Se escogerán dimensiones para que el largo (£) sea de 5 a 9 veces la profundidad (h), considerando que el ancho (b) debe ser reducido al 0. ya que en pnncipio mientras más alargada sea la estructura, mejor se controlará la.-; distribución de velocidades, por medio de dispositivos de entrada y salida sencillos y económicos. Por otra parte, se requiere un ancho núm'mo para evitar velocidades altas cerca del vertedero de salida. También es necesario proveer la estructura de dimensiones de suficiente magnitud para permitir el acceso, para fines de limpieza y reparación. A la longitud útil (1) hay que agregarle el espacio que ocupan los dispositivos de entrada y salida. A la profimdidad útil (h) hay que ~irle la cantidad necesaria, para disponer de un volumen adicional para el almacenamiento de arena removida.

  b7) Dispositivos de entrada

Un tipo de dispositivo de entrada, sencillo y económico consiste en un canal provisto de orificios en el fondo y en uno de los lados. El número y tamaño de los orificios será determinado en base al gasto (Q) y velocidad de entrada no mayor de 0.30 m/seg y coeficiente de contracción del orden de 0.65

  b8) Dispositivo de salida

El dispositivo de salida más conveniente es un vertedero colocado a todo el ancho (b) de la estructura, con la cresta hacia el lado opuesto a la dirección del flujo en el desarenador, para evitar el paso de material flotante y distribuir mejor las velocidades. La distancia (X3) entre el vertedero y la pared del desarenador se determinará de tal manera que se obtenga una velocidad menor o igual a la velocidad de arrastre y se puede determinar como:

x3>= h/3

  b9) Volumen adicional.

El volumen adicional necesario para el almacenamiento de arena removida, se termina en base a las concentraciones esperadas durante crecidas y del intervalo previsto entre limpiezas. Si no se tienen datos específicos, es recomendable proveer un volumen de reserva para una concentración de 3000 mg/lit, durante una crecida de 24 horas de duración. Para el cálculo se adoptará un peso específico del sedimento de 350 kgs/m³

  b10) Dispositivo de limpieza

El dispositivo de limpieza consistirá en una tanquilla colocada en el primer tercio del desarenador y hacia la cual el fondo del mismo deberá tener una pendiente no menor de 5%. La tanquilla se conecta con un tubo provisto de una válvula y la limpieza se efectúa aprovechando la carga hidráulica sobre la arena.

  b11) Cota de rebose

El tubo de rebose deberá colocarse cerca de la entrada, para evitar sobre cargas al desarenador. La cota del tubo se fijará en relación con la altura deseada de agua de acuerdo a las condiciones hidráulicas del disefío.

  b12) Ubicación del desarenador

El desarenador deberá ser ubicado lo más cerca posible de las obras de captación. En todo caso la tubería que une la toma con el desarenador deberá tener una pendiente uniforme entre el 2 y 2.5%.

3.   Procesos de tratamiento

  3.1 Generalidades

Estos procesos se aplican al agua, después de que se le haya sometido a uno o más procesos de pretratamiento, para mejorar su calidad.

  3.2 Aireación

La aireación es un proceso para mejorar la calidad del agua, mediante el cual ésta se pone en contacto íntimo con el aire. El proceso se utiliza para conseguir:

1. Remocióndesaboresyolores(algas)
2. Remoción de gases disueltos que pedudican la calidad del agua (gas sulfidrico y sulforoso)
3. Elevación de pH del agua por la eliminación de dióxido carbono hasta su punto de equilibrio (bajar la corrosividad)
4. Oxidación de ciertas sustancias existentes en el agua  (bicarbonato ferroso y Manganoso)   Una aireación racional, exige el proyecto y construcción de unidades (aireadores), cuya eficiencia es variable de acuerdo a la calidad y cantidad del agua.   Para este objeto, se da a continuación algunos datos importantes que facilitarán el cálculo y elección de aireador.

a- Remoción de anhidáco carbónico

aguas con menos de 10 gr/m	hasta 50%
aguas con más de 10 gr/M3	60% a 80%
Tiempo de aireación más eficiente	15 seg

b- Remoción de gas sulfidrico - Tiempo mínimo de aireación: 3 seg

e- Remoción de hierro y manganeso

Teóricamente: 140 gr de oxígeno precipitan 1 000 gr de hierro 124 gr de oxígeno precipitan 1 000 gr de manganeso

Prácticamente: Deben tomarse el doble de los valores de oxígeno indicados, para reducir la misma cantidad de Fe o Mn.

  3.2.1 Tipos de aireadores

A continuación se indican los diferentes tipos de aireadores con sus respectivos parámetros de diseño:

  a- Aireadores de gravedad

  1- De cascada: Son plataformas circulares de madera o concreto, que se superponen sobre un mismo eje central, en sentido decreciente de sus diámetros de abajo hacia arriba, sobre las cuales se hace pasar el agua a airear

Capacidad	300 a 1000 m3 /día/m2 de la mayor plataforma.
Número de plataformas	3 a 4
Altura total del aireador	0.80 a 1.60 m
Distancia entre plataformas	0.20 a 0.50 m
Entrada del agua	Por la  parte superior (Conviene usar un tubo central de llegado).
Salida del agua	De la platafonna de acumulación mediante un tubo localizado en fondo de la plataforma.

  2- De tableros o bandejas: Está formado por tableros o bandejas perforadas superpuestas, a través de las cuales pasa el agua. La primera o superior, se destina a la distribución del agua, las demás contienen un material poroso como: coque, grava o escorias volcánicas, para aumentar la eficiencia de la aireación.

Capacidad	300 a 900 m3 /día/m2
Número de plataformas	3 a 6 unidades
Altura total del aireador	2.10 a 2.70 m
Separación Vertical entre Tableros	0.40 a 0.60 m
Orificios de Distribución:
Primer Tablero	Orificio 5 a 10 nun
Otros Tableros	rificios 8 a 15 mm, cada 80 a 1 00 mm centro a centro.
Contenido
Primer tablero	Solo distribución
Demás tableros	Coque, grava o escoria, tamaño 0.012 a 0.025maltura del material  0.20 a 0.25 m
Depósito inferior	Acumulación del agua.

  3- De escaleras: Está formado por varios peldaños, sobre los cuales pasa el agua facilitando el contacto con el aire.

Número de escalones :	2 a 5
Espesor de la lámina de agua (max) :	0.05 m
Dimensión de cada escalón:
Altura :	0.20 a 0.40 m
Ancho :	0.25 a 0.45 m
Material	Concreto o madera
Pérdida de carga	1.00 m
Velocidad	1.00 a 1.20 m/s

Debe proveerse de una pestafia o saliente en los escalones para evitar la adherencia de la vena líquida.

  4- De plano inclinado: Son plataformas con una cierta pendiente sobre las cuales se colocan pequeños obstáculos para agitar y retardar el escurrimiento del agua

Capacidad :	200 a 500 m3 /m2/día
Pendiente :	1: 2.5 a 1: 3.00
Altura de la vena líquida :	0.05m (max)
Pérdida de carga	1.00 m
Velocidad	1.00 m/s
Material	Concreto o Madera

Es necesario colocar y distribuir convenientemente los obstáculos en la plataforma.

  b- Aircadores de boquillas: Son aireadore en los cuales el agua sale a través de varias boquillas con cierta presión, originando la formación de chorros de agua que facilitan el intercambio de gases y sustancias volátiles.

