ES2937166T3 - Filtro de lecho de medios multicapa con retrolavado mejorado - Google Patents

Abstract

Un filtro de lecho de medios multicapa con una densidad creciente de medios, desde los medios más finos en la parte superior hasta los más gruesos en la parte inferior, se retrolava con aire sin alterar significativamente la estratificación de las capas de medios. Cuando se detiene el aire, los contaminantes en el líquido sobre los medios más finos que fueron eliminados por el flujo de aire se eliminan con líquido inyectado sobre los medios o mediante un flujo de líquido a través de los medios que no elimina los medios más finos. La cantidad de contaminantes que quedan en los medios más finos con el retrolavado de aire que mantiene la estratificación es significativamente menor que cuando se usa el retrolavado líquido solo, ya sea que el retrolavado líquido utilice un caudal suficiente para suspender el micromedio o por debajo de un caudal de suspensión. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Filtro de lecho de medios multicapa con retrolavado mejorado

Campo técnico

La presente solicitud se refiere al campo de los métodos y aparatos de retrolavado de filtros de lecho de medios multicapa y, en particular, a filtros de lecho de medios multicapa con micromedios.

Antecedentes

Los filtros de lecho de medios multicapa son bien conocidos en la técnica. El documento GB 610412 A hace referencia a un filtro de arena por gravedad rápido conocido y a un proceso para retrolavar dicho filtro de arena. El documento US 5292436 se refiere a un aparato para el filtrado de flujo ascendente mediante el uso de una carcasa que define una cámara de área variable en corte transversal a lo largo de su longitud, mientras que el documento US 4668405 se refiere a un filtro de flujo descendente con evacuación de retorno a alta velocidad. En la publicación de la solicitud de patente PCT internacional WO2014/012167, de la firma solicitante, publicada el 23 de enero de 2014, se describe una variedad de filtros de lecho de medios para filtrar partículas finas, que incluyen configuraciones adaptadas para mejorar el comportamiento de filtrado usando una capa de arriba de microarena, al proporcionar propiedades de flujo adecuadas en la superficie de los medios. Una ventaja de tales propiedades de flujo es un aumento de la capacidad de los medios para recoger partículas finas sin bloquearse.

Tal comportamiento mejorado conduce a una necesidad elevada de eliminar materiales en partículas y otros contaminantes atrapados durante un retrolavado regular. En el caso de microarena, que tiene atrapados contaminantes más profundamente dentro de la capa de microarena antes de experimentar un comportamiento reducido, es más desafiante la eliminación de contaminantes por retrolavado dentro de los medios de microarena.

En el retrolavado convencional para eliminar contaminantes recogidos por el filtro y, así, para permitir que el filtro siga filtrando con buen rendimiento fluido sin tratar, se proporciona un flujo de líquido en sentido contrario del filtro. El retrolavado con líquido fluidiza típicamente el lecho de medios y envía gránulos de medios filtrantes y contaminantes al interior de una suspensión dentro de la cámara de filtro, produciéndose una separación de medios y líquido antes de la descarga. El flujo de retrolavado se reduce entonces para permitir a los medios filtrantes volver a sedimentarse y estratificarse correctamente, si es posible.

En el caso de microarena, la separación de contaminantes de la microarena es un desafío porque las partículas pequeñas de medios se mantienen en suspensión a caudales de líquido relativamente bajos. En estas condiciones, el flujo puede ser menos eficaz para eliminar contaminantes de los medios.

También es conocido que la descontaminación de medios se realiza usando aire. El retrolavado con aire puede ser más eficaz para limpiar que el retrolavado con líquido. En este caso, se puede bajar un nivel de líquido por encima de los medios y se puede introducir aire por debajo de los medios para forzar al líquido y al aire a través del lecho de medios, haciendo así que los medios se mezclen y se propulsen al interior del líquido por encima del lecho de medios. Entonces, se escapa aire de la parte de arriba del depósito de filtro, mientras que el líquido por encima del lecho de medios se llena con una mezcla de contaminantes y medios. Los medios en suspensión se reestratifican entonces para volver al lecho de medios normal. Esto se puede conseguir por el flujo de líquido controlado hacia arriba, a través de los medios en suspensión, para producir la deposición de los medios clasificados por tamaño de partícula. Se pueden evacuar los contaminantes en el líquido por encima del lecho de medios.

En el caso de medios de lecho filtrante de microarena, un retrolavado con aire es un problema. Aunque el aire se puede usar eficazmente para lavar los medios, la reestratificación que se consigue usando caudales controlados para medios más grandes es un problema, dados los caudales mucho más bajos implicados para poner en suspensión la microarena.

Compendio

La invención se establece en la reivindicación 1 adjunta. Las características preferidas de la invención se establecen en las reivindicaciones dependientes. “Micromedios”, como se usa en este documento, se define para dar a entender unos medios de filtrado fino de un diámetro eficaz menor que 0,40 mm, y hasta aproximadamente 0,20 mm y de manera preferible hasta aproximadamente 0,10 mm, y el material puede ser arena de sílice, vidrio, plástico, cuarzo, grava, metal, material cerámico, etc. Por diámetro eficaz, se entiende que puede haber un intervalo de diámetros para unos medios dados, y que el diámetro eficaz puede ser un diámetro medio. Por ejemplo, en el caso de microarena, un diámetro medio de 0,22 mm podría tener partículas que varían de 0,12 mm a 0,35 mm. En el caso de medios de vidrio o de polímeros, los tamaños de partícula pueden tener un intervalo más estrecho. Tales medios son eficaces para atrapar contaminantes finos en el intervalo de 0,5 a 20 micrómetros.

La firma solicitante ha descubierto que un filtro de lecho de medios multicapa que tiene una superficie de micromedios y una densidad creciente de medios, desde los medios más finos en la parte de arriba hasta los medios más gruesos en la parte de abajo, se puede retrolavar eficientemente usando aire sin interrumpir significativamente la estratificación de las capas de medios. El uso de aire para este retrolavado elimina los contaminantes de los micromedios al nivel de líquido por encima y alrededor de los micromedios. Cuando se detiene el aire, los contaminantes en el líquido por encima de los micromedios que se eliminaron mediante el flujo de aire se evacúan con líquido inyectado por encima de los medios o por un flujo de líquido a través de los medios que no han eliminado los micromedios. La cantidad de contaminantes que se liberan de los micromedios con el retrolavado con aire, que mantiene la estratificación, es significativamente mayor que cuando se usa únicamente el retrolavado con líquido, si el retrolavado con líquido usa un caudal suficiente para poner en suspensión los micromedios o por debajo de un caudal de suspensión.

