FILTRO DE ARENA. Se distinguen Filtración Lenta, Filtración Rápida y Filtración Multicapa:

Transcripción

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2 FILTRO DE ARENA La filtración por arena, carbón activado o antracita consiste en la purificación del agua al atravesar un techo compuesto por uno de los materiales citados. La filtración es utilizada en tos tratamientos de afino de las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (E.T.A.P.) y en tos tratamientos terciarios en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (E.D.A.R.); también puede ser usada como proceso previo a sistemas de riego y en la depuración de Piscinas. Se distinguen Filtración Lenta, Filtración Rápida y Filtración Multicapa: Filtración Lenta: empleada en la preparación de agua potable para eliminar los sólidos en suspensión, donde se deja colar el agua, con velocidad baja y regulada, por un lecho de arena consistente en arena pura con granos de ciertas dimensiones. Procesos físicos, químicos y biológicos purifican el agua. Una particularidad es la formación de una capa de superficie que contiene una actividad altamente biológica y que es esencial para el funcionamiento del filtro. Filtración Rápida: es un modo de tratamiento del agua donde ésta, después de la clarificación, pasa por una capa de arena con el fin de eliminar las partículas remanentes. El filtro puede trabajar por gravedad o por presión. Es necesario invertir el filtro con regularidad para deshacerse del material interceptado, evitando así el taponamiento. Filtración Multicapa: el agua pasa a través de dos o más capas hacia arriba o hacia abajo. La capa más superior se compone de gránulos grandes con poca densidad. En las siguientes capas los gránulos son más pequeños, pero la densidad es más grande.

3 Funcionamiento El funcionamiento de un filtro de arena puede considerarse en tres operaciones: Operación de Filtrado, Operación de Lavado y Operación de Aclarado. 1. Operación de Filtrado: en esta operación se introduce agua hasta expulsar todo el aire contenido en el filtro, este aire sale por el circuito de purga de aire, regulado por ventosas en los extremos. El agua sucia es bombeada a una determinada presión en función de la velocidad de filtrado de forma que es introducida en el filtro por su parte superior, y repartida merced a un tubo perforado, que distribuye uniformemente el fluido en función del caudal, para no remover el lecho filtrante y pueda provocar corrientes preferenciales. La posición de la batería de válvulas para esta operación es la siguiente: Válvula A - cerrada Válvula B - abierta (salida agua filtrada) Válvula C - abierta (entrada agua bruta) Válvula D cerrada 2. Operación de Lavado: cuando exista una descompensación de presión de aproximadamente 1-2 Kg/cm2 entre el manómetro de la boca de entrada en la zona superior del filtro y el manómetro de la boca de salida de agua filtrada en la inferior, se ha de proceder al lavado del filtro. Ello viene motivado al hecho de que el lecho filtrante se halla cargado de las partículas en suspensión del agua que han quedado retenidas. Se toma agua limpia, la que resulta de la operación de filtrado, mediante bombeo. La posición de las válvulas es la siguiente: Válvula A - abierta (entrada agua lavado) Válvula B - cerrada Válvula C - cerrada Válvula D - abierta (salida agua lavado) De esta forma el agua de lavado entra en el filtro por la parte inferior, invirtiéndose el recorrido. El agua de lavado es ayudada a ascender por el filtro merced al grupo de bombeo, además se introduce el aire necesario para levantar el lecho sin crear corrientes preferenciales merced al grupo soplante; se alternan entradas de aire y agua durante unos diez minutos hasta observar en la arqueta de agua de lavado que esta sale cada vez más clarificada. 3. Operación de Aclarado: una vez observado que el agua de lavado sale clara se procede a la operación de aclarado. Con el equipo de bombeo se toma agua de la arqueta de lavado y se introduce por el circuito de filtrado al objeto de lavarlo. Esta operación suele hacerse en unos cinco minutos. La posición de las válvulas es la siguiente: Válvula A - cerrada Válvula 8 abierta (entrada agua de lavado) Válvula C - abierta (salida agua aclarado) Válvula D cerrada

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5 Principios de diseño: Filtro de arena (FA) Los Filtros de Arenas o Carbón Activo HIDROMETÁLICA, están constituidos en su conjunto por los siguientes elementos: Equipo de bombeo y equipo de lavado Estructura Falso fondo Tubuladuras

