MXPA98009085A - Sistema de filtracion para agua potable - Google Patents

Abstract

Esta invención comprende un proceso y aparato para producir agua potable purificada a partir de fuentes de agua fresca superficial o subterránea sin utilizar pretratamiento químico o coagulante, mediante el uso de un medio de filtración cargado positivamente para atraer los sólidos suspendidos típicamente con carga negativa presentes en la fuente de agua. El proceso, el cual puede ser portátil, incluye un sistema de filtración que tiene un componente de filtración/recirculación/retrolavado y una etapa de desinfección. El proceso incluye además un controlador de sistema el cual recibe señales eléctricas de controles de flotación para controlar las etapas de filtración, recirculación y retrolavado. Este proceso produce agua potable la cual satisface o excede las normas establecidas por la Organización Mundial de la Salud respecto a turbidez y contenido microbiológico.

Description

^ 1 Organización Mundial de la Salud (World Health Organization (WHO) ) respecto a "turbídez" y "contenido microbiológico y biológico" . La turbídez se refiere a la opalescencia o condición translúcida del agua, y se define en "Standard Methods for the Examinatioñ of Water and Wastewater", 18a edición, American Public Health Association, editado por Greenberg, et al. (1992), como "...una expresión de la propiedad óptica que provoca que lá luz sea dispersada y absorbida en vez de 0 transmitir en líneas rectas a través de la muestra [de agua]".

La turbidez, expresada en unidades de turbidez nefelométrica (NTU) , está determinada con un turbidómetro nefelométrico, un instrumento el cual compara la intensidad de luz dispersada por el agua bajo condiciones definidas con la intensidad de luz 5 dispersada por una suspensión de referencia estándar bajo las mismas condiciones. Cuanto mayor es la intensidad de luz dispersada, mayor es la turbidez . El contenido microbiológico y biológico (microbiológico/biológico) se refiere al nivel de organismos patógenos en agua, y normalmente se mide al 0 determinar la presencia de organismos indicadores o sustitutos cuya presencia indica la probable presencia de organismos patógenos. Se utiliza al grupo de bacterias coliformes como el principal indicador de la calidad del agua, debido a que la densidad del grupo coliforme típicamente es mucho mayor en agua 5 en comparación con otros organismos. Los ejemplos de organismos patógenos encontrados en agua incluyen virus entéricos así como microorganismos tales como Giardia lamblia, Entamoeba histolyti'ca y Cryptosporidium parvum. La eliminación de la posible contaminación química dañina aún no es tan prioritaria en la mayor parte de estas áreas puesto que la esperanza de vida generalmente es menor que el tiempo promedio necesario para desarrollar enfermedades crónicas tales como cáncer. El agua potable segura también es una necesidad crítica en todo el mundo después de las catástrofes naturales y durante conflictos armados. La capacidad de mantener un suministro adecuado de agua potable también puede ser difícil para ciertas industrias tales como la minería o la construcción de carreteras, o en instituciones remotas tales como hospitales en el campo y clínicas. Además, la necesidad de un suministro de agua potable en el "punto de uso" también es aplicable en los parques y bosques nacionales en los Estados Unidos, o en otros lugares los cuales atienden a una población transitoria. Sin embargo, en los Estados Unidos el agua potable también debe satisfacer los estándares del Safe Water Drin ing Act. El agua potable la cual tiene baja turbidez y contenido microbiológico/biológico se puede producir a partir de suministros de agua fresca subterráneos o superficiales por diversos métodos. Un sistema de tratamiento típico para el agua involucra una filtración de alta velocidad a través de un medio de arena. Este método puede producir una cantidad tan grande como aproximadamente 300-350 metros cúbicos de agua por día por metro cuadrado (m3/día/m2) . Sin embargo, puesto que los particulados removidos por los filtros penetran profundamente en el lecho de filtro, el lecho del filtro necesita ser limpiado a intervalos regulares para evitar el atoramiento. Además, la mayor parte de los sólidos suspendidos (suciedad y microorganismos) tienen carga negativa debido a que existe un exceso de iones negativos en la superficie de las partículas mismas. Por lo tanto, este método de filtración a alta velocidad requiere el pretratamiento químico del agua sin tratar con un coagulante tal como alúmina (sulfato de aluminio hidratado) o un polímero orgánico para impartir una carga positiva a los sólidos con carga negativa. De esta manera, se genera una fuerza atractiva electrostática entre los sólidos suspendidos y el medio de filtración con carga negativa, de manera ue el medio de filtro puede separar efectivamente por filtración los sólidos suspendidos. Otras etapas de pretratamiento típicamente incluyen floculación y sedimentación posterior a la adición química. La floculación es necesaria para mezclar los sólidos suspendidos y coagulantes juntos para producir un precipitado o floculado que se vuelve lo suficientemente grande para sedimentar. La sedimentación permite que el floculado sedimente en el fondo del tanque mientras que el sobrenadante más claro que contiene sólidos residuales suspendidos con carga positiva se remueven en la parte superior para paso subsecuente a través del medio de filtro. Aunque las plantas de tratamiento pueden producir agua de calidad con este método, el capital necesario, el trabajo y los recursos que se requieren para construir y operar tal sistema lo vuelve virtualmente no viable en muchas partes del mundo . En la patente norteamericana No. 5,211,852 para Van de Walle, et al. se describe un proceso para la remoción de iones metálicos del agua el cual comprende filtrar el agua a través de un lecho o capa de óxido de magnesio granular quemado ligeramente o muy quemado. Este proceso no se dirige a la remoción de particulados o para producir agua ingerible potable, sino para reducir los contaminantes de iones metálicos tóxicos los cuales son liberados por la industria en las vías acuosas . La patente norteamericana No. 4,385,998 para Schiller, et al., describe el uso de óxido de magnesio (MgO) para filtrar sólidos suspendidos de recursos de agua tales como efluentes de proceso, pero no describe un método o aparato para un sistema de purificación de agua potable para la comunidad. Por lo tanto, lo que se necesita es un método técnicamente sencillo, efectivo en cuanto a costos y confiable para producir agua ingerible y potable a partir de suministros de agua fresca subterráneos y superficiales durante emergencias en todo el mundo, y en todo momento en los países en desarrollo o en áreas rurales o remotas .

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN La presente invención proporciona un sistema de purificación de agua potable para la comunidad técnicamente sencillo, efectivo en cuanto a costos y confiable para suministrar agua potable la cual no sólo satisface las normas de la Organización Mundial de la Salud (WHO) para turbidez y contenido microbiológico/biológico, sino que también está diseñada para satisfacer los estándares establecidos por los países individuales para la calidad del agua potable. Este sistenja es portátil de manera que permite la operación en la vecindad inmediata en la superficie de los recursos o fuentes de agua fresca superficial o subterránea en una localización fácilmente accesible para aquéllos en el área quienes están en necesidad de agua ingerible potable o segura. La presente invención es un sistema de tratamiento de agua de componentes múltiples, compacto, dirigido para remover particulados y microbios mediante el uso de un proceso el cual no sólo es portátil, sino extremadamente simple de establecer, hacer funcionar y mantener. Por lo tanto, es muy adecuado para aquéllas situaciones en las cuales los operadores y trabajadores de mantenimiento no son técnicos altamente entrenados, por ejemplo en países en desarrollo, en lugares rurales o remotos y durante emergencias en todo el mundo. El uso de un medio cargado positivamente con la presente invención elimina completamente la necesidad de pretratamiento químico con coagulantes, así como la necesidad de etapas de floculación y sedimentación. Tales etapas de pretratamiento, las cuales se requieren en los sistemas de tratamiento de agua potable convencional para atraer sólidos suspendidos, cargados negativamente, no sólo agregan costos a los sistemas convencionales, sino también agregan complejidad, puesto que se necesitan operadores altamente entrenados con el fin de asegurar que las etapas de pretratamiento se realizan correctamente. Además, al hacer recircular agua ya filtrada, la presente invención reduce adicionalmente la turbidez del agua potable almacenada sin necesidad de filtros u otro equipo adicional. Estas ventajas, combinadas con un requerimiento mínimo de energía y una etapa de retrolavado sencilla proporciona beneficios importantes con respecto a los sistemas de tratamiento convencionales. Específicamente, la presente invención proporciona por primera vez un método novedoso y confiable para producir agua ingerible potable con un capital, trabajo y recursos mínimos, virtualmente en cualquier parte en el mundo en donde exista una fuente de agua fresca subterránea o superficial en las cercanías.

En operación, el agua fresca subterránea o superficial contiene sólidos suspendidos y objetos más grandes que son extraídos por una bomba de succión a una manguera de entrada cuya porción de extremo en la fuente de agua' es soportada por flotadores y protegida por una criba la cual se diseña para evitar que entren en la manguera de entrada objetos más grandes y residuos tales como ramas, hojas y demás. El agua sin tratar cribada, que aún contiene sólidos suspendidos, después se extrae a una columna de filtración que contiene un medio de filtro cargado positivamente, adecuado, tal como MgO. Después de ser filtrada, el agua se desinfecta con un desinfectante adecuado, preferiblemente uno el cual tenga un efecto residual tal como cloro, yodo u oxidantes mezclados, y se pasa el agua a un tanque de almacenamiento de agua potable para uso, según se necesite. Cuando se produce una cantidad suficiente de agua potable almacenada, se puede hacer recircular nuevamente a través del medio de filtro para reducir la turbidez adicionalmente. Se utiliza un retrolavado periódico de agua y aire para limpiar el medio de filtro. En una modalidad, el sistema utiliza dispositivos de detección electrónica tales como sensores flotadores para suministrar señales eléctricas a un controlador de sistema. De esta manera, se controla el flujo de agua sin tratar desde la fuente, a través del medio de filtro y al interior del tanque de almacenamiento de agua potable. Además, cuando el nivel de agua potable almacenada alcanza un nivel alto predeterminado en el tanque de almacenamiento, el sistema controlador envía señales de control a las válvulas apropiadas para abrir o cerrar, de manera que el agua potable almacenada pueda recircular a través del filtro. Cuando el nivel superior (nivel de agua) por encima del medio de filtro alcanza un máximo predeterminado o un nivel alto en la columna de filtración, se abren o cierran las válvulas apropiadas, lo que permite que el agua purificada y el aire comprimido fluyan hacia arriba en la columna de filtrado para retrolavar el medio. Además del controlador de sistema, se puede utilizar un sincronizador para proporcionar una etapa de retrolavado adicional durante las horas de demanda de funcionamiento mínima. Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se comprenderán mejor con respecto a la siguiente descripción, reivindicaciones anexas y dibujos que la acompañan.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LOS DIBUJOS La figura ÍA es un diagrama de bloques de un sistema de control para operar el sistema de purificación de agua potable, de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura IB es una ilustración esquemática simplificada de un sistema de purificación de agua potable y su sistema de control asociado para operar el sistema durante una etapa de filtración de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 1C es una ilustración esquemática simplificada de un sistema de purificación de agua potable y su sistema de control asociado para operar el sistema durante una etapa de recirculación o reciclado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura ID es una ilustración esquemática simplificada de un sistema de purificación de agua potable y su sistema de control asociado para operar el sistema durante la etapa de retrolavado de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 2 es una vista superior simplificada del sistema de purificación de agua potable y su sistema de control asociado para operar el sistema durante la etapa de filtración de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 3 es una vista de extremo alejada, parcialmente despiezada del sistema de purificación de agua potable y su sistema de control asociado para operar el sistema de acuerdo con una modalidad de la presente invención. La figura 4 es una vista lateral de un sistema de purificación de agua potable mostrado en uso en un remolque de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