La firma solicitante ha descubierto además que se puede usar un filtro de lecho de medios que tiene un flujo de líquido sin tratar a través de boquillas que crean flujo a lo largo de una superficie de arriba del lecho de medios, sin un desplazamiento perjudicial de los medios, durante un ciclo de limpieza por retrolavado para eliminar con buen rendimiento contaminantes de la superficie del lecho de medios. Los filtros típicos serían incapaces de desalojar contaminantes de la superficie del lecho de medios de micromedios usando las boquillas de entrada de fluido sin tratar, sin correr el riesgo de enviar los micromedios al interior del flujo y perder micromedios para el retrolavado. Tal uso de las boquillas de entrada sin tratar es útil al comienzo de un ciclo de retrolavado. Adicional o alternativamente, tal uso de las boquillas de entrada sin tratar es útil a continuación de un retrolavado con flujo de aire que ha llevado contaminantes a un nivel de líquido por encima del lecho de medios.

Breve descripción de los dibujos

La invención se entenderá mejor mediante la siguiente descripción detallada de realizaciones de dicha invención con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La figura 1 muestra una utilización típica de la técnica anterior de un filtro de lecho de medios dentro de un tanque de filtración.

La figura 2 muestra una utilización típica de la técnica anterior de un filtro de lecho de medios dentro de un tanque de filtración, que muestra materiales en partículas capturados y una costra aglutinada en la parte de arriba del lecho de medios.

La figura 3 muestra una utilización de la técnica anterior, que ilustra una operación de retrolavado con líquido usando un lecho de medios filtrantes de arena dentro de un tanque de filtración usando un flujo suave de agua.

La figura 4 muestra una utilización de la técnica anterior, que ilustra una operación de retrolavado con un lecho de medios filtrantes de arena usando un flujo de aire.

La figura 5 muestra una realización de la instalación de un filtro de lecho de medios dentro de un tanque de filtración, que no es según la invención, que comprende una capa de medios de micromedios en la parte de arriba del lecho de medios con materiales en partículas capturados y una costra aglutinada en la parte de arriba del lecho de medios, a continuación de la operación del filtro.

La figura 6 muestra una realización, que no es según la invención, de un procedimiento mejorado de retrolavado en el que un flujo limitado de aire da como resultado una nube de micromedios que ocupa solamente una zona muy estrecha dentro de la capa de agua e inmediatamente por encima del lecho de medios, que muestra un flujo concomitante de contaminantes desde los medios de micromedios.

La figura 7 muestra una realización de un desespumador de líquido basado en boquilla y deflector para realizar una acción de desespumado de costra aglutinada que se ha acumulado en la parte de arriba de un lecho de medios.

La figura 8 muestra una realización de una unidad de filtro de lecho de medios de un corte transversal parcial que ilustra el tanque cilíndrico horizontal con cuatro boquillas y deflectores para la entrada de líquido y con un tamiz cilíndrico de abajo para la salida de líquido filtrado y la entrada de retrolavado, no mostrándose por claridad los medios de filtrado.

Descripción detallada

La figura 1 ilustra una disposición típica de medios de arena dentro de un filtro de lecho de medios multicapa, utilizada dentro de un tanque 100. El lecho de medios tiene densidad variable de medios, como se conoce en la técnica. En tales filtros, los medios más finos 110 ocupan típicamente la capa de más arriba, con una o más etapas intermedias 112 de grosor creciente a medida que se desciende a través de las diversas capas dispuestas verticalmente dentro del tanque 100. Por consiguiente, los medios más gruesos 114 ocupan típicamente la capa de más abajo, que está soportada por un tamiz. En algunos casos, los medios 114 descansan sobre una parte de abajo del tanque 100 y el tamiz está asociado con la salida 120.

Se apreciará que las definiciones precisas para medios finos, intermedios y gruesos para cada una de las diversas capas a implementar pueden variar de acuerdo con diversos factores, que incluyen de modo no limitativo el área de práctica, la industria, los requisitos de utilización y la reglamentación del gobierno. Sin embargo, con el propósito de comparación contextual, se pueden considerar una o más propiedades físicas, tales como la densidad de los medios o el diámetro de los medios, como una selección de características por las que distinguir las diversas capas de medios dentro de un tanque 100. Por ejemplo, se puede desear grava o arena que tiene una densidad de 2,7 g/ml para implementar la capa más gruesa y de más abajo, carbón activado con una densidad entre 2,0 g/ml y 2,1 g/ml puede implementar una capa intermedia, mientras que antracita, que tiene una densidad que varía entre 1,45 g/ml y 1,75 g/ml, puede implementar la capa más fina y de más arriba. Se enumeran además en este documento posibilidades y características adicionales para los materiales.

Disposición básica de medios y principios de funcionamiento

Debido a la naturaleza de la textura granulada de la arena, las capas individuales de los diversos medios no están ni dispuestas típicamente dentro de límites específicos finamente definidos ni delimitadas por los mismos. La distribución de medios que tienen diversos tamaños de grano dentro de un tanque 100 es así aproximada y sigue típicamente una transición gradual de la parte de arriba a la de abajo de cada capa. Además de los efectos de desplazamiento debido a la filtración y, potencialmente, a otras operaciones, se apreciará que conseguir una estratificación perfecta de las capas de medios por tamaño de partícula es típicamente incluso más difícil en algunas implementaciones debido a los intervalos, las variaciones y las tolerancias en el tamaño de partícula, la densidad y el grosor de los medios dentro de cada capa de otro modo potencialmente distinguible. Así, un límite no absoluto, a menudo en forma de una zona intermedia estrechada gradualmente, puede separar las diversas estratificaciones de medios. No obstante, a pesar de la disposición no ideal de tamaños de partícula de la arena, incluso una estratificación defectuosa es instrumental para asegurar que los medios de arena no se pierden inadvertidamente, sea en el curso de las operaciones de filtración o en cualquier otro momento.

Después de la introducción de arena de diversos tamaños en el tanque 100, se consigue una estratificación aproximada invirtiendo el flujo regular de fluido dentro del tanque 100. Haciéndolo de esta manera, se consigue que lleguen a estar en suspensión partículas de arena más pequeñas, con los medios sucesivamente más pequeños 110 flotando hasta la parte de arriba del tanque y los medios más gruesos 114 hacia la parte inferior. Como consecuencia, se describen además en este documento los medios en partículas más finas 110, que se sedimentan hacia la parte de arriba de la mezcla de arena y agua y no impiden el funcionamiento del tamiz fino 116.

Los medios más finos 110 funcionan para capturar depósitos de partículas muy finas, sirviendo las capas sucesivamente más gruesas 112, 114 para impedir que la arena más fina 110 sea evacuada del tanque 100, junto con el líquido filtrado o, alternativamente, se cree una formación excesiva de resistencia para que el líquido filtrado pase a través del tamiz extremadamente fino 116. La función de los medios de arena de absorber mecánicamente los materiales en partículas se conoce en la técnica y se describirá solo brevemente en este documento; igualmente, se entienden la función del tamiz 116 de evitar que se atasque la zona inmediatamente aguas arriba de la salida de líquido filtrado 120, así como la idea de aumentar gradual y sucesivamente la porosidad de los medios 110, 112, 114 a medida que el fluido escurre hacia dicho tamiz 116.

