Las sustancias filtrables son partículas sólidas y sólidos en suspensión que contiene el agua o las aguas residuales y que pueden retenerse mediante procesos de filtración mecánica. Estas sustancias incluyen una amplia gama de partículas como arena, lodos, sustancias orgánicas, grasas, aceites y sólidos inorgánicos. El parámetro de sólidos filtrables es un indicador clave de la contaminación física del agua y las aguas residuales y se utiliza a menudo en el tratamiento de aguas residuales y la depuración del agua para evaluar la eficacia de los procesos de filtración y depuración.
Índice
Antecedentes técnicos
La determinación de sustancias filtrables suele realizarse por gravimetría. Se hace pasar una muestra de agua a través de un filtro normalizado con un tamaño de poro de 0,45 µm. Las sustancias filtradas permanecen en el filtro, que se seca y se pesa para determinar la cantidad de sólidos. Esta cantidad se da en mg/L y es un parámetro importante para caracterizar la contaminación de un sistema de agua.
Las sustancias filtrables pueden dividirse en las siguientes categorías:
- Sólidos gruesos: Sólidos más gruesos, como arena o grava, que sedimentan con relativa rapidez y pueden eliminarse mediante un simple tamizado o sedimentación.
- Sólidos en suspensión: Partículas más finas que permanecen suspendidas en el líquido y deben eliminarse por filtración o flotación.
- Sustancias orgánicas e inorgánicas: Las sustancias filtrables pueden ser tanto de origen orgánico (por ejemplo, biomasa, grasas) como inorgánico (por ejemplo, sólidos minerales).
Importancia del parámetro para el diseño de plantas de tratamiento de aguas residuales
La cantidad y el tipo de sustancias filtrables en las aguas residuales tienen una gran influencia en el diseño de las depuradoras. Determina en gran medida qué métodos de filtración y procesos de separación mecánica deben utilizarse en la planta para garantizar una depuración eficaz.
1. limpieza mecánica previa:
Las sustancias filtrables suelen eliminarse en la primera fase del tratamiento de las aguas residuales: el pretratamiento mecánico. Esta etapa implica el uso de tamices, cribas y desarenadores. Un alto contenido de sustancias filtrables requiere un diseño robusto de estas etapas de tratamiento mecánico para aliviar los procesos biológicos y químicos posteriores. Las plantas diseñadas para grandes cantidades de sustancias filtrables deben incluir tanques de sedimentación o tamices de tambor suficientemente dimensionados para separar los sólidos de forma eficaz.
Foto: Ejemplo de un desarenador aireado que elimina los sólidos gruesos sedimentables, así como las sustancias flotantes y grasas. El sistema forma parte del pretratamiento de nuestro sistema ALMA BHU BIO
2. tecnologías de filtración:
Se utilizan diferentes tecnologías de filtración en función de la carga de sustancias filtrables en las aguas residuales:
Filtro multicapa:
Las sustancias gruesas filtrables suelen eliminarse mediante filtros multicapa, filtros de grava o filtros de arena (por ejemplo, nuestro ALMA Fil). Estos filtros tienen una gran capacidad de retención de sólidos en suspensión y suelen utilizarse en la fase de tratamiento terciario.
Microfiltración y ultrafiltración:
Las partículas finas que la filtración convencional no puede eliminar por completo se tratan mediante procesos de membrana. La microfiltración y la ultrafiltración son capaces de eliminar del agua partículas de tamaño micrométrico y nanométrico. Estos procesos son especialmente importantes si las aguas residuales se van a tratar para su reutilización o se van a verter en masas de agua sensibles.
Foto: Filtro multicapa en depósitos de PRFV. Los tanques de PRFV pueden rellenarse con distintos materiales filtrantes, como grava, carbón activado o vidrio procesado(ALMA Fil).
3. flotación:
En la flotación , también conocida como flotación por aire disuelto, se introducen burbujas de aire finamente dispersas en las aguas residuales, que se adhieren a los sólidos en suspensión y los hacen flotar hasta la superficie, donde son desespumados. Este proceso es especialmente adecuado para eliminar partículas orgánicas grasas o aceitosas que flotan en las aguas residuales y son difíciles de sedimentar.
Foto: Flotación por aire disuelto con floculador tubular para la precipitación, neutralización y floculación de los componentes de las aguas residuales(ALMA NeoDAF).
4. influencia en el tratamiento de lodos:
Las sustancias filtrables contribuyen a la producción de lodos, ya que los sólidos separados suelen procesarse posteriormente para obtener lodos. Un alto contenido de sustancias filtrables aumenta la cantidad de lodos primarios que deben tratarse en las fases posteriores del proceso, como la deshidratación y la estabilización de lodos. Por lo tanto, el conocimiento preciso del contenido de sustancias filtrables es esencial para garantizar el dimensionamiento correcto del equipo de tratamiento de lodos en una planta de tratamiento de aguas residuales.
Foto: deshidratación de lodos mediante un filtro prensa de cámara(ALMA CFP)
5. fase terciaria y cuaternaria - eliminación de microcontaminantes
En las etapas terciaria y cuaternaria, las aguas residuales se depuran aún más para eliminar microcontaminantes como residuos farmacéuticos, pesticidas y compuestos hormonales. Para ello se recurre a la filtración con carbón activo, la ozonización o el tratamiento con rayos UV. Estos procesos tienen por objeto descomponer las sustancias traza más pequeñas que permanecen en el agua incluso después de la depuración biológica y química.
Foto: Filtro de carbón activado instalado en depósitos de PRFV(ALMA Fil AK)
5. costes de funcionamiento y eficiencia energética:
Cuanto mayor es el contenido de sustancias filtrables, más energía y mantenimiento se requieren para hacer funcionar los procesos de filtración y separación. Para mantener la eficacia del sistema son necesarios ciclos regulares de retrolavado y limpieza de los filtros. Por lo tanto, el parámetro de sustancias filtrables también debe tenerse en cuenta en la evaluación económica del diseño y el funcionamiento del sistema.
Ejemplos prácticos
Industria alimentaria: el procesado de productos lácteos produce grandes cantidades de sustancias orgánicas filtrables, como grasas y proteínas. Éstas deben eliminarse antes del tratamiento biológico de las aguas residuales en separadores de grasas especiales y plantas de flotación. plantas de flotación para garantizar la eficacia de las fases de depuración posteriores.
Industria papelera: La producción de papel produce grandes cantidades de materiales filtrables que contienen fibras. Estas fibras deben filtrarse a través de tamices de tambor y filtros de arena para evitar la obstrucción de los sistemas y garantizar la calidad de las aguas residuales antes de su vertido a las masas de agua.
Industria de la galvanoplastia: El tratamiento superficial de los metales produce sólidos inorgánicos que se eliminan por sedimentación o microfiltración de las aguas residuales. Una elevada proporción de sustancias filtrables también puede conducir a evitar la contaminación por metales pesados si éstos se unen a los sólidos en suspensión.
Conclusión
Las sustancias filtrables desempeñan un papel fundamental en el diseño y funcionamiento de las plantas de tratamiento de aguas residuales. La cantidad de estos sólidos determina en gran medida los procesos de separación mecánica y física que deben utilizarse e influye en las capacidades de los sistemas de filtración, las plantas de tratamiento de lodos y la eficiencia global de la planta. El análisis minucioso de las sustancias filtrables es esencial para determinar los métodos de filtración y las condiciones de funcionamiento óptimos que garanticen el cumplimiento de la normativa legal y el funcionamiento eficaz de la planta.
