manual filtracin arena

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FILTRACIN DE ARENAManual Tcnico

Manual Filtracin Ref.Edicin controlada: 07/2002

NDICE INTRODUCCIN........................................................................................1 FILTROS DE ARENA .................................................................................8 TIPOS DE FILTROS...................................................................................8 SLIDOS PRESENTES EN EL AGUA .......................................................9 FILTRACIN MONOCAPA-MULTICAPA ...................................................13 MECANISMOS DE RETENCIN DE PARTCULAS ..................................17 CICLO FILTRACIN-LAVADO ...................................................................20 DISTRIBUCIN PARTCULAS...................................................................22 FUERZAS DESCOESIVAS ........................................................................25 ALTURA DE LECHO FILTRANTE-PRESIN DE LAVADO........................26 SELECCIN DE UN CABEZAL DE FILTRACIN ......................................28 CABEZALES DE FILTRACIN ARENA .....................................................31 MODELOS FILTROS ARENA ....................................................................36 CARACTERSTICAS TCNICAS-CONDICIONES DE OPERACIN .........41 VLVULAS DE LAVADO DE FILTROS ......................................................43 RECOMENDACIONES DE INSTALACIN Y PUESTA EN MARCHA........48 COMPROBACIONES DE FUNCIONAMIENTO ..........................................49 RECOMENDACIONES DE MANTENIMIENTO ..........................................50 GUA DE PROBLEMAS..............................................................................51


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INTRODUCCINEl agua es una sustancia fundamental para la vida y es el componente de la superficie de la tierra que ms abunda. La molcula de agua est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno, adoptando una forma en V que le confiere un momento dipolar. Esto da lugar a la posibilidad de que se formen puentes de hidrgeno entre las molculas. Entonces, el agua lquida es una asociacin de molculas de H2O en continuo movimiento (entrelazadas por puentes de hidrgeno).

CONJUNTO DE DOS MOLCULAS H2O AGUA UNIDAS MEDIANTE UN PUENTE DE HIDRGENO

El agua se presenta en tres fases segn la presin y temperatura a la que se encuentra: Fase slida Fase lquida Fase vapor

+Hidrgeno Oxgeno

La molcula de agua es bipolar, tiene una separacin de cargas debido a su asimetra, y esto le confiere una de sus principales propiedades, la capacidad de disolver compuestos.

+DIAGRAMA DE FASES DEL AGUA

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El agua est sometida al denominado Ciclo Hidrolgico, que consiste en una serie de cambios de fase (lquido, gas, slido), cambios de caractersticas fsicas, qumicas y microbiolgicas y cambios de emplazamiento fsico (mares, ros, nubes, glaciares, agua subterrnea,), cuyo efecto es la renovacin peridica del agua presente en ocanos, litosfera y atmsfera.


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En este ciclo, a las molculas de agua se le aaden en su seno otras substancias: Se disuelven gases de la atmsfera (CO2, O2,) y arrastra partculas en suspensin presentes en ella. Se disuelven sales de la corteza terrestre (cuarcitas, granitos, rocas evaporticas). Hay arrastre de partculas orgnicas e inorgnicas. Se produce un crecimiento materia viva (bacterias, algas,.)

Las impurezas y tratamientos para eliminarlas son mltiples. Estos tratamientos suelen ser complementarios entre s, de manera que para adecuar un agua con mltiples impurezas, es necesario combinar diferentes tratamientos (algunas tcnicas de tratamiento necesitan de otras de pretratamiento para que sean utilizables).

De esta manera en cualquier tipo de agua tenemos otras sustancias (impurezas) que forman parte de las caractersticas fsico-qumicas del agua en particular. Estas impurezas estn en mayor o menor proporcin segn el ciclo al que se ha visto sometida el agua, por lo que su uso para un fin determinado (consumo humano, riego agrcola, aplicaciones industriales,) conlleva un tratamiento para adecuarla a los parmetros establecidos o legislados del uso en cuestin.


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ESTADO

TIPO DE IMPUREZA

TRATAMIENTO Pretratamiento fsico/qumico

D

SALES INORGNICAS DISUELTAS

Intercambio inico Osmosis inversa Electrodilisis Floculacin/sedimentacin -Filtracin Ultrafiltracin Osmosis inversa Oxidacin (ozonizacin, cloracin,) Floculacin - filtracin Ultrafiltracin Tamizado Sedimentacin Filtracin Sedimentacin Filtracin Tratamientos Biolgicos Desinfeccin Microfiltracin Tamices Rejas Filtracin Desgasificacin trmica o mecnica

D

MATERIA ORGNICA DISUELTA

S

COLOIDES ORGANICA E INORGANICA

S

MATERIA INORGNICA EN SUSPENSIN

S

MATERIA ORGNICA EN SUSPENSIN

B

MICROORGANISMOS

B

ORGANISMOS VIVOS SUPERIORES

G

GASES

Carbn activo Hidracina

D = Disuelto B = Biolgico S = Suspensin G = GasesLa principal tcnica utilizada segn se desprende de esta tabla, es la filtracin fsica (las tcnicas de membrana necesitan generalmente un tratamiento previo de filtracin). Y esto es as porque en la mayor parte de los casos el tipo de impureza que necesitamos eliminar son las partculas en suspensin.


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Los slidos presentes en el agua pueden estar en dos formas diferentes: Disueltos. Disueltos (TDS total de slidos disueltos)No crean turbidez al agua. Son sales orgnicas o inorgnicas disueltas en el agua. Se mide en unidades de concentracin, miligramos por litro (mg/lt.) que es equivalente a ppm (partes por milln) En suspensin. Se dividen en dos clases:

o o

Partculas orgnicas (materia orgnica, microorganismos) Partculas filamentosas (amiantos)

Las partculas minerales se dividen a su vez en funcin del tamao en: o o Arcillas (1- 10 micras - sedimentacin de horas a das) Limos (10 50 micras - sedimentacin de 10 minutos a 1 hora) Arena fina (20 50 micras sedimentacin de 10 a 60 seg.)

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o Los microslidos. Son los que crean la mayor parte de la turbidez al agua. Los slidos en suspensin (TSS total de slidos en suspensin) se miden en unidades de concentracin, miligramos por litro que es equivalente a ppm (partes por milln). La turbidez de un agua est causada por la presencia de materias diversas en suspensin, arcillas, limos, coloides orgnicos, plancton y otros organismos microscpicos. Estas partculas suelen tener desde dimensiones coloidales (10 nm 1 micra) hasta dimetros del orden de 100 micras. No hay que confundir entonces turbidez con TSS ya que son medidas diferentes (turbidez mide la interaccin luz-partculas y TSS mide el peso de esas partculas en un volumen determinado de lquido) de los slidos (no solubles) presentes en el agua. La turbidez se mide en FTU (Unidades de Turbidez a la Formacina) la cual es idntica al NTU (Unidad Nefelomtrica de Turbidez). Se mide la luz dispersada por las partculas en suspensin de una muestra por la que de hace pasar un rayo luminoso. A mayor turbidez, mayor dispersin de la luz. Hay 3 categoras turbidez: o partculas que crean

Tanto las arcillas como limos vienen asociados con restos orgnicos e hidrxidos de hierro, aluminio, Los macroslidos. Son slidos de tamaos grandes (mayores de 100 micras. Pueden ser orgnicos (materia orgnica u organismos vivos) o inorgnicos. En los espectros de filtracin siguientes se puede ver la relacin que existe entre el tamao de los slidos y la tcnica de filtracin necesaria para eliminarlos del agua.

Minerales. Provienen de la erosin del suelo y las rocas.