La figura 5 es un diagrama de flujo de una modalidad del proceso de sistemas de purificación para agua potable de la presente invención. Las figuras 6-8 son gráficas que muestran la distribución del tamaño de partícula para medios de filtro de arena de sílice, Mag ChemMR 10, y Mag ChemMR P-98, como se describe en el ejemplo 1 en la presente. La figura 9 es una gráfica que muestra cómo se combinan las fracciones de tamaño de medio para preparar un medio de filtro para un filtro de lecho profundo rápido, como se describe en el Ejemplo en la presente. Las figuras 10-11 son gráficas que muestran la turbidez en unidades de turbidez nefelométricas (NTU) versus tiempo 'en horas utilizando arena de sílice y el medio de filtro como se describe en el Ejemplo en la presente. La figura 12 es una gráfica que muestra el incremento en la parte superior por encima del medio de filtro de arena de sílice versus tiempo en horas, como se describe en el ejemplo en la presente. Las figuras 13-14 son gráficas que muestran la turbidez en NTU versus tiempo en horas utilizando Mag ChemMR P-98 como el medio de filtro, como se describe en el ejemplo en la presente. La figura 15 es una gráfica que muestra el incremento en la parte superior por encima del medio de filtro Mag ChemMR P-98 versus tiempo en horas descrito en el ejemplo en la presente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la siguiente descripción detallada, se hace referencia a los dibujos anexos los cuales forman parte de la misma y los cuales se muestran a modo de ilustración, modalidades específicas en las cuales la invención se puede llevar a la práctica. Estas modalidades se describen con detalle suficiente para permitir a una persona familiarizada con la técnica llevar a la práctica la invención, y se debe entender que se pueden utilizar otras modalidades en que se puedan realizar cambios estructurales, de procedimiento y de sistema sin apartarse del espíritu y alcance de la presente invención. Por lo tanto, la siguiente descripción detallada debe ser considerada en un sentido limitante, y el alcance de la presente invención está definido por las reivindicaciones anexas . La numeración en las figuras habitualmente se realiza con los dígitos de los cientos y los miles que corresponden al número de la figura, con excepción en el que los mismos componentes pueden aparecer en figuras múltiples . Una modalidad de la presente invención proporciona un método y aparato para producir un suministro de agua potable en el punto de suministro a comunidades las cuales no solo cumplen con las normas de la WHO respecto a turbidez y contenido microbiológico/biológico, sino que también pueden ser diseñadas para cumplir con otros estándares aplicables para calidad de agua potable. Sin embargo, típicamente, los estándares para calidad de agua potable en países en desarrollo son iguales a las normas establecidas por la WHO. Un sistema en el punto de suministro se refiere a un sistema en donde el consumidor se encuentra en la posición para utilizar el agua en el sitio, o preferiblemente para llenar un recipiente con agua para uso en otra posición. Como se discute en lo anterior, la turbidez es una medida de la cantidad de luz que no es reflejada por las partículas suspendidas en el agua. De acuerdo con las "WHO Guidelines for Aesthetic Quality", más recientes, el agua potable debe tener una turbidez menor de cinco (5) NTU, pero preferibl ,.Tiente menor de aproximadamente uno (1) NTU, para eficiencia de desinfección. De acuerdo con "WHO Guidelines for Microbiological and Biological Quality" , el contenido microbiológico/biológico del agua embotellada potable y suministros de emergencia de agua debe ser de cero (0) organismos coliformes por 100 mililitros (100 ml) de manera que el agua esté libre de organismos patógenos. Estas y otras normas o estándares para diversas regiones que incluyen Canadá, los Estados Unidos y la comunidad Europea, se encuentran en el libro intitulado "Water Quality and Treatmen - A Handbook of Community Water Supplies", 4a edición, McGraw-Hill, Inc., editado por American Water Works Association (1990) . Como se discute antes, la mayor parte de las partículas suspendidas están cargadas negativamente debido a que existe un exceso de iones negativos en la superficie de las partículas mismas. Como resultado, los sistemas de tratamiento de agua potable convencionales, requieren el uso de coagulantes químicos para impartir una carga positiva a las partículas suspendidas antes de la filtración con un medio de filtro cargado negativamente. La presente invención no requiere el uso de coagulantes químicos para impartir una carga positiva a las partículas suspendidas. En vez de esto, la presente invención utiliza un medio de filtro cargado positivamente el cual genera una fuerza electrostática o atractiva con las partículas o sólidos suspendidos cargados negativamente, por lo que elimina la necesidad del pretratamiento químico, floculación y sedimentación del agua antes de la filtración. Además, la presente invención incluye una etapa de recirculación la cual permite que el agua potable ya desinfectada sea filtrada repetidamente de manera que se puede disminuir adicionalmente el nivel de turbidez del agua potable en el tanque de almacenamiento, en vez de apagar el sistema cuando el tanque de almacenamiento está lleno. Además, al automatizar el componente de filtración/retrolavado/recirculación de ' la presente invención, el sistema es sencillo de operar y requiere muy poco mantenimiento. Con referencia a la figura ÍA, se muestra un diagrama de bloques de una modalidad del sistema de purificación de agua potable de comunidad (sistema de tratamiento de agua) 110 que comprende un suministro 130 de energía, un controlador 112 de sistema y una unidad 111 de sistema. En una modalidad, el controlador 112 de sistema comprende un procesador de computadora, una memoria no volátil, un dispositivo de entrada y un monitor. El controlador 112 de sistema está acoplado a diversos dispositivos de detección para monitorear ciertas variables o fenómenos físicos, proceso de variables y señales de control de salida para controlar dispositivos para tomar las acciones necesarias cuando los niveles variables exceden o caen por debajo de valores seleccionados o predeterminados. Tales cantidades dependen de otras variables, y pueden variar según se desee al utilizar el dispositivo de entrada del controlador. La memoria no volátil comprende una unidad de disco o un dispositivo de memoria de sólo lectura el cual almacena un programa para implementar el control anterior y. almacenar los valores apropiados para comparación con las variables de proceso como son bien conocidas en la técnica. En una modalidad adicional, el controlador 112 de sistema puede comprender una máquina de estado acoplada a un panel de control . Se pueden proporcionar botones en el panel de control para permitir la modificación de los valores y para controlar el sistema de purificación de agua potable para introducir los estados deseados, tales como retrolavado o modos de recirculación. En el arranque, el suministro 130 de potencia (o suministro de energía) se archiva de manera que el controládor 112 de sistema y la bomba (P) 132 pueden ser encendidas. El suministro 130 de potencia puede ser cualquier forma de cualquier fuente de energía adecuada tal como un pequeño generador, un sistema de energía solar que tenga paneles solares y baterías de almacenamiento, o un sistema de red de energía normal. El sistema 110 de tratamiento de agua puede operar con corriente alterna (AC) o corriente directa (DC) y el voltaje puede ser cualquier voltaje adecuado tal como 12 voltios o 120 voltios, dependiendo de la fuente de energía. Este controlador 112 de sistema recibe señales de tres sensores de flotación: Un sensor (Ll) 118 de nivel de agua superior y un sensor (L2) 120 de nivel de agua inferior, en el tanque 122 de almacenamiento de agua potable, y un sensor (L3) 124 de nivel superior de filtro en la columna 126 de filtrado. Siempre que el nivel del agua potable exceda un nivel superior predeterminado en el tanque 122 de almacenamiento de agua potable, el sensor (Ll) 118 del nivel superior de agua transmite información en forma de señales de control' al controlador 112 de sistema. En consecuencia, siempre que el nivel de agua potable disminuya por debajo de un nivel de agua bajo predeterminado en el tanque 122 de almacenamiento de agua potable, el sensor (L2) 120 de nivel bajo de agua transmite información al controlador 112 de sistema. Además, siempre que la parte superior del filtro está por encima de un nivel superior máximo predeterminado en la columna 126 de filtrado, se transmite nuevamente información al controlador 112 de sistema por el sensor (L3) 124 de nivel superior de filtro. La información la cual es transmitida al controlador 112 de sistema por los diversos sensores puede ser por medio de alambres o transmisores inalámbricos. El controlador 112 de sistema, que utiliza algoritmos de control PID estándar, responde al abrir la trayectoria de flujo apropiada como se describe en las figuras IB, 1C y ID. Como se muestra en la figura ÍA, los dispositivos que reciben la entrada del controlador 112 de sistema incluyen una primera válvula (SVl) 144, de servicio, la cual es una válvula a través de la cual se va a filtrar agua del flujo de fuente de agua, una segunda válvula (SV2) 146 de servicio, una válvula a través de la cual el agua de la fuente de agua o el agua del tanque 122 de almacenamiento de agua potable fluye para ser filtrada. Otras válvulas las cuales reciben entrada desde el controlador 112 de sistema incluyen una tercera válvula (SV3) 164 de servicio, una válvula a través de la cual fluye el agua filtrada, y una válvula (DV) 170 de desinfección, una válvula a través de la cual fluye desinfectante adecuado. Una válvula (RV) 172 de recirculación a través de la cual fluye el agua desde el tanque 122 de almacenamiento de agua potable que va a ser refiltrada, también recibe entrada desde - el controlador 112 de sistema. Otros dispositivos que reciben entrada desde el controlador 112 de sistema incluyen un compresor (AC) 178 de aire, una válvula (BWV) 179 de agua de retrolavado, y una válvula (BAV) 180 de aire de retrolavado, todas las cuales se utilizan durante la etapa de retrolavado. La comunicación para todas las entradas y salidas es por medio de una interfase 109 de enlace común de datos adecuada. Los diversos dispositivos transductores adecuados para medir parámetros los cuales caracterizan los niveles de agua alto y bajo predeterminados en el tanque 122 de almacenamiento de agua potable y el nivel superior de filtro máximo predeterminado en la columna 126 de filtrado, así como las diversas señales generadas por el mismo, pueden tomar diversas formas o formatos. Por ejemplo, los elementos de control del sistema se pueden implementar utilizando tipos eléctricos analógicos, electrónicos digitales, neumáticos, hidráulicos, mecánicos u otros tipos similares de equipo o combinaciones de uno o más de tales tipos de equipo. Aunqueuna modalidad de la invención utiliza una combinación de elementos de control neumático junto con un aparato de manejo y traducción de señal analógica eléctrica, el aparato y método de la invención se puede implementar utilizando una variedad de equipo específico disponible y conocido por aquéllos familiarizados con el proceso de control de la técnica. De igual manera, el formato de las diversas señales se puede modificar sustancialmente con el fin de adaptarse a los requerimientos de formato de señal de la instalación particular, factores de seguridad, las características físicas de los instrumentos de medición o de control y otros factores similares. Por ejemplo, una señal de medición de flujo sin tratar producida por un medidor de flujo de orificio de presión diferencial habitualmente mostraría una relación generalmente proporcional al cuadrado de la velocidad de flujo real. Otros instrumentos de medición pueden producir una señal la cual es proporcional al parámetro medido, otros medios de transducción adicionales pueden producir una señal la cual presenta una relación más complicada, aunque conocida, con el parámetro medido. Además, todas las señales pueden ser traducidas a un formato de "cero suprimido" u otro formato similar con el fin de proporcionar un "cero útil" y evitar una falla del equipo al ser interpretado erróneamente como una medición "baja" o "alta" de la señal de control. Sin importar el formato de señal o la relación exacta de la señal con el parámetro o representativo de valor de proceso deseado, la señal presentará una relación con el parámetro medido o el valor deseado el cual permita una designación de un valor medido o deseado específico por un valor de señal específico.

Por lo tanto, una señal la cual se representativa de una medición de proceso o un valor de proceso deseado es uno del cual se puede recuperar fácilmente información respecto al valor medido o deseado sin importar la relación matemática exacta entre las unidades de señal y las unidades de proceso medidas o deseadas . Además, el componente de retrolavado (el cual se muestra en la figura ID) del sistema 110 de tratamiento de agua puede ser controlado adicionalmente por un temporizador o un sistema de temporización el cual se puede ajustar para abrir y cerrar las diversas válvulas independientemente del nivel de la parte superior en la columna 126 de filtrado. El temporizador se puede ajustar para comenzar una etapa de retrolavado en un momento apropiado de manera que el retrolavado se tenga en una base rutinaria o periódica, y el sistema se puede regresar a filtración o recirculación. Por ejemplo, se puede temporizar el retrolavado habitual para que ocurra durante un período de demanda de funcionamiento mínima una vez cada 24 horas, por ejemplo a las 2:00 A.M., para minimizar la interrupción en la disponibilidad de agua potable. En una modalidad alternativa, el retrolavado se puede llevar a cabo por cualquier procedimiento de retrolavado conocido en la técnica para limpiar un medio de filtro. Con referencia a las figuras IB, 1C y ID se muestran los diagramas esquemáticos de una modalidad de la presente invención en donde el sistema 110 de tratamiento de agua tiene un controlador 112 de sistema en su lugar para controlar las diversas posiciones de las válvulas para permitir trayectorias de flujo diferentes en la unidad 111 de sistema. La comunicación entre el controlador 112 de sistema y la unidad lll de sistema se lleva a cabo con cualquier interfase adecuada, tal como una interfase 109 de enlace común adecuado. Las trayectorias de flujo incluyen filtración directa del agua 114 sin tratar, como se muestra en la figura IB, recirculación o refiltración de agua 128 potable del tanque 122 de almacenamiento de agua potable, como se muestra en la figura 1C, y retrolavado del medio 156 de filtro en la columna 126 de filtrado utilizando agua 128 potable y aire comprimido, como sé muestra en la figura ID. Como se muestra en la figura ID, la filtración directa par producir agua 128 potable se lleva a cabo al bombear agua 114 sin tratar desde una fuente de agua con una bomba 132, directamente a la parte superior de la columna 126 de filtrado la cual contiene un medio 156 de filtro cargado positivamente. El agua 158 filtrada sale de la parte inferior de la columna 126 de filtrado y fluye a través de la tubería 162 y después dentro de la tubería 165 en donde se desinfecta con un desinfectante adecuado antes de entrar al tanque 122 de almacenamiento.

