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CAPITULO IIII RESULTADOS TANQUE IMHOFF Definición: El tanque Imhoff es así denominado en honor del ingeniero alemán especializado en aguas Karl Imhoff (1876 – 1965) que concibió un tipo de tanque de doble función -recepción y procesamiento- para aguas residuales . Los tanques imhoff son conocidos también como tanques de doble acción, para su uso concreto es necesario que las aguas residuales pasen los procesos de tratamiento preliminar de cribado y remoción de arena. Estos tanques se idearon para corregir los dos defectos principales del tanque séptico: Impedir que los sólidos que se han separado de las aguas negras se mezclen nuevamente con ellas, permitiendo la retención de estos sólidos para su descomposición de la misma unidad. Proporcionar un afluente adaptable a un tratamiento posterior. El tanque Imhoff es empleado en comunidades de 5000 habitantes o menos, los tanques imhoff ofrecen ventajas para el tratamiento de aguas residuales domésticas, puede ser de forma rectangular o circular y no cuentan con dispositivos para el calentamiento de lodos, siendo las unidades del tipo circular empleados en el tratamiento de pequeños caudales de aguas residuales. El tanque Imhoff típico es de forma rectangular y se divide en dos compartimientos: 1. Cámara de sedimentación. 2. Cámara de digestión de lodos. El sedimentador se ubica en la parte superior de la estructura y tiene la función de remover los sólidos sedimentables y flotantes, mientras el digestor que ocupa la parte inferior del tanque Imhoff está destinado a la estabilización anaeróbica de los lodos.

CAPITULO IIII Tanque Imhoff

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CAPITULO IIIIRESULTADOSTANQUE IMHOFFDefinicin: Eltanque Imhoffes as denominado en honor del ingeniero alemn especializado en aguasKarl Imhoff(1876 1965) que concibi un tipo detanque de doble funcin -recepcin y procesamiento- paraaguas residuales.Los tanques imhoff son conocidos tambin como tanques de doble accin, para su uso concreto es necesario que las aguas residuales pasen los procesos de tratamiento preliminar de cribado y remocin de arena. Estos tanques se idearon para corregir los dos defectos principales del tanque sptico: Impedir que los slidos que se han separado de las aguas negras se mezclen nuevamente con ellas, permitiendo la retencin de estos slidos para su descomposicin de la misma unidad. Proporcionar un afluente adaptable a un tratamiento posterior.El tanque Imhoff es empleado en comunidades de 5000 habitantes o menos, los tanques imhoff ofrecen ventajas para el tratamiento de aguas residuales domsticas, puede ser de forma rectangular o circular y no cuentan con dispositivos para el calentamiento de lodos, siendo las unidades del tipo circular empleados en el tratamiento de pequeos caudales de aguas residuales. El tanque Imhoff tpico es de forma rectangular y se divide en dos compartimientos: 1. Cmara de sedimentacin. 2. Cmara de digestin de lodos. El sedimentador se ubica en la parte superior de la estructura y tiene la funcin de remover los slidos sedimentables y flotantes, mientras el digestor que ocupa la parte inferior del tanque Imhoff est destinado a la estabilizacin anaerbica de los lodos.Durante la operacin, las aguas residuales fluyen a travs de la cmara de sedimentacin, donde se remueven gran parte de los slidos sedimentables, estos resbalan por las paredes inclinadas del fondo de la cmara de sedimentacin pasando a la cmara de digestin a travs de la ranura con traslape existente en el fondo del sedimentador. El traslape tiene la funcin de impedir que los gases o partculas suspendidas de slidos, producto de la digestin, que inevitablemente se producen en el proceso de digestin, son desviados hacia la cmara de natas o rea de ventilacin.Estas unidades no cuentan con unidades mecnicas que requieran mantenimiento y la operacin consiste en la remocin diaria de espuma, en su evacuacin por el orificio ms cercano y en la inversin del flujo dos veces al mes para distribuir los slidos de manera uniforme en los dos extremos del digestor de acuerdo con el diseo y retirarlos peridicamente al lecho de secado.

Los lodos acumulados en el digestor se extraen peridicamente y se conduce a lechos de secado, en donde el contenido de humedad se reduce por infiltracin, despus de lo cual se retiran y se disponen de ellos enterrndolos o pueden ser utilizados para mejoramiento de los suelos.

2. DISEO DE UN TANQUE IMHOFF

Para el dimensionamiento de tanque imhoff se tomara en consideracin los criterios de la Norma S090 Planta Tratamiento de Agua Residuales del Reglamento Nacional de Construccin.