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El objetivo de este manual es la filtracin fsica de slidos en suspensin mediante lechos filtrantes. FILTRACIN DE ARENA


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FILTRACIN ARENAUn filtro es un dispositivo que separa una sustancia de otra. Por lo tanto la filtracin es un proceso de separacin fsica. La filtracin de lecho filtrante (filtracin con minerales) es un proceso de retencin de partculas en el cual se separa la materia slida del lquido como consecuencia de fenmenos diversos.SEPARACIN SLIDO-LQUIDO FILTROFLUIDO A TRATAR FLUIDO CLARIFICADO

b) Filtros rpidos Trabajan a presin atmosfrica y a velocidades de 5 a 20 m/h. Filtros a presin Son recipientes cerrados metlicos plsticos en cuyo interior se colocan materiales filtrantes a travs de los cuales se vehicula a presin el agua bruta que queremos clarificar. En este grupo de filtros podemos hacer muchas clasificaciones diferentes, y un mismo filtro puede pertenecer a mas de un grupo diferente. Las principales clasificaciones son:

SOLIDO RECHAZO

a) Segn la posicin del filtro: Horizontales. Son cilindros cerrados a presin dispuestos en posicin horizontal. Verticales. Son cilindros cerrados a presin dispuestos en posicin vertical.

El objetivo en este proceso es recuperar el agua libre de slidos para poderla utilizar en el proceso al que va destinada. Los slidos rechazados son eliminados del sistema con una pequea cantidad de agua. De esta forma obtenemos un efluente libre de slidos y otro con gran concentracin de partculas

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b) Segn el tipo de lavado. Filtros lavados por agua. Son equipos en los que para el proceso de regeneracin del lecho de filtracin se utiliza solo agua. Filtros lavados por agua y aire. Son equipos en los que en el proceso de lavado se utiliza agua y aire en diferentes secuencias del proceso.

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TIPOS DE FILTROSExisten muchos tipos de filtros de arena diferentes pero se pueden dividir en dos grupos: Filtros abiertos Son filtros que estn abiertos a la atmsfera, dentro de este grupo podemos hacer una subdivisin en: a) Filtros lentos Trabajan a presin atmosfrica y a velocidades mximas de 10 m3/da por m2 de superficie.

c) Segn el tipo de material filtrante. Filtros monocapa. Son equipos que llevan un lecho de filtracin de un material determinado (Slice, basalto, antracita, granate,). Filtros multicapa. Son equipos que incorporan varios lechos de filtracin de materiales, granulometra y densidades diferentes.

-


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En este documento slo tratamos los filtros a presin verticales monocapa, aunque la mayora de conceptos son aplicables a todos los filtros de lecho mineral.

ORGANICA-INORGANICAARENAS GRUESAS MATERIA ORGANICA EN SUSPENSIN

SLIDOS PRESENTES EN EL AGUAEl objetivo de un filtro de arena es clarificar el agua segn el uso al que van destinadas, dependiendo de las caractersticas de las partculas a eliminar y cantidad de las mismas deberemos disear la planta de filtracin adecuada. Las partculas de un agua bruta pueden tener naturalezas muy variadas, sin ser una lista exhaustiva, las principales son: Arenas gruesas Arenas finas Limos Materia orgnica en suspensin Microorganismos Organismos vivos superioresARENAS FINAS

MICROORGANISMOS

LIMOS

ORGANISMOS VIVOS SUPERIORES

Regaber 2/00

Filtracin 4

Las dos caractersticas principales de las partculas son tamao y densidad. Analizando estos parmetros podemos marcar los lmites de los filtros de arena a presin.

1. Tamao partculaLos slidos que lleva el agua presentan una granulometra variable, que puede ir desde algunos centmetros (slidos gruesos hasta tamaos inferiores a una micra (partculas coloidales. Las partculas se pueden clasificar segn su tamao en macropartculas y micropartculas: a) macropartculas Un filtro de arena tiene un lmite de tamao de partcula que puede llegar al equipo, este lmite est en aquel en que se obturen los pasos mas pequeos del equipo (normalmente son los pasos de las vlvulas) o bien que impidan por su tamao el cambio de posicin correcto de las vlvulas de tres vas. Por ello es necesario que previamente al filtro se eliminen estas macropartculas.

El tipo de partculas que queremos separar del agua es el principal dato para disear un sistema de filtracin. Si las partculas que lleva el agua tienen diferente naturaleza es obvio que tengamos que realizar una filtracin en serie con diferentes tcnicas, de manera que en cada paso eliminaremos parte de los slidos que lleva el agua bruta. Podemos hacer una clasificacin de estas partculas en orgnicas e inorgnicas como se puede ver en el siguiente grfico.


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Bsicamente, los procesos utilizados son: - Sedimentacin Donde se aprovecha la fuerza de la gravedad y las diferencias de densidades entre el medio y las partculas suspendidas, para que se depositen en el fondo del tanque sedimentador. La velocidad de sedimentacin es el parmetro necesario para dimensionar este equipo. - Rejillas de desbaste Es un mecanismo puramente fsico de intercepcin de la partcula por una malla gruesa de un paso determinado ( de unos pocos centmetros hasta un milmetro.. El tamao de estas rejas depender de los slidos que transporte el agua a filtrar. Hay que tener en cuenta que estas macropartculas tambin darn problemas en el sistema de bombeo. Es necesario hacer un desbaste antes de las bombas de impulsin. b) micropartculas Las partculas de pequeo tamao pasarn a travs de los poros formados en la arena, segn el tamao que tengan, la carga superficial de las mismas, y los parmetros de diseo del filtro.

Un coloide se puede definir como una partcula slida mantenida en suspensin a causa de : Su tamao extremadamente pequeo Su gran relacin superficie / volumen Su estado de hidratacin Su carga superficial

Estas partculas coloidales son frecuentemente responsables del color, turbidez y DBO de numerosas aguas. Para separar los coloides en suspensin en una solucin, es necesario desestabilizarlos mediante procesos de coagulacin floculacin y posteriormente eliminarlos por filtracin. Coagulacin: La funcin de la coagulacin es la de eliminar o superar aquellos factores que promueven la estabilidad de la dispersin coloidal. (Ej. de coagulantes: sulfato de almina, cloruro frrico,) Floculacin: Es el proceso mediante el cual se consigue que las partculas previamente desestabilizadas entren en contacto entre s, puedan juntarse y obtener formaciones de mayor tamao. La principal causa de estabilizacin de un coloide es su carga superficial. Las partculas pequeas de arcilla, arena o limo poseen en su superficie una carga negativa superficial. Que hace que las partculas se repelan entre s. Estas fuerzas de repulsin evitan que las partculas se agrupen, y se mantienen en constante movimiento, tanto mas cuanto menor es su tamao. Algunos coagulantes se dispersan en el agua produciendo iones con carga de signo contrario a la de los slidos a coagular, neutralizndolas y permitiendo que acten las fuerzas de atraccin molecular y que las partculas se agrupen.

Partculas coloidalesLas partculas muy pequeas (coloidales) pueden tardar das, aos no llegar a decantar nunca, a menos que se les ayude por medio de reactivos qumicos (coagulantes y/o floculantes) que consigan agrupar las finas partculas coloidales en partculas de mayor tamao.


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CAPA DIFUSA

+ + + + +

+ + + + + +PARTCULA COLOIDAL ELECTRONEGATIVA

CAPA COMPACTA

+ + + +

+ +

+ + + + + + +

PARTCULA COLOIDAL ESTABILIZADA. La carga superficial impide el contacto entre partculas.

COAGULACIN COLOIDE

_ _ _ _

_

3+ Al_

Al3+__3+ + Al

_

Al3+SUSPENSIN + FLOCULANTE COLOIDAL

Al3+

_ _

_Al3+ _ _

_

_

coagulante

Al3+

Al3+

Al3+

Polmero FLCULO

Coloide con carga superficial negativa

Coloide neutralizado

Los floculantes estn formados por polmeros compuestos por molculas orgnicas de alto peso molecular. Estas molculas actan como puentes entre las partculas formando flculos.