Específicamente, como se muestra en la figura IB, el agua 114 sin tratar, la cual tiene una turbidez de aproximadamente 100 a 200 NTU o mayor, es extraída de una fuente de agua adecuada, tal como un lago, un río o un pozo. El sistema 110 de tratamiento de agua técnicamente se puede localizar varios kilómetros de la fuente de agua, pero por conveniencia y economía preferiblemente se localiza no más lejos de aproximadamente 30 metros de la fuente de agua. El agua 114 sin tratar, la cual típicamente contiene residuos 134 como sólidos 136 suspendidos, se extrae a través de una criba 138 en la tubería 141. La criba 138 se fabrica de cualquier material adecuado tal como plástico, acero inoxidable, etc. se diseña para evitar que los residuos 134 entren a la tubería 141. Los residuos pueden incluir objetos tales como ramas, hojas y demás. La criba 138 se limpia fácilmente y de manera preferible también se diseña de manera que resista el bloqueo con residuos los cuales podrían interferir con la entrada de agua. La criba 138 puede ser verificada para determinar residuos 134 y se puede limpiar periódicamente o en una base periódica de manera que no se tape con los residuos 134 de manera que el flujo de agua 114 sin tratar pueda restringirse severamente o bloquearse por completo. En una modalidad alternativa, se coloca un medidor de flujo en una posición adecuada en la línea 141 para detectar si el agua está fluyendo a través de la bomba 132. Si la velocidad de flujo disminuye por debajo de una velocidad mínima predeterminada o se aproxima a cero (0) , el controlador 112 de sistema puede enviar señales apropiadas tales como la señalización de la unidad 111 de sistema para entrar en la fase de recirculación o para apagarse automáticamente al desconectar el suministro 130 de energía. La tubería 141 puede ser flexible y se fabrica de cualquier material adecuado que incluye caucho o material plástico tal como tubería de TeflonMR o polietileno. La tubería 141 es de un tamaño suficiente de manera que mantiene la velocidad de flujo deseada a una caída de presión razonable, por ejemplo a aproximadamente 800-1000 m por hora con una caída de presión menor de aproximadamente 0.5 metros por 100 metros de manguera (tubería 141) . En una modalidad, la tubería 141 es una manguera de caucho de aproximadamente dos (2) a cinco (5) centímetros de diámetro y es de una longitud adecuada.

Alternativamente, la tubería 141 se puede fabricar de un material rígido tal como cobre, cloruro de polivinilo, hierro galvanizado, policarbonato y así sucesivamente. En una modalidad alternativa, una porción de la tubería 141 se fabrica de un material rígido adecuado, y el resto se fabrica de un material flexible adecuado. Se puede unir una cantidad indefinida de flotadores 140 en agua sin tratar cerca de la porción de extremo de la tubería 141 de manera que la porción de extremo de la tubería 141 permanezca justo por debajo de la superficie del agua, preferiblemente desde aproximadamente 0.25 a uno (1) metros por debajo de la superficie. Algunas fuentes de agua tales como ciertos pozos, lagos o corrientes pueden tener algas u otras fuentes de turbidez localizadas justo por debajo o en' la superficie, de manera que no es deseable tener la porción de extremo de la tubería 141 localizada en esta área. Si es posible, la porción de extremo de la tubería 141 se debe colocar al nivel del agua más limpia, aunque el sistema 110 de tratamiento de agua aún puede producir agua 128 potable segura para la mayor parte de las aguas con un nivel de turbidez elevado. Para fuentes de agua que tienen' una turbidez superior más cercana en la superficie, los flotadores de agua sin tratar se pueden colocar a aproximadamente uno (1) ó dos (2) metros desde la porción de extremo de la tubería 141, de manera que la porción de extremo de la tubería 141 puede permanecer más abajo de la superficie de la fuente de agua en la profundidad deseada. En el caso o corriente alimentada en primavera, los flotadores 140 en agua sin tratar se colocan lo suficientemente lejos de la porción de extremo de la tubería 141 de manera que la porción de extremo de la tubería 141 está lo suficientemente lejos hacia abajo dentro de la fuente de primavera de manera que se evita la turbidez causada por la turbulencia conforme surge de su fuente.

En otra modalidad, cuando la fuente de agua se sabe o se sospecha que tiene un fondo suave, se puede utilizar alternativamente un soporte adecuado, o además de los flotadores 140 para agua sin tratar, con el fin de asegurar que la porción de extremo de la tubería 141 no se hunda en el lodo, en la arena o en limo. El agua 142 sin tratar cribada aún contiene sólidos 136 suspendidos y después extraída a una primera válvula 144 de servicio abierto antes de ser dirigida por la bomba 132 a la tubería 147 y a través de una segunda válvula 146 de servicio abierta. Las válvulas 144 y 146 de servicio pueden ser cualquier tipo adecuado de controladores de flujo los cuales están diseñados para estar en posición cerrada o abierta, tales como válvulas solenoides. El agua 142 sin tratar cribada después pasa a través de un sistema del controlador 148 de flujo en la tubería 147. Aunque el controlador 148 de flujo del sistema puede ser colocado en cualquier posición adecuada dentro de la unidad 111 de sistema, preferiblemente el controlador 148 de flujo de sistema se localiza en la tubería 147 para controlar la velocidad de flujo en la cantidad deseada. La velocidad de flujo puede ser cualquier cantidad adecuada tal como aproximadamente 50-300 m3/día/m2 o más del área superficial horizontal del medio 156 de filtro. En una modalidad preferida, la velocidad de flujo es de aproximadamente 170-250 1/seg/m2 (diez (10) -15 m3/h/m2) . El controlador 148 de flujo de sistema puede tener una abertura fija o puede ser ajustable manualmente de manera que se pueda incrementar o disminuir la velocidad de flujo conforme se aumenta o disminuye la abertura en el controlador 148 de flujo del sistema. En una modalidad alternativa, el controlador 148 de flujo de sistema es automatizado de manera que el controlador 112 puede transmitir información que recibe de un medidor de flujo localizado adecuadamente, al controlador 148 de flujo del sistema. Después, el controlador 138 de flujo de sistema puede responder al agrandar o reducir su orificio en base a la entrada recibida con el fin de incrementar o disminuir la velocidad de flujo. La bomba 132 puede ser de cualquier tamaño y tipo adecuado de equipo el cual pueda producir el flujo de fluido deseado utilizando métodos tales como fuerza centrífuga, desplazamiento volumétrico, impulso mecánico, fuerza electromagnética, gravedad, transferencia de momento de otro fluido tal como cuando se bombea de profundidades inaccesibles, y así sucesivamente. En una modalidad, la bomba 132 es una bomba centrífuga de succión la cual es capaz de suministrar agua a la velocidad deseada y a través de la columna 126 de filtrado al interior del tanque 122 de almacenamiento de agua potable bajo la "parte superior de sistema total", es decir, contra las condiciones de parte superior de carga. En una modalidad, las condiciones de parte superior de carga son de aproximadamente 3.5 a 11 metros, es decir, la distancia desde la parte superior de la cabeza en la columna 126 de filtrado al nivel de la fuente (el nivel de agua por encima de la porción de extremo de la tubería 141 en donde se extrae el agua 114 sin tratar) la cual es de aproximadamente 3.5 a 11 metros. Esta cantidad incluye la cabeza de fricción necesaria para provocar el flujo a través de las tuberías. En modalidades alternativas, la bomba 132 puede suministrar agua a presiones o. cabezas significativamente superiores. La tubería 147 se coloca de manera que el agua 142 sin tratar cribada se desplace en una dirección hacia arriba con el fin de ser liberada en la parte superior de la columna 126 de filtrado. La columna 126 de filtrado puede ser de cualquier tamaño y forma adecuadas, pero en una modalidad es de aproximadamente 30 cm de diámetro y aproximadamente tres (3) metros de alto. La columna 126 de filtrado puede fabricarse de cualquier material adecuado, tal como fibra de vidrio, acero inoxidable, policarbonato u otros plásticos. En una modalidad preferida, como la mostrada en la figura IB, el agua 142 sin tratar cribada no se libera directamente, en la columna 126 de filtrado, sino dentro de una tubería 152 localizada dentro de la parte superior de la columna 126 de filtrado. Preferiblemente, la línea 152 tiene una tubería en forma de j que tiene una placa 154 unidas cerca de su extremo de una manera segura por ejemplo mediante abrazaderas, de manera que cuando el agua 142 sin tratar cribada sale de la tubería 152 en una dirección hacia arriba, incide en la placa 154 lo que provoca que el agua caiga en una manera similar a fuente. Preferiblemente, la placa 154 está aproximadamente dos (2) a cuatro (4) cm por encima del extremo de la tubería 152. De esta manera, no se forman canales dentro del medio 156 de filtro en sí mismos debido a la fuerza del agua que inicialmente entra a la columna 126 de filtrado y a la caída sobre el medio 156 de filtro. Después, el agua 142 sin tratar cribada pasa a través del medio 156 de filtro contenido dentro de la columna 126 de filtrado. El medio 156 de filtro puede ser colocado en cualquier parte dentro de la columna 126 de filtrado en la medida en que la parte superior del medio 156 de filtro esté por debajo del extremo de descarga de la tubería 165. Esta colocación es necesaria para evitar el desarrollo de condiciones de cabeza negativa en el medio 156 de filtro los cuales pueden provocar que los gases disueltos en el agua se extraigan de la solución. El medio 156 de filtro puede 'ser colocado de cualquier manera adecuada para asegurar que el agua 142 sin tratar cribada sea extraída a una velocidad suficiente para obtener la filtración adecuada, pero preferiblemente se coloca para que opere como un sistema de filtración rápida. En una modalidad preferida, el agua 142 sin tratar cribada se extrae dentro de la unidad 111 de sistema a una velocidad de aproximadamente 150/2501/seg/m2, y la parte superior del medio 156 de filtro se localiza por lo menos tres (3) a cinco (5) centímetros por debajo del extremo de descarga de la tubería 165. El medio 156 de filtro puede ser cualquier tipo adecuado de medio, tal como un medio de filtro granular el cual llena la columna 126 de filtrado hasta una profundidad de aproximadamente uno (1) a dos (2) metros y está constituida de partículas que tienen una distribución de tamaño de partícula suficiente para proporcionar la calidad de agua deseada. Un tamaño de partícula típico varía entre aproximadamente 0.5 y aproximadamente dos (2) milímetros. El ' medio 156 de filtro necesariamente es un material el cual muestra una fuerza a rayente para los sólidos 136 suspendidos los cuales deben ser removidos del agua 142 sin tratar cribada para reducir la turbidez a niveles aceptables. Puesto que los sólidos 136 suspendidos típicamente tienen una carga negativa como se describe antes, preferiblemente el medio 156 de filtro tiene una fuerza o carga de atracción electrostática positiva. Los sólidos 136 suspendidos pueden incluir suciedad, arcillas, minerales, algas, microorganismos y demás. En una modalidad, se utiliza óxido de magnesio (MgO) como el medio de filtro. MgO tiene una carga eléctrica natural positiva para todos los valores de pH del agua menores de aproximadamente 11. La mayor parte del agua sin tratar tiene un pH en el intervalo de aproximadamente cinco (5) a nueve (9) de unidades de pH. Generalmente hay tres tipos de magnesia que están bien establecidos y reconocidos, específicamente MgO de quemado escaso periclase, MgO de quemado duro y MgÓ de quemado suave o quemado ligero (cáustico) . El MgO de quemado escaso (periclase) es óxido de magnesio el cual se ha producido a partir de una temperatura mayor de aproximadamente 1800°C. MgO de quemado escaso tiene un área superficial BET menor de aproximadamente un metro cuadrado por gramo y una porosidad de menos de aproximadamente 20%. (BET es un método de prueba utilizado para determinar el área superficial que incluye poros de materiales tales como óxido de magnesio, carbón activado y así sucesivamente) . MgO de quemado escaso posee una gravedad específica volumétrica (BSG) mayor de aproximadamente 2.9 gramos por centímetro cúbico y un tamaño de cristal mayor de aproximadamente 25 micrómetros.