El líquido sin tratar a filtrar se introduce en el tanque 100 a través de una entrada de líquido sin tratar 118. Se apreciará que dicho líquido sin tratar puede provenir de cualquier fuente. Por lo tanto, su naturaleza puede variar de acuerdo con el entorno en el que se utilice el tanque de filtración, así como con objetivos de filtración específicos. Así, la entrada de líquido sin tratar 118 no tiene que comprender necesariamente aguas residuales sin tratar, sino que puede consistir simplemente en agua industrial que se usa con un propósito tal como la limpieza, por ejemplo, a partir de un proceso industrial. Alternativamente, se puede introducir agua de enfriamiento, que contiene polvo y cantidades mínimas de bacterias, desde un sistema HVAC.

Los depósitos de contaminantes, particularmente los de tamaño superior al grosor de los medios finos 110, son capturados así por estos últimos 110 sobre o encima de la superficie del lecho de medios, como se ilustra en la figura 2, impidiéndose por ello un desplazamiento adicional de dichos contaminantes a través del lecho de medios. Una torta o costra 102 puede formarse en la superficie de los medios 110. Otros contaminantes, dimensionados de modo similar o comparable a la granularidad de la capa de medios finos 110, pueden penetrar o tener la parte de arriba de la capa 110 antes de una consolidación avanzada de la costra 102 y ser atrapados o capturados como materiales en partículas 104 en una cierta distancia de desplazamiento a través de dicha capa. Se apreciará que, los contaminantes no atrapados dentro de la primera capa, es improbable que sean atrapados en cualquier capa posterior que comprende medios sucesivamente más gruesos.

Un filtro que tiene una estructura esencialmente similar a la descrita anteriormente puede funcionar de acuerdo con un plan específico o durante un período de tiempo especificado hasta que una formación de contaminantes llega a impedir su funcionamiento eficiente, bien como una costra 102 formada encima del lecho de medios o como una colección de materiales en partículas capturados 104 dentro de la capa de medios más finos 110. Seguir introduciendo líquido sin tratar 118 en el filtro, con posterioridad a una formación excesiva de contaminantes capturados, da como resultado típicamente un funcionamiento obstaculizado e ineficiente. Se recurre típicamente a un procedimiento de mantenimiento de filtros, conocido como retrolavado, cuando se alcanza tal condición obstaculizante. Tal condición también se puede detectar usando la caída de presión a través de un filtro, que aumentará con el paso del tiempo a medida que el filtro va atascándose con contaminantes.

Retrolavado convencional con fluido líquido en un filtro convencional de arena

Como se ha descrito anteriormente, la inversión del flujo regular de fluido dentro del tanque 100 es útil para conseguir la estratificación (o reestratificación) de los diversos medios de arena (u otro material granular). En ciertas utilizaciones, esto se puede conseguir mediante un procedimiento de retrolavado. Un retrolavado puede implicar (véase la figura 3) líquido limpio circulante desde el lado de salida del tamiz (entrada 152) hacia arriba a través de los medios hasta una salida de retrolavado 154. Un flujo suave 122 puede eliminar fácilmente depósitos en la parte de arriba de los medios, sin embargo, la capacidad para eliminar depósitos atrapados dentro de los medios finos está limitada por un flujo suave. Los medios requieren típicamente un “lavado”, a saber, una acción mecánica, con o sin agentes aditivos para ayudar a eliminar contaminantes. Un tipo de tal acción es proporcionar un flujo de líquido para poner los medios en suspensión parcial. Esto evita la necesidad de un agitador mecánico.

Se puede usar un flujo menos suave en el curso de una operación de retrolavado convencional.

La inversión del flujo de fluido respecto al seguido durante una operación de filtrado típica de forma más vigorosa 124 produce una elevación temporal de los medios desde sus posiciones y disposiciones usuales dentro del tanque 100.

La evacuación a contracorriente se debería hacer con un caudal 124 suficiente para impartir energía cinética a los medios, de modo que estos últimos no consigan una suspensión completa dentro de una mezcla de arena y agua, y la suspensión que resulta cuando los medios comparativamente más finos 110 flotan encima de los medios sucesivamente más gruesos 112, 114. Igualmente, se apreciará que el caudal antes mencionado no debe dejar que los medios más finos 110 se evacúen y se pierdan como parte de cualquier cantidad de arena y agua que escapa a través de una salida de retrolavado.

Retrolavado convencional con fluido de aire en un filtro convencional de arena

Un proceso de retrolavado relacionado conocido en la técnica implica la evacuación a contracorriente usando aire y líquido (véase la figura 4). Además, algunas utilizaciones de filtro de arena pueden implementar procedimientos de retrolavado tanto a base de líquido como de aire. Se apreciará, sin embargo, que las dobles utilizaciones de retrolavado puede que no implementen típicamente ambas variantes de retrolavado simultáneamente.

Durante una operación regular de filtración, el tanque 100 se llena típicamente de líquido a filtrar, con diversos medios de arena estratificados aproximada y sucesivamente de la manera descrita anteriormente. Se procede a un retrolavado con aire después de interrumpir primero el funcionamiento del filtro. Se baja entonces el nivel de líquido en el tanque 100, drenando típicamente dicho líquido a través de la salida de líquido filtrado 120. Se puede usar un sensor de nivel para detectar cuándo ha bajado el nivel de agua en el tanque 100 hasta una altura aceptable con este propósito. Se puede proceder igualmente a la bajada de nivel antes mencionada mediante la introducción de una cantidad de aire a través de una entrada/salida de aire 160 de manera que se crea una cavidad de aire 162 dentro del tanque 100 y se fuerza a que salga un volumen correspondiente de líquido. Se puede introducir aire desde cualquier fuente adecuada, tal como una bomba o un compresor de aire. Una vez que se ha creado la cavidad de aire 162 y el nivel de fluido relativo en el tanque 100 ha caído hasta un nivel suficiente, se pueden sellar temporalmente las entradas y salidas innecesariamente abiertas (incluyendo, sin limitación, la salida de líquido filtrado 120) y puede comenzar la limpieza de los propios medios de arena.

