PRODUCCIÓN DE AGUA POTABLE O POTABILIZACIÓN DEL AGUA CÁTEDRA DE INGENIERÍA SANITARIA – F.R.S.R. - U.T U.T.N. .N. Prof.: Ing. Civil Roberto A. Biondi
FILTRACIÓN
DEFINICIÓN: Procedimiento por el cual quedan retenidos los sólidos de una mezcla líquido-sólido al atravesar un medio poroso IMPORTANCIA: Todas las aguas superficiales deben ser filtradas para que sean AGUAS POTABLES. Los quistes de ameba se eliminan únicamente por filtración
FILTRACIÓN CLASIFICACIÓN DE LOS FILTROS
FILTROS LENTOS
FILTROS RÁPIDOS A GRAVEDAD
FILTROS RÁPIDOS A PRESIÓN
FILTROS MIXTOS
FILTROS DINÁMICOS
FILTRACIÓN PARÁMETROS COMPARATIVOS DE LOS DISTINTOS TIPOS DE FILTROS PARÁMETRO
FILTROS LENTOS
Velocidad de filtración 0.10 – 0.40 0.15 – 0.20 [m3 /m2.h] 0.90 – 1.20 Espesor del manto Mínimo: 0.60 filtrante [ m ] 0.2 – 0.4 Diámetro efectivo del material filtrante [ mm ] 2 – 3 Coef. de uniformidad ( D60 / D10) 1.2 – 1.5 Pérdida de carga final [m] P. C. Inicial = 0,30 a 0,45 m
F. RÁPIDOS F. RÁPIDOS F. RÁPIDOS ABIERTOS CERRADOS MIXTOS 4 – 7 5 – 6
6 – 8
10 – 12.5
0.60 – 0.80
0.60
0.80
0.4 – 0.8
0.4 – 0.6
------
1.5 – 1.8
1.5 – 1.8
1.5 – 1.7
2.4
5
------
FILTRO LENTO DE ARENA El filtro, en planta, puede tener cualquier forma Se utiliza para aguas superficiales sin coagulación ni decantación previa. Sobre su superficie se fijan algas y otros microorganismos formando la zooglea (membrana biológica) que coagula los materiales coloidales El tiempo de formación de la zooglea es de 24 hs. (tiempo de maduración del filtro)
FILTRO LENTO DE ARENA CARACTERÍSTICAS
Reducida velocidad de filtración: 0.10 - 0.40 m3/m2.h 0.15 - 0.20 m3/m2.h Capacidad de trabajo sin coagulación química previa en casos de turbidez baja. Gran capacidad para eliminar bacterias
FILTRO LENTO DE ARENA CONSTRUCCIÓN
Estanque con capa de arena de 0.60 a 1.20 m Características de la arena: Defectivo = 0.20 a 0.40 Cu = D60 /D10 = 2 a 3 Soporte de grava o capa de grava bajo la arena de 0.60 m de espesor y sistema colector de agua filtrada Carga de agua: 1.00 a 1.50 m
ESQUEMA Y OPERACIÓN
FILTRO LENTO DE ARENA OPERACIÓN DE LOS FILTROS LENTOS
Entrada de agua por sobre la superficie de la arena La pérdida de carga aumenta a medida que el filtro se atarquina Cuando se llega a la pérdida de carga límite se limpia sacando los 5 cm superiores donde se encuentra la zooglea (se saca un anillo de la entrada de agua). Esto se hace hasta que quedan 0.60 m de arena (altura mínima de la capa filtrante) Carrera del filtro: 30 días Velocidad de filtración: 0.15 a 0.20 m3/m2.h
FILTRO LENTO DE ARENA CALCULO
Consiste en calcular la SUPERFICIE DE FILTRACIÓN Sf = Caudal de Cálculo / Velocidad de filtración
Planta circular
=>
Planta rectangular =>
Sf = Nº x P x R2 Sf = Nº x A x L
FILTROS RÁPIDOS ABIERTOS CARACTERÍSTICAS DE LOS FILTROS RÁPIDOS El agua a filtrar debe tener sedimentación química previa (debe estar caogulada en la entrada al filtro) El agua a tratar debe poseer turbidez no mayor a 10 UNT y no menor a 5 UNT preferentemente. El filtro tiene elevada velocidad de filtración El lavado del filtro se hace con agua filtrada a contracorriente para arrastrar barros y otras impurezas que atarquinan la arena. No necesita tiempo de maduración.