En una modalidad, se puede utilizar MgO granular de quemado escaso, preferiblemente Mag ChemR P-98 de Martin Marietta Magnesia Specialties, Inc., el cual tiene grados técnicos molidos de alta pureza de óxido de magnesio procesados a partir de hornos de árbol y salmuera rica en magnesio. La pureza típicamente es de aproximadamente 98.0%, con el resto de aproximadamente dos (2) % como óxidos de calcio, silicio, aluminio y hierro entre otros. Estos productos tienen densidades elevadas y bajas reactividades, y están disponibles en varios grados . MgO de quemado duro es óxido de magnesio el cual se ha producido dentro de una temperatura de entre aproximadamente 1200 °C y 1800 °C. MgO de quemado duro tiene un área superficial BET menor de aproximadamente un metro cuadrado por gramo y una determinación de porosidad de aproximadamente tres (3) % a aproximadamente 50%. MgO de quemado duro posee un BSG de aproximadamente 1.8 a 2.4 gramos por centímetro cúbico, una actividad de magnesia química medida (CMA) de aproximadamente 600-900 segundos y un tamaño de cristal de aproximadamente uno (1) a cinco (5) micrómetros. En otra modalidad, se puede utilizar MgO de quemado duro granular, preferiblemente Mag ChemMR.10 de Martin Marietta Magnesia Specialties, Inc., el cual es de grado técnico de alta pureza de óxido de magnesio de un proceso de salmuera rica en magnesio. Típicamente, la pureza es de aproximadamente 48.2%, con los componentes restantes siendo óxidos de calcio, silicio, aluminio y hierro entre otros. Estos productos tienen densidades relativamente elevadas y bajas reactividades. Están disponibles en varios grados con grados granulares esencialmente libres de polvo. MgO de quemado suave o MgO de quemado ligero (cáustico) es óxido de magnesio el cual se ha producido dentro de un intervalo de temperatura entre aproximadamente 350 °C y 1200 °C. MgO de quemado suave, el cual es polvo en su estado producido naturalmente, posee una determinación de porosidad de más de aproximadamente 50%, y una densidad volumétrica suelta (LBD) de menos de aproximadamente 0.72 gramos por centímetro cúbico. Como resultado, MgO de quemado suave es tan soluble en su estado natural que fácilmente entra en solución con el líquido que esté siendo filtrado. Por lo tanto, se debe formular a MgO de quemado suave en granulos mediante técnicas especiales tales como densificación mediante formación de briquetas antes de ser utilizado como un medio de filtración. Otro medio de filtro cargado positivamente puede incluir óxido de aluminio el cual tiene una carga eléctrica positiva para todos los valores de pH del agua menos de aproximadamente 9.5 unidades . Puesto que los sólidos 136 suspendidos son retenidos dentro del medio 156 de filtro, el nivel de agua o cabeza 153 necesaria para sostener la velocidad de filtración se incrementará gradualmente, y el agua 142 sin tratar privada, temporalmente se almacenará por encima del medio 156 de filtro hasta que el nivel de la cabeza 153 finalmente exceda el nivel 155 de cabeza máximo monitoreado por el sensor 124 de nivel de cabeza de filtro. Se puede proporcionar cualquier cantidad del nivel 155 de cabeza máximo, pero preferiblemente, el nivel 155 de cabeza máximo es por lo menos igual a la longitud del medio 156 de filtro que se utiliza en la columna 126 de filtrado. Por ejemplo, cuando el medio 156 de filtro es de un metro y medio ( ) de longitud, el nivel 155 de cabeza máximo también será de aproximadamente un metro y medio (1^) por lo que se requiere que la columna 126 de filtrado en sí mismo sea mayor de tres (3) metros de altura. Esta cantidad de cabeza disponible permitirá el filtrado durante un período de tiempo adecuado, preferiblemente durante un mínimo de 24 horas entre los ciclos de retrolavado (discutidos en la figura ID) . El agua 158 filtrada que tenga una turbidez menor de aproximadamente uno (1) a cinco (5) NTU que sale a través de la parte inferior del medio 156 de filtro a través del desagüe inferior 160 ranurado. El desagüe inferior 160 ranurado se puede localizar en cualquier parte cerca del fondo de la columna 126 de filtrado y se puede fabricar de cualquier material adecuado y puede ser de cualquier tamaño y forma adecuados suficientes para retener al medio 156 de filtro en la columna 126 de filtrado. En una modalidad, el desagüe inferior 160 ranurado se fabrica de plástico de un tamaño tal de manera que el flujo del agua 158 filtrada pueda abandonar la columna 126 de filtrado con una pérdida de avance en el desagüe inferior 160 de aproximadamente cuatro (4) a seis (6) centímetros . Después, el agua 158 filtrada se desplaza en la tubería 162, pasa a través de una tercera válvula 164 de servicio y entra a la tubería 165. Alternativamente, la tercera válvula de servicio se puede localizar en la tubería 165.

Preferiblemente, el agua 158 filtrada continúa para entrar a la tubería 162 con presión suficiente para forzar el agua 158 filtrada para que se desplace hacia arriba en la tubería 162 y al interior de la tubería 165 sin necesidad de una bomba adicional en la unidad 111 de sistema, aunque tal bomba puede ser utilizada si se necesita. Poco antes de que el agua 158 filtrada salga de la tubería 165, es purificada o desinfectada por un método de desinfección adecuado, el cual preferiblemente deja un efecto residual. Los ejemplos de tales métodos incluyen cloración, yodación u oxidación mezclada la cual utiliza componentes tales como cloro, ozono y dióxido de cloro. Como se muestra en la figura IB, el desinfectante fluye desde un tanque 166 de desinfección a través de una válvula 170 de flujo de desinfectante abierta en la tubería 168, y después a la tubería 165 que contiene el agua 158 filtrada. De esta manera, el agua 158 filtrada es desinfectada antes de entrar al tanque 122 de almacenamiento de agua para volverse agua 128 filtrada desinfectada (o agua potable o ingerible) que preferiblemente tiene un contenido de coliformes microbianos de esencialmente cero (0) . En una modalidad alternativa, el desinfectante fluye a través de la tubería 168 directamente sobre el agua 158 filtrada conforme sale de la tubería 165. Se puede controlar el flujo de desinfectante de cualquier manera adecuada de manera que se agregue la cantidad apropiada al agua 158 filtrada.

Los usuarios del agua 128 potable tienen acceso al agua 128 potable a través de una o más espitas 188 localizadas cerca de la parte inferior de almacenamiento de agua potable. El tanque 122 de almacenamiento de agua potable puede ser de cualquier tamaño y forma adecuados. En una modalidad, el tanque 122 de almacenamiento de agua potable contiene aproximadamente 6,000 litros de agua 128 potable, y tiene aproximadamente 2.3 metros de diámetro y aproximadamente 1.8 metros de altura. El tanque 122 de almacenamiento de agua potable se puede fabricar de cualquier material adecuado tal como fibra de vidrio, acero inoxidable, policarbonato u otros plásticos. El agua 128 potable continúa fluyendo dentro del tanque 122 de almacenamiento de agua potable hasta que el nivel de agua 128 potable alcanza el nivel 186 de agua superior como es monitoreado por el sensor (Ll) 118 de nivel superior de agua. Se puede utilizar cualquier nivel 186 superior de agua adecuado en la medida en que el agua 128 potable no rebose la parte superior del tanque 122 de almacenamiento de agua potable. En una modalidad, el nivel 186 superior de agua es de aproximadamente dos (2) a aproximadamente 12 centímetros desde la parte superior del tanque 122 de almacenamiento de agua potable. Como se muestra en la figura 1C, siempre que el nivel de agua 128 potable suba por encima del nivel 186 superior de agua, el sensor (Ll) 118 de nivel superior de agua transmite esta información a través del enlace común 109 al controlador 112 de sistema. De esta manera, se inicia la etapa de recirculación. El controlador 112 responde al enviar una señal de control a la primera válvula 144 de servicio para cerrarla, de manera que se detiene el flujo de agua 114 sin tratar dentro de la tubería 141. Aproximadamente al mismo tiempo en que se realiza esta acción, preferiblemente de manera simultánea, el controlador 112 de sistema envía las señales apropiadas para abrir una válvula 172 de recirculación así como para cerrar la válvula 170 desinfectante de manera que se interrumpe el flujo de desinfectante en la tubería 168. Como resultado, el agua 128 potable del tanque 122 de almacenamiento de agua potable es bombeada por la bomba 132 primero a través de la tubería 173, y después al interior de la tubería 141 y hacia arriba, hacia la tubería 147, pasando a través de la segunda válvula 146 de servicio la cual permanece abierta. El agua 128 potable también pasa a través del controlador 148 de flujo de sistema el cual permanece abierto por la cantidad apropiada para mantener la velocidad de flujo deseada. El agua 128 potable se libera en la parte superior de la columna 126 de filtrado, preferiblemente dentro de la tubería 152 de manera que puede pasar nuevamente a través del medio 156 de filtro para remover adicionalmente más sólidos 136 suspendidos. De esta manera, se reduce adicionalmente la turbidez del agua 128 potable.

