Este documento trata sobre el proceso de filtración en el tratamiento de agua potable. Explica que la filtración tiene como objetivo principal separar partículas y microorganismos no retenidos en procesos previos. Describe los mecanismos de filtración como el transporte de partículas dentro de los poros del medio filtrante y su posterior adherencia a los granos. Finalmente, detalla los diferentes tipos de filtros según su tasa de filtración, medio filtrante, sentido del flujo y sistema de lavado.

1. 1
U.de Chile 1
TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
TRATAMIENTO DE AGUA POTABLE
FILTRACIÓN
FILTRACIÓN
GERARDO AHUMADA THEODULOZ
GERARDO AHUMADA THEODULOZ
Universidad de Chile
Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas
Departamento de Ingeniería Civil
División de Recursos Hídricos y Medio Ambiente
CI51-K-2011
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
Tratamiento Convencional
Agregado Coagulantes
Coagulación
Floculador 1 Floculador k
Sedimentador 1 Sedimentador m
Filtro 1 Filtro i Filtro j Filtro n
Entrada Planta
CI51-K-2011 U.de Chile 2
3
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
CI51-K-2011 U.de Chile
INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
CI51-K-2011 U.de Chile 4
PROCESO < 50 UNT 50 - 400 UNT 400 - 4000 UNT
Presedimentación (1) X
Coagulación X X X
Floculación X X
Sedimentación X X
Filtración X X X
A continuación se indican los procesos recomendables en función de la
turbiedad del agua cruda.
(1) En el caso de altas turbiedades los presedimendores operan también como
desarenadores puesto que gran parte de la turbiedad corresponde a partículas
gruesas fácilmente sedimentables.

2. 2
FILTROS
FILTROS -
- OBJETIVO
OBJETIVO
El
El objetivo
objetivo principal
principal de
de la
la filtración
filtración es
es
separar
separar las
las partículas
partículas y
y microorganismos
microorganismos
que
que no
no han
han quedado
quedado retenidos
retenidos en
en los
los
procesos
procesos previos
previos de
de tratamiento
tratamiento.
.
Luego,
Luego, el
el trabajo
trabajo a
a realizar
realizar por
por los
los filtros
filtros
está
está directamente
directamente relacionado
relacionado con
con la
la
mayor
mayor o
o menor
menor eficiencia
eficiencia de
de estos
estos
procesos
procesos.
.
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FILTROS
FILTROS -
- MECANISMOS
MECANISMOS
Durante
Durante los
los primeros
primeros años
años de
de tratamiento
tratamiento de
de agua
agua
modernos,
modernos, la
la filtración
filtración estuvo
estuvo considerada
considerada como
como un
un
paso
paso superior
superior para
para remover
remover las
las partículas
partículas no
no
separadas
separadas en
en el
el proceso
proceso de
de sedimentación
sedimentación.
. La
La
reciente
reciente experiencia
experiencia muestra
muestra que
que la
la filtración
filtración es
es un
un
proceso
proceso unitario
unitario extremadamente
extremadamente importante
importante en
en el
el
control
control de
de Giardia
Giardia y
y quistes
quistes de
de Criptospyrodia
Criptospyrodia.
.
Un
Un filtro
filtro nuevo
nuevo es
es mucho
mucho menos
menos efectivo
efectivo en
en remover
remover
quistes
quistes que
que un
un filtro
filtro que
que ha
ha estado
estado operando
operando por
por un
un
tiempo
tiempo y
y ha
ha recolectado
recolectado material
material en
en intersticios
intersticios medios
medios
(un
(un fenómeno
fenómeno llamado
llamado maduración)
maduración).
. Por
Por ello,
ello, es
es en
en la
la
actualidad
actualidad una
una práctica
práctica común
común permitir
permitir a
a los
los filtros
filtros
madurar
madurar antes
antes de
de aceptar
aceptar el
el agua
agua filtrada
filtrada tratada
tratada.
.
