seccion 2 - clarificación y filtración

CLARIFICACION &FILTRACION

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Introduccin

El agua contiene distintas impurezas que resultande su contacto con el aire y la tierra. Estos slidosdisueltos y suspendidos deben ser removidos paraproveer un agua adecuada para uso industrial ydomstico. Los slidos disueltos son naturalmentesolubles en el agua y no pueden ser removidos poruna filtracin sencilla. Los slidos suspendidos sonpartculas que no se disuelven en agua, como lodo,aluvin, arcilla y material microbiolgico. Laremocin de los slidos suspendidos esgeneralmente realizada por coagulacin, floculaciny sedimentacin llamada frecuentementeclarificacin convencional (Figura 1).

CLARIFICACION

Coagulacin

Floculacin

Sedimentacin

Figura 1 - Tres etapas de la clarificacin convencional

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Coagulacin

Si el agua con slidos suspendidos fuera dejadapor algn tiempo en una laguna de sedimentacin,los slidos deberan sedimentarse debido a la fuerzade gravedad. La mayor parte de las partculasfinalmente sedimenta; sin embargo, el tiempoinvolucrado o el tamao del equipo de sedimentacinpuede no ser ni econmico ni prctico (Figura 2).

EFECTO DEL TAMAO DECRECIENTEDE ESFERAS

Diametro de Tamao rea Tempo necessrioPartcula, mm total superfcial p/ decantar 1 p

10 Cascajo 0.487in.2 0.3 seg1 Arena gruesa 4.87in.2 3 seg0.1 Arena fina 48.7in.2 38 seg0.01 ALuvi n 3.38 ft. 2 33 min0.001 Bactrias 33.8 ft.2 55 hr0.0001 Partculas coloidales 3.8 yd.2 230 dias0.00001 Partculas coloidales 0.7 acres 6.3 aos0.000001 Partculas coloidales 7.0 acres 63 aos(min.)

* Area para partculas del tamao indicado producidas por una

partcula con dimetro 10 mm y gravedad especfica de 2,65.

Figura 2 - El tamao de la partcula afecta el tiempo desedimentacin

Las partculas suspendidas en aguas efluentessuperficiales y efluentes pueden permanecer ensuspensin en el agua durante largos perodos detiempo debido a las fuerzas electrostcticas que lasafectan y el tamao relativo de las partculas. Lamayora de las partculas en el agua tiene una cargasuperficial ligeramente negativa, igual que los polosde un iman, se repelen. Si fuera posible neutralizarlas cargas superficiales, las partculas se agregarany formaran una partcula un poco ms grandes, quesedimentara ms rpidamente. En trminossimples, coagulacin es el proceso deneutralizacin de las cargas, para que las partculasno puedan repelerse unas a las otras, sino que seagregan (Figura 3).

COAGULACION POLIMERICA

POLIMEROCOAGULANTE

Figura 3 - Coagulacin involucra neutralizacin de la carga


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Coagulacion

Una relacin conocida como Ley de Stoke ayuda aexplicar cmo el tiempo de sedimentacin esafectado por el tamao de la partcula y otrosfactores:

V = 18 D2 (S1 - S2)

Z

en donde:

V = velocidad de la cada (tasa de sedimentacin)

D = dimetro de la partcula

S1 = densidad de la partcula

S2 = densidad del agua

Z = viscosidad del agua

Segn el tamao o dimetro de la partcula aumenta,la tasa de sedimentacin sube. Es decir, cuantomayor la partcula ms rpidamente ella sedimenta.La segunda variable, temperatura, tambin afectael tiempo de sedimentacin, asumiendose que ladensidad de la partcula no cambia. El agua fra esms densa y ms viscosa que el agua caliente, loque resulta en aumento de las tasas desedimentacin (Figura 4).

Figura 4 - Tasa relativa de sedimentacin vs. temperatura

TAS

A R

ELA

TIV

A D

E D

EC

AN

TAC

ION

(%)

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Coagulantes &Ayudantes de Coagulacin

Algunas sales inorgnicas comunes, as como lospolmeros orgnicos solubles son usados paraneutralizar las cargas de las partculas, lo queconduce a la formacin de pin floc (flculos muy

pequeos) floculos apenas visibles (Figura 5).Factores tales como pH, turbidez, temperatura ymezcla afectan el desempeo de estoscoagulantes.

