Principios básicos del filtro rápido de flujo ascendente

Descripción de la tecnología:
La Filtración es el proceso de clarificación del agua que consiste en pasar el agua a través de unas capas de arena, con el fin de retener partículas sólidas en suspensión y eliminar bacterias que se encuentran en el agua y de este modo volverla adecuada para consumo humano.

Los filtros rápidos de flujo vertical se subdividen en filtros de flujo ascendente (FA) y filtros de flujo descendente (FD).

Los filtros rápidos de flujo ascendente, tienen la característica de remover sólidos suspendidos y microorganismos hasta un 80%, pueden remover turbiedades dependiendo de su naturaleza desde 150 NTU hasta 5 NTU.

Un filtro rápido de flujo ascendente consta de varias capas de grava de diferente granulometría que varían desde 0.5 a 1.5 cm colocadas directamente sobre el sistema de drenaje inferior (fondo falso) hasta capas sucesivas más finas, que permiten una penetración profunda en el lecho filtrante de los sólidos suspendidos, dándole al filtro una mayor capacidad de retención del material suspendido presente en el agua.

Procedimiento de implementación de un (FA)
Cálculo de material y dimensiones de estructura:
Primeramente se debe calcular el área del FA y el volumen de las arenas de diferentes granulometrías, el cálculo se realiza en base a la calidad del agua a filtrar (turb < 20 NTU), y el caudal de agua a tratar, por ejemplo 0.5 L/s ó 43.2 m3/día (aproximadamente para una comunidad de 100 familias) con dotación de agua de 70 L/hab-día.

Conociendo el caudal que queremos tratar que es de 43.2 m3/día, procedemos a calcular el área:

Consideraciones Técnicas:
De acuerdo al área relativamente pequeña del filtro, y considerando la implementación en un área rural, estas unidades de filtración pueden construirse en dos tipos de materiales locales.

Primera opción:
Construir los filtros en dos tubos de cemento tamaño estándar (diámetro de 0.50 m y altura de 0.75 m), de uso común en instalaciones sanitarias.

Segunda opción:
Construir los filtros en dos barriles plásticos de diámetro 0.55 m y altura de 0.9 m, dispuestos las unidades en serie, recipientes de uso común como reservorios de agua.

Se recomienda la segunda opción por su viabilidad tanto técnica como económica a nivel rural.

Espesor del medio filtrante:
Cada filtro presentará un lecho filtrante de 0.75 m de altura, pero de diferente granulometría

Volumen del medio filtrante:
(0.225m2*0.6m)*2 = 0.27 m3 de grava fina seleccionada

Seleccionado de la grava gruesa y grava fina:
Se selecciona tres tamaños de grava como medio filtrante en los rangos de 1.0 a 2.5 cm, 0.7 a 1.0 cm y de 0.4 a 0.7 cm.

Soporte del medio filtrante:
Cuando los filtros tienen un diámetro menor a 1 m, el fondo falso será de grava gruesa (1.0 a 2.5 cm).

Lavado de la grava seleccionada:
Una vez seleccionada la grava, se debe lavar por separado con abundante agua para eliminar el material fino, si la grava está limpia, este lavado se puede realizar directamente en el filtro.

Características del lecho filtrante:
El lecho filtrante solo debe tener dos capas de grava

Procedimiento de operación del Filtro
Los sólidos removidos del agua son retenidos en el lecho del filtro, los mismos deben ser removidos cuando se realiza el lavado en contra corriente, mediante el proceso de drenado por el fondo falso.

Recomendaciones para el funcionamiento adecuado del FA Cuando existe presencia de sólidos o turbiedad en el efluente del filtro, es un indicador de que se debe retrolavar el filtro abriendo la llave de drenaje. Es importante mantener los filtros en operación continua para evitar crecimiento de algas en la superficie del relleno. Las llaves de drenaje deben tener diámetros mayores o iguales a 1½ pulgadas (en este ejemplo) para facilitar el drenado.

Limpieza y mantenimiento del filtro.
La limpieza de la unidad de filtración se debe realizar cada vez que se colmate el material filtrante, esto puede apreciarse cuando aflora sólidos sobre la superficie de la arena.

Se recomienda mantener en condiciones óptimas las válvulas de drenaje, evitar la presencia de materiales extraños a la unidad de filtración que comprometan la calidad del agua. En la figura 2 se ilustra los pasos a seguir para la limpieza del filtro.