ES2637657T3 - Procedimiento de lavado de un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes, en particular para agua de mar - Google Patents

Procedimiento de lavado de un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes, en particular para agua de mar Download PDF

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Abstract

Procedimiento de lavado de un filtro (F) que tiene al menos dos capas de medios filtrantes para un agua bruta que contiene componentes que tienen tendencia a formar tortas (M) o "mud balls" que se aglomeran generalmente en la superficie del filtro, especialmente para un agua de mar, siendo soportadas las capas de medios filtrantes por un suelo (6) que comprende orificios de paso y provisto de boquillas (6a) que permiten una inyección de aire y/o de agua de lavado, fluyendo el agua de arriba abajo a través de las capas y siendo recuperada el agua tratada en la parte baja del filtro, el cual comprende en la parte alta al menos un desagüe para la recogida del agua de lavado, caracterizado por que se efectúan las etapas sucesivas siguientes: a/ una etapa de preparación según la cual se cierra la legada de agua bruta, y se asegura una despresurización del filtro cuando este último trabaja a presión; b/ se desciende el plano de agua en el filtro; c/ se insufla aire solo a presión en la parte baja del filtro, atravesando este aire de abajo arriba las capas del filtro y provocando, en particular por fricción, la reducción de las tortas en partículas; d/ se efectúa un aclarado con agua sola, de abajo arriba, que permite separar los medios y subir a la superficie las partículas, siendo el tiempo de aclarado con agua suficientemente corto para que el plano de agua se detenga por debajo del nivel del borde superior del desagüe de recogida de agua de lavado; e/ se vacía de nuevo el agua del filtro por una evacuación en la parte baja; f/ se repiten al menos una vez las etapas c/, d/ y e/, y se procede a un aclarado final haciendo pasar una cantidad de agua de retrolavado inyectada en la parte baja del filtro y evacuada de la parte alta del filtro por un conducto (14).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento de lavado de un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes, en particular para agua de mar
La invencion es relativa a un procedimiento de lavado de un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes para un agua bruta que contiene componentes que tienen tendencia a formar tortas o “mud balls” que se aglomeran generalmente en la superficie del filtro, especialmente para un agua de mar. Las capas de medios filtrantes son soportadas por un suelo que comprende orificios de paso y provisto de boquillas que permiten una inyeccion de aire/y/o de agua de lavado, fluyendo el agua bruta de arriba abajo a traves de las capas y siendo recuperada el agua tratada en la parte baja del filtro, el cual comprende en la parte alta al menos un desague para la recogida del agua de lavado.
Las capas de medios filtrantes comprenden, generalmente, al menos una capa de arena y una capa de antracita, u otro medio como la piedra pomez.
Cuando el agua bruta tratada, en particular el agua de mar, contiene productos derivados tales como alginatos, o polfmeros naturales, el tratamiento del agua con coagulante, tal como cloruro ferrico (FeCh), da lugar a especies de tortas o “mud balls” debidas a la aglomeracion de partfculas de medios provocada probablemente por diferentes floculantes naturales contenidos en el agua, especialmente los alginatos. Estas tortas pueden llegar a tener dimensiones de aproximadamente 2 cm x 4 cm con un espesor de aproximadamente 0,5 cm.
La formacion de tortas perturba el funcionamiento del filtro y necesita operaciones de aclarado o lavado relativamente largas, pudiendo durar el aclarado hasta varias horas o incluso en ciertos casos, resulta imposible evacuar estas tortas. Resulta asf una disminucion sensible del rendimiento de produccion de agua filtrada. Ademas, las operaciones de lavado clasicas implican generalmente una perdida de medios evacuados con las agua de lavado. El documento FR 2 910 460 A1 divulga un procedimiento de lavado de un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes para un agua de superficie. El lavado de un filtro de este tipo se desarrolla generalmente con una etapa de vaciado, burbujeo con aire y un aclarado final con agua. Antes del aclarado final se puede intercalar una fase de lavado con aire y agua, esta fase se desarrolla sin desague para evitar la perdida de medios filtrantes. La invencion tiene por objetivo, sobre todo, facilitar un procedimiento de lavado para filtros del tipo definido anteriormente que permita reducir la duracion de la operacion de lavado al tiempo que preserve la cantidad de medios y su disposicion en el filtro.
