FILTRACION DE AGUA
Páginas: 15 (3716 palabras)
Publicado: 16 de junio de 2015
TEORIA DE LA FILTRACIÓN DEL AGUA
El objetivo básico de la filtración de agua es separar las partículas y microorganismos objetables. Que no han quedado retenidos en los procesos de coagulación y sedimentación.
La filtración puede efectuarse en diferentes formas tales como:
Baja carga superficial (Filtros Lentos)
Alta carga superficial (Filtros Rápidos)
Y mediante distintos medios como:
Mediosporosos (Pastas, arcillas, papel filtro)
Medios granulares( Arena, antracita, granate o combinados)
Con flujos:
Flujo Ascendente (de abajo hacia arriba)
Flujo Descendente (de arriba hacia abajo)
Mixto (parte ascendente y parte descendente)
Por último, el filtro puede de dos formas diferentes
Trabajar a presión
Trabajar a gravedad
La filtración se identifica por la velocidad de pasaje del agua através del manto filtrante o del manto poroso, medida como rata o carga superficial que se denomina (qf), siendo este el cociente entre el caudal (Q ), y el área filtrante (Af):
qf = Q .
Af
En donde,
A = Area superficial
Q = Caudal que entra al filtro
La tasa o rata de filtración (qf), se mide normalmente en unidades de m3, m2.
Por otra parte la velocidad de filtración (Vf), sueleindicarse normalmente en m/horas o cm/seg.
MECANISMOS RESPONSABLES DE LA FILTRACIÓN
El agua contiene un alto número de variedades de partículas en suspensión. Sus tamaños pueden variar desde flóculos relativamente grandes de 1 mm de diámetro hasta coloides, bacterias y virus con tamaños inferiores a 10^-3 mm (1µ). Dentro de esta gama, se pueden encontrar partículas electropositivas,electronegativas y neutras. Todo este conjunto queda preferiblemente adherido a la superficie de sus granos formando una película alrededor de ellos.
El proceso de filtración se puede considerar que ocurre en dos etapas distintas pero complementarias, como lo sugiere O’Melia y Stumm (1967):
1. La de transporte de las partículas dentro los poros.
2. La adherencia a los granos del medio.
El transporte departículas es debido a fenómenos físicos e hidráulicos, influenciados por factores que gobiernan la transferencia de masas. La adherencia es debida a fenómenos de acción superficial que son influenciados por parámetros físicos y químicos.
Los mecanismos que pueden realizar el transporte son:
a. Cernido
b. Sedimentación
c. Intercepción
d. Impacto inercial
e. Acción hidrodinámica
Los que pueden realizarla adherencia son:
a. Fuerzas de Van der Waals
b. Fuerzas electroquímicas
c. Puente químico
MODELOS MATEMATICOS DE LA FILTRACIÓN
No obstante todos los esfuerzos, no se ha podido llegar a encontrar un modelo matemático que describa con presión el comportamiento de los filtros. No existen hasta ahora, ninguna fórmula o conjunto de fórmulas con las cuales, asumidos determinados valores, sepueda calcular los diferentes parámetros que inciden en el funcionamiento de un filtro.
Sin embargo los modelos matemáticos resultan útiles para la mejor compresión del proceso de filtración, pues permite cuantificar en alguna forma el trabajo y funcionamiento de los filtros, de manera más precisa.
TEORÍA DE LA FILTRACIÓN LENTA DE ARENA
El filtro lento se utiliza principalmente para eliminarla turbiedad del agua, siempre y cuando esta maneje unos indicadores medios (de 10 a 20 unidades nefelométricas de turbiedad), pero si se diseña y opera apropiadamente, puede ser considerado como un sistema de desinfección del agua. La filtración lenta de arena (FLA) consiste en un conjunto de procesos físicos y biológicos que destruyen los microorganismos patógenos presentes en el agua no aptapara consumo humano. Por esta característica, se puede considerar como una tecnología limpia que purifica el agua sin crear una fuente adicional de contaminación para el ambiente y el consumidor (Arboleda, 2000).
El filtro lento se caracteriza por ser un sistema sencillo, limpio y a la vez eficiente para el tratamiento de agua. Su simplicidad y bajo costo de operación y mantenimiento lo convierten...