Figura 5 - Coagulantes Comunes & Ayudantes de Coagulacin

MateriaisConcentracin Grados Peso, Indicados

Nombre Frmula Comercial Disponibles Lb / cu ft para Manipular Diversos

Sulfato deAlumnio

Aluminato deSdio

Alumbre deAmonio

Sulfato Ferroso

Sulfato Frrico

Cloruro Ferrico

xido deMagnsio

Bentonita

Silicato deSdio

Al2(SO

4)

3 18H

2O

Na2Al

2O

4

Al2(SO

4)

3( N H

4)

2S O

4

24H2O

FeSO4 7H

2O

Fe2(SO

4)

3

FeCl36H

2O

MgO

--------

Na2O 3

22SiO2

17% Al2O

3

55% Al2O

3

11% Al2O

3

55% FeSO4

90% Fe2(SO

4)

3

60% FeCl3

95% MgO

-------

41 Be

FragmentoPolvoGranulos

Cristales

FragmentoPolvo

CristalesGranulos

PolvoGranulos

Cristales

Polvo

Polvo

Solucin

P, 38-45Outro,57-67

60

60-68

63-68

60-70

45-55

25-35

60

87

PlomoGomaHierro de Silcio

HierroAceroGomaPlsticos

PlomoGomaSilicio de HierroLoza

PlomoEstaoMadera

PlomoGomaAcero InoxidablePlsticos

GomaVidroPlsticos

HierroAcero

HierroAcero

HierroAceroGoma

pH (1% solucin) =3.4

Estabilizado concerca de 6% deexceso de NaOH

pH (solucin de1%) = 3.5

Fluorescente

Higroscpico

Higroscpico

Esencialmenteinsoluble,alimentado enforma de pastafluida

Esencialmenteinsoluble,alimentado enforma de pastafluida

Los gradosslidas estndisponibles concoeficientesvariados deNa

2O:SiO

2


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Coagulantes &Ayudantes de Coagulacin

Con excepcin del aluminato de sodio, todos loscoagulantes de hierro y aluminio comunes son salescidas, que hacen bajar el pH del agua tratada.Segn la alcalinidad y pH inicial del agua bruta, calo custico deben ser agregados para combatir ladepresin del pH causada por estos coagulantesinorgnicos. El pH puede afectar la carga superficialde la partcula y la precipitacin durante lacoagulacin. Existe un rango ptimo de pH paracada coagulante inorgnico, que puede ser diferentedel rango de solubilidad de la sal (Figura 6). El pHtambin puede afectar a los polmeros orgnicospero no tanto como afecta a los coagulantesinorgnicos.

Solubilidad del Coagulante

Alumbre

Sulfato Frrico

Figura 6 - Solubilidad del coagulante

Por lo general, un aumento de la turbidez o en elcontenido de slidos suspendidos exige un aumentode la dosificacin de coagulante. Sin embargo,aguas con alta turbidez a veces exigen unadosificacin relativamente baja de coagulante,porque existe ms oportunidad de colisin yconsecuente agregacin de las partculasneutralizadas. En aguas con baja turbidez, en dondela probabilidad de colisin es baja, alumbre o arcillason con frecuencia usados para agregar msslidos, aumentando la probabilidad de colisin delas partculas.

El clima fro y las temperaturas del agua prolonganel tiempo de reaccin necesaria para la coagulacin.La velocidad de una reaccin qumica se reduceaproximadamente a la mitad para cada 10oC dereduccin de temperatura. Un aumento de ladosificacin de coagulante, junto con un tiempo mslargo de mezcla, minimiza el tiempo necesario parauna coagulacin eficiente.

Una mezcla total y rpida del coagulante y agua brutaaumenta el nmero de colisiones de partculas, locual, a su vez, acelera el proceso de neutralizacinpartcula-carga. El resultado son partculas mayoresen menos tiempo. Por lo general, una baja turbidezexige ms mezcla y ms tiempo para que laspartculas contacten entre si.

Sol

ubili

dad

Al o

Fe,

ppm

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Floculacion

Floculacin es el proceso de reunir las partculasneutralizadas o coaguladas, para formar unaglomerado mayor o flculos. Usted puedeinmaginarla como un tipo de mecanismo deformacin de puente, similar a fly paper (papel paracoger insectos) o tela de araa (Figura 7).