La invencion concierne tanto a filtros que trabajan la presion como a filtros atmosfericos.
De acuerdo con la invencion, el procedimiento de lavado de un filtro del tipo definido anteriormente esta caracterizado por que se efectuan las etapas sucesivas siguientes:
a/ una etapa de preparacion segun la cual se cierra la llegada de agua bruta, y se asegura una despresurizacion del filtro cuando este ultimo trabaja a presion;
b/ se desciende el plano de agua en el filtro;
c/ se insufla aire solo a presion en la parte baja del filtro, atravesando este aire de abajo arriba las capas del filtro y provocando, en particular por friccion, la reduccion de las tortas en partfculas;
d/ se efectua un aclarado con agua sola, de abajo arriba, que permite separar los medios y subir a la superficie las partfculas, siendo el tiempo de aclarado con agua suficientemente corto para que el plano de agua se detenga por debajo del nivel del borde superior del desague de recogida de agua de lavado;
e/ se vacfa de nuevo el agua del filtro por una evacuacion en la parte baja;
f/ se repiten al menos una vez las etapas c/, d/ y e/,
y se procede a un aclarado final haciendo pasar una cantidad de agua de retrolavado inyectada en la parte baja del filtro y evacuada de la parte alta del filtro por un conducto.
Preferentemente, las etapas c/, d/ y e/ se repiten al menos dos veces.
La insuflacion de aire solo se denomina tambien etapa de burbujeo. Ventajosamente, la duracion de la insuflacion de aire solo es inferior a 10 min.
La duracion del lavado con agua sola puede ser inferior a 60 s, en particular de aproximadamente 45 s.
Antes de cada aclarado con agua sola, no se elimina el colchon de aire que se encuentra debajo del suelo. Solamente antes del ultimo lavado denominado lavado final es cuando se elimina el colchon de aire.
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Ventajosamente, el nivel del plano de agua al final del aclarado con agua sola se encuentra al menos a 5 cm por debajo del nivel del borde superior del desague de recogida de agua de lavado, preferentemente entre 5 cm y 10 cm por debajo de este nivel.
Despues de haber repetido varias veces la secuencia vaciado, burbujeo y aclarado se efectua un aclarado final, despues de haber evacuado el aire del colchon situado debajo de suelo, correspondiendo este aclarado final de 5 covolumenes a 10 covolumenes, y las aguas sucias de lavado son evacuadas hacia un tratamiento de los lodos.
El procedimiento de lavado concierne tanto a un filtro de eje horizontal como a un filtro de eje vertical. Una instalacion de filtracion, en particular para agua de mar, para poner en practica el procedimiento definido anteriormente comprende un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes soportadas por un suelo provisto de boquillas, una canalizacion provista de una valvula para admitir aire por debajo del suelo y una canalizacion provista de una valvula para admitir agua de retrolavado por debajo del suelo, una canalizacion provista de una valvula para evacuar el agua filtrada por debajo del suelo, una derivacion hacia un desecho provista de una valvula que sirve para vaciar el filtro hasta un nivel LSL (o LSLL), y una canalizacion de extraccion de aire situada en un punto alto del filtro y equipada de una valvula, una canalizacion de admision de agua bruta, provista de una valvula, en la parte alta del filtro, por encima de la capa de medios, y una canalizacion de evacuacion del agua de lavado recogida por al menos un desague en la parte alta del filtro y provista de una valvula, comprendiendo esta instalacion una unidad de mando de las valvulas para realizar las etapas del procedimiento definido anteriormente.
La invencion consiste, aparte de las disposiciones expuestas anteriormente en un cierto numero de otras disposiciones de las que se tratara de modo mas explfcito en lo que sigue a proposito de un ejemplo de realizacion descrito con referencia a los dibujos anejos pero que en modo alguno es limitativo. En estos dibujos:
La Fig. 1 es un corte esquematico vertical de un filtro cilmdrico horizontal, para puesta en practica del procedimiento de la invencion, durante la etapa de inyeccion a presion de agua bruta floculada que haya que tratar.
La Fig. 2 muestra, similarmente a la Fig. 1, una etapa de burbujeo con insuflacion de aire solo a presion en la parte inferior del filtro, y
La Fig. 3 muestra, similarmente a la Fig. 1, una etapa de aclarado durante un corto penodo.
