Los filtros percoladores son reactores biológicos dentro de las plantas de tratamiento de aguas residuales que se utilizan para eliminar la materia orgánica y / o el amoníaco de las aguas residuales. En comparación con el proceso de lodo activado, los microorganismos no están suspendidos en el licor mixto, sino que están adheridos a una superficie de lecho fijo.
Hoy en día, la superficie del lecho fijo generalmente es proporcionada por medio de relleno de plástico estructurado, pero en el pasado también se usaba roca, grava y madera dura. Las aguas residuales de los clarificadores primarios se distribuyen continuamente sobre la primera capa de relleno de plástico utilizando un distribuidor giratorio. Mientras que las aguas residuales descienden hasta el fondo del filtro percolador, un patrón ondulado cruzado dentro del relleno de plástico, asegura una buena mezcla de agua y aire. Ver video
Los filtros percoladores funcionan en condiciones aeróbicas, pero en su mayoría sin el uso de ventilación o aireación forzada. En cambio, la forma de torre de los filtros percoladores hace que el aire sea succionado dentro de la torre sobre las ranuras en la parte inferior del filtro percolador. Este efecto también se denomina efecto chimenea y es el resultado de la flotabilidad del aire que se produce debido a una diferencia en la densidad del aire interior y exterior resultante de las diferencias de temperatura y humedad.
Para el diseño de filtros percoladores, tres componentes son muy importantes: la estructura de soporte, las capas de material de relleno de plástico y el distribuidor giratorio. La estructura de soporte tiene que soportar altas cargas verticales de hasta 50 kg / m3 (3 lb / pie3) de medio de relleno plástico, más hasta 250 kg / m3 (15 lb / pie3) para lodo y agua adheridos dentro de los paquetes de relleno. Al mismo tiempo, la estructura de soporte debe dejar suficiente espacio para la recolección, eliminación de lodos y para evitar el bloqueo de los canales de relleno de plástico. Por lo tanto, la estructura de soporte generalmente consta de pilares de PVC, rejillas de FRP y placas correctoras de pendiente para ajustarse a las pendientes inferiores.
Las capas de medio de relleno de plástico deben proporcionar suficiente área para el crecimiento adherido de microorganismos, asegurar una buena mezcla de agua y aire, así como soportar cargas estructurales. Las tasas de eliminación típicas de los filtros percoladores están entre 5 y 20 mg de DBO por m2 de superficie de relleno de plástico por día y de 1 a 2 mg de amoníaco por m2 por día. Los rellenos plásticos están disponibles en diferentes tipos con varias áreas de superficie específicas. Cuanto mayor sea la superficie, más microorganismos están disponibles y mejor es el rendimiento del filtro percolador, pero al mismo tiempo, mayor es el riesgo de obstrucción.
Durante la vida útil de un filtro percolador, el medio de plástico estará expuesto a muchos impactos externos diferentes, como el clima, la radiación UV, los requisitos de carga cambiantes, el tránsito peatonal y los procedimientos de limpieza. Al principio, estos efectos serán apenas perceptibles, pero con el tiempo, especialmente la capa inferior y superior del medio de relleno de plástico, comenzará a deteriorarse.
Con el aumento de los daños, la distribución de aire y agua dentro del filtro percolador empeora cada vez más, de modo que el rendimiento del filtro percolador comienza a disminuir. Cuando la capa inferior se comprime y la capa superior muestra grietas y canales rotos, es hora de cambiar el medio de relleno de plástico.
Para maximizar la vida útil de los medios de relleno de plástico, la distribución de capas debe diseñarse adecuadamente. El espesor del material de las láminas del material de relleno se puede variar según los requisitos de carga estructural. Por lo tanto, durante una vida útil prolongada (30 años), la capa inferior debe reforzarse, seguida de capas de medio de relleno de espesor de material medio a bajo y terminar con una capa superior reforzada de alto espesor de material.
Finalmente, el propósito de un distribuidor giratorio es, por supuesto, una buena distribución del agua, pero también se utiliza para el lavado del relleno. Para un patrón de rociado uniforme, se debe determinar una cierta distancia entre la parte superior del medio de relleno de plástico y los brazos giratorios.
A medida que el área de pulverización aumenta al aumentar la distancia desde el eje central, se deben colocar más boquillas de pulverización al final de los brazos giratorios en comparación con el comienzo de los brazos giratorios.
Por último, la cantidad de agua que gotea por minuto sobre una determinada área de relleno influye en el efecto de descarga, también conocido como valor de Spuelkraft o SK. Cuanto mayor es el valor de SK, más fina es la capa de microorganismos adherida a la superficie del relleno plástico. El objetivo es mantener suficientes microorganismos para la eliminación de DBO y amoníaco, pero evitar el crecimiento excesivo de microorganismos y la obstrucción de los canales de relleno.
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