En los orificios:    hf = (1/Cv² - 1) * V²/2g

  c- Difusores de aire: Son aireadores en los cuales el aire es inyectado a través de difusores, en tanques o cámaras construidos para tal fin.  Los difusores pueden ser: tubos, placas porosas, campanas o cualquier otro sistema que permita una aireación eficiente.

Caudal de aire	0.35 - 1.50 litros de aire por litro de agua.
Período de retención de la cámara :	10 a 30 minutos
Ancho de la cámara	3.00 a 9.00 m
Profundidad de la cámara	3.00 a 3.70 m
Entrada del aire	2.70 m bajo el nivel delagua.
Potencia necesaria	0.3 kw / 1000 m3 /dia

  d- Ventilación forzada: Las especificaciones son suministradas por los fabricantes.

  3.3 Tratamiento por filtración lenta.

  3.3.1 Generalidades

La filtración lenta es un proceso de tratamiento del agua, que consiste en hacerla pasar por lecho de arena en forma descendente o ascendente y a muy baja velocidad,  siendo sus principales ventajas:

• No hay que utilizar productos químicos (excepto cloro para desinfección)
• Sencillez del disefío, construcción y operación.
• No requiere energía eléctrica
• Facilidad de limpieza (no requiere retrolavado)

Las principales desventajas son:

• Poca flexibilidad para adaptarse a condiciones de emergencias.
• Pobre eficiencia en remoción de color (20-30%)
• Necesita una gran área para su instalación
• Presenta pobres resultados para aguas con alta turbiedad.
• Se necesita una gran cantidad de medio filtrante.

La turbiedad del agua cruda puede limitar el rendimiento del filtro, por lo cual a veces es necesario aplicar algún pretratamiento tal como prefiltrado horizontal o vertical sedimentación laminar o prefiltración rápida en medio granular grueso.

  3.3.2 Descripción general

Un filtro lento de flujo descendente consiste en una caja rectangular o circular que contiene un lecho de arena, un lecho de grava, un sistema de drenaje, dispositivos simples de entrada y salida con sus respectivos controles y una cámara de agua tratada para realizar la desinfección.

  3.3.3 Criterios de diseño

  a- Calidad del agua

Se deberá verificar que la calidad del agua a filtrarse satisfaga en época seca y lluviosa los límites de aplicación del proceso.

Parámetro	Valor máximo
Color	<50 Unidades
Turbiedad	<50 unidades

  b- Estructura de entrada

Constará de una cámara de distribución con compuertas y rebose. Se instalará un vertedero triangular de pared delgada para aforar el influente. La entrada del agua al filtro se efectuará por medio de un vertedero muy largo de pared gruesa, para obtener una delgada lámina de agua que se adhiera al muro, para evitar que se formen chorros sobre el lecho, que lo daiiaría, además se colocará sobre el lecho una placa de concreto para que reciba el impacto del agua.

  c- Estructura de salida

Consistirá en un vertedero de control, localizado a una altura mayor que la cota del extremo superior del lecho, de tal manera que el lecho filtrante quede siempre sumergido, éste regulará la carga mínima.

  d- Tasa de filtración

Turbiedad (UTN)	Tasa (m3/m2día)
10	7.20 - 20.40
50	4.8
50-100	2.4

  e- Medio filtrante

1 - Una capa de arena de 1.20 m de espesor con la siguiente características:

Tamaño efectivo:	Coeficiente de uniformidad:
0. 15 < TE < 0. 3 5 mm	CU < 2.00

2- Grava de soporte en cuatro capas como se muestra a continuación:

  f- Sistema de drenaje

El sistema de drenaje puede ser de diferentes tipos (1) ladrillos de barro cocidos tendidos de canto, con otros ladrillos encima tendidos de plano dejando un espacio de un centímetro entre los lados. (2) tuberías (PVC) de drenaje, perforadas con orificios no mayores de 1" (2.54 cm), las cuales pueden desembocar en forma de espina de pescado a un conducto o tubería central o a un pozo lateral con una pendiente del 1 % a 2%. (3) bloques de concreto poroso en forma de puente, que confluyen a un canal central.

  g- Número de unidades

Se recomienda el uso de dos unidades como mínimo, en cuyo caso cada una de ellas deberá diseñarse para atender el consumo máximo diario. Debe considerarse una capacidad adicional de reserva como se indica en la tabla siguiente:

  h- Caja de Filtro

La caja del filtro puede ser rectangular o circular con un borde libre de 0.20 m, construida de concreto simple o reforzado y deberá ser resistente a las diferentes fuerzas que estará sometida durante su vida útil, además deberá ser hermética para evitar pérdidas de agua e ingreso de agentes contaminantes.

En el caso de cajas rectangulares de dimensiones deberán estar en la siguiente relación:

Número de Unidades	Largo/Ancho
2	1.33
3	1.50
4	2.00

  i- Dispositivos de regulación y control

Estos dispositivos estarán constituidos por: vertederos, válvulas u otros accesorios, instalados en la entrada o salida del filtro, para mantener la velocidad de filtración a una tasa constante.

  3.4 Tratamiento por filtración rápida.

  3.4.1 Generalidades

Por filtración rápida se entiende el tratamiento de clarificación que consta de los procesos de coagulación, floculación, sedimentación y filtración.

La filtración rápida es de alta eficiencia remocional es apta para tratar aguas con turbiedades entre 250 y 1500 UTN; no obstante en picos de muy alta turbiedad, puede ser necesario el empleo de un pretratamiento antes de ingresar el agua a la planta de filtración rápida, o al contrario en épocas de turbidez baja, es posible que se puede efectuar un paso directo de coagulación a filtración lo que se conoce como filtración directa.

  3.4.2 Mezcla rápida (Coagulación)

En una planta de tratamiento la mezcla rápida se puede realizar de dos maneras: por la turbulencia provocada por dispositivos hidráulicos o mecánicos

  A- Parámetro generales de diseño.

• La intensidad de agitación, medida a través del gradiente de velocidad "G" puede variar de 500 a 2000 seg^-1 según el tipo de unidad.
• El tiempo de retención (mezclado) puede variar de décimas de segundo a varios segundos de pendiendo del tipo de unidad.

  B- Unidades Hidráulicas

Dentro de este tipo de mezcladores, los más utilizados por su simplicidad y eficiencia son los siguientes:

• Canales con cambios de pendiente
• Canaleta Parshall
• Vertederos rectangulares y triangulares
• Difusores
• Inyectores

En los tres primeros mezcladores, la turbulencia que ocasiona la mezcla es producida por la generación de un resalto hidráulico. Las unidades más ventajosas son la canaleta Pershall y los vertederos, porque además miden el caudal de ingreso a la planta. La siguiente tabla muestra el rango de aplicación.

1- Mezcladores de resalto hidráulico.

