Filtros Percoladores

ITM
ING QUIMICA
YAZMIN MENDOZA CASTILLO

2. El primer filtro percolador se puso en funcionamiento en Inglaterra en
1893. El concepto de filtro percolador nació del uso de filtros de contacto,
que eran estanques impermeables rellenos de piedra machacada. En su
funcionamiento el lecho de contacto se llenaba con el agua residual
desde la parte superior y se dejaba que se pusiese en contacto con el
medio durante un corto periodo de tiempo. El lecho se vaciaba a
continuación y se le permitía que reposase antes de que se repitiera el
ciclo. Un ciclo típico exigía 12 horas de las cuales había 6 horas de
reposo.

4. El filtro percolador moderno consiste en un lecho formado por un
medio sumante permeable al que se adhieren los microorganismos
y a través del cual se filtra el agua residual. El medio filtrante
consiste generalmente en piedras cuyo tamaño oscila de 2,5 a 10
cm de diámetro. La profundidad de piedras varían en cada diseño
particular, generalmente de 0,9 2,4 m con una profundidad media
de 1,8 m. Existen filtros percoladores que utilizan unos medios
filtrantes plásticos, que constituyen una innovación mas reciente y
que se construyen de sección cuadrada u otra cualquiera, con
profundidades de 9 a 12 m. el lecho del filtro es generalmente
circular y el liquido a tratar se rocía por encima del lecho mediante
un distribuidor giratorio.

5. Cada filtro posee un sistema de desagüe inferior para
recoger el liquido tratado y los sólidos biológicos que se
hayan separado del medio. Este sistema de desagüe
inferior es importante, tanto como instalación de
recogida como su estructura porosa a través de la cual
puede circular el aire.

6. Los filtros percoladores son considerados como tratamiento secundario
del agua residual. En estos se pueden alcanzar una calidad del efluente
de 20 a 30 mg/L de DBO.
Estos también se consideran como una unidad de pre-tratamiento o
acondicionamiento para el tratamiento del agua residual del tipo
industrial o combinado con el agua residual.
Estos además de remover la materia orgánica y sólidos suspendidos
pueden eliminar nitrógeno y fosforo.
Estos son particularmente vulnerables a cambios climatológicos
variando considerablemente en las estaciones de invierno y verano.

7. Los principales factores que se deben considerar en el
diseño de percoladores son:
 Composición
 Tratabilidad del Agua Residual
 Pre tratamiento Medio de Soporte
 Profundidad del Reactor
 Recirculación
Cargas e Hidráulica
Ventilación y temperatura

8. Como el proceso de tratamiento del agua residual
por filtros percoladores corresponde a una
oxidación bioquímica, la determinación de DBO
a los 5 días y 20 C es el principal parámetro
para asegurar la fuerza del agua y la calidad
del efluente. Esta se utiliza con el flujo para
calcular la carga orgánica.

Se deben considerar para el tratamiento del agua residual, las
variaciones horarias, diarias y estacionales del volumen y fuerza
de la misma. Tales variaciones deben ser consideradas en el
diseño de plantas ya que permiten definir la rapidez del
efluente.

9. La tratabilidad de un agua residual depende de la relación de la
materia orgánica coloidal y soluble. El sistema rápidamente captura la
materia coloidal por el proceso combinado de floculación y adsorción y
no por la oxidación biológica. Los orgánicos solubles son capturados
con menor rapidez de la corriente de agua residual y tiene un menor
tiempo de residencia. El proceso de filtro percolador no es apropiado
para tratar agua residual tipo industrial que contenga un alto
contenido de materia orgánica soluble.

10. El grado del agua residual puede afectar el
funcionamiento y diseño de los filtros percoladores.
La homogenización, neutralización, ple cloración y
preaeración son los procesos comúnmente
empleados para mejorar la operación del filtro
percolador cuando las características del influente
son muy variables. Es necesario evaluar todas las
consideraciones económicas que implica el
tratamiento.

11. Las propiedades de mayor interés en la selección del medio de
soporte a emplear en un filtro percolador son el área superficial y el
porciento de espacios vacios . Las áreas superficiales grandes
permiten una mayor cantidad de masa de película biológica por
unidad de volumen. Los espacios vacios permiten mayores cargas
hidráulicas alcanzando una mayor transferencia de oxigeno.

12. La profundidad en los filtros de baja tasa mejora la
nitrificación potencial y en algunas ocasiones es usado
como la segunda etapa de un sistema biológico de
tratamiento secundario cuando se desea un efluente
nitrificado.
Un elemento importante en el diseño de los filtros, es la porción en
el efluente del filtro. Esta practica se le denomina circulación y la
relación de flujo retornado a ingresar a este, es llamada relación
de circulación. Este factor es considerado como un elemento
importante del diseño de filtros de piedra por el aparente
incremento en la eficiencia de remoción de DBO.