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2. Densidad de las partculasLos flculos que se forman suelen ser bastante lbiles, con lo que es necesario filtrar a bajas velocidades (t2>t3 el tiempo entre lavados disminuye t1 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 81

t2

t3

Filtro colapsado. El lavado no recupera el estado inicial

Tiempo (h)

CURVA FILTRACIN DE UN FILTRO CON LAVADO DEFICIENTE

Una vez ocurrido este proceso tenemos tres opciones para recuperar el correcto funcionamiento del equipo: 1) Realizar una serie de lavados con la presin y caudal de agua correctos. 2) Si con la primera opcin no solucionamos el problema de colmatacin, o sea, que el aspecto del mineral se asemeje al inicial y que el ciclo de filtracin lavado sea constante, se puede hacer una limpieza de la arena con productos qumicos (hipoclorito sdico, cidos, bases,). Este proceso se realiza abriendo el filtro, mantener agua hasta el nivel de la arena, aadir el producto necesario y provocar una agitacin de la mezcla durante el tiempo prescrito.

CONTRALAVADO CORRECTO Prdida de carga (m.c.a.)t1 t2 el tiempo entre lavados es similar 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 82

El lavado recupera la capacidad de filtracin inicial

t1

t2

Tiempo (h)

CURVA FILTRACIN TERICA


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En este proceso es muy importante verificar la resistencia qumica de los materiales del filtro en contacto con el producto utilizado. 3) La ltima opcin es el cambio del lecho de filtracin por uno de nuevo. La curva de filtracin de un filtro con un contralavado correcto difiere de la presentada anteriormente, ya que la prdida de carga aumenta linealmente con una pendiente determinada hasta que llega un momento que aumenta exponencialmente hasta alcanzar la prdida de carga mxima prevista.

FUNCIONAMIENTO REAL Prdida de carga (m.c.a.)tc = tiempo de contralavado tc 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 83

La prdida de carga no es lineal, al final del ciclo aumenta de forma exponencial

Tiempo (h)

CURVA DE FILTRACIN REAL


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DISTRIBUCIN PARTCULASLas partculas de un agua bruta cualquiera tienen una distribucin en forma de campana. La distribucin de partculas a salida del proceso de filtracin contina teniendo una forma en campana pero desplazada a la izquierda y ms aplanada, esto significa que eliminamos partculas en todos los rangos de tamao desde los mas pequeos a los mas grandes en diferente proporcin dependiendo de las fuerzas que estn actuando dentro del filtro y la naturaleza y tamao de las partculas a filtrar. Con esto vemos que con un podemos definir un punto de no podemos definir un tamao de la cual todas las dems quedan retenidas. filtro de arena no corte determinado, de partcula a partir de mayor tamao En esta grfica en concreto se aprecia que el mximo de la curva se desplaza de partculas con tamao de 65 a partculas con tamao de 50 y con una cantidad en ppm inferior a la inicial. As vemos que un filtro de arena rebaja el mximo del tamao de partcula en el efluente y el % de total de partculas en todos los tamaos. Esta grfica es diferente no solo para diferentes tipos de agua (con partculas de diferente naturaleza y tamao como es lgico) sino tambin para un mismo tipo de agua va variando la grfica segn: -

la velocidad de diseo del filtro ( a mayor velocidad mas prximas estarn las curvas sobre todo en micrajes pequeos). la granulometra de la carga filtrante ( a mayor granulometra mas prximas estarn las curvas)e incluso con el tiempo (segn el estado de colmatacin del lecho de filtracin la distribucin de partculas a la salida variar)

En la siguiente grfica (fig 4) vemos la distribucin de partculas de un agua antes y despus de filtrar. La lnea inferior se separa inmediatamente de la superior, esta separacin ser tanto mas acusada cuanta menor sea la velocidad de filtracin, se est favoreciendo la actuacin de las fuerzas cohesivas y disminuyendo el impacto de las descohesivas (efecto avalancha,)

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-

La conclusin es que no podemos asegurar un grado de filtracin en un filtro de arena. Si intentamos definir cual es el espacio intersticial (espacio libre entre los granos de mineral filtrante) que se forma dentro de un lecho de arena vemos que ese espacio depende de la granulometra de la misma, a medida que aumenta el tamao de las partculas de arena aumenta el espacio que queda entre ellas. Tenemos en definitiva una dispersin de tamao de poros que vendr determinado por la distribucin granulomtrica del mineral de filtracin utilizado.

Distribucin partculas agua bruta Distribucin partculas agua filtradappm (mg/l)

60 50 40 30 20 10Tamao partcula (micras)

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Mximo 50 micras

Mximo 65 micras4

DISTRIBUCIN DE PARTCULAS EN EL AGUA ANTES Y DESPUS DE FILTRAR


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Si analizamos el supuesto en que todas las partculas sean esfricas y del mismo tamao encontraremos el espacio intersticial mnimo que queda entre las partculas (los granos de arena no son esfricos, tienen diferentes formas, con lo cual en la realidad los espacios intersticiales son mayores que lo descrito seguidamente) . En la siguiente grfica podemos ver el espacio libre que queda entre los granos de arena para este supuesto y para diferentes granulometras. Segn vemos: - Para una granulometra de 0,6 mm el espacio libre es de 90. - Para una granulometra de 0,8 mm el espacio libre es de 125. - Para una granulometra de 1 mm el espacio libre es de 150. Este espacio se modifica al retener partculas, entonces el espacio entre el grano de arena y la partcula retenida es menor.

Si hacemos una relacin rpida entre la granulometra de la arena y el espacio intersticial, vemos que el espacio libre es aproximadamente 6,5 veces inferior al tamao de los granos. Significa esto que podemos utilizar este espacio libre entre granos para marcar el punto de corte de un filtro de arena? No. Hemos visto antes que este espacio intersticial define solo uno de los mecanismos que actan dentro del filtro, pero es el nico mecanismo que no depende de la velocidad de filtracin, el espacio libre ser el mismo sea cual sea la velocidad de filtracin, no as para todos los otros mecanismos en los cuales el tiempo de contacto es fundamental. Entonces casi podemos asegurar que un filtro de arena con una granulometra del lecho de 0,8 mm no deja pasar partculas mayores de 125 (sin mencionar las partculas retenidas inferiores a ese tamao).

FILTRACIN DE ARENA - GRADO FILTRACIN

0,8 mm 0,125mm

0,125 mm 0,050 mm 0,025mm Granulometra = 0,6 mm = 1 mm Intersticio = 0,09 mm = 0,150 mm


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INTER LA DISTRIBUCIN DEL ESPACIO INTERTICIAL DEPENDE DE LA GRANULOMETRA GRANULOME

Esto es correcto siempre y cuando el filtro funcione correctamente y cada uno de los lavados recupere la capacidad inicial de filtracin. Si no es as se produce una colmatacin del lecho y la formacin de vas de paso preferenciales en el lecho a travs de las cuales pasan las partculas y la retencin es nula. Agua bruta

Vas de paso preferenciales

Agua bruta

Rotura del lecho de filtracin


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FUERZAS DESCOHESIVASAglomeracin arena:Las vas de paso preferenciales se producen al cohesionarse un conjunto de granos de arena, esta cohesin puede ser debida a: Las partculas que estn reteniendo. Si no se van eliminando del filtro en cada lavado se forman masas de granos de arena unidos casi impermeables al agua. Formacin de biomasa debido a un crecimiento microbiolgico dentro del lecho. Precipitacin de sales (CaCO3, CaSO4,) u xidos metlicos de hierro manganeso.

Efecto avalancha por gradiente de presin:Dentro del lecho de filtracin, al ir reteniendo partculas se va produciendo un gradiente de presin con el tiempo. De esta manera a medida que aumenta la prdida de carga entre la entrada y salida del filtro, la zona donde se concentran las partculas retenidas est a una presin superior que la zona inmediatamente adyacente en la direccin de la filtracin (la prdida de carga de un filtro crece con el tiempo, y crece de forma exponencial). Ver Fig. Esta diferencia de presiones puede ser suficiente como para vencer las fuerzas cohesivas que mantienen los slidos adheridos a los granos de arena. Entonces se produce una rotura de esa masa y un paso de partculas a una zona mas profunda. Este efecto es tanto menor cuanta menor es la prdida de carga permitida al equipo de filtracin. Fig.