Estas unidades se adecúan a aguas en que la mayor parte del tiempo se esté coagulando mediante mecanismo de absorción. Los tipos usados más frecuentemente tienen la venta a de servir como unidades de mezcla y unidades de medición de caudales.

Parámetros de diseño:

1. Grandiente de velocidad           : 1 000 seg^-1 < G < 2000 seg^-1
2. Tiempo de mezcla                    : T< 1 seg
3. Número de Froude                  : 4.5 < F < 9 para conseguir un salto estable
4. El coagulante debe aplicarse en el punto de mayor turbulencia, en fonna constante y unifortnemente distribuido en toda la masa de agua.

• El gradiente de velocidad (G) puede variar entre 500 seg^-1 y 1000 seg^-1
• El tiempo de mezcla (T) puede variar entre 1 y 10 seg.
• El espacio máximo entre dos orificios nunca debe ser mayor de 0. 1 0 m
• Los chorros de coagulante deben tener una velocidad de 3m/seg y deben dirigirse en sentido perpendicular al flujo.
• Los orificios deben tener un diámetro mínimo de 3 mm.
• La velocidad de flujo donde se distribuyen los chorros, debe ser igual o mayor a 2m/seg
• Debe proveerse de facilidades para la limpieza o para la rápida sustitución del difusor.

• La velocidad de los chorros (µ) debe ser por lo menos cinco veces la velocidad del flújo del agua.
• La eficiencia máxima se consigue cuando el área cubierta por los chorros es por lo menos 80% de la sección del tubo.

  C- Unidades mecánicas

En estas unidades la mezcla se hace en tanques rectangulares o cilíndricos donde el flujo queda retenido un intervalo de tiempo mientras es agitado por sistemas mecánicos con el objeto de producir turbulencia.

Parámetros de diseño:

• Gradiente de velocidad "G" de 500 seg'l a 2000 seg^-1
• Tiempo de mezcla "T" de 1 seg a 1 0 seg

  3.4.3 Mezcla lenta (Floculacíón)

En esta unidad se proporciona al agua una agitación lenta que debe promover el crecimiento de flóculos y su conservación hasta que salga de ella. La energía para producir la agitación del agua puede ser hidráulica o mecánica.

  A1- Parámetros generales de diseño:

• Los gradientes de velocidad que optimizan el proceso normalmente varían entre 70 y 20 seg^-1. En todo caso, el gradiente máximo dentro de la unidad no debe ser mayor que el que se dá en las interconexiones entre el mezclador y el floculador.

• El gradiente de velocidad debe variar de manera uniformemente decreciente, desde que la mesa de agua ingresa a la unidad hasta que sale.

• El tiempo de retención puede variar de 1 0 a 3 0 minutos dependiendo del tipo de unidad.

• Para que el período de retención real de la unidad coincida con el de diseño, la unidad debe tener el mayor número posible de compartimentos o divisiones.

• El paso del mezclador al floculador debe ser instantáneo evitándose los canales o interconexiones largas.

• El tiempo de retención y el gradiente de velocidad varían con la calidad del agua; por consiguiente, estos parárnetros deben seleccionarse simulando procesos en el laboratorio con una muestra del agua a tratar.

  B1- Floculadores hidráulicos

Cualquier dispositivo que utilice la energía hidráulica disipada por el flujo de agua, puede constituir un floculador hidráulico. Existen varios tipos, entre los cuales se pueden mencionar los floculadores de tabiques de flujo horizontal o vertical, de medios porosos, tipo Alabama o Cox y de mallas.

1- Floculadores de tabiques.

a) Unidades de flujo horizontal

Parámetros y recomendaciones de diseíios:

• Recomendables para caudales menores de 100 lit/seg pueden diseñarse para caudales mayores (1000 lit/seg) siempre que se disponga de un terreno de suficiente área y de bajo costo.

• Se recornienda utilizar tabiques removibles de madera, plástico, asbesto-cemento, o cualquier otro material de ba o costo y sin riesgo de contaminación.

• Cuando se usen tabiques de madera esta debe ser machihembrada, tratada con un producto imperineabilizante. La unidad puede tener una proflmdidad de 1.50 a 2.00 m

• Se puede usar tabiques de asbesto-cemento, siempre y cuando no se tengan aguas ácidas o agresivas.

• Con tabiques de asbesto cemento se recon-denda una proftmdidad de agua de 1.00 m, colocando los tabiques con la dimensión de 1.20 m en el sentido vertical.

• Utilizando tabiques de asbesto-cemento ondulados se consigue disminuir la diferencia de gradientes de velocidad entre los canales y las vueltas. En este caso el coeficiente de fflcción (n=0.03) para calcular las pérdidas de carga en los canales. Cuando se utilicen placas de A.C planas o de maderas, los coeficientes, 0.0 1 3 y 0.0 1 2 respectivamente.

• El coeficiente de pérdida de carga en las vueltas varía entre 1.5 y 2. Se recomienda usar 2 para incluir algunas pérdidas adicionales debidas a turbulencias y fricción en el canal.

• El espaciamiento entre el extremo del tabique y la pared del tanque deberá ser igual 1.5 veces el espaciamiento (e) entre tabiques.

• El ancho de la unidad debe ser por lo menos igual a tres veces el ancho de un tabique ondulado, más el espacianúento entre el extremo de los tabiques y la pared del tanque en el último tramo. En todo caso los tabiques deben cn=se como mínimo en 113 del ancho de la unidad.

• Las láminas planas de A.C tienen 1.22 x 2.44 m, las onduladas 0.85x2.44 m. Considerando un traslape de una onda, el ancho útil de las láminas onduladas es 0.825 m.

b) Unidades de flujo vertical.

Parámetros y recomendaciones de diseño:

• Recomendables para plantas de más de 1 00 lits/seg
• Profundidad entre 3.00 y 4.00 m
• Los tabiques pueden ser de madera o A.C
• Altura máxima de agua 2.00 a 3.00 m
• La sección de cada paso se calculará para una velocidad igual a los 2/3 de la velocidad en los canales.
• El gradiente de velocidad en el canal no debe ser menor de 20 seg^-1

• Para evitar acumulación de lodos en el fondo y facilitar el vaciado de¡ tanque, se dejará en la base de cada tabique que llega hasta el fondo, una obertura equivalente al 5% del área horizontal de cada compartimento.
• Estructuralmente, es más seguro el uso de tabiques de madera machihembrada de 1-5 a 2.0" de espesor, pudiendo adaptarse en este caso profundidades de 4.00 a 5.OOm
• Debe tenerse especial cuidado en la adopción del ancho de la unidad, para que en el diseño de los tramos con bajos gradientes de velocidad los tabiques se entrecrucen en 113 de su longitud.

  2- Floculador tipo Alabama o Cox

En estas unidades el agua hace un movimiento ascendente-descendente dentro de cada compartimento, por lo que es muy importante determinar la velocidad de impulsión del agua, para que este compartimento suceda.