Con referencia a la figura ID, cuando el medio 156 de filtro se sobrecarga con sólidos 136 suspendidos, el avance 153 en la parte superior del medio se incrementa pasando el nivel 155 de avance máximo y es monitoreado por el sensor (L3) 124 de nivel de avance de filtro. Esto provoca que el sensor (L3) 124 de nivel de avance de filtro transmite información al controlador 112 de sistema el cual a su vez envía las señales apropiadas a las diversas válvulas para abrir o cerrar de manera que pueda comenzar la etapa de retrolavado como se muestra en la figura ID. Esto puede suceder mientras el sistema 110 de tratamiento de agua está filtrando o reciclando. Si el retrolavado es necesario durante la etapa de recirculación o reciclado, el controlador 112 del sistema provoca que tanto la segunda válvula 146 de servicio en la tubería 147 como la tercera válvula 164 de servicio en la tubería 162 se cierren, y la válvula 179 de retrolavado en la tubería 176 se abra aproximadamente al mismo tiempo, preferiblemente de manera simultánea. De esta manera, se redirige el flujo de agua 128 potable desde el tanque 122 de almacenamiento de manera que ahora fluya a través de la tubería 176 y entra en la parte inferior de la columna 126 de filtrado a través del desagüe inferior 160 ranurado y fluye hacia arriba dentro del medio 156 de filtro. Aproximadamente al mismo tiempo en que se llevan a cabo las acciones anteriores, preferiblemente de manera simultánea, el compresor 178 de aire se enciende y se abre la válvula 180 de flujo de aire de retrolavado de manera que también puede entrar aire comprimido a una velocidad de aproximadamente uno (1) a dos (2) m3/min/m2 en la columna 126 de filtrado a través de la tubería 181 cerca de la parte inferior. En una modalidad alternativa, el aire comprimido fluye directamente en la tubería 176 de manera que puede comezclarse con el agua 128 potable que fluye en la tubería 176 antes de entrar en la parte inferior de la columna 126 de filtrado. El aire comprimido y el agua 128 potable fluyen hacia arriba a través de la columna 126 de filtrado a una velocidad adecuada, por ejemplo a aproximadamente 20-25 m3/min/m2 para agitar y fluidizar parcialmente el medio 156 de filtro de manera que se separen los sólidos 136 suspendidos unidos del medio 156 de filtro. Como un resultado del flujo de aire comprimido y agua 128 potable, el medio 156 de filtro se expande aproximadamente 15-20% de su altura normal, como se muestra en la figura ID. El agua 128 potable y el aire continúan fluyendo hacia arriba en la columna 126 de filtrado hasta que el agua 128 potable sale a través de la tubería 184 de sobreflujo automático y se desecha como un desperdicio. El agua puede ser desviada a una fuente de agua sin tratar o puede ser vaciada en la tierra. La etapa de retrolavado puede durar cualquier cantidad de tiempo adecuado, por ejemplo 10-12 minutos. Poco antes de finalizar la etapa de retrolavado, el controlador 112 del sistema provoca que la válvula 180 de flujo aire de retrolavado se cierre y se desactive el compresor 188 de aire aproximadamente al mismo tiempo, de manera preferible simultáneamente. De esta manera, se puede eliminar aire comprimido del interior del medio 156 de filtro mientras el agua 128 potable aún fluye hacia arriba, a través del medio 156 de filtro ahora expandido. Se puede permitir cualquier cantidad de tiempo adecuada para que el aire comprimido sea eliminado. En una modalidad, el compresor 178 de aire es apagado y la válvula 180 de flujo de aire de retrolavado se desactiva aproximadamente dos (2) a cinco (5) minutos antes de finalizar el ciclo de retrolavado. Después de dos (2) a cinco (5) minutos en los cuales únicamente fluye el agua 128 potable a través del filtro 156 de filtro, ahora expandido, el controlador 112 del sistema provoca que la válvula 179 de agua de retrolavado en la tubería 176 de retrolavado se cierre, y la segunda válvula 146 de servicio en la tubería 147 y la tercera válvula 164 de servicio en la tubería 162 se abran aproximadamente al mismo tiempo, preferiblemente de manera simultánea. De esta manera, el agua 128 potable nuevamente se dirige a la parte superior de la columna 126 de filtrado para recirculación. Cuando se inicia el retrolavado mientras el sistema está en el modo de filtración de agua 114 sin tratar, por ejemplo, en el arranque o cuando el nivel de agua 128 potable disminuye por debajo del nivel 187 de agua, el controlador 112 de sistema cierra la primera válvula 144 de servicio en la tubería 141 y después abre la válvula 172 de recirculación en la tubería 173 aproximadamente al mismo tiempo, de manera preferible simultáneamente. (El nivel 187 inferior de agua se establece a un nivel tal que existe por lo menos uno (1) m3 aún en el tanque 122 de almacenamiento de agua potable. De esta manera, hay un suministro amplio de agua no sólo para retrolavado, sino también para uso de agua 128 potable desde las espitas 188 para los usuarios durante el ciclo de retrolavado. Después, el controlador 112 del sistema provoca que la válvula 170 de desinfección en la tubería 168 se cierre aproximadamente al mismo tiempo, preferiblemente de manera simultánea, con las acciones descritas antes para el retrolavado durante el modo de circulación. Cuando el sistema 110 de tratamiento de agua está listo para regresar al modo de filtración de agua sin tratar, se abren y se cierran las mismas válvulas a las descritas antes, con la adición de la válvula 170 de desinfección en la tubería 168 la cual también se abre. Aunque la presión y la temperatura en las tuberías 141, 147, 162, 165, 168, 173 y a través del sistema 110 de tratamiento de agua puede ser monitoreado, no es necesaria la medida en que la velocidad de flujo del agua potable que sale de la tubería 165 se mantiene dentro de un intervalo fijo, como se discute antes. Si se monitorean estas variables, sin embargo, se pueden acoplar los sensores respectivos con el controlador 112 de sistema de manera que se pueda tomar la acción correctiva si los valores exceden o caen por debajo de niveles predeterminados. Por ejemplo, si la temperatura del agua en cualquiera de las tuberías del sistema se determina que es más fría que una temperatura mínima predeterminada, se puede utilizar un calentador portátil en un lugar adecuado en el sistema para calentar las tuberías a una temperatura apropiada. Alternativamente, además del calentador, las tuberías en sí mismas, así como otro equipo, puede ser aislado cuando sea necesario en climas más fríos. Tales componentes adicionales, sin embargo, se agregan al costo del sistema 110 de tratamiento de aguas . Además, cuando el sistema 110 de tratamiento de agua se instala inicialmente, se pueden realizar diversas pruebas para determinar la turbidez y niveles microbianos. Sin embargo, el sistema está diseñado de manera que no es necesario que se realicen tales mediciones en una base sistemática. La figura 2 muestra una vista superior de una modalidad portátil del sistema 110 de tratamiento de agua (durante una etapa de filtración) colocado sobre un remolque 210 que tiene un remolcado 214. Se puede utilizar cualquier tipo de dispositivo el cual proporcione soporte adecuado para los componentes del sistema 110 de tratamiento de agua, y el cual sea móvil, incluyendo un patín. La figura 2 muestra los espacios 213 de las ruedas para una modalidad de la presente invención. La columna 126 de filtración, mostrada en una posición operacional vertical, se apoya sobre una base 226 articulada la cual se pliega hacia abajo. De esta manera, se puede almacenar la columna 126 de filtrado en un ángulo o inclinación durante el viaje, de manera que se apoye sobre la parte superior del espacio 213 de la rueda sobre bastidores 228 de viaje, los cuales son progresivamente más altos para proporcionar soporte inclinado. Aunque se puede utilizar cualquier fuente adecuada de energía, la figura 2 muestra paneles 215 solares localizados en la parte superior de la cubierta 217 para el tanque 122 de almacenamiento de agua potable. Además de los paneles solares, se utiliza por lo menos una batería 216, y preferiblemente más, para almacenar energía solar para los días en los cuales el sol no brilla. Preferiblemente, todas las baterías 216 se almacenan en un gabinete 218 de almacenamiento. El gabinete 218 de almacenamiento también puede alojar otros tipos de fuentes de energía tales como un generador. También puede tener lugar de almacenamiento para desinfectante y otros suministros. El tanque 122 de almacenamiento de agua potable puede tener uno o más puntos o espitas 188 como se muestra, pero preferiblemente tiene por lo menos tres (3) espitas 188, como se muestra en la figura 2. En una modalidad alternativa de la presente invención, un módulo de carbón activado granular (GAC) , denominado comúnmente como carbón activado, se coloca en la tubería justo antes a los puntos de suministro para reducir los contaminantes orgánicos tales como compuestos que producen sabor y olor, o subproductos de desinfección. El tanque 122 de almacenamiento de agua potable preferiblemente se cubre con una cubierta 217 adecuada para protegerlo de los elementos. Se puede utilizar cualquier tipo de cubierta 217 tal como tela o plástico rígido, en la medida en que cubra adecuadamente al tanque 122 de almacenamiento de agua y permanezca seguro. En una modalidad alternativa, se puede utilizar una protección sencilla tal como una lona alquitranada o cobertizo de almacenamiento para proteger la totalidad del sistema 110 de tratamiento de agua contra los elementos . La figura 3 muestra una vista de extremo parcialmente despiezada del sistema 110 de tratamiento de agua sobre un remolque 210 que tiene ruedas 318. El sistema 110 de tratamiento de agua se muestra justo en el punto en donde la filtración ha causado que el agua 128 potable en el tanque 122 de almacenamiento alcance el nivel 186 superior de agua. Como un resultado, el flotador 312 de nivel de agua activará el sensor (Ll) 118 del nivel superior de agua (no mostrado) para comenzar una etapa de recirculación como se discute en las figuras 1A y IB. En contraste, cuando el agua 128 potable alcanza el nivel 187 inferior de agua, el flotador 312 de nivel de agua está en la posición inferior como se indica por las líneas discontinuas, lo que provoca que el sensor (L2) 120 de nivel inferior de agua (no mostrado) envíe señales- al controlador 112 de sistema para comenzar la, etapa de filtración de agua sin tratar, como se discute en la figura ÍA. En una modalidad alternativa, existen dos flotadores del nivel de agua, uno para monitorear el nivel 186 superior de agua y uno para monitorear el nivel 187 inferior de agua. Como se discute antes, se inicia la etapa de retrolavado cuando el avance 153 en la columna 126 de filtración alcance el nivel 155 máximo de avance. Esto provoca que el flotador 316 de avance de filtro active al sensor L3 (124) de nivel de-' avance de filtro ' (no mostrado) para que inicie la etapa de retrolavado. La figura 4 muestra una vista lateral simplificada de una modalidad de la presente invención en uso sobre un trailer 210 cerca de una corriente 402 pequeña. En esta modalidad, se utilizan como fuente de energía paneles 215 solares. Además, la figura 4 muestra que la tubería 141 se coloca preferiblemente corriente arriba y el desperdicio de la tubería 184 se descarga corriente abajo. Con referencia a la figura 5, se muestra un proceso de una modalidad de la presente invención 500. el cual detalla la operación del sistema de tratamiento de agua potable que tiene un componente de filtración/recirculación/retrolavado junto con un medio de filtro cargado positivamente. La figura 5 también incluye un componente de temporizador de retrolavado y el control de flujo automatizado para el sistema controlador de flujo descrito antes, como modalidades alternativas. El proceso comienza en el inicio 501, en donde se activa el suministro de energía de manera que se encienden el sistema controlador y la bomba. Después se realiza una determinación 502 respecto a si el nivel superior de agua está por encima de un límite predeterminado. El límite superior predeterminado es un nivel de agua potable el cual es relativamente alto en el tanque de almacenamiento de agua potable de manera que no haya necesidad adicional de extraer agua sin tratar para filtración. Si el nivel superior de agua no está por encima del límite predeterminado, se realiza una determinación 504 para determinar si el nivel de avance en la columna de filtración está por encima de un límite predeterminado. El avance se define como el nivel del agua sin tratar cribada por encima de la parte superior del medio de filtro. Si el nivel de avance no está por encima del límite predeterminado, se realiza una determinación 506 para determinar si es cierta hora, por ejemplo, 2:00 A.M. En caso de que no sean las 2:00 A.M. u otro tiempo predeterminado de demanda de funcionamiento mínima, la filtración 508 puede comenzar o reiniciarse. Después se puede realizar una determinación 510 respecto a la velocidad de flujo del agua sin tratar cribada para determinar si está en un nivel deseado. Si el sistema está operando a una velocidad de flujo muy alta o muy baja,- la temperatura en el controlador de flujo de sistema se ajusta 512 en consecuencia. Una vez que se realiza este ajuste 512, o si el sistema ya está operando el nivel deseado, posteriormente se realiza una determinación 514 respecto a si el nivel inferior de agua está por debajo de un límite predeterminado. El límite inferior predeterminado es un nivel de agua potable el cual es relativamente bajo en el tanque de almacenamiento de agua potable de manera que hay necesidad de extraer agua sin tratar una vez más (o continuar extrayendo agua sin tratar) de la fuente de agua puesto que el suministro de agua potable es bajo debido a que el sistema acaba de iniciar operaciones o debido' a que el suministro se ha reducido por el uso. Si el nivel inferior de agua no está por debajo del límite predeterminado, se realiza nuevamente la determinación 504 respecto al nivel de avance de manera que se puede llevar a cabo una etapa de retrolavado si así se necesita. Si el nivel de avance en la columna de filtración está por encima del límite predeterminado, se realiza una determinación 516 para determinar si el sistema de tratamiento de agua está en el modo de filtración (vs . modo de recirculación) . Si está en el modo de filtración, se cierra la válvula de entrada de la fuente 518 aproximadamente al mismo tiempo, preferiblemente de manera simultánea, conforme la válvula de recirculación al tanque se abre 520. Si el sistema no está en el modo de filtración (es decir, está en el modo de recirculación) o después de que la válvula de recirculación se ha abierto 520, se enciende 522 el compresor de aire al mismo tiempo que se abre la válvula de aire de retrolavado. Aproximadamente al mismo tiempo, preferiblemente de manera simultánea, se cierran las válvulas de servicio hacia y desde la columna de filtración así como la válvula en la tubería de desinfección. La etapa de retrolavado opera 524 durante un tiempo establecido, preferiblemente de aproximadamente 15 minutos. Poco antes de finalizar la etapa de retrolavado, preferiblemente aproximadamente dos (2) a cuatro (4) minutos, el compresor de aire se desactiva 526 aproximadamente al mismo tiempo, preferiblemente de manera simultánea, con el cierre de la válvula de aire para eliminar aire comprimido del sistema. La etapa de retrolavado termina 528 cuando se abren las válvulas de servicio hacia y desde la columna de filtrado. Se realiza nuevamente una determinación 514 para definir si el nivel inferior de agua está por debajo del límite predeterminado. En caso de ser así, se abre 532 la válvula de entrada desde la fuente, a aproximadamente el mismo tiempo, de manera preferible simultáneamente, con el cierre de la válvula de recirculación al tanque de almacenamiento y la abertura de la válvula de desinfección en la tubería de desinfección de manera que pueda comenzar nuevamente la filtración utilizando agua de la fuente de agua sin tratar. Se realiza nuevamente la determinación 502 respecto a si el nivel superior de agua está por encima del límite predeterminado. En caso de ser así, se cierra 534 la válvula de entrada de la fuente a aproximadamente el mismo tiempo, de manera preferible simultáneamente con la abertura de la válvula de recirculación al tanque de almacenamiento, de manera que pueda comenzar la recirculación. Después se toma una determinación 514 respecto a si el nivel inferior de agua está por debajo del límite predeterminado, y el proceso continúa como se describe en la presente. La invención se describirá adicionalmente con referencia al siguiente ejemplo el cual se ofrece con el fin de ilustrar adicionalmente la presente invención y las ventajas de la misma. De ninguna manera se quiere significar que este ejemplo sea limitante, sino únicamente ilustrativo.