Para limpiar los medios de arena, se introduce un flujo de aire 126 en el tanque de manera que da como resultado un accionamiento cíclico turbulento o mezcla de arena, parecido a lo descrito anteriormente para el retrolavado con líquido. Igualmente, tal turbulencia se pretende con vistas a reproducir la acción de suspensión-creación observada con el retrolavado con líquido, pero sin riesgo de evacuar medios del tanque 100. Para hacerlo, el fluido de retrolavado, en este caso, típicamente aire, se introduce por ello a través de la entrada de fluido de retrolavado 152, produciendo en poco tiempo una difusión de burbujas 170. Se apreciará que la circulación de aire así efectuada implementa un medio mecánico económico y eficiente para agitar los medios. La mezcla de medios usando aire introducido a través de la entrada de fluido de retrolavado 152 implementa una agitación parecida a la implementada por un agitador dentro de una lavadora de ropa. Además, el uso ventajoso de circulación a base de aire para aleatorizar el diámetro y la densidad de los gránulos de los medios de arena, en oposición, por ejemplo, a implementar la agitación revolviendo mediante un brazo mecánico o una paleta motorizada, será evidente para los que buscan maximizar un acceso no obstruido y sin obstáculos al tanque 100, limitando el coste y los inconvenientes físicos de partes mecánicas adicionales, así como impedimentos adicionales a la accesibilidad.

No ilustrado en la figura 4, los medios finos y medianos 110 y 112 se homogeneizan esencialmente debido a la acción del retrolavado con aire. En algunos casos, los medios gruesos también se pueden llevar a la suspensión. Los medios homogeneizados se pueden separar o estratificar usando un proceso de retrolavado con líquido como se describe en lo que sigue, para restaurar la estratificación de los medios.

Detergente/agente limpiador químico para ayudar a limpiar

Algunas implementaciones conocidas en la técnica implementan el retrolavado, sea la variante a base de líquido o de aire, con la posibilidad de usar simultáneamente un agente de limpieza y/o clarificación para iniciar, facilitar o favorecer de diversas maneras la floculación en el curso de dicha operación de retrolavado.

De manera parecida a usar jabón mientras se lava ropa, un operario puede hacer su elección de agente limpiador, además de la variante de retrolavado. Así como el jabón elimina la grasa y las manchas de las fibras de ropa, un agente floculante o tensioactivo puede eliminar flóculos, o partículas y contaminantes de medios de arena en el curso de la turbulencia creada por la operación de agitación a base de líquido o aire descrita anteriormente.

Retrolavado con líquido para seguir al retrolavado con aire

Se apreciará que, al finalizar un retrolavado a base de aire, los medios homogeneizados dentro del tanque 100 podrían volver a sedimentarse en un estado mezclado, con la estratificación aproximada de capas de medios por grosor como se ha descrito anteriormente y que se desea para el funcionamiento del filtro, que está en gran medida ausente. Se usa un retrolavado con líquido (o alguna otra intervención para estratificar los medios), con posterioridad a un retrolavado a base de aire, para asegurar la reestratificación de los medios de arena dimensionados de diversas maneras. Como se ha descrito previamente, el régimen de contracorriente para este último retrolavado con líquido se puede ajustar para asegurar tanto la reestratificación a base de propulsión como la contención de los medios de arena. Por un lado, el caudal se debe seleccionar por ello adecuadamente para asegurar que es suficientemente intenso para propulsar partículas de arena más pequeñas hasta sus puntos más altos respectivos dentro del tanque 100, mientras que dejan las más gruesas en la partes inferiores respectivas del lecho de medios. Por otro lado, el caudal no debe ser tan intenso como para evacuar por completo inadvertidamente del tanque 100 los medios de arena.

Micromedios

Las partículas de los medios de arena pueden clasificarse, de manera similar a otras texturas de suelo, dentro de intervalos específicos de tamaños de acuerdo con diversos criterios. Tales criterios pueden estar definidos de modo no limitativo, en función del área de la tecnología, la legislación gubernamental y/o el campo en la práctica. La microarena es una subcategoría de arena, en la que los tamaños de partícula de los medios pueden caer dentro de un intervalo incluso más bajo. Por consiguiente, la microarena se puede usar (figura 7) dentro del lecho de medios para implementar ventajosamente una capa de filtro 128 todavía más fina, haciendo posible la captura de materiales en partículas cuyo tamaño es más pequeño de modo concomitante.

Se pueden capturar así una clase de contaminantes que no podían filtrarse previamente, tales como organismos vivos, haciendo en algunos casos potable el agua previamente no potable. Aunque no existe una única definición técnica precisa de “microarena”, se han definido anteriormente “micromedios” para dar a entender unos medios de filtrado fino de un diámetro eficaz menor que 0,40 mm, hasta aproximadamente 0,20 mm y preferiblemente hasta aproximadamente 0,10 mm, y el material puede ser arena de sílice, vidrio, plástico, cuarzo, grava, metal, material cerámico, etc., y el término “microarena” se puede apreciar que abarca cualquier tipo de arena o medio granular de filtrado que tiene propiedades de tamaño y de filtrado superiores a los medios de partículas más finas conocidos y utilizados en la técnica. Se proporciona en forma textual y tabular en este documento una selección de posibles intervalos de tamaños para (y composición de) tales medios.

Desventajas de los micromedios

Por desgracia, también existen desventajas al implementar capas de filtro cada vez más pequeñas usando micromedios (p. ej., en la capa de más arriba de un filtro). Los tamaños de poro más pequeños dan como resultado típicamente desventajas que afectan al funcionamiento y al mantenimiento de los sistemas de filtración existentes.

Problema: costra precoz de micromedios

Se apreciará que, con el tamaño de poro disminuido de la capa de más arriba del lecho de medios, se requiere una mayor presión, por ejemplo, para forzar al líquido sin tratar a través de un tanque de filtración que contiene micromedios. Adicionalmente, puede llegar a atraparse en o dentro de parte de la capa de más arriba que comprende los micromedios 128 un mayor número de contaminantes que con los sistemas de la técnica anterior cuyas capas más finas comprenden medios relativamente más gruesos. El mayor número de contaminantes así atrapados por período de tiempo comparable más frecuente o rápidamente obstruye el flujo de líquido sin tratar a través del sistema de filtro. Es igualmente importante desde el punto de vista operativo impedir una formación de la costra y una acumulación de contaminantes dentro de una parte de la capa de más arriba. A medida que avanza la acumulación de una costra 202 (véase la figura 5) y unos materiales en partículas 204, disminuye rápidamente la porosidad inicialmente proporcionada por el uso de micromedios, lo que requiere una presión aumentada para un funcionamiento continuado (aunque impedido). Por consiguiente, el comportamiento de filtrado se ve perjudicado en un grado mucho mayor que un sistema convencional de filtración de arena cuyos medios más finos son más gruesos. Así, la necesidad de una limpieza por retrolavado llega a ser más frecuente en el caso de un filtro de micromedios que en un filtro regular de lecho de arena.

