El filtro rápido de arena o filtro rápido de gravedad es un tipo de filtro utilizado en la purificación del agua y se utiliza comúnmente en instalaciones municipales de agua potable como parte de un sistema de tratamiento de múltiples etapas. [1] Estos sistemas son complejos y costosos de operar y mantener y, por lo tanto, menos adecuados para comunidades pequeñas y naciones en desarrollo .
Los filtros rápidos de arena se desarrollaron por primera vez en la década de 1890 y en la década de 1920 se desarrollaron diseños mejorados. [2] La primera planta moderna de filtración rápida de arena fue diseñada y construida por George W. Fuller en Little Falls, Nueva Jersey . [3] Los filtros rápidos de arena se usaban ampliamente en grandes sistemas de agua municipales en la década de 1920, porque requerían áreas de terreno más pequeñas en comparación con los filtros lentos de arena . [4]
Los filtros rápidos de arena suelen estar diseñados como parte de sistemas de tratamiento de múltiples etapas utilizados por grandes municipios. Estos sistemas son complejos y costosos de operar y mantener y, por lo tanto, menos adecuados para comunidades pequeñas y países en desarrollo. El sistema de filtración requiere una superficie de terreno relativamente pequeña en proporción a la población atendida, y el diseño es menos sensible a los cambios en la calidad del agua bruta, por ejemplo, la turbidez , que los filtros lentos de arena.
Los filtros rápidos de arena utilizan arena relativamente gruesa y otros medios granulares para eliminar partículas e impurezas que han quedado atrapadas en un flóculo mediante el uso de productos químicos de floculación , generalmente alumbre . Dado que en dichos filtros se pueden utilizar medios distintos de la arena de sílice, un término más moderno es "filtración rápida" en lugar de "filtración rápida con arena". [5] [6] El agua sin filtrar fluye a través del medio filtrante por gravedad o bajo presión de bombeo y el material flóculo queda atrapado en la matriz de arena. [7]
Los procesos de mezcla, floculación y sedimentación son etapas de tratamiento típicas que preceden a la filtración. A menudo se utilizan aditivos químicos, como coagulantes, junto con el sistema de filtración. [1] : 7–9
Los dos tipos de filtro rápido de arena son el tipo de gravedad (por ejemplo, el filtro de Paterson) y el tipo de presión (por ejemplo, el filtro de Candy).
Después de la filtración se suele utilizar un sistema de desinfección (normalmente con cloro u ozono ). [1] : 9–11 La filtración rápida con arena tiene muy poco efecto sobre el sabor y el olor y las impurezas disueltas del agua potable, a menos que se incluya carbón activado en el medio filtrante.
Los filtros rápidos de arena deben limpiarse con frecuencia, a menudo varias veces al día, mediante retrolavado , que implica invertir la dirección del agua y agregar aire comprimido . Durante el retrolavado, el lecho se fluidiza y se debe tener cuidado de no eliminar el medio.
El subproducto del retrolavado es lodo que se transporta en tanques o se desperdicia si la composición está dentro de los límites tolerables. [ se necesita más explicación ] Estos tanques se conocen como "tanques de agua de lavado sucia". [ cita necesaria ]