La decantación es un proceso de gran importancia en cualquier planta de tratamiento de aguas y su función es eliminar los sólidos sedimentables presentes en las aguas residuales. La decantación, también denominada sedimentación, puede ser utilizada tanto como tratamiento primario, antes de tratamientos posteriores (decantación primaria), o como tratamiento secundario o final (decantación secundaria).

El principio básico de funcionamiento de cualquier decantador es aprovechar la fuerza de la gravedad y la diferencia de peso específico, para separar las partículas de materiales sólidos del agua.

Estos tipos de residuos difícilmente podrían ser retenidos mediante otros métodos debido a su densidad y tamaño.

La decantación se realiza en tanques cuyo diseño constructivo tiene que facilitar al máximo:

• La separación de las partículas sólidas del agua
• La recogida de estas partículas bajo forma de lodos
• La concentración del lodo
• La extracción del lodo

Debido al hecho que los tiempos de sedimentación de sólidos por gravedad son bastante largos, los tanques de decantación suelen tener volúmenes muy importantes y consecuentemente también, costes de construcción elevados. 

Los decantadores para tratamientos de aguas residuales pueden ser de varios tipos y de diseño muy diferentes entre sí. Los principales modelos son:

Decantadores de tipo “Dortmund”

Así denominados por qué se aplicaron por primera vez en la planta potabilizadora de Dortmund, Alemania. Suelen tener forma circular, con fondo cónico o también cuadrada o rectangular, con fondo piramidal. Las paredes de los fondos cónicos o piramidales, suelen tener fuerte inclinación (hasta 60º), para facilitar el deslizamiento de los lodos hasta el fondo y su posterior extracción. Suelen incluir también tubería deflectora central, campana tranquilizadora y canaleta perimetral dentada, de perfil Thompson, para salida del efluente tratado. Estos tipos de decantadores siguen siendo los más utilizados en todo el mundo

Decantadores de lecho de lodos

Están construidos de forma que el agua residual entra desde la parte inferior del decantador y es obligada a atravesar el lodo que, en este tipo de sistema, queda suspendido en el tanque, hasta una altura en la cual la velocidad ascensional del agua, sostiene las partículas de lodos en equilibrio con su propio peso (lecho filtrante suspendido o fluidizado). Este tipo de decantador no suele utilizarse como tratamiento primario, pero encuentra óptimas aplicaciones como decantador secundario en plantas de tratamiento de lodos activados, sistemas físicos-químicos o cuando los lodos estén formados por flóculos grandes.

Decantadores de tipo mecanizados

Es una evolución de los decantadores convencionales y tienen el fondo con una suave pendiente, desde el cual se pueden recoger los lodos por mediación de unos brazos mecánicos con rasquetas de fondo que empujan los lodos, de forma gradual, hacía una tolva de acumulación e espesamiento. La construcción de este tipo de decantador es muy aconsejable cuando no sea posible la construcción de un decantador de tipo Dortmund o de lecho de lodos, debido, por ejemplo, a un nivel freático alto o a la necesidad de construir una estación de bombeo, para poder alimentar otro tipo de decantador. El flujo es normalmente de tipo longitudinal (decantadores cilíndricos) o ascensional (decantadores horizontales). El movimiento de arrastre de los brazos y de las rasquetas, de los sedimentadores cilíndricos, se realiza por mediación de un puente con estructura metálica (puente rascador o puente limpiador), anclado sobre un soporte de sujeción al centro del tanque. El movimiento circular del puente es accionado por mediación de un motorreductor y de ruedas de goma que circulan sobre el borde del muro perimetral del decantador. En el caso de decantadores mecanizados rectangulares, la recogida de los lodos, se suele realizar con sistemas de rasquetas movidas por arrastres de cadenas o puentes rascadores de brazos dotados de un movimiento de vaivén.