13. La ventilación de los filtros es importante para mantener las
condiciones aerobias necesarias y asegurar la efectividad del
tratamiento. Si se proveen corredores adecuados, la diferencia de
la temperatura del aire y la temperatura del agua residual, generan
gradientes que producen la aireación necesaria. Se recomienda
que las paredes filtros no rebasen el nivel del empaque a fin de
disminuir la ventilación.
Existen diferencias significativas de los filtros entre las épocas de
verano e invierno. En general la calidad en el efluente se deteriora
bajo condiciones climáticos invernales ya que la recirculación
durante los meses de invierno disminuye la temperatura en el
interior del filtro, abatiendo la eficiencia en un 21 %

14. Decantador
primario
Filtro Clarificador
Recirculación
Afluente Efluente
Decantador
primario
Filtro Clarificador
Recirculación
Afluente
Efluente

15. Decantado
r primario
Filtro de
primera
fase
Filtro de
segunda
fase
Clarifica
dor
RecirculaciónRecirculación
Afluente
Efluente
a)
Decanta
dor
primario
Filtro de
primera
fase
Clarifica
dor
Filtro de
segunda
fase
Clarifica
dor
Recirculación Recirculación
Afluente
Efluente
b)

16. Decantado
r primario
Filtro de
primera
fase
Filtro de
segunda
fase
Clarifica
dor
Recirculación
Recirculación
Afluente
Efluente
b)

17. MEDIO
FILTARNTE
ROCA
ESCORIA
ROCA,
ESCORIA
ROCA,
PLASTICO
PLASTICO PLASTICO ROCA,
PLASTICO
CARGA
HIDRAULICA M/
M x ida
1-4 4-10 10-40 40-200 160-553 10-40
CARGA
ORGÁNICA KG
DBO/M ida
0.08-0.320.24-0.480.32-1.0 0.8-0.6 2.57-10.67 0.32-10
PROFUNDIDAD,
M
1.80-2.401.80-2.400.1-1.80 3-12 4.50-16 1.80-2.40
RELACION DE
CIRCULACION
0 0-1 1-2 0-2 1-4 0.5-2
PRESENCIA DE
MOSCAS
MUCHAS VARIAS POCAS POCAS O
NINGUNA
POCAS O
NINGUNA
POCAS O
NINGUNA
DESPRENDIMIE
NTO DE
CULTIVO
BIOLOGICO
INTERMEI
TENTE
INTERME
ITENTE
CONTINUO CONTINUO CONTINUO CONTINUO
EFICIENCIA DE
REMOCION DE
DBO
80-90 50-70 65-85 65-85 40-65 85-95
CARACTERISTICA BAJA
INTERME
DIA ALTA SUPERALTA
FILTROS DE
DESBASTE
FILTROS
DE DOS
ETAPAS
CARGA
TABLA 2.1 CLASIFICACION DE FILTROS ROCIADORES

18. Microbiología del proceso
La comunidad biológica presente en un filtro se compone principalmente de protistas, incluyendo
bacterias facultativas aerobias y anaerobias, hongos, algas y protozoos . Suelen también
encontrase en algunos animales superiores como gusano, larvas de insectos y caracoles.
Las bacterias facultativas son los microorganismos predominantes en el filtro percolador y, junto
con las bacterias aerobias, su misión es descomponer la materia orgánica del agua residual.

,

19. Entre las especies bacterianas normalmente asociadas con el filtro
percolador están Achromobacter, flavobacterium, pseudonomas y
alcalígenas.
flavobacterium
Pseudonomas Alcalígenas.

20. Dentro de la capa viscosa donde prevalecen condiciones adveras al
crecimiento, existen las formas filamentosas Sphaerotilus y Beggiatoa.
En las zonas mas bajas del filtro, se encuentran las bacterias nitrificantes
nitrosomas y nitrobacter
Beggiatoa.
Sphaerotilus
Nitrosomas
Nitrobacter

21. Los hongos son también causantes de la estabilización del agua
residual, pero su contribución solo es importante a pH bajo o con
ciertas aguas residuales industriales. A veces su crecimiento puede
ser tan rápido que en le filtro se obstruye y restringe la ventilación .
Entre las especies de hongos se encuentran : Fusazium, Mucor,
Penicillium, Geotrichum, y diversas levaduras.

22. Las algas solo pueden crecer en las capas superiores del filtro donde puede llegar la
luz solar . Entre las especies de algas se encuentran normalmente en los filtros
percoladores : Phormidium, Chlorella y Ulothrix.
Por lo general , las algas no toman parte directa en la degradación de los residuos, pero
en las horas diurnas añaden oxigeno al agua residual que se esta filtrando. Desde un
punto de vista operacional, las algas son un estorbo, ya que pueden causar el
taponamiento de la superficie del filtro.
Phormidium
Chlorella Ulothrix