CI51-K-2011 U.de Chile 6
FILTROS
FILTROS -
- MECANISMOS
MECANISMOS
La
La remoción
remoción de
de partículas
partículas muchísimo
muchísimo más
más pequeñas
pequeñas que
que los
los
poros
poros del
del medio
medio filtrante,
filtrante, descartó
descartó la
la idea
idea primitiva
primitiva de
de que
que la
la
filtración
filtración se
se realizaba
realizaba por
por el
el simple
simple efecto
efecto físico
físico de
de cernido
cernido.
.
Las
Las partículas
partículas de
de menor
menor diámetro
diámetro que
que los
los poros
poros del
del medio
medio
filtrante,
filtrante, entran
entran libremente
libremente en
en el
el material
material granular
granular.
. La
La
remoción
remoción de
de partículas
partículas dentro
dentro de
de los
los poros
poros ocurre
ocurre mediante
mediante
el
el mecanismo
mecanismo de
de transporte
transporte que
que lleva
lleva a
a las
las pequeñas
pequeñas
partículas
partículas desde
desde las
las líneas
líneas de
de flujo
flujo a
a distancias
distancias cercanas
cercanas a
a
la
la superficie
superficie de
de los
los granos
granos del
del medio
medio filtrante,
filtrante, llamados
llamados
también
también colectores
colectores.
.
Cuando
Cuando las
las partículas
partículas están
están muy
muy cerca
cerca de
de los
los colectores,
colectores,
las
las fuerzas
fuerzas superficiales
superficiales provocan
provocan la
la captura
captura de
de éstas
éstas y
y su
su
adherencia
adherencia al
al colector
colector.
.
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FILTROS
FILTROS -
- MECANISMOS
MECANISMOS
Los mecanismos de
Los mecanismos de transporte y adherencia
transporte y adherencia son
son
ilustrados esquemáticamente en la figura siguiente:
ilustrados esquemáticamente en la figura siguiente:
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3. 3
FILTROS
FILTROS -
- MECANISMOS
MECANISMOS
Por lo tanto se puede considerar que el proceso de
Por lo tanto se puede considerar que el proceso de
filtración ocurre en dos etapas distintas, pero
filtración ocurre en dos etapas distintas, pero
complementarias.
complementarias.
Transporte de las partículas dentro de los poros
Transporte de las partículas dentro de los poros
Adherencia a los granos del medio.
Adherencia a los granos del medio.
En el caso de los filtros lentos la
En el caso de los filtros lentos la Schmutzdecke
Schmutzdecke también
también
participa en la remoción.
participa en la remoción.
El transporte de partículas es debido a fenómenos
El transporte de partículas es debido a fenómenos
físicos e hidráulicos. En cambio, la adherencia es
físicos e hidráulicos. En cambio, la adherencia es
debida a fenómenos de acción superficial.
debida a fenómenos de acción superficial.
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FILTROS
FILTROS -
- MECANISMOS DE TRANSPORTE
MECANISMOS DE TRANSPORTE
Los mecanismos de
Los mecanismos de transporte
transporte son ilustrados
son ilustrados
esquemáticamente en la figura siguiente:
esquemáticamente en la figura siguiente:
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S
ed
im en tación
D
if usión
dc dc
dc
In tercepción
dc
In ercia
dc
H
idrodin ám ica
FILTROS
FILTROS -
- MECANISMOS DE ADHERENCIA
MECANISMOS DE ADHERENCIA
Los mecanismos de adherencia están descritos
Los mecanismos de adherencia están descritos
por:
por:
las fuerzas de Van
las fuerzas de Van der
der Waals
Waals
las fuerzas electrostáticas
las fuerzas electrostáticas
el puente químico
el puente químico
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FILTROS
FILTROS -
- FACTORES
FACTORES
Factores que influyen en la filtración
Factores que influyen en la filtración
Tipo de medio filtrante.
Tipo de medio filtrante.
Tasa de filtración.
Tasa de filtración.
Tipo de suspensión ( volumen, densidad,
Tipo de suspensión ( volumen, densidad,
tamaño, pH, potencial zeta ).
tamaño, pH, potencial zeta ).
