TECNOLOGIA DE ARENOFILTRO

Generalidades

La finalidad del tratamiento del agua es reducir tanto los riesgos sanitarios de intoxicación crónica como la transmisión de enfermedades hídricas. Una de las posibles tecnologías para alcanzar estos objetivos es la filtración biológica lenta. Este procedimiento es a la vez rústico, fiable, barato tanto desde el punto de vista de la inversión como desde el punto de vista del funcionamiento y de fácil explotación, fue preconizado sobre todo a partir de 1980 por la O.M.S y la O.N.U. durante el decenio del agua.

La filtración biológica lenta es una reproducción del proceso natural de autodepuración del agua. Esta técnica consiste en percolar el agua a tratar a través de un lecho de material filtrante a velocidades inferiores a 10 m3 / m2 / día.

Al cabo de unos cuantos días de funcionamiento se desarrolla una biomasa compleja compuesta de algas, bacterias, zooplancton, etc. en la capa superficial del filtro

Se establece así un verdadero ecosistema en el cual intervienen una gran cantidad de organismos vivos que proliferan en simbiosis y como depredadores entre sí. Este proceso de filtración permite clarificar el agua y eliminar los microagentes contaminantes orgánicos y minerales así como retener los microorganismos, parásitos y virus contenidos en el agua a tratar.

La filtración lenta es un procedimiento de tratamiento tradicional no específico, es decir, que se puede aplicar a cualquier tipo de contaminación.

A pesar de todas sus ventajas, la filtración lenta clásica sigue siendo difícil de poner en práctica en determinados casos por las siguientes razones:

El procedimiento clásico no está bien adaptado al tratamiento de las aguas cuya calidad es variable, sobre todo en cuanto a las materias en suspensión y cuando la turbidez es superior a 10 NTU.
La limpieza del filtro es una operación sencilla pero laboriosa, ya que es necesario:

- Evacuar toda la masa de agua sobrenadante para acceder a la capa colmatada
- Sacar unos 5 cm de arena (capa colmatada) tras cada operación, lo cual reduce el período de vida del filtro
- Parar el filtro y dedicar un tiempo considerable a la manutención para poder extraer la arena teniendo en cuenta las superficies de filtración utilizadas

Este procedimiento se basa en los principios de la filtración biológica lenta, pero su aplicación innovadora permite por un lado ampliar sus límites actuales de funcionamiento y por otro mejorar la gestión y la explotación reduciendo su coste de construcción.

Este procedimiento ha sido diseñado para responder a los criterios de sencillez, rusticidad, ahorro de energía y de facilidad de explotación. Se puede instalar en cualquier parte, pero parece estar particularmente adaptado a zonas en las que la población local tiene un grado de formación poco elevado, ya que no es necesario un personal altamente cualificado para su gestión.

Metodología

Los inconvenientes debidos a los actuales diseños de filtración lenta nos han llevado a concentrar nuestros esfuerzos en la elaboración de un modo de explotación que permita:

Garantizar la colmatación sin tener que extraer arena para mantener una altura filtrante constante lo más fina posible con una corta interrupción de la producción
Reducir el nivel de agua flotante (algunos centímetros) para facilitar el acceso a la capa de arena colmatada
Aceptar una carga de materia en suspensión importante para poder utilizar el procedimiento al inicio del tratamiento sin añadir ningún reactivo químico

Para ello, hemos diseñado un filtro lento que consiste en una sucesión de canales que permiten la evacuación de las MES retenidas en la capa biológica por medio de una corriente de agua direccional a lo largo de éstos. Durante la limpieza, la extracción de las MES se realiza lavando por chorro la parte superior de la arena. Así, este nuevo modo de explotación nos permite pensar en estructuras de dimensiones considerablemente reducidas (altura dividida por tres) lo que implica costos de construcción todavía menores.

Además, hemos enfocado nuestros estudios de manera a mantener y/o a mejorar las prestaciones en depuración del procedimiento.

En efecto, el proceso de descolmatación considerado nos permite mantener inmóvil la masa de arena activa, conservar una depuración óptima y en consecuencia, garantizar la calidad del agua filtrada de manera continua.

Por otra parte, como en los filtros biológicos lentos la depuración se realiza esencialmente a nivel de la membrana biológica situada en la capa superficial, la multiplicación del paso del agua a través de ésta permitirá una depuración más eficaz.

La conceptualización de esta idea nos ha llevado a establecer:

- Un reciclado (una sola membrana que mejora a cada paso del agua la calidad de ésta)
- Y/o varios niveles de filtración en serie (varias membranas que mejoran de manera progresiva la calidad del agua filtrada)
- Principio del procedimiento

La innovación que ARENOFILTRO aporta al procedimiento de filtración lenta se basa en un enfoque diferente del diseño y gestión del filtro. El objetivo perseguido era garantizar la potabilización del agua en una sola etapa, sin pretratamientos y con un grado de desinfección casi total.

El principio de la retrofiltración consiste en la combinación de una particular configuración geométrica del filtro con la acertada posición de los puntos de llegada de agua sobre éste (agua bruta y agua de reciclado).

Esta astuciosa configuración da lugar a una autorregulación de la obstrucción del filtro:

Por un lado, evita la colmatación del interior del filtro y por otro permite organizar la retención superficial de las materias dando lugar a una obstrucción no uniforme y progresiva de la superficie de filtración durante el funcionamiento.

Esta tecnología permite distinguir en una misma estructura la fase de clarificación (eliminación de las MES) de la fase de tratamiento biológico (eliminación de los compuestos orgánicos y minerales disueltos y retención de los coloides). En cuanto a los aspectos sanitarios, los microorganismos patógenos (bacterias, virus, parásitos, etc…) quedan retenidos en la superficie junto con las materias en suspensión y son eliminados en este medio filtrante gracias a los fenómenos biológicos de depredación.

Las ventajas esenciales de esta innovación son las siguientes:

- Supresión de la fase de clarificación previa
- Supresión de los productos químicos necesarios para la clarificación
- Supresión de los lodos físico-químicos
- Consumo energético del procedimiento inferior a 400 Wh/m3 producido
- Ingeniería civil simplificada pues las obras presentan una altura de 80 cm
- Utilización únicamente de equipos muy rústicos y baratos (circuladores)
- No hay extracción de arena durante las fases de descolmatación, lo cual facilita considerablemente la explotación del retrofiltro y prolonga su período de vida
- Desde el punto de vista tecnológico, el principio de funcionamiento es innovador de por sí y pone de manifiesto un funcionamiento que hasta ahora no habían tenido en cuenta los profesionales del tratamiento del agua

En efecto, las materias en suspensión no penetran en el filtro y solamente la biología está activa. El filtro no se obstruye por dentro, sino únicamente en la superficie, lugar de donde pueden extraerse fácilmente las materias sólidas acumuladas por medio de un simple rascado o de un lavado por chorro. Además, la obstrucción del filtro es progresiva y no uniforme, y va avanzando desde la zona de entrada hasta la zona de salida al mismo tiempo que el funcionamiento.

 

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