-

Estas vas de paso preferenciales son pasos de agua libres, tanto para el proceso de filtracin como para el lavado, el agua tiende a ir por el lugar mas fcil (menor contrapresin), entonces continuos lavados de este equipo colmatado no conseguirn una recuperacin del lecho.

Efecto avalancha por impacto:PRDIDA DE CARGA A TRAVS DE UN LECHO DE ARENA

Se llama efecto avalancha al desprendimiento de aglomerados de partculas previamente adheridos al grano de arena. Este efecto se produce al chocar una nueva partcula del agua bruta sobre una masa de partculas retenidas en un punto determinado. La energa cintica de la nueva partcula es superior a las fuerzas que estn cohesionando esa masa, la rompe, disgrega y la desplaza a zonas mas profundas del lecho de filtracin. Esto se puede producir sucesivamente hasta que las partculas se fugan con el efluente. En ese punto se dice que ha habido una perforacin del lecho. Este efecto aumenta al aumentar la velocidad de filtracin (las partculas llegan con mayor energa cintica).15cm

Altura del lecho de arena

2 1

lecho arena

1 Curva de diferencia de presin con arena limpia 2 Curva de diferencia de presin con prdida de carga debido a partculas retenidas en el lecho

Diferencial de presin


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Efecto Paro-Arranque bombasEste efecto no tiene nada que ver con el filtro en s, sino con las bombas de impulsin de agua bruta. Los paros y arranques de bomba provocan sobrepresiones que son recibidas por la carga de filtracin, con lo que se crean fuerzas de corte que pueden disgregar la masa de partculas retenidas dentro del filtro y pasar a niveles inferiores del lecho. Es conveniente minimizar las paradas en los procesos de filtracin, ya que el agua que sale del filtro inmediatamente despus de una parada es de peor calidad que el agua en el proceso de filtracin continuo. Los tiempos de contralavado de los filtros con una altura de lecho de unos 0,5 metros no superan los 5 minutos (prdida de carga aceptada 5 m.c.a.),

para los filtros con mayor altura, de 0,8 a 1,5 metros, el tiempo de lavado es superior a 30 minutos (prdida de carga aceptada 10 m.c.a.).

Agua bruta

ALTURA DEL LECHO FILTRANTE PRESIN DE LAVADOEs importante definir la altura necesaria del lecho filtrante para conseguir una filtracin ptima. Segn los estudios realizados se obtiene un 95% de retencin de las partculas en los primeros 10-15 cm de lecho, esto quiere decir que prcticamente todo lo dems acta de coeficiente de seguridad y de soporte. Esto es as porque las partculas retenidas en ese espacio ya nos dan una prdida de carga suficiente para provocar el lavado del filtro. Esta prdida de carga (diferencia de presin entre la entrada y la salida) se establece en unos 5 metros de columna de agua. Con este concepto, el diseo de lechos filtrantes de alturas de 40 cm es suficiente para obtener resultados iguales a filtros con alturas de lecho de 1 metro. La ventaja de utilizar este tipo de lechos es su facilidad en la limpieza. Es bastante ms fcil levantar y dejar limpio un lecho de arena de 0,5 m que uno de 1 metro. La energa del agua de lavado para desprender las partculas retenidas es inferior, y esto se traduce no en caudal y presin, sino en el tiempo de contralavado.H = 15 cm

Agua filtradaLas partculas quedan retenidas aproximadamente en los primeros 15 cm de profundidad del lecho

RETENCIN DE PARTCULAS EN UN LECHO MINERAL

Para filtros de arena que se diseen con este concepto, un contralavado con agua a una presin mnima de 2,5 bar ser suficiente para eliminar todas las partculas retenidas.


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La presin de lavado de un filtro es igual a la presin del agua de contralavado (la que proviene de los dems filtros o de una fuente de agua externa) menos la prdida de carga de la vlvula de tres vas y colector de drenaje: P lavado = P agua filtrada Prdida carga vlvula Prdida carga drenaje Aparte de una presin mnima de lavado se necesita una velocidad de agua suficiente para arrancar la materia adherida del mineral filtrante. Esta velocidad de agua no es un valor fijo, depende del tipo de partculas retenidas, y est comprendida entre unos valores de 25 a 50 m/h. Para filtros con alturas de lecho de 1 metro o mayores es crtico mantener una relacin caudal presin lo mas estricta posible ya que es ms difcil levantar toda la carga de mineral para su correcta limpieza. Utilizando equipos con alturas de lecho de unos 50 cm y prdidas de carga mxima de 5 m.c.a. se combina una excelente filtracin con la facilidad de limpieza de un lecho de estas caractersticas. FILTRA CCIN DE UN CABEZAL DE FILTRACI


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SELECCIN DE UN CABEZAL DE FILTRACINPara seleccionar un cabezal de filtracin adecuado debemos tener en cuenta una serie de factores: Valores usuales de velocidad de filtracin:Filtracin Filtracin riego agrcola: 35 50 m/h (valores normales en 40 m/h). Potabilizacin: < 15 m/h (valores en 10 m/h) Terciarios EDAR: < 10 m/h (valores normales en 7 m/h) Filtracin torres refrigeracin: 15-20 m/h

1. Caudal a filtrar. Velocidad de filtracin Superficie de filtracinEstos tres factores estn relacionados. Al aumentar el caudal de agua deseado, si queremos mantener la velocidad de paso debemos aumentar la superficie de filtracin ( y consecuentemente el nmero de filtros a instalar). Una vez fijada la velocidad de paso a travs del filtro (segn la calidad de agua que queramos obtener: a menor velocidad mayor calidad), dividiendo el caudal que se necesita por la velocidad de filtracin, obtendremos la superficie de filtracin necesaria: S (m2) = Q (m3/h) / V (m/h) Con la superficie de filtracin que se necesita podemos calcular el nmero de filtros dividiendo la superficie total por la superficie unitaria del filtro: N(nmero filtros) = ST (superficie total) / SF (superficie unitaria filtro)

3. Cantidad total, tamao y naturaleza de los slidos en suspensin del influente.a) Cantidad slidos en suspensin No existen tablas que relacionen el caudal de filtracin con la cantidad total de slidos del agua. Una vez fijada una velocidad de paso a travs del filtro, si tenemos mayor cantidad de slidos el filtro llegar a tener una prdida de carga antes, eso quiere decir que realizar lavados ms a menudo que si la carga de slidos es inferior. Cuando se est dimensionando un cabezal filtracin, para obtener una misma calidad agua de influentes con un total de slidos suspensin diferentes, debemos variar velocidad: a > TSS < Vc TSS = Total slidos en suspensin Vc = Velocidad de filtracin b) Tamao de los slidos en suspensin La velocidad de filtracin influye en la retencin de slidos, al aumentar la velocidad aumenta la fuga de partculas, y esta fuga es mayor cuanto menor sea el tamao de la partcula. Si deseamos filtraciones finas y los slidos en suspensin son de pequeo tamao, debemos ir a velocidades pequeas 10 15 m/h, o inferiores. de de en la

2. Grado de filtracin deseadoComo hemos visto anteriormente, con los filtros de arena no podemos decidir obtener un grado de filtracin determinado, debemos valernos de la experiencia y adecuar la velocidad de paso de agua a travs del filtro. A medida que aumentamos el caudal de un filtro, aumentamos la velocidad y disminuimos la calidad del efluente. En la prctica los valores de velocidad utilizados dependen de la procedencia y uso al que va destinada el agua.