Parámetros y recomendaciones de diseño:

• La profundidad de la unidad debe ser de 3.00 a 3.50 m para que la altura total del agua sobre los orificios sea del orden de 2.40 m
• La relación ancho/largo de cada compartimento debe ser: 1 a 1.3 3
• La sección de cada compartimento deberá diseñarse con una tasa de 0.45 M2 por cada 1000 m 3 /día.
• Los criterios para diseñar los puntos de paso entre los compartimentos son los siguientes:

1. Relación de la longitud del niple, con respecto a su diárnetro (L/d) será igual a 5
2. La velocidad en las boquillas variará entre 0.25 y 0.75 r&seg.
3. La tasa para determinar la sección de las boquillas será de 0.025 m2 por cada 1 000 m/día.

• El diseño de estas unidades debe realizarse con mucho cuidado para la formación de corto circuitos y espacios muertos.

  3- Floculadores de medios porosos.

En esta unidad el agua flocula al pasar a través de los espacios o poros de un material granulado, los cuales desempeñan la función de pequeños cornpartimentos. Es una unidad hidráulica con un número casi infinito de cámaras o compartimentos, lo cual lo hace que sea de gran eficiencia.

Como material granular puede utilizarse: piedra, bolitas de plástico, residuos de las fabricas de plástico, segmentos de tubos o cualquier otro tipo de material similar no putrescible ni contaminante.

Se recomienda disecarlas con flujo ascendente y en forma troco-cónica a fi'n de escalonar los gradientes de velocidad, manteniendo el tarnafío de¡ material constante y facilitar la limpieza.

Tiempo de retención total es de 5 a 10 minutos.

Estas unidades se disefían para caudales de 1 0 a 15 lits/seg

  4- Floculadores de mallas

Las telas intercaladas en un canal oponen una resistencia localizada al flujo, tendiendo a uniformarlo, reduciendo la incidencia de cortocircuitos y actuando como elementos de compartimentalización.

Parámetros de diseño:

El proceso se consigue colocando en una unidad, mallas de hilo de nylon, las que son atravesadas por el flujo, produciéndose el gradiente de velocidad deseado, como función de la pérdida de carga. Dependiendo la floculación de las características de las mallas y de la velocidad del flujo.

La velocidad óptima en cm/seg es igual al doble del espaciamiento (e) entre los hilos de nylon (v=2e).

El espaciamiento entre hilos (e) deberá ser de 5 a 15 cm.

El grosor de los hilos (d) más adecuado es de 1.5 a 4 mm. Hilos más delgados (d <= 1mm) tienden a romper el fléculo rápidamente.

Se recomienda velocidades de flujo entre 2 y 5 cm, para evitar sedimentación excesiva de los flóculos.

  C1- Floculadores mecánicos

En estas unidades el flujo de agua se hace circular por tanques provistos de agitadores accionados por medio de energía eléctrica.

Estas urúdades varían dependiendo de la posición del eje y del tipo de agitador empleado. En el primer caso se tienen unidades horizontales y verticales, y en el segundo floculadores de paletas y turbinas.

1- Floculadores de paletas

En el tipo de unidades más utilizado, pueden ser de eje vertical u horizontal, con paletas paralelas o perpendiculares al eje. El más ventajoso es el de eje vertical, evita el uso de cadenas de transmisión y de pozos secos para los motores.

Parámetros y recomendaciones de discílo:

El gradiente de velocidad no es afectado por el número de paletas que ocupan una misma posición con respecto al eje. La ventaja de tener un número grande de paletas es que se consigue una mejor homogenización. El efecto es similar al de un floculador hidráulico con un número muy grande de canales.

El tiempo de retención estará entre 30 y 40 minutos, para compensar la tendencia a la formación de espacios muertos.

El número de compartimentos o cámaras en serie debe ser igual o preferiblemente superior a tres

Altura de las cámaras 3 a 4 m

Las 1 gradientes de velocidad entre 75 y 10 seg^-1 más comúnmente entre 65 y 25 seg^-1

El área de las paletas debe ser de aproximadamente el 20% del área del plano de rotación de las paletas

La velocidad en extremo de las paletas o velocidad tangencial, debe ser menor de 1.20 m/seg en la primera cámara y menor de 0.60 m/seg en la última.

La relación óptima largo/ancho de las paletas es de 18/20

La sumergencia de las paletas deberá ser de 015 a 0.20 m

Cada agitador debe tener de 2 a 4 brazos de paletas para producir una mezcla homogenia.

  3.4.4 Sedimentación (Decantación)

En una planta de filtración rápida, la sedimentación se aplica después de los procesos de coagulación y floculación, tomando el nombre de sedimentación floculenta o decantación.

  1 - Parámetros generales de diseño.

El parámetro de disefío más importante en las unidades de decantación es la velocidad de sedimentación de los flóculos, la cual depende fundamentalmente de las características del agua cruda y de la eficiencia del pretratamiento. Es por eso, que la velocidad de diseño debe determinarse experimentahnente para cada caso.

  2- Decantadores rectangulares de flujo horizontal o tipo convencional.

Parámetros y recomendaciones de diseiío:

  A- Zona de decantación

El período de retención se relaciona con la tasa de decantación, como se muestra en la tabla siguiente:

Tasa de Periodo deDecantación retención (M2/m2/d)	Período de Retención (horas)
20 - 30	3.0 - 4.0
30 -40	2.5 - 3.5
35 - 45	2.0 - 3.0
40 - 60	1.5 - 2.5

La profundidad útil (H) de la unidad es función del período de retención y de la velocidad de arrastre de los flóculos

La relación longitud (L) / ancho (B) deberá estar entre 2 y 5 y lontitud (L) /altura (H) entre 6 y 20

La velocidad de escurrin-úento deberá ser inferior a 0.75 cm/seg, para no crear condiciones de arrastre del lodo depositado, lo cual deberá comprobarse después de determinar (H) y (B).

  B- Zona de entrada

El canal de distribución de agua floculada a los decantadores, debe diseñarse como un múltiple de distribución para asegurar una repartición equitativa del caudal a todas las unidades.

La zona de entrada que reduce la incidencia de espacios muertos, corto circuitos y flujo mezclado, se compone de un vertedero a todo lo ancho de la unidad, seguido de una pantalla difusora.

La pantalla (perforada) difusora tiene la función de distribuir uniformemente las líneas de flujo, por lo cual debe disefime el máximo de orificios que la estructura permita.

El gmdiente de velocidad en los orificios deberá estar comprendido entre 15 y 20 seg^-1 o en todo caso deberá ser menor que el último tramo del floculador. No deberán col e orificios en el primer quinto de la pantalla para evitar corto circuitos entre los vertederos de entrada y salida, ni en el quinto inferior de su altura, a fm de evitar el arrastre de lodos.

Se recornienda colocar un aliviadero ya sea en el canal de entrada a cada unidad o en el canal de distribución.

  C- Zona de salida

La recolección del agua decantada puede hacerse a través de un vertedero en el extremo final del decantador (en unidades pequeñas) y mediante canaletas transversales o longitudinales, o tuberías perforadas. En el caso de canáletas o tuberías, éstas se dispondrán en el 25% final de la longitud del decantador.

Cualquiera que sea el sistema utilizado, el caudal por metro línea de recolección debe ser igual o inferior a 3 lits/seg.

