filtro de arena

FILTRO DE ARENA
EN QUE CONSISTE LA FILTRACION
La filtración por arena, carbón activado o antracita consiste en la purificación del agua
al atravesar un techo compuesto por uno de los materiales citados. La filtración es
utilizada en tos tratamientos de afino de las Estaciones de Tratamiento de Agua
Potable (E.TAP.) y en tos tratamientos terciarios en Estaciones Depuradoras de Aguas
Residuales (E.D.A.R.); también puede ser usada como proceso previo a sistemas de
riego y en la depuración de Piscinas.
Se distinguen Filtración Lenta, Filtración Rápida y Filtración Multicapa:
•
•
Filtración Lenta: empleada en la preparación de agua potable para eliminar los
sólidos en suspensión, donde se deja colar el agua, con velocidad baja y
regulada, por un lecho de arena consistente en arena pura con granos de
ciertas dimensiones. Procesos físicos, químicos y biológicos purifican el agua.
Una particularidad es la formación de una capa de superficie que contiene una
actividad altamente biológica y que es esencial para el funcionamiento del
filtro.
Filtración Rápida: es un modo de tratamiento del agua donde ésta, después de
la clarificación, pasa por una capa de arena con el fin de eliminar las partículas
remanentes. El filtro puede trabajar por gravedad o por presión. Es necesario
invertir el filtro con regularidad para deshacerse del material interceptado,
evitando así el taponamiento.
FILTRO DE ARENA
•
Filtración Multicapa: el agua pasa a través de dos o más capas hacia arriba o
hacia abajo. La capa más superior se compone de gránulos grandes con poca
densidad. En las siguientes capas los gránulos son más pequeños, pero la
densidad es más grande.
FILTRO DE ARENA
DISEÑO
FA/FCA
El Filtro de Arena o de Carbón Activo HIDROMETALICA está construido en su conjunto
por los siguientes elementos:
•
•
•
•
Equipo de bombeo y equipo de lavado
Estructura
Falso fondo
Tubuladuras
FILTRO DE ARENA
FUNCIONAMIENTO
El funcionamiento de un filtro de arena puede considerarse en tres operaciones: Operación de
Filtrado, Operación de Lavado y Operación de Aclarado.
1. Operación de Filtrado: en esta operación se introduce agua hasta expulsar todo el aire contenido en
el filtro, este aire sale por el circuito de purga de aire, regulado por ventosas en los extremos. El agua
sucia es bombeada a una determinada presión en función de la velocidad de filtrado de forma que es
introducida en el filtro por su parte superior, y repartida merced a un tubo perforado, que distribuye
uniformemente el fluido en función del caudal, para no remover el lecho filtrante y pueda provocar
corrientes preferenciales. La posición de la batería de válvulas para esta operación es la siguiente:




Válvula A - cerrada
Válvula B - abierta (salida agua filtrada)
Válvula C - abierta (entrada agua bruta)
Válvula D - cerrada
2. Operación de Lavado: cuando exista una descompensación de presión de aproximadamente 1-2
Kg/cm2 entre el manómetro de la boca de entrada en la zona superior del filtro y el manómetro de la
boca de salida de agua filtrada en la inferior, se ha de proceder al lavado del filtro. Ello viene
motivado al hecho de que el lecho filtrante se halla cargado de las partículas en suspensión del agua
que han quedado retenidas. Se toma agua limpia, la que resulta de la operación de filtrado, mediante
bombeo. La posición de las válvulas es la siguiente:
•
•
•
•
Válvula A - abierta (entrada agua lavado)
Válvula B - cerrada
Válvula C - cerrada
Válvula D - abierta (salida agua lavado)
De esta forma el agua de lavado entra en el filtro por la parte inferior, invirtiéndose el recorrido. El
agua de lavado es ayudada a ascender por el filtro merced al grupo de bombeo, además se introduce
el aire necesario para levantar el lecho sin crear corrientes preferenciales merced al grupo soplante;
se alternan entradas de aire y agua durante unos diez minutos hasta observar en la arqueta de agua
de lavado que esta sale cada vez más clarificada.
3. Operación de Aclarado: una vez observado que el agua de lavado sale clara se procede a la
operación de aclarado. Con el equipo de bombeo se toma agua de la arqueta de lavado y se introduce
por el circuito de filtrado al objeto de lavarlo. La posición de las válvulas es la siguiente:




Válvula A - cerrada
Válvula 8— abierta (entrada agua de lavado)
Válvula C - abierta (salida agua aclarado)
Válvula D - cerrada
Esta operación suele hacerse en unos cinco minutos.