FLOCULACION DE POLIMERO

Figura 7 - Floculacin involucra formacin de puente

Se obtiene la floculacin mediante el uso demolculas de alto peso molecular, que formanflculos mas pesados que en la fase de coagulacin.

El tamao del flculo es normalmente determinadopor su capacidad de resistir al cizallamento causadopor la mezcla y la turbulencia.

Aunque la mezcla rpida sea importante para lacoagulacin, la floculacin exige mezcla ms lentapara convertir los flculos minsculos (pin floc) aflculos ms grandes, visibles, que sedimentanprontamente. Si la mezcla es demasiada rpida oviolenta, produce cizallamento, o rompimiento, delflculo, dificultando su cambio y Sedimentacin.

As como los coagulantes, los floculantes tambinson afectados por la temperatura, pH y turbidez; sinembargo, la tasa de dosificacin es crtica. Unadosis excesiva puede formar flculos grandes, quesedimentan rpidamente, y que no se transformanen partculas finas, permaneciendo como slidosen suspensin.

POLIMEROFLOCULANTE

PONTE


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Sedimentacin

Sedimentacin se refiere a la remocin fsica delas partculas coaguladas y floculadas. Lasedimentacin hecha antes de la coagulacin sellama de asentamiento o depuracin preliminar yresulta en la remocin de slidos suspendidosrelativamente grandes.

Factores como temperatura del agua, corrientestrmicas e hidrulicas, cambian la tasa de flujo, y elnivel de slidos puede afectar la sedimentacin departculas floculadas. Estos factores sonconsiderados cuando se disea un equipo.

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Equipos de Clarificacin

El proceso de coagulacin-sedimentacin exige tresunidades de proceso distintas:

1. mezcla rpida para coagulacin,

2. mezcla moderada para floculacin, y

3. separacin del flculo y el agua

Originalmente, las unidades de clarificacinconvencionales consistan de piscina de concretograndes, rectangulares, divididas en dos o tressecciones (Figura 8). Cada etapa del proceso declarificacin ocurra en una seccin separada de lapiscina. El flujo de agua en estos sistemas erahorizontal.

Figura 8 - Piscina de Decantacin Horizontal

Las unidades de flujo horizontal son todava usadasen plantas industriales muy grandes y para, laclarificacin del agua municipal, ya que su diseoes apropiado para piscinas de grandescapacidades. El tiempo de retencin normalmentees largo, usualmente de cuatro a seis horas, y escasi todo dedicado a la sedimentacin.

La mezcla rpida tpicamente es de tres a cincominutos y la mezcla lenta de 15 a 30 minutos. Estoslmites permiten una gran flexibilidad para establecerpuntos apropiados para la aplicacin del producto

qumico. Adems, estas unidades son relativamenteinsensibles a cambios sbitos en el flujo de agua.

De la misma forma, un largo periodo de retencinprovee tiempo de reaccin suficiente para hacer losajustes necesarios en la alimentacin del productoqumico y del polmero, si las condiciones del aguabruta cambiaran sbitamente. Sin embargo,excepto para una demanda muy grande de aguatratada, las unidades horizontales no son eficientesrespecto a costo debido a la necesidad de una granextensin de tierra y elevados costos deconstruccin.

Los clarificadores compactos y relativamenteeconmicos de flujo ascendente incluyencoagulacin, floculacin y sedimentacin en un solotanque, generalmente circular, de acero o concreto.Estos clarificadores son generalmente llamados deflujo ascendente porque el agua fluye para arribamientras los slidos suspendidos se decantan. Unacaracterstica clave del mantenimiento de calidaddel efluente es el aumento de contacto de los slidosa travs de la recirculacin de lodo.

Como el tiempo de retencin en una unidad de flujoascendente es aproximadamente una a dos horas,las piscinas de estas unidades pueden ser muchoms pequeas y tener menor capacidad devolumen, que las piscinas horizontales con igualcapacidad de flujo. Una tasa de elevacin de 0,75 a1,25 galones por minuto (gpm) por pi cuadrado derea superficial es normal para la clarificacin.Unidades de ablandamiento/ clarificacincombinadas pueden con frecuencia operar hasta1,5 gpm por pi cuadrado de rea superficial debidoal tamao de las partculas y densidad de la durezaprecipitada.

