Efecto de la altura de medio filtrante y la velocidad de filtración en el comportamiento de distintos modelos de filtro de arena en instalaciones de riego por goteo con aguas regeneradas

Abstract

Los filtros de arena son habitualmente utilizados en las instalaciones de riego por goteo para reducir la obturación de los goteros. Estos filtros están especialmente indicados cuando se utilizan aguas con carga elevada de partículas orgánicas e inorgánicas, como es el caso de las aguas residuales regeneradas. Si bien el uso de estos filtros es común, poco se conoce acerca de cuáles son sus condiciones operativas que permitan garantizar una buena calidad de filtrado y un bajo consumo energético. Por este motivo, en el presente trabajo se analizó el comportamiento de tres modelos de filtro de arena con distintos elementos de drenaje (uno con brazos colectores, otro con crepinas insertadas y el tercero con un drenaje con medio poroso desarrollado y construido por nuestro grupo de investigación) utilizando aguas residuales regeneradas con dos alturas de lecho filtrante (20 y 30 cm) y dos velocidades de filtración (30 y 60 m/h) distintas. Cada una de estas condiciones operativas (combinación de altura de medio filtrante y velocidad) se ensayó durante 250 h. Los experimentos se realizaron utilizando arena silícea con un diámetro efectivo de 0,48 mm y un coeficiente de uniformidad de 1,73. El dispositivo experimental disponía de distintos sensores y un sistema SCADA para registrar los volúmenes filtrados, los volúmenes de contralavado, las presiones a la entrada y a la salida de los filtros y la temperatura, el pH, la conductividad eléctrica, la turbidez y el oxígeno disuelto a la entrada de los filtros y la turbidez y el oxígeno disuelto a la salida de los mismos. También se registró el consumo eléctrico de la bomba de la instalación, que dependía de las condiciones de cada filtro, puesto que éstos operaron de forma individualizada. Los resultados obtenidos indican que la reducción de turbidez en el proceso de filtración se ve afectada por la velocidad de filtración, produciéndose una disminución media significativamente mayor (p< 0,05) con 30 m/h (34,2%) respecto a 60 m/h (11,3%); y por el diseño del filtro, presentando el filtro de drenaje con medio poroso una reducción media significativamente superior (26,3%) con respecto el filtro de crepinas insertadas (18,5%) y el de brazos colectores (13,4%). El filtro de drenaje con medio poroso utilizó significativamente menos agua en el contralavado del mismo (0,48 m3) y filtró significativamente más volumen de agua por unidad de energía consumida (8,4 m3/kWh) que el filtro de crepinas insertadas (0,63 m3 y 8,31 m3/kWh) y que el filtro de brazos colectores (0,61 m3 y 8,17 m3/kWh).

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