Guia Para El Diseño De Sitemas De Filtración

GUÍA PARA DISEÑO DE SISTEMAS DE TRATAMIENTO DE

FILTRACIÓN EN MÚLTIPLES ETAPAS

Lima, 2005

OPS/CEPIS/06.174

UNATSABAR

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Tabla de contenido

Página

1. Introducción……………………………………………………………………… 3

2. Objetivos………………………………………………………………………… 3

3. Definiciones y abreviaturas……………………………………………………… 3

4. Aplicación……………………………………………………………………….. 4

5. Consideraciones generales

5.1. Estudio de campo………………………………………………………….. 5

5.2. La fuente…………………………………………………………………... 5

5.3. Calidad de agua cruda……………………………………………………... 5

5.4. Captación de agua…………………………………………………………. 5

5.5. Canal de entrada…………………………………………………………… 6

5.6. Control y medición de caudal……………………………………………… 6

6. Filtración en múltiples etapas

6.1 Filtro grueso dinámico……………………………………………………… 6

6.2 Filtro grueso ascendente ……………………………………………………. 7

6.3 Filtro lentote arena………………………………………………………….. 8

7. Alternativas de tratamiento FiME………………………………………………… 9

8. Otras alternativas de pretratamiento………………………………………………. 10

9. Análisis de riesgo y vulnerabilidad……………………………………………….. 11

10. Criterios de diseño de los componentes

10.1. Consideraciones especificas………………………………………………... 11

10.2. Filtro grueso dinámico……………………………………………………… 12

10.3. Filtro grueso ascendente ……………………………………………………. 15

10.4. Filtro lento de arena…………………………………………………………. 18

11. Bibliografía……………………………………………………………………….. 22

Anexos……………………………………………………………………………………. 23

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Guías para diseño de sistemas de tratamiento de filtración en múltiples etapas

1. Introducción

La tecnología de Filtración en Múltiples Etapas (FiME) consiste en la combinación

de procesos de filtración gruesa en grava y filtros lentos de arena. Esta tecnología debe

estar precedida de un detallado proceso de análisis técnico, social y de las capacidades

locales de construcción y operación de la planta. En particular, constituye un factor crítico

la disponibilidad de asistencia técnica a corto y mediano plazo.

La FiME puede estar conformada por dos o tres procesos de filtración, dependiendo

del grado de contaminación de las fuentes de agua. Integrada por tres procesos: Filtros

Gruesos Dinámicos (FGDi), Filtros Gruesos Ascendentes en Capas (FGAC) y Filtros

Lentos de Arena (FLA). Los dos primeros procesos constituyen la etapa de pretratamiento,

que permite reducir la concentración de sólidos suspendidos.

Conforme circula el agua las partículas más pequeñas son eliminadas, hasta llegar al

filtro lento de arena, reconocido como una tecnología sencilla, confiable y eficiente, pues

puede producir agua de baja turbiedad, libre de impurezas suspendidas y virtualmente libre

de entero-bacterias, entero-virus y quistes de protozoarios.

2. Objetivo

Proporcionar criterios básicos de diseño para la implementación de una planta de

filtración en múltiples etapas (FiME) en un medio rural.

3. Definiciones y abreviaturas

Definiciones

• Afluente: Líquido que ingresa a un componente.

• Agua cruda: agua no sometida al proceso de tratamiento.

• Caudal: Volumen expresado en litros por segundo (lps) para el cual es diseñada la

unidad.

• Control: Proceso permanente y sistemático de comprobación, mediante programas

establecidos de muestreo y otros procedimientos.

• Desinfección: Proceso que consiste en eliminar los microorganismos patógenos que

pueden estar presentes en el agua, mediante el uso de equipos especiales o sustancias

químicas.

• Efluente :Líquido que sale de un proceso de tratamiento

• Filtro: Elemento que, interpuesto en un flujo, permite eliminar parte de los elementos

de ese flujo, normalmente elementos no deseados.

• Múltiples etapas de tratamiento: Implica tener más de una etapa de tratamiento.

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• Materia Orgánica Natural o Color Real: Asociado a carbono orgánico disuelto o

sustancias húmicas.

• pH: Medida de la acidez (< 7) o alcalinidad (> 7) de un compuesto.

• Turbiedad: Falta de Claridad de un líquido, causada por las partículas suspendidas.

Definido por la medida de dispersar la luz a través de una muestra. Se usan índices

como FTU, NTU, etc.

Abreviaturas

• Ad: área del dren (m2)

• Af: Área del filtro de cada unidad (m2).

• AL: área lateral de la tubería (m2).

• Ao: área del orificio (m2)

• As: Área supeficial (m2)

• At: Área total del filtro (m2).

• b: Ancho de unidad (m).

• dh: diámetro hidraulico (m)

• FGDi: Filtro grueso dinámico.

• FGAC: Filtro grueso ascendente en capas.

• FGAS: Filtro grueso ascendente en serie, pueden ser en series de 2 (FGAS2) o en serie

de 3 (FGAS3).

• FLA: Filtro lento de arena.

• H: altura (m).

• hf: perdida de carga (m)

• K: coefciente minimo costo.

• L: longitud de unidad (m).

• N: Número de filtros.

• n: número de orificios

• NTU: Nephelometric Turbidity Unit. Unidad de la turbiedad (carencia de la claridad)

obtenida midiendo la dispersión de la luz en un líquido.

• P: perímetro de dren (m)

• Qd: caudal de diseño (m3/h).

• Qf: caudal del filtro (m3/h).

• Qmd: Caudal máximo diario (m3/s)

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