Temperatura.
Temperatura.
Dureza del
Dureza del floc
floc.
.
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4. 4
FILTROS
FILTROS -
- FACTORES
FACTORES
Factor Eficiencia
Medio filtrante • Inversamente proporcional al diámetro de las
partículas del medio filtrante.
Tasa de filtración • Directamente proporcional a la velocidad de
filtración.
Tipo de suspensión • Las características físicas y químicas de la
suspensión afectan el comportamiento de los
filtros, pudiendo llegar a ser más importantes
que el tamaño y clase de medio filtrante.
Temperatura • Hay una más lenta remoción del floc a menor
temperatura.
Dureza del floc • El ideal es que la máxima turbiedad efluente del
filtro se produzca al mismo tiempo que se
alcance la máxima pérdida de carga.
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FILTROS
FILTROS -
- TASA DE FILTRACIÓN
TASA DE FILTRACIÓN
La
La velocidad
velocidad a
a la
la cual
cual se
se depositan
depositan las
las partículas
partículas
en
en el
el filtro
filtro es
es llamada
llamada la
la tasa
tasa de
de filtración
filtración.
.
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FILTROS
FILTROS -
- TIPOS
TIPOS
Los
Los filtros
filtros se
se pueden
pueden clasificar
clasificar de
de acuerdo
acuerdo a
a:
:
•
• la
la tasa
tasa de
de filtración
filtración.
.
•
• el
el medio
medio filtrante
filtrante.
.
•
• el
el sentido
sentido del
del flujo
flujo.
.
•
• la
la carga
carga sobre
sobre el
el lecho
lecho.
.
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FILTROS
FILTROS -
- TIPOS
TIPOS
Tasa (m3/m2/d) Medio
Filtrante
Sentido de
flujo
Carga sobre el
lecho
Sistema de
lavado
Rápidos Arena Ascendentes Gravitacionales Autolavado
Antracita Descendentes A presión Lavado con
bombas
Mixtos Flujo mixto Lavado con
estanque
Lentos Arena Descendentes Gravitacionales
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5. 5
FILTROS
FILTROS –
– TIPOS (NORMA DIN 19605)
TIPOS (NORMA DIN 19605)
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Tasa (m/h) Lavado Construcción Lecho
Lentos 0,05-0,2 Sin retrolavado Abierto 1 capa
Rápidos 4-7 Con
retrolavado
1 capa
2 o más
capas
Rápidos
cerrados
10-20 Cerrado
FILTROS
FILTROS -
- TIPOS
TIPOS
También pueden clasificarse de acuerdo al
También pueden clasificarse de acuerdo al
sistema de lavado :
sistema de lavado :
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T ip o M e d io
A u to la v a d o • R e tro la v a d o c o n a g u a
L a v a d o c o n
e s ta n q u e
L a v a d o c o n b o m b a s
• L a v a d o s u p e rfic ia l y
re tro la v a d o c o n a g u a
• R e tro la v a d o c o n a ire y
a g u a
FILTROS
FILTROS -
- COMPONENTES
COMPONENTES
Un filtro se compone de las siguientes partes
Un filtro se compone de las siguientes partes
principales:
principales:
-
- Medio filtrante
Medio filtrante
-
- Soporte del medio filtrante
Soporte del medio filtrante
-
- Sistema de drenaje
Sistema de drenaje
-
- Sistema de lavado
Sistema de lavado
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FILTROS
FILTROS
Filtro con fondo de toberas
Filtro con fondo de toberas
CI51-K-2011 U.de Chile 20

6. 6
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
CI51-K-2011 U.de Chile 21
El filtro puede ser de un solo medio (arena o antracita), de
medio dual (arena y antracita) o lechos mezclados.
Puede ser de profundidad convencional de 0.6 m a 0.9 m
o de capa profunda de más de 0.9 m de altura.
Las partículas deben ser duras, resistentes, de forma
preferiblemente redondeada sin esquistos ni
partículas extrañas, libre de lodo, arcilla o materias
orgánicas.