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c) Naturaleza de las partculas La naturaleza de las partculas del influente nos modifica el diseo del equipo de filtracin. Si las partculas a filtrar provienen de un sistema de coagulacin floculacin tienen una densidad muy baja y son muy lbiles; se pueden romper formando partculas pequeas con facilidad. Para evitar la disgregacin de los flculos es necesario ir a velocidades de filtracin bajas < 15 m/h (o inferiores). Hay que tener en cuenta que un filtro retendr las partculas que le lleguen y stas deben eliminarse del filtro en el contralavado. Si las partculas retenidas tienen un tamao y densidad similares o superiores al tamao y densidad de la carga filtrante, no las podremos eliminar en el contralavado y se irn acumulando en el filtro. Estas partculas deben eliminarse por otros mtodos (hidrocicln, decantacin) antes de llegar al filtro de arena.

Existen dos posibilidades: a) Lavado estndar El agua que se utiliza para el lavado de un filtro de un cabezal de filtracin (de 2 mas filtros) proviene de los dems filtros que en ese momento continan filtrando. Estamos utilizando agua filtrada para hacer el lavado del equipo. Para que sea efectivo debemos asegurar que en el momento del lavado tenemos como mnimo 2,5 Kg/cm2 siempre y cuando la prdida de carga de la vlvula de tres vas est dentro de los lmites normales de funcionamiento. Si se producen prdidas de carga importantes, debern preverse para que el diferencial de presin sea de por lo menos 2,5 Kg/cm2 (presin del agua que en ese momento est saliendo de los dems filtros menos la prdida de carga de la vlvula de tres vas). En el caso que la presin de entrada al cabezal de filtracin sea inferior a la presin deseada, se puede instalar una vlvula sostenedora de presin para que podamos disminuir el caudal de filtracin lo suficiente subiendo en la curva caudal-presin de la bomba de impulsin hasta llegar a la presin deseada. Si tenemos la presin adecuado tenemos que asegurarnos que tenemos el caudal mnimo de lavado. Para equipos que estn filtrando un caudal muy similar al caudal mnimo de filtrado ser necesario instalar una electrovlvula a la salida del cabezal de filtracin de manera que en el contralavado se cierre el paso de agua a servicio y toda el agua filtrada de los dems filtros sirva para el contralavado. Para la limpieza se requiere aumentar la velocidad del agua a contracorriente para tener una buena eficacia de arrastre, si el cabezal dispone solo de dos filtros, el que no est en proceso de lavado no podr dar el caudal suficiente para lavar y a servicio al mismo tiempo, y el lavado no ser eficaz. Entonces en este cabezal ser necesario instalar una electrovlvula que cierre la salida de agua filtrada durante el proceso de lavado.

4. Granulometra de la carga filtranteUna vez dimensionado el numero de filtros que se necesitan en la instalacin, tenemos que decidir la granulometra de la arena. Los dos tipos de arena ms utilizados son: 1) arena granulometra 0,7 1,2 mm 2) arena granulometra 1 2 mm Las arena de granulometra inferior dar una mejor calidad de agua de filtrado pero ser ms difcil de limpiar. Atencin con el tamao de paso de las crepinas (0,6 mm)

5. Lavado del filtroUna vez dimensionado el equipo de filtracin, debemos fijarnos en los condicionantes de contralavado del mismo en cuanto a presin y caudal.


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b) Lavado agua externa Si no podemos obtener la presin y caudal necesarios para el lavado con el agua de los otros filtros, debemos instalar un sistema de bombeo de agua filtrada proveniente de un depsito de acumulacin.

7. Tabla de seleccion del numero de filtros arenaEn la siguiente tabla podemos dimensionar un cabezal de filtracin teniendo en cuenta el caudal de filtracin y la velocidad de paso de agua a travs de los filtros que deseamos. En la tabla tenemos varias velocidades de paso: 10 15 25 35 m/h y el caudal que pueden dar una serie de filtros colocados en paralelo para diferentes tamaos de filtros 20, 36,48. La velocidad de agua debemos decidirla nosotros en funcin de la calidad de agua que tenemos a la entrada y la que deseamos a la salida.

6. Resistencia qumica de los materialesEn procesos normales de filtracin de agua no debemos preocuparnos de la resistencia qumica de los equipos ya que estn diseados para trabajar con agua salobre (ro, pantano, pozo, red pblica). De todas maneras es conveniente recalcar que en agua de elevada salinidad (agua de mar, pozos salinos) cuando se adicionan algunos productos qumicos al agua (Ej. adicin de cido en un proceso industrial), la resistencia qumica de los materiales constructivos puede verse afectada. En este caso es conveniente consultar al fabricante del equipo. (Cabezales por limpieza estndar) mm pulg V(m/h) Nfiltros 2 3 4 6 8 500 20" 25 10 15 20 29 39

10 4 6 8 12 16

15 6 9 12 18 24

35 14 21 27 41 55

10 12 19 25 38 50

15 19 29 38 57 76

900 36" 25

35

1200 48" 10 15 25 22 34 45 68 90 34 57 51 85 68 113 102 170 136 226

35 79 119 158 237 317

32 45 48 67 64 89 95 134 127 178 Q en m3/h

N filtros 2 3 4 6 8

Filtracin fina Filtracin normal Filtracin basta

Velocidad lenta Velocidad rpida Velocidad muy rpida

10 m/h 25 m/h 35 m/h

Potabilizacin Refrigeracin / Boquillas/Riego Riego

Mayor carga de slidos

Menor carga de slidos


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CABEZALES DE FILTRACIN ARENAUn cabezal de filtracin es un conjunto de 2 ms filtros que funcionan en paralelo y est constituido por una serie de componentes indispensables para su correcto funcionamiento con unas caractersticas exclusivas y adaptadas a este tipo de filtros. Los cabezales de filtracin pueden ser manuales (el proceso de lavado se realiza cambiando de posicin una serie de vlvulas manuales) automticos (el proceso de realiza mediante automatismos). Las principales ventajas de estos equipos en cuanto al proceso de filtracin y lavado se refiere son: 1. En el proceso de lavado no se para la filtracin del cabezal (se minimizan paradas arrancadas) 2. El lavado se realiza con agua limpia. 3. El tiempo de lavado es mnimo. 4. Prdida de carga mxima permitida de 5 m.c.a. para mantener el lecho de arena lo mas limpio posible, con lo que se minimizan las fuerzas descohesivas (efectos avalancha, perforacin del lecho, vas de paso preferenciales). Un cabezal de filtracin automtico est formado por los siguientes elementos: Filtros Colectores de unin (conexiones victaulic) Vlvulas de tres vas Programador de control de lavado Presostato diferencial Manmetros Ventosa Filtro de toma Solenoides Carga mineral filtracin (Slice) Se pueden distinguir dos diseos diferentes de cabezales de filtracin segn el tipo de lavado: Lavado estndar. Lavado agua externa.

1. Funcionamiento equipo de filtracin lavado estndarEl agua bruta a filtrar llega hasta el colector de entrada al cabezal de filtracin que distribuye el flujo de agua por cada uno de los filtros que estn conectados a l. El agua pasa a travs de una vlvula de tres vas que conecta entrada filtro con el colector de drenaje o colector de entrada de agua bruta. En posicin de filtracin la vlvula conecta colector de entrada con el filtro y mantiene cerrado el drenaje. El agua pasa a travs del lecho de arena reteniendo las partculas en suspensin y el efluente va a servicio a travs del colector de salida. Un presostato diferencial mide la diferencia de presin entre la entrada y la salida, cuando la materia retenida por el filtro crea la prdida de carga ajustada en el presostato se desencadena el proceso de lavado: El programador de control de lavado detecta el cierre de contacto creado en el presostato diferencial, si ese contacto se mantiene cerrado durante un tiempo programado por nosotros (para evitar falsas seales) se procede a realizar el lavado secuencial de todos los filtros conectados a este programador.