6 EQUIPO DE BOMBEO Y EQUIPO DE LAVADO El Equipo de Bombeo está compuesto por bomba centrífuga de potencia y caudal adecuados al volumen total a tratar, con motor de 1500 r.p.m. con protección IP-55. El Equipo de Lavado está igualmente compuesto por bomba centrífuga de las mismas características que el equipo de bombeo y de Grupo Soplante de émbolos rotativos. El Soplante de émbolos rotativos se compone de un estator dentro del cual se alojan dos émbolos simétricos, con forma de engranaje bidental que giran en sentido contrario y velocidad uniforme; el líquido a vehicular penetra en la cámara formada por el estator y émbolos que en su giro lo desplazan a la tobera de compresión. El rendimiento volumétrico del soplante es constante permitiendo operar en servicios de presión variable. Por cada vuelta completa del eje de accionamiento se aspiran y comprimen cuatro volúmenes sectoriales unitarios. La ausencia de fricción entre los émbolos hace innecesaria la lubricación en las cámaras de compresión, lo que permite la entrega de aire exento de aceite, ventaja principal y característica valiosa en los procesos químicos. Tabla de soplantes TIPO DN A Ф D F H I L Peso sin motor Manguito flexible Válvula retención 4M M M M M M *Cotas en. Peso en kg

7 ESTRUCTURA La estructura de un filtro está construida en acero A-42b y compuesta por: Virola Fondos tipo Klopper Bocas de hombre Patas Virola es el cuerpo cilíndrico del filtro y en ella se colocan los taladros para las tubuladuras de entrada y salida del agua y boca de hombre para vaciado del material filtrante. Se fabrica en chapa laminada de 3 a 30, con anchuras de 1500 a Fondos tipo Klopper son los casquetes toriesféricos o en asa de cesta que cierran superior e inferiormente la virola; en ellos se preverán los taladros para boca de hombre de llenado y purga de aire en el superior y vaciado y entrada de aire en el inferior. Las Bocas de Hombre tienen un diámetro interior de 20" (513), y van cerradas mediante brida de cierre del mismo diámetro asegurada mediante 20 tomillos M24x110 con tuerca y arandela de acero galvanizado y asa de cogida. Patas servirán de apoyo a todo el filtro, compuestas por cuatro perfiles HEB de dimensiones en función del diámetro del filtro, con chapas de refuerzo en la unión con el fondo Klopper, de espesor 6 a 10 curvadas. Llevarán soldada una placa de anclaje cuadrada de 10 a 15 de espesor con taladros diámetro 22, para colocación de espárragos de anclaje a la losa de hormigón.

8 Tabla de fondos KLOPPER DIN De e Dd H V Peso kg/ De e Dd H V Peso kg/

9 FALSO FONDO Conjunto compuesto por: Placa falso fondo Brida soporte Boquillas filtrantes Placa falso fondo en forma de corona circular de acero de 6 a 15 de espesor en función del diámetro interior del filtro. En ella se prevén los taladros de diámetro 20 para colocar las boquillas filtrantes, que se reparten uniformemente a razón de 50uds/m2 de superficie, de forma que cada boquilla ha de recoger una superficie alrededor de ella de aproximadamente 0.02 m². Para apoyo del falso fondo al fondo Klopper, se sueldan 6 patas con tubo de 2" por la parte inferior. El taladro central de la corona es para registro del fondo. El falso fondo divide al filtro en dos zonas interiores bien diferenciadas. La superior, zona de agua a filtrar, se rellena con la arena o carbón activo de filtrado; la inferior, zona de recolección, es una zona libre donde se recoge el agua filtrada durante la fase de filtración y se introduce el agua y el aire en la fase de lavado (o agua únicamente en los filtros multicapa). Brida soporte formada por placa circular en chapa laminada acero A-42b, que se superpone sobre el falso fondo atornillándose a este, en espesores de 6 a 15. Se preverán los taladros necesarios que coincidan con las boquillas, además de los taladros para sujeción con el falso fondo. Como su nombre indica esta brida sirve de soporte a la brida de la tubuladura de salida de agua del filtro, por lo que irá taladrada para recibir a aquella. Boquillas colectoras de polipropileno roscadas al falso fondo con rosca Gas de 3/4" (19.05 ) de diámetro, son inatascables, con cola larga. Diseño semiesférico de la cabeza, optimizando el reparto hidráulico evitando corrientes diferenciales dentro del filtro y el efecto "cañón" durante el lavado. Alta calidad del material de la serie PPN y elevada superficie libre (1.8 cm) mediante ranuras de 0.2 a 0.5 de paso. Facilitan la operación de lavado a contracorriente.