Problema: retrolavado de micromedios

La naturaleza más fina de los micromedios introduce un intervalo correspondiente de partículas de arena que se pueden poner en suspensión mucho más fácilmente que sus homólogos más grandes descritos previamente para un retrolavado convencional con líquido. Como consecuencia, se requiere una gestión más atenta de los intervalos aceptables para corrientes de flujos de entrada 118, 152. Adicionalmente, el personal y los operarios que lo utilizan (o los sistemas de control automatizados) deben asegurar que un caudal suficientemente intenso para conseguir la suspensión de medios de arena se aplica en la entrada de fluido de retrolavado 152 sin expulsar igualmente arena (desde una suspensión constituida por una mezcla de arena y agua análoga a la encontrada convencionalmente 105) desde la salida de fluido de retrolavado 154. Esto implica típicamente un intervalo de caudales de líquido de entrada de retrolavado 152 que es mucho más restrictivo (e inferior tanto en cantidad como en comportamiento respectivo) que los observados en implementaciones de sistemas de filtración en las que están ausentes las capas de micromedios. Los caudales de entrada de fluido de retrolavado utilizables inferiores perjudican igualmente la capacidad del operario de mantenimiento para limpiar apropiadamente los medios de arena. Así, aunque los caudales aceptables para su uso con arena convencional permiten que se consiga un nivel aceptable de limpieza para esa clase de sistemas de filtración, los caudales significativamente más bajos, aceptables para su uso cuando los micromedios están presentes como un medio de filtrado, plantean en la mayoría de los casos una restricción tal como para hacer casi inútil el retrolavado con tales medios. Los intervalos más bajos de caudales aceptables son debidos al hecho de que las partículas de micromedios mucho más pequeñas presentes pueden perderse fácilmente mediante la expulsión del tanque 100, incluso cuando se usan en la entrada 152 caudales significativamente más bajos de fluido de retrolavado. La limpieza deficiente de los medios de arena, tal como puede resultar de la mezcla de arena de todos los tipos presentes dentro de un tanque 100 en el curso de un retrolavado, puede tener múltiples efectos nocivos.

Incluso después de la reestratificación, cuando los medios de arena vuelven a sedimentarse a continuación del retrolavado (con una corriente de retrolavado suficientemente baja como para no expulsar partículas de arena del intervalo de la microarena), permanecerá presente una cantidad de contaminantes procedentes del líquido sin tratar previamente procesado. El efecto neto de incorporar los micromedios en el lecho de medios, con las propiedades de limpieza que resultan de su porosidad, puede dar como resultado así una degradación irónica de la eficacia global de un sistema de filtración.

Adicionalmente, un retrolavado solo con líquido, especialmente en el caso de micromedios, no da como resultado una limpieza eficaz del lecho de medios. La firma solicitante realizó una primera prueba usando un tanque en el que los micromedios comprendían la capa de filtración más fina. Se realizaron dos ciclos de retrolavado de 10 minutos (que incluyeron un ciclo de filtración para limpiar el sistema y asegurar que no quedaban residuos), observando la firma solicitante que el proceso de limpieza daba como resultado agua de lavado que tenía una turbidez pico medida de 5 unidades nefelométricas de turbidez (NTU), sugiriendo que los medios estaban limpios. Un análisis de los medios superficiales mostró que el caolín estaba todavía atrapado en los medios, lo que demostró que el lavado no era eficaz. Las observaciones posteriores se describen adicionalmente en este documento.

Como es el caso de los procedimientos de retrolavado de micromedios a base de líquido, la aplicación de procedimientos de retrolavado a base de aire convencionales, para sistemas de filtración en los que los micromedios son un medio de filtración, son igualmente problemáticos y se ven perjudicados por consideraciones físicas.

Un retrolavado convencional con aire tiene como objetivo recoger una suspensión de partículas de arena 105 humedecidas y agua de lavado 140 sucia. Una vez que cesa el burbujeo de aire, se sedimenta la arena (o los medios). Se puede introducir a continuación agua limpia a través de la entrada de fluido de retrolavado 152 para evacuar el agua sucia.

La sedimentación de la suspensión, cuando los micromedios 128 están presentes dentro de los medios de filtración, ocurre a un régimen significativamente más lento que cuando están ausentes los micromedios, dando como resultado tiempos de sedimentación comparativamente mayores para dichos micromedios. De modo más importante, la limpieza con aire hace que los micromedios se homogeneicen con los medios de soporte más gruesos, con el resultado de que los micromedios permanecerían mezclados con los medios más gruesos a continuación de la limpieza con aire. Esto podría conducir a la pérdida de micromedios al interior de los medios de soporte inferiores y/o la salida. Se requiere así la desestratificación. Como se ha descrito anteriormente, la desestratificación de micromedios y sus medios de soporte inferiores es un problema. Además, el proceso de sedimentación con micromedios presentes concentra un mayor número de contaminantes en el interior de dicha capa de más arriba mientras tiene lugar la sedimentación. Así, incluso un retrolavado regular con aire falla cuando los micromedios están presentes. Por consiguiente, se puede contemplar un procedimiento mejorado de retrolavado con aire, uno en el que la intensidad y la turbulencia del burbujeo proporcionen un efecto suficiente sin perturbar excesivamente los medios de filtración, todo mientras se efectúa una separación de contaminantes de los medios de filtración.

Solución de retrolavado de micromedios

La solución propuesta por la firma solicitante, como se muestra en la figura 6, implica el uso de unos micromedios que tienen una densidad menor que la densidad de al menos el siguiente tamaño de partícula más pequeño en los medios de lecho filtrante. Los caudales de líquido que se usan en la estratificación regular de medios de lecho filtrante son simplemente demasiado altos para los micromedios. La firma solicitante ha encontrado que las capas de los medios pueden permanecer estratificadas durante un retrolavado con aire, siempre que la densidad de los medios aumente con el tamaño de partícula a fin de ayudar con la estratificación y el flujo de aire se controle para no crear mezcla. Durante este retrolavado con aire, no se perturban las capas inferiores de los medios, y los micromedios pueden permanecer en una suspensión líquida encima de dichas capas inferiores. Se puede combinar un flujo de retrolavado con líquido de bajo nivel, siempre que el flujo de líquido no haga que los micromedios sean evacuados del depósito. La densidad más alta también ayuda a mantener los micromedios separados de los medios de tamaño de partícula más grande durante la estratificación, e impide así que los micromedios sean atrapados dentro del resto de los medios. Cuando se detiene el retrolavado con aire y líquido, los micromedios están sobre la parte de arriba de los medios estratificados restantes.