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El programador tiene una serie de estaciones conectadas a una serie de filtros, en el proceso de lavado, el programador enva una seal de 24v a un solenoide conectado a la vlvula del primer filtro. Este solenoide al excitarse cambia de posicin y permite el paso de agua procedente del filtro de toma a la cmara de la vlvula presurizndola y cambiando la posicin del eje de manera que cierra el paso del agua bruta y conecta la entrada del filtro al colector de drenaje que est conectado a la atmsfera. Los dems filtros del cabezal continan en posicin de filtrado. Parte del agua filtrada del colector de unin de las salidas de todos los filtros se dirige hacia la salida abierta a la atmsfera de abajo hacia arriba del filtro atravesando las crepinas de distribucin de agua y el lecho de filtracin (en sentido contrario al modo de filtracin) desprendiendo las partculas retenidas y evacundolas a travs del colector de drenaje al exterior. Este proceso dura de 1 a 5 minutos segn el tipo de suciedad retenida. Una vez consumido este tiempo predeterminado, se drena la cmara de la vlvula volviendo a la posicin de filtrado (conectando entrada filtro con colector agua bruta). El programador despus de un tiempo de espera de unos segundos para recuperar la filtracin de este primer filtro, enva la seal al segundo filtro repitindose el proceso de lavado. Y as consecutivamente con todos los filtros del cabezal de filtracin. El proceso de lavado se puede desencadenar por diferencia de presin, por tiempo o manualmente a travs del controlador programable.

Es importante remarcar que el lavado de los filtros se realiza con agua filtrada, con lo que no se acumula suciedad en el interior de las crepinas, no es necesario realizar un enjuague al poner el filtro nuevamente en posicin de filtracin. Cuando para el lavado se utiliza agua bruta (tal como se realiza en otros sistemas), la suciedad acumulada en el interior de las crepinas debe evacuarse del sistema para que esas partculas no pasen al servicio de agua filtrada. Para ello la primera agua filtrada enjuague se enva al drenaje.

POSICIN FILTRACIN

POSICIN LAVADO


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2. Funcionamiento equipo de filtracin lavado agua externaCuando las condiciones de presin y caudal del agua bruta no nos permiten cumplir con las exigencias del proceso de lavado, es posible recurrir a un lavado realizado por agua bombeada desde un depsito de acumulacin de agua limpia (puede ser agua filtrada por el propio equipo). Para realizar este proceso en el cabezal de filtracin se instalan dos vlvulas de tres vas por cada filtro, una en la entrada y otra en la salida o varias vlvulas normales. La vlvula de la entrada es exactamente igual que en el lavado estndar. La vlvula de la salida conecta la salida del filtro con el colector de salida o el colector de agua externa. En el proceso de lavado de cada filtro se realiza el cambio de posicin de las dos vlvulas al mismo tiempo, de manera que el agua externa pasa a travs del lecho de arena y el colector de drenaje al exterior producindose la limpieza de la carga de filtracin. En los cabezales de filtracin de 36 y 48 es necesario instalar una electrovlvula en el colector de agua externa para que los cambios de posicin de las vlvulas de tres vas de salida se realicen sin la presin del agua externa.


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MODELOS FILTROS ARENAExisten tres modelos diferentes de filtros de arena que se diferencian por el dimetro del cuerpo: Filtros de 20 Filtros de 36 Filtros 48 Todos ellos tienen las mismas caractersticas de funcionamiento y pueden disponerse modularmente formando cabezales de filtracin, la eleccin entre ellos (considerando una superficie de filtracin necesaria para filtrar un caudal de agua determinado) va a depender de factores externos como: 1) Superficie total ocupada por el cabezal de filtracin. Cuanto menor sea el dimetro del filtro, mayor superficie total de la instalacin se necesitar para conseguir el caudal requerido. 2) Coste econmico de los equipos 3) Facilidad de mantenimiento Los filtros de arena son modulares y se pueden hacer diferentes composiciones entre equipos del mismo tamao. La unin entre filtros se realiza mediante conexiones rpidas victaulic, esto confiere a las bateras de filtracin las siguientes ventajas: Gran facilidad mantenimiento. de montaje, instalacin y

junta tornillo

abrazadera

Posible ampliacin del caudal filtrado aadiendo filtros al cabezal de filtracin existente, siempre y cuando las condiciones de espacio y velocidad en los colectores previamente montados nos lo permita.


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Los filtros unitarios se unen formando cabezales de filtracin de las siguientes maneras: Cabezal en lnea: Conjunto de filtros colocados en lnea y filtrando en paralelo. Un colector de entrada distribuye el agua bruta a todos los filtros del cabezal, y un colector de salida recoge todos los efluentes.

-

Cabezal en paralelo: Unin de dos cabezales en lnea uno al lado del otro, la filtracin es en paralelo. Un colector de entrada se divide en dos que reparten el agua sobre cada lnea de filtros. El efluente se recoge en un solo colector central situado en medio de las dos lneas de filtros.

Se pueden disponer en la posicin y nmero que se desee, pero se fabrican una serie de combinaciones estndar:


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1. FILTROS 20Los equipos estndar que se fabrican son: - 2, 3, 4 filtros de 20 en lnea

BOCA LLENADO

ENTRADA

SALIDA

BOCA ACCESO


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2. FILTROS 36Los equipos estndar que se fabrican son: -

-

2, 3, 4 filtros 36 en lnea. 4, 6, 8, 10 filtros 36 en paralelo

ENTRA ENTRADA

BOCA LLENADO

1170SALIDA

900

45

BOCA ACCESO


40

3. FILTROS DE 48Los equipos estndar que se fabrican son: 2, 3, 4 filtros 48 en lnea. 4, 6, 8, 10 filtros 48 en paralelo.

ENTRADA

BOCA LLENADO

SALIDA

BOCA ACCESO


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CARACTERSTICAS TCNICAS CONDICIONES DE OPERACIN FILTROS ARENACARACTERISTICAS TCNICAS ELEMENTOS FILTROS 20" FILTROS 36" FILTROS 48

Dimetro filtro Altura Superficie Cuerpo latera Fondos y tapas laterales vi Grueso fondo y virola Distribuidor interno inter crepi Opcin placa crepinas: N crepinas crepi Material crepinas

500 mm 1237 mm 0.196 m2

900 mm 1131 mm 0,636 m2

1200 mm 1131 mm 1,131 m2

Acero al carbono recubrimiento polister 100% (opcin epoxy alimentario) Fundicin gris recubrimiento polister 100% horno(opcin epoxy alimentario) 5 mm Placa crepinas (paso ranura 0,6mm) 12 42 polipropileno Fundicin gris recubrimiento epoxy Bronce recubierto con pintura polister Placa crepinas / brazos (Paso ranura 0,6mm) 76

Vlvulas

Poliamida reforzada

Colectores Mineral filtrante are Granulometra arena Conexiones Peso (vaco) Kg Peso arena (Kg)

Acero con recubrimiento polister (opcin epoxy alimentario) Slice (SiO2) 0,7 1,2 mm // 1 2 mm 2 Rosca hembra 47 180 Placa 150 Placa 390 3 / 4 Brida Victaulic Brazos 119 Brazos 430 Placa 275 Placa 660 Brazos 230 Brazos 720


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CONDICIONES DE OPERACIN Filtro 20" Filtro 36" Filtro 48

funcionamien Presin mxima funcionamiento filtra Presin mnima de filtracin contrala Presin mnima contralavado

8 bar 1,5 bar 2,5 bar (Presin del agua de lavado prdida de carga Flushgal contrapresin drenaje)Lo mas aconsejable es que a la entrada del cabezal de filtracin tengamos un mnimo de 3,5 bar 2 m3/h 5 m3/h 7 m3/h 6 m3/h 16 m3/h 22 m3/h 11 m3/h 28 m3/h 40 m3/h

filtra Caudal de filtracin (depende de la veloci velocidad)

10m/h 25m/h 35m/h

Velocidad contralavado Caudal de contralavado (depende de la velocidad) tra Temperatura mxima trabajo Intervalo pH Superficie de filtracin

De 25 a 50 m/h segn naturaleza partculas retenidas 5-10 m3/h 16-32 m3/h 70C 6-9 0,196 m2 0,636 m2 1,131 m2 28-56 m3/h


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VLVULAS DE LAVADO DE FILTROS (TRES VAS)Las vlvulas de tres vas tienen la funcin de alternar la comunicacin entre vas diferentes (Ejemplo: entrada filtro drenaje). El objetivo es realizar el proceso de lavado de los filtros. Las tres vas actan de forma integrada, cuando un puerto est abierto, el otro est cerrado. Esto permite dos modos de operacin; Bajas prdidas de carga (ver grficas de prdida de carga en modo filtracin y en modo lavado). Rpido cambio de posicin. Elevada resistencia a la corrosin. Bajos requerimientos de presin de funcionamiento (presin mnima de funcionamiento 7 mca. Presin aconsejada 10 mca).

