EVALUACION DEL PROCESO Y UNIDADES DE FILTRACION

CRITERIOS DE OPERACION

Debe determinarse continuamente la calidad del agua que ingresa al filtro, para comprobar si esta operando de acuerdo a las guías o normas de diseño.

El sistema de filtración, cualquiera que sea su tipo, no opera bien si el afluente que recibe no es aceptable.

La turbiedad máxima aceptable en el afluente al filtro es de 5.0 UNT, aunque seria deseable que no fuera mayor de 2.0 UNT (EPA).

Lo recomendable es que la turbiedad del agua filtrada no exceda de 1.0 UNT (ideal 0.3 - 0.1).

FRECUENCIA DE TURBIEDAD DE AGUA FILTRADAIntervalo Número de

Ocurrencias% Frecuencia % Frecuencia

0 - 0.991 - 1.992 - 2.993 - 3.994 - 4.995 - 5.996 - 6.997 - 7.998 - 8.999 - 9.99

10 - 10.0011 - 11.9912 - 12.9913 - 13.9914 - 14.9915 - 15.99

551414126143682301012

2.4525.020.120.112.86.861.472.943.920.981.47

00.49

00.490.98

2.4527.4547.5567.6580.4587.3188.7891.7295.6496.6298.0998.0998.5898.5899.05100.00

CURVA DE FRECUENCIA ACUMULADA DE TURBIEDAD DE AGUA FILTRADA

0.5 UNTNORMA EPA ACTUAL

EFICIENCIA DEL FILTRO

Sedimentación FiltraciónFecha

T.Prom. T.Máx. T.Mín. T.Prom. T.Máx. T.Mín.

AgostoSetiembreOctubreNoviembreDiciembreEneroFebreroAbrilMayoJunioTotal

11.69.97.29.37.87.85.53.48.411.48.2

35.018.021.032.013.012.09.57.0

66.034.066.0

3.52.12.23.22.54.63.01.92.54.21.9

4.35.13.43.73.84.43.02.22.53.73.6

16.010.012.08.57.58.73.84.58.514.016.0

0.851.000.751.201.002.201.201.101.501.000.75

EFICIENCIA DE LOS FILTROS

ÍNDICE DE MINTZ (t1/t2 = 1)

Metodología de evaluación

Medir pérdida de carga hora a hora hasta llegar al valor máximo disponible por la instalación. Graficar la pérdida de carga (hF) versus tiempo (T) horas.

Tomar muestras de agua filtrada cada hora y determinar turbiedad.

Graficar turbiedad (tF) versus tiempo (T) en horas, conjuntamente con la curva de variación de la pérdida de carga.

Del análisis de las curvas obtener (T1) y (T2).

INTERPRETACION

Si:

T1 > T2 Lecho muy profundo, arena

muy fina.

T1 < T2 Floculo débil, arena muy

gruesa, lecho muy superficial

EXPANSIÓN DEL MEDIO FILTRANTE

Metodología de evaluación

Fijar la varilla a la pared del filtro colocando el extremo inferior sobre el lecho filtrante.

Proceder a efectuar normalmente la operación de lavado.

Después de dos minutos, retirar suavemente la varilla y verificar el contenido de arena en las cajitas. Medir la altura (AL) entre el extremo inferior y la última cajita en que se encontró arena

LAL

EXPANSIÓN %

RECOMENDACIONES PARA LA OPERACION

Debe incrementarse y disminuirse lentamente la tasa de lavado para prevenir daños al filtro.

Inspeccionar el medio para encontrar desniveles en la grava, o zonas muertas donde el daño en el drenaje no esta permitiendo una adecuada expansión del lecho filtrante.

Se aprecian depresiones en el medio, cráteres u otros tipos de cortocircuitos?

Hay la posibilidad de filtrar hacia el desague y se esta utilizando?

EVALUAR

ESPECIFICACIONES PARA SELECCIONAR EL MATERIAL PARA EL LECHO FILTRANTE

Arena:

Material silíceo Dureza - 7 escala Moh Peso específico > 2.6 Limpia, sin barro ni materia orgánica Material laminar o micáceo < 1% Solubilidad en HCL al 40% durante 24 horas < 5% Pérdidas por ignición < 0.7%

ANTRACITA

Dureza > 3.0 escala Moh Peso específico > 1.55 Contenido carbón libre > 85% peso Solubilidad en HCL al 40% en 24 horas debe ser

despreciable En una solución al 1% de NaOH no debe perderse

> 2%

CARACTERÍSTICAS DEL LECHO FILTRANTE

DobleCaracterísticas Simple

Arena Antracita

L (m) 0.60 -0.80

0.25 - 0.30 0.45 - 0.50

d10 0.45 -0.60

0.40 - 0.50 0.90 - 1.1

C.U. < 1.5 < 1.65 < 1.4

Grano mayor(mm)

1.41 1.41 2.00

Grano menor(mm)

0.42 0.42 0.70

CARACTERÍSTICAS DEL MEDIO FILTRANTE

Grado de intermezcla antracita/arena

Metodología de evaluación

Extraer una muestra representativa de todo el espesor del lecho. Si el lecho es doble, tomar por separado la arena y la antracita, midiendo la profundidad de cada capa.

Grado de intermezcla antracita/arena

Efectuar el análisis granulométrico y levantar las curvas respectivas.