EJEMPLO Aiuste de prueba y procedimiento Se diseñó, construyó y operó una planta piloto pequeña para probar la factibilidad de utilizar un medio de filtración cargado positivamente para producir agua potable con baja turbidez y bajo contenido microbiano sin el uso de coagulación o de sustancias químicas para floculación. Se diseñó el experimento para comparar la capacidad para producir agua potable sin el uso de sustancias químicas de coagulación mediante el uso tanto de medios convencionales cargados negativamente como de medios Cargados positivamente bajo condiciones similares, pero en pruebas separadas. Las pruebas se llevaron a cabo utilizando diversos medios de filtro como se describe a continuación, utilizando el modo de recirculación para filtrar agua turbia colocada en el tanque de retención. Un medio convencional cargado negativamente probado fue arena de sílice (<1.68 mm >0.42 mm) que tiene un tamaño de malla de 12 x 40. La arena de sílice se obtiene a partir de Unifilt Corporation en Zeleinopole, Pennsylvania. Los medios cargados positivamente se obtienen de Martin-Marietta Magnesia Specialties, Inc. Estos incluyen Mag ChemMR 10 (MgO de quemado duro granular) que tiene un tamaño de malla de 12 x 40 (<2.0 mm >0.42 mm) y una pureza de aproximadamente 98%, y Mag ChemMR P-98 (MgO de quemado escaso granular) en tamices de 0.32 cm (1/8 pulgadas) (<3.36 mm >0.59 mm) así como en forma de grano fino (<2.38 mm > -0.17 mm) que tiene una pureza de aproximadamente 98.2%. La arena de sílice, Mag ChemR 10 y Mag ChemHR P-98 (tamizados de 0.32 cm (1/8 pulgadas) y grano fino) se sometieron cada uno a análisis de tamaño de partícula. Se tamizó por separado una muestra de 1000 gramos de cada uno de los medios de malla de 12 x 40 en un agitador de tamaño de partícula estándar a través de tamices números 10, 16, 20, 30, 40, 50 y una vasija. El peso de medio colectado en cada tamiz y la vasija se registraron y se calculó el porciento más pequeño de cada tamaño de tamiz que es tamizado. La recuperación del medio en la prueba fue entre 995 y 1003 gramos. Mag ChemMR P-98 se tamizó a través de un montaje en serie de tamiz que incluye los tamices números 4, 8, 10, 16, 20, 25, 30, 40, 50 y una vasija. Las figuras 6, 7 y 8 muestran las distribuciones de tamaño de partícula de la arena de sílice, Mag ChemMR 10 y Mag ChemMR P-98, respectivamente. El análisis de estos resultados indican que existen cantidades suficientes de cada medio para ser capaces de probar cada medio con las mismas características de tamaño. En consecuencia, los medios fueron tamizados en un montaje en serie de tamices con agitador comercial en los siguientes tamaños: Paso de tamiz No. 10 Retención en el tamiz No. 16 (<2.0 mm >1.19 mm) Paso de tamiz No. 16 Retención en el tamiz No. 20 (<1.19 mm >0.84 mm) Paso de tamiz No. 20 Retención en el tamiz No. 30 (<0.84 mm >0.59 mm) Se encontró que las densidades medias (en peso/cm3 dividido entre el peso/cm3 de agua) fueron: arena de sílice = 2.58, Mag ChemMR 10 = 3.05 y Mag ChemMR P-98 = 3.06. La figura 9 es una gráfica que muestra las fracciones de tamaño de medio que se combinaron para preparar medio de filtro para el filtro de lecho profundo rápido. Específicamente, es una gráfica de una combinación de medio con un tamaño medio en milímetros versus % de medio más fino que el medio dimensionado para ser tamizado . El intervalo de los tres tamaños de medio en los cuales los medios fueron tamizados (<2.0 mm >1.19 mm, <1.19 mm >0.84 mm y <0.84 mm >0.59 mm) , fueron graficados en línea 900, la cual es una línea recta aproximada elaborada a través de los puntos 901-904. El punto 901 (0 6, 0) representa aproximadamente cero (0) % del medio que es más pequeño de el medio 0.59 mm. El punto 902 (0.85, 17.5) representa entre aproximadamente 17.5% de medio es más pequeño que el medio 0.84 mm. El punto 903 (1.4, 42) representa que aproximadamente 42% del medio es más pequeño que el medio 1.19 mm. El punto 904 (2, 100) representa que aproximadamente 100% del medio es más pequeño que el medio de dos (2) mm. es decir, la totalidad del medio es menor de dos (2) mm. La figura 9 muestra que la distancia A 906, por lo tanto, incluye a todos los medios que tienen una malla 20 x 36, distancia B 907 que incluye todos los medios que tienen una malla 16 x 20 y la distancia C 908 incluye todos los medios que tienen una malla 10 x 16. En esta planta piloto, es decir, un tamaño efectivo medio (e) de 0.74 mm y un coeficiente de uniformidad (UC) (60% de tamaño/10% de tamaño) de 1.95 se desea para obtener una graduación de medio satisfactorio en el filtro. El tamaño medio tal como 10% en peso es más pequeño-que el tamaño que se denomina el tamaño medio efectivo, en este caso de aproximadamente 0.74 mm como se muestra en la figura 9, punto 908 (0.74, 10) . Para obtener un tamaño de medio efectivo de 0.74 mm, se agregaron las tres profundidades para obtener la profundidad media de 122 cm (48 pulgadas) deseada, la cual se determinó es una profundidad adecuada: Distancia x malla x profundidad = cm (pulgadas) cm (pulgadas) A(17.5%-0%) = 17.5 (20 x 30) 122 (48) = 21 (8.40) B(42%-17%) = 24.5% (16 X 20) 122 (48) = 30 (11.76) C (100%-42%) = 58% (10 X 16) 122 (48) = 71 (27.84) Total 122 (48) (por sencillez, se estableció la suposición de que todos los medios tienen esencialmente la misma densidad) . Se completó la corrida 1 utilizando arena de sílice y la corrida 2 se completó utilizando Mag ChemMR P-98 en la combinación descrita antes . Cada medio se colocó en columnas de filtración separadas las cuales tienen características físicas similares como se describe abajo. Únicamente se corrió una columna de filtración a la vez. Los componentes de la planta piloto utilizados para llevar a cabo los estudios preliminares incluyen un tanque de almacenamiento de agua potable simulado de acero inoxidable y un tanque de almacenamiento de agua de retrolavado. Cada tanque es de aproximadamente uno (1) metro (tres (3) pies) de profundidad) con aproximadamente 0.75 metros (2.5 pies) de diámetro, y tenía un volumen útil de aproximadamente 380 litros (102 galones) . Se utilizó un filtro de gravedad media granular de lecho profundo en una columna de filtración que tiene aproximadamente diez (10) cm (cuatro (4) pulgadas) de diámetro, el cual es de aproximadamente 2.8 metros (nueve (9) pies) de alto que tiene un área de aproximadamente 81 cm2 (0.0873 pies2) . La velocidad de filtración utilizada fue de aproximadamente 12 m3/h/m2 o aproximadamente 1.4 litros/minuto (aproximadamente 5 galones/min/pie2 o 0.44 gpm) . Se montó una escala a lo largo de la altura de la columna del filtro para medir la altura de agua en el avance por encima del medio aumentado durante la corrida de filtro. Otros componentes incluyen un mezclador de tambor abierto de motor eléctrico Neptune modelo B3.0, de 115-230 voltios, de medio caballo de fuerza (hp) de GraingerMR en Des Moines, una división de W.W. Grainger, Inc., para mezclar la arcilla la cual se agregó al agua en el tanque de almacenamiento de agua simulado para crear turbidez. También se utilizó una bomba de drenaje sumergible Teel de 1/6 hp (modelo No. 1P914) de GraingerHR con una capacidad de aproximadamente 1320 gph @ y con una cabeza de tres (3) pies (5,000 1/h @ a 0.9 metros de avance) la cual se utilizó como la bomba de suministro para suministrar agua desde el tanque de almacenamiento de agua al filtro. El agua filtrada se regresó continuamente al tanque de almacenamiento de agua. Se utilizó una bomba centrífuga sumergible Teel de 1/2 hp (modelo No. 1P8094) también de Grainger"R como la bomba de retrolavado para suministrar agua limpia del tanque de almacenamiento de agua de retrolavado para retrolavado del filtro. Se adquirieron, calibraron y utilizaron un turbidómetro de proporción Hach 2100 N y estándares primarios, para medir la turbidez del agua ene 1 tanque de almacenamiento de agua y en el efluente del filtro. Se utilizó un electrodo combo polygel nuevo pH (modelo 13-620-108, Fisher Scientific) con un medidor de pH Accumet para medir el pH de las muestras de agua. El método de operación utilizado involucra utilizar un tanque de almacenamiento de agua potable tanto como la fuente de agua sin tratar como el receptor del agua filtrada. La cantidad de agua utilizada fue de aproximadamente 0.4 m3 (100 galones) . Conforme el agua filtrada regresaba al tanque, la fuente de agua sin tratar se volvía menos y menos turbia.

La turbidez se midió en NTU tanto en el tanque, en donde el agua era mezclada continuamente con el tambor mezclador, como en donde entraba el agua al tanque desde la columna de filtración como el efluente de la columna de filtración. Puesto que el tanque contenía aproximadamente 0.4 m3 (100 galones) de agua turbia y se filtraba a una velocidad de aproximadamente 1.4 l/min (0.36 gpm) , se requerían aproximadamente 277 minutos (4.63 h) para filtrar el contenido del tanque una vez. Puesto que el agua en el tanque de almacenamiento debe ser reciclada a través del filtro aproximadamente siete (7) u ocho (8) veces para reducir la turbidez del agua cercana a la del efluente del filtro (o aproximadamente 32-37 horas) , de esta manera se esperaba que el sistema tuviera que operar continuamente durante varios días para evaluar el funcionamiento del sistema. El funcionamiento se evaluó cualitativa y cuantitativamente de tres maneras: mediante el nivel de turbidez del agua filtrada como una función del tiempo en comparación con otros medios y en comparación con los estándares de agua potable de WHO; mediante el tiempo que se requería para que la turbidez del agua en e tanque de almacenamiento de agua potable se redujera a un valor de 0.5 NTU (o menos); y mediante la velocidad de incremento de pérdida de avance sobre el tiempo. En consecuencia, se adoptó un procedimiento estándar para llevar a cabo las corridas 1 y 2 las cuales incluían la limpieza tanto del tanque de almacenamiento de agua potable simulado como el tanque de almacenamiento de agua de retrolavado y el llenado de estos tanques tanto con agua corriente (agua reblandecida con cal, con un pH normal de aproximadamente 9.3-9.5). Posteriormente el filtro se retrolavaba durante un período de diez (10) minutos utilizando un flujo de agua suficiente para proporcionar aproximadamente 20 por ciento de expansión del medio al mismo tiempo que también entraba aire comprimido en la parte inferior del filtro a una velocidad de aproximadamente 1.5 m3/min/m2 (tres (3) CFM/pie2) . Después de diez minutos de retrolavado simultáneo con aire-agua, el aire se suspendía y se continuaba el retrolavado con agua durante dos (2) a tres (3) minutos hasta que todas las burbujas de aire visibles se removían del medio. Después se desactivaba el filtro y se dejaba lleno de agua de retrolavado a un nivel varias pulgadas por encima de la superficie de la arena. Se agregaba arcilla Kentucky Ball, una arcilla disponible comercialmente, durante un período de varios minutos al tanque de almacenamiento de agua potable simulado en una concentración de aproximadamente 59 mg/1 (22.3 gramos) para proporcionar una turbidez de agua de aproximadamente 40 NTU. Todas las veces, se utilizó el tambor mezclador para mezclar el contenido del tanque para proporcionar una turbidez uniforme del agua del tanque. Se continúa el mezclado durante la corrida de prueba subsecuente.