ALIMENTACIONQUIMICA

MOTOR AGUACLARIFICADA

MEZCLARAPIDA

MEZCLA LENTA

AGUABRUTA

RETIRADADE LODO

BAFFLE

RASPADOR DELODO


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La mayora de los diseos son llamadosclarificadores de capa de lodo o slidos-contacto(Figura 9). Despus de la coagulacin y/ofloculacin en las unidades de capa de lodo, el aguaque entra pasa a travs de la capa de flculos ensuspensin formada anteriormente.

Figura 9 - Clarificador de Capa de Lodo Upflow

Como el centro de estas unidades con frecuenciatienen la forma de un cono invertido, la tasa deelevacin de agua disminuye a medida que subepor la seccin que se alarga constantemente.Cuando la tasa de elevacin disminuye lo suficiente,para que sea igual a la tasa de sedimentacin delflculo suspendido, se frma una interface claralodo/lquido.

La eficiencia de la capa de lodo depende de la accinde filtracin, asi como, el agua coagulada o floculadapasa a travs del flculo suspendido.Niveles msaltos de lodo aumentan la eficiencia de la filtracin.En la prctica, la interface superior de lodo esarrastrada al nivel de seguridad ms alto para evitar

transtornos que podran resultar en grandescantidades de arrastre de flculos en el rebose.Tambin debe ser evitada la eliminacin excesiva odescarga de lodo. El nivel de la capa de lodo confrecuencia, es altamente sensible a cambios en elflujo, adicin de coagulante, y cambios en la qumicay temperatura del agua bruta.

El clarificador de contacto de slidos son unidadesen las cuales grandes volmenes de lodo soncirculados internamente. El trmino de contacto deslidos tambin describe la unidad de capa de lodoy significa sencillamente que antes y durante lasedimentacin el agua qumicamente tratadacontacta slidos previamente coagulados.

Las unidades de contacto de slidos con frecuenciacombinan clarificacin y ablandamiento porprecipitacin (Figura 10). Si el agua que entracontacta el lodo recirculado, la eficiencia de lasreacciones de ablandamiento mejora y el tamao ydensidad de las partculas del flculo aumenta.

Figura 10 - Clarificador de Contacto de Slidos

Equipos de Clarificacin

AGITADORENTRADA DE PRODUTOS QUMICOS

INFLUENTE

INDICADOR DEVARIACION

DE MUESTRA

LINEA DEDESCARGADE LODO CONS. MUESTRA

DRENAJE DE PRECIPITACION

EFLUENTE

CONCENTRADORDE LODO

DE MEZCLAAREA BAFFLES

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Introduccin - Filtracin

Coagulacin, floculacin y sedimentacin(clarificacin convencional) del agua bruta produceagua con calidad adecuada para la mayora de losusos industriales. Sin embargo, es necesariosuprimir ms slidos suspendidos del agua queser usada como agua de reposicin de calderas,enfriamiento, o potable. La filtracin no solo remuevematerial suspendido adicional sino que tambinofrece una forma de proteccin o seguro contraslidos indeseables que entran en el agua tratada,en caso de ocurrir una alteracin en el equipo declarificacin. (Figura 11) Figura 11 - Filtracin suprime slidos suspendidos adicionales

Mecanismos


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Mecanismos

La filtracin es usualmente considerada como umproceso mecnico complejo, pero involucrasolamente dos mecanismos sencillos para removerslidos suspendidos del agua, a medida que stafluye a travs del medio de filtracin. El mecanismoms importante es la absorpcin o adhesin departculas al medio filtrante o al material yaacumulado en el medio (Figura 12). El segundomecanismo es la straining supresin de partculasslidas suspendidas ms pequeas debido almenor espacio disponible entre las partculasabsorbidas recolectadas en el primero mecanismo(Figura 13).

Cuando el filtro comienza a actuar, los flculospequeos que fueron arrastrados del equipo declarificacin penetran en el lecho de filtracin a travsde espacios vacios entre las partculas del mediode filtracin. A medida que los flculos llenan eseespacio, el lecho de filtracin comienza a resistirseal flujo, que se observa en la prdida de cabezal oreduccin de la presin a travs del filtro. El flculose acumula en la superficie del medio de filtracin yforma un una malla que acta como un filtro finopara partculas todava menores de los slidossuspendidos. A medida que sigue la filtracin, latasa de flujo aumenta a travs de los espacios vacosen donde todava no estn recolectados slidos. Amedida que el flujo de agua penetra cada vez mshondo y el agua se extiende, la velocidad disminuyey el flculo vuelve a depositarse en los puntos debajo flujo. Cuando la prdida de cabezal o cada depresin se vuelve demasiado alta, y el filtro debeser retirado de lnea y lavado.