Refiriendose a los dibujos, especialmente a la Fig. 1, se puede ver un filtro F a presion, para agua de mar o de modo mas general para agua bruta que contenga componentes que tengan tendencia a formar tortas o “mud balls” que se aglomeran generalmente en la superficie del filtro.
De acuerdo con el ejemplo representado en los dibujos, el filtro F es un filtro horizontal que comprende una envuelta cilmdrica 1, de eje horizontal, en la cual el agua bruta, que haya experimentado un tratamiento de floculacion, es introducida a presion por una canalizacion 2, provista de una valvula 3, desembocando en la parte alta de la seccion transversal de la envuelta 1. Todas las valvulas mencionadas en la descripcion son del tipo de electrovalvulas mandadas a distancia.
El filtro comprende al menos dos capas de medios filtrantes. En el ejemplo representado, el filtro F es un filtro bicapa que comprende una capa inferior 4 de arena y una capa superior 5 de antracita. Las capas son soportadas por un suelo 6 horizontal, que comprende orificios de paso, situado en la parte baja del filtro y que se extiende, en seccion transversal, segun una cuerda de la seccion circular. El suelo esta provisto de boquillas 6a que permiten una inyeccion de aire y/o de agua de lavado. El aire es admitido en la parte baja, por debajo del suelo 6, por una canalizacion 7 provista de una valvula 8, mientras que el agua de lavado es introducida, en la parte baja del filtro, por un conducto 9 provisto de una valvula 10.
El agua bruta, introducida en la parte alta del filtro, fluye de arriba abajo atravesando las capas 5 y 4, despues los orificios del suelo 6, y forma en la parte baja una capa 11 de agua filtrada que puede ser evacuada por un conducto 12 provisto de una valvula 13. Una derivacion 12b, provista de una valvula 13b, esta conectada al conducto 12, aguas arriba de la valvula 13, para una evacuacion hacia un vertedero.
El agua de lavado inyectada en la parte baja del filtro sube de abajo arriba a traves de las capas 4 y 5, realizando un retrolavado, es recogida en la parte alta por al menos un desague D, y es evacuada de la parte alta del filtro por un conducto 14 unido al desague y provisto de una valvula 15.
El aire es evacuado de la parte alta del filtro por un conducto 16 provisto de una valvula 17.
Durante la operacion de filtracion a presion, ilustrada en La Fig. 1, el agua bruta es admitida por el conducto 2, estando abierta la valvula 3 igual que la valvula 13 de evacuacion del agua filtrada. Las otras valvulas estan cerradas. La parte superior del filtro, situada por encima de la capas de filtracion, esta llenada de agua bruta a presion.
El agua fluye a traves de las capas del filtro y el agua filtrada recogida en la parte baja es evacuada por el conducto 12.
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El agua de mar contiene componentes tales como alginatos, que se aglomeran con partfculas de medios y forman tortas o “mud balls” M generalmente en la superficie del filtro. Estas tortas M pueden presentar dimensiones de aproximadamente 2 cm x 4 cm con un espesor de aproximadamente 0,5 cm, y frenan cada vez mas la filtracion cuando su numero aumenta.
El procedimiento de lavado de acuerdo con la invencion permite reducir el volumen de las tortas M sometiendolas a un fenomeno de friccion por puesta en contacto con aire a fin de secarlas, y de evacuar los finos formados hacia la parte superior del filtro.
Para el lavado, en una primera etapa de preparacion a/, se cierran la valvula 3 de llegada de agua bruta y despues, tras un cierto tiempo, la valvula 13. A continuacion se despresuriza, especialmente por apertura de las valvulas 15 y 17. Se asegura la destruccion de la torta de filtracion rompiendola por envfo en contra corriente, o sea de abajo arriba, de una pequena cantidad de agua abriendo la valvula 10, por ejemplo durante algunos segundos. Al final de esta etapa se mantienen abiertas, o se abren, las valvulas 15 y 17 hasta el final del aclarado final.
Durante la etapa siguiente b/, el plano de agua desciende por evacuacion del agua filtrada por el conducto 12b y la valvula 13b, que ha sido abierta, hasta un nivel, de 5 cm a 10 cm por encima de los medios, detectado por dos sondas de nivel (LSL y LSLL). A continuacion se cierra la valvula 13b.
