El filtro de lecho profundo se utiliza para eliminar la materia suspendida, así como las partículas flotantes y hundibles. El agua fluye verticalmente a través de un fino lecho de arena y / o grava. Las partículas se eliminan mediante absorción o encapsulación física.
Se puede hacer una distinción entre filtros continuos y discontinuos. En los filtros continuos (a menudo filtros que fluyen hacia arriba), la arena contaminada se elimina, se enjuaga y se reutiliza continuamente, sin interrumpir el proceso de filtración. Los filtros discontinuos (a menudo filtros que fluyen hacia abajo) se detienen y se realiza un enjuague en la dirección opuesta. Se soplan burbujas de aire en el lecho de arena para que gire. El agua filtrada fluye a través del lecho del filtro en la dirección opuesta. La materia contaminada se libera y fluye junto con el agua de enjuague. El proceso de filtración puede entonces reanudarse.
El rendimiento de un filtro de arena está determinado por dos funciones de filtro de arena, a saber, filtración superficial y filtración profunda. La filtración en la superficie implica recoger las partículas sobre el lecho filtrante. Estas partículas juntas forman un bulto macro-poroso, que es capaz de recolectar nuevas partículas de una manera muy efectiva. La filtración en profundidad generalmente involucra partículas más pequeñas que son más difíciles de recolectar, y que están unidas a las partículas de arena por adsorción. La suciedad de la filtración superficial es más fácil de eliminar durante el enjuague inverso en comparación con la suciedad de la filtración profunda.
Medios filtrantes para filtros de lecho profundo
La arena sílica, zeolita y la antracita producen resultados satisfactorios en la filtración de agua, y pueden usarse en una amplia gama de tamaños y de alturas de cama. La selección del tamaño de la partícula y de la altura de cama es responsabilidad del diseñador, y debe hacerse con base en las condiciones del agua a tratar.
En general, mientras más grueso es un medio filtrante, permite un mayor tiempo de filtrado entre retrolavados. La filtración es función tanto del tamaño del medio filtrante como de la altura de la cama, y la remoción generalmente es mejor con mayores alturas de cama, con menores tamaños de medio filtrante, o con ambos.
Ventajas y desventajas específicas
El principal beneficio de un filtro de arena es el sistema simple que, en muchos casos, puede usarse para obtener rendimientos considerables. Se puede colocar un filtro de arena en varias fases de la gestión del agua, como pretratamiento, filtración de flujo lateral y como filtro de pulidor. Un filtro de arena a menudo proporciona un efluente con potencial de reutilización.
Sin embargo, a veces es necesario agregar productos químicos para mejorar el rendimiento del filtro de arena. Una desventaja de la filtración de arena es el agua de enjuague que se crea cuando se limpia el filtro de arena. Esta agua altamente contaminada debe ser tratada y eliminada. Para limitar la carga en el filtro, se implementa un paso de sedimentación preliminar para aguas residuales muy cargadas (una gran cantidad de materia suspendida y hundible). Esto ayuda a evitar el enjuague repetitivo del filtro.
Los filtros de arena discontinuos a menudo se colocan en una configuración paralela para mantener el proceso en funcionamiento cuando se limpia uno de los filtros.
Aplicaciones de los filtros de lecho profundo
Los filtros de lecho profundo se utilizan en diversos sectores y procesos, donde se requiere la eliminación de gran alcance de la materia suspendida del agua o aguas residuales.
Los sectores donde se implementa la filtración de arena incluyen la producción de agua potable, piscinas, lavados de autos, tratamiento de aguas subterráneas, RWZI, mataderos, industria de procesamiento de frutas y verduras, bebidas, industria alimentaria, tratamiento de superficies de metales.
Producción de agua de refrigeración, preparación de agua potable, prefiltración en tratamientos de carbón activo y sistemas de membrana, y filtración de agua de piscinas.
A continuación hay algunos ejemplos de implementación:
- Eliminación de hierro del agua subterránea mediante aireación y filtración de arena.
- Purificación final de las aguas residuales, seguimiento de la precipitación y sedimentación de metales, para eliminar restos de lodo a base de metales.
- Purificación final de aguas residuales producidas en la producción de hierro, acero y aleaciones no ferrosas. La filtración de arena puede ser precedida por procesos como precipitación / sedimentación, coagulación / floculación / sedimentación y flotación.
- Purificación de aguas residuales que contienen arena arenosa y partículas de pintura, en astilleros, por ejemplo.
- También se usa como purificación final (o antes de la filtración de carbón activo) para permitir la reutilización.
- Utilizado en horticultura de invernadero como desinfectante de agua de drenaje (filtro de arena lento)
Condiciones de operación
La velocidad hidráulica de los filtros de arena discontinuos varía entre 3 y 20 m 3 / m 2 / hora, con un promedio de aproximadamente 10 m 3 / m 2 / hora. La velocidad del flujo está determinada por el resultado final deseado. Los filtros de arena lentos tienen una carga superficial de 0.1-0.2 m³ / m² / hora. Los filtros de arena continuos tienen una velocidad hidráulica de 5-10 m 3 / m 2 / hora.
Cuestiones ambientales
Se creará un flujo de agua que contenga grandes cantidades de material de desecho durante la fase de enjuague. Este flujo debe tratarse o eliminarse, lo que se acompaña de costos adicionales. En algunos casos, este agua de enjuague se puede usar bien, por ejemplo, el agua de enjuague de la eliminación de hierro se puede usar en la desfosfatización química.