Se recomienda que la separación entre canaletas o tubos perforados, sea del orden de 0.25 a 0.60 de la altura (H) del decantador.

  D- Zona de lodos

La remoción de lodos puede hacerse en forma continua o periódica, dependiendo del tarnaflo de la planta, así como de la concentración de turbiedad y materia orgánica en el agua cruda.

Cuando la limpieza del decantador sea periódica, el fondo de la unidad debe tener una pendiente del orden del 4%, hacia la zona de entrada, para facilitar la remoción de los Iodos, o disponer una tolva con inclinación de 45' a 60'.

El 80% del volumen de lodos se deposita en el primer tercio de la unidad, por lo que en decantadores pequeños se recomienda ubicar la descarga muy cerca de la entrada.

La remoción continua se recomienda para aguas que presentan muy alta turbidez durante períodos largos y/o elevada cantidad de materia orgánica.

  3- Decantadores laminares o de alta tasa.

Mediante la colocación de placas paralelas o módulos de diferentes tipos en la zona de sedimentación, se obtiene en estas unidades una gran superficie de deposición para los Iodos, lográndose disminuir apreciablemente el área superficial de los tanques.

Existen dos tipos de decantadores de placas, según el sentido del flujo: de flujo ascendente y flujo horizontal

Parámetros y recomendaciones generales de diseiío:

Las cargas superficiales varían entre 120 y 185 m³/m²/d, con una eficiencia de remoción arriba del 90%.

La unidades se pueden diseñar con número de Reynolds (Nr) de hasta 500, sin que se obtengan disminuciones apreciables en las eficiencias logradas.

Al utilizarse (Nr) en limite máximo del rango laminar, se consigue ampliar la separación de las placas o la sección de los módulos, disminuyendo el número de los mismos, con lo cual se diminuyen los costos de las unidades.

La velocidad longitudinal media (vo) en los elementos tubulares generámente adoptada varía entre 10 y 25 cm/min

Debido a la gran cantidad de módulos o placas que se necesitan, el material de estos debe ser de bajo costo unitario y resistente a la permanencia bajo el agua. Los materiales más usados actualmente son el asbesto-cemento, la madera y el plástico.

A- Unidades de flujo ascendente

En un decantador laminar de flujo ascendente, lo más importante es conseguir una distribución uniforme del agua floculada en toda el área de placas y una recolección también uniforme del efluente encima de las placas, para conseguir que la repartición del flujo sea lo más uniforme posible en toda la superficie de decantación.

Parámetros y recomendaciones especificas:

  1. Zona de entrada

La fonna de ingreso del agua floculada por debajo de las placas, deberá efectuarse mediante estructuras repartidoras longitudinales, provistas de orificios circulares o cuadrados.

El gradiente de velocidad en los conductos no debe ser inferior a 10 seg^-1 para evitar depósitos, ni mayor de 20 seg^-1 para evitar la posible rotura del flóculo.

El gradiente de velocidad en la compuerta de ingreso al conducto y en los orificios de distribución debe establecerse entre 20 y 15 seg^-1 , o ser menor que el de último tramo del floculador.

  2. Zona de decantación

La relación entre el ancho "e" del conducto o sea la longitud relativa ( L = l / e)  no debe ser mayor de 20.

La inclinación (0) de las placas con respecto a la horizontal deberá estar entre 40 y 60'

  3. Zona de salida

La uniformidad en la ascensión del flujo depende tanto de las características de la zona de entrada como de la de salida.

Para conseguir una extracción uniforme, se puede diseiíar ya sea un canal central colector y canales laterales, como también un canal central y vertederos laterales.

Los vertederos deberán ser de cresta viva, por medio de láminas de acero lisas o dentadas (vertederos en V), apemadas en el concreto y que se puedan revelar. Deberán traba ar con tirantes de agua de 5 a 1 0 cm

Tubos perforados con orificios de igual diárnetro con una carga de agua sobre estos de 5 a 10 cm, y descarga libre dentro del canal central, el tubo no deberá trabajar a sección llena.

El diátnetro de los tubos de recolección deberá ser igual al caudal correspondiente a cada tubo elevado a la 0.4

El nivel máximo del agua en el canal central no debe ser mayor que el de la cota de fondo de las tuberías de recolección, con el propósito de asegurar una descarga libre. Lo mismo en el caso de canales laterales de recolección.

  4. Zona de lodos

Se pueden distinguir en esta zona las tolvas y el sistema de evacuación.

a) Tolvas

Se puede proyectar dos tipos de tolvas para la remoción hidráulica de los lodos:  Tolvas Continuas y Tolvas Separadas para cada orificio de descarga.

a.l Tolvas separadas

• Las mejores condiciones hidráulicas se consiguen "atolvando" los fondos de tal manera que se tenga una tolva por cada boca de salida, con lo cual se consigue además tener orificios de descarga de mayor diámetro, disminuyendo el riesgo de atascamiento.
• La inclinación de las tolvas debe estar entre 45' y 60'
• Para cada dren debe proyectarse una hilera de tolvas, con una sección
• aproximadamente cuadrangular.
• El volumen total de almacenamiento disponible en las tolvas, función de la producción de Iodos, determinará la frecuencia de descargas que será necesario efectuar.

• En este caso se proyecta una sola tolva en el sentido longitudinal de la unidad. La extracción de los Iodos se puede hacer mediante sifones o por medio de orificios en el fondo.
• Se debe considerar el número, diámetro y espaciamiento de los orificios de drenaje
• La distancia entre los orificios de descarga debe ser tal que la velocidad mínima de arrastre no sea menor 1 cm/seg.

Canal central colector con sifones laterales de recolección.

• El canal debe funcionar con la superficie expuesta a la presión atmosférica, para que los sifones trabajen con descarga libre al canal y la recolección se realice equitativamente, al estar todos los pequeños sifones sometidos a la misma carga hidráulica.
• La distancia máxima entre (sifones) tubos laterales deberá ser de 0.90 m.
• El diámetro mínimo de los sifones laterales deberá ser de 1 ½.
• El caudal mímimo por lateral (sifón) deberá ser de 3 lits/seg.
• La velocidad mínima en el lateral deberá ser de 3 m/seg.
• Para mantener el régimen de descarga libre en el canal, se debe diseñar un ducto de entrada de aire de sección adecuada, para que compense el volumen de aire arrastrado por el agua.

Múltiple de recolección de Iodos

El diámetro del múltiple se incremento en ftmción de la longitud total del mismo  como se muestra en la tabla siguiente:

La extracción de lodos debe ser equitativa, pudiéndose admitir una desviación máxima del 10%.

La velocidades mínimas de arrastre en las tuberías de extracción de lodos deberá ser de 0.30 m/seg para lodos sin arena ni polielectrolíticos, y de alrededor de 1.00 m/seg para el caso contrario.

5. Número de Unidades

En toda planta debe haber por lo menos dos unidades de decantación, de tal manera que cuando se saque de servicio una, ya sea por lavado o por reparación, se pueda seguir trabajando con la otra.

