1. Mecanismo de la Filtración
1.1. Los mecanismos que pueden realizar transporte
1.1.1. Los distintos mecanismos que pueden realizar transporte de las partículas dentro de los poros del medio filtrante
1.1.1.1. cernido
1.1.1.1.1. El cernido, en general, actúa solo en las capas más superficiales del lecho y con partículas relativamente fuertes, capaces de resistir los esfuerzos cortantes producidos por el flujo, cuya velocidad aumenta en las constricciones.
1.1.1.2. sedimentacion
1.1.1.2.1. La sedimentación solo puede producirse con material suspendido relativamente grande y denso, cuya velocidad de asentamiento sea alta y en zonas del lecho donde la carga hidráulica sea baja.
1.1.1.3. difusion
1.1.1.3.1. las partículas suspendidas tienen una densidad aproximadamente igual a la del agua, ellas serán removidas de la suspensión cuando, en relación con la superficie de los granos del medio filtrante
1.1.1.4. intercepción
1.1.1.4.1. Se ha observado que las partículas relativamente pequeñas presentan un movimiento errático cuando se encuentran suspendidas en un medio líquido
1.1.1.5. mecanismo de transporte combinados
1.1.1.5.1. La eficiencia del medio filtrante para remover partículas de la suspensión por acción de los mecanismos de transporte puede expresarse adecuadamente como una función de la intercepción, difusión, sedimentación y acción hidrodinámica.
1.1.1.6. acción hidrodinámica
1.1.1.6.1. La remoción de partículas floculentas de tamaño relativamente grande (~ 10 µm) es atribuida a la acción hidrodinámica
1.1.1.7. impacto inercial
1.1.1.7.1. Durante el escurrimiento, las líneas de corriente divergen al estar cerca de los granos del medio filtrante, de modo que las partículas suspendidas, con cantidad de movimiento suficiente para mantener su trayectoria, colisionan con los granos
1.2. los mecanismos de adherencia
1.2.1. La adherencia entre las partículas transportadas y los granos está gobernada, principalmente, por las características de las superficies de las partículas suspendidas y de los granos
1.2.1.1. fuerza de van der waals
1.2.1.2. fuerza electroquimicas
1.2.1.2.1. las partículas sólidas sumergidas en agua presentan cargas en sus superficies, debido a una o más de las siguientes razones:
1.2.1.3. puente quimico
1.3. cinética de la filtración
1.3.1. No existe, hasta ahora, ninguna fórmula o conjunto de fórmulas con las cuales, asumidos determinados valores, se puedan calcular los diferentes parámetros que inciden en el funcionamiento de un filtro.
1.3.1.1. Balance de masas
1.3.1.1.1. El balance de masas tiene una doble finalidad en el análisis de la filtración.
1.3.1.2. Modelos para la remoción de partículas suspendidas
1.3.1.2.1. Se han propuesto innumerables modelos para describir la variación de la concentración de la suspensión a través del medio filtrante
1.3.1.3. Retención y arrastre de partículas
1.3.1.3.1. las partículas retenidas en los poros causan el estrechamiento de los canales, lo que trae como consecuencia un aumento de la velocidad intersticial
1.3.1.4. Coeficiente de filtración modificado
1.3.1.4.1. la superficie específica de los poros es un factor importante que debe ser considerado, pues la velocidad intersticial aumenta debido al estrechamiento de los canales por los que escurre la suspensión.
1.3.1.5. Modelos matemáticos que relacionan λ con σ
1.3.1.5.1. El modelo propuesto por Heertjes y Lerk se desarrolló a partir del concepto de célula unitaria (poro aislado), donde las partículas próximas a su superficie estarían bajo la acción de la resultante de las fuerzas de rozamiento y de Van der Waals
1.3.1.6. Pérdida de carga en un medio filtrante
1.3.1.6.1. Al pasar un fluido Q a través de un lecho filtrante granular de profundidad L, la fricción que el fluido sufre al atravesar los poros produce una pérdida de carga h
1.3.1.7. Lavado de medios filtrantes
1.3.1.7.1. Durante el proceso de filtrado, los granos del medio filtrante retienen material hasta obstruir el paso del flujo
1.4. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA FILTRACIÓN
1.4.1. La eficiencia de la filtración está relacionada con las características de la suspensión, del medio filtrante, de la hidráulica de la filtración y la calidad del efluente.
1.4.1.1. Características de la suspensión
1.4.1.1.1. De modo general, la eficiencia de remoción de partículas suspendidas en un medio filtrante está relacionada con las siguientes características de la suspensión
1.4.1.2. Características del medio filtrante
1.4.1.2.1. Entre las características del medio filtrante que influyen en la filtración, destacan:
1.4.1.3. Características hidráulicas
1.4.1.3.1. Las características hidráulicas que influyen en la eficiencia de la filtración son las siguientes:
1.5. TIPOS DE UNIDADES DE FILTRACIÓN
1.5.1. Clasificación
1.5.1.1. Los sistemas de filtración pueden ser clasificados teniendo en cuenta los siguientes parámetros:
1.5.1.1.1. el lecho filtrante, el sentido del flujo durante la filtración, la forma de aplicar la carga de agua sobre el medio filtrante y la forma de control operacional.
1.5.2. Filtración por gravedad
1.5.2.1. La filtración rápida, realizada por gravedad, usualmente se emplea en las plantas de tratamiento para fines de abastecimiento público. El factor económico es la variable que define su preferencia de uso. Estas unidades pueden ser de flujo ascendente (“filtro ruso”) y ser operadas con tasa de filtración constante o declinante. Cuando es de flujo descendente, la filtración rápida puede realizarse con tasa declinante o constante en filtros de lecho único de arena o de lechos múltiples
1.5.3. Métodos de control operacional
1.5.3.1. Tasa constante y nivel variable Tasa y nivel constantes Tasa declinante
1.5.4. Medios filtrantes
1.5.4.1. Filtros de lecho simple
1.5.4.2. Filtros de lecho múltiple
1.5.4.3. Filtración a presión
1.6. FILTRACIÓN DIRECTA
1.6.1. En general, la unidad de filtración está precedida por la mezcla rápida y la prefloculación o solamente por la mezcla rápida.
1.6.1.1. Clasificación de la filtración directa
1.6.1.1.1. Ventajas de la filtración directa
1.6.1.1.2. Desventajas de la filtración directa