2.1 DISEO DE SEDIMENTADOREl sedimentador se construir de la misma forma que el digestor, la parte inferior tendr forma de V, con una pendiente con un ngulo de 50 a 60, una abertura que puede variar de 0.15 a 0.20 m y uno de los lados prolongados con una longitud de .15 a .20 m.

La parte exterior de la pared del sedimentador deber distar mnimo 1m de la parte interior de la pared de la cmara de almacenamiento.

Caudal de diseo (m3/hora)

Dotacin en litro/hab/da

rea del sedimentador. As (m2)

Dnde: Cs: carga superficial, igual a 1m3/ (m2* hora)

Volumen del sedimentador. Vs (m3 )

R = Periodo de retencin hidrulica, entre 1.5 a 2.5 horas (recomendable 2 horas).

El fondo del tanque ser de seccin transversal en forma de V y la pendiente de los lodos respecto a la horizontal tendr de 50 a 60. En la arista central se debe dejar una abertura para paso de slidos removidos hacia el digestor, esta abertura ser de .15 a .20m. Uno de los lados deber prolongarse de 15 a 20 cm, de modo que impida el paso de gases y slidos desprendidos del digestor hacia el sedimentador, situacin que reducir la capacidad de remocin de slidos en suspensin de esta unidad de tratamiento

DISEO DE SEDIMENTADOR

Longitud mnima del vertedero de salida. Lv (m).

Donde: Qmax: Caudal mximo diario de diseo, en m3 /da. Chv: Carga hidrulica sobre le vertedero, estar entre 125 a 500 m3 / (m*da) (Recomendable 250)

2.2 DISEO DEL DIGESTOR

Volumen de almacenamiento y digestin. Vd (m3 ) Para el compartimiento de almacenamiento y digestin de lodos (cmara inferior) se tendr en cuenta lo siguiente.

Donde: Fcr: factor de capacidad relativa P: poblacin.

DISEO DE DIGESTOR

El fondo de la cmara de digestin tendr la forma de un tronco de pirmide invertida (tolva de lodos), para facilitar el retiro de los lodos digeridos. Las paredes laterales de esta tolva tendrn una inclinacin de 15 a 30 con respecto a la horizontal. La altura mxima de los lodos deber estar .50m por debajo del fondo del sedimentador. Para quitar e impedir la acumulacin de gases, se colocara un tubo de hierro fundido de 200mm de dimetro, en posicin aproximadamente vertical, con su extremo inferior abierto a unos 15cm por encima del fondo del tanque.

Tiempo requerido para digestin de lodos. El tiempo requerido para la digestin de lodos varia con la temperatura, para esto se emplear la tabla 2.

Frecuencia del retiro de lodos. Los lodos digeridos debern retirarse peridicamente, para estimar la frecuencia de retiros de lodos se usaran los valores consignados en la tabla 2. La frecuencia de remocin de lodos deber calcularse en base a estos tiempos referenciales, considerando que existira una mezcla de lodos frescos y lodos digeridos, estos ltimos ubicados al fondo del digestor. De este modo el intervalo de tiempo entre extracciones de lodos sucesivas deber ser por lo menos el tiempo de digestin a excepcin de la primera extraccin en la que se deber esperar el doble de digestin.

2.3 EXTRACCION DE LODOS

El dimetro mnimo de la tubera para la remocin de lodos ser de 0.20 m y deber estar ubicado 0.15m por encima del fondo del tanque. Para la remocin se requerir de una carga hidrulica mnima de 1.80 m.

EXTRACCION DE LODOS

2.4 AREAS DE VENTILACION Y CAMARAS DE NATAPara el diseo de la superficie libre entre las paredes del digestor y el sedimentador (zona de espuma o natas) se tendrn en cuenta los siguientes criterios.

El espaciamiento libre ser de 1m como mnimo. La superficie total ser por lo menos 30% de la superficie total del tanque. El borde libre ser como mnimo de 0.30m. Las partes de la superficie del tanque debern ser accesibles, para que puedan destruirse o extraerse las espumas y los lodos flotantes

VENTILACION2.4 LECHO DE SECADO DE LODOSLos lechos de secado de lodos son generalmente el mtodo ms simple y econmico de deshidratar los lodos estabilizados (lodos digeridos), lo cual resulta ideal para pequeas comunidades. Pueden ser construidos de mampostera, de concreto o de tierra (con diques), con profundidad total til de 50 a 60 cm. El ancho de los lechos de secado es generalmente de 3 a 6m, pero para instalaciones grandes pueden sobrepasar los 10m.