Teniendo en cuenta lo anterior, el área total (el caudal nominal) debe incrementarse en un porcentaje como se muestra en la tabla siguiente:

  3.4.5 Filtración rápida

  A- Generalidades

La fmalidad de los filtros en una planta de tratamiento de filtración rápida es la separación de partículas y microorganismos que no han sido removidos en el proceso de decantación. En consecuencia el trabajo que los filtros desempeñan, depende directamente de la mayor o menor eficiencia de los procesos preparatorios.

  B- Criterios de diseño generales

  B.I Lavado con agua en sentida ascendente

Normalmente la cantidad de agua empleada en este caso es elevada pués la expansión está comprendida entre 30 y 50 %. El agua de lavado puede ser proveniente de (1) tanque de almacenamiento elevado (2) bombeo directo (3) efluente de los demás filtros de la batería.

  B.1.1 Tanque de almacenamiento elevado

El volumen del tanque de almacenamiento elevado depende del número de filtros y el volumen necesario para ejecutar el lavado de uno de ellos.

El nivel del fondo del tanque de almacenamiento se ubicará a partir de la cota de la cresta de las canaletas de recolección de agua de lavado y en función de las pérdidas de carga involucradas.

  B.1.2 Bombeo directo

El caudal de bombeo deberá ser igual al necesario para lavar un filtro.

A partir de una derivación del caudal de agua tratada se construye el pozo de succión de la bomba.

La carga manométrica se determina sumándose al desnivel geométrico entre las crestas de las canaletas de recolección de agua de lavado y el nivel mínimo de agua en el pozo de succión con todas las pérdidas de carga involucradas.

  B.1.3 Lavado con agua proveniente de los demás filtros

La salida de los filtros puede ser prevista de modo que cuando una compuerta de descarga de agua de lavado de un filtro sea abierta, el agua filtrada de los demás es encaminada hacia dicho filtro.

A través del uso de un vertedero general ajustable en el canal común de agua tratada, es posible regular el caudal requerido para promover la expansión deseada.

Se deberá instalar una compuerta individual para cada filtro, para aislarlo en caso de que haya necesidad de efectuar mantenimiento.

  B.1.4 Lavado con aguas en sentido ascendente y lavado auxfflar superficial o subsuperficial

Con el propósito de evitar la formación de bolas de lodo, se emplea el lavado superficial por medio de torniquetes hidráulicos o tuberías perforadas fijas.

a- Lavado superficial

• Los equipos son fabricados con diámetros que varían en cada 0.10 m lo que facilita la adaptación de los mismos con las dimensiones de los filtros o viceversa.

• Se colocarán a una distancia de 0.05 a 0.10 m. sobre el lecho filtrante y dispondrán de boquillas con orificios de 2 a 3 mm de diámetro.
• El caudal por unidad de área (en planta) en el filtro variará entre 80 y 150 lits/min/m², con una presión disponible, requerida en el aparato, entre 30 y 70 m.
• El sistema de tuberías perforadas fijas, se colocarán entre 0.20 y 0.50 m sobre la superficie del medio filtrante, deberán tener de 20 a 30 orificios por metro cuadrado de filtro en planta.
• Las tuberías se deben fijar adecuadamente, ya que la presión disponible en los orificios deberá variar entre 30 y 60 m, produciendo chorros con una velocidad entre 3 y 6 m/seg.

b- Lavado subsuperficial

• El lavado subsuperficial se utiliza cuando se tiene un medio filtrante constituido de antracita y arena.

• Los equipos de agitación o las tuberías perforadas fijas se deberán ubicar de tal forma que, cuando ocurra la expansión del medio filtrante, estos dispositivos se localicen en el medio de la capa de antracita.

• Tanto los agitadores como las tuberías fijas deberán estar provistas de boquillas especiales para evitar obstrucciones.

  B.2 Lavado con aire y agua.

Existen tres posibilidades de efectuar el lavado con agua y aire, las cuales están principalmente en función de las características del medio filtrante.

  B.2.1 Lavado con aire y agua independientemente.

• El nivel de agua en el interior del filtro es rebajado hasta que permanezca cerca de 0.10 a 0.30 m arriba de la superficie del medio filtrante.
• Se introduce el aire a una tasa de 15 a 30 m 3lM2 /hora, durante un período de 3 a 7 minutos
• El lavado con agua en contra corriente deberá producir un mínimo de expansión de la arena del 10% mantenida por un período de 10 a 15 minutos.
• La tasa de aplicación de agua de lavado deberá variar entre 10 a 15 lits/seg por metro cuadrado de arena (en planta) del filtro.
• El aire puede ser suministrado por compresores o cualquier otro equipo fabricado para tal fin. Estos equipos deben ser especificados para el caudal deseado y la contrapresión con que van a trabajar.

  B.2.2 Lavado con agua y aire simultáneamente

• El lavado con aire y agua simultáneamente requiere un diseño cuidadoso, pués puede ocurrir la pérdida del material filtrante si la tasa de aplicación del aire o del agua en contra corriente fuera mayor que la recomendada.
• El lavado superficial se realiza con agua decantada, durante el lavado con aire y agua.
• Con la introducción de agua decantada por las canaletas, ese aire deberá ser insufiado a una tasa de 6 a 10 lits/m²/seg y el agua en contra corriente a una tasa inferior a 1 lit/m² /seg (que no produzca una expansión global del medio filtrante superior a 5%). Esta fase deberá durar de 4 a 5 min.
• - Enseguida se intemunpe la introducción de aire se mantiene el lavado superficial y se aumenta el caudal de agua en contra corriente con una tasa de aplicación entre 10 y 13 lits/m² /seg (que no produzca una expansión superior a 20% en el medio filtrante) durante un período de 4 a 7 minutos.

• - Los valores de las tasas de aplicación de agua en contra corriente son sugeridos para medios filtrantes constituidos solamente de arena con tamaño efectivo entre 0.95 y 1.35 mm.

  B.2.3 Lavado con aire y agua con fondo constituido de bloques Leopold especiales.

Cuando se usen bloques especiales se recomienda el lavado en tres etapas:

• Disminuir el nivel de agua en el interior del filtro hasta que alcance cerca de 20 cm. por encima de la superficie del medio filtrante, e introducir aire con una tasa de 10 a 25 lits/m²/seg, durante un período del orden de 2 minutos.

• Mantener el aire e introducir agua en contra corriente con una velocidad ascendente inferior a 25 cm/min hasta que el nivel del agua en el filtro se aproxime al fondo de las canaletas de recolección, en este momento se deberá cesar la introducción de aire.

• Mantener en no más de 25 cm/min, la velocidad ascencional del agua por más de dos minutos y posterionnente, aumentar gradualmente a una velocidad ascendente comprendida entre 50 y 80 cm/min por un período de 7 a 1 0 minutos.

  B.3 Sistemas de drenaje

El sistema de drenaje de un filtro está relacionado con la constitución y granulometría de la capa soporte. En los casos en que la capa soporte no exista se emplearán bloques porosos para soportar el medio filtrante.

Se debe elegir un sistema de drenaje que distribuya uniformemente el agua de lavado, que no produzca una pérdida de carga demasiado alta y que además sea de bajo costo. Para conseguir una distribución equitativa, la pérdida de carga no debe ser menor de 0.30 m.