FILTRO DE ARENA
FILTRO DE ARENA
CONSTRUCCION
EQUIPO BOMBEO Y EQUIPO DE LAVADO
El Equipo de Bombeo está compuesto por bomba centrífuga de potencia y caudal
adecuados al volumen total a tratar, con motor de 1500 r.p.m. con protección IP-55.
El Equipo de Lavado está igualmente compuesto por bomba centrífuga de las mismas
características que el equipo de bombeo y de Grupo Soplante de émbolos rotativos. El
Soplante de émbolos rotativos se compone de un estator dentro del cual se alojan dos
émbolos simétricos, con forma de engranaje bidental que giran en sentido contrario y
velocidad uniforme; el líquido a vehicular penetra en la cámara formada por el estator
y émbolos que en su giro lo desplazan a la tobera de compresión. El rendimiento
volumétrico del soplante es constante permitiendo operar en servicios de presión
variable. Por cada vuelta completa del eje de accionamiento se aspiran y comprimen
cuatro volúmenes sectoriales unitarios. La ausencia de fricción entre los émbolos hace
innecesaria la lubricación en las cámaras de compresión, lo que permite la entrega de
aire exento de aceite, ventaja principal y característica valiosa en los procesos
químicos.
FILTRO DE ARENA
TABLA DE SOPLANTES
TIPO
DN
A
фD
65
640
76
4M
80
835
89
8M
80
835
89
10M
80
835
89
11M
11.5M 100 945 114
100 1035 114
12M
Cotas en mm. Peso en Kg.
F
H
I
L
505
565
585
635
735
735
100
135
135
135
135
135
150
195
195
195
225
225
900
1195
1195
1195
1425
1425
Peso
Manguito
Sin
flexible
motor
130
220
235
250
275
375
100
110
110
110
110
110
15
15
15
15
15
15
Válvula retención
16
16
16
16
16
16
118
134
134
134
254
254
129
144
144
144
164
164
129
144
144
144
170
170
FILTRO DE ARENA
ESTRUCTURA
La estructura de un filtro está construida en acero A-42b y compuesta por:

•
•
•
Virola
Fondos tipo Klopper
Bocas de hombre
Patas
Virola es el cuerpo cilíndrico del filtro y en ella se colocan los taladros para las tubuladuras de
entrada y salida del agua y boca de hombre para vaciado del material filtrante. Se fabrica en
chapa laminada de 3 a 30mm, con anchuras de 1500 a 2000 mm.
Fondos tipo Klopoer son los casquetes toriesféricos o en asa de cesta que cierran superior e
inferiormente la virola; en ellos se preverán los taladros para boca de hombre de llenado y
purga de aire en el superior y vaciado y entrada de aire en el inferior.
Las Bocas de Hombre tienen un diámetro interior de 20" (513mm), y van cerradas mediante
brida de cierre del mismo diámetro asegurada mediante 20 tomillos M24x110 con tuerca y
arandela de acero galvanizado y asa de cogida.
Patas servirán de apoyo a todo el filtro, compuestas por cuatro perfiles HEB de dimensiones en
función del diámetro del filtro, con chapas de refuerzo en la unión con el fondo Klopper, de
espesor 6 a 10 mm curvadas. Llevarán soldada una placa de anclaje cuadrada de 10 a 15 mm
de espesor con taladros diámetro 22, para colocación de espárragos de anclaje a la losa de
hormigón.
De
e
Dd
H
V
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
3-20
3-20
3-20
4-20
4-30
4-30
4-30
4-30
4-30
4-30
4-30
1020
1130
1240
1360
1470
1580
1690
1800
1948
2020
2130
184
203
222
245
265
283
302
322
345
361
380
71
98
131
169
215
270
332
403
482
575
677
Peso
Kg/
mm
e
6.5
8
9.7
11.6
13.6
15.7
18
20.3
23
25.7
28.5
De
e
Dd
H
V
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2900
3000
4-30
5-30
5-30
5-30
5-30
5-30
5-30
6-30
6-30
6-30
6-30
2240
2407
2480
2633
2700
2859
2920
3092
3150
3318
3360
400
427
438
465
480
508
519
547
560
585
600
790
913
1050
1200
1365
1544
1737
1946
2167
2413
2667
Peso
Kg/
mm
e
31.5
35
38.7
42
46
50
54
58.2
62
67
71
FILTRO DE ARENA
FILTRO DE ARENA
FALSO FONDO
Conjunto compuesto por:
•
•
•
Placa falso fondo
Brida soporte
Boquillas filtrantes
Placa falso fondo en forma de corona circular de acero A-42b de 6 a 15 mm de espesor
en función del diámetro interior del filtro. En ella se prevén los taladros de diámetro
20mm para colocar las boquillas filtrantes, que se reparten uniformemente a razón de
50uds/m2 de superficie, de forma que cada boquilla ha de recoger una superficie
alrededor de ella de aproximadamente 0.02 m2. Para apoyo del falso fondo al fondo
Klopper, se sueldan 6 patas con tubo de 2" por la parte inferior. El taladro central de la
corona es para registro del fondo. El falso fondo divide al filtro en dos zonas interiores
bien diferenciadas. La superior, zona de agua a filtrar, se rellena con la arena o carbón
activo de filtrado; la inferior, zona de recolección, es una zona libre donde se recoge el
agua filtrada durante la fase de filtración y se introduce el agua y el aire en la fase de
lavado (o agua únicamente en los filtros multicapa).
