Filtros de tela de pila para el tratamiento del agua: visión general

Si ha llegado a esta guía, probablemente sea porque le interesa la filtración terciaria de aguas residuales civiles o el acabado de efluentes de procesos industriales. Y probablemente haya oído hablar de esta tecnología: los filtros de tela de pila para el tratamiento del agua. ¿Qué son? ¿Cómo funcionan? ¿En qué fase de la depuración intervienen o con qué beneficio?

Las soluciones de filtración terciaria pueden dividirse, según el tipo de medio filtrante utilizado, en dos macrocategorías: los filtros de microrredes (utilizan redes de monofilamento) y los filtros de tela de fibra libre (aprovechan las propiedades de los tejidos de fibra libre). Estas tecnologías tienen algunas similitudes y permiten eliminar eficazmente los sólidos en suspensión.

¿Por qué entonces, en muchas circunstancias, es preferible instalar un sistema de filtros de tela de pila para el tratamiento de aguas residuales? Lo descubriremos juntos en este artículo.

1. Filtros de tela para el tratamiento del agua

Los filtros de tela son un método eficaz para eliminar impurezas y partículas sólidas del agua, garantizando su claridad y seguridad.

Se utilizan normalmente en la filtración terciaria del agua, o «filtración final«, y reducen el contenido de sólidos en suspensión del agua en decenas de mg/l hasta prácticamente cero.

En la actualidad, existen dos tipos de filtros utilizados para el tratamiento terciario del agua:

• Filtros de tela de microrred: la malla filtrante es bidimensional y está formada por una trama de hilos sintéticos o metálicos, cuya luz de paso determina la capacidad de filtración.
• Filtros de tela de pila (o de fibra libre): el tejido filtrante es tridimensional y está formado por una trama básica a la que se fijan fibras libres sintéticas que garantizan un grado de filtración equivalente más selectivo que el de la malla de tejido.

Por lo tanto, nos gustaría ofrecer una definición de los filtros de tela: son sistemas de tratamiento de aguas que permiten reducir los sólidos en suspensión hasta unos pocos mgSST/l utilizando una tela de fibra libre como medio filtrante.

En general, podemos enumerar una serie de ventajas de los filtros de tela en el tratamiento del agua:

• Eficacia de eliminación de partículas en suspensión: los filtros de tela son capaces de eliminar partículas finas (< 10 micras) gracias a la acción de la tela filtrante.
• Filtración continua: no es necesario instalar unidades de reserva, la filtración no se detiene durante el ciclo de retrolavado automático de las telas.
• Flexibilidad en caso de sobrecargas en la entrada del filtro.
• Costes de instalación reducidos: en general, los sistemas de filtración terciaria con telas filtrantes constituyen una solución de coste inicial ventajosa, gracias a las obras accesorias extremadamente reducidas.
• Facilidad de limpieza y mantenimiento: la mayoría de los filtros de tela son fáciles de limpiar y mantener, lo que reduce los costes de funcionamiento.

2. Filtros de tela de pila para el tratamiento del agua: funcionamiento

Los filtros de tela de pila son uno de los sistemas más eficaces para el tratamiento terciario del agua.

Estos filtros de tela para depuración de aguas destacan por ser una solución eficaz y versátil para la filtración terciaria. Su gran eficacia radica en combinar las ventajas de la filtración superficial, propia de los filtros de micromalla, con la filtración en profundidad de los filtros de arena, ofreciendo una elevada capacidad de eliminación de sólidos en suspensión (SST) a bajo coste.

La estructura de soporte del medio filtrante de tela de fibra sintética consiste en discos o en un tambor. Las aguas residuales se introducen por gravedad a través del tejido y las fibras entretejidas que lo componen atrapan en el exterior partículas de sólidos en suspensión de distintos tamaños. El agua tratada se transporta por el interior de los elementos filtrantes y llega al eje central hueco, mientras que los sólidos que se depositan en la tela se eliminan periódicamente del sistema mediante el dispositivo automático de retrolavado.

El mecanismo de filtración se basa en dos principios fundamentales.

• Filtración en profundidad: las fibras sueltas del vellón crean un intrincado laberinto de pasos irregulares, lo que da lugar a una gruesa capa de material filtrante. Este diseño permite que las partículas de TSM penetren entre las fibras y queden atrapadas entre ellas. La filtración en profundidad garantiza una eliminación más eficaz de los sólidos, incluso los más finos de tamaño micrométrico.
• Flujo de salida de aguas residuales: el agua a tratar entra en la cuba del filtro, pasa a través de los discos o el tambor del filtro y fluye hacia el eje central. Los sólidos interceptados por el filtro permanecen fuera del mismo, evitando la obstrucción de los conductos internos de la máquina y haciendo que la limpieza sea sencilla y eficaz.

Los filtros de vellón son capaces de eliminar eficazmente una gran variedad de sólidos en suspensión, hasta concentraciones inferiores a 10 mg/l en el agua de salida. Esto los hace adecuados para el tratamiento de aguas residuales o aguas de proceso de diversas industrias, como la textil, la papelera, la alimentaria y la química.

3. Filtros de tela de pila y microrredes: similitudes y diferencias

Filtros de tela de pila y filtros de micromalla: dos soluciones que comparten su uso para el tratamiento avanzado del agua, pero cada una se caracteriza por especificidades estructurales.

En ambos sistemas, el agua pasa a través de un medio filtrante que atrapa las partículas sólidas en suspensión presentes. Los sólidos interceptados por el filtro se eliminan periódicamente mediante un sistema de retrolavado.