  B.3.1 Fondo falso con boquillas

• Boquillas simples usadas solamente para distribución de agua de lavado 20 a 30 unidades por metro cuadrado

• Boquillas especiales para lavado con aire y agua 50 a 60 unidades por metro cuadrado.

• La capa soporte generalmente adoptada está constituida de cinco subcapas, como se indica en la tabla siguiente:

 

  B.3.2 Fondo Wheeier

Cuando se emplee el fondo Wheeler, la capa soporte estará constituido como se muestra en la Tabla siguiente:

  B.3.3 Tuberías perforadas

Cuando se emplee tuberías perforadas, la capa soporte estará constituida como se indica en la siguiente Tabla:

SUBCAPA	ESPESOR(cm)	TAMAÑO (mm)
la	10.0	2.4 -4.8
2a	7.5	4.8 - 9.5
3a	7.5	9.5 - 19.0
4a	12.5	19.0 - 38

  B.3.4 Bloques Leopold

Cuando se emplee el fondo Leopold, la capa soporte estará constituida como se indica en las Tablas siguientes:

a) Para lavado con agua, bloques Leopold comunes:

SUBCAPA	ESPESOR(cm)	TAMAÑO (mm)
la	15	1.6 - 3.2
2a	5	3.2 - 6.4
3a	5	6.4 -12.7
4a	5	12.7-19.0

b) Para lavado con agua y aire, bloques Leopold especiales:

SUBCAPA	ESPESOR(cm)	TAMAÑO (mm)
la	5.0	19.0 - 12.7
2a	5.0	12.7 - 6.4
3a	5.0	6.4-3.2
4a	5.0	3.2-1.6
5a	5.0	3.2-6.4
6a	5.0	6.4-12.7
7a	5.0	12.7-19.0

  B.3.5 Vigas prefabricadas

Cuando se usen vigas de concreto prefabricadas, la capa soporte deberá cumplir con las características indicadas en la Tabla siguiente:

SUBCAPA	ESPESOR(cm)	TAMAÑO (mm)
l	7.5	1/8 -1/4
2	7.5	1/4 -1/2
3	7.5	1/2 -3/4
4	10.0	3/4 - 1 1/2
Fondo	12.5	1 1/2 - 2
Total	45.0

  B.4 Canaletas recolectaras

• En general a las canaletas se les debe dar una pendiente longitudinal en el fondo, del orden del 1 %

• La separación entre bordes de canaletas será de 1.5 a 2 veces la distancia entre la superficie del lecho filümte y la altura máxima alcanzada por el agua durante el lavado.

• La distancia máxima entre la superficie del lecho filtrante y el borde libre de la canaleta deberá ser mayor que: (0.75 del espesor del lecho filtrante más la profundidad total de la canaleta) y menor que: (el espesor del lecho filtrante más la profundidad total de la canaleta)

  B.5 Expansión del medio filtrante y velocidad ascendente

De manera general se fijará una velocidad ascendente entre 0.7 y 1.0 m/min para filtros de flujo descendente y entre 0.9 y 1.3 m/min para filtros de flu o ascendente. La expansión total del medio filtrante deberá estar entre 30 y 50%.

  B.6 Pérdida de carga total

La pérdida de carga total será la suma de las pérdidas en (1) lecho filtrante expandido (2) capa soporte durante el lavado (3) tipo de drenaje utilizado y (4) tuberías y accesorios.

  C- Filtros de flujo descendente

Este tipo de unidades son las más comúmnente usadas en las plantas de tratamiento de agua de los sistemas públicos de abastecimiento

  C.1 Calidad del agua cruda

Este tipo de tratamiento es recomendable para aguas con turbiedad hasta 1500 UT, 150 unidades de color y menos de 10,000 conformes fecales 1100 ml de muestra. Aguas con más de 1000 UT se recomienda someterlas a presedimentación y con más de 1 0000 coliforines fecales/ 1 00 ml de muestra buscar otra fuente.

  C.2 Medio filtrante

El medio filtrante puede ser simple o doble. Los medios simples están normalmente constituidos por arena.

Las características principales de la arena utilizada en los filtros de medio simple son:

También suele colocarse una capa de arena más gruesa, entre la capa filtrante y la capa soporte, denominada capa torpedo con las características siguientes:

En filtros con lecho doble de antmcita y arena las características recomendadas son las siguientes:

Para que se obtenga una intermezcla limitada entre los granos mayores de antracita y los más finos de la arena y se pueda garantizar una expansión minima de los grános mayores de los dos materiales, se recomienda seleccionarlos de acuerdo a los siguientes criterios:

a) El tamafío grueso de la antracita (d90), debe ser igual a tres veces el tamaño (TE) de la arena.

b) TE de la antracita (d10), debe ser la mitad del tamaño más grueso seleccionado para el mismo material.

c) La velocidad ascencional, que expande en un 10% el tamaiío mayor de la antracita, no debe ser menor de 80% a 90' de la velocidad ascencional que expande en 10% al tamaño mayor de la arena.

  C.3 Tasa de filtración

Es recomendable realizar una investigación experimental con el objeto de optimizar el diseño y la operación de los filtros. Sin embargo a continuación se muestra algunos valores recomendados:

  C.4 Filtración directa (Filtración de agua coagulada)

Esta opción es recomendable para aguas de muy buena calidad y de características constantes

• Es aplicable a aguas con menos de 20 UT, con valores máximos de 50 UT solamente durante unos algunos días al afío. El color verdadero debe ser menor de 40 unidades y el contaje de algas menor de 2000/ml.
• El proceso está constituido básicamente por dos operaciones: mezcla rápida y filtración de flujo descendente.
• Con aguas de calidad variable se hace necesario una floculación corta de 8 a 12 minutos para mejorar la elinúnación de turbidez.
• Para la mezcla rápida se recomiendan gradientes de velocidad G= 1000 seg^-1 y tiempo de retención mayores de 5 segundos.
• Para la floculación se recomiendan valores de (G) mayores de 50 seg^-1 , preferiblemente de 100 seg^-1 y tiempos de retención de 5 a 20 min, preferiblemente de 8 a 12 min.

  C.4.1 Dosificación:

• Se consiguen condiciones de operación adecuadas con dosis optimas menores de 10 mg/l y contaje de algas menor de 200 mg/m³ con valores mayores se obtienen carreras de filtración cada vez más cortas.
• El método más recomendable para determinar la dosis óptima de coagulante es el uso de un filtro piloto con características idénticas al de la planta de tratamiento.

  C.4.2 Medio riltrante

En este caso se recomienda un medio filtrante de granos gruesos para asegurar la obtención de carreras de filtración más largas.

a- Lecho simple de arena:

b- Lecho simple de antracita:

Este tipo de lecho deberá utilizarse cuando se necesita operar con tasas de filtración muy elevadas.

c- Lecho doble de arena y antracita:

Características	Arena	Antracita
Espesor de la capa (m)	0.30 -0.50	0.50 - 1.00
Tamaño efectivo (mm)	0.40 -0.70	0.90 - 1.30
Coeficiente de uniformidad	< 1.50	< 1.50
Coeficiente de esfericidad	0.70- 0.80	0.60 - 0.70
Tamaño del grano menor (mm)	0.42	0.70
Tamaño del grano mayor (mm)	1.41	2.40

  C.4.3 Tasa de filtración

La tasa de filtración debe fijarse en relación con la granulometría del medio filtrante, la calidad de agua cruda y las dosis de sustancias químicas a ser utilizadas. Esta decisión debe ser tomada en base a los resultados de un estudio con filtros pilotos.

