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6.2: Tasas de Filtración

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    Uno de los procesos más importantes en una planta de tratamiento de agua es la filtración. Es la última barrera entre el proceso de tratamiento y el cliente. Los filtros atrapan o eliminan partículas del agua reduciendo aún más la turbidez o turbidez. Hay diferentes formas, tamaños y tipos de filtros que contienen un lecho o una combinación de lechos de arena, carbón antracita o alguna otra forma de material granular.

    Los filtros de arena lentos son el tipo más antiguo de filtración de agua municipal y tienen tasas de filtración que varían de 0.015 a 0.15 galones por minuto por pie cuadrado de área de lecho filtrante, dependiendo de la gradación del medio filtrante y la calidad del agua cruda. Los filtros de arena rápidos, por otro lado, pueden tener tasas de filtración que van desde 2.0 a 10 galones por minuto por pie cuadrado de área de lecho filtrante. Por lo general, los filtros de arena rápidos requerirán ciclos de retrolavado más frecuentes para eliminar los desechos atrapados de los filtros.

    El lavado a contracorriente es la inversión del flujo a través de los filtros a una velocidad mayor para eliminar las partículas obstruidas de los filtros. Los tiempos de ejecución del lavado a contracorriente pueden ser de 5 a 20 minutos con tasas que van desde 8 a 25 galones por minuto por pie cuadrado de área de lecho filtrante, dependiendo de la calidad del agua prefiltrada.

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    Figura\(\PageIndex{1}\)

    Las tasas de filtración y retrolavado se calculan dividiendo el caudal a través del filtro por el área superficial del lecho filtrante. Por lo general, estas tasas se miden en galones por minuto por pie cuadrado de área del lecho filtrante.

    • Caudal (gpm) /Superficie (pies cuadrados) = Velocidad de filtración

    Aunque las tasas de filtración se expresan comúnmente como gpm/ft 2, también se expresan como la distancia de caída (en pulgadas) dentro del filtro por unidad de tiempo (en minutos). Durante el lavado a contracorriente se expresa con las mismas unidades solo por “subida” en el filtro. Vea el ejemplo a continuación.

    • Tasa de Filtración = Caída (pulgadas) /Tiempo (min)
    • Tasa de retrolavado = Aumento (pulgadas) /Tiempo (min)

    Ejemplos

    Express 2.5 gpm/ft 2 como in/min.

    Primero, convierta gpm a cfm. El propósito de esto es comenzar a hacer coincidir la unidad de “pulgadas” en in/min con los “pies cúbicos en cfm.

    • (2.5 gal/min) /sq.ft x 1 cf/7.48 gal = 0.33 cfm/sq.ft
    • 2.5 gpm/sq.ft x 1 cf/7.48 gal = 0.33 cfm/sq.ft

    Si miras la respuesta anterior de (0.33 cf/m) /sq.ft más de cerca puedes ver que también se puede expresar como 0.33 pies/min ya que los pies cuadrados y cf se cancelan entre sí a pies.

    Una vez que tengas “pies por minuto” puedes convertir fácilmente a “pulgadas por minuto” multiplicando por 12.

    • 0.33 pies/min x 12 pulgadas/1 ft = 4 pulgadas/min

    Probemos otro ejemplo: ¿Cuál es la tasa de filtración a través de un filtro de 20' por 20' si el flujo promedio a través del tratamiento es 2.5 MG?

    Primero, convierta 2.5 MGD a gpm. Para ello divide 2.5 MGD por 1,440.

    • 2,500,000 gal/día x 1 día/1,440 min = 1,736 gpm

    Luego divida el flujo por el área del filtro (20' x 20' = 400 pies cuadrados).

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    Figura\(\PageIndex{2}\)
    • 1,736 gpm/400 pies cuadrados = 4.34 gpm/pies cuadrados

    Ahora, calcula las pulgadas por minuto.

    En lugar de 7.48 galones por pie cúbico y 12 pulgadas por pie, existe un factor de conversión que también se puede utilizar.

    • 1.6 pulgadas/min = 1 gpm/sq.ft

    Ejercicios


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