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
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Granulometría
TE: Tamaño
Efectivo
CU: Coeficiente de
Uniformidad
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
Material Tamaño efectivo (mm) Coeficiente uniformidad
Min Max Min Max
Arena Fina 0,35 0,45 1,35 1,70
Arena
estándar
0,45 0,65
Arena
gruesa
0,65 0,85
CI51-K-2011 U.de Chile 23
Lechos de arena
La arena (fina, estándar o gruesa) debe estar dentro de los límites
señalados en la tabla siguiente (Fuente: RAS 2000-Sistemas de
Potabilización, Colombia):
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
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La arena fina (0.35 mm - 0.45 mm) solamente se
recomienda en los siguientes casos:
a) Cuando el pretratamiento sea poco satisfactorio.
b) Cuando se requiera un alto grado de remoción.
c) Cuando se pueda operar con periodos cortos de
filtración y no sea importante el ahorro de agua de
lavado.
d) Cuando el sistema de lavado esté diseñado
únicamente para arena fina.

7. 7
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
CI51-K-2011 U.de Chile 25
La arena estándar (0.45 mm - 0.65 mm) se recomienda
cuando las condiciones del agua se encuentren entre las
que se especifique para arena fina y gruesa.
La arena gruesa (0.65 mm - 0.85 mm) se recomienda en
los siguientes casos:
a) Cuando el pretratamiento sea satisfactorio.
b) Cuando no se requiera un alto grado de remoción.
c) Cuando se requieran periodos largos en los filtros y
ahorro de agua de lavado.
d) Cuando el filtro sea diseñado para altas tasas de
lavado.
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
Material Tamaño efectivo (mm)
Min Max
Arena 0,45 0,55
Mixto 0,9 1,1
Triple 0,2 0,3
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Lechos de filtración
El medio filtrante después de coagulación y sedimentación debe estar
dentro de los límites señalados en la tabla siguiente (Fuente: AWWA):
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
Material Rango Tamaño
(mm)
Fuera de
Rango(%)
Inferior Superior Inferior Superior
Arena 0,4 0,63 5 5
0,4 0,8 5 5
0,63 0,8 5 5
0,63 1,0 5 5
0,71 1,25 5 5
1,0 1,25 10 10
1,0 1,6 10 10
1,0 2,0 10 10
1,25 1,8 10 10
1,6 2,0 10 10
1,6 2,5 10 10
CI51-K-2011 U.de Chile 27
Lechos de arena
En el caso de Alemania
la arena para filtros
debe estar dentro de
uno de los límites
señalados en la tabla
siguiente (Fuente: DIN
19623-Filtersande und
Filterkiese für
Wasserreinigungsfilter,
Alemania):
CE1,5
r: 2500-2670kg/m3
Silicio: 96% SiO2
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
CI51-K-2011 U.de Chile 28
Lechos de antracita
Para los lechos de antracita, este material debe tener un
contenido bajo de cenizas y material volátil, baja friabilidad
(alta capacidad de resistir el desgaste por rozamiento durante
el envase, la manipulación y el transporte ), alto contenido de
carbono fijo y atraxilón (fósiles coloidales), y además libre de
mica, polvo, arcilla, sulfuro de hierro, limo y materiales
extraños.
Las partículas deben ser piramidales con el fin de obtener
una mayor área superficial por unidad de volumen, con un
densidad no inferior a 1450 kg/m3 y una dureza de 3,5 en la
escala de Mohs. La antracita puede reemplazar la arena
parcial o totalmente como lecho filtrante.

8. 8
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
CI51-K-2011 U.de Chile 29
Lechos mixtos de arena y antracita
Para este tipo de lecho debe formarse una interfase de
los dos materiales donde ellos se juntan, que no puede
ser mayor a 0,15 m. Por tanto los tamaños de los granos
de cada lecho deben ser tales que el diámetro del medio
de antracita más grueso (que va encima: d1) sea como
máximo cuatro a seis veces mayor que el diámetro del
medio menor de arena (d2) que va debajo. (d1 = 4 a 6
d2).
