Filtración

Filtración

La filtración es la forma más económica y eficiente de separar sólidos suspendidos que no son removidos por sedimentación.

La filtración es una operación unitaria de gran importancia dentro de un sistema de tratamiento y acondicionamiento de aguas.

el agua fluye a través de un lecho de poroso. Las propiedades del medio, causan que el agua tome caminos erráticos y largos trayectos, lo cual incrementa la probabilidad de que el sólido tenga contacto con otras partículas suspendidas, y con el medio formado en la superficie del gránulo de grava o arena, siendo de esta manera retenido entre el material filtrante.

Se considera un lecho poroso, al que está formado por partículas contiguas que dejan entre ellas huecos o espacios libres y a través de ellos circula el fluido.

La cantidad de espacio libre depende de las variables siguientes:

porosidad de la capa

diámetro de las partículas

esfericidad o forma de las partículas

orientación o disposición del empaquetade de las partículas

rugosidad de las partículas

Estos factores afectan directamente la perdida de carga en el fluido. A medida que el sistema de filtración atrape partículas contaminantes esta irá oponiendo cada vez más resistencia y la caída de presión se irá incrementando con el tiempo.

Es importante considerar la caída de presión que tendremos al instalar un filtro para analizar si afectará de alguna manera el sistema de bombeo, ya que de ser muy grande ésta caída el fluido no estará llegando a su destino o cumpliendo su propósito y habrá que ver la posibilidad de cambiar la bomba por una más potente y quizás más costosa.

La ecuación de Fanning nos permite obtener un factor de fricción adimensional que es función directa de dicha caída de presión:

f= (D_ (∆p))/(2 L v^2 ρ)

Dónde:

D: diámetro de particula.

L: espesor de la capa porosa.

V: velocidad superficial, calculada como si el tubo no contuviese partículas.

ρ: densidad del fluido.

En forma general los filtros se clasifican en filtros de gravedad o filtros lentos y filtros a presión o filtros rápidos.

Un filtro convencional consta de un tanque de algunos metros de profundidad, en el cual se coloca el lecho filtrante sobre un sistema adecuado de drenaje. El flujo pasa del frente del tanque a los drenes del fonde atravesando el medio filtrante.

Para caracterizar un filtro y conocer sus dimensiones para un flujo o gasto de agua determinado se emplea la relación Gasto/Área, (Q/A).

Cuanto menor sea la relación Q/A menor es el gasto o flujo por unidad de área del filtro, lo cual tiene como consecuencia una más eficiente remoción de los sólidos suspendidos, pero por otro lado, si se desea trabajar con bajos valores gasto/área se requerirá de una gran superficie de filtración para un gasto de agua específico.

Podremos clasificarlos según:

El Medio filtrante.

Arena silícea

Antracita

Granate

Ilmenita

Magnetita

Grava

Cascara de coco, pistache cacahuate, etc.

Pastas arcillosas

Mixtos

La velocidad de filtración.

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