Figura 12 - La filtracin comienza con la absorcin de laspartculas por el medio filtrante.

Figura 13 - La filtracin continua con la formacin de ummalla de slidos sobre el medio de filtracin

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Es importante asegurar que el proceso decoagulacin/ floculacin/ sedimentacin queprecede la filtracin est trabajando sin problemaspara reducir la carga o cantidad de slidosarrastrados al filtro.

El tamao del flculo y su capacidad de resistir alas fuerzas de (shear) corte en el lecho de un filtrotambin son importantes. Si la coagulacin no escompleta, partculas finas de turbidez pueden pasara travs del filtro. Un flculo grande, estable nopenetra en los espacios vacios entre el mediofiltrante y eventualmente obstruye el filtro, resultandoen un tiempo de operacin menor del filtro.

La tasa de flujo (gpm/ft2) aplicada a un filtro afectala calidad del agua filtrada, durante el servicio oretrolavado. Una tasa de flujo de servicio demasiadaelevada puede resultar en obstruccin prematurade los filtros y una mala calidad del agua. Una tasade flujo de retrolavado muy baja no remueve losslidos del medio, creando periodos de operacionms cortos y de mala calidad, cuando el filtro vuelvea su operacin.

El tamao, la forma y la aspereza del filtro rigen laeficiencia de la remocin de slidos.

La seleccin del medio normalmente est basadaen las exigencias de la calidad del efluente, diseodel filtro, y carga de slidos en el influente.

Factores que Afectanla Filtracin


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Arena de quartzo, arena de slica, antracita, silicatosminerales, magnetita y otros materiales pueden serusados para filtracin (Figura 14). Arena de slica yantracita son los tipos ms comunmente usados.Cuando un medio de arena de slica no esadecuado, se usa antracita.

Tam. Eficiente DensidadMedio mm

Antracita 0.7 - 1.7 1.4Arena 0.3 - 0.7 2.6Silicatos Minerales 0.4 - 0.6 3.8Magnetita 0.3 - 0.5 4.9

Figura 14 - Medios Filtrantes

Un ejemplo sera un filtro en seguida al ablandadorde proceso en caliente en donde el agua tratada sedestina a la alimentacin de la caldera.

El tamao y forma de las partculas rigen laeficiencia con la cual el medio de filtracin suprimelos slidos. Partculas abruptas, angulares, formangrandes espacios y remueven menos material quelas partculas redondeadas con dimetroequivalente. El medio debe ser grueso lo suficientepara permitir que el lodo penetre en el lecho hastados a cuatro pulgadas. Aunque la mayora de losslidos suspendidos estn retenidos en la superficieo hasta una o dos pulgadas de profundidad, esesencial que ocurra alguna penetracin para evitaruna prdida rpida del cabezal o cada de presin.

Medios Filtrantes

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Los filtros estn divididos en filtros por gravedad ofiltros a presin y son subdivididos de acuerdo almedio filtrante usado.

El flujo en filtros rpidos convencionales, porgravedad y a presin, es para abajo. Arena oantracita son por lo general el medio filtrante en unlecho consistiendo de un o dos grados de arena oantracita, con profundidad total de 15 a 30 pulgadas.

Un lecho de grava soporta el medio filtrante, no dejaque la arena fina o antracita pasen por el sistemade drenaje y distribuye el retroflujo del agua. Estelecho de soporte consiste de 1/8 a 1-1/2 pulgadasde grava en capas sucesivas hasta una profundidadde 12 a 16 pulgadas.

Los filtros de gravedad aprovechan la presinhidrostctica Los filtros de gravedad aprovechan lapresin hidrostctica ejercida por la columna deagua que est arriba del medio filtrante para forzarel agua a travs del lecho de filtracin. Esta presines relativamente baja y hace que los filtros degravedad sean usados apenas para materiales quesean filtrados espontaneamente,y que no exigenaltas tasas de filtracin. Las ventajas de los filtrosde gravedad incluyen sencillez del diseo yoperacin, bajo costo inicial, y filtracin eficientedebido a la baja resistencia de la malla de slidosformada inicialmente, en donde se colectanpartculas pequeas. Las desventajas incluyen,baja tasa de filtracin, espacio o rea necesaria, yproblemas peridicos de mantenimiento.