Tomando en consideración el período de retención tan corto de este tipo de planta (solo mezcla y filtración) y lo vulnerable que son los filtros a una operación y mantenimiento deficientes, se recomienda tasas de filtración conservadoras del orden de 120 a 160 m³ /m²/día, para lecho simple de arena y de 170 a 240 m³/m²/día para lechos dobles de arena y antracita.

  C.4.4 Filtros de tasa declinante y lavado mutuo

Este tipo de filtros, también llamados filtros hidráulicos, son recomendados como tecnología apropiada para los países en desarrollo.

El sistema se basa en dos ideas básicas: (1) El lavado de un filtro con el flujo de las otras unidades (2) el empleo de tasa declinante de filtración para el correcto diseño de este tipo de filtros debe tenerse en cuenta:

a) Para que el lavado sea posible, se requiere que el caudal suministrado por la planta sea por lo menos igual al flujo necesario para el lavado de un filtro y preferiblemente mayor.

b) Se deben diseñar como mínimo cuatro unidades para que trabajen con una carga de filtración de 240 m³/m²/día con el fm de que puedan producir una velocidad de ascenso no menor de 0.60 m/min. En lo posible debe usarse lechos de arena y antracita.

e) Al cerrar la válvula afluente de un filtro, los otros tienen que aumentar su velocidad de filtración ya que continúa entrando el mismo gasto a la planta; por consiguiente debe de proponerse hacer el mayor número de unidades que sea económicamente aceptable, para distribuir mejor la carga adicional en ellas, cuando se lave una.

d) El canal de entrada debe poder llevar el agua a cualquier filtro, en el momento que lo necesite, con un mínimo de pérdida de cargas'

e) En el disefío de las unidades debe contemplarse la posibilidad de aislar cada unidad cuando se requiere repararla, sin impedir la libre circulación del flujo de lavado entre los demás filtros que están en operación.

f) Hay que dar suficiente profundidad a la caja del filtro para que pueda haber una variación libre de los niveles de no menos de 1.60 m (entre nivel mínimo y máximo) con el fin de asegurar carreras de filtración suficientemente larga.

  D- Filtros de flujo ascendente

La eficiencia de estos filtros es mayor que la de los descendentes, debido a que el flu . o penetra en el lecho filtrante en el sentido decreciente de la granulometría aprovechándose íntegramente todo el lecho de arena. El crecimiento de la pérdida de carga es menos acentuado que en los filtros de flujo descendente, obteniéndose carreras de mayor duración.

  D.1 Filtración directa

D.1.1 Limites recomendados

Color: 90% del tiempo inferior a 40 UC, con períodos cortos hasta 60 UC

Turbiedad: 90% del tiempo inferior a 200 UT y 80% inferior a 50 UT con períodos cortos hasta 250 UT

La dosis óptima debe seleccionarse a través de ensayos en filtros pílotos.

D.1.3 Medio filtrante

Las características de la capa soporte han sido definidas mediante estudios de investigación, siendo las recomendaciones dadas las siguientes:

ESPESOR(cm)	TAMAÑO (mm)
7.50	31.70 - 25.40
7.50	25.40 - 15.40
10.00	15.90 - 9.50
12.50	9.50 -4.80
20.00	4.80 -2.40
12.50	9.50 - 4.80
10.00	15.90 -9.50

D.1.4 Sistema de drenaje

Para que la filtración directa pueda ser utilizada con buen resultado en el tratamiento de agua con turbiedad mayor de 50 UT, se debe proporcionar el adecuado fondo del filtro y la modificación de la constitución de la capa soporte, de modo que puedan ser realizadas las descargas de fondo.

Se puede usar sistemas de tolvas con tuberías verticales perforadas lateralmente siendo el diárnetro nú '=0 de los orificios de distribución igual a 12.7 mm, para caudal máximo en pequeñas unidades.

Para filtros más grande se recomienda el sistema de vigas de concreto prefabricadas.

El fondo falso en general debe ser diseñado de tal forma que la velocidad del agua para lavado en la sección transversal sea inferior a 0.20 m/seg.

• Para una batería de filtros con pocas unidades a tasa constante, esta deberá ser de 180 m³/m²/día
• Con más de seis filtros y operación continua de 180 a 240 m³/m²/día
• Con operación discontinuada, pocos filtros y bajo contenido de color y turbiedad de 240 a 280 m³ /m²/día
• Con tasa declinante y por lo menos seis filtros, la tasa promedio podrá ser 200 m³/m²/día.
• La tasa máxima cuando se opere con tasa declinante deberá ser un 30% mayor que la promedio.
• La filtración ascendente con tasa declinante solo se recomienda para aguas con bajo contenido de: turbidez, color verdadero y algas.
• Para aguas con alto contenido de hierro o manganeso, se recomienda aireación, cloración, adición de cloruro férríco y filtración ascendente de tasa constante.
• Si se diseñan dos filtros para que funcionen en paralelo con la misma tasa de diseiío, es recomendable que dicha tasa no fuera mayor de 150 m³/m²/día

  D.2 Filtración ascendente de agua decantada

En este caso la decantación preliminar asegura la obtención de un afluente de muy buena calidad y características constante.

Las características del filtro son las mismas indicadas anteriormente salvo el medio filtrante que puede ser más superficial y con menos granos gruesos:

  E- Número, forma y dimensiones de los filtros

a) Número

El número número de unidades depende del tamaño que se quiera dar a cada una y la tasa de filtración para un determinado caudal de la planta. Por razones de operación deben de existir varias unidades, de tal manera que el caudal que filtra una unidad cualquiera pueda ser distribuido entre las demás, en caso de mantenimiento o limpieza, sin que se sobrepase el valor máximo de la tasa de filtración; además con varias unidades se reduce el caudal de agua de lavado por unidad necesario para producir una determinada expansión del lecho.

Existen varias fórmulas para cálcular el número de filtros, tal como la propuesta por Morril y Wallace:

N = 0.044(Q)½

Donde:

N= Número de filtros

Q= Caudal total de filtración (m3/dia)

b) Forma y dimensiones

La filtros usualmente son de planta cuadrada o rectangular. Las dimensiones en planta serán establecidas tomando en consideración que la geometría de los filtros debe acomodarse al esquema general de la Planta. El largo y ancho del área superficial pueden definirse utilizando las relaciones siguientes:

B/L = (N + 1) / 2N

Donde:

1<= (L/B) <=3

B= Ancho del filtro en (m)

L= Largo del filtro en (m)

N= Número de filtros

El área superficial total de filtros se determinará como sigue:

At = Q/V

Donde:

At= Area total de filtración (m2)

Q = Caudal de la Planta (m3/día)

V= Velocidad de filtración (m/día)