Filtración de agua en lechos granulares. Ingeniería de servicios Ing. Arturo E. Méndez G. Septiembre, 2011 filtración. amg

Bajo criterios tanto de diseño como operación, así como una combinación de las operaciones de coagulación, floculación, sedimentación; la filtración con medios granulares puede ser el mejor tren de tratamiento para la remoción de material en suspensión, coloidal y sedimentable. filtración. amg

El proceso de filtración en el tratamiento de aguas, es la separación o remoción de partículas y microorganismos (sólidos en suspensión y sedimentables) contenidas en el agua que son retenidas o atrapadas a través de un lecho o cama, denominado medio filtrante. filtración. amg

El lecho o cama, es un sólido de tipo granular (grava, arena, antracita y carbón activado) Las partículas contenidas en el agua son atrapadas en los intersticios y en la superficie del medio filtrante. filtración. amg

Objetivo del tratamiento. Eliminar o disminuir : Turbidez: sólidos en suspensión y sedimentables ( mat. org. e inorgánica) Color: sólidos en suspensión y sedimentables Olor: sabor, sólidos en suspensión y sedimentables Microorganismos: mat. orgánica (patógenos ) filtracion. amg

Mecanismos de filtración. Retención mecánica o cernido. Todas las partículas, de tamaño mayor a los poros del medio filtrante quedan atrapadas en los intersticios del medio. Este mecanismo sólo actúa en las capas más superficiales del lecho Las partículas retenidas son capaces de soportar los esfuerzos cortantes debido a la velocidad del fluido en el paso entre los espacios de los granos del lecho. filtracion. amg

Retención o cernido filtracion. amg

sedimentación Sedimentación. Es la eliminación de los sólidos suspendidos debido a los efectos de la gravedad. La velocidad de asentamiento de las partículas esta determinada por su tamaño, densidad, forma, y características del liquido que las contiene. Se presenta en partículas en suspensión de tamaño grande, con velocidades de asentamiento altas y a flujos bajos. filtracion. amg

Intercepción Intercepción. Este mecanismo sucede al pasar las partículas a través del medio filtrante a bajas velocidades y en el mismo sentido del flujo, cuando éstas pasan entre dos granos del medio filtrante el área de paso se estrecha, forzándose a que las partículas se pongan en contacto entre si y con los granos del medio, quedando retenidas. filtracion. amg

Impacto inercial. Como se indicó en el mecanismo de intercepción, con una velocidad baja, la partícula viaja con las líneas de flujo, sin embargo cuando aumenta la velocidad, las partículas tomaran trayectorias diferentes debido a la inercia que desarrolla ésta, quedando atrapadas en el medio filtrante. filtracion. amg

Adhesión. Las partículas floculantes llegan adherirse a la superficie del medio filtrante al pasar por él. Parte de la materia es arrastrada antes de quedar firmemente adheridas y son transportadas a zonas mas profundas dentro del lecho Debido al movimiento browniano las partículas pequeñas tienen la tendencia de difundirse desde las áreas de mayor concentración a las de menor concentración, se presenta el fenómeno de difusión Este hecho está relacionado con la temperatura del agua, el diámetro de la partícula y el diámetro de la partícula del lecho. filtracion. amg

adhesión filtracion. amg

Adsorción. Este mecanismo se presenta de manera física como química. La física puede ser por fuerzas electrostáticas, electrocinéticas o de Van der Waals; a su vez en la química podemos encontrar el enlace y la interacción química. En este mecanismo las partículas se concentran en la superficie porosa del medio filtrante. filtracion. amg

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Floculación. En este mecanismo las partículas mayores alcanzan a las menores formando partículas de mayor tamaño, las cuales podrán sedimentarse. filtracion. amg

Clasificación de los sistemas de filtración A. De acuerdo al sentido de flujo. Filtros ascendentes; el flujo entra por abajo del equipo de filtración Filtros descendentes; esto es, el flujo entra por la parte superior del equipo. filtracion. amg

B. De acuerdo al tipo de lecho filtrante. Por el tipo de medio filtrante utilizado, puede ser un medio simple (un sólo lecho), doble o triple (dos lechos o más lechos estratificados o en profundo), el sentido de flujo será descendente. filtracion. amg

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C. De acuerdo a la presión de operación. Los filtros pueden operar a presión atmosférica o gravedad ( filtros a gravedad) Mayor a la presión atmosférica( filtros a presión) La diferencias entre el primero y los denominados a presión es que los segundos operan en un recipiente cerrado por presiones generadas por el sistema de bombeo. D. De acuerdo al método de control de operación. De acuerdo con el modo de operación, existen dos tipos de filtros: el de flujo constante (presión variable), flujo variable decreciente (presión constante). filtracion. amg

Variables del proceso de filtración El tipo de medio filtrante es el factor más importante en el diseño y operación de los sistemas de filtración, de éste depende otras variables tales como: Caída de presión, Duración de la corrida (volumen de servicio), Capacidad de retención o almacenamiento de los sólidos retenidos, Flujo de retrolavado, Calidad del efluente, etc. filtracion. amg

a) tamaño y distribución del grano, 2. Características del medio filtrante. a) tamaño y distribución del grano, b) tamaño y esfericidad. filtracion. amg

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