De las curvas granulométricas obtener el (d90) de la antracita y el (d10) de la arena y calcular

3 ..10

90 d

dIG

GRANULOMETRÍA DEL MEDIO FILTRANTE

VELOCIDAD DE FILTRACIÓN

Metodología de evaluación

Determinar caudal de operación Cerrar ingreso de agua decantada Tomar el tiempo (T) que demora en bajar

5 cms el nivel del agua en el filtro (H)

Filtros de tasa constante

VELOCIDAD DE FILTRACIÓN

Tomar las dimensiones de la caja del filtro y calcular el área (Af)

Q = Af x H / T

Tomar las dimensiones del área que ocupa el lecho filtrante y calcular (AL)

)( )/( 86,400 )/(

2

3

mALdsxsmQ

VF

PÉRDIDA DE CARGA

Filtros de tasa y nivel constante

Metodología de evaluación

Instalar un piezómetro coincidiendo con el nivel superior del lecho filtrante y el otro en el tramo inicial de la tubería de salida del agua filtrada.

Colocar una regla graduada entre los dos piezómetros.

Tomar la lectura del primer piezómetro (h), luego del segundo (h1) y determinar la pérdida de carga (HF):

1 - : hhh f

Efectuar mediciones cada hora durante, por lo menos, una carrera. Graficar pérdida de carga (hF) versus tiempo (T).

PÉRDIDA DE CARGA VERSUS TIEMPO

RIESGOS SANITARIOS EN LOS SISTEMAS DE FILTRACION

Fluctuaciones de velocidad a través del filtro

Rápidos cambios de caudal pueden causar fluctuaciones y traspase del sedimento previamente retenido .

Registrar causas de rápidas fluctuaciones de flujo. Por ejemplo, procedimientos operacionales, como el ocasionado por la válvula que controla la tasa del filtro

FLUCTUACIONES DE LA PÉRDIDA DE CARGA

Metodología de evaluación Colocar un papel blanco detrás del piezómetro

ubicado en la tubería de salida de agua filtrada y durante un minuto marcar las posiciones extremas que adopte el nivel del agua.

Medir la distancia entre las posiciones extremas. Determinar el porcentaje de fluctuación de la pérdida

de carga.

F

F

hh

NFLUCTUACIÓ100 x

%

VELOCIDAD DE LAVADO

Filtros lavados mediante tanque elevado o bombeo directo

Metodología de evaluaciónMetodología de evaluación

Fijar una regla graduada a una de las paredes del filtro Cerrar la válvula de ingreso de agua sedimentada Cuando el nivel descienda hasta el medio filtrante,

cerrar la válvula de salida de agua filtrada Abrir las válvulas de ingreso de agua de lavado y de

desagüe

Medir el tiempo (T) que tarde en subir el nivel del agua en la caja del filtro una altura (HA)

Calcular la velocidad y el caudal de lavado

THA

Q

TH

AQ

V

.

TURBIEDAD DEL AGUA DE LAVADO PARA DIFERENTES FILTROS

Tiempo en Minutos1 2 3 4 5 7.5 10 15

Planta detratamiento Filtro

Turbiedades de las MuestrasPta. 1 Sin lavado

superficial900 120 30 15 10 8 5 4

Pta. 1 Con lavadosuperficial

1200 75 30 7.5 5 4 3 2.5

Pta. 2 12

20001500

10001100

140280

2334

9.57.7

5.54.7

4.24.0

3.43.0

Pta. 3 12

7.7290

149260

147250

150230

68220

7075

1532

4.312

DURACIÓN DEL LAVADO

DURACION DEL LAVADO

0

50

100

150

200

250

300

0 2 4 6 8 10 12TIEMPO (min)

FILTRO 1 FILTRO 2 FILTRO 3

FILTRO 4 FILTRO 5 FILTRO 6

CURVA DE DURACION DE LAVADO

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

T iempo (min)FILTRO 4 FILTRO 1

EQUIPO PARA REALIZAR LA PRUEBA DE BOLAS DE LODO

CLASIF ICACIÓN DE LOS FILTROS SEGÚN EL PORCENTAJE DE BOLAS DE LODO

% de volumen de bolas delodo

Condiciones del mediofiltrante

0 1 - 0.11.1 - 0.21.2 - 0.50.5 - 1.01.0 - 2.52.5 - 5.0

7.5

ExcelenteMuy bueno

BuenoRegular

De regular a maloMalo

Muy malo

ANÁLISIS DE BOLAS DE LODO

Planta detratamiento Filtro N°

A-Muestra

ml

B-Bolasde Lodo

ml

% debolas de

lodo

Condicionesdel Lecho

Planta 1 46l

33483348

00

ExcelenteExcelente

Planta 2 1-A1-B

22503750

36

0.130.16

Muy buenoMuy bueno

PROFUNDIDAD DEL LECHO FILTRANTE

TOPOGRAFIA DE LA GRAVA

Dibujar un esquema en planta del filtro precisando la posición de las canaletas de lavado y canal principal de desagüe.

Marcar en el esquema una serie de puntos acotados a lo largo y ancho del filtro.

Introducir la varilla en cada punto hasta tocar la grava. Dejar 10 cms de agua sobre el lecho para tomarlo

como referencia y determinar la profundidad en la varilla.

Llevar los datos al esquema y dibujar las curvas de nivel de la grava.

PERFIL DEL LECHO DE GRAVA

TOPOGRAFÍA DE LA GRAVA

CALIDAD DEL FILTRADO INICIAL

Metodología de evaluación A partir de que el filtro recién lavado reinicia la

operación, tomar muestras de agua filtrada cada minuto.

Analizar las muestras, determinar contenido de turbiedad o color, dependiendo de cuán sea el que predomine.

Graficar turbiedad o color, versus tiempo en minutos.

CALIDAD DEL FILTRADO INICIAL

FILTRACION - RIESGOS SANITARIOS

Recientes investigaciones muestran que la recirculación del agua de retrolavado, concentra la Giardia y el Cryptosporidium; probablemente esta forma de operación va a ser descontinuada.