Tipos de Filtro


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Las partes esenciales de un filtro por gravedad,adems del medio filtrante son:

1. Carcaza de filtro cuadrada, rectangular o circular,fabricada de acero, concreto o madera. Lasunidades rectangulares de concreto reforzadoson las ms usadas.

2. Un lecho de grava que soporta el medio filtrantee impide prdida de arena fina o antracita a travsdel sistema de drenaje inferior. El lecho desoporte, por lo general tiene solamente uno a dospis de profundidad y tambin distribuye el aguade retrolavado.

3. El sistema de drenaje inferior soporta la capa degrava y asegura que el agua filtrada searecolectada uniformemente y que la distribucindel retrolavado sea uniforme. El sistema puedeconsistir de un cabezal y de laterales, conperforaciones, o drenajes espaciados de modoapropiado. Tambin son usados sistemas dedrenaje inferior con fondo falso.

4. Los canales de agua de lavado sonsuficientemente grandes como para colectar elagua de retrolavado sin inundacin. Ellos sonespaciados de modo que el recorrido horizontaldel agua de retrolavado no exceda 3 a 3,5 pis.En unidades convencionales de lecho de arena,los canales de lavado estn alrededor de dos pisarriba de la superficie filtrante.Suficiente piso libredebe ser proveido para evitar prdida de unaparte del medio filtrante durante las tasasmximas de retrolavado.

5. Los mecanismos de control aseguran laeficiencia mxima de la operacin de filtracin.Controladores de tasa-de-flujo, que operan desdetubos venturi en la lnea del efluente, proveenagua filtada automticamente y de modouniforme. Tambin son usados controladores detasa-de-flujo de retrolavado. Los medidores detasa-de-flujo y prdida-de-cabezal son esencialespara un control eficaz de la operacin. Loscontroles operacionales y medidores, sea para

operacin manual o automtica, normalmenteestn agrupados sobre una mesa de operacin,por conveniencia.

Diferente de los filtros por gravedad, el uso de filtrosa presin elimina la necesidad de rebombear elagua. Los filtros a presin son usados conablandadores de proceso en caliente para permitiruna operacin con alta presin y evitar prdida decalor. Los filtros a presin, tal como los filtros porgravedad, poseen una capa para soporte el mediofiltrante, sistema de drenaje inferior y mecanismosde control (Figura 15). La carcaza del filtro esdiferente de la carcaza de un filtro por gravedadporque no tiene canales de agua de lavado.

Figura 15: Filtros de Arena Verticales de Presin

Los filtros a presin, pueden ser verticales uhorizontales, tienen carcazas de acero cilndricas ycabezales circulares. El dimetro de los filtros apresin verticales varan de 1 a 10 pis concapacidad para filtrar de 300 gpm a una tasa defiltracin de 3 gpm/ft2. Los filtros a presinhorizontales, generalmente con 8 pis de dimetro,pueden tener de 10 a 25 pis de largo, con capacidadde 200 a 600 gpm. El filtro est dividido en variaspartes para que se haga retrolavado de una seccina la vez. El agua de retrolavado debe ser recuperadamediante su retorno al clarificador.

Tipos de Filtro

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Los filtros a presin generalmente son operados auna tasa de flujo de 3 gpm/ft2. En temperaturaambiente, la tasa de retrolavado del filtro es de 6 a 8gpm/ft2 para antracita y de 13 a 15 gpm/ft2 paraarena. Los filtros de antracida asociados conablandadores de proceso en caliente exigen unatasa de 12 a 15 gpm/ft2 porque el agua es menosdensa a la elevada temperatura operacional. Nodebe ser usada agua fra para retrolavar un filtro deproceso en caliente, porque la metalurgia delsistema puede expandirse y contraerse causandofugas en los bordes. Tambin, el agua fra conmucho oxgeno causar una corrosin acelerada.

Medio filtrante con mltiples capas o mixtas sonotros nombres usados para describir tipos de filtros(Figura 16).

El medio menos denso y grueso est en el tope dellecho de filtracin y el material ms fino, ms densoest en el fondo. Filtracin de flujo descendente atravs de este filtro permite una penetracin muchoms profunda y ms uniforme de las partculas,causando tasas de filtracin mayores y periodosoperacionales ms prolongados. Debido a lasdistintas densidades de los distintos medios, lascapas mantienen su configuracin an despus delretrolavado en alto flujo. (La figura 14 relaciona loscuatro medios que son usados exitosamente parafiltracin con capas mltiples).