-

Modo filtracin:Permite el flujo desde el colector de agua de entrada (agua bruta) al interior del filtro. La va al colector de drenaje est cerrada.

Las vlvulas se colocan en diferentes puntos segn el tipo de lavado que se quiera realizar:LAVADO ESTNDAR

Modo lavado:Permite el flujo desde el interior del filtro al colector de drenaje. La va al colector de entrada est cerrada. Esto provoca la inversin del flujo en el filtro eliminando los slidos en suspensin retenidos en el mismo). Las vlvulas son normal abiertas en el modo de filtracin y normal cerradas en el modo de lavado. Esto significa que el cabezal de filtracin llevar solenoides normal cerrados (NC), y que cuando estos solenoides se activan, dejan pasar flujo de agua hacia la cmara de la vlvula provocando su cambio de posicin. Al finalizar esta activacin, el solenoide vuelve a la posicin normal cerrado comunicando la cmara de la vlvula a la atmsfera, volviendo la vlvula a su posicin inicial de normal abierta. El control de la vlvula se puede realizar con presin de agua o de aire. Este control se inicia mediante un solenoide elctrico o manualmente con un selector de tres vas. Estas vlvulas de tres vas tienen las siguientes caractersticas: - Fcil instalacin y mantenimiento (conexiones rosca, victaulic brida segn modelos).

Incorpora una sola vlvula a la entrada de los filtros comunicando las siguientes vas: Colector de entrada Filtro Colector de drenaje

La presin mnima de funcionamiento de esta vlvula es de 7 mca. Como es un equipo de lavado estndar, la presin mnima a la entrada del cabezal de filtracin tiene que ser de 2,8 Kg/cm2 (en el momento del lavado), con lo que no tendremos problemas de funcionamiento.LAVADO AGUA EXTERNA

Incorpora dos vlvulas, una a la entrada y otra a la salida comunicando las siguientes vas: Vlvula entrada. Colector de entrada Filtro Colector de drenaje

Vlvula de salida. Filtro Colector de salida Colector agua externa


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El lavado con agua externa se utiliza cuando no tenemos suficiente caudal y/o presin de agua para realizar el lavado, con lo que si no estamos en el caso de baja presin, debemos tener en cuenta las condiciones mnimas de presin de funcionamiento de las vlvulas. La presin mnima de funcionamiento es de 7 mca y la recomendada es de 10 mca, pero si utilizamos esta presin para filtrar, cuando el filtro est sucio con una prdida de carga entre la entrada y la salida del filtro de 5 mca, en la vlvula de salida no tendremos la presin mnima para su correcto funcionamiento (Ej: 10 mca a la entrada 5 mca de prdida de carga = 5 mca en la vlvula de salida cuando la presin mnima es de 7 mca). En los equipos de lavado agua externa se recomienda una presin mnima a la entrada del cabezal de 1,5 Kg/cm2 Existen varios tipos de vlvulas de lavado de filtros:1. FLUSHGAL 2

MODO FILTRACIN

Conexin de entrada salida drenaje 2 rosca hembra (complemento de convertidor roscavictaulic bajo pedido) Material constructivo: latn con recubrimiento polister Se utiliza en los filtros de anillas de 2MODO LAVADO

GRFICO PRDIDA CARGA VLVULAS 2 PRDIDA


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VLVULA HIDRULICA FLUSHGAL 2 T

N FIGURA1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

DESCRIPCIN R FG 2 T TAPA R FG 2 T MUELLE R FG 2 T TORNILLO DIAFRAGMA R FG 2 T DISCO DIAFRAGMA R FG 2 T DIAFRAGMA R FG 2 T PISTN R FG 2 T CUERPO CMARA R FG 2 T JUNTA TRICA PISTN R FG 2 T JUNTA CUERPO CMARA R FG 2 T CUERPO R FG 2 T DISCO JUNTA CIERRE R FG 2 T JUNTA CIERRE R FG 2 T BASE JUNTA CIERRRE R FG 2 T TUERCA PISTN

CDIGO 139000550 139001460 139001270 139001245 139001370 139001340


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1. FLUSHGAL 3 4

Las vlvulas de 3 se utilizan para los filtros de anillas de 3 Las conexiones son de 3 (victaulic) en entrada y salida y 2 en drenaje (rosca hembra o victaulic). El material constructivo para 3 y 4 es fundicin con recubrimiento polister. Las vlvulas de 4 se utilizan cuando se utiliza una sola vlvula para mas de un filtro de 3. Las conexiones son: entrada y salida 4 (victaulic) y drenaje 3 (rosca hembra) o 4 (victaulic).

GRFICO PRDIDA CARGA

MODO FILTRACIN

MODO LAVADO


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VLVULAS HIDRULICA FLUSHGAL 3- 4

N GURA1 2 3 4 5 6 7 8 9

DESCRIPCIN R FG TAPA R FG KIT DIAFRAGMA R FG KIT DIAFRAGMA PN16 R FG CUERPO R FG CUERPO VICTAULIC R FG JUNTA TRICA ASIENTO R FG ASIENTO R FG KIT OBTURADOR R FG JUNTA CIERRE R FG JUNTA CUERPO DRENAJE R FG CUERPO DRENAJE

CDIGO 3 139001390 139001400 4 139001390 139001400

139001410 139001330

139001420 139001330 139001340


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RECOMENDACIONES DE INSTALACIN Y PUESTA EN MARCHA13) RECOMENDACIO1) Los filtros deben estar situados sobre una superficie plana 2) Pueden ubicarse en el exterior siempre y cuando se protejan debidamente todas las partes elctricas. 3) El comando de las vlvulas puede ser hidrulico neumtico. Se aconseja utilizar aire siempre que sea posible. 4) La temperatura ambiente puede dar problemas en el comando hidrulico (heladas). 5) El programador de lavado de filtros debe estar en la misma sala que los filtros para poder controlar las funciones del cabezal de filtracin al modificar los parmetros programados. 6) La presin mnima recomendada en el proceso de lavado es de 2,5 Kg/cm2 (presin a la entrada del cabezal de filtracin. 7) La presin mnima de lavado es de 1,5 Kg/cm2 8) El presostato diferencial se tarar a 5 mca 9) La altura del lecho de arena es de 45 cm. 10) Verificar que no hay fugas de agua, comprobar que las juntas victaulic no estn pellizcadas. 11) Se debe asegurar un caudal mnimo en el proceso de lavado.(velocidad 20-40 m/h x superficie del filtro) 12) Controlar la correcta posicin de las vlvulas de tres vas, el flujo del agua debe seguir la direccin marcada en la vlvula. 13) El colector de drenaje debe tener salida libre a la atmsfera con el mnimo de contrapresin. 14) En la puesta en marcha se deben realizar varios lavados antes de enviar agua al depsito de agua filtrada. 15) En el proceso de lavado comprobar con un manmetro presiones de entrada y salida (este manmetro se instala sobre una vlvula de tres vas manual que conecta entrada, salida y atmsfera. 16) Asegurar la ausencia de fuga arena en el proceso de lavado recogiendo una muestra del colector de drenaje y dejndola decantar. 17) Asegurar la ausencia de fuga arena en el proceso de filtrado recogiendo una muestra y dejndola decantar. 18) Se recomienda vehicular el agua de purga de la ventosa hacia un drenaje para que no caiga sobre los filtros, pero de manera que se pueda observar el buen funcionamiento de la ventosa y ver si sale agua continuamente. 19) El tiempo de lavado estndar para cada filtro es de unos 2 minutos.


