Es una breve investigación de filtración y sedimentaciòn con tipos y equipos que se utilizan

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16 ReseñasEscribir reseña
Ingeniería ambiental
Escrito por J. Glynn Henry,Gary W. Heinke

2. Las principalesoperacionesunitariasque intervienenenel tratamienode aguassuperficialesson
lasde tamizado,coagulaciòn/floculacion,sedimentaciòn,filtraciònydesinfeccion.
Las operacionesde tratamiento de aguallevanacabounao mas de trestareas fundamentales:
Separacionde sustanciasparticuladascomoarenay arcilla,materiaorganica,bacteriasyalgas;
extraccionde sustanciasdisuleascomolasque causancolor y dureza;extraccionodestruccion
bacteriasy viruspatogenos.
La selecciónde losprocesosde tratamientodependedel tipode fuentede aguayde lacalidad
que se desea.
En ocasiones,el aguasintratamientoyde baja turbidezse tratapor sedimentacionsimple (sin
aditivosquimicos) pararetirarlasparticulasmasgrandes,y despueslafiltracionparaeliminarlas
pocas particulasque nose dedimentaron.Sinembargo,porlocomunlas particulasde aguasin
tratamientosondemaciadopequeñasparasepararse enuntiemporazonablemente breve solo
por sedimetacionyfiltracionsimple.

6. 7

8. https://books.google.com.mx/books?id=ToQmAKnPpzIC&pg=PA396&lpg=PA396&dq=filtracion+y+
sedimentacion&source=bl&ots=Gt6bBZOhxO&sig=y5JpQd2yYw2Wu8TPvflMWWJpyLs&hl=es&sa=
X&ei=NnpLVca9DMHEsAWCzYDACA&sqi=2&ved=0CE8Q6AEwCQ#v=onepage&q=filtracion%20y%2
0sedimentacion&f=false
SedimentaciónLa sedimentaciónse definecomoel procesonatural porel cual laspartículas más
pesadasque el agua,que se encuentranensusenoensuspensión,sonremovidasporlaacción de
la gravedad.Eneste caso hablamosde unasedimentaciónde tipoII(floculenta),enlacual las
partículas al unirse,vanaumentandosumasay consecuentemente,suvelocidadde
sedimentación.Paraaumentarlaeficienciaenel procesopuedenutilizarse sedimentadoresde
tipolamelarenlosque se colocanplacas o láminas,aumentandoel áreade sedimentaciónporm2
de superficie.
FiltraciónLa filtraciónesunprocesode separaciónbasadoenel pasode una mezclasólido- líquido
a travésde unmedioporoso(filtro) que retieneel sólidoypermite el pasodel líquido(filtrado).
En el caso de estudiose utilizarán3filtroscuyomantoestará compuestoporpiedra(granometria:
30-20, 20-12, 12-6 mm),grava(granometria:6-1.2, 1.2-0.9 mm),arena(granometria:0.6mm) y
antrasita.La velocidadde filtraciónmediaseráde 130 m3 /m2 día y el volumenaguade lavadode
30 m3 en5 minutos.
“Guía para el diseñode desarenadoresysedimentadores”OPSCEPIS.Lima2005.
Remocióndel ArsénicomedianteCoagulación,FiltraciónySedimentaciónEspecializacióny
Maestría en IngenieríaAmbientalUTN FRBB – SeminarioAgua– Año2010
http://www.edutecne.utn.edu.ar/agua/Agua_Remocion_arsenico.pdf

9. Sedimentación.Lasedimentaciónconsiste enlaseparación,porlaacción de la gravedad,de las
partículas suspendidascuyopesoespecíficoesmayorque el del agua.Es una de las operaciones
unitariasmásutilizadasenel tratamientode lasaguasresiduales.Lostérminossedimentacióny
decantaciónse utilizanindistintamente.Estaoperaciónse empleaparalaeliminaciónde arenas,
de la materiaensuspensión,delflóculobiológicoenlosdecantadoressecundarios,enlos
procesosde lodoactivado,tanquesde decantaciónprimaria,de losflóculosquímicoscuandose
emplealacoagulaciónquímica;ypara la concentraciónde sólidosenlosespesadoresde lodo.En
la mayoría de loscasos, el objetivoprincipal eslaobtenciónde unefluente clarificado,pero
tambiénesnecesarioproducir unlodocuyaconcentraciónde sólidospermitasufácil tratamiento
y manejo.Enel proyectode tanquesde sedimentación,esnecesarioprestaratenciónenla
obtenciónde unefluenteclarificado,asícomoa la producciónde un lodoconcentrado.Enfunción
de la concentraciónyde latendenciaala interacciónde laspartículas,se puedenproducircuatro
tiposde sedimentación:a.Discretab.Floculentac.Retardada(tambiénllamadazonal) d.
CompresiónEnlasiguiente tablase resume cadaunade ellas.