10 TUBULADORAS La componen cuatro circuitos fundamentales para el proceso de filtración en tubería de acero DIN 2448: Colector de purga de aire Colector reparto de agua bruta y salida agua de lavado Colector reparto de agua de lavado y salida agua filtrada Colector de entrada de aire Batería de válvulas Colector de purga de aire: para salida del aire interior del filtro cuanto este comienza a llenarse, normalmente en diámetro de 1" a 4", con ventosas en los extremos. Colector reparto de agua bruta y salida agua de lavado: introduce el agua bruta en el filtro por la parte superior de este, lleva un tubo con taladros en su parte superior para dar uniformidad al caudal, en función de la velocidad de filtrado. Suele ser de 1 ¼ a 12". Colector reparto de agua de lavado y salida agua filtrada: se sitúa en la parte inferior del filtro, suele ser también de diámetros 1 ¼ a 12". Va acodado en un extremo para mediante brida acoplarse a la brida soporte del falso fondo, en el otro extremo es de prolongación recta con brida que permite su desmontaje. Colector de entrada de aire: se une al soplante mediante manguito flexible con abrazaderas. Su primer tramo lo constituye una lira de altura superior a la entrada del colector de reparto de agua bruta y de diámetro usual 1" a 4". Se utiliza para crear el colchón de aire necesario en la fase de lavado para invertir el proceso del filtro, de una forma uniforme que no cree corrientes preferenciales. Batería de válvulas: son cuatro válvulas para regular las entradas y salidas al filtro, del tipo PN o ANSI-150. De apertura manual o con presostato y apertura hidráulica o neumática. Y 2 válvulas para seleccionar las arquetas de agua filtrada y agua de lavado. DN A B Ф C E F G

11 Características técnicas: Filtro de arena o carbón activo (FA/FCA) HIDROMETÁLICA fabrica de acuerdo con la normativa de la directriz de la Comunidad Europea "Máquinas 89/395/CEE", de recipientes a presión, y con sus modificaciones y adiciones según las directivas 91/368 y 93/44, una gran variedad de FILTROS DE ARENA O CARBÓN ACTIVO. Altura del lecho filtrante aproximadamente 1,20. Presión de trabajo de 2-4 kg/cm² MODELO Ф filtro H filtro Ф salida Pul-DN Caudal (m³/h) en función de la velocidad de filtración (m³/h/m²) FA ¼ FA ½ FA ½ FA FA FA ½

12 MODELO Ф filtro H Filtro Ф Salida Pul-DN Caudal (m³/h) en función de la velocidad de filtración (m³/h/m²) FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA Equipos normalizados horizontales MODELO Diámetro Longitud Ф salida DN Caudal 5 m³/h/m² Caudal 10 m³/h/m² Caudal 20 m³/h/m² Caudal 30 m³/h/m² FA FA FA FA

13 Tratamientos Tratamiento anticorrosivo: Exterior filtros: Chorro abrasivo de arena hasta Sa 2½, según norma sueca SIS Dos manos de brea epoxi de 125 micras cada una. Interior filtros: Control y mantenimiento Chorro abrasivo de arena hasta grado Sa 2 ½ Una mano de imprimación clorocaucho de 30 micras. Dos manos de acabado clorocaucho de 35 micras cada una. El mantenimiento de un filtro de arena a presión consiste en: Control y engrase del grupo soplante y las bombas control del silencioso y filtro del soplante Control cojinetes del grupo soplante Comprobar acústicamente para proceder al recambio cuando sea necesario. Control de las poleas y correas Comprobar periódicamente su destensado y desgaste. Control del acoplamiento del motor a las bombas. En las tareas de mantenimiento y limpieza deberá cuidarse especialmente, que la maquinaria este desconectada y bloqueada para evitar accidentes. Calidad El Filtro de Arena fabricado por HIDROMETÁLICA, posee los correspondientes certificados de calidad, a disposición de cualquier cliente que los solicite. La calidad queda asegurada en cuanto a: Homologación de soldadores y operarios de soldadura según ASME IX Proceso de soldadura GMWA con metal de aportación ER- 70S6 y proceso SMWA con metal de aporte E-6013 Funcionamiento del equipo soplante y bombas según normas ISO Control de soldaduras mediante líquidos penetrantes Acero laminado. Tubuladoras y bridas según norma DIN Valvulería según normas DIN y ANSI

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