SISTEMAS DE ELIMINACIÓN DE HIERRO Y MANGANESO

FILTROS DE ARENA

El objeto de la filtración de los equipos es de separar mecánicamente las partículas cuyos tamaños afectan la calidad del agua a ser usada. El grado de filtración de dicha agua va a depender del destino que esta valla a tener , es decir, el agua va utilizarse para riego no puede tener el mismo tratamiento de filtrado que la que se destina al consumo, ni la que resulta del desecho de este . por esto resulta necesario clasificar el filtrado, esencialmente, en dos mecanismo: tamizado mecánico y deposito sobre material filtrado.

Tamizado Mecánico: consiste en la colocación de una malla cuya función es la de retener las partículas cuyo tamaño les impida atravesar los huecos de dicha malla, constituyéndose estas mismas partículas en material filtrante.

Deposito sobre material filtrante: consiste ya no en malla si no en un lecho de partículas cuyos intersticios impiden, por diversos fenómenos, el paso de sólidos o coloides cuya talla o naturaleza provoquen la retención de los mismos, ya sea en la superficie o en el seno del lecho. Esta retención va a depender del tamaño de las partículas, teniendo en cuenta que mientas mas pequeñas sean las partículas los sólidos requeridos serán de un tamaño cada vez menor, resultando en un agua mas limpia.

El principal parámetro de diseño para estos filtros es el referente a la rata de filtrado, que consiste en el volumen máximo por unidad diaria y por unidad de tiempo para los cuales el filtrado es efectivo. En el caso de los filtros de arena este valor se ubica en los 4 GPM/pie2. , pudiendo aumentarse bajo ciertas ocasiones especiales.

inicio

FILTROS A PRESION

Dentro de los filtros que se utilizan lecho de material filtrante se encuentras los llamados filtros a presión, en los cuales se pueden operar a altas velocidad debido a la utilización de diversos estratos de material filtrante de diferentes granulometrías o tamaños. El principio de estos filtros radica en las capas inferiores, de partículas más gruesas, sirven de soporte a las capas superiores cuyas partículas son más finas. Una vez más la calidad del filtrado va a depender de material más fina, que es la que se ubicaría en la parte superior del filtro.

La razón de colocar estratos de diferentes granulometrías a lo largo del filtro, no es otra si no la de impedir que las partículas más finas, que al fin y al cabo son las que determinan la calidad del filtrado, atraviesan el lecho filtrante y pueden llegar al fondo del filtro; de allí seria muy fácil que pasaran por entre el sistema de distribución, transponiendo el filtro y ocasionando, además de la perdida de material filtrante, posibles daños a sistemas de bombeo y otros por la presencia de dicho material.

Otro factor que debe tomarse en cuenta es el sistema de distribución a emplearse en los filtros, mismos cuya variedad posibilitan su adaptación a una amplia gama de requerimientos. En este aspecto, el factor más importante es aquel que involucra el flujo uniforme a través del lecho filtrante, el cual se logra a medida en que la recolección de las aguas al final del filtro, se encuentre adaptada a la geometría del mismo, impidiendo de esta manera la formación de rutas preferenciales de líquidos que podrían saturar prematuramente el filtro, ocasionando lavados mas frecuentes. Entre los sistemas de distribución mayormente conocidos, se encuentran:

Fondo Invertido: consiste en una tapa semiesférica ubicada en el fondo del filtro la cual se encuentra fjjada al mismo ya sea por tornillos o simplemente soldada. En dicha se perforan orificios cuyo diámetro es ligeramente inferior al diámetro de las partículas mas gruesas del lecho filtrante, de tal manera que estas no puedan pasar. De la misma manera, estas partículas gruesas impiden que las ligeramente mas finas puedan atravesar este lecho y así sucesivamente hasta llegar las partículas mas finas que son las que se encuentran en la parte superior del filtro.

Distribuidores de PVC u tros materiales: este tipo de distribución, aunque también es sencillo, requiere un poco mas de elaboración, debido a que debe adaptarse a las dimensiones y geometría del filtro. Consiste en un arreglo de tuberías micro perforadas o semi cortadas transversalmente, de tal manera que los orificios o zanjas no permitan el paso de material filtrante, que se encuentra en la parte inferior del filtro. Al igual que en el caso del fondo invertido, las partículas mas gruesas impiden que las mas finas atraviesen los lechos inferiores. Los arreglos mas comunes son los llamados “espina de pescado” , por su semejanza por esta y el arreglo en cruz.

Coladeras y Difusores: Para la utilización de estos dispositivos, es necesario que los filtros posean un doble fondo con perforaciones en los cuales enroscan o se atornillan los difusores. Consiste generalmente en conos finamente ranurados por los cuales el material filtrante se ve imposibilitado a pasar. Su disposición en el doble fondo debe ser uniforme de manera de garantizar la eficacia del filtrado.

inicio

FILTRO DE LECHO MIXTO

En algunos casos las condiciones del agua a tratar requieren un tratamiento ligeramente diferente en cuanto a la conformación de los lechos de material filtrante. Este es el caso de los filtros de lecho mixto, en los cuales es utilizar un material cuyas características principales son su menor peso especifico aunado a un tamaño mayor que el de la partícula de la arena mas fina. Este material, en el momento del filtrado, permanece en la parte superior del filtro, reteniendo las partículas mas gruesas y facilitando una mejor distribución de las aguas a través del filtro. El material mas utilizado en estos casos es la antracita, especie de carbón mineral mas liviano que la grava, aunque también pueden emplearse materiales sintéticos. En el caso de la antracita barata de filtrado llega a ubicarse hasta en siete GPM/pie2.

