Filtros percoladoresFiltros percoladores

DescripciónDescripción Los filtros percoladores no filtran en realidad las aguas residuales, sino que actúan como lechos de contacto (lechos bacterianos). Remueven la materia orgánica de las aguas residuales por medio de la biomasa que se encuentra adherida a la superficie del material filtrante, el cual debe ser inerte a la biodegradación.

La biodegradación de la materia orgánica en los filtros biológicos se realiza mediante la oxidación aeróbica, floculación biológica y descomposición anaeróbica. El oxígeno necesario para la oxidación se suministra por circulación de aire natural o forzada por los espacios vacíos del medio.

ComportamientoComportamiento

La alimentación de agua residual al filtro (la cual proviene normalmente del sedimentador primario), se realiza por medio de un sistema de distribución. Al pasar a través del material filtrante, la materia orgánica del agua residual es degradada por la película microbiana que se encuentra adherida a la superficie.

La población biológica del filtro percolador esta compuesta principalmente de bacterias (aerobias, anaerobias y facultativas), hongos, algas, protozoarios, caracoles, gusanos e insectos (moscas).

Las bacterias facultativas son las que predominan, los hongos proliferan cuando el pH baja; las algas se desarrollan en la superficie, produciendo problemas de taponamiento del filtro, pero ayudan al sistema proporcionando oxígeno durante el día.

Los protozoos y los caracoles, gusanos e insectos tienen como función controlar la población bacteriana.

Estas poblaciones individuales que forman el ecosistema del filtro sufren variaciones de acuerdo a las condiciones ambientales de pH, temperatura, carga orgánica, aireación, nutrientes, etc.

Cuando la película biológica aumenta de espesor, la oxigenación disminuye en la parte más profunda produciéndose un microsistema anaerobio cercano a la superficie del medio filtrante.

En el momento en que los microorganismos de la superficie externa comienzan a morir por falta de la fuente de carbono, pierden su capacidad de adhesión y son arrastrados por el líquido filtrante, comenzando una nueva población en su lugar. Eso depende de la carga hidráulica y orgánica del filtro.

Características de Características de diseñodiseño

El sistema de filtros percoladores esta formado por un sistema de distribución, el medio filtrante, el sistema de drenaje, y un sistema de ventilación (cuando sea necesario).

Sistema de distribuciónSistema de distribución El sistema de distribución el encargado de suministrar el agua residual al lecho filtrante, y pueden estar constituidos por boquillas fijas o rotativas.

Los sistemas rotativos consisten en un brazo distribuidor que gira sobre su centro y que va equipado con unas boquillas, dimensionadas o situadas de tal forma que dan lugar a una distribución uniforme del líquido sobre la superficie del filtro.

El brazo distribuidor puede estar movido por el propio líquido en su descarga (si existe suficiente carga hidráulica) o bien por medio de un motor eléctrico.

El primer sistema, o sistema hidráulico, es el más común y tiene la ventaja de que la velocidad de giro se ajusta automáticamente al caudal a tratar.

La velocidad de giro debe ser de seis revoluciones por hora como mínimo, de manera que cada superficie sea alimentada cada cinco minutos o menos.

Medio filtranteMedio filtrante El medio filtrante debe ser de elevada área

superficial por unidad de volumen, económico y resistente, que no se obstruya fácilmente. Las dos propiedades de mayor importancia respeto al medio filtrante son:

1. El área superficial específica del medio: a mayor área superficial, más grande será la cantidad de biomasa por unidad de volumen.

2. El porcentaje de espacios vacíos: a menor espacio, más grande será la carga hidráulica que no tenga restricción de transferencia de oxígeno.

La selección del material dependerá de su disponibilidad y costo. Generalmente se usa grava, piedra triturada, roca volcánica y materiales sintéticos de diferentes formas (entre los mas comúnmente utilizados se encuentran los anillos Rasching de cerámica de 2 pulgadas de diámetro empacados al azar).