FILTROS
FILTROS –
– MEDIO FILTRANTE
MEDIO FILTRANTE
CI51-K-2011 U.de Chile 30
Soporte del medio filtrante
El lecho de soporte que sustenta la arena debe ser de
grava, con unas dimensiones y características que
dependen del sistema de drenaje adoptado.
Las partículas deben ser de material duro y resistente a
golpes y a la abrasión, de superficie lisa y deben tener en
conjunto un mínimo porcentaje de formas alargadas o
planas.
Este lecho puede remplazarse por placas porosas de
diseño especial garantizado.
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
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Tipo Consiste en Se usa con
Tubería
perforada
Tubo principal y laterales perforados, se
emplea con grava, bloques difusores o
boquillas insertadas
Lavado con solo agua, con o sin
lavado superficial para alta o baja
velocidad descendente, incluido
autolavado
Falsos fondos Bloques perforados de arcilla Lavado con solo agua, con o sin
lavado superficial para alta o baja
velocidad descendente
Bloques perforados de plástico para uso
con o sin grava
Lavado con aire primero y agua
después o con agua y aire
simultáneamente y alta o baja
velocidad ascendente
Boquillas de cola corta Lavado con solo agua, con o sin
lavado superficial para alta velocidad
descendente
Boquillas de cola larga Lavado con solo agua, con o sin
lavado superficial para baja velocidad
descendente
Prefabricados de hormigón para uso
con grava
Autolavado con agua
Placas porosas Placas porosas para reemplazo de
grava
Lavado con aire y agua o agua sola y
alta velocidad ascendente
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Filtro con fondo tipo Leopold
Filtro con fondo tipo Leopold
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9. 9
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Fondo tipo Leopold
Fondo tipo Leopold
CI51-K-2011 U.de Chile 33
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Fondo
Fondo Multiblock
Multiblock (similar
(similar Leopold
Leopold)
)
CI51-K-2011 U.de Chile 34
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Filtro con fondo tipo
Filtro con fondo tipo Wheeler
Wheeler
CI51-K-2011 U.de Chile 35
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Fondo tipo Wheeler
Fondo tipo Wheeler
CI51-K-2011 U.de Chile 36

10. 10
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Filtro con fondo de viguetas prefabricadas
Filtro con fondo de viguetas prefabricadas
CI51-K-2011 U.de Chile 37
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Viguetas
Viguetas
prefabricadas
prefabricadas
CI51-K-2011 U.de Chile 38
FILTROS
FILTROS -
- SISTEMA DE DRENAJE
SISTEMA DE DRENAJE
Toberas
Toberas
CI51-K-2011 U.de Chile 39
FILTROS
FILTROS –
– LAVADO
LAVADO -
- TIPOS
TIPOS
La limpieza de un filtro se puede realizar de dos formas:
La limpieza de un filtro se puede realizar de dos formas:
»
» Removiendo
Removiendo la
la capa
capa superior
superior del
del filtro
filtro en
en forma
forma manual
manual.
.
»
» Aplicando
Aplicando agua
agua en
en sentido
sentido ascendente
ascendente.
.
La
La primera
primera se
se utiliza
utiliza solo
solo en
en filtros
filtros lentos
lentos y
y la
la segunda
segunda presenta
presenta
varias
varias alternativas
alternativas:
:
»
» Lavado
Lavado solo
solo con
con agua
agua.
.
»
» Lavado
Lavado con
con aire
aire y
y agua
agua.
.
»
» Lavado
Lavado superficial
superficial y
y retrolavado
retrolavado con
con agua
agua.
.
El
El lavado
lavado consta
consta de
de dos
dos etapas
etapas:
:
»
» Separación
Separación de
de los
los sólidos
sólidos del
del medio
medio filtrante,
filtrante, de
de otros
otros flóculos
flóculos o
o
de
de ambos
ambos.
.
»
» Transporte
Transporte de
de los
los sólidos
sólidos hacia
hacia la
la canaleta
canaleta de
de lavado
lavado.
