hidrosanitaria

TEMA:FILTRACION

REALIZADO POR:ROYER VEGA

ESCUELA:INGENIERA CIVIL Y GERENCIA EN CONSTRUCCIONES

PROFESOR:ING. josue Larriva Vasquez

FECHA:18 DE noviembre DEL 2014

ResumenLa filtracin lenta en arena es el sistema de tratamiento de agua ms antiguo. El desconocimiento de sus ventajas y el surgimiento de la filtracin rpida han hecho que en nuestros pases fuera menospreciado y relegado al medio rural. Se analiza el comportamiento de los mecanismos fsicos y biolgicos responsables de la eficiencia de la filtracin lenta para establecer su diferencia con el filtro rpido.El filtro rpido a travs de mecanismos fisicoqumicos acumula el lodo en los intersticios del medio filtrante, el cual es arrojado nuevamente al ambiente (conjuntamente con los microorganismos) durante el proceso de lavado.En cambio, el filtro lento, a travs de mecanismos fsicos y biolgicos destruye los microorganismos, lo que constituye una tecnologa limpia a travs de la cual es posible purificar el agua sin crear una fuente adicional de contaminacin para el ambiente.

INTRODUCCIONLa filtracin lenta es un proceso de purificacin del agua que consiste en hacerla pasar a travs del lecho poroso de un medio filtrante. Durante este paso, la calidad del agua se mejora considerablemente por reduccin del nmero de microorganismos (bacterias, virus, quistes), eliminacin de materias en suspensin y de materia coloidal, y cambios en la composicin qumica. En la superficie de un lecho ya maduro se forma una pelcula delgada llamada el Schmutzdecke, que consta de una gran variedad de microorganismos, biolgicamente muy activos, que descomponen la materia orgnica, mientras gran parte de la materia inorgnica en suspensin queda retenida por accin de "colado". El proceso de filtracin lenta se distingue esencialmente del de filtracin rpida por el Schmutzdecke y por el proceso de purificacin que tiene lugar en esta delgada capa superficial. El principal carcter distintivo de los filtros de arena de accin rpida consiste en la eliminacin de partculas en suspensin relativamente grandes por procesos fsicos. Es ms, los filtros de arena de accin rpida requieren limpiarse mediante una operacin de reflujo un tanto complicada, mientras que la limpieza de los filtros lentos se realiza por el procedimiento relativamente simple al remover peridicamente la parte superior del lecho filtrante, incluido el Schmutzdecke.