Por otra parte, es evidente cómo la diferencia estructural de los medios filtrantes se traduce en diferencias significativas de funcionalidad. Veámoslas.

• En el caso de los filtros de tela de pila, el medio filtrante consiste en una masa de fibras sintéticas libres, fijadas sobre una armadura de soporte, que proporcionan una filtración en profundidad. Por el contrario, en los filtros de microrred, el medio filtrante consiste en una malla bidimensional metálica o sintética, cuya luz de paso determina la capacidad de filtración, dando lugar a una filtración superficial.
• Las diferencias también se encuentran en el sistema de lavado del medio filtrante: esta operación se realiza por succión (retrolavado) en el caso de los filtros de tela de pila, con agua a presión en el caso de los filtros de microrred.
• El sentido de la filtración también es diferente: de los discos (o tambor) hacia el eje central en el caso de los filtros de tela de pila (out-in), del eje hacia los discos en los filtros de microrred (in-out). En general, la filtración por gravedad de los filtros de fibras libres supone un mayor ahorro de energía, ya que no se necesitan bombas de presurización.
• Por último, la calidad del agua a tratar: los filtros de microrred son más adecuados para aguas con bajas concentraciones de MES, mientras que los filtros de vellón también pueden tratar aguas con altas concentraciones de MES.

4. Filtros de disco y de tambor: diferencias

Hagamos primero una premisa: diferenciemos entre «filtros de discos giratorios» y «sistemas de filtración de discos».

La premisa es necesaria porque muchos usuarios, aún desconocedores de los problemas del tratamiento del agua (sobre todo en el ámbito industrial), buscan los dos términos y descubren sistemas muy diferentes en estructura y, sobre todo, en uso.

Por un lado, tenemos los filtros de discos giratorios: sistemas terciarios de tratamiento de aguas (en el sector civil) o para el acabado de efluentes (en el sector industrial). Estos sistemas montan discos en un eje hueco y utilizan una tela, a menudo vellón, como medio filtrante para los sólidos en suspensión y el fósforo. Por otro lado, tenemos los llamados «sistemas de filtración por discos»: soluciones de riego que no tienen nada que ver con el tratamiento de aguas residuales.

Por ello, hemos facilitado una definición de los filtros de discos giratorios. Sin embargo, para evitar confusiones, es mejor referirse a estos sistemas como «filtros de discos de tela» o «filtros de discos para el tratamiento de aguas residuales». Recordemos, como ya hemos visto, que estos sistemas pueden estar equipados con microrredes (para tratamiento superficial) o con vellón de fibra libre (para filtración en profundidad, similar a la filtración por arena).

¿Los filtros de tela de pila sólo pueden estar en discos giratorios? En absoluto. Como ya se ha mencionado, también existen filtros de tela de tambor: el vellón filtrante está montado sobre una estructura cilíndrica de soporte.

Entonces, ¿cuál de las dos soluciones prefiere?

En términos generales, los filtros de disco para el tratamiento del agua suelen ser más adecuados para tratar grandes volúmenes de agua, ya que ofrecen una mayor superficie filtrante. Los filtros de tambor son apreciados cuando los caudales a tratar son limitados y, en particular, cuando el espacio de instalación es reducido.

5. Filtros de tela de pila: la fase de contralavado

El retrolavado de las telas filtrantes es una operación importante que se realiza automáticamente en los filtros de vellón para mantener la eficacia del proceso de filtración.

Es natural que, durante la filtración, las partículas sólidas se acumulen gradualmente en la tela, reduciendo la capacidad de tratamiento del sistema. El retrolavado elimina estas partículas y restablece la eficacia del proceso de filtración.

El retrolavado se realiza a intervalos de tiempo regulares o cuando las caídas de presión aumentan hasta un valor umbral. El proceso consiste en invertir el flujo de agua a través del tejido para eliminar las partículas acumuladas en su superficie. El agua utilizada para el contralavado se recircula en la cabecera del sistema a través de una línea específica, de modo que las partículas eliminadas por la tela se retiran del sistema de filtrado.

Es importante saber que, durante esta fase de limpieza de las telas filtrantes, el sistema de telas filtrantes sigue funcionando: un punto a favor de la continuidad operativa de la maquinaria y, en general, de la depuradora civil o industrial.

6. Filtros de tela de pila para aguas municipales e industriales

Para terminar, hablemos de aplicaciones concretas: ¿pueden utilizarse los filtros de tela de pila para tratar tanto aguas residuales municipales como industriales?

Ciertamente: ambas aplicaciones son posibles y están ampliamente referenciadas. Por supuesto, la elección del tipo de filtro depende de las características específicas del agua y de los requisitos del proceso de tratamiento.

En el caso de las aguas residuales municipales, los filtros de tela de pila se utilizan como etapa terciaria de depuración, con el objetivo de alcanzar límites reglamentarios estrictos que permitan, por ejemplo, la reutilización del agua para el riego. En segundo lugar, una sección de filtración terciaria permite optimizar el rendimiento y la gestión de las secciones de tratamiento posteriores, como la desinfección UV.

Por otra parte, en el caso de las aguas residuales industriales, los filtros de tela de pila «industriales» pueden utilizarse como finalizadores del agua, ya sea en caso de vertido a la red de alcantarillado o con vistas a permitir su reutilización interna. Como en otros casos, es importante destacar lo heterogéneas que son las instalaciones de producción en cuanto a calidad y cantidad de contaminantes: antes de cualquier instalación definitiva, es importante probar la aplicabilidad del proceso de filtración mediante una unidad piloto.