13 tips para la selección del medio filtrante de un filtro de agua

¿Cómo seleccionar el medio filtrante adecuado?

La selección del medio filtrante no se puede definir sin previo análisis del agua a tratar. El análisis del agua es imprescindible para determinar qué contaminantes necesitamos remover y en qué concentración se encuentran ya que no es lo mismo tratar un agua con buena calidad previa a la filtración que un año con muchos problemas (alta turbiedad, alto contenido en partículas suspendidas, etc.).

A continuación, se muestra una lista de puntos a considerar para realizar una correcta selección del medio filtrante.

Lista de tips para elegir el medio filtrante correcto

 

  1. Tamaño de partículas que pueden remover. Esto tiene que ver con la calidad de filtración
  2. Capacidad de carga de la turbiedad que puede capturar el filtro. Esto tiene que ver con el tiempo en operación con el que opera el filtro antes de su limpieza o retrolavado así como por el tamaño y porosidad del medio filtrante.
  3. La velocidad de filtración depende del tamaño del grano y también del coeficiente de uniformidad, para tamaños grandes se recomienda Cu= 1.1 a 1.4 cuando mucho para evitar la mayor pérdida de carga por finos, también depende de la profundidad del medio si es muy poco profundo en el espesor no se da la filtración a profundidad y el efluente tiende a salir algo mas turbio.
  4. La capacidad de retención y filtración se da a profundidad por eso requiere lechos profundos mayores a 0.75 m a mayor tamaño del material y profundidad del lecho mayor retención y filtración a profundidad, al reducir el Cu se evita la filtración superficial y se promueve la filtración a profundidad.
  5. Las velocidades de filtración están en función del tamaño del medio filtrante pero también se podría alcanzar con la antracita o con arena de los mismos tamaños, aquí influye la porosidad y la esfericidad del material, con material de tamaño pequeño se mejora la calidad del efluente y se incrementa la colmatación ya sea por adición de algún polímero o coagulante o la turbiedad del agua.
  6. En todos los medios filtrantes es conocida la eficiencia de remoción de turbidez la cual es excelente para granos más finos, pero mayor pérdida de carga. Los filtros de grano fino son los que mejor eficiencia logran por encima de los filtros de grano grueso y filtración a profundidad.
  7. El uso de materiales con mayor peso especifico incrementa los consumos de agua y potencia necesaria en los retrolavados y esto es para lograr un % de expansión específica o particular del medio filtrante y por lo tanto un lavado apropiado .
  8. Los materiales con baja dureza Mohr generan más finos durante los lavados, a mayor velocidad de expansión y turbulencia, mayor formación de finos por la fricción que se produce entre los granos del medio filtrante .
  9. La capacidad de adsorción o intercambio es cierta para la Zeolita pero se reduce con el tiempo en particular cuando no se diseña como medio de suavización para lo cual se requeriría regenerar y si no se tiene esta opción entonces la zeolita se comporta como un medio filtrante cualquiera. La zeolita nueva presenta alta capacidad de adsorción, al inicio de la operación y funcionamiento del medio, pero conforme se va saturando y ensuciando se va perdiendo esta propiedad.
  10. La zeolita también se ha utilizado como medio para remover hierro y manganeso, para lo cual es necesario la adición continua de cloro u otro oxidante, las características de adsorción permiten mantener buena calidad en el efluente por mejor agarre de los óxidos en el medio, pero incluso esto también se logra con arena y antracita.
  11. Se logran máximas cargas y eficiencias de remoción por adición de un polímero al agua para activar la superficie del medio y esto se logra con los lechos mencionados. No es muy práctico la operación a grandes velocidades de filtración ya que se puede romper el floc y salir. A mayores velocidades mayor adición de coagulante y posible incumplimiento de las normas o lo señalado por la FDA (Food and Drug Administration) o SS (Secretaría de Salud).
  12. La zeolita se puede utilizar como medio filtrante como se menciona pero el costo es más elevado que la arena y es casi igual a la antracita con la ventaja de esta última que requiere menores cantidades de agua de lavado a las mismas condiciones.
  13. Los mejores filtros son los de capa múltiple, granate, arena y antracita, con estos se logran las mejores eficiencias de filtración en cuanto a remoción de turbiedad por encima de cualquier otro medio y son utilizados en casos muy especiales.

 

Eficiencia de los medios filtrantes:

La comparación relativa de cuatro medios filtrantes para agua potable o agua de proceso con respecto a los dos parámetros anteriormente considerados son:

Arena filtra partículas mayores de + 20 micras con una carga base de 1.0 X
Arena – Antracita + 15   –>   1.4 X
Multimedia + 12   –>   1.6 X
Zeolita + 5   –>   2.8 X

Esto significa que los filtros de arena – antracita producen más agua filtrada en un 40% más que los filtros de arena y que los filtros multimedia un 60 % más que los de arena y los de zeolita un 180 % (lo más probable es que este valor sea mucho menor, aprox. un 80 %) más que los de arena.

Ya sea que los Filtros Granulares operen bajo presión o a gravedad (abiertos) para un mismo medio de filtración las velocidades de filtración y de retrolavado son básicamente las mismas.

Es importante muestrear periódicamente (AWWA, Octubre de 2011) el lecho filtrante durante la operación de retrolavado y sentir las muestras con las manos para familiarizarse con la consistencia del material. Muestrear a diferentes profundidades, se lavan las muestras con agua limpia y se les analiza la Turbiedad antes y después del Retrolavado, se presentan los resultados en una gráfica. Esto puede servir para determinar la efectividad del retrolavado.

Para saber qué consideraciones se deben tomar en la filtración de partículas en tratamiento secundarios biológicos, pincha aquí!