Brida soporte formada por placa circular en chapa laminada acero A-42b, que se
superpone sobre el falso fondo atornillándose a este, en espesores de 6 a 15 mm. Se
preverán los taladros necesarios que coincidan con las boquillas, además de los
taladros para sujeción con el falso fondo. Como su nombre indica esta brida sirve de
soporte a la brida de la tubuladura de salida de agua del filtro, por lo que irá taladrada
para recibir a aquella.
FILTRO DE ARENA
Boquillas colectoras de polipropileno roscadas al falso fondo con rosca Gas de 3/4"
(19.05 mm) de diámetro, son inatascables, con cola larga. Diseño semiesférico de la
cabeza, optimizando el reparto hidráulico evitando corrientes diferenciales dentro del
filtro y el efecto "cañón" durante el lavado. Alta calidad del material de la serie PPN
1060-1070 y elevada superficie libre (1.8 cm) mediante ranuras de 0.2 a 0.5 mm de
paso. Facilitan la operación de lavado a contracorriente.
FILTRO DE ARENA
FILTRO DE ARENA
TUBULADURAS
La componen cuatro circuitos fundamentales para el proceso de filtración en tubería
de acero DIN 2448:
•
•
•
•
•
Colector de purga de aire
Colector reparto de agua bruta y salida agua de lavado
Colector reparto de agua de lavado y salida agua filtrada
Colector de entrada de aire
Batería de válvulas
Colector de purga de aire: para salida del aire interior del filtro cuanto este comienza a
llenarse, normalmente en diámetro de 1" a 4", con ventosas en los extremos.
Colector reparto de agua bruta y salida agua de lavado: introduce el agua bruta en el
filtro por la parte superior de este, lleva un tubo con taladros en su parte superior para
dar uniformidad al caudal, en función de la velocidad de filtrado. Suele ser de 1 ¼”a
12".
Colector reparto de agua de lavado y salida agua filtrada: se sitúa en la parte inferior
del filtro, suele ser también de diámetros 1 ¼” a 12". Va acodado en un extremo para
mediante brida acoplarse a la brida soporte del falso fondo, en el otro extremo es de
prolongación recta con brida que permite su desmontaje.
FILTRO DE ARENA
Colector de entrada de aire: se une al soplante mediante manguito flexible con
abrazaderas. Su primer tramo lo constituye una lira de altura superior a la entrada del
colector de reparto de agua bruta y de diámetro usual 1" a 4". Se utiliza para crear el
colchón de aire necesario en la fase de lavado para invertir el proceso del filtro, de una
forma uniforme que no cree corrientes preferenciales.
Batería de válvulas: son cuatro válvulas para regular las entradas y salidas al filtro, del
tipo PN 10-16 o ANSI-150. De apertura manual o con presostato y apertura hidráulica o
neumática. Y 2 válvulas para seleccionar las arquetas de agua filtrada y agua de lavado.
DN
65
80
100
125
150
200
250
A
B
238
261
280
322
355
410
464
83
96
100
127
145
170
204
ФC
119
135
155
185
208
270
328
E
F
46
46
52
56
56
60
68
G
230
230
230
315
315
315
480
32
32
32
32
32
32
50
FILTRO DE ARENA
FILTRO DE ARENA
EQUIPOS NORMALIZADOS
FA/FCA
Talleres HIDROMETALICA, fabrica de acuerdo con la normativa de la directriz de la
Comunidad Europea "Máquinas 89/395/CEE", de recipientes a presión, y con sus
modificaciones y adiciones según las directivas 91/368 y 93/44, una gran variedad de
FILTROS DE ARENA O CARBON ACTIVO.