.
CI51-K-2011 U.de Chile 40

11. 11
FILTROS
FILTROS –
– LAVADO
LAVADO -
- TIPOS
TIPOS
Método de Retrolavado Características Tipo de lecho
Retrolavado a alta tasa
Fluidización completa del lecho
Mixto y una capa
Expansión de lecho de 20-50%
Retrolavado a baja tasa
Pequeña o no expansión del lecho
Una capa
Necesario usar sistema auxiliar de
inyección de aire
Retrolavado con lavado superficial Retrolavado a alta tasa Mixto y una capa
Retrolavado con inyección de aire
Inyección de aire seguido por
retrolavado a baja tasa
Una capa
Inyección de aire seguido por
retrolavado a alta tasa
Mixto y una capa
Inyección de aire y retrolavado a
baja tasa simultáneos, seguido por
retrolavado solo a baja tasa
Una capa
Inyección de aire y retrolavado a
baja tasa simultáneos, seguido por
retrolavado solo a alta tasa
Mixto y una capa
CI51-K-2011 U.de Chile 41
FILTROS
FILTROS –
– LAVADO
LAVADO -
- TIPOS
TIPOS
CI51-K-2011 U.de Chile 42
1. Tasa de retrolavado alta: Todos los granos fluidizados. La velocidad
de flujo se calcula de modo que sea capaz de iniciar la fluidización
de los granos más gruesos. Método utilizado en Norteamérica.
2. Tasa de retrolavado media: Los granos finos fluidizados pero los
granos gruesos no, a lo cual se le llama velocidad intermedia de
retrolavado. El flujo de retrolavado se calcula para que la capa de la
superficie se expanda un 20% aunque el material pesado localizado
en el fondo no se expanda. La limpieza auxiliar con aire siempre se
usa antes del retrolavado con agua. Método utilizado en Gran
Bretaña.
3. Tasa de retrolavado baja: Medio filtrante no fluidizado. No hay
expansión en las capas del fondo y muy poca en las capas
superiores. Luego siempre se debe lavar con aire y agua
simultáneamente. Método utilizado en Europa Continental.
FILTROS
FILTROS –
– LAVADO
LAVADO -
- TIPOS
TIPOS
Tipo lavado Velocidad del
agua (m/h)
Velocidad del
aire (m/h)
Duración
(min)
Solo agua 19-60 10-15
Aire seguido de
agua
12-55 15-90 2-10
Aire y agua
simultáneamente
10-40 20-146 3-5
CI51-K-2011 U.de Chile 43
FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO -
- FLUIDIZACIÓN
FLUIDIZACIÓN
Cuando se introduce un flujo ascendente en un medio granular, la
Cuando se introduce un flujo ascendente en un medio granular, la
fricción inducida por el líquido al pasar por entre las partículas,
fricción inducida por el líquido al pasar por entre las partículas,
produce una fuerza que se dirige en sentido contrario a la del
produce una fuerza que se dirige en sentido contrario a la del
peso propio de los granos y que tiende a reorientarlos en la
peso propio de los granos y que tiende a reorientarlos en la
posición que presente la menor resistencia al paso del flujo.
posición que presente la menor resistencia al paso del flujo.
Por lo tanto, cuando la velocidad de lavado es baja, el lecho no
Por lo tanto, cuando la velocidad de lavado es baja, el lecho no
se expande, ni su porosidad se modifica significativamente. Sin
se expande, ni su porosidad se modifica significativamente. Sin
embargo, a medida que se va incrementando la velocidad de
embargo, a medida que se va incrementando la velocidad de
lavado, las fuerzas debidas a la fricción se van aumentando hasta
lavado, las fuerzas debidas a la fricción se van aumentando hasta
llegar a superar el peso propio de las partículas, momento en el
llegar a superar el peso propio de las partículas, momento en el
cual éstas dejan de hacer contacto unas con otras y se separan,
cual éstas dejan de hacer contacto unas con otras y se separan,
quedando suspendidas libremente en el líquido.
quedando suspendidas libremente en el líquido.