10. SedimentaciónaceleradaLasedimentación,se produce debidoalaacciónde la fuerzade la
gravedaddentrode un campode aceleraciónconstante.Laeliminaciónde partículas
sedimentablestambiénpuedellevarse acaboaprovechandolaspropiedadesde uncampode
aceleracionesvariable.Paralaeliminaciónde arenasdel aguaresidual se handesarrollado
numerososaparatosque aprovechantantolaacción de las fuerzasgravitacionales,comolaacción
de la fuerzacentrífugay lasvelocidadesinducidas.Losprincipiosenlosque se basauno de estos
aparatos,conocidocomo Teacupseparator(separadorenformade taza de té).A primeravista,el
separadortiene formade cilindroachatado.El agua residual se introduce tangencialmentecerca
del fondodel cilindro, yse extrae porlaparte superiordel mismo,tambiéntangencialmente.La
arena se extrae poruna aberturadispuestaenel fondodel elemento.Aplicación.La
sedimentacióneslaseparaciónde partículassuspendidasmáspesadasque el aguamediante la
acción de la gravedad,el propósitofundamental esobtenerunefluente clarificadosinembargose
presentatambiénunlodoconcentradoconbase a la concentraciónyla tendenciade interacción
entre lapartículas puedenefectuarse cuatroclasificacionesgeneralessobre laformaenque
dichaspartículas se depositan.TipoNo.1.Se refiereala sedimentacióndiscretade partículasen
una suspensiónde concentraciónbaja,laspartículasse depositancomoentidadesindividualesy
no existe interacciónconlaspartículaspróximas.Ing.MiriamVegaLoyola.94 La sedimentaciónde
partículas discretasse analizanmediante lasleyesseñaladasporNewtonyStokes.
Filtración.A pesar de que la filtraciónesuna de las principalesoperacionesunitariasempleadas
en el tratamiento del agua potable,la filtraciónde efluentesprocedentesde procesosde

11. tratamiento de aguas residualesesuna práctica relativamente reciente.Hoyen día,la filtración
se emplea,de modo generalizado,para conseguiruna mayor eliminaciónde sólidosen
suspensión(incluidalaDBO y la materia particulada) de losefluentesde losprocesos de
tratamiento biológicosy químicos,y tambiénse empleapara la eliminacióndel fósforo
precipitadopor vía química.El diseñode losfiltrosylavaloraciónde sueficaciadebe basarse en:
a. La comprensiónde lasvariablesque controlanel procesob.El conocimientodelmecanismo,o
mecanismos,responsablesde laeliminaciónde lamateriaparticuladadel aguaresidual.La
operaciónde losfiltrosestáenfunción de lossiguientesfactores:1.Descripciónde laoperación
de filtración.2.Clasificaciónde lossistemasde filtración.3.Variablesque gobiernanel proceso4.
Mecanismosde eliminaciónde laspartículas5. Análisisgeneral de laoperaciónde filtración 6.
Análisisde lafiltraciónde aguasresiduales7.Necesidadde estudiosenplantapiloto.Ing.Miriam
VegaLoyola.112 Descripciónde laoperaciónde filtración
La operacióncompletade filtraciónconstade dosfases:filtraciónylavadooregeneración
(comúnmente llamadalavadoacontracorriente).Mientrasladescripciónde losfenómenosque se
producendurante lafase de filtraciónes,prácticamente,idénticaparatodoslossistemasde
filtraciónque se empleanparalasaguas residuales,lafase de lavadoesbastante diferenteen
funciónde si el filtroesde funcionamientocontinuoosemicontinuo.Tal comoexpresansus
nombres,enlosfiltrosde funcionamientosemicontinuolafiltraciónyel lavadosonfasesque se
dan una a continuaciónde laotra,mientrasque enlosfiltrosde funcionamientocontinuoambas
fasesse producende formasimultánea.
Operacionesde filtraciónsemicontinuas.Se identificantantolafase de filtracióncomode lavado
de un filtroconvencionalde funcionamientosemicontinuo. Lafase de filtraciónenlaque se
eliminalamateriaparticulada,se llevaacabo haciendocircularel aguatravésde un lecho
granular,con o sinla adiciónde reactivosquímicos.Dentrodel estratogranular,laeliminaciónde
lossólidosensuspensión contenidosenel aguaresidual se realizamedianteuncomplejoproceso
enel que intervienenunoomásmecanismosde separacióncomoel tamizado,interceptación,
impacto,sedimentaciónyadsorción.El final del ciclode filtrado(fase de filtración),se alcanza
cuandoempiezaaaumentarel contenidode sólidosensuspensiónenel efluente hastaalcanzar
un nivel máximoaceptable,ocuandose produce una pérdidade carga prefijadaenlacirculacióna
travésdel lechofiltrante.Idealmente,ambascircunstanciasse producensimultáneamente.Una
vezque se ha alcanzadocualquierade estascondiciones,se terminalafase de filtración,yse debe
lavarel filtroa contracorriente paraeliminarlamateria(sólidosensuspensión) que se ha
acumuladoenel senodel lechogranularfiltrante.Ing.MiriamVegaLoyola.113
Para ello,se aplicauncaudal de agua de lavadosuficienteparafluidificar(expandir)el medio
filtrante granularyarrastrar el material acumuladoenel lecho.Paramejorary favorecerla
operación de lavadodel filtro,suele emplearse unacombinaciónde aguay aire.En lamayoría de
lasplantasde tratamientode aguasresiduales,el aguade lavado,que contienelossólidosen
suspensiónque se eliminanenel procesode filtración,se retornaalasinstalacionesde
sedimentaciónprimariaoal procesode tratamientobiológico.

