Filtro de arena rápido

El filtro rápido de arena o filtro rápido de gravedad es un tipo de filtro utilizado en la purificación del agua y se usa comúnmente en las instalaciones municipales de agua potable como parte de un sistema de tratamiento de múltiples etapas. ^{[ 1 ]} Estos sistemas son complejos y costosos de operar y mantener, y por lo tanto son menos adecuados para comunidades pequeñas y países en desarrollo .

Historia

Los filtros rápidos de arena se desarrollaron por primera vez en la década de 1890, y se desarrollaron diseños mejorados en la década de 1920. ^{[ 2 ]} La primera planta moderna de filtración rápida de arena fue diseñada y construida por George W. Fuller en Little Falls, Nueva Jersey . ^{[ 3 ]} Los filtros rápidos de arena se utilizaron ampliamente en grandes sistemas municipales de agua en la década de 1920, porque requerían áreas de terreno más pequeñas en comparación con los filtros lentos de arena . ^{[ 4 ]}

Diseño y funcionamiento

Los filtros de arena rápidos suelen diseñarse como parte de sistemas de tratamiento multietapa utilizados por grandes municipios. Estos sistemas son complejos y costosos de operar y mantener, por lo que resultan menos adecuados para comunidades pequeñas y países en desarrollo. El sistema de filtración requiere una superficie relativamente pequeña en proporción a la población atendida, y su diseño es menos sensible a los cambios en la calidad del agua bruta, como la turbidez , que los filtros de arena lentos.

Los filtros rápidos de arena utilizan arena relativamente gruesa (0,5 a 1,0 mm) y otros medios granulares, como la antracita, en lechos de 0,6 a 1,2 metros de profundidad para eliminar partículas e impurezas que han sido atrapadas en un flóculo mediante el uso de productos químicos de floculación , típicamente alumbre . Dado que en estos filtros se pueden utilizar medios distintos a la arena de sílice, un término más moderno es "filtración rápida" en lugar de "filtración rápida de arena". ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} El agua sin filtrar fluye a 3000 a 6000 litros/h/m² a través del medio filtrante por gravedad o bajo presión de bombeo y el material del flóculo queda atrapado en la matriz de arena. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Los procesos de mezcla, floculación y sedimentación son etapas típicas del tratamiento que preceden a la filtración. A menudo se utilizan aditivos químicos, como coagulantes, junto con el sistema de filtración. ^{[ 1 ]}^{: 7–9}

Los dos tipos de filtros de arena rápidos son el de gravedad (por ejemplo, el filtro de Paterson) y el de presión (por ejemplo, el filtro de Candy).

Un sistema de desinfección (generalmente con cloro u ozono ) se utiliza comúnmente después de la filtración. ^{[ 1 ]}^{: 9–11} La filtración rápida de arena tiene muy poco efecto sobre el sabor y el olor y las impurezas disueltas del agua potable, a menos que se incluya carbón activado en el medio filtrante.

Los filtros de arena rápidos deben limpiarse con frecuencia, a menudo varias veces al día, mediante retrolavado , que consiste en invertir el flujo del agua y añadir aire comprimido . Durante el retrolavado, el lecho se fluidiza y se debe tener cuidado de no arrastrar el material filtrante.

La secuencia de retrolavado sería típicamente: ^{[ 8 ]}

Cierre la válvula de entrada.
Controlador de aislamiento
Deje que el agua drene.
Válvula de salida cerrada
Arranque el soplador de aire
Válvula de entrada de aire abierta
Limpieza con aire durante 0-10 minutos
Detenga los sopladores de aire
Cierre la válvula de aire.
Espere 30 segundos
Arranque las bombas de agua de lavado
Abra lentamente la válvula de reflujo.
Abra la válvula de lavado
Lavar con agua durante 0-10 minutos
Válvula de cierre de reflujo
Elevar el vertedero de aguas pluviales
Entrada de descarga de superficie abierta,
Enjuague la superficie durante 0-5 minutos.
Válvula de lavado cerrada
Vertedero de aguas pluviales inferiores
Poner en servicio el controlador
Abra la válvula de entrada cuando el filtro esté lleno.