En principio, la sustancia porosa del lecho filtrante puede ser cualquier material estable, pero en el campo del abastecimiento de agua potable de uso domstico la prctica normal es usar lechos de material granular; en particular, se usa arena por ser barata, inerte, durable, ampliamente disponible y por dar excelentes resultados.Mecanismos de la desinfeccin mediante filtracin lentaEn el proceso de filtracin lenta actan varios fenmenos o mecanismos fsicos similares a los de la filtracin rpida previos al mecanismo biolgico que desinfecta el agua, algunos de los cuales hemos mencionado lneas arriba. Estos mecanismos son muy importantes, dado que permiten la concentracin y adherencia de las partculas orgnicas al lecho biolgico para su biodegradacin.1. Mecanismos de transporteEsta etapa de remocin bsicamente hidrulica ilustra los mecanismos mediante los cuales ocurre la colisin entre las partculas y los granos de arena. Estos mecanismos son: cernido, intercepcin, sedimentacin, difusin y flujo intersticial. Cernido: En este mecanismo, las partculas de mayor tamao que los intersticios del material filtrante son atrapadas y retenidas en la superficie del medio filtrante. Intercepcin: Mediante este mecanismo las partculas pueden colisionar con los granos de arena. Sedimentacin: Este mecanismo permite que las partculas sean atradas por la fuerza de gravedad hacia los granos de arena, lo que provoca su colisin. Este fenmeno se incrementa apreciablemente por la accin de fuerzas electrostticas y de atraccin de masas. Difusin: Se produce cuando la trayectoria de la partcula es modificada por micro variaciones de energa trmica en el agua y los gases disueltos en ella, lo cual puede provocar su colisin con un grano de arena. Flujo intersticial: Este mecanismo se refiere a las colisiones entre partculas debido a la unin y bifurcacin de lneas de flujo que devienen de la tortuosidad de los intersticios del medio filtrante. Este cambio continuo de direccin del flujo crea mayor oportunidad de colisin.2. Mecanismo de adherenciaEste mecanismo es el que permite remover las partculas que, mediante los mecanismos arriba descritos, han colisionado con los granos de arena del medio filtrante. La propiedad adherente de los granos de arena es proporcionada por la accin de fuerzas elctricas, acciones qumicas y atraccin de masas as como por pelcula biolgica que crece sobre ellos, y en la que se produce la depredacin de los microorganismos patgenos por organismos de mayor tamao tales como los protozoarios y rotferas.3. Mecanismo biolgico de la desinfeccinComo se indic anteriormente, la remocin total de partculas en este proceso se debe al efecto conjunto del mecanismo de adherencia y el mecanismo biolgico. Es necesario que para que el filtro opere como un verdadero sistema de desinfeccin se haya producido un schmutzdecke vigoroso y en cantidad suficiente. Solo cuando se ha llegado a ese punto, el FLA podr operar correctamente. Entonces se dice que el filtro (o el manto) est maduro.Al iniciarse el proceso, las bacterias depredadoras o benficas transportadas por el agua utilizan como fuente de alimentacin el depsito de materia orgnica y pueden multiplicarse en forma selectiva, lo que contribuye a la formacin de la pelcula biolgica del filtro. Estas bacterias oxidan la materia orgnica para obtener la energa que necesitan para su metabolismo (desasimilacin) y convierten parte de sta en material necesario para su crecimiento (asimilacin). As, las sustancias y materia orgnica muerta se convierten en materia viva. Los productos de la desasimilacin son llevados por el agua a profundidades mayores y son utilizados por otros organismos.El contenido bacteriolgico est limitado por el contenido de materia orgnica en el agua cruda y es acompaado de un fenmeno de mortalidad concomitante, durante el cual se libera materia orgnica para ser utilizada por las bacterias de las capas ms profundas y as sucesivamente. De este modo, la materia orgnica degradable presente en el agua cruda se descompone gradualmente en agua, dixido de carbono y sales relativamente inocuas, como sulfatos, nitratos y fosfatos (proceso de mineralizacin), los cuales son descargados en el efluente de los filtros.La actividad bacteriolgica descrita es ms pronunciada en la parte superior del lecho filtrante y decrece gradualmente con la profundidad y la disponibilidad de alimento. Cuando se limpian las capas superiores del filtro se remueven las bacterias, siendo necesario un nuevo perodo de maduracin del filtro hasta que se logre desarrollar la actividad bacteriolgica necesaria. A partir de 0,30 a 0,50 m de profundidad, la actividad bacteriolgica disminuye o se anula (dependiendo de la velocidad de filtracin); en cambio, se producen reacciones bioqumicas que convierten a los productos de degradacin microbiolgica (como aminocidos) en amonaco y a los nitritos en nitratos (nitrificacin).Como el rendimiento del filtro lento depende principalmente del proceso biolgico, mientras la capa biolgica est desarrollndose, la eficiencia es baja y no debe considerarse al FLA como un eliminador de materia orgnica, sino como un mejorador de la calidad del agua, sobretodo de la turbiedad. La maduracin de un FLA puede demorar de dos a cuatro semanas.Tipos de filtrosConvencional.- Las principales caractersticas que distinguen al filtro convencional, est en su forma de operacin y en su constitucin. El filtro convencional tiene flujo constante de sentido descendente, altura constante y velocidad reguladora.Sus componentes bsicos son:a) Capa sobrenadante Proporciona la carga necesaria al filtro para vencer la resistencia del lecho filtrante al paso de agua. Proporciona un tiempo de retencin de varias horas al agua cruda a ser tratada, tiempo durante el cual las partculas suspendidas pueden asentarse y/o aglomerarse, o estar sometidos a un proceso fsico o bioqumico.