FILTRO RÁPIDO ABIERTO
FILTROS RÁPIDOS ABIERTOS CONSTRUCCIÓN DE LOS FILTROS RÁPIDOS Lecho de arena de 0.60 a 0.80 m de espesor. Características de la arena del filtro: a.b.c.d.
Defectivo = D10 = 0.35 - 0.80 mm Cu = D60 /D10 = 1.3 - 1.8 Solubilidad en HCl al 40% (24 hs) < a 5% Densidad r > 2.5 g/cm3
Lecho de grava de 0,40 a 0,60 m de espesor que actúa como soporte del manto de arena y distribuidor del agua de lavado del filtro. Este se puede reemplazar por un falso fondo. Canaleta superior para la eliminación de barros
ESQUEMA Y OPERACIÓN
FILTROS RÁPIDOS ABIERTOS FUNCIONAMIENTO DE LOS FILTROS RÁPIDOS 1.
Las partículas previamente coaguladas entran en contacto con la arena y son retenidas por adsorción .
2.
Otras partículas dentro de los poros o capilares, se ponen en contacto entre sí y floculan sedimentando sobre los granos da arena.
3.
La carrera de los filtros rápidos (lapso entre dos lavados consecutivos) es en general de 24 horas pero puede variar entre 12 y 36 horas
FILTROS RÁPIDOS ABIERTOS FUNCIONAMIENTO DE LOS FILTROS RÁPIDOS 4.
5.
6.
La mayor parte del filtrado se produce en la capa superior de la arena pero con 60 cm se asegura una uniformidad del régimen de filtración y una distribución correcta del agua de lavado. La capa de grava sobre la que apoya la arena conduce el agua filtrada hacia los colectores sin dejar pasar la arena y distribuye el agua de lavado uniformemente hacia la arena. Lavado a contracorriente con velocidad del agua de modo que esponje la arena en un 30 a 50%. Los grano chocan entre sí y se desprenden de los barros que son eliminados por la canaleta superior.
COLECTORES DE AGUA FILTRADA FILTRO DE GRAVA (MANTO SOSTEN)
FILTROS RÁPIDOS ABIERTOS FUNCIONAMIENTO DE LOS FILTROS RÁPIDOS 7.
Se realiza el lavado cuando llegan a la máxima pérdida de carga o cuando la calidad del agua es menor a la admitida.
8.
Existe un procedimiento de lavado: aire comprimido y agua que permite arena de mayor graduación y exige menor expansión del lecho durante el lavado.
9.
Luego del lavado la arena se clasifica sola (se produce una clasificación hidráulica)
FILTROS RÁPIDOS CERRADOS CARACTERÍSTICAS
El agua entra y sale a una presión mayor que la presión atmosférica Son tanques cerrados con un filtro rápido en su interior. Presenta ventajas cuando se necesita presión en la red
FILTRO RÁPIDO CERRADO
FILTRO RÁPIDO CERRADO
FILTRO RÁPIDO CERRADO CUADRO DE VÁLVULAS Y ACCESORIOS
FILTROS DINÁMICOS CARACTERÍSTICAS Se utiliza para pequeños abastecimientos
Se puede utilizar como fuente de provisión una acequia de riego en donde se pueda derivar un caudal 10 veces mayor que el caudal de consumo Escurrimiento a baja velocidad con lámina de pequeño espesor
FILTROS DINÁMICOS REQUISITOS 1.
Caudal = 10 x Caudal máximo diario
2.
Tirante líquido = 1 a 3 cm
3.
Relación Largo/Ancho = 5
4.
Espesor del manto filtrante = 60 a 80 cm
5.
Manto filtrante: arena silícea 0.25 a 1 mm
6.
Pendiente de la superficie del filtro: 5% 0 => No sedimenta y no arrastra partículas del material filtrante