Después de aproximadamente 15 minutos de mezclado del contenido del tanque de almacenamiento de agua potable simulado, se iniciaba la corrida 1. Se arrancaba la bomba de suministro sumergida y se bombeaba agua a través de un rotámetro, el cual estaba calibrado a una velocidad controlada constante de aproximadamente 12 m3/h/m2 o aproximadamente 1.4 litros/min (4.12 gpm/pie2) . La calibración se muestra en Filtering Media Data Collection Chart en la tabla 1 abajo como por ciento (%) de flujo máximo y el flujo asociado, en litros por minuto (y galones por minuto) . La bomba dirigía el flujo a la parte superior del filtro contra la pared interior de la columna de filtrado en servicio. Se permitía que el agua cediera de la columna de filtrado y se regresaba al tanque de almacenamiento de agua potable simulado que contenía la suspensión de arcilla. El tiempo de inicio de la corrida se asoció con el punto en donde el agua dejaba la columna de filtración para volver a entrar al tanque de almacenamiento más dos (2) a tres (3) minutos los cuales daban tiempo para que el flujo alcanzara la velocidad de 1.4 l/min (4.12 gpm/pie2) y el avance adquiriera un nivel estable. Durante las primeras horas, se tomaban mediciones y se registraban en cuanto a tiempo y turbidez en agua que entraba al tanque desde la columna de filtrado, turbidez del agua en el tanque de almacenamiento de agua potable simulada y el nivel de avance en la columna de filtración a intervalos de 15 minutos, después de 30 minutos y después cada hora. Después de diez (10) horas de tiempo de funcionamiento, se realizaron tales mediciones en tiempos convenientes. Otras variables que se han monitoreado incluyen pH y la temperatura del agua que se mezcla, bombea y recicla. Después de que el agua en el tanque de almacenamiento de agua potable simulado y el efluente de la columna de filtración alcanzaba una condición de equilibrio, o después de que los niveles de turbidez registrados en el tanque de almacenamiento eran inferiores a aproximadamente 0.2 NTU, se finalizaban las corridas. Las corridas 1 y 2 utilizando arena de sílice y Mag ChemHR P-98, respectivamente, los filtros no mostraron un incremento mayor en la pérdida de avance incluso después de 24 horas de operación, en los cuales la mayor parte de los 22+ gramos de arcilla Kentucky Ball se retuvieron en el filtro. En vista de esto, las corridas no se interrumpieron, pero se agregaron otros 22.3 gramos de arcilla al tanque de almacenamiento de agua potable simulado para incrementar una vez más el nivel de turbidez que avanza a las columnas de filtración. Después se continuaron las operaciones del sistema hasta que la turbidez de agua en el tanque de almacenamiento de agua potable simulado nuevamente estaba a un nivel bajo o hasta que se generaba una pérdida de avance a través del medio lo que sugiere que la corrida debería terminarse.

Resultados de prueba Corrida 1. Los resultados de la corrida 1 utilizando un medio de arena de sílice y sin pretratamiento químico se muestran en la tabla 1 abajo y en las figuras 10, 11 y 12. La tabla 1 muestra que los datos recolectados durante la corrida 1 utilizando arena de sílice como el medio de filtro. Nótese que la turbidez del tanque de almacenamiento de agua potable simulado en el tanque 1 comienza a las 25 NTU y se incrementa durante el primero 1 1/4 horas hasta 27 NTU. Este incremento puede haberse relacionado con el método particular utilizado para agregar la arcilla al agua en el tanque de almacenamiento. Cierta agua de baja turbidez en el sistema de tubería y en la columria del filtro sirvió para mantener la turbidez de agua del tanque para alcanzar un nivel de turbidez en equilibrio durante aproximadamente una (1) hora. Después, la NTU disminuyó de manera estable hasta un nivel bajo de 0.1 NTU después de 48 horas de operación. Simultáneamente, la turbidez del agua desde el medio de filtro de arena de sílice, la cual se lista como filtro 2, varía entre 7.0 NTU y 10.5 NTU durante la primera hora, y después disminuye uniformemente hasta 0.1 NTU después de 51.8 horas. Cuando la turbidez en el tanque de almacenamiento se incrementa por la adición de más arcilla Kentucky Ball a 51.8 horas, la turbidez en el tanque se incrementa a 48.4 NTU después de 1/2 horas y la turbidez del efluente de columna de filtración se incrementa a más de 12 NTU. Ambas disminuyeron como una función de tiempo posteriormente. Existe un incremento registrado en el avance en los primeros minutos de operación el cual disminuyó durante un período de 10 horas, después de lo cual el avance aumentó sólo algunas pulgadas después de más de 60 horas de filtración. La figura 10 muestra los resultados de la tabla 1 graficados en una gráfica semilogarítmica para iluminar los cambios en la turbidez del agua con el tiempo. La gráfica de turbidez en el tanque de almacenamiento y en el efluente de la columna de filtración son consistentemente paralelas entre sí. Nótese que requiere 20 horas de operación para reducir la turbidez del filtrado por debajo de uno (1) NTU y más de 26 horas de operación antes de que la turbidez del agua del tanque de almacenamiento sea inferior a uno (1) NTU. En la segunda mitad de la corrida uno (1) se requieren 18 horas para que la turbidez del efluente de filtro disminuya por debajo de uno (l) NTU, y aproximadamente 23 horas para que la turbidez del agua del tanque disminuya por debajo de uno (1) NTU. La figura 11 muestra los mismos datos graficados en una gráfica aritmética. La figura 11 muestra la gráfica de pérdida de avance versus tiempo. Las mediciones para el avance, o el nivel de agua por encima del medio de filtro se deben aproximadamente al salpicado de agua que entra a la columna de filtrado. También se puede notar que la turbidez del agua sin tratar disminuya con el tiempo y no es posible una carga constante de sólidos al filtro, puesto que los sólidos suspendidos en el tanque de almacenamiento disminuyen continuamente. Los resultados de la corrida 1 indican que el medio de arena de sílice no es un medio satisfactorio para proporcionar un filtrado de calidad de agua potable únicamente en una sola pasada a través de la columna de filtro sin pretratamiento químico del agua que se va a filtrar. El concepto de recirculación de agua a través del filtro de arena de sílice incluso sin pretratamiento químico tiene mérito, puesto que la turbidez finalmente se reduce para satisfacer los estándares de agua potable. Sin embargo, se requiere recirculación del agua puesto que el filtro únicamente remueve aproximadamente dos tercios de la turbidez suministrada a la misma durante más de 20 horas. La figura 12 indica que la pérdida de avance total a través de filtro se incrementa en solo aproximadamente 13 cm (cinco (5) pulgadas) removido aún sobre 42 gramos de arcilla Kentucky Ball del agua. Puesto que el avance no opera estático es de aproximadamente 133 cm (52.5 pulgadas), la lectura total requerida, que incluye la pérdida de avance a través del medio limpio, es de sólo aproximadamente 46 cm (18 pulgadas) . Este resultado indica que un avance de operación total adecuado sería de aproximadamente 1.5 metros (cinco (5) pies).

Tabla 1. Resultados de prueba utilizando medio de arena de sílice CARTA DE COLECCIÓN DE DATOS DE MEDIO DE FILTRADO Para convertir la velocidad de flujo de % max flujo a gal/min Corrida 2. La corrida 2 se opera bajo las mismas condiciones que la corrida 1, excepto para el uso del medio Mag ChemMR P-98 (periclase), en vez de arena de sílice. La experiencia de operación que se obtiene en la corrida 1 fue útil, tal como la necesidad de agregar la arcilla en una suspensión uniforme durante un tiempo más prolongado y para mezclar el contenido de la misma. Los resultados de la corrida 2 se muestran en la tabla 2 abajo, y en las figuras 13, 14 y 15. La tabla 2 y la figura 13 muestran claramente la mejoría muy importante en la capacidad del sistema propuesto cuando se utiliza medio Mag ChemMR P-98 sin pretratamiento químico en agua que es filtrada. Las observaciones específicas de interés especial incluyen el hecho de que la adición de arcilla Kentucky Ball (22.3 gramos) al inicio de la corrida y nuevamente después de 27.5 horas de operación produce una turbidez consistente en el tanque de almacenamiento de agua potable simulado de aproximadamente 41.6-41.8 NTU. La turbidez el efluente desde la columna de filtrado, denominado como filtro l en la tabla 2, tiene un máximo de 2.72 NTU al inicio de la filtración y disminuye de manera muy consistente posteriormente. Las lecturas inconsistentes de 1.6 NTU y 1.26 NTU después de 0.5 y 2 horas de operación, respectivamente, se pueden explicar debido al mezclado del agua limpia en el sistema de filtrado, que incluye la columna de filtración, con el agua turbia en el tanque de almacenamiento. Se requiere tiempo para distribuir la turbidez a través del agua para obtener una condición de equilibrio. De otra manera, todas las lecturas posteriores estuvieron por debajo de aproximadamente uno (1) NTU. Típicamente, incluso con agua pretratada químicamente que es filtrada, la primera 1/2-1 hora del agua filtrada será filtrada para desperdicio puesto que frecuentemente excede la calidad de agua potable deseada. Se puede reducir esta cantidad de tiempo mediante el uso de lechos más profundos o de un medio más fino.

El medio de filtro Mag ChemMR P-98 (periclase) produce turbideces de agua menores de 0.5 NTU durante un período superior a 45 horas durante una corrida de 48 horas aunque la turbidez del agua sin tratar se incremente a 41.6 NTU nuevamente después de 27.5 horas de operación. Además, este medio genera un filtrado después de 48 horas de operación sobre ambos períodos de turbidez elevada con una turbidez promedio de menos de 0.1 NTU. Además, la pérdida de avance inicial a través del medio de filtro Mag ChemMR P-98 es de 41 cm (16 pulgadas) de agua. Durante las primeras 27.5 horas de filtración, el incremento de avance necesario para filtración es de sólo aproximadamente 5.6 cm (2.2 pulgadas). En las siguientes diez horas después de la turbidez en el tanque de agua para beber simulado se incrementa nuevamente a 41.6 NTU, la pérdida de avance se incrementa otros 18.4 cm (7.25 pulgadas) . Después de 37.5 horas de operación, las siguientes 10.5 horas de operación van acompañadas por otro incremento de 61 cm (24 pulgadas) en el nivel de agua por encima del medio de filtro. De hecho, este incremento resulta en la desactivación de la corrida. Los resultados de los datos confirman la hipótesis de que un medio cargado positivamente puede reducir adecuadamente la turbidez del agua muy turbia sin el uso de coagulantes químicos. Por lo tanto, el proceso de la presente invención puede encontrar excelente aplicación como un sistema de tratamiento de agua portátil sencillo de operar en países en desarrollo así como en otras aplicaciones de agua potable. El uso tanto de un medio periclase cargado positivamente tal como Mag ChemMR P-98 así como componente de reciclado o de recirculación del sistema de tratamiento de agua tiene grandes ventajas de tratamiento de agua para beber, como se discute en la presente.