La substitucin de la parte superior de un filtro dearena rpido por antracita es llamada cubierta capping. De dos a seis pulgadas de arena con 0,4a 0,6 mm son removidos de la superficie del lechoy remplazadas por cuatro a ocho pulgadas deantracita con 0,9 mm. Si la razn de la cubierta capping es aumentar la capacidad, una cantidadmayor de arena es substituda. Pruebas pilotodeben ser realizadas para asegurar que al reducirla altura de la capa de arena ms fina, la calidad delefluente no es reducida.

Tipos de Filtro

FILTRO CONDOBLEMEDIO

CARBONARENAGRAVA

Figura 16 - Filtro con Doble Medio


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Los filtros deben ser lavados peridicamente pararemover slidos acumulados (Figura 17).Unalimpieza inadecuada causa formacin de grumospermanentes en reas cada vez mayores, lo quegradualmente reduce la capacidad de filtracin. Siel ensuciamiento es severo, el medio debe serlimpiado qumicamente o totalmente reemplazado.

Figura 17 - Retrolavado eleva el medio filtrante y suprimeslidos acumulados

Los filtros de flujo descendente rpido, son lavadosforzndose el agua para atrs a travs del medio.En las unidades convencionales por gravedad, elagua de retrolavado levanta slidos del lecho delfiltro para las canales de lavado y los lleva para elefluente. Pueden ser usadas dos tcnicas distintasde retrolavado, segn el diseo de la estructura delmedio de soporte y del equipo auxiliar disponible.Losfiltros de flujo descendente rpido, son lavadosforzndose el agua para atrs a travs del medio.En las unidades convencionales por gravedad, elagua de retrolavado levanta slidos del lecho delfiltro para las canales de lavado y los lleva para elefluente. Pueden ser usadas dos tcnicas distintasde retrolavado, segn el diseo de la estructura delmedio de soporte y del equipo auxiliar disponible.

1. Tasas elevadas de retrolavado expanden el lechopor lo menos el 10 por ciento. Tasas deretrolavado de 15 a 30 gpm/ft2 o ms elevadasson comunes para arena y las tasas paraantracita varan de 8 a 12 gpm/ft2.

2. Las bajas tasas de retrolavado se combinan conel arrastre del aire aparentemente provocan unaexpansin del lecho. (Figura 18).

Cuando se usa slo agua, el retrolavado puede serprecedido por un lavado de la superficie. En unlavado superficial, fuertes chorros de agua con altapresin desde boquillas giratorias o fijos rompen lacostra superficial. El retrolavado en general tieneuna duracin de 5 a 10 minutos. Despus, se filtrauna pequea cantidad de agua de enjuague para elefluente y el filtro vuelve al servicio.

Figura 18 - Arraste de aire (air scouring) ayuda a romper lacostra superficial

Una distribucin desigual del retrolavado puedecausar la formacin de bolas de lodo dentro del filtro.El lavado eficiente de la superficie evita eso.

Arraste de aire con el retrolavado puede romper lacostra superficial, pero el sistema de drenaje inferiordebe ser diseado para una distribucin uniformede aire. Los slidos removidos del medio secolectan en la capa de agua entre el mediosuperficial y los canales de lavado. Despus el aguasucia es normalmente descargada, seaaumentando la tasa de retrolavado o el drenaje dela superficie. El consumo de agua de lavado esms o menos el mismo, sea usando apenas aguao aire/agua de retrolavado.

Retrolavado

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Cuestionario

1. Los slidos suspendidos generalmente son removidos mediante clarificacin convencional, que incluye___________ y ________________.

2. El proceso de neutralizacin de las cargas para que las partculas dejen de repelerse, para que se agreganes llamado _________________.

3. El desempeo del coagulante es afectado por _____________ y ___________________.

4. El proceso de reunir partculas neutralizadas o coaguladas para formar un flculo es llamado ____________

5. La mayor parte de los clarificadores de flujo ascendente, estn diseados sea como ________________de lodo o unidad _________ de lodo.

6. La filtracin ocurre mediante _____________ y ____________.

7. Una clasificacin general de los filtros es ______________ o ____________.

seccion 2 - clarificación y filtración

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