PRESENTACIÓN 8 - FILTRACIÓN

FILTRACIÓN

¿qué es la filtración?

TIPOS DE FILTROS

La filtración consiste en la separación de partículas coloidales, suspendidas, microorganismos y sustancias disueltas presentes en el agua que escurre a través de un medio poroso.

• Según velocidad de filtración

• Según sentido del flujo

• Según el medio filtrante

• Según la fuerza impulsora

batería de filtros de tasa declinante y lavado mutuo (FILTRO RÁPIDO)

Los filtros son las unidades más complejas de una planta de tratamiento de agua y la concepción de estas unidades varía dependiendo de las características de la suspensión por filtrar.

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Partes de una batería de tasa declinanTE

• Caja del filtro

• Canal de distribución de agua decantada

• Canal de desagüe de agua de retrolavado

• Canal de aislamiento

• Canal de interconexión de la batería

cRITERIOS DE DISEÑO

GENERALES

lecho filtrante

El lecho filtrante es la parte más importante de esta unidad, donde se realiza el proceso. Todos los demás componentes son accesorios para poder operar y mantener adecuadamente la unidad.

diseño

canal de distribución de agua decantada, coagulada o prefloculada

Canales

diseño

canal de aislamiento

canal de interconexión

diseño

diseño

VÁLVULA DE ENTRADA DE AGUA DECANTADA

VÁLVULAS

diseño

VÁLVULA DE SALIDA DE AGUA DE RETROLAVADO Y COMPUERTA DE SALIDA DE AGUA FILTRADA

VÁLVULA DE DESAGuE DE FONDOS

diseño

diseño

hidráulica del lavado

De la operación de lavado depende el mantenimiento del lecho filtrante, por lo que el diseño de este sistema es determinante para el buen funcionamiento y eficiencia de la unidad.

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Canaletas de recolección de agua de lavado

Ubicación del vertedero de salida

Expansión del medio filtrante durante la operación de lavado

Pérdidas de carga en el proceso de lavado

Cálculo del nivel del vertedero

hidráulica del proceso de filtración

Carga hidráulica

Pérdidas de carga

ejemplo de aplicación

Dimensionar la batería de filtros, calcular la expansión del lecho filtrante y seleccionar la velocidad de lavado y la ubicación de las canaletas de lavado, si se cuenta con los datos:

• Caudal, Q = 0.200m³/s
• Velocidad ascencional de lavado, Va = 0.70m/min
• Velocidad de filtración promedio, VF = 252 m³/m²/día
• Diámetro más fino de la capa de arena, d1 = 0.42mm
• Diámetro más grueso de la capa de arena, d2 = 0.50mm
• Peso específico del agua, ρa = 1000kg/m³
• Peso específico de la arena, ρs = 2650kg/m³
• Viscosidad dinámica 20°c, μ = 0,0010 kg/s*m
• Coeficiente de esfericidad, Ce = 0.8 Arena; 0.7 Antracita
• Porosidad de la arena limpia, εo = 0.42
• Porosidad de la antracita limpia ε'o = 0.45
• Número de canaletas de recolección de agua de lavado, N3 = 2
• Altura útil de las canaletas de lavado, ho = 0.35m
• Altura entre nivel lecho expandido y fondo canaleta, H4 = 0.10m
• Altura del falso fondo, H1 = 0.40m
• Altura del drenaje más la grava, H2 = 0.52m

paso a paso

CONTINUACIÓN ejemplo de aplicación

Calcular las pérdidas de carga durante el lavado de un filtro y ubicar el vertedero de salida teniendo en cuenta las especificaciones:

• Peso específico de la arena, ρs = 2.65g/cm³
• Peso específico del agua, ρa = 1.00g/cm³
• Espesor de la capa de arena, L = 0.30m
• Porosidad de la arena limpia, εo = 0.42
• Densidad de la antracita, ρa = 1.50g/cm³
• Porosidad de la antracita limpia ε'o = 0.45
• Espesor de la capa de antracita, L' = 0.50m
• Ancho de cada filtro, B = 3.30m
• Ancho de cada vigueta, b = 0.30m
• Espaciamiento entre orificios, e = 0.10m
• Longitud de cada vigueta, c = 5.20m
• Diámetro de los orificios de drenaje, do = 3/4" = 0.019m
• Coeficiente de descarga de los orificios, Cd = 0.65
• Ancho libre del canal del falso fondo, C = 4.80m
• Coeficiente de pérdida de carga en el falso fondo, K = 1
• Velocidad en la compuerta de salida, Vc2 = 1.50m/s

paso a paso

CONTINUACIÓN EJEMPLO DE APLICACIÓN

Determinar la ecuación para calcular la carga hidráulica que requiere la batería para operar con tasa declinante utilizando las especificaciones del ejemplo:

• Coeficiente de esfericidad, Ce = 0.8 Arena; 0.7 Antracita
• Viscosidad cinemática, v = 1.0x10-6 m²/s
• Porosidad de la arena limpia, εo = 0.42
• Porosidad de la antracita limpia ε'o = 0.45
• Aceleración de la gravedad, g = 9.81m/s²
• Espesor de la capa de arena, L = 0.30m
• Espesor de la capa de antracita, L' = 0.50m
• Ancho libre del canal del falso fondo, C = 4.8m
• Coeficiente de pérdida de carga en la compuerta, K = 1
• Velocidad en la compuerta de salida, Vc2 = 1.50m/s
• Viscosidad absoluta, μ = 0,0010 kg/s*m
• Velocidad en la compuerta de entrada Vc1 = 1.28m/s
• Coeficiente de pérdida de carga en el falso fondo, K = 1
• Longitud de cresta del vertedero de salida, L2 = 1m
• Área total de filtros, AF = 17.15m²
• Número total de orificios de drenaje, NT = 1144

paso a paso

GRACIAS