El objetivo básico de la filtración de agua es separar las partículas y microorganismos objetables. Que no han quedado retenidos en los procesos de coagulación y sedimentación.
La filtración puede efectuarse en diferentes formas tales como:
Baja carga superficial (Filtros Lentos)
Alta carga superficial (Filtros Rápidos)
Y mediante distintos medios como:
Mediosporosos (Pastas, arcillas, papel filtro)
Medios granulares( Arena, antracita, granate o combinados)
Con flujos:
Flujo Ascendente (de abajo hacia arriba)
Flujo Descendente (de arriba hacia abajo)
Mixto (parte ascendente y parte descendente)
Por último, el filtro puede de dos formas diferentes
Trabajar a presión
Trabajar a gravedad
La filtración se identifica por la velocidad de pasaje del agua através del manto filtrante o del manto poroso, medida como rata o carga superficial que se denomina (qf), siendo este el cociente entre el caudal (Q ), y el área filtrante (Af):
qf = Q .
Af
En donde,
A = Area superficial
Q = Caudal que entra al filtro
La tasa o rata de filtración (qf), se mide normalmente en unidades de m3, m2.
Por otra parte la velocidad de filtración (Vf), sueleindicarse normalmente en m/horas o cm/seg.
MECANISMOS RESPONSABLES DE LA FILTRACIÓN
El agua contiene un alto número de variedades de partículas en suspensión. Sus tamaños pueden variar desde flóculos relativamente grandes de 1 mm de diámetro hasta coloides, bacterias y virus con tamaños inferiores a 10^-3 mm (1µ). Dentro de esta gama, se pueden encontrar partículas electropositivas,electronegativas y neutras. Todo este conjunto queda preferiblemente adherido a la superficie de sus granos formando una película alrededor de ellos.
El proceso de filtración se puede considerar que ocurre en dos etapas distintas pero complementarias, como lo sugiere O’Melia y Stumm (1967):
1. La de transporte de las partículas dentro los poros.
2. La adherencia a los granos del medio.
El transporte departículas es debido a fenómenos físicos e hidráulicos, influenciados por factores que gobiernan la transferencia de masas. La adherencia es debida a fenómenos de acción superficial que son influenciados por parámetros físicos y químicos.
Los mecanismos que pueden realizar el transporte son:
a. Cernido
b. Sedimentación
c. Intercepción
d. Impacto inercial
e. Acción hidrodinámica
Los que pueden realizarla adherencia son:
a. Fuerzas de Van der Waals
b. Fuerzas electroquímicas
c. Puente químico
MODELOS MATEMATICOS DE LA FILTRACIÓN
No obstante todos los esfuerzos, no se ha podido llegar a encontrar un modelo matemático que describa con presión el comportamiento de los filtros. No existen hasta ahora, ninguna fórmula o conjunto de fórmulas con las cuales, asumidos determinados valores, sepueda calcular los diferentes parámetros que inciden en el funcionamiento de un filtro.
Sin embargo los modelos matemáticos resultan útiles para la mejor compresión del proceso de filtración, pues permite cuantificar en alguna forma el trabajo y funcionamiento de los filtros, de manera más precisa.
TEORÍA DE LA FILTRACIÓN LENTA DE ARENA
El filtro lento se utiliza principalmente para eliminarla turbiedad del agua, siempre y cuando esta maneje unos indicadores medios (de 10 a 20 unidades nefelométricas de turbiedad), pero si se diseña y opera apropiadamente, puede ser considerado como un sistema de desinfección del agua. La filtración lenta de arena (FLA) consiste en un conjunto de procesos físicos y biológicos que destruyen los microorganismos patógenos presentes en el agua no aptapara consumo humano. Por esta característica, se puede considerar como una tecnología limpia que purifica el agua sin crear una fuente adicional de contaminación para el ambiente y el consumidor (Arboleda, 2000).
El filtro lento se caracteriza por ser un sistema sencillo, limpio y a la vez eficiente para el tratamiento de agua. Su simplicidad y bajo costo de operación y mantenimiento lo convierten...
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