ALTURA DEL LECHO FILTRANTE 1.20 M. PRESION DE TRABAJO 2-2.5 KG/CM2
REFª
Ф
FILTR
O
mm
FA-900
900
1868
2368
FA-1000
1000
1906
2406
FA-1100
1100
1944
2444
FA-1200
FA-1300
1200
1300
1990
2030
2490
2530
FA-1400
1400
2066
2566
Altura total
Ф
salid
a
PulDN
1 ¼”32
1 ½”40
1 ½”40
2”-50
2”-50
2 ½”65
16
32
56
4.75
9.5
16.5
3.75
7.5
13
19.5
39
68
6
12
21
4.75
9.5
16.5
23.7
47.5
83
7.25
14.5
25.5
5.75
11.5
18
28
33
56
66
98
115
8.5
10
17
20
29.5
35
6.75
8
13.5
16
23.5
28
38.5
77
134
11.5
23
40
9.25
18.5
32.5
FILTRO DE ARENA
Ф
Salida
PulDN
REFª
Ф
FILTRO
mm
FA-1500
1500
2104
260
4
3”-80
44
88
154
13.7
26.5
47
11.5
21.5
38.5
FA-1600
1600
2144
264
4
3”-80
50
100
175
15
30
52
12
24
42
FA-1700
1700
2190
269
0
3”-80
56
112
196
17
34
59.5
13.5
27
47
FA-1800
1800
2222
272
2
3”-80
62
125
218
19
38
66
15
30
52
FA-1900
1900
2260
276
0
4”100
70
140
245
21
42.5
74
17
34
59
FA-2000
2000
2300
280
0
4”100
77.5
155
271
23.5
47
82
19
38
66.5
FA-2100
2100
2354
285
4
4”100
86
172
301
26
52
91
21
42
73.5
FA-2200
2200
2376
287
6
4”100
95
190
332
28.5
57
99.5
23
46
80
FA-2300
2300
2430
293
0
5”125
104
208
364
31
62
108
25
51
88
FA-2400
2400
2460
296
0
5”125
113
226
395
34
68
119
27
54
94.5
FA-2500
2500
2516
301
6
6”150
122
245
428
37
74
129
30
60
105
FA-2600
2600
2538
303
8
6”150
131
263
459
40
80
140
32
65
103
FA-2700
2700
2594
309
4
6”150
149
298
521
43
86
150
35
70
122
FA-2800
2800
2620
312
0
8”200
150
300
525
46
92
161
37.5
75
130
FA-2900
2900
2670
317
0
8”200
162
325
568
49
98
171
40
80
140
FA-3000
3000
2700
320
0
8”200
175
350
612
52.5
105
184
42.5
85
170
Altura
total
FILTRO DE ARENA
REFª
Diámetro
mm
Longitud
mm
Ф salida
DN
Caudal
5
m3/h/m2
Caudal
10
m3/h/m2
Caudal
20
m3/h/m2
Caudal
30
m3/h/m2
FA-1019
1000
1906
80
7.25
15.5
31
46.5
FA-2023
2000
2300
125
16.25
32.5
65
97.5
FA-2028
2000
2800
150
20.75
41.5
83
124.5
FA-2530
2500
3016
200
36
72
104
176
FILTRO DE ARENA
TRATAMIENTOS
Tratamiento anticorrosivo:
Exterior filtros:
•
•
Chorro abrasivo de arenas hasta grado Sa 2 ½”, según norma sueca SIS 055900.
Dos manos de brea epoxi de 125 micras cada una.
Interior filtros:
• Chorro abrasivo de arenas hasta grado Sa 2 ½
• Una mano de imprimación clorocaucho de 30 micras.
• Dos manos de acabado clorocaucho de 35 micras cada una.
CONTROL Y MANTENIMIENTO
El mantenimiento de un Filtro de Arena a presión consiste en: CONTROL Y ENGRASE
DEL GRUPO SOPLANTE Y LAS BOMBAS CONTROL DEL SILENCIOSO Y FILTRO DEL
SOPLANTE
CONTROL COJINETES DEL GRUPO SOPLANTE
Comprobar acústicamente para proceder al recambio cuando sea necesario.
CONTROL DE LAS POLEAS Y CORREAS
Comprobar periódicamente su destensado y desgaste.
CONTROL DEL ACOPLAMIENTO DEL MOTOR A LAS BOMBAS
EN LAS TAREAS DE MANTENIMIENTO Y LIMPIEZA DEBERA CUIDARSE ESPECIALMENTE,
QUE LA MAQUINARIA ESTE DESCONECTADA Y BLOQUEADA PARA EVITAR ACCIDENTES.
FILTRO DE ARENA
CALIDAD DEL FILTRO DE ARENA
El Filtro de Arena fabricado por HIDROMETALICA, posee los correspondientes certificados de
calidad, a disposición de cualquier cliente que los solicite.
La calidad queda asegurada en cuanto a:
 Homologación de soldadores y operarios de soldadura según ASME IX
 Proceso de soldadura GMWA con metal de aportación ER- 70S6 y proceso SMWA con
metal de aporte E-6013
 Funcionamiento del equipo soplante y bombas según normas ISO
 Control de soldaduras mediante líquidos penetrantes
 Acero laminado A-42b
 Tubuladoras y bridas según norma DIN
 Valvulería según normas DIN y ANSI