CI51-K-2011 U.de Chile 44

12. 12
FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO -
- FLUIDIZACIÓN
FLUIDIZACIÓN
Para obtener una completa fluidización del lecho puede que se
Para obtener una completa fluidización del lecho puede que se
requieran como mucho un 50 % de expansión, dependiendo del
requieran como mucho un 50 % de expansión, dependiendo del
coeficiente de uniformidad del medio filtrante. De esta forma una
coeficiente de uniformidad del medio filtrante. De esta forma una
vez que la tasa es suficiente como para
vez que la tasa es suficiente como para fluidizar
fluidizar completamente
completamente
el lecho, no se gana con aumentar la tasa, pues las partículas
el lecho, no se gana con aumentar la tasa, pues las partículas
sólo se encontrarán más dispersas.
sólo se encontrarán más dispersas.
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FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
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FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
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FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
– Las propiedades de la mezcla sólido-líquido, que se forma en
este caso, se parecen más a las de un fluido y por eso se dice
que el lecho se fluidifica.
– Un medio granular fluidificado adquiere las propiedades de un
fluido, cuya densidad según Pruden (1964), es la equivalente a
la suma de las densidades del líquido y del sólido
conjuntamente, multiplicada por la porosidad del lecho.
En la figura siguiente se indican las zonas en las curvas de
densidad en función de la velocidad de lavado para materiales de
distinta densidad.
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13. 13
FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
Tiempo de Carrera
Tiempo de Carrera
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FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
Expansión Lecho Filtrante versus Velocidad de
Expansión Lecho Filtrante versus Velocidad de
Lavado (m/min)
Lavado (m/min)
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FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
Turbiedad (UNT) Agua Sucia de Lavado versus
Turbiedad (UNT) Agua Sucia de Lavado versus
Tiempo de Lavado (min)
Tiempo de Lavado (min)
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0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25
Mixto
Arena
FILTROS
FILTROS -
- LAVADO
LAVADO
Índice de Recuperación (%) versus Expansión
Índice de Recuperación (%) versus Expansión
Lecho Filtrante (%)
Lecho Filtrante (%)
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14. 14
FILTROS
FILTROS –
– LAVADO
LAVADO -
- TIPOS
TIPOS
Comparación Métodos de lavado
Comparación Métodos de lavado –
– Cleasby
Cleasby et al.
et al.
Tipo Lavado Agua sola Agua y aire
combinados
Agua con
torniquetes
Prueba de abrasión
antes del lavado (ml/g)
33,7 9,0 11,3
N°ciclos de lavado 5 3 2
Sólidos suspendidos
desprendidos en el
último ciclo (g/m2)
72 18 28
Cantidad total de sólidos
desprendidos
883 161 228
Prueba de abrasión
despues del lavado
(ml/g)
15,3 1,9 2,9
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FILTROS
FILTROS –
– LAVADO
LAVADO -
- TIPOS
TIPOS
Comparación Métodos de lavado
Comparación Métodos de lavado –
– Cleasby
Cleasby et al.
et al.
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Las conclusiones obtenidas por
Las conclusiones obtenidas por Cleasby
Cleasby et al. fueron las siguientes:
et al. fueron las siguientes:
El peor método es el que solo utiliza agua, ya que se forman
El peor método es el que solo utiliza agua, ya que se forman
aglomerados dentro del medio filtrante y en las paredes del filtro.
aglomerados dentro del medio filtrante y en las paredes del filtro.
Además, se forman grietas en el medio.
Además, se forman grietas en el medio.
Los lavados con lavado superficial con agua y con agua y aire
Los lavados con lavado superficial con agua y con agua y aire
simultáneos son comparables.
simultáneos son comparables.
El medio filtrante se debe expandir al menos un 25% para permitir
El medio filtrante se debe expandir al menos un 25% para permitir
la salida de sólidos.
la salida de sólidos.
BIBLIOGRAFÍA
BIBLIOGRAFÍA
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