12. Clasificaciónde lossistemasde filtraciónSe haproyectadoyconstruidodiversosmodelosy
sistemasde funcionamientode filtros.Losprincipalestiposde filtrosde mediogranularse
clasificanatendiendoa:
 Tipode funcionamiento; 
Tipode mediofiltranteempleado; 
Sentidode flujodurante lafase de filtración;
 Procedimientode lavadoacontracorriente
 Métodode control del flujo.
En el tratamientode aguasresiduales,lafiltraciónesunaoperaciónutilizadapararemoversólidos,
material nosedimentable,turbiedad,fósforo,DBO,DQO,metalespesados,virus;esdecir,para
aseguraruna calidadsuperiordel efluente secundario.Lamayorexperienciaenlautilizaciónde la
filtraciónparatratamientode aguas,proviene deldiseñoyoperaciónde filtrosde mediogranular
para la obtenciónde aguapotable.Sinembargo,aunque el diseño,laconfiguraciónfísicayla
operaciónde losfiltrostienenlosmismosprincipiosbásicosenambasaplicaciones,debe
considerarse que haydiferenciasmuyimportantesentrelaaplicaciónde lafiltraciónparaagua
potable ypara efluentessecundariosde aguasresiduales.Lafiltraciónse puede usarpara depurar
efluentessecundarios,sinagregarcoagulantes;conagregación,antesde lafiltraciónoantesdel
sedimentadorIng.MiriamVegaLoyola.114 secundario,yparadepuraraguas residuales,
previamentecoaguladas,floculadasysedimentadas,enunaplantade tratamientofisicoquímico.
La remociónde lossólidossuspendidoscontenidosenel aguaresidual,dentrodel lechofiltrante
granular,entodoslos casos,esel resultadode unprocesomuy complejoque involucra
mecanismosde remocióndiferentescomo el cribado,adsorción,absorción,floculacióny
sedimentación.
El filtrotípicoconvencional monomedio,esel que utilizaarenaoantracitacomo mediofiltrante y
operapor gravedadcon tasa de filtraciónconstante ovariable.
Otro filtroesel ascensional profundomonomedio,este cuentaconlassiguientesventajas:  La
filtraciónprocede de unmediogruesoafino,utilizasolounmediofiltrante ypermite usarun
mediocontamaño efectivomásgrande ycon mayorcoeficientede uniformidad.  El tiempo
requeridoparalavadoesmenorporque el tiempode drenaje esmínimo.  Se puede usaragua
cruda para lavado,disminuyendolacantidadde agua que debe filtrarse dosveces.Laprincipal
desventajade estaúltimaconfiguración,radicaenlanecesidadde proveerunarejillaque retenga
el mediofiltrante ensusitio,cuandose ejerce lafuerzaascensionalparalafiltración.Losfiltrosde
presiónpuedennecesitarse paraundiseñoeconómicoyse usanen plantaspequeñas;esestasla
filtraciónse realizaenun tanque cerrado,conpresiónsuministradaporunabomba,por lo que
puedenoperarconpérdidasfinalesde energíaaltas,menorconsumode lavado.Comodesventaja
de estosfiltrosesladificultadparahacerobservación,inspecciónycambiodel mediofiltrante,a

13. menosque se cuente conun acceso fácil al filtro.Ing.MiriamVegaLoyola.115 El diseñode un
filtroparaaguas residualesrequiere de unaselecciónapropiadadel tamañodel mediofiltrante,de
la profundidaddel lechode filtración,de latasade filtraciónyde la perdidade lacarga disponible
para filtración.Evidentemente,lamejormanerade seleccionardichosparámetrosyproveerun
diseñode costomínimoesdesarrollarunestudioconlaplantapilotoque permitadeducirlos
requisitosdel sistemade filtración.Lasrecomendacionesprincipalesparadiseñode filtros,
destinadosal tratamientode efluentessecundarios,son:  Se debe evaluarlavariabilidadde la
carga hidráulicayde sólidossuspendidosparaevitarcarrerascortas de filtraciónyconsumos
excesivosde aguade lavado.  Es preferible utilizarfiltrosque permitanlapenetraciónde sólidos
suspendidos,esdecir,sistemasde filtraciónde gruesosafinos.El mediofiltrante sobre el ladode
entradadel afluente debeteneruntamañoefectivonomenorde 1 a 1.2 mm.  La tasa de lavado
debe sersuficienteparafluidizarlosgranosmásgruesosde cada componente del lechofiltrante.
Mediosmás uniformesreduciránlatasade lavadorequeridaysonmás deseables,aunque más
costosos.  Se debe evaluarel efectode larecirculacióndelaguade lavado,atravésde la planta,
sobre la tasa de filtraciónysobre laduraciónde la carrera de filtración.