Los filtros con medio de piedra se limitan a profundidades de 0.9144 a 3.48 m (de 3 10 pies), debido a su bajo espacio vacío y a los requerimientos estructurados de soporte. Por otra parte, los de medio sintético ofrecen las ventajas de ser de menor peso, tener grandes áreas superficiales específicas y de espacios vacíos; pueden construirse en una sección cuadrada o cualquiera, y con profundidades de 9 a 12 metros. La desventaja de los empaques sintéticos es que son relativamente caros.

Sistema de drenajeSistema de drenaje El sistema de drenaje tiene por misión recolectar el agua tratada y los lodos biológicos que son separados del medio, conduciéndolos al sedimentador secundario. Los drenes se disponen con una pendiente del orden del 1% hacia el punto o canal de recogida general, y se dimensionan de manera que a caudal de diseño (incluyendo recirculación) la sección este llena hasta la mitad de su altura y la velocidad del flujo sea de 0.6 a 0.9 cm.

Sistema de ventilaciónSistema de ventilación El sistema de ventilación del filtro es

importante, pudiendo ser realizada de dos formas:

1. por vía natural originada por el gradiente de temperatura entre el agua residual y el aire circulante, lo cual genera una corriente de aire, o

2. por ventilación forzada, necesaria cuando los filtros tienen cargas orgánicas altas y son muy profundos.

Cuando el aire tiene una temperatura de aproximadamente 3.4°C superior a la del agua residual, la circulación de aquel será relativamente baja, pero cualquier cambio de temperatura dará lugar a un incremento en la circulación del aire. Cuando el tiempo caliente la circulación del aire es hacia abajo, mientras que en tiempo de frío es hacia arriba.

La ventilación forzada no es necesaria siempre que los drenes estén dimensionados como se india anteriormente y se cumplan las siguientes condiciones:

1. En cada extremo del canal central recolector deben de instalarse respiradores o pozos de registro con tapas de rejilla.

2. En los filtros de gran tamaño, los canales colectores secundarios deben incluir respiraderos situados en la periferia del filtro.

3. La superficie abierta de la parte superior de los drenes de bloques deberá ser, por lo menos, el 15% de la superficie en planta del filtro.

4. El aire de las rejillas en las bocas de los respiraderos deberá ser, como mínimo el 0.4% de la superficie en planta del filtro.

En base a al carga hidráulica y orgánica, los filtros percoladores se clasifican en dos tipos:

1. filtros de baja carga

2. filtros de alta carga.

Baja cargaBaja carga Son sistemas sencillos de baja carga orgánica (0.08

– 0.32 Kg/m3 día) y baja carga hidráulica (1 – 4 m3/m2 día).

Tienen buena eficiencia, soportan cambios de carga orgánica del agua residual.

La población microbiana predominante es de bacterias nitrificantes, razón por la cual el agua tratada es pobre en amoniaco, pero rica en nitrito y nitrato.

Los inconvenientes que presentan este tipo de filtro son: malos olores y la proliferación de moscas.

Este tipo de filtros se utilizan generalmente para aguas residuales municipales de menos de 10,000 habitantes y para aguas residuales industriales con bajas concentraciones de materia orgánica y poco flujo para hacerlos económicamente aceptables.

Alta cargaAlta carga En este tipo de filtros se efectúa una recirculación del aguar tratada, lo cual permite la aplicación de cargas orgánicas mayores.

Las cargas orgánicas a las que trabajan estos filtros son del orden de 0.32 – 1.0 Kg/m3 día y con cargas hidráulicas de 10 – 40 m3/m2 día.

La recirculación evita la obstrucción del filtro y reduce los problemas de olores y desarrollo de moscas.

Desaparición de la película bacteriana de forma brusca

Encharcamiento de la superficie del lecho Olores Moscas en el lecho Formación de espumas en las canaletas de recogida Formación de hielo en el lecho Atascamiento dentro del lecho

ANOMALIASANOMALIAS

Buena puesta en marcha.Control de cojinetes y cierres.Control de los brazos del distribuidor.

Vigilar los aspersores.Inspección visual diaria.

MantenimientoMantenimiento

Las bacterias son organismos unicelulares que no están clasificados entre los animales ni entre las plantas, sino que pertenecen al reino Moneras. Es el reino más primitivo, agrupa a organismos procariotas que carecen de un núcleo rodeado por membranas y de organelas.