CAMPO DE LA INVENCION

El campo de la invención en donde ésta se puede aplicar, se refiere a todos los procesos de filtración rápida de líquidos en lechos granulares, cuando se emplean en cualquiera de sus modalidades como método único o final de purificación. Específicamente se extiende a todas las plantas de purificación de agua o plantas industriales de cualquier tamaño, construidas o por construir en las cuales se realiza Ia purificación por filtración de líquidos, cuyos filtros requieran un sistema de lavado con líquido y gas de acuerdo con las prácticas actualmente en uso, aunque puede ser también utilizado para (avado con líquido solo, suprimiéndole todo el sistema de inyección de gas.

ANTECEDENTES

Desde que se comenzaron a construir filtros rápidos a principios del siglo veinte, se vio ta necesidad de colocar en el fondo de éstos, drenajes capaces de recolectar el líquido procesado durante Ia operación de filtrado, as! como de inyectar el flujo ascendente durante el proceso de lavado, cuando, después de cierto numero de horas de operación, se obstruyen o colmatan dichos lechos filtrantes y requieren una limpieza para ser desatascados por medio de lavado ascendente.

En los primeros filtros diseñados se utilizaron tuberías perforadas o ranuradas en eí fondo del filtro que constaban de un tubo principal con sus respectivos laterales para recoger el flujo por debajo del lecho filtrante y distribuir eí flujo de lavado. Años más tarde se introdujeron los sistemas de falsos fondos constituidos por placas horizontales de concreto reforzado colocadas encima del fondo del tanque, conformando to que se denomina un falso fondo, que contaban con una serie de aberturas para dejar pasar el agua a través de: a) orificios dentro de depresiones troncocónicas provistas de bolas de porcelana (Fondos Wheefer); b) boquillas consistentes en un tubo que atraviesa la placa y remata arriba en una caperuza, generalmente ranurada, para

distribuir radiatmβnte el flujo a su alrededor c) bloques de cerámica con doble cámara para Ia mejor distribución del flujo, una distribución gruesa inicial en una cámara inferior, seguida de una distribución fina en Ia cámara de arriba perforada en su tapa superior con múltiples orificios pequeños (Bloques Leopold de cerámica).

En el campo especifico de las plantas de potabiiización de agua, durante Ia segunda mitad del siglo veinte, se encontró que Ia inyección de aire durante el proceso de retro-lavado con flujo ascendente lograba aumentar Ia turbulencia, expandir el lecho filtrante, mejorar Ia eficiencia y reducir el consumo de agua durante Ia operación de lavado. Los fabricantes entonces debieron modificar los diseños de los drenajes de tos filtros para acomodar Ia inyección de aire. Los filtros con boquillas hicieron una prolongación dei tubo alimentador por debajo del falso fondo para conformar una cámara que permitiera distribuir ef aire debajo del falso fondo y ios bloques de falsos fondos se acondicionaron con ductos para el manejo del aire.

Sin embargo, como tos orificios usados en Ja mayoria de estos drenajes (salvo en las boquillas ranuradas) eran de tamaño mayor al del material granular más pequeño det lecho filtrante que estaba encima, fue necesario colocar gravas gruesas y medras como soporte de los granos de ios Jechos filtrantes, para evitar que dichos granos de tamaño pequeño se metieran por entre las aperturas de los drenajes y escaparan. Desafortunadamente a Io largo de los años, Ia práctica demostró que fa cama de soporte de grava con el tiempo y la acción del aire se desplazaba con tos sucesivos lavados, dejando espacios o grietas por donde el material de menor tamaño podia bajar y salir por el sistema de drenaje.

A fin de solucionar este problema, tos fabricantes de drenajes

(diferentes a tas boquillas), produjeron plaquetas porosas para colocar en la parte inferior de tos filtros de flujo descendentes a manera de cribas y soportar asi las particulas del lecho filtrante, con poros de un

tamaño lo suficientemente pequeño para que las partículas más finas del lecho filtrante no puedan pasar. Estas plaquetas porosas han sido hechas con granulos de material plástico termosoldados unos con otros, placas de concreto expandido con gas durante el fraguado para lograr que tenga poros abiertos, o graviila pegada con pegantes epóxicos, para remplazar la grava de soporte del lecho filtrante. Esta solución ha mostrado con el paso de los años las placas porosas terminan en muchos casos obstruyéndose con los microflóculos remanentes en eí agua filtrada y se taponan. La invención objeto de la presente patente permite fabricar falsos fondos para filtros de liquidos que permiten el lavado de los lechos con o sin Ia ayuda de inyección de un gas y que sofuciona ef problema de atascamiento que tenian las plaquetas porosas y los inconvenientes de los demás sistemas desarrollados hasta el momento. En reemplazo de las plaquetas porosas, el inventor ha desarrollado un sistema de material granular (gravia o granulos cíe cualquier material inerte y duro) dispuesto en cajuelas o compartimentos provistos de mallas o placas perforadas, de modo tal que se le permita al dicho material granular rotar o moverse para estimular su autolimpieza, pero sin salirse de su confinamiento. El objetivo de esta invención es remplazar las placas porosas de poros fijos actualmente en el mercado, por material granular confinado, con todas las ventajas que estas tienen, pero evitando et inconveniente mayor que es su taponamiento.

Lo que se propone es, pues, una modificación a un producto ampliamente conocido desde hace cerca de un siglo, cuyo mercado han venido siendo abastecido por muchos proveedores con una variedad de modelos, unos patentados y otros no.

