ES2656425T3 - Dispositivo y procedimiento de filtración de agua, en particular de aguas superficiales - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de filtración de agua, en particular de aguas superficiales, que incluye un suelo (2) por encima del cual se sitúan una primera capa (5) de un primer medio (A) que tiene unos granos de diámetro promedio Da, de densidad elevada y una segunda capa (6) de un segundo medio (B) que tiene unos granos de diámetro promedio Db, de densidad más reducida que la de los granos del primer medio (A), siendo Db superior a Da, comprendiendo el dispositivo además una llegada de agua a filtrar (7) en la parte superior del dispositivo por encima de la segunda capa (6) y una salida de agua filtrada (8) por debajo de la primera capa (5), caracterizado por que: - la relación de los diámetros promedio de los granos Db/Da está comprendida entre tres y seis, - los granos del segundo medio B tienen un diámetro promedio igual o superior a 1,5 mm y una densidad inferior a 1,6 g/cm3, - de manera que entre los granos del segundo medio (B) existen unos intersticios que tienen unas dimensiones suficientes para permitir, después de la limpieza, un deslizamiento por gravedad de los granos del primer medio (A) a través de la segunda capa, - el segundo medio (B) tiene una velocidad de fluidificación superior a la del primer medio (A), - y se prevén unos medios de inyección (I) de un fluido de limpieza a la altura del suelo (2) para inyectar el fluido con una velocidad tal que el segundo medio (B) se expanda con un valor comprendido entre el 2 % y el 10 %.
Description
Si se parte de un filtro bicapa cuya primera capa A representa el 45 % de la altura total y la segunda capa B representa el 55 % de la altura total, se puede constatar la clasificación siguiente después del lavado:
-una capa inferior 5 de material A que representa del 30 al 40 % de la altura total, 5 -una capa superior 6 de material B que representa del 10 al 30 % de la altura total,
- una zona intermedia 10 de una mezcla A/B, que representa del 30 al 60 % de la altura total, con un gradiente de concentración de A en B, de A fuertemente concentrado en la parte baja hasta A débilmente concentrado en la parte alta.
Para un primer ejemplo de realización, el medio A está constituido por arena cuyos granos tienen un diámetro promedio (tamaño efectivo) de 0,3 mm, y de velocidad mínima de fluidificación de 5 m/h. El segundo medio B está constituido por antracita cuyos granos tienen un diámetro promedio (tamaño efectivo) de 1,5 mm y de velocidad
15 mínima de fluidificación de 35 m/h. La velocidad de enjuagado con el agua a aplicar es de 35 m/h a 20 °C.
Para un segundo ejemplo de realización, el medio A está constituido por arena de tamaño efectivo de 0,3 mm y de
20 velocidad mínima de fluidificación de 5 m/h. El segundo medio B está constituido por piedra pómez de tamaño efectivo de 1,7 mm y de velocidad mínima de fluidificación de 30 m/h. La velocidad de enjuagado con el agua a aplicar es de 30 m/h a 20 °C.
En producción, los resultados son también sorprendentes. 25
Con el fin de ilustrar los beneficios obtenidos por la invención en términos de eficacia de filtración y de productividad, se ha realizado un estudio comparativo en filtración directa de agua de mar, después de la coagulación con una sal
30 de hierro. La tabla a continuación recapitula los resultados de este estudio.
- Filtro
- Materiales Duración del ciclo de filtración (h) Calidad del agua filtrada (promedio en un ciclo de filtración)
- Antracita
- Arena Turbidez (NTU) Índice de densidad de sedimentos (ASTM 4189-95) Partículas > 2 µm/ml
- 1
- TE 1,5 mm TE 0,75 mm 32 0,25 5,2 148
- 2 (invención)
- TE 1,5 mm TE 0,3 mm 31,5 0,072 2,5 25
- 3
- TE 0,75 mm TE 0,3 mm 5 0,086 3,1 45
El filtro 1 equipado con el medio antracita de 1,5 y arena de 0,75 tienen una duración elevada del ciclo de filtración, pero la calidad del agua filtrada se degrada y es incompatible con una alimentación de membrana de ósmosis
35 inversa.
El filtro 3 equipado con medios de granulometría más reducida posee una calidad del agua mejorada, pero la duración del ciclo de filtración es muy corta e incompatible con un funcionamiento industrial.
40 Solamente el filtro 2, con los materiales seleccionados según la invención, permite alcanzar los objetivos de calidad mientras mantiene una duración del ciclo de filtración elevada, generalmente superior a 24 h en las aplicaciones tradicionales.
La eficacia del lavado se demuestra mediante un seguimiento en varios ciclos de filtración de la pérdida de carga del
45 medio filtrante después del lavado. La pérdida de carga después del lavado permanece estable con el transcurso del tiempo en varios ciclos, lo que permite confirmar la eficacia del lavado del medio.
La calidad del agua filtrada es compatible con los niveles de exigencias elevadas de los procedimientos de desalado y esto en una única etapa de filtración.
50 Esta invención incluye numerosas ventajas. Permite principalmente una retención elevada de materia en suspensión, garantizando duraciones de ciclos de filtración largas y una disminución de las pérdidas de agua de lavado y de la energía consumida.
55 La invención permite igualmente unos límites de retención muy bajos que permiten garantizar una excelente eliminación de partículas y grumos, y esto con una única etapa de filtración. Esto contrasta con los hábitos actuales en los que la obtención de una eficacia de ese tipo se realiza en general mediante la utilización de dos etapas de
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