Examinando por Materia "Filtración"

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    PublicaciónAcceso abierto
    Análisis de la operación y mantenimiento de la filtración en gravas de flujo ascendentes a escala real
    (Universidad del Valle, 2012) Posso Marín, Diana María; Sánchez Torrez, Luis Darío
    La Filtración en Múltiples Etapas, FiME es una alternativa tecnológica para mejoramiento de la calidad de agua de consumo que actualmente es aprovechada en comunidades rurales. FiME consta de tres etapas de tratamiento: Filtro Grueso Dinámico (FGDi), Filtro Grueso Ascendente (FGA) que son pre-tratamientos en medios granulares gruesos y Filtro Lento en Arena (FLA) como etapa microbiológica. Este trabajo de grado se orientó a entender el funcionamiento a escala real de los FGA. El estudio se realizó en las siguientes plantas de tratamiento: El Retiro, La Sirena, Golondrinas y Arroyohondo de la zona rural y periurbana de Cali. En las 4 plantas se evaluaron las condiciones de operación y mantenimiento y se analizó la eficiencia de tratamiento en las unidades de Filtración gruesa ascendente en capas (FGAC) según la variación de la calidad del agua cruda. Los resultados indican que en todas las plantas de tratamiento los FGAC funcionan de manera continua y garantizan un buen pretratamiento para los filtros lentos en arena como barrera final de tratamiento microbiológico. En las cuatro unidades de FGAC analizadas se evidenció poca variación en la pérdida de carga entre cada carrera de filtración (<0.05 m), a pesar de esto a las unidades se les hace mantenimiento cada semana. Se evidenciaron sobrecargas de caudal en La Sirena con valores del 57%, mientras que en Golondrinas se trabaja por debajo de su capacidad, pues su caudal alcanza solo el 80.7% del caudal de diseño. En las demás plantas los filtros operan con el caudal de diseño. Los tiempos de mantenimiento de cada unidad de filtración en grava de flujo ascendente en horas hombre por metro cuadrado fueron los siguientes: La Sirena 0,07, Golondrinas 0,1, El Retiro 0,04 y en Arroyohondo 0,05. Aunque el lavado de los filtros por parte de los operadores es apropiado, para el lavado superficial de la grava de los FGAC se encontró 2 que hay evacuación rápida del agua superficial en El Retiro y Arroyohondo por la presencia de vertederos frontales con canales recolectores; mientras que en los de La Sirena y Golondrinas, hubo limitaciones en la evacuación por el sistema de orificios que tienen para la evacuación. Los costos de operación por m3 de agua producida en cada planta fueron los siguientes: La Sirena 275 $/m3, Golondrinas 67 $/m3, El retiro 225 $/m3 y en Arroyohondo 477 $/m3. Los costos de personal representan el mayor porcentaje sobre el total de costos de operación, exceptuando Arroyohondo, donde se manejan costos altos por consumo de energía para el bombeo del agua a la planta. Las fuentes de suministro presentaron alto riesgo microbiológico en términos de Coliformes totales y de E-Coli, para las plantas de Arroyohondo y el Retiro y de menor riesgo para La Sirena y Golondrinas. El FGAC con mayor desempeño en cuanto a remoción de turbiedad fue la de El Retiro con un percentil 50 P50<56%; con relación a la remoción de color El FGAC de mejor desempeño fue el de Arroyohondo con un P50<40% y en la remoción de microorganismos (E-coli), el FGAC de mejor desempeño en la remoción fue Golondrinas con P50< 0,6 log, Al observar las variaciones en la velocidad de filtración en la planta de La Sirena, se evidenció mejor desempeño cuando el filtro no es sobrecargado y trabaja con la velocidad de diseño, en ese caso la remoción de turbiedad fue de P50 < 20%. Cuando en el filtro se incrementó en un 57% la velocidad de filtración la eficiencia de remoción de turbiedad bajo a P50<15%. El comportamiento hidráulico analizado mediante prueba de trazadores en los FGAC, mostró que estas unidades presentan flujo dual (pistón y mezcla completa), con presencia de zonas muertas. La fracción de flujo a pistón varió entre 20-57%, la fracción mezclada entre 27-60% y las zonas muertas entre 2-23%. Situación que se relaciona con los tiempos 3 de retención del agua en el FGAC y a su vez con la eficiencia de remoción de parámetros de calidad de agua. La revisión hidráulica de las unidades FGAC, indicó, que ninguna de las plantas cumple con el valor mínimo de tasa de lavado recomendado para los FGAC de 15 m/h, lo cual puede afectar el tiempo de limpieza de la unidad y la eficiencia de lavado. A partir de esta investigación y con base en los resultados obtenidos se debe revisar el criterio de lavados semanales, pues la pérdida de carga no crece de manera acelerada y la eficiencia remocional del filtro se puede afectar. Optimizar el lavado superficial, en Golondrinas y la Sirena es crucial ya que el actual sistema de lavado por orificio no permite una eficiente evacuación del agua superficial con solidos. El estudio plantea la necesidad de instalar sistemas de evacuación rápida como se pudo apreciar en el Retiro y Arroyohondo. El seguimiento de la calidad del agua en estas unidades es crucial al menos en parámetros básicos como turbiedad, color y pH. Se debe implementar un sistema de registro de la calidad del agua y de las actividades de operación y mantenimiento. Se debe hacer la optimización del lavado hidráulico en las plantas estudiadas siguiendo cada una de las recomendaciones propuestas en este trabajo y servir de referencia para futuras diseños de FGAC en plantas FiME. Se recomienda desarrollar más investigación en la frecuencia de lavado de los filtros
