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¿Y el proceso de filtración del agua? Clave en las Plantas Potabilizadoras

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LAVADO DE FILTRO

Sobre el blog

Luis de Anda Valades
- Ingeniero civil UANL - Profesional del sector agua potable | Operación del sistema de distribución para COMAPA Nuevo Laredo | Everything do it with passion! | Tamaulipas, México

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Iniciamos el 2018 con enormes ganas de seguir colaborando para el gran sector iagua. El 2017 nos dió grandes satisfacciones y lecciones aprendidas. El mundo del agua necesita que muchos muchos mas se sigan sumando a la #waterpeople

Por otro lado, en esta colaboración quiero hablar sobre uno de los temas importantes en el tren de tratamiento de agua: la filtración

Las partículas a remover son generalmente mas pequeñas que el tamaño de los intersticios entre los gránulos del filtro

Para que un proyecto tenga éxito es necesario que todo el equipo que colabora en el trabaje en conjunto (en equipo). En un proceso de potabilización es lo mismo. Si!. Si cada una de las etapas del tratamiento que antecede a la otra logra funcionar eficientemente traerá como consecuencia cumplir con el objetivo deseado: tener agua potable. La filtración tiene como objetivo eliminar todas aquellas partículas coloidales en el agua. Es el último paso en la remoción del material suspendido. Si la sedimentación, que es el la etapa de tratamiento anterior logra eliminar la mayor cantidad de partículas de turbidez, la filtración se verá beneficiada sustancialmente. Y en la desinfección también sera favorecida. Entre menos turbidez tenga el agua, la velocidad de reacción del cloro será mayor, pero ese será tema en otra ocasión.  De ahí la importancia de lo anterior señalado. 

Por otro lado, es importante comentar que recientemente culminamos el mantenimiento de los lechos filtrantes de uno de los filtros que operan en nuestra planta. Se limpió cada una de las capas de arena y antracita que conforman el mismo, así como la ejecución de mantenimiento preventivo en el falso fondo, que esta compuesto por drenes PVC de 2 pulgadas.  

El pretratamiento mediante químicos sirve para flocular las partículas a un mayor tamaño, lo cual favorece la sedimentación, y eso es esencial para la filtración

¿Cuál es la estructura y funcionalidad de un filtro?

Como mencionamos, eliminar las partículas que no se pudieron eliminar en la sedimentacion es trabajo del filtro. La operación de estos se realiza mediante la maniobra de válvulas que permiten operar el filtro dependiendo de la cantidad de agua disponible. Variará dependiendo de la demanda de la caja de almacenamiento que dispongamos. La decisión de lavar el filtro dependerá de la carrera que le damos y de las mismas condiciones que se estén presentando en el momento. La mayoría de los filtros utilizados en el tratamiento de aguas utiliza el mismo mecanismo de operación. 

Los elementos principales que fueran el cuerpo del filtro son:

  1. El tanque (de concreto, con una superficie de 6 a 100 m2). 
  2. Un falso fondo de concreto o de material plástico, donde se colocan boquillas u orificios de drenaje y de inyección de agua de lavado. 
  3. El lecho filtrante (gravas y arenas). 
  4. Canales de entrada y salida de agua. 
  5. Válvulas y tuberías
  6. Medidores de carga o presión. 
  7. Canales de recogida de aguas de retrolavado. 

Algunas de las partículas removidas son arcillas, limos, microorganismos, substancias orgánicas, incluyendo algas, precipitados de aluminio, fierro, manganeso. 

¿Cuál es su clasificación?

Ademas del radio de filtración, en función del criterio que utilice, se puede realizar diferentes clasificaciones de filtros:

Según la fuerza impulsora para hacer pasar el agua:

a) Filtros de gravedad

b) Filtros a presión

Según la estructura:

a) Abiertos: el agua esta sometida a presión atmosférica

b) Cerrados: suelen ser presurizados. 

Según el lecho:

a) Lecho monocapa

b) Lecho multicapa

Según la metodología del lavado:

a) Solo con agua en flujo ascendente o descendente.

b) Agua y aire, en flujo ascendente o descendente.

¿Qué tipo de materiales utilizan?

En la foto siguiente pueden observar el lecho multicapa de un filtro. Recientemente lo conforme con fines didácticos, esperando sirva para explicar de mejor manera el proceso de filtración. Los materiales que podemos observar son (de arriba para abajo) antracita, arena sílica, gravilla 1/8", grava 1/2" y grava 3/4". Algunas de las propiedades de la cama de filtración que pueden afectar la filtración son el tamaño, forma, densidad, dureza y porosidad. La grava previene que la arena pase al drenaje de los filtros, así mismo esta ayuda para la distribución del agua de retrolavado. Debe haber de 3 a 5 capas de grava, de 0.15 a 0.45 m de altura, es variable. Dependerá también del mantenimiento que se le de al filtro. Para las capas de arena sílica y antracita deben manejarse capas de 20 a 30 cm. 

Control del proceso

El objetivo del control del proceso es optimizar el funcionamiento y la explotación del filtro. Se debe evitar, fundamentalmente, la rotura del filtro, que traería como consecuencia la resuspensión de las partículas que ya habían sido retenidas. Fuertes oscilaciones de caudal, y de la velocidad de filtración por tanto, pueden producir tal fenómeno.

En la operación del proceso se deben conocer un aspecto importante: la carrera del filtro. La carrera de un filtro es el intervalo de tiempo que transcurre entre la operación y el lavado del mismo. Es decir, cuanto tiempo efectivo opera el filtro. Hay algunos que tienen carrera de 24 a 36 hrs. 

¿Finalmente en que nos basaremos para lavar un filtro?

Las condiciones operativas de la planta serán la base, así como las mismas condiciones actuales a las que trabaje ese filtro. Le demandaremos más a la unidad si existe una baja eficiencia en la sedimentacion, lo cual no es el caso. Contrariamente estaremos desgastándolo, dado que no esta diseñado para realizar ambos procesos. Antes mencione, la carrera del filtro es importante. 

Es importante que cada unidad de tratamiento se encuentre separada una de otra. La unidad de filtración debe estar conformada para tener un solo canal de distribución

Aun hay mucho de que hablar... nos veremos en una segunda parte...

¿Que tipo de filtración se realiza en sus plantas? 

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