En las realizaciones, el caudal de aire puede variar típicamente entre 40 m3/m2/h y 55 m3/m2/h, por ejemplo para 0,15 mm de microarena, es adecuado un caudal de 55 m3/m2/h, incluso aunque se puede desear un caudal hasta 60 m3/m2/h cuando se mezclan medios de filtración más grandes para aplicaciones específicas con partículas más grandes o para materiales en partículas que tienen mayores propiedades de adherencia, por ejemplo. El aire se puede inyectar a través de la entrada de fluido 152 o una entrada diferente. Se puede proporcionar un controlador (no mostrado) del flujo de aire para establecer el flujo de aire deseado, por ejemplo, se puede usar un rotámetro o un caudalímetro másico o un medidor de tubos pitot para controlar el flujo de aire. La distribución de aire se puede conseguir usando el tamiz 116 o usando un difusor (no mostrado). Este último flujo de aire da como resultado burbujeo (es decir, hace que las burbujas de aire 170 se muevan dentro del lecho de medios), lo que hace que los micromedios se mezclen con la capa líquida (p. ej., agua limpia) 225 cuyo nivel 220 alcanza una altura comparativamente significativa por encima de la parte de arriba del lecho de medios. Los micromedios se homogeneizarían con los medios finos 110, y posiblemente, con los medios medianos 112, cuando el flujo de aire fuese alto.

Sin embargo, los medios 110 y 112 permanecen estratificados mientras los micromedios 128 están en suspensión en la capa de agua 225. Como se ha descrito anteriormente, un pequeño flujo de líquido (por ejemplo, uno que suba temporalmente el nivel 220 más cerca de la salida 154) también se puede usar para mantener la nube de micromedios 240 y los micromedios 128 separados de los medios finos 110.

Cuando las burbujas 170 empujan hacia arriba en la capa de agua 225 dentro del tanque 100, una contracorriente de agua fluye hacia abajo sin crear un potente flujo pasante, como se observa en un retrolavado convencional con aire. Esta acción genera así un intercambio global de flujo en el que los contaminantes 226 fluyen gradualmente hacia arriba desde el lecho de medios y se recogen por consiguiente en el interior de la capa de agua 225, entre el nivel de líquido 220 y la parte de arriba del lecho de medios. La acción de burbujeo 170 hace que los contaminantes adheridos a las partículas de micromedios o enganchados entre las mismas sean levantados al interior de la capa de agua 225. Como consecuencia de este intercambio de flujo, los contaminantes recogidos en la capa de agua 225 no vuelven a quedar atrapados en la capa de micromedios del lecho de medios cuando se detiene el aire. En vez de eso, una vez que se determina que los contenidos del lecho de medios están limpios, se hace una evacuación lenta de los contenidos sucios mezclados dentro de la capa de agua 225. Aunque este caudal, en la práctica, no es imperceptible, es importante asegurarse que el caudal al que ocurre esta evacuación sea suficientemente suave como para no alterar la capa (los micromedios) de más arriba 128 del lecho de medios y, haciéndolo de esta manera, alterar la estratificación global requerida por el filtro. Según una realización de la presente invención, los contaminantes recogidos en la capa de agua 225 a continuación de la reestratificación son solamente desde la parte de arriba de los medios, a saber, inyectando agua limpia a través de una entrada, por ejemplo usando la boquilla de entrada de fluido sin tratar 250 (véase la figura 7), y evacuando el agua contaminada a través de la salida 154.

Se apreciará que el uso de micromedios de densidad inferior para la capa de más arriba del lecho de medios, con densidades crecientes para partículas sucesivamente más grandes, impide la desestratificación de las capas cuando finaliza la operación de retrolavado con aire. Las burbujas de aire 170 y la corriente que producen no funcionan para alterar o desestratificar de otro modo las capas del lecho de medios.

Así, la limpieza del retrolavado con aire produce poco movimiento en los medios de soporte de abajo que son los más gruesos, pero puede perturbar y producir la homogeneización de los micromedios 128 y los medios más gruesos (los medios finos 110) que soportan los micromedios. Para evitar cualquier perturbación significativa de los medios, a continuación del retrolavado con aire, los micromedios se separan de la parte de arriba de los medios más gruesos y se sedimentan sobre la misma. Esto se consigue principalmente seleccionando una densidad más alta para los medios de soporte más gruesos que para los micromedios. La adición de un flujo inverso de bajo nivel de líquido al final de la limpieza con aire también puede ayudar a separar de los medios de soporte más gruesos los micromedios durante el proceso de sedimentación. Este flujo inverso no tiene que poner en riesgo ninguna pérdida de micromedios a través de la parte de arriba del filtro. Además, el flujo de aire en el retrolavado se puede reducir de modo que los medios finos 110 pueden sedimentarse mientras dejan que los micromedios 128 estén en suspensión por encima. Entonces, cuando se detiene el flujo de aire, no tiene lugar ninguna mezcla entre los micromedios 128 y los medios finos 128. Así, se evita la reestratificación sin pérdida de micromedios.

La siguiente tabla muestra los valores posibles para las diversas capas de medios para las realizaciones:

En una segunda prueba inmediatamente a continuación de la primera descrita en este documento, la firma solicitante llevó a cabo un retrolavado a base de aire. Esta prueba implicó que un filtro de 68 m3/h (300 galones por minuto) de capacidad se suministrase a un centro industrial de Dakota del Sur, EE. UU. La planta necesitaba agua de buena calidad para alimentar un sistema de ósmosis inversa (RO). La planta estaba usando membranas de ultrafiltración (UF) delante del sistema RO. Se había observado que las membranas UF se atascaban muy rápidamente y no se podían limpiar para recuperar su flujo original. De esta manera, se contempló el filtro de microarena para pretratar el agua antes que las membranas UF para mejorar la capacidad de filtrado del agua y para eliminar algo de la carga de sólidos en suspensión que iba a las membranas UF.

Se usaron dos fuentes de agua, una procedente de un lago, con aproximadamente de 15 a 30 NTU de turbidez, y la segunda procedente de un estanque, con aproximadamente 100 NTU (hasta 300 NTU) que se midió; este estanque tenía todas las aguas residuales de la planta desviadas hacia el mismo, así se podía reciclar y mejorar el balance hídrico de la planta.

Debido a que la concentración influyente es de sólidos, el filtro se hizo funcionar a aproximadamente 45 m3/h (200 gpm) para optimizar el comportamiento de eliminación del filtro.

El filtro se puso en funcionamiento y, debido a la concentración de sólidos en suspensión, se activaron muchos retrolavados de solo agua aproximadamente cada 2 horas. Después de dos semanas de funcionamiento, no se pudo recuperar la presión diferencial media de 27,58 kPa (4 psi). De hecho, los medios filtrantes estaban atascados y no se podían limpiar, incluso después de varios retrolavados con agua seguidos. En esta prueba, se observó una turbidez pico medida de 230 NTU. Esto demuestra que estaban presentes un gran número de contaminantes dentro de la arena, pero no recogidos a continuación del primer retrolavado.

Entonces, se puso en funcionamiento la limpieza con aire del retrolavado previo y, después de solamente dos retrolavados, el filtro pudo recuperar su limpieza completa con una presión diferencial de filtración de 27,58 kPa (4 psi) a 45 m3/h (200 gpm). El filtro se hizo funcionar durante aproximadamente 12 semanas de forma continua con la misma alta carga de sólidos orgánicos en suspensión y pudo recuperar su capacidad completa con un diferencial de presión de filtración limpia a 27,58 kPa (4 psi) cada vez.