Decantadores lamelares

Son actualmente los sistemas de decantación de mayor rendimiento y eficiencia. Permiten construir sedimentadores mucho más compactos, con hasta el 90% menos de volumen, respecto a los decantadores convencionales, además de aumentar la velocidad de sedimentación de las partículas de sólidos y optimizar el funcionamiento del decantador. Estos tipos de sistemas incluyen en su interior unos módulos lamelares de material plástico que aumenta notablemente la superficie especifica del decantador y la velocidad de separación de sólidos, acelerando el proceso de sedimentación del equipo. Una posibilidad de aumentar el rendimiento de los decantadores lamelares es ampliar su superficie horizontal, que implica, de forma directa, disminuir su velocidad ascensional.

Normalmente, todos los tipos de decantadores, excluido los Dortmund, están provistos, también, de sistemas diseñados para retener y eliminar las espumas y el material flotante superficiales. Estos dispositivos suelen estar formados por rasquetas (scumboard) y dispositivos de recogida (scum box), desde el cual será eliminado conjuntamente con las grasas retenidas por las trampas de grasas de la planta de tratamiento. En los decantadores rectangulares, las mismas rasquetas de recogida de lodos del fondo, serán las encargadas de arrastrar también el material flotante durante su recorrido de regreso en la superficie.

Para pequeñas plantas de tratamiento, suelen utilizarse todavía decantadores primarios y secundarios muy simples, que pueden ser tanques Imhoff, fosas séticas o simplemente tanques cilíndricos o rectangulares prefabricados, de vitroresina, concreto o materiales plásticos.

¿Cómo funciona un decantador lamelar?

La función de un decantador lamelar es el de separar sólidos en suspensión en el agua para que, posteriormente, pueda facilitarse el tratamiento de esa agua.

En los decantadores lamelares, al igual que en la mayoría de los decantadores convencionales, el agua a tratar tiene un flujo ascendente, o sea, entra por la parte inferior del decantador y sale por rebose, desde la parte superior.

Estos tipos de decantadores incorporan unas estructuras formadas por lamelas de materiales plásticos, soldadas entre sí, que forman bloques con estructuras tubulares de forma prevalentemente hexagonal y compuestos por canales inclinados a 60º. Esta es normalmente la estructura de los bloques lamelares que se utilizan como relleno plástico para aumentar el rendimiento y disminuir el volumen de los decantadores, aunque existen otras tipologías, tanto de diseño, como de materiales de fabricación.

El paso del agua se realiza entre las lamelas, produciéndose así, la separación de los sólidos en suspensión que resbalan dentro de los canales de los bloques lamelares hacia el fondo del decantador, gracias a la pendiente de los canales de las lamelas, mientras que el agua limpia sigue una trayectoria ascendente hacia la superficie del decantador.

Los módulos lamelares aumentan notablemente la superficie específica de contacto y la velocidad de separación de las partículas en suspensión. También se evita que las turbulencias del agua puedan interferir en el proceso de sedimentación, ya que todo el flujo de agua pasa dentro de los canales cerrados de los bloques lamelares. Durante este recorrido del agua dentro de los canales, se favorece, también, la aglutinación de las partículas más pequeñas de materiales sólidos, que van formando partículas de mayores dimensiones y peso, facilitando aún más, la sedimentación del material suspendido sedimentable.

Otra importante ventaja de los decantadores lamelares es que los bloques lamelares reducen notablemente la distancia que debe recorrer las partículas hasta su sedimentación final. Con ello, se aumenta la capacidad de clarificación respecto a los decantadores tradicionales.

Todo eso permite acelerar y optimizar el proceso de sedimentación, asegurando así, un rendimiento muy elevado del decantador.

Los módulos lamelares permiten también aumentar la capacidad de tratamiento y el rendimiento de sedimentadores existentes, sin necesidad de modificar la obra civil.

La construcción y el correcto dimensionamiento de un decantador lamelar, garantiza un rendimiento de sedimentación muy elevado y mejora el proceso general de la planta de tratamiento.

Principales ventajas de los decantadores lamelares:

• Reducción de hasta el 90% de la superficie ocupada para la construcción del decantador.
• Alto rendimiento: los bloques lamelares son estructuras que aceleran la sedimentación de los sólidos sedimentables, funcionan de forma estática y mejoran notablemente los rendimientos.
• Instalación fácil y rápida, gracias a su bajo peso y manejabilidad.
• Mantenimiento muy simple y rápido.