estudio comparativo de cinco carbones activos comerciales para la

ESTUDIO COMPARATIVO DE CINCO CARBONES ACTIVOS
COMERCIALES PARA LA SUSTITUCIÓN DEL MEDIO
FILTRANTE DE LA ETAP DE SALAMANCA
Cachaza Silverio, J. M.; García_Prieto, J. C.; García Antón; J. C. y Sangrador Fontecha, R. M.
Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico del Agua (C.I.D.T.A.), Universidad de Salamanca,
Campus Miguel Unamuno, 37007 Salamanca
II
II
OBJETIVOS
II OBJETIVOS
Construir una planta piloto
diseñada y dimensionada para
simular el comportamiento real de
los
filtros
en
la
ETAP.
Simulación informática de
distintas
alternativas
del
proceso de filtración. Elección
de un proceso y construcción
de la planta piloto en la ETAP.
Evaluar la eficacia y eficiencia de
cinco CAGs comerciales con
relación al tiempo de utilización y
calidad del agua.
Comprobación, calibración de
todo el instrumental analítico y
de medida y verificación del
régimen de trabajo de la planta
piloto.
Determinar
las
condiciones
óptimas de funcionamiento de los
filtros, tanto económicas como en
tiempo y capacidad de planta.
Caracterización
de
los
carbones.
Evaluación
del
comportamiento
de
los
carbones en la planta piloto
Extrapolación de los resultados
obtenidos a los filtros reales.
Obtención de los modelos
de comportamiento.
Validación.
CARBONES ACTIVOS:
Carbón 1: CG 900 GR
Carbón 2: 530 /S GR
Carbón 3: TL 820
Carbón 4: AQ- 38
Carbón 5: PK 1-3
PLANTA PILOTO
Filtros, Tuberías, Medidores
(aforadores, manómetros,
...),
Accesorios.
INSTRUMENTACIÓN
DE LABORATORIO
RESULTADOS Y
Y DISCUSIÓN
DISCUSIÓN
RESULTADOS
Caracterización Física y QuímicaQuímica-Física
Procesos de Filtración
Capacidad de Adsorción
90
80
70
60
50
0
1000
2000
3000
4000
5000
Metros cúbicos de agua tratada / metro cúbico de carbón
Comparación días funcionamiento antes de su regeneración :
GR 53 0
0.75
80
40
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
tiempo (horas)
Evaluación del periodo de saturació n:
60
50
40
30
20
10
0
15
30
45
60
75
90
105
120
135
IV CONCLUSIONES
150
165
tiempo (horas)
CARACTERÍSTICAS FÍSICAS y QUÍMICAS
Los 5 carbones cumplen con las especificaciones
establecidas en la norma UNE-EN 12925 salvo el
AQ-38 que presenta una humectabilidad y una
cantidad de sustancias tóxicas extraíbles en agua
fuera de los límites establecidos.
100
Eficacia relativa de la adsorción de los 3 carbones
1.00
120
0
Evaluación de la adsorción frente a caudal y volumen de carb ón:
% Grado de Saturación
La eficacia del carbón activo
depende fundamentalmente de su
superficie
específica,
permitiéndonos el cálculo del
tiempo de vida útil del lecho antes
de su regeneración .
Evaluación del grado de saturación:
160
Pérdida de Carga (cm)
Se determinaron el periodo y grado de
saturación
del
lecho
filtrante
estableciendo las relaciones entre
distintos parámetros, a fin de buscar la
Granulometría
5 > 4 ≈ 3 ≈ 2 ≈ 1 mejor relación entre la calidad del agua y
Densidad Aparente
3 > 1 > 4 > 2 >5 los costes de mantenimiento.
Humectabilidad
1 ≈ 2 > 3 ≈ 5 > 4 Saturación del Lecho
1>2≈3≈5≈4
Contenido en Agua
3 > 2 > 4 > 1 > 5 Tiempo hasta Saturación 5 > 2 ≈ 3 ≈ 4 > 1
Cesión de Sustancias Solubles 5 > 3 > 1 > 2 > 4
5≈1>2≈3≈4
Contenido Materia Volátil
1 > 3 > 5 > 2 > 4 Perdida de Carga
Contenido en Cenizas
1 > 4 > 2 > 3 > 5 Eficiencia de la Filtración 2 ≈ 3 ≈ 4 > 1 ≈ 5
Perdida Ácida
1 > 5 > 4 > 2 ≈ 3 Expansión del Lecho
2>1≈3≈4≈5
Sustancias Tóxicas
4 > 5 > 3 > 1 ≈ 2 Tiempo de Retrolavado
2≈3≈5>1≈4
Los carbones activos presentan distintas
propiedades en función del material de
base y de su fabricación
Caudal agua filtrada (L/h)
III
III
METODOLOGÍA yy MATERIALES
MATERIALES
METODOLOGÍA
PROPIEDADES DE FILTRACIÓN
Los carbones 530/S GR, TL-820 y AQ-38
presentan las mejores características de filtración
AQ 38
0.50
% Superficie Libre
log (X/m)
100
TL 820
0.25
0.00
0.00
0.50
1.00
lo g C e
1.50
2.00
PROPIEDADES DE ADSORCIÓN
El carbón TL 820 es el que presenta mayor
superficie específica. El carbón 530 S/ GR
presenta mayor porosidad. Los carbones 530/S
GR, TL-820 y AQ-38 presentan una capacidad de
adsorción similar para diferentes compuestos.
70
40
0
0
50
100
150
200
250
300
350
400
días