El medio de drenaje es generalmente de 0.30m de espesor y deber tener los siguientes componentes:

El medio de soporte recomendado esta constituido por una capa de 0.15m formada por ladrillos colocados sobre el medio filtrante, con una separacin de 0.02 a 0.03m llena de arena. La arena es el medio filtrante y deber tener un tamao efectivo de 0.3 a 1.3 mm Debajo de la arena se deber colocar un estrato de grava graduada hasta .20m de espesor.

Carga de slidos que ingresa al sedimentador C (kg de SS/da).

Donde: SS: slidos en suspensin en el agua residual cruda en mg/l. Q: caudal promedio de aguas residuales.

LECHO DE LODOSMANTENIMIENTOa) ZONA DEL SEDIMENTADORToda la superficie de agua del sedimentador debe estar libre de la presencia de slidos flotantes, espumas y materiales asociados a las aguas residuales, as como de material adherido a las paredes de concreto y superficies metlicas con el cual los slidos estn en contacto. El material tiende a acumularse rpidamente sobre la superficie del tanque y debe ser removido con el propsito de no afectar la calidad de los efluentes, por lo que sta actividad deber recibir una atencin diaria retirando todo el materia existente en la superficie de agua del sedimentador. La recoleccin del material flotante se efecta con un desnatador.

Las estructuras de entrada y salida deben limpiarse peridicamente, as mismo los canales de alimentacin de agua residual deben limpiarse una vez concluida la maniobra de cambio de alimentacin con el propsito de impedir la proliferacin de insectos o la emanacin de malos olores. Semanalmente o cuando las circunstancias lo requieran, los slidos depositados en las paredes del sedimentador deben ser retirados inmediatamente. La grasa y los slidos acumulados en las paredes a la altura de la lnea de agua deben ser removidos.

b) ZONA DE VENTILACION. La zona de ventilacin de la cmara de digestin, debe encontrarse libre de natas o de slidos flotantes, que hayan sido acarreados a la superficie por burbujas de gas. Para hundirlas de nuevo, es conveniente el riego con agua a presin, sino se lo logra esto, es mejor retirarlas y enterrarlas inmediatamente. Esta actividad debe realizarse mensualmente.

Generalmente se ayuda a corregir la presencia de espuma, usando cal hidratada, la cual se agrega por las reas de ventilacin. Conviene agregar una suspensin de cal a razn aproximada de 5kg. Por cada 1000 habitantes.

c) Zona de Digestin de lodos. Evaluacin del lodo. Es importante determinar constantemente el nivel de lodos para programar su drenaje en el momento oportuno. Cuando menos una vez al mes, debe determinarse el nivel al que llegan los lodos en su comportamiento. Para conocer el nivel de lodos se usa una sonda. La que hace descender cuidadosamente a travs de la zona de ventilacin de gases, hasta que se aprecie que lamina de las sonda toca sobre la capa de los lodos. Los lodos digeridos se extraen de la cmara de digestin abriendo lentamente la vlvula de la lnea de lodos y dejndolos escurrir hacia los lechos de secado. Los lodos deben extraerse lentamente, para evitar que se apilen en los lechos de secado, procurando que se destruyan uniformemente en la superficie de tales lechos.Se recomienda que en cada descarga de lodos, se tome la temperatura del material que se est escurriendo, lo mismo que la temperatura ambiente. Con esto se tiene una indicacin muy valiosa de las condiciones en que se est realizando la digestin.

3. CONSIDERACIONESEl ingeniero responsable del proyecto, deber tener las ventajas y desventajas que tiene al emplear el tanque Imhoff para el tratamiento de las aguas residuales domsticas de una poblacin.

3.1 VENTAJAS

Contribuye a la digestin del lodo, mejor que un tanque sptico, produciendo un lquido residual de mejores caractersticas. No descargan lodo en el lquido efluente. El lodo se seca y se evacua con ms facilidad que el procedente de los tanques spticos, esto se debe a que contiene de 90 a 95% de humedad. Las aguas servidas que se introducen en los tanques imhoff, no necesitan tratamiento preliminar, salvo el paso por una criba gruesa y la separacin de las arenas. El tiempo de retencin de estas unidades es menor en comparacin con las lagunas. Tiene un bajo costo de construccin y operacin. Para su construccin se necesita poco terreno en comparacin con las lagunas de estabilizacin. Son adecuados para ciudades pequeas y para comunidades donde no se necesite una atencin constante y cuidadosa, y el efluente satisfaga ciertos requisitos para evitar la contaminacin de las corrientes