Antes de tratar el agua o hacer pasar la misma por los bastidores de membranas que van a proceder a la desalación del agua, se debe de realizar una filtración grosera al agua de entrada, ya que se podrá producir un ensuciamiento excesivo de las membranas y un mal funcionamiento de la instalación.
Para la realización de la misma se suelen emplear filtros de arena; de una sola capa o multicapa; en ocasiones la filtración sobre la arena no es suficiente para llevar a los niveles exigidos, NTU de 1 y SDI igual o superior a 5, o los filtros se obstruyen con demasiada rapidez.
Por las características de la toma de agua (mar abierto), que presenta una mayor turbidez del agua se utiliza un filtro de arena con distintas granulometrías, de esta manera somos capaces de eliminar la mayor turbidez posible; en el caso de tomas en pozos, no es necesario la utilización de distintas capas filtrantes de material ya que el propio lecho del pozo se utiliza como medio filtrante, caracterizando al agua de una
El tamaño medio de esos materiales más usados son: antracita 0,8-1,2 mm, arena 0,5-0,8 mm, granate 0,4-0,6 mm y magnetita 0,3-0,4 mm.
Pero todos estos valores son aproximados, pues lo más correcto es determinar in situ mediante pruebas piloto la granulometría adecuada para conseguir bajar el índice de turbidez.
Por lo que vamos a partir de un lecho de grava de una sola capa, que deberá de observarse su funcionamiento a medida que se va operando con el mismo y determinar cual es la capa y el material más adecuado.
La capacidad de trabajo de la planta es de 9000 m3/h global, pero un caudal por línea de 1000 m3/h, por lo que debemos de buscar un número adecuado de filtros y un tamaño idóneo para filtrar este caudal de aporte a las membranas o módulos de osmosis inversa.
La empresa “FRESNO Valves &Castings, Inc” suministradora de equipos filtrantes nos remite el catalogo de equipos; en el podemos destacar los tamaños de filtros:
Seleccionamos el filtro más adecuado para tratar un caudal de flujo de 1000 m3/h, comparando entre los Modelos PS 445 y el Modelo PS 545. Corresponde al Modelo PS 445 con un área de Filtración de 44,4 ft2≈ 4,14 m2.
Y trabajando en un rango de flujo métrico de 70 L/s/m2. Cambiando sus unidades:
70 l/s*(1m3/1000 l)*(3600 s/1h) = 252 m3/h/m2.
Sabemos que 1m2 de área de filtración es capaz de tratar un flujo métrico de 252 m3/h, por tanto si nuestro filtro posee un área de 4,14 m2:
4,14 m2 * (252 m3/h / 1 m2) = 1044,29 m3/h
Flujo que trata cada filtro de arena, Modelo PS 445 = 1044,29 m3/h.
Ahora comparándolo con el correspondiente al Modelo PS 545 (señalado en la tabla) con un área de Filtración de 55,5 ft2≈ 5,18 m2.
Y trabajando en un rango de flujo métrico de 87,5 L/s/m2. Cambiando sus unidades:
87,5 l/s*(1m3/1000 l)*(3600 s/1h) = 315 m3/h/m2.
Sabemos que 1m2 de área de filtración es capaz de tratar un flujo métrico de 315 m3/h, por tanto si nuestro filtro posee un área de 5,18 m2:
5,18 m2 * (315 m3/h / 1 m2) = 1631,7 m3/h
Flujo que trata cada filtro de arena, Modelo PS 545 = 1631,7 m3/h.
Elegimos este último filtro ya que nos permite un mayor rango de trabajo y versatilidad en el momento de aumento de la producción si fuera necesario.
Numero de filtros necesarios será igual a:
Numero de filtros = Caudal Total/ Caudal tratamiento de cada filtro. Nºfiltros = 1000 (m3/h) / 1631,7 (m3/h) = 0,61 Filtros = 1 Filtro por línea.
Por lo tanto se van a colocar 1 filtros, por cada línea de producción; donde cada uno de ellos va a ser capaz de tratar unos 1631,7 m3/h, y a su vez se va a colocar un filtro que tan solo se va a utilizar cuando se este procediendo al lavado de alguno de los otros nueve.
Las dimensiones del mismo nos las facilita la propia empresa suministradora que se observan en el grafico, ver anexo correspondiente a filtración grosera.
La planta va a constar de un total de nueve filtros de arena todos con las mismas características, y van a tratar un caudal individual de 1000 m3/h, ya que se esta dividiendo la planta en líneas de producción, para obtener un caudal final de 9000 m3/h de tratamiento de agua en la misma.
Otro aspecto a reseñar en los filtros es el tipo de arena o grava a utilizar, como ya mencionamos anteriormente lo más adecuado es hacer un estudio de planta piloto e ir comprobando con distintos tipos de lechos granulados y sus distintas configuraciones cual es el más adecuado.
Vamos a partir de unos filtros llenados con arena del modelo y tipo especificados en las tablas, suministradas por el fabricante; ver anexo.
Tomamos un tamaño de sílice de 0,48 mm, así somos capaces de eliminar una mayor suciedad en el agua de entrada a los módulos de osmosis inversa, al ser el lecho granulado uniforme y de un tamaño de partícula pequeño vamos a conseguir una mayor reducción y eliminación de suciedad y partículas indeseadas que con un tamaño mayor. Para finalizar con el diseño debemos de tener en cuenta la base donde se van a colocar estos filtros; la base que soporta la unidad de filtro debe estar nivelada y ser relativamente lisa.
La base deberá ser plana dentro de 1/8" orilla a orilla.
El tipo de fuerte o cimiento recomendado es el grado comercial 5 - saco Redi- Mix. La base deberá ser de al menos 4"de espesor con cimientos de 6"x 6" en el perímetro. Se debe permitir un tiempo de curado suficiente. El cuadro de abajo provee las dimensiones mínimas de la base para los filtros solamente.