Para la etapa siguiente c/, se abre la valvula 8 de llegada de aire de barrido (vease la Fig. 2), y se insufla asf aire solo a presion en la parte baja del filtro, atravesando este aire de abajo arriba las capas 4 y 5 del filtro y provocando, en particular por friccion, la reduccion de las tortas M en finas partfculas.
La duracion de esta inyeccion de aire, o burbujeo, es reducida, especialmente inferior a 10 min (generalmente de 5 minutos a 6 minutos), despues de este tiempo se cierra la valvula 8.
Tal burbujeo durante un tiempo relativamente corto, de algunos minutos, permite evitar, o limitar, la mezcla entre los medios de las dos capas 4 y 5.
Durante la operacion c/ de burbujeo, como esta ilustrado en la Fig. 2, se abren la valvula 15 de evacuacion de agua de lavado asf como la valvula 17 de evacuacion de aire.
El aire comprimido inyectado permite, por aireacion, secar las tortas que se transforman mucho mejor en finas partfculas.
La etapa siguiente d/ consiste en un aclarado corto con agua sola, de abajo arriba, por apertura de la valvula 10 de agua de retrolavado y de la valvula 15 de evacuacion del agua de lavado (vease la Fig. 3). Se abre tambien la valvula 17 de evacuacion de aire, mientras que las otras valvulas se cierran. Esta etapa d/ permite separar los medios arena y antracita y reconstituir las capas 4 y 5 sin mezcla notable. Ademas, el acarado permite remontar a la superficie las partfculas resultantes de las tortas M.
El aclarado de la etapa d/ se efectua durante un tiempo suficientemente corto para que el plano de agua H (vease La Fig. 3) siga estando a un nivel inferior al del borde superior del desague D de recogida de agua de lavado. Ventajosamente, el plano de agua H al final de un aclarado esta a una distancia J de al menos 5 cm y preferentemente comprendida entre 5 cm y 10 cm por debajo del nivel del borde superior del desague. Se evita asf una perdida de medios que senan arrastrados por la corriente de lavado en el conducto 14 de evacuacion.
La duracion de un aclarado con agua sola es reducida, generalmente inferior a 60 s y especialmente del orden de 30 s a 45 s.
Durante la etapa siguiente e/, se vacfa de nuevo el agua del filtro evacuando el agua por el conducto 12b, estando abierta la valvula 13b, hasta el nivel de 5 cm a 10 cm por encima de los medios.
Las etapas c/, d/ y e/ se repiten al menos una vez y preferentemente dos veces.
Solamente justo antes del aclarado final, el aire del colchon 18, situado por debajo del suelo 6, es evacuado por una salida no representada, de manera que se evite, durante el aclarado, una mezcla de burbujas de aire y de agua de aclarado.
Cuando han sido efectuadas las secuencias con aclarado de corta duracion, generalmente inferior a 60 s, se procede a un aclarado final, siendo evacuado el aire del colchon 18. Durante este aclarado, se hace pasar una cantidad de agua de retrolavado correspondiente a varios covolumenes (correspondiendo un covolumen al volumen total del medio arena y antracita), especialmente de 5 covolumenes a 10 covolumenes, evacuando las aguas sucias de lavado hacia un tratamiento de los lodos por el conducto 14 cuya valvula 15 esta abierta. Se abren la valvula 10 de llegada de agua de retrolavado igualmente que la valvula 17 de evacuacion de aire, mientras que se cierran las otras valvulas.
Una instalacion para la puesta en practica del procedimiento comprende el filtro F, las diferentes canalizaciones y valvulas, y una unidad de mando U (vease la Fig. 1) de las valvulas para realizar las secuencias de apertura y cierre de las valvulas, de acuerdo con el procedimiento.
La solucion de la invencion consiste asf en vaciar el filtro, en efectuar un burbujeo con aire solo, despues un 5 aclarado con agua sola de corta duracion a fin de evitar desbordar los desagues o canalones de evacuacion y de perder medios. El colchon de aire 18 debajo del suelo 6 es eliminado unicamente justo antes del aclarado final.
Esta secuencia vaciado, burbujeo y aclarado de corta duracion es repetida varias veces, siendo suficientes en general dos repeticiones.
