Filtración de Agua: Fundamentos y Optimización del Pretratamiento para la Purificación

Aplicaciones y Fundamentos del Pretratamiento en la Filtración de Agua

La filtración es un proceso fundamental en diversas aplicaciones del tratamiento de agua, incluyendo la potabilización, la depuración de aguas residuales, el tratamiento de lodos y la remoción de sustancias específicas mediante la filtración por membranas.

Aplicaciones Clave de la Filtración

• Potabilización: Se emplea, con o sin pretratamiento de coagulación y sedimentación, para eliminar sólidos suspendidos en aguas superficiales y precipitados derivados de tratamientos químicos.
• Tratamiento de Aguas Residuales: Utilizada para remover el flóculo biológico del efluente secundario decantado o los precipitados resultantes de la remoción química del fósforo.
• Desecado de Lodos: Constituye una aplicación esencial en el tratamiento de los subproductos (lodos) generados en los procesos de depuración.
• Filtración por Membranas: Permite la eliminación de diversas sustancias, tanto suspendidas como disueltas, incluyendo iones metálicos.

Pretratamiento del Agua: Mejorando la Eficiencia de la Filtración

El propósito principal del pretratamiento es incrementar la capacidad del filtro para retener sólidos en suspensión que, por su tamaño, son demasiado finos para ser separados mediante un simple tamizado.

Mecanismos y Beneficios del Pretratamiento

Cuando la concentración de materia en suspensión en el agua no es elevada, resulta beneficioso añadir pequeñas dosis de coagulantes (como sulfato de aluminio, cloruro férrico o polielectrolitos) antes de la filtración. Esta adición promueve la floculación de la suspensión dentro del medio filtrante, facilitando la retención de partículas. A esta técnica se le denomina filtración directa.

Con la aplicación de este pretratamiento, el mecanismo de separación en el filtro evoluciona de una eliminación predominantemente por tamizado a una eliminación por adsorción. La eliminación por adsorción es energéticamente más eficiente, ya que consume menos carga por unidad de sólidos separados en comparación con la separación por tamizado.

Rol de los Coagulantes en la Reducción de Carga

Los coagulantes se utilizan comúnmente para reducir la carga de sólidos que llega al filtro. Una vez que la suspensión ha floculado, los sólidos se eliminan por decantación en un tanque de sedimentación. Aunque el efluente del sedimentador contiene una menor cantidad de materia en suspensión, aún puede contener flóculo residual.

El impacto positivo de este pretratamiento en la filtración se manifiesta en una reducción significativa de la velocidad de desarrollo de la pérdida de carga. Es posible implementar un pretratamiento inicial para optimizar la decantación, seguido de un segundo pretratamiento diseñado específicamente para mejorar la filtración. En la primera etapa, se logra la separación de la mayor parte de los sólidos en suspensión. En la segunda fase, se potencian las fuerzas de fijación o los enlaces de puente que intervienen en la unión de los sólidos, mejorando aún más la eficiencia del proceso.