Uso de Mantas Sintéticas y Naturales en Filtración Lenta en Arena. Una Experiencia en Ambientes Tropicales

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Monica Espejo Rivas
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1 Uso de Mantas Sintéticas y Naturales en Filtración Lenta en Arena. Una Experiencia en Ambientes Tropicales Por: Javier Fernández M., Jorge Latorre M., Fabiola Berón C., Noel Muñoz y Viviana Vargas

2 Introducción La Filtración Lenta en Arena (FLA) se reconoce como una alternativa efectiva para la potabilización del agua La Filtración en Múltiples Etapas (FiME) ayudando a superar las limitaciones de FLA

3 Aun se presentan carreras de filtración cortas que demandan alta dedicación de operador en las labores de operación y mantenimiento Los costos inversión inicial de FLA son del orden del 45 al 65% de FiME.

4 El uso de mantas no tejidas en la superficie del FLA viene siendo estudiado desde inicios de los 80s. Las mantas no tejidas pueden ser un mejor medio filtrante que la Arena: Una manta con área superficial específica de m 2 /m 3, presenta un coeficiente de filtración 4.4 veces mayor que en la arena Mayor capacidad de almacenamiento en la manta (90%) que en la arena (40-50%)

5 Las experiencias muestran que la carrera de filtración de un FLA puede ser extendida en un factor hasta de 8.3, cuando se utiliza una manta sintética. Los procesos se dan en la manta y no en la arena. Las mantas naturales son una opción donde las fibras sintéticas deben ser importadas.

6 Objetivos Estudiar comparativamente el efecto de introducir mantas no tejidas, sintética y naturales, en filtros lentos en arena en variables como la calidad del agua y el nivel de degradación, en un ambiente tropical

7 Metodología Se realizaron estudios previos para establecer el tipo de mantas disponibles en Colombia. Estudio a nivel de planta piloto usando agua cruda del río Cauca y un sistema de pretratamiento en medio grueso Caracterización de la calidad del agua afluente y efluente en Turbiedad, color, coliformes fecales.

8 FGDi FGAS FLA1 FLA2 Río Cauca M1 FGAC M2 FLA3 FGDi FLA4 FGDS FLA5 FLA 1: Felpa FLA 2: NT 2000 FLA3: NT 1400 FLA 4: Eco Musgo FLA 5: Blanco M1: Integrada 1 M2: Integrada 2 ESQUEMA GENERAL PLANTA PILOTO

9 Se introdujeron trozos de manta dentro de los filtros, previamente pesados, y se evaluó su pérdida de peso en el tiempo. Se instalaron piezómetros a diferentes niveles del lecho filtrante para observar el desarrollo de la pérdida de carga. Filtros Lentos operaron Vf =0.15 m/h, altura de lecho = 0.8 m y Altura para pérdida de carga = 0.7 m

10 Características de las mantas seleccionada Propiedad Eco Musgo Felpa Espesor (mm) Porosidad %(calculada) Diámetro promedio de fibra (m) Densidad de Manta (g/cm3) Area superficial Específica (m2/m3) Conductividad hidráulica (mm/s) Número de mantas Espesor total Usado (mm) Tipo de fibra Polipropileno Fique

11 Resultados

12 Color Real (UPC) Turbiedad (UNT) 120 (Unidades) Cruda Integrada1 Integrada2 FLA1-N1 FLA2-S1 FLA3-S2 FLA4-N2 FLA5-Bl. Resultados turbiedad y color, valores promedio

13 Coliformes Fecales (UFC/100 ml) Cruda Integrada1 Integrada2 FLA1-N1 FLA2-S1 FLA3-S2 FLA4-N2 FLA5-Bl. Resultados coliformes fecales, valores promedio.

14 Factor de Aumento Eco Musgo Blanco Duración de Carrera Felpa NT-2000 NT-1400 Factor de aumento Duración de Carrera (días) Resultados duración de carrera

15 Pérdida de Carga (cm) FLA 4 C1-1 ECOMUSGO Días Total Manta Arena Primeros 5cm Drenaje-soporte FLA Blanco 80 FLA 3 -C1 Nt-1400 Resultados Pérdida de Carga, FLA 3, 4 y 5 Pérdida de Carga (cm) días Total Manta Arena Primeros 5cm Drenaje-soporte FLA Blanco

16 Pérdida de Peso (%) y = x R 2 = y = x R 2 = Días Ecomusgo Felpa Resultados degradabilidad

17 Manta Natural Eco Musgo

18 Manta sintética

19 Conclusiones La aplicación de mantas sintéticas no tejidas como la NT 1400 y NT 2000, incrementan la carrera de filtración en un factor de 1.33 a Las mantas naturales no tejidas con fibra de fique presentan limitaciones para su utilización en filtración lenta en arena, debido a su alta degradabilidad.

20 Los espesores de manta utilizados de 12 mm para las sintéticas y de 14 y 18 mm para las naturales debe ser incrementado para obtener un mejor comportamiento en la retención de los sólidos en la manta.

21 Perspectivas La posibilidad de optimizar FLA con la utilización de mantas sintéticas debe incluir la evaluación de la altura del medio filtrante y el incremento de la velocidad de filtración. También se debe explorar la posibilidad de usar este tipo de mantas en las otras etapas de tratamiento de FiME.

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