El subproducto del retrolavado es el lodo. La mayoría de las plantas de tratamiento utilizan un proceso de espesamiento de lodos, excepto aquellas que descargan lodos sin tratar a las alcantarillas si su composición se encuentra dentro de los límites tolerables. ^{[ 8 ]} El proceso de espesamiento comprende tanques de sedimentación por lotes o espesadores continuos de tipo valla. Se añaden polielectrolitos aguas arriba para mejorar la sedimentabilidad. El líquido del proceso se dirige a la entrada de la planta. Al espesamiento le sigue el tratamiento en lagunas, lechos de secado o prensado de filtros. El lodo espesado puede descargarse al sistema de alcantarillado, transportarse en camiones cisterna a un vertedero o incinerarse. ^{[ 8 ]}

Véase también

Notas

1 2 3 Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) (1990). Tecnologías para la modernización de instalaciones de tratamiento de agua potable existentes o el diseño de nuevas (Informe). Cincinnati, OH. EPA 625/4-89/023.
↑ Logsdon, Gary S. (2011). Prácticas de filtración de agua . Denver, CO: American Water Works Association. págs. 1–2 . ISBN 978-1613000847.
↑ Fuller, George W. (junio de 1903). "La planta de filtración de la East Jersey Water Company, en Little Falls, Nueva Jersey" . Transactions of the American Society of Civil Engineers . L : 394–443 . doi : 10.1061/TACEAT.0001566 . Documento n.° 954.
↑ Sedlak, David (2014). Agua 4.0: El pasado, el presente y el futuro del recurso más vital del mundo . New Haven, CT: Yale University Press. pp. 54-55 . ISBN 978-0300199352.
↑ American Water Works Association (1999). «Capítulo 8. Filtración de lecho granular y precapa». En Letterman, Raymond D. (ed.). Calidad y tratamiento del agua : Manual de abastecimiento de agua comunitario (5.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0070016590.
↑ E. Soyer, Ö. Akgiray, N. Ö. Eldem, AM Saatçı (2013). Sobre el uso de vidrio reciclado triturado en lugar de arena de sílice en filtros de doble capa. Clean – Soil, Air, Water 41 (4), 325–33. https://doi.org/10.1002/clen.201100470
↑ Tratamiento del agua (3.ª ed.). Denver, CO: American Water Works Association. 2003. pág. 117. ISBN 1583212302.
1 2 3 4 Centro de Investigación del Agua (1977). Purificación del agua en la CEE . Oxford: Pergamon. págs. 374–375 , 3811, 388, 389. ISBN 0080212255.

Referencias

Spellman, Frank R. (2008). Manual de operaciones de plantas de tratamiento de agua y aguas residuales . CRC Press. ISBN 978-1-4200-7530-4.

[EPA1990-1] 1 2 3 Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) (1990). Tecnologías para la modernización de instalaciones de tratamiento de agua potable existentes o el diseño de nuevas (Informe). Cincinnati, OH. EPA 625/4-89/023.

[2] Logsdon, Gary S. (2011). Prácticas de filtración de agua . Denver, CO: American Water Works Association. págs. 1–2 . ISBN 978-1613000847.

[3] Fuller, George W. (junio de 1903). "La planta de filtración de la East Jersey Water Company, en Little Falls, Nueva Jersey" . Transactions of the American Society of Civil Engineers . L : 394–443 . doi : 10.1061/TACEAT.0001566 . Documento n.° 954.

[4] Sedlak, David (2014). Agua 4.0: El pasado, el presente y el futuro del recurso más vital del mundo . New Haven, CT: Yale University Press. pp. 54-55 . ISBN 978-0300199352.

[5] American Water Works Association (1999). «Capítulo 8. Filtración de lecho granular y precapa». En Letterman, Raymond D. (ed.). Calidad y tratamiento del agua : Manual de abastecimiento de agua comunitario (5.ª ed.). Nueva York: McGraw-Hill. ISBN 978-0070016590.

[6] E. Soyer, Ö. Akgiray, N. Ö. Eldem, AM Saatçı (2013). Sobre el uso de vidrio reciclado triturado en lugar de arena de sílice en filtros de doble capa. Clean – Soil, Air, Water 41 (4), 325–33. https://doi.org/10.1002/clen.201100470

[7] Tratamiento del agua (3.ª ed.). Denver, CO: American Water Works Association. 2003. pág. 117. ISBN 1583212302.

[:0-8] 1 2 3 4 Centro de Investigación del Agua (1977). Purificación del agua en la CEE . Oxford: Pergamon. págs. 374–375 , 3811, 388, 389. ISBN 0080212255.

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