DESCRIPCIóN DE LA INVENCIóN El falso fondo objeto de la invención es un sistema compuesto por los siguientes elementos básicos:

a) Una estuctura o bloque rigido en forma de H o X múltiple que se coloca sobre el piso del filtro (Ver fi gura #1 AS) y se ancla o no al mismo, estructura o bloque conformado por plaquetas horizontales, verticales u oblicuas que delimitan uno o varios compartimentos superiores y uno o varios compartimentos inferiores. Los compartimentos superiores y tos inferiores están comunicados entre si por orificios de diámetro controlado y uniformemente espaciados. Los compartimientos inferiores sirven para recolectar el liquido filtrado durante Ia operación de filtrado o para distribuir uniformemente el l iquido que va a realizar el lavado durante la operación de retrolavado. Los compartimientos superiores sirven para alojar el ducto de distribución de gas para ayuda del retrolavado (en caso de que se requiera reirolavado asistido con la inyección de gas) y para confinar el material granular que va a soportar el lecho filtrante.

El diámetro y separación de tos orifictos entre compartimentos superiores e inferiores determinan la uniformidad de la distribución del flute durante las operaciones de filtrado o de retrolavado. Esta estuctura rígida en forma de H o X múltiple se puede fabricar en cualquier material cerámico, plástico o metálico o combinación de los anteriores, incluyendo pero no limitándose a metales, fibra de vidrio, plásticos reforzados o no, cemento, fibrocemento, arcilla y otros. La estructura en H puede o no tener al gunos de sus lados con una conicidad que permita su fabricación y extracción empleando moldes o formaletas. La estructura en forma de H múltiple puede ser fabricada en una o varias piezas _^ eon la parte superior de la H separada de Ia parte inferior, para ser montada sobre viguetas apoyadas en los muros laterales del filtro o sobre soportes apoyados en el piso o sobre otros fondos existente para optimizarlos. Igualmente los compartimentos superiores pueden o no tener una tapa con o sin orificios encima de fa malla efe confinamiento y los compartimentos inferiores pueden tener una tapa conformando

una estructura en forma de un "8" o en forma de semi "8" múltiple. Las plaquetas pueden ser oblicuas, conformando estructuras en forma de X múltiple. b) Un ducto cerrado de cualquier forma o tubo o un ducto abierto en forma de U o V invertida o similar, con orificios de tamaño controlado y uniformemente espaciados para distribuir el gas que sirve como ayuda de lavado. Este ducto puede no existir cuando no se requiere Ia ayuda de lavado con la inyección de gas. Este ducto se asegura dentro de los compartimentos superiores de Ia estructura en forma de H múltiple para evitar que se desplace lateralmente o flote. Este tubo o ducto, ya sea cerrado o abierto (en forma de U invertida), para Ia distribución e inyección del gas de lavado se puede fabricar en cualquier material cerámico, plástico o metálico o combinación de los anteriores, incluyendo pero no limitándose a metales, fibra de vidrio, plásticos reforzados o no, cemento, fibrocemento, arcilla y otros. Este tubo o ducto para el gas cerrado o abierto se puede igualmente conformar dentro de Ia estructura o bloque de soporte, en Ia cual se hace una estructura en forma de H con doble tabique horizontal o cualquier otra construcción que logre el mismo efecto. c) Una malla, lámina perforada o similar que sirve para confinar el material granular. Este confinamiento se hace ya sea parcialmente arriba y abajo o conformando una caja o estructura cerrada. Esta malla o similar tiene agujeros con espaciamientos y tamaños estrictamente especificados para cada aplicación y sirve para evitar que ei material granular que tiene en su interior se salga del confinamiento. Ef confinamiento Ie da suficiente libertad al materia! granular para que se desplace ligeramente y rote durante fa operación de lavado e inyección de gas y asi se pueda limpiar. Esta malla o lámina perforada puede ser de

cualquier material plástico, metálico o cerámico resistente ai liquido a filtrar y a la abrasión. d) Un material granular que va dentro del confinamiento de malla o similar en Ia parte superior de una estructura en forma de H o X múltiple. Este material granular, de densidad, dureza y tamaño estrictamente controlados para cada aplicación actúa como una criba para permitir el paso del liquido filtrado y para evitar que el material granular fino de! medio filtrante escape. El medio granular puede ser de cualquier material cerámico, plástico o metálico resistente a Ia abrasión y de Ia densidad adecuada para el liquido a filtrar.

DESCRIPCIóN DE LAS FIGURAS

Figura 1- En esa figura se observan Ia estructura tipica de un filtro descendente, en ia cual se muestra el material granular de filtrado en Ia parte superior, el falso fondo propuesto ert Ia parte inferior con el material granular confinado y ei ducío de distribución de gas para lavado. Et sistema de drenaje inferior con material granular confinado propuesto en esta invención, reduce sustancialmente el espesor de Ia capa de material de soporte del lecho, comparado con las tecnologias empleadas en Ia actualidad.

Figura 2. En esta figura se muestra un detalle de to que puede ser un bfoque con dos compartimentos en Ia parte superior y uno en Ia parte inferior. En cada un o de los compartimentos de Ia parte superior está ei material granular confinado entre mallas o placas ranuradas y el tubo de distribución para lavado con gas. El compartimiento inferior sirve para recolectar el liquido ya filtrado durante la operación descendente o para distribuir el liquido durante

la operación de lavado ascendente. El liquido pasa de Ia parte superior a la inferior y viceversa por los orificios que hay en el tabique horizontal del bloque.

Figura 3. En esta figura se muestran múltiples configuraciones de Io que puede ser un bloque o estructura de falso fondo de una sola pieza o de varias separadas, cualquiera de las cuales puede montarse sobre viguetas apoyadas en los muros laterales o sobre soportes longitudinales anclados en el piso o sobre otros fondos existentes para optimizar su funcionamiento.