inicio

OPERACIONES DE LOS FILTROS

Como puede deducirse a partir de las operaciones anteriores, la operatividad del filtro depende de la cantidad del material acumulado dentro del mismo, siendo que a mayor volumen de sólidos retenidos, mayor es la caída de presión dentro del filtro, puesto que los intersticios entre las partículas disminuyen sus tamaños y por ende la velocidad a través de los mismo aumenta. Este fenómeno puede ocasionar que los sólidos a retener vayan penetrando las capas inferiores del filtro, hasta el punto en que las impurezas puedan llegar a traspones el mismo. Es por esta razón que se hace necesario una limpieza periódica y efectiva de estos filtros, para lo cual lo más usual es el retrolavado. El retrolavado consiste en hacer circular agua, preferiblemente ya filtrada, en sentido contrario al de la operación normal del filtro y aun caudal que no debe Ser inferir al doble del caudal normal de operación. En este proceso, los sólidos depositados sobre el material filtrante son expulsados por la parte superior del filtro, que mediante a un juego de válvulas van a parar a un desagüe. Este retrolavado, dependiendo del tamaño del filtro y del caudal de operación, no debe exceder los 2 min.; además debe cuidarse el hecho de que se pierda material filtrante durante este proceso.

inicio

FILTRO DE CARBÓN ACTIVADO

Los filtros de carbón activado son utilizados como complemento del filtro de arena en al tratamiento de aguas blancas, así como también en procesos de tratamientos de efluentes, debido a su gran capacidad de absorción de moléculas orgánicas de cadena larga. El carbón activado resulta del tratamiento a que es sometida bien sida la antracita u otros carbones provenientes de fuente como madera, coco, coque de petróleo, turba, etc. Este tratamiento consiste en someter el carbón a altas temperaturas y presión, en ausencia de oxigenote, con el objeto de expandir sus poros, aumentados la superficie por unidad de peso.

La capacidad de adsorción del carbón esta íntimamente ligada al tamaño de la partícula, debido a que a menor diámetro de partícula, el área disponible para la adsorción para una misma masa de material es mayor. Por otro lado, a menor diámetro de partícula, la caída de presión aumenta, además de que las posibilidades de que el carbón activado se pierda por las descargas son también mayores.

El primer efecto de los filtros de carbón activado seria netamente mecánico de retención de partículas de diámetros relativamente grandes, lo que generalmente se obvia debido a que estos filtros se colocan después de los filtros de arena, lo que implicaría que el agua se encuentra libre de sólidos en suspensión,. A continuación toma importancia el efecto de absorción del carbón activado, el cual se encarga de eliminar, como se apunto anteriormente, los malos olores y malos sabores del agua, mediante la eliminación de los compuestos orgánicos de cadena larga, tales como fenoles , disolventes, colorantes derivados aromáticos, etc. En cuanto al frente de agotamiento del carbón activado, este se comporta de manera lineal, saturándose primero las capas superiores y descendiendo hasta llegar la fondo. Es posible la regeneración del carbón activado mediante el calentamiento a altas presiones en ausencia de oxigeno para evitar la combustión, siendo este proceso excesivamente costoso, por lo que generalmente se reemplaza el carbón por una nueva carga.

Otra característica importante del carbón activado, es que actúa como catalizador en las reacciones de cloro libre y la cloramina con el agua, para producir ácido clorhídrico y oxigeno en la primera y ácido clorhídrico u nitrógeno en la segunda. De esta manera se reduce el mínimo al contenido de cloro libre en el agua. Debido a esta característica, el carbón activado es una alfombra roja de bienvenida para los micro organismos que encuentran allí además de sustratos en el cual crecer, inmunidad a cualquier clorinación previa. Algunos autores afirman que estos micro organismos contribuyen a eliminar cierta cantidad de DQO residual, mientras que otros recomiendan esterilizar periódicamente estos filtros para evitar la proliferación de los mismos y la posible contaminación del efluente.

Al igual que los filtros de arena, los filtros de carbón poseen sistemas de distribución similares a estos, siendo que el carbón se sustenta de igual manera sobre el lecho de grava. Así mismo, también el sistema de retrolavado en estos filtros es el mismo, lo que permite la eliminación, si no de todo el material absorbido, de una parte de este.

inicio

COMPONENTES DE UN FILTRO

- Llaves de cierre rápido para filtración y retrolavado

- Boca de visita superior

- Manómetro de Presión

- Válvula de seguridad (relieve de aire)

- Boca de vista inferior, para descargar el material filtrante.

- Vidrio de observación de lavado (visor)

NOTA: El tiempo de retrolavado depende de l condición particular del agua. Se recomienda no excederse de un tiempo máximo de 5minutos. Para introducir la carga o lecho filtrante dentro del cilindro, este debe estar completamente llenos de agua, APRA evitar que las piedras de dicho lecho remueva la pintura epoxica (protección interna contra la corrosión).