas significativa en el tanque de oxidación biológica. Los lodos ligeros, recolectados en la segunda sección del sedimentador de lodos nitrificantes, que se pueden considerar los más activos biológicamente, al recircularlos, siempre se tendrá la seguridad de que se están retornando al proceso de nitrificación los lodos más convenientes; debido a las características que se han formado entorno a los flóculos que se forman a partir de las bacterias nitrosomonas y nitrobacter, las cuales se dice que son de lento crecimiento, implica que en este proceso la curva de distribución del tamaño y peso de las partículas que sedimentan, sea una curva asimétrica, cargada hacia la izquierda, es decir, la mayoría de las partículas que participan en el proceso, estarán comprendidas entre las que se han definido como ligeras e intermedias, por otro lado se tiene, que la cantidad de lodos nitrificantes es relativamente baja, por tal razón es razonable considerar que la longitud del colector de lodos ligeros, sea de 2/3 la longitud del tanque, esto es congruente con el hecho de que los tiempos de residencia para los lodos nitrificantes es relativamente grande.

Aplicación de sedimentadores con clasificación de lodos para clarificar aguas negras de un tanque de desnitrificación.

Los lodos pesados que se pueden separar en la primera sección de un tanque sedimentador con clasificación de lodos con dos secciones colectoras, se recirculan dentro del mismo tanque de desnitrificación, o se recirculan como exceso de lodos en el tanque de desnitrificación, al tanque de oxidación biológica, con el propósito de preservar las posibles bacterias facultativas que se pudieran desarrollar en el proceso y para lograr una mayor estabilización de los lodos; cómo en este tanque se generan iones OH , es conveniente que dicha canalización se haga, teniendo el cuidado de no causar desbalanceos de PH en el tanque de destino.

La segunda sección recibirá los lodos más ligeros, que estarán constituidos por una importante concentración de bacterias heterotróficas, entre las que se pueden nombrar a las siguientes: Alcaligenes, Achromobacter, Pseudomonas y Micrococcus; que son las más comunes y las que principalmente se encargan de metabolizar los nitratos y en algunos casos también los nitritos, que son descompuestos para liberar al nitrógeno que escapa hacia la atmósfera, junto con CO2 que también se produce en este proceso estos lodos serán recirculados a la etapa de desnitrificación.

Claims (4)

Reinvindicaciones: Habiendo descrito suficientemente mi invención, considero como una novedad y por tanto reclamo como de mi exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes clausulas:

1.- El método de sedimentación con clasificación de lodos, el cual consiste en agrupar los lodos que sedimentan, por su velocidad de sedimentación dentro de un tanque, mediante la configuración apropiada del tanque de sedimentación, y mediante la disposición de uno o varios canales, seccionados en forma de compartimientos o cámaras colectoras de lodos, que pueden ser de 2 o 3 seccionamientos dependiendo de las necesidades de cada proceso, donde los Iodos que se acumulan por sedimentación, son extraídos mediante un tubo colector y un conjunto de accesorios, que forman un sifón ubicado en un punto conveniente para cada sección colectora, para llevar a cabo la extracción que es por gravedad, y que simplemente se controla con válvulas de seccionamiento; obteniendo como resultado 3 o 2 tipos de lodos con características físicas, químicas y biológicas diferentes, para ser aplicadas dentro de los tratamientos biológicos.

2.- El tanque de sedimentación con clasificación de lodos, de flujo horizontal unidireccional, construido a base de concreto armado, provisto de un solo vertedor de entrada y un solo vertedor de salida; el tanque puede contar con 2 o 3 secciones colectoras de lodos; para el caso de 2 secciones, se tienen 2 clasificaciones de lodos pesados y ligeros, y para el caso de 3 secciones, se tiene una clasificación adicional de lodos intermedios; el tanque cuenta con un tubo colector de lodos de material plástico, con orificios calibrados que conjuntamente con algunos accesorios hidráulicos, forman un sifón para cada sección colectora, a través del cual son extraídos los lodos por gravedad. La finalidad de este tanque es la de sedimentar los lodos y clasificarlos con base a las diferentes velocidades de sedimentación, su configuración permite manejar caudales hasta de 15 Ips. el tanque recibe el fluido con los lodos suspendidos, los cuales sedimentan por efectos de la gravedad, y por la inclinación de las paredes, estos son concentrados en las cámaras colectoras, donde por medio de un sistema de sifón, que inicia con un tubo colector de lodos que tiene una serie de orificios calibrados, que en combinación con algunos accesorios hidráulicos induce el desalojo de lodos en forma uniforme a lo largo del tubo colector; sobre la línea de tubería de descarga de lodos, van instaladas cuando menos dos válvulas una para seccionamiento que permiten manejar los lodos con la frecuencia que se requiera para cada caso, y otra válvula para purga de aire que permiten formar la acción del sifón.

3.- Ei tanque de sedimentación con clasificación de lodos, mediante el diseño del tanque de flujo horizontal divergente, provisto de un solo vertedor de entrada y dos vertedores de salida; el tanque puede contar con 2 o 3 secciones colectoras de lodos; para el caso de 2 secciones, se tienen 2 clasificaciones de lodos pesados y ligeros, y para el caso de 3 secciones, se tiene una clasificación adicional de lodos intermedios; el tanque cuenta con un tubo colector de lodos de material plástico, con orificios calibrados que conjuntamente con algunos accesorios hidráulicos, forman un sifón para cada sección colectora, a través del cual son extraídos los lodos por gravedad. La finalidad de este tanque es la misma que la descrita para la reinvindicación 2, con la única diferencia de que al contar con 2 vertedores de salida por cada tanque, se pueden manejar caudales entre 10 y 30 Ips.

4.- El tanque de sedimentación con clasificación de lodos, mediante el diseño del tanque con múltiples canales colectores, de flujo horizontal unidireccional o divergente, pudiendo también contar con 2 o 3 secciones colectoras de lodos para cada vertedor de salida; la cualidad de este tipo de sedimentador consiste en que lleva mas de un canal colector de lodos, pudiendo ser de 2, 3, 4, 5, 6,7 y 8, esto permite tener una mayor capacidad superficial de carga hidráulica, con lo que la estructura de concreto de los sedimentadores, proyecten alturas relativamente chicas; el sistema de extracción de los lodos, es similar al de la primer reinvindicación, con la única diferencia, que consiste en la interconexión de los tubos colectores, para una misma sección colectora mediante un múltiple para 2, 3 o 4 tubos colectores, los cuales forman parte del sistema de sifón similar al descrito en la reinvindicación 1. La finalidad de este tanque es la misma que la descrita para la reinvindicación 2, con la diferencia de que puede ser unidireccional o divergente con sus respectivas opciones, pero en este caso el número de canales colectores es de 2 o más; esto permite manejar capacidades mayores a 30 Ips.