En un ensayo adicional, se analizó agua sin tratar con una NTU de 11,19 (esto es, amarillo claro) usando un contador láser de partículas marca Spectrex para tener un tamaño de partícula medio de 2,98 micrómetros (desviación estándar de 2,51 micrómetros) y un recuento total de 93.947/ml. La salida del filtro de los micromedios tenía una NTU de 1,98 (esto es, esencialmente clara) y se analizó para tener un recuento de partículas total de 27.155/ml, con un tamaño de partícula medio de 2,35 micrómetros (desviación estándar de 2,03 micrómetros).

En esta instalación de filtro de ensayo, el filtro alcanzó una caída de presión de 117,21 kPa (17 psi) antes de que comenzase el retrolavado. Antes del retrolavado, el diferencial de NTU era aproximadamente 12 NTU, y a continuación del retrolavado de limpieza con aire como se ha descrito anteriormente, la caída de presión llegó a ser 41,37 kPa (6 psi) con el diferencial de NTU aumentando hasta aproximadamente 13 NTU. Este ensayo se repitió cuando la presión diferencial alcanzó 137,90 kPa (20 psi) y el diferencial de NTU era 21,4 NTU - 2,4 NTU = 19 Nt U, para una presión diferencial posterior al retrolavado de limpieza con aire de 34,47 kPa (5 psi) con 21,3 NTU - 0,7 NTU = 20,6 NTU. Este ensayo se repitió de nuevo cuando la presión diferencial alcanzó 137,90 kPa (20 psi) y el diferencial de NTU era 17,8 NTU - 2,4 NTU = 15,4 NTU, para una presión diferencial posterior al retrolavado de limpieza con aire de 27,58 kPa (4 psi) con 17,8 NTU - 1,1 NTU = 16,7 NTU.

Se apreciará que el retrolavado con aire de los micromedios sin perturbar la estratificación permite una rápida eliminación de contaminantes de los micromedios y, así, menos tiempo improductivo del filtro durante su funcionamiento. Debido a que los micromedios son más eficientes para capturar contaminantes de un tamaño de 0,5 a 20 micrómetros, puede que se requiera una limpieza más frecuente del filtro para mantener un rendimiento de filtrado, y tal limpieza frecuente se ve facilitada por el retrolavado con aire de medios que tienen una composición de densidad que permite el retrolavado con aire sin pérdida de estratificación del lecho de medios filtrantes.

Evacuación de agua sucia a continuación del retrolavado

El agua sucia se evacúa normalmente introduciendo agua limpia en el tanque 100 a través del lecho filtrante. Con micromedios, este caudal debe ser muy bajo para no forzar a que los micromedios entren en suspensión y sean evacuados. Por lo tanto, se puede usar una entrada adicional encima de los medios filtrantes. La entrada de líquido sin tratar 118 se puede usar si el flujo no perturba los micromedios. Igualmente, se puede iniciar la evacuación introduciendo agua limpia en el tanque a través de la entrada de fluido de retrolavado 152 con un caudal muy suave, apropiado para evitar que se cree una nube (de los micromedios 240 o de cualquiera de los contenidos del lecho de medios). Los caudales apropiados se someten igualmente a una ligera variación y están determinados, en parte, por el diámetro de la capa más fina presente dentro del lecho de medios. Un caudal de 15 m3/m2/h puede ser adecuado cuando están presentes micromedios con un diámetro de 0,15 mm. El caudal puede ser ligeramente inferior, p. ej., 13 m3/m2/h, para esferillas de vidrio con un diámetro de 0,2 mm. Las esferillas de vidrio con un diámetro ligeramente más grande, digamos 0,3 mm, así como gránulos de plástico con un diámetro de 0,6 mm, pueden tolerar un caudal de 25 m3/m2/h. Se apreciará que dirigir agua limpia a la superficie del lecho de medios desde cualquier entrada 118, 152 es una primera etapa importante, a continuación de la cual se debería drenar dicha agua.

En una realización según la invención (figura 7), las boquillas 250, dirigidas a una superficie, dirigen agua que sale a través de un deflector 251 y se pueden implementar igualmente con el propósito de evacuar agua sucia, junto con contaminantes, especialmente grandes materiales en partículas, incrustados en la superficie de arriba del lecho de medios. El uso de una o más boquillas 250 dirigidas con un deflector para retrolavar de esta manera es un modo particularmente eficaz para limpiar la capa de más arriba del lecho de medios, sin evacuar inadvertidamente cantidades apreciables de arena del tanque 100. El diseño del deflector funciona para implementar un flujo de agua que realiza una acción de desespumado en la superficie del lecho de medios.

En funcionamiento, el desespumador de líquido a base de boquilla 250 y deflector 251 descrito anteriormente se pone en marcha típicamente antes de realizar cualquier otra acción de limpieza. Hacerlo de esta manera proporciona el beneficio de recoger la costra 102, 202 o los materiales en partículas 104, 204 recogidos en la parte de arriba del lecho de medios. La recogida de tales contaminantes de nivel superior, como una etapa de proceso antes de cualquier otro proceso de mantenimiento de medios de rutina, excluye significativa y ventajosamente la posibilidad de que estos contaminantes se sedimenten en (o lleguen a ser atrapados dentro de) la capa de más arriba de los micromedios, a continuación de cualquier proceso posterior de retrolavado. Además, los contaminantes pueden de este modo ser dispersados eficazmente desde la parte de arriba del lecho de medios, sin introducir simultáneamente agitación o turbulencia excesiva a los micromedios que comprenden la parte de arriba de dicho lecho de medios. Mientras que el caudal normal del filtro durante el funcionamiento regular puede alcanzar 136 m3/h (600 gpm), el caudal desde el deflector puede ser aproximadamente la mitad del caudal del filtro, teniendo un pico aproximadamente en 68 m3/h (300 gpm).

Además, el funcionamiento del deflector es una mejora sobre los agitadores mecánicos conocidos en la técnica. Mientras que los agitadores requieren e implican la consideración de partes mecánicas adicionales de complejidad particular, hacer funcionar el deflector es ventajoso porque utiliza infraestructura física que ya se usa en el proceso de filtrado. La carencia de partes móviles adicionales, combinada con la compatibilidad con el hardware existente, son cualidades ventajosas adicionales, al tiempo que todas mejoran las deficiencias de eficacia del retrolavado convencional con líquido.