Tabla 2. Resultados de prueba utilizando medio Mag ChemME P-98 (Periclase. CARTA DE COLECCIÓN DE DATOS DE MEDIO DE FILTRADO Para convertir la velocidad de flujo de % max de flujo a gal/min Se realizaron corridas adicionales bajo las mismas condiciones de prueba como se describe en lo anterior y han demostrado que la turbidez del agua que tiene niveles de turbidez iniciales mucho más elevados también se pueden reducir utilizando Mag ChemMR P-98 (periclase) como el medio de filtro. Específicamente, el agua con turbidez de 50 NTU, 130 NTU y 230 NTU se redujeron a menos de aproximadamente 0.5 NTU con Mag ChemMR P-98 (periclase) como el medio de filtro. En una modalidad alternativa, se puede utilizar un medio de un filtro ligeramente más grueso el cual se espera que produzca una pérdida de avance menor que la pérdida de avance mostrada en las corridas 1 y 2 del ejemplo en la presente. El medio más grueso puede elaborarse más profundo que la profundidad utilizada en el ejemplo, lo cual produciría una claridad de filtrado equivalente a las corridas 1 y 2. Por ejemplo, se pueden utilizar 152 cm de medio ligeramente más grueso el cual tendría un tamaño efectivo (e) de 0.97 mm y un coeficiente de uniformidad (UC) inferior de 1.59. Únicamente dos gradaciones de tamaño del medio serían necesarias, como sigue: (l00%-29.5%) = 70.5% x 152.4 cm de profundidad = 107.4 cm (29.5%-0%) = 29.5% x 152.4 cm de profundidad = 45.0 cm Total 152'.4 cm En resumen, el proceso continuo y aparato de la presente invención con un medio adecuadamente cargado positivamente, un componente de reciclado o recirculación (recirculador) , seguido preferiblemente por un componente de desinfección (desinfectante) y que incluye un componente de retrolavado (retrolavador) es ventajoso debido a que se puede fabricar ahora agua potable segura sin utilizar sustancias químicas coagulantes, y por lo tanto se proporciona facilidad de operación y mantenimiento. Además, el uso de fuentes independientes de energía tales como generadores impulsados por gas o energía solar, o una combinación de tales fuentes de energía permite que el sistema opere incluso en áreas más remotas. El sistema tiene la ventaja adicional de ser portátil lo cual, junto con las otras características novedosas de esta invención, hace que se muestre disponible agua potable y segura para toda la gente en todo el mundo. Aunque la presente invención se ha descrito con detalle considerable con referencia a ciertas versiones preferidas de la misma, son posibles otras versiones. Por ejemplo, el aparato de la presente invención se puede colocar en una base sólida dentro de un alojamiento adecuado, y el proceso puede operar a mayor escala como un sistema permanente de distribución. Tal sistema únicamente requeriría un suministro de energía adecuado tal como un sistema de una red de energía únicamente o un sistema de red de potencia junto con un generador de apoyo. El tamaño del equipo, las velocidades de flujo, las cantidades de desinfectante, la salida diaria de agua potable así sucesivamente, también necesitan ser adaptadas para una operación más grande. En una modalidad alternativa de la presente invención, un medio de filtro adecuado, cargado positivamente tal como óxido de magnesio u óxido de aluminio se combina con una capa de arena, y el sistema se hace correr como una operación lenta de filtración por arena. Puesto que los sólidos suspendidos no penetran muy profundamente dentro del lecho del filtro, no es necesario el retrolavado para este tipo de operación y el lecho del filtro se limpia periódicamente al remover la capa superior de arena que contiene los sólidos suspendidos recolectados . En otra modalidad alternativa adicional existen por lo menos dos columnas de filtración o por lo menos dos tanques de almacenamiento de agua potable. Por lo tanto, el espíritu y alcance de las reivindicaciones anexas no debe limitarse a la descripción de las modalidades preferidas contenidas en la presente. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para- la manufactura de los objetos a que la misma se refiere. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para producir agua potable o ingerible con un sistema de tratamiento de agua que comprende la etapa de filtrar agua con un medio de filtro que tiene una fuerza de atracción electrostática positiva para atraer sólidos positivos para producir agua filtrada que tiene baja turbidez sin pretratar primero químicamente el agua con coagulante.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además retrolavar el medio de filtro con el fin de desalojar las partículas suspendidas, en donde el medio de filtro se limpia.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además purificar agua filtrada para producir agua potable que tiene una carga microbiana de aproximadamente cero (0) organismos coliformes por 100 mililitros.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el agua filtrada se purifica con un desinfectante que tiene un efecto residual.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el desinfectante se selecciona del grupo que consiste de cloro, yodo, ozono y dióxido de cloro.

6. El proceso de conformidad con • la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además controlar el sistema de tratamiento de agua con un controlador de sistema en donde el controlador de sistema responde a la entrada de un sensor de nivel superior de agua y un sensor de nivel inferior de agua en un tanque de almacenamiento de agua potable, y un sensor de nivel de avance máximo en una columna de filtrado por lo que el sistema de tratamiento de agua comienza a filtrar, recircular o retrolavar, en base en la entrada recibida.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además temporizar el retrolavado con un temporizador en donde el sistema de tratamiento de agua comienza el retrolavado en un momento en el que el uso de agua potable es bajo.

8. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de filtro se selecciona del grupo que consiste de óxido de magnesio, óxido de aluminio y arena.

9. El proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque se utiliza aire comprimido y agua para retrolavar el medio de filtro.

10. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la turbidez del agua potable es de aproximadamente 0.5 a cinco (5) unidades de turbidez nefelométricas (NTU) .

11. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el sistema de tratamiento de agua es portátil .

12. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el agua que se filtra se libera en la parte superior de una tubería en forma de j que tiene una porción recta larga y una porción curvada corta integral con la porción recta larga, y una placa superpuesta en el extremo de la porción curva pequeña, en donde además el agua que sale de la tubería en forma de j incide en la placa y cae sobre el medio de filtro de una manera similar a fuente, en donde no se forman canales en el medio de filtro.

13. Un proceso para producir agua potable con un sistema de tratamiento de agua de componentes múltiples con un medio de filtro que tiene una fuerza de atracción electrostática positiva, el proceso no incluye pretratar primero químicamente el agua con un coagulante y está caracterizado porque comprende las etapas de: colocar un dispositivo detector electrónico en una posición dentro del sistema de tratamiento de agua para detectar por lo menos una variable del proceso mensurable; recibir la entrada del dispositivo de detección electrónico en una máquina representativo de la variable detectada; y activar por lo menos un componente dentro del sistema de tratamiento de agua cuando la entrada es recibida por la máquina.

14. El proceso de conformidad con la reivindicación 13 , caracterizado porque comprende además acoplar un sensor de nivel superior de agua y un sensor de nivel inferior de agua a la máquina para controlar el flujo de agua dentro del sistema de tratamiento de agua y para controlar la filtración y recirculación.

15. El proceso de conformidad con la reivindicación 13 , caracterizado porque comprende además acoplar un sensor de nivel de avance de medio a la máquina para controlar el retrolavado de medio de filtro.

16. Un aparato para producir agua potable o ingerible caracterizado porque comprende: un suministro de energía; una fuente de energía mecánica conectada al suministro de energía para extraer agua de una fuente de agua a una tubería de entrada y liberar el agua en la parte superior de una columna de filtración, sin proporcionar primero un medio de pretratamiento químico con un coagulante para el agua; y un medio de filtro localizado dentro de la columna de filtrado que tiene una fuerza de atracción electrostática positiva para atraer sólidos suspendidos en el agua para producir agua filtrada que tiene baja turbidez.

17. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el producto incluye además : un tanque de purificación montado por encima de la tubería de agua filtrada que sale de la columna de filtración, el tanque de purificación tiene desinfectante para desinfectar el agua filtrada para producir agua potable que tiene una carga microbiana de aproximadamente cero (0) organismos coliformes por 100 mililitros; una tubería de retrolavado que se extiende desde el tanque de almacenamiento de agua potable al fondo de la columna de filtración en donde el agua potable fluye al interior de la columna de filtrado para retrolavado del medio de filtro para desalojar sólidos suspendidos del medio de filtro,- y un compresor de aire para proporcionar aire comprimido a la parte inferior de la columna de filtración para uso con el agua potable para retrolavado del medio de filtro.

18. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque comprende un controlador del sistema conectado a un suministro de energía, en donde el controlador de sistema responde a la entrada del sensor de nivel superior de agua y un sensor de nivel inferior de agua en el tanque de almacenamiento de agua potable, un sensor de nivel de avance máximo en la columna de filtrado por lo que el sistema de tratamiento de agua comienza una etapa de filtración, una etapa de recirculación o una etapa de retrolavado, en base en la entrada recibida.

19. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque comprende además un temporizador conectado al suministro de energía en donde el sistema de tratamiento de agua comienza la etapa de retrolavado en el momento en el que el uso del agua potable es bajo.

20. El aparato de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque el agua filtrada se purifica con un desinfectante que se selecciona del grupo que consiste de cloro, yodo, ozono y dióxido de cloro. 21.- El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el medio de filtro se selecciona del grupo que consiste de óxido de magnesio, óxido de aluminio y arena. 22. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porgue la turbidez del agua potable es de aproximadamente 0.5 a cinco (5) unidades de turbidez nefelométricas (NTU) . 23. El aparato de conformidad con ' la reivindicación 16, caracterizado porque comprende además una criba en la tubería de entrada para evitar que entren residuos a la tubería de entrada y un flotador sobre una porción de extremo de la tubería de entrada para mantener la porción de extremo de la tubería de entrada flotante en la fuente de agua. 24. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque el agua registrada se libera en la parte superior de una tubería en forma de j .que tiene una porción recta larga y una porción curva corta integral con la porción recta larga, y una placa superpuesta al extremo de la porción curva corta, en donde además el agua que sale de la tubería en forma de j , incide en la placa y cae sobre el medio de filtro de una manera similar a fuente, en donde no se forman canales en el medio de filtro. 25. Un aparato para producir agua potable o ingerible en un tanque de almacenamiento que comprende un medio de filtro que tiene una fuerza de tracción electrostática positiva para atraer sólidos suspendidos del agua, la cual no se ha proporcionado primero con un medio de pretratamiento químico con un coagulante, el medio de filtro produce agua filtrada y la proporciona al tanque de almacenamiento. 26. El aparato de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque comprende además: un retrolavador acoplado al medio de filtro y al tanque de almacenamiento para retrolavado del medio de filtro para desalojar los sólidos suspendidos atraídos por el medio de filtro; y un desinfectador acoplado al tanque de almacenamiento para proporcionar desinfectante al agua potable en el tanque de almacenamiento. 27. Un proceso para producir agua potable con un sistema de tratamiento de agua, caracterizado porque comprende las etapas de: filtrar agua, sin pretratar químicamente en agua con un coagulante, utilizando por lo menos un medio de filtro que tiene una fuerza de atracción electrostática positiva para atraer una cantidad suficiente de sólidos suspendidos para producir agua filtrada que tiene baja turbidez; y purificar el agua filtrada para remover una cantidad suficiente de organismos patógenos para producir agua potable o ingerible. 28. Un aparato para producir agua potable, caracterizado porque comprende: una primera columna de filtrado que tiene un extremo superior y un extremo inferior; un medio para extraer agua de una fuente de agua y generar el agua dentro del extremo superior de la primera columna de filtrado sin proporcionar primero un medio de pretratamiento químico para el agua con un coagulante; un primer medio de filtro localizado dentro de la primera columna de filtrado en donde el primer medio de filtro tiene una fuerza de atracción electrostática positiva para atraer una cantidad suficiente de sólidos suspendidos -en el agua para producir agua filtrada que tiene baja turbidez;. un purificador acoplado a la primera columna de filtrado para remover una cantidad suficiente de organismos patógenos para producir agua potable . . 29. El aparato de conformidad con la reivindicación 28, caracterizado porque comprende además: un medio de filtro secundario localizado dentro de la columna de filtrado secundaria que tiene un extremo superior y un extremo inferior, en donde el agua filtrada que sale del extremo inferior de la columna de filtración primaria entra al extremo superior de la columna de filtración secundaria, y además en donde el medio de filtro secundario tiene una fuerza de atracción electrostática positiva para atraer sólidos suspendidos que permanecen en el agua potable filtrada, por lo que se reduce adicionalmente la turbidez del agua filtrada antes de ser purificada. 30. El aparato de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado porque la segunda columna de filtración comprende una pluralidad de segundas columnas de filtración acopladas en serie, cada una tiene un extremo superior y un extremo inferior, y cada una tiene una pluralidad de segundos medios de filtro que tienen una fuerza de atracción electrostática positiva para atraer sólidos suspendidos y permanecen en el agua filtrada por lo que se reduce adicionalmente la turbidez del agua potable filtrada antes de ser purificada. 31. El aparato de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque incluye además una tubería de recirculación que se extiende desde el tanque de almacenamiento de agua potable a la parte superior de la columna de filtrado en donde el agua filtrada fluye al interior de la columna de filtrado para recirculación a través del medio de filtro para atraer sólidos suspendidos adicionales por lo que se reduce adicionalmente la turbidez del agua filtrada. 32. El aparato de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque incluye además un recirculador acoplado al medio de filtro y al tanque de almacenamiento para hacer recircular agua a través del medio de filtro para producir agua filtrada recirculada. 33. El aparato de conformidad con la reivindicación 16 ó 28, caracterizado porque comprende además un módulo de carbón activado granular localizado en una tubería a través de la cual fluye el agua potable para reducir los compuestos con sabor y aroma. 34. El proceso de conformidad con la m reivindicación 1, caracterizado porque comprende además hacer recircular el agua filtrada a través del medio de filtro para atraer sólidos suspendidos adicionales por lo que se reduce adicionalmente la turbidez del agua filtrada. 35. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 ó 27, caracterizado porque comprende además colocar un módulo de carbón activado granular en una tubería a través de la cual fluye el agua potable para reducir los contaminantes orgánicos .