Las etapas de preparacion para el lavado del filtro permiten asegurar la despresurizacion, romper la torta de filtracion 10 y descender el plano de agua para evitar perder medios durante la etapa de burbujeo con aire a sobrepresion.
La invencion se aplica tanto a filtros horizontales (altura total de la valvula de vaciado justo hasta el orificio de ventilacion de 4 m, por razon de transporte y fabricacion) como a filtros verticales (por razones economicas).
El procedimiento no necesita modificacion de equipo y permite mejorar el rendimiento del filtro, especialmente aumentando el tiempo de filtracion.
15 El procedimiento puede funcionar con un filtro atmosferico.

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento de lavado de un filtro (F) que tiene al menos dos capas de medios filtrantes para un agua bruta que contiene componentes que tienen tendencia a formar tortas (M) o “mud balls” que se aglomeran generalmente en la superficie del filtro, especialmente para un agua de mar, siendo soportadas las capas de medios filtrantes por un suelo (6) que comprende orificios de paso y provisto de boquillas (6a) que permiten una inyeccion de aire y/o de agua de lavado, fluyendo el agua de arriba abajo a traves de las capas y siendo recuperada el agua tratada en la parte baja del filtro, el cual comprende en la parte alta al menos un desague para la recogida del agua de lavado, caracterizado por que se efectuan las etapas sucesivas siguientes:
    a/ una etapa de preparacion segun la cual se cierra la legada de agua bruta, y se asegura una despresurizacion del filtro cuando este ultimo trabaja a presion;
    b/ se desciende el plano de agua en el filtro;
    c/ se insufla aire solo a presion en la parte baja del filtro, atravesando este aire de abajo arriba las capas del filtro y provocando, en particular por friccion, la reduccion de las tortas en partfculas;
    d/ se efectua un aclarado con agua sola, de abajo arriba, que permite separar los medios y subir a la superficie las partfculas, siendo el tiempo de aclarado con agua suficientemente corto para que el plano de agua se detenga por debajo del nivel del borde superior del desague de recogida de agua de lavado;
    e/ se vacfa de nuevo el agua del filtro por una evacuacion en la parte baja;
    f/ se repiten al menos una vez las etapas c/, d/ y e/,
    y se procede a un aclarado final haciendo pasar una cantidad de agua de retrolavado inyectada en la parte baja del filtro y evacuada de la parte alta del filtro por un conducto (14).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por que se repiten las etapas c/, d/ y e/ al menos dos veces.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que la duracion de la insuflacion de aire solo es inferior a 10 min.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la duracion del aclarado con agua sola es inferior a 60 s, en particular de aproximadamente 45 s.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que antes de cada aclarado con agua sola, no se elimina el colchon de aire que se encuentra debajo del suelo, el mismo sera eliminado justo antes del aclarado final.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el nivel (H) del plano de agua al final del aclarado con agua sola se encuentra al menos a 5 cm por debajo del nivel del borde superior del desague (D) de recogida de agua de lavado.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 6, caracterizado por que el nivel (H) del plano de agua al final del aclarado con agua sola se encuentra entre 5 cm y 10 cm por debajo del nivel del borde superior del desague (D) de recogida de agua de lavado.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que, despues de haber repetido varias veces la secuencia vaciado, burbujeo y aclarado, se efectua un aclarado final, despues de haber evacuado el aire del colchon situado debajo del suelo, correspondiendo este aclarado final de 5 covolumenes a 10 covolumenes, y las aguas sucias de lavado son evacuadas hacia un tratamiento de los lodos.
ES13712336.0T 2012-02-01 2013-01-29 Procedimiento de lavado de un filtro que tiene al menos dos capas de medios filtrantes, en particular para agua de mar Active ES2637657T3 (es)

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FR1250926A FR2986164B1 (fr) 2012-02-01 2012-02-01 Procede de lavage d'un filtre ayant au moins deux couches de medias filtrants, en particulier pour eau de mer, et installation pour mettre en oeuvre ce procede.
PCT/IB2013/050750 WO2013114275A1 (fr) 2012-02-01 2013-01-29 Procédé de lavage d'un filtre ayant au moins deux couches de medias filtrants, en particulier pour eau de mer, et installation pour mettre en oeuvre ce procédé

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