Un efecto particularmente ventajoso de la solución descrita en este documento se refiere a la posibilidad y los beneficios que proporciona al evitar el uso frecuente de agentes limpiadores. Mientras que se requiere típicamente un retrolavado en una escala temporal medida en minutos, horas o días, la necesidad de recurrir a la adición de un agente tensioactivo o floculante se puede obviar típicamente, si no reducir, a un solo uso del orden de varios meses. Aunque las necesidades de utilización particular de sistemas de filtración difieren ampliamente, el uso de un detergente estará circunscrito típicamente a casos mucho más raros, en los que un operario tiene razones para considerar que la solución de retrolavado descrita en este documento no es eficaz y/o existe una necesidad real de limpiar la arena usando dicho agente limpiador. En casos incluso más raros, se requerirá reemplazar por completo los contenidos del lecho de medios.

Las descripciones de las figuras 1 a 7 pueden referirse a cualquier forma geométrica deseada del tanque 100. La figura 8 ilustra, en corte transversal, un cilindro dispuesto horizontalmente según otra realización de la invención. Tal disposición proporciona una gran superficie de los medios en una disposición compacta. La entrada de líquido 118 pasa a través de un orificio lateral en la parte de arriba del tanque, a través de una junta en T, para alimentar un compartimento impelente con cuatro boquillas que suministran fluido sin tratar a los deflectores 251. Se puede usar cualquier disposición adecuada para alimentar al tanque el fluido sin tratar. Los micromedios están dispuestos, en esta realización, cerca de los deflectores 251, de manera que el flujo sin tratar estimula los micromedios para mejorar el comportamiento de filtrado. Como ejemplo, los medios pueden comprender tres tipos, a saber, los medios más finos en la parte de arriba, un tamaño mediano de grano en la parte media y unos medios gruesos en la parte de abajo. El tamiz 116 es un tubo cilíndrico de material de malla en comunicación con una salida de efluente 120. El tamiz 116 puede estar cerrado en la parte de arriba y abierto en la parte de abajo para recoger líquido filtrado de la parte de abajo de los medios. Un conducto de distribución de aire 152’, que burbujea aire al nivel del tamiz en los medios gruesos, está al lado del tamiz 116. El conducto 152’ puede rodear el tamiz 116 y puede estar cerca del límite entre los medios gruesos y los medianos en el caso de 3 calidades de medios. De este modo, el suministro de aire está separado de la evacuación de líquido filtrado, sin embargo, se apreciará que, en algunos casos, se podría inyectar aire en el tamiz 116 con el propósito del retrolavado. Los medios inferiores también pueden ayudar a distribuir uniformemente las burbujas de aire a medida que suben desde el conducto 152’ hacia los medios medianos y finos. Como se ha descrito anteriormente, el retrolavado con aire no produce la mezcla de los micromedios con los medios más gruesos de manera que se requiera una reestratificación de los medios.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Un filtro de lecho de medios, que comprende:

un depósito que tiene una entrada de líquido sin tratar y una salida de líquido filtrado (120), en el que la entrada de líquido sin tratar está conectada para circulación de fluido a una fuente de líquido sin tratar;

medios de filtrado estratificados de tamaño variable con una pluralidad de densidades de material granular, caracterizado por que

el filtro de lecho de medios incluye una capa superior de micromedios (128) con un material granular subyacente (110) de densidad creciente, con un tamaño de partícula para facilitar un retrolavado con aire de los micromedios (128) sin desestratificar dichos medios, y sin requerir la reclasificación de los medios estratificados;

una entrada de fluido de retrolavado (152) para líquido y/o aire y un distribuidor de aire de retrolavado para inyectar el aire hacia arriba a través de los medios de filtrado;

un drenaje de retrolavado y

un controlador para controlar automáticamente un retrolavado con líquido y una válvula de aire para inyectar el aire a través de la entrada de fluido de retrolavado (152);

en el que la entrada de líquido sin tratar comprende al menos una boquilla de distribución de líquido sin tratar (250), dirigida a una superficie, con un deflector (251) para definir un desespumador de líquido,

en el que el deflector (251) está dispuesto paralelo y próximo a la superficie superior de la capa de arriba de los medios de filtrado;

en el que la boquilla (250), dirigida a una superficie, está dirigida perpendicularmente a la superficie superior de la capa de arriba de los medios de filtrado y adaptada para dirigir un flujo de entrada de líquido sin tratar que sale de la boquilla (250) con la superficie superior del deflector (251) a lo largo y por encima de una parte de la superficie superior de la capa de arriba de los medios de filtrado para realizar una acción de desespumado y evacuar acumulaciones en la superficie superior de la capa de arriba de los medios de filtrado sin dispersión de los micromedios (128); y

en el que la entrada de fluido de retrolavado (152) se realiza mediante el controlador conectable para circulación de fluido a la boquilla de distribución de líquido sin tratar (250) con el deflector (251) para evacuar dichas acumulaciones en la superficie superior de la capa de arriba de los medios de filtrado sin dispersión de los micromedios (128) para eliminar dichas acumulaciones a través del drenaje de retrolavado;

en el que los micromedios tienen una densidad al menos 1 g/ml menor que la densidad del material granular subyacente; y en el que los medios de filtrado estratificados comprenden un material granular subyacente de diámetro dentro del intervalo de 2,5 a 6 mm, una capa intermedia de material granular de diámetro dentro del intervalo de 0,5 a 2 mm y una capa superior de micromedios con un diámetro eficaz de 0,1 mm a 0,4 mm.

2. El filtro como se define en la reivindicación 1, en el que los micromedios (128) comprenden gránulos de arena.

3. El filtro como se define en la reivindicación 1, en el que los micromedios (128) comprenden gránulos de vidrio.

4. El filtro como se define en la reivindicación 1, en el que los micromedios (128) comprenden gránulos de polímero.

5. El filtro como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende además un controlador de flujo de aire de retrolavado, ajustable para establecer un caudal de retrolavado con aire eficaz para lavar dichos micromedios (128) sin desestratificar dichos medios.

6. El filtro como se define en la reivindicación 1, en el que la capa de arriba de los micromedios (128) tiene un diámetro eficaz de 0,1 a 0,2 mm.

7. El filtro como se define en la reivindicación 1, en el que la densidad de la capa intermedia (112) es aproximadamente 4 g/ml y la densidad de la capa de arriba es menor que 3 g/ml, preferiblemente de un material de arena que tiene una densidad de aproximadamente 2,7 g/ml o de un material de vidrio que tiene una densidad de aproximadamente 2,5 g/ml o de un material plástico que tiene una densidad de aproximadamente 1,6 g/ml.

8. El filtro como se define en la reivindicación 1 o 6, en el que la capa de abajo (114) comprende gránulos de granate.

9. El filtro como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el distribuidor de aire de retrolavado comprende un conducto (152’) que rodea un tamiz (116) de la salida de líquido filtrado (120).

10. El filtro como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende además un suministro controlado de aire de retrolavado.

11. El filtro como se define en la reivindicación 10, en el que el controlador controla automáticamente una pluralidad de válvulas que comprende al menos la válvula de aire para realizar un ciclo de retrolavado con aire en los micromedios (128).