Folletos Informativos de Tecnología de Aguas Residuales de la EPA : Filtros intermitentes de arena. Parte 1

DESCRIPCIÓN

Los filtros intermitentes de arena (FIA) tienen un lecho de filtración de 24 pulgadas de profundidad con un medio de tamaño
cuidadosamente seleccionado. La arena es el medio más comúnmente usado, pero la antracita, residuos de minería, ceniza de fondo de incineradores, etcétera, también han sido usados. La superficie del lecho se dosifica en forma intermitente con efluente, el cual se percola en un paso simple hasta el fondo del filtro a través de la arena. Después de ser recolectado en el desagüe inferior, el efluente tratado es conducido a una tubería para tratamiento adicional o para su disposición. Los dos componentes básicos del sistema de FIA son una unidad (o unidades) de tratamiento primario (un tanque séptico u otro método de sedimentación) y el filtro de arena. La Figura 1 muestra un esquema de un FIA típico.

FIGURA 1 SECCIÓN TRANSVERSAL DE UN FILTRO INTERMITENTE DE ARENA

Los FIA remueven contaminantes del agua residual mediante procesos de tratamiento físicos, químicos y biológicos. Si bien los procesos fisicoquímicos juegan un papel importante en la remoción de muchas partículas, los procesos biológicos desempeñan el papel más significativo en los filtros de arena.

Los FIA generalmente se construyen debajo del nivel del terreno, en excavaciones de 3 a 4 pies de profundidad que están recubiertas por una membrana impermeable, en donde esto sea requerido. El desagüe está rodeado por una capa de grava de tamaño seleccionado y roca triturada cuyo extremo aguas arriba es ventilado y sobresale a la superficie. Sobre la capa de grava y roca se coloca grava de grano (de tamaño de arveja), y encima de esta se deposita la capa de arena. A continuación se coloca otra capa de grava de tamaño seleccionado en donde se encuentran las tuberías de distribución. Una
válvula de lavado se encuentra en el extremo de cada tubería lateral de distribución. Una tela de filtro de baja densidad de coloca sobre la capa final de roca, la cual evita que los limos se entremezclen con la arena al mismo tiempo que permite el paso del agua y el aire. La capa superior del filtro se rellena finalmente con arena gredosa que puede contener vegetación herbácea. Para viviendas individuales normalmente se diseñan FIA enterrados.

Algunos de los tipos más comunes de esos filtros se describen a continuación.

FIA de descarga por gravedad

Los filtros intermitentes de arena de descarga por gravedad normalmente se usan en el costado de colinas, para lo cual se ubica el eje longitudinal en forma perpendicular a la pendiente para reducir a un mínimo la necesidad de excavación. Debido a que el efluente pasa a través del filtro por gravedad, la elevación del fondo del filtro debe ser varios pies más alta que la del campo de infiltración. Para obtener el diferencial de elevación, el filtro de arena puede ser parcialmente construído sobre el nivel del terreno.

FIA de descarga por bombeo

Los filtros intermitentes de arena de descarga por bombeo se emplazan normalmente en terrenos planos. Su ubicación en relación con el campo de infiltración no es crítica debido a que una bomba ubicada dentro del lecho del filtro permite que el efluente sea bombeado a cualquier elevación o localización. Las tuberías de descarga no van a través del revestimiento del filtro de arena sino encima del mismo para proteger su integridad.

FIA sin fondo

Los filtros intermitentes de arena sin fondo no tienen el revestimiento impermeable, y no descargan a un campo de infiltración sino directamente al suelo debajo del medio de arena.

La Tabla 1 muestra los valores típicos de diseño para los FIA. Estos valores están basados en experiencias previas y prácticas actuales, y no son necesariamente los valores óptimos para una aplicación dada.

TABLA 1 CRITERIOS TÍPICOS DE DISEÑO DE UN FIA

Fuente: adaptado de U.S. EPA, 1980 y Crites

VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Algunas de las ventajas y desventajas de los filtros FIA son las siguientes:

Ventajas

• Los FIA producen un efluente de alta calidad que puede ser usado para irrigación por goteo, o puede ser descargado a aguas superficiales después de ser desinfectado.
• Los campos de drenaje pueden ser pequeños y poco profundos.
• Los FIA tienen requisitos moderados de energía.
• Los FIA son fácilmente accesibles para el monitoreo y no requieren personal calificado para su operación.
• No requieren compuestos químicos.
• Si la arena no está disponible, se puede reemplazar con otros medios de filtrado aceptables, los cuales pueden estar disponibles localmente.
• Los costos de construcción de los FIA son moderadamente bajos, y el trabajo es casi todo manual.
• La capacidad de tratamiento puede aumentarse usando un diseño modular.
• Los FIA pueden ser instalados para que se incorporen visualmente al paisaje.

Desventajas

• Los requisitos de área pueden ser una limitación.
• Se requiere un mantenimiento rutinario (si bien es mínimo).
• Se pueden presentar problemas de olores como resultado de las configuraciones de filtro abiertas, y se pueden requerir zonas de separación con áreas habitadas.
• Si un medio adecuado de filtración no está disponible localmente, los costos pueden ser altos.
• La obstrucción del medio filtrante es posible.
• La operación de los FIA puede ser sensible a temperaturas extremadamente frías.
• Los FIA pueden requerir un permiso federal de descarga de efluentes a aguas superficiales (National Pollutant Discharge Elimination System, NPDES).

INFORMACIÓN ADICIONAL
Infiltrator Systems Inc. Technical Sales and Services Department P.O. Box 768 Old Saybrook, CT 06475.
Texas A&M University System Agricultural Engineering Department Dr. Bruce J. Lesikar, Associate Professor 201 Scoates Hall College Station, TX 77843-2117.
University of Texas at El Paso Anthony Tarquin Civil Engineering Department El Paso, TX 79968.
David Vehuizen, P.E. 5803 Gateshead Drive Austin, TX 78745

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apruebe o recomiende su uso.
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