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    PublicaciónAcceso abierto
    Evaluación de la tecnología de ultrafiltración para el tratamiento de aceite de palma (elaeis guineensis) usado en fritura
    (Universidad del Valle, 2011) Bernal López, Catalina; Guevara Guerrero, Beatriz; Rodríguez-Stouvenel, Aida
    Diversas técnicas de separación han sido aplicadas en la tecnología de alimentos para la recuperación de aceites. Una de las restricciones de los procesos convencionales de separación es que se limitan a capturar las partículas de mayor tamaño, lo que sugiere que partículas de tamaños reducidos seguirán presentes en el aceite de fritura, reduciendo su calidad como materia prima para su aprovechamiento en diferentes procesos. Esto plantea la necesidad de la aplicación de técnicas más avanzadas de separación tal como la técnica de ultrafiltración (UF), para la posterior remoción de aquellas partículas con un tamaño medio 0.1 – 0.001 μm. Esta técnica ofrece ventajas tecnológicas y ambientales relacionadas con bajos requerimientos de energía haciéndola una tecnología atractiva que permite realizar procesos de separación a bajas temperaturas, para evitar alteraciones térmicas, oxidativas o hidrolíticas que aceleran el deterioro de los componentes pertenecientes a los productos tratados (Lin L et al. 2005) y que adicionalmente permite una efectiva separación de aceite-agua, eliminando el proceso de evaporación necesario para evitar la hidrólisis del aceite recuperado. El propósito de este trabajo de grado fue evaluar la efectividad del proceso de ultrafiltración en la remoción de las partículas de agua y de ácidos grasos libres, que deterioran la oleína de palma usada.
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    PublicaciónAcceso abierto
    Remoción de hierro y manganeso por oxidación con cloro y filtración en grava.
    (2015-02-04) Marín Burbano, Lina Maria
    Este trabajo de investigación se desarrolló a escala piloto para estudiar la remoción del hierro y el manganeso utilizando como oxidante el cloro, seguido de un sistema de filtración en gravas de flujo ascendente FGA en tres etapas, operando con velocidades de filtración de 2 m/h, 3.5 m/h y 5.0 m/h para concentraciones afluentes de hierro total de 9.7 mg/L, 5.9 mg/L y 4.2 mg/L, respectivamente. Se identificaron los requerimientos operativos y económicos para la implementación del sistema de tratamiento y se propuso una matriz de selección de tecnología para la remoción de hierro y manganeso con diferentes etapas de FGA con oxidación con cloro. Los resultados mostraron que con Vf de 5m/h, y tres etapas de FGA, operando con una concentración afluente de hierro total entre 3.9- 4.9 mg/L y entre 0.9-1.2 mg/L de manganeso permitió tener efluentes hierro y manganeso por debajo de los valores guía establecidos por la norma Colombiana de calidad de agua. Las concentraciones de Fe total de 5.9 y 9.7 mg/l empleando Vf de 3.5 y 2.0 m/h respectivamente, en tres etapas de FGA, lograron eficiencias de remoción de Fe de 87% y 83%, y Mn 90% y 86%, respectivamente; pero se requiere de barreras adicionales para garantizar la remoción de estos parámetros por debajo de los valores guía (0.3 para Fe total y 0.1 para Mn). Para valores del pH del agua cruda entre 6.9 -7.9 unidades, se logró una adecuada oxidación del hierro y el manganeso por procesos fisicoquímicos. El tiempo de retención mayor a 30 minutos fue un factor clave para facilitar la precipitación y posterior remoción del hierro y manganeso. La mayor reducción del hierro y el manganeso del sistema piloto evaluado se alcanzaron en la primera etapa FGA, que mostró la mayor cantidad de depósitos específicos δ acumulados, con valores entre 400- 450 g/m3. El mecanismo de adherencia predomina sobre los mecanismos de transporte, en los FGA, debido la desestabilización de las partículas por la oxidación química. El mecanismo de transporte más influyente durante la filtración fue el de la sedimentación. Las velocidades de filtración empleadas con la tecnología de tratamiento por oxidación con FGA (entre 2 y 5m/h) hacen que la tecnología sea una alternativa promisoria para el tratamiento de aguas subterráneas con alto contenido de hierro. Los costos de inversión inicial de cada etapa de FGA se encuentran entre $1.0 y $2.2 millones L/s para tasas de filtración entre 5 y 2 m/h y los costos de A, O&M, por m3 producido varían entre $204 y $703, dependiendo de la velocidad de filtración empleada y el caudal de diseño. Sobre la base de los resultados obtenidos se realizó una síntesis de la evaluación para cada una de las concentraciones evaluadas, considerando las etapas FGA en función de la calidad del agua cruda para hierro total, manganeso, color aparente y pH, en función de las velocidades de filtración en el rango de 2-5 m/h, definiendo el tamaño y espesor del medio filtrante y la dosificación de hipoclorito de sodio. La tecnología, estudiada puede ser útil para cerca del 85% de sistemas con pozo de la región, que tiene concentraciones de hierro total de hasta 5 mg/L y 1 mg/L de manganeso. La oxidación con cloro se debe aplicar para aguas subterráneas, para aguas superficiales o con alto contenido de materia orgánica no es recomendable por los riesgos de formación de subproductos de la oxidación con el cloro.