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COMPROBACIONES DE FUCIONAMIENTO1. Comprobar presiones de entrada, salida en el proceso de filtrado, la perdida de carga debe estar situada en un mximo de 2 mca. 2. Comprobar presiones de entrada, salida y drenaje en el proceso de lavado de cada uno de los filtros. La presin de lavado del equipo (presin de salida menos presin del drenaje debe ser como mnimo de 2,5 Kg/cm2) 3. Comprobar que el caudal que sale por el drenaje en el proceso de lavado es el correcto y es igual para todos los filtros. 4. Comprobar que en proceso de filtracin no sale agua por el colector de drenaje. 5. Comprobar diferencia de calidad de agua a la entrada y a la salida. 6. Verificar que no sale arena en el colector de salida, recogiendo una muestra y dejndola decantar. En caso de existir filtros de control a la salida de cada filtro de arena, comprobar su estado y si ha retenido arena. 7. Comprobar que se produce el cambio de posicin de todas las vlvulas al accionar el solenoide manualmente. 8. Comprobar que en posicin de filtrado no sale agua por el drenaje atmosfrico de los solenoides. 9. Hacer un test de solenoides si el programador lo permite. 10. Verificar que llega agua a la cmara de las vlvulas. 11. Verificar el estado del filtro de toma. 12. Comprobar que por la ventosa de salida de aire no sale agua. 13. Verificar en el programador el nmero de lavados realizados por presostato y a tiempo y contrastarlo con lo previsto. 14. Verificar que se cumplen los tiempos programados en el controlador de todos los procesos de funcionamiento del equipo.


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RECOMENDACIONES DE MANTENIMIENTO1. Abrir los filtros como mnimo una vez al ao y verificar el estado de la arena. 2. Una vez abierto el filtro verificar la granulometra de la arena comparndola con una muestra de la original. 3. Una vez abierto el filtro verificar la altura del lecho de arena y aadir hasta la altura indicada. 4. Una vez abierto el filtro verificar el grado de apelmazamiento de la arena despus de realizar un lavado. Segn el estado ser necesario lavar la arena con productos qumicos o sustituirla. 5. Limpiar peridicamente el estado del filtro de toma y limpiarlo con agua a presin y/o sumergindolo en una solucin de hipoclorito sdico 15% o cido concentrado (HCl, H3PO4, HNO3, H2SO4,) si es necesario para asegurar la limpieza completa del elemento. 6. Sustituir los solenoides condiciones precarias. que estn en

7. Revisar la programacin del programador, adecuarla a las nuevas necesidades si se ha producido algn cambio (cambios en la calidad del agua puede llevar asociado programar un mayor tiempo de lavado. 8. Reparar posibles daos que se detecten en la superficie del cabezal de filtracin para evitar corrosin exterior. 9. Engrasar todas las roscas del equipo para mantenerlas funcionales y libres de corrosin. 10. Inspeccionar el estado de la superficie interior del filtro cuando de abra el filtro. 11. Verificar el estado de las barras de proteccin catdica si las hubiere y sustituirlas si es necesario.


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GUA DE PROBLEMASSNTOMA POSIBLES CAUSAS Problemas en la bomba de impulsin No llega suficiente presin y/o caudal al cabezal de filtracin Aire en la tubera de impulsin SOLUCIN Revisar la bomba Instalar una ventosa para la purga del aire en la tubera de impulsin o revisar si ya estuviera instalada Extraer estos elementos de la tubera, comprobar la presencia de los mismos en el cabezal de filtracin Abrir la tapa de las vlvulas y retirar los objetos que impiden el funcionamiento de la vlvula, verificar los daos causados sobre el diafragma de la vlvula. Cambiar el diafragma

Elementos extraos en la tubera Elementos extraos que impiden el cambio de posicin de la vlvula. Sale agua continuamente por el colector de drenaje

El diafragma de la vlvula est deformado Junta de cierre de la vlvula de tres vas pellizcada Sale agua continuamente a travs de la salida atmosfrica del solenoide Solenoide no cambia de posicin Diafragma de la vlvula agujereado

Cambiar la junta Ver punto siguiente Revisar solenoide, limpiar o sustituir Sustituir diafragma Si hay filtro/s de control, verificarlos y sustituir las crepinas del filtro de arena que han dado fugas. Si no lo/s hay, abrir los filtros y comprobar el nivel de arena de los mismos, vaciar el/los filtros con menor nivel y sustituir las crepinas daadas Cambiar la arena por una de granulometra correcta, comprobar que no queda arena incrustada en las ranuras de las crepinas Cambiar la arena y comprobar que no queda arena incrustada en las ranuras de las crepinas

Sale agua continuamente a travs de la salida atmosfrica del solenoide

Crepinas rotas

En el agua filtrada se detecta arena

La arena tiene menor granulometra que el paso de las ranuras de las crepinas

Se ha producido una gran formacin de finos que no han sido expulsados al exterior en los contralavados (caudal de lavado deficiente)


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El presostato diferencial no da seal No se producen lavados en el cabezal de filtros El programador est mal configurado El programador no emite la seal a los solenoides No llega agua o aire a las vlvulas para realizar el cambio de posicin o la presin es inferior a la presin de filtrado Objeto que impide el cambio de posicin de la vlvula La vlvula manual de tres vas de no est en posicin de automtico Solenoide no acta Problemas con la bomba de impulsin El caudal de agua filtrada es bajo Filtro colmatado El manmetro no funciona Lecho de arena completamente colmatado Despus del lavado no reducimos la prdida de carga

Revisar el presostato Revisar programacin programador Revisar programador Comprobar la lnea de agua de control, regular la presin a un nivel superior a la presin de filtrado Abrir la vlvula y retirar objeto Colocarla en posicin automtico Revisar solenoide Revisar bomba Abrir los filtros y comprobar el estado del lecho de arena, segn el estado limpiar la arena con productos qumicos o cambiarla Revisar manmetro Realizar varios contralavados seguidos con la presin y caudal de lavado correctos, si no se recupera deber realizarse un lavado de la arena o la sustitucin de la misma Aumentar la presin de lavado (presin de salida del filtro perdida de carga vlvula tres vas = 2,5 Kg/cm2) aumentando la presin de entrada o instalando una sostenedora de presin Abrir filtros limpiar las crepinas y sustituir la arena por una de granulometra correcta Verificar que el caudal de lavado est dentro de los parmetros operacionales correctos Liberar de presin el colector de drenaje, Aadir arena Limpiar la arena o sustituirla Revisar manmetro

Alguna vlvula no realiza cambio de posicin (filtro que no realiza lavado)

Presin de lavado insuficiente

Hay arena incrustada en las ranuras de las crepinas Caudal de lavado insuficiente En el colector de drenaje hay presin No hay arena No se detecta prdida de carga a travs del filtro Se han formado vas de paso preferenciales El manmetro no funciona


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Demasiada arena en los filtros Por el colector de drenaje sale arena en el proceso de lavado Exceso de caudal de agua de lavado Est entrando arena a los filtros con el agua sucia No hay arena

Sacar arena hasta el nivel indicado Disminuir el caudal de agua de lavado mediante una vlvula de mariposa colocada en el drenaje Instalar un decantador o un hidrocicln para eliminar la arena de aportacin y cambiar la arena de los filtros Aadir arena Realizar varios contralavados seguidos y limpieza de la arena con productos qumicos o sustitucin de la misma si es necesario.

Se produce fuga de partculas en suspensin a travs del filtro (partculas de tamao superior a las que deberan quedar retenidas en el filtro)

Formacin de vas de paso preferenciales

manual filtracin arena

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