Caractersticas: Altura.- de 1 a 1.5m Nivel.- por lo general se trata de mantener constante dependiendo de la forma de operacin (velocidad declinante). Desnatadora.- compuesto de un dispositivo manual para la eliminacin de las natas y un canal de descarga. Rebose.- para eliminar exceso de agua. Borde libre.- de 0.2 a 0.3m.

b) Lecho de medio filtrante.- material granular inerte y durable, normalmente arena. Debe estar exento de arcilla y materia orgnica.

altura: mnimo = 0.6m, mximo = 1 1.4m para asegurar periodos de reposicin largos.

c) Sistema de drenaje Facilitar la recoleccin del agua tratada. Servir de soporte del medio filtrante para asegurar una velocidad de filtracin uniforme.

d) Dispositivos de regulacin y control entrada de agua cruda, manteniendo nivel constante. Eliminacin de exceso de agua y nata. Drenaje del sobrenadante. Drenaje del agua contenida en el lecho filtrante. Regulacin de la velocidad de filtracin. Descarga de agua filtrada al tanque de almacenamiento o desage.

e) Caja de filtro Altura total incluyendo cimiento 0.15 3m en promedio (rango: 2.8 3.5). Materiales: hormign simple o armado, ferrocemento, piedra natural o ladrillo. Se construye hermtico para evitar prdidas de agua o evitar ingreso de agua subterrnea.

Modificado.- Este tipo de filtro es el que recomienda el CEPIS a travs de su Documento Tcnico N* 8, la diferencia con respecto al convencional son las siguientes: Nivel de operacin variable. Distribucin y recoleccin mediante canales y compuertas. Regulacin y control mediante vertederos y compuertas. No tiene regulador de velocidad

Dinmico.- Filtro de origen ruso, se encuentra en uso tambin en Argentina y Ecuador.Las diferencias con respecto al convencional son las siguientes: El caudal de agua para operar la unidad de diez veces mayor que el caudal necesario para abastecer la poblacin, o caudal de diseo del acueducto. No tiene capa de agua sobrenadante. Se necesita una entrada de agua especial para evitar altas velocidades de arrastre que podran producir alteraciones y socavaciones perjudiciales en el manto filtrante. Esta estructura est compuesta por: a) un canal de transicin que conecta el canal de llegada con el canal disipador de energa; b) un canal disipador de energa; luego del ensanche de la transicin, la experiencia indica que se forma una zona de remolinos que podran ocasionar la erosin del manto. La direccin del flujo en la unidad es mixta. Necesita una estructura especial de salida para evacuar los 9/10 del caudal de operacin de la unidad.

Ascendente.- se usa en Escocia. Las diferencias en este tipo de filtro en relacin al convencional son: El flujo es ascendente. No se forma pelcula biolgica en la superficie del filtro. Se lava descargando la capa de agua filtrada. Puede usarse lechos de arenas ms superficiales. La sedimentacin inicial no se efecta en la superficie del lecho de arena, sino en la grava. La carga de agua necesaria para su operacin es menor. La caja del filtro debe ser techada ya que el agua filtrada se almacena en la parte superior.

BibliografaOMS. (1978). Filtracion Lenta en Arena para Abastecimiento Publico de Agua en Paises en Desarrollo. La Haya: Centro Panamericano de Ingenieria Sanitaria y Ciencias del Ambiente.Vargas, L. C. (1982). Filtros de Arena en Acueductos Rurales. Lima, Peru.