17 de mayo de 2022
Categorías: Agua y aguas residuales.
Categorías: Agua y aguas residuales.
El objetivo principal de un filtro percoladorEl sistema de soporte, o biotubo, sirve de apoyo a los soportes anteriores. Pero, ¿sabía que los soportes también desempeñan un papel crucial en el buen funcionamiento y rendimiento del sistema? Comprender la importancia de los sistemas de soporte, las ventajas y limitaciones de los sistemas suministrados por el fabricante y la información de diseño pertinente que debe conocer le ayudará a agilizar un proyecto de filtro percolador y a evitar dolores de cabeza de instalación en el futuro.
1TP99Consideraciones sobre el proceso
El sistema de soporte es uno de los tres actores principales de un sistema de drenaje inferior de un filtro percolador. Los sistemas de drenaje inferior también sirven para promover
circulación de aire a través del lecho de medios y recoger las aguas residuales tratadas para su transporte. Al evaluar un sistema de soporte, es importante tener en cuenta la relación entre estos elementos:
Transporte: Un sistema de soporte debe ser ajustable para adaptarse a la pendiente del suelo necesaria para transportar el efluente en un filtro percolador. En los filtros circulares, los canales suelen discurrir por el centro del filtro. Sin embargo, existen otros diseños.
Convección: La mayoría de los filtros percoladores se basan en la convección natural para suministrar aireación. En este proceso, la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior del filtro impulsa el aire hacia el interior del filtro. Puede utilizarse un sistema de ventilador suplementario cuando la carga es elevada o cuando la diferencia de temperatura entre el interior y el exterior es demasiado baja. Brentwood ha observado resultados beneficiosos tanto en el aumento de la carga orgánica como en la eficacia del tratamiento para los filtros con una mayor altura del sumidero. En el caso de los filtros percoladores sometidos a una modernización, la utilización de un sistema de soporte suministrado por el fabricante y el aumento de la altura del drenaje inferior pueden ayudar a cumplir límites de efluentes más restrictivos y a aumentar la capacidad de tratamiento. Tenga en cuenta que un sistema de drenaje inferior de altura inadecuada puede causar estancamiento e impedir el flujo de aire.
Los filtros de roca existentes, especialmente los poco profundos con poca altura de drenaje inferior, no son óptimos para el rendimiento de los filtros percoladores. Dado que los medios plásticos aumentan la capacidad de tratamiento de un filtro de roca existente, es muy recomendable que el diseñador considere también si el sistema de drenaje inferior permitirá una aireación suficiente para acomodar un aumento de la carga. Las estimaciones para la aireación suministrada así como las recomendaciones para las alturas mínimas del drenaje inferior se encuentran en el Manual de prácticas de la FEM 8, 4th edición, Reactores aerobios de crecimiento fijo. Brentwood también puede suministrar esta información previa solicitud.
Mejora de los sistemas de apoyo existentes
En las décadas de 1980 y 1990, la mayoría de los sistemas de soporte consistían en vigas de hormigón moldeadas in situ o prefabricadas. Estas vigas suelen tener una anchura de 6" a 8" y pueden tener o no ranuras de drenaje (Aerobic, 156-157). El espaciado de estas vigas varía, pero un espaciado de 2' en el centro es típico (Aerobic, 156-157). A principios de la década de 2000, los sistemas de soporte suministrados por el fabricante se hicieron más comunes para las mejoras y las nuevas construcciones debido a su facilidad de instalación y menor coste. El mejor método de mejora depende en última instancia del tipo de filtro percolador y de su sistema de soporte actual.
Para los filtros poco profundos con un sistema de soporte de baldosas, se recomienda sustituir el sistema de soporte por un sistema suministrado por el fabricante, debido a la escasa altura del sumidero que suele encontrarse en estos sistemas.
Para los filtros que tienen postes y vigas de hormigón, se recomienda instalar rejillas de fibra de vidrio (FRP) encima de las vigas de hormigón para mejorar el drenaje. Las vigas de madera deben sustituirse por un sistema de soporte suministrado por el fabricante o por un sistema de soporte completamente nuevo.
El estado del hormigón existente debe evaluarse cuidadosamente al inicio del proyecto. Un hormigón debilitado inutilizará cualquier sistema de soporte. Tenga en cuenta que el estado no puede ser evaluado por el fabricante, ni siquiera en situaciones en las que se proporcione un diseño estructural certificado por P.E.
Sistemas de apoyo suministrados por el fabricante
Aunque la disposición y las dimensiones exactas varían, todos los sistemas de soporte suministrados por el fabricante tienen un diseño similar. Estos sistemas
incluyen un soporte de muelle que se fija al suelo del filtro percolador (con o sin una viga FRP). Encima del muelle, o de la viga FRP, hay una rejilla FRP. El sistema de pilares se fija al suelo del filtro percolador mediante sujetadores accionados por pólvora que se clavan con una pistola de clavos. Las variaciones sobre esto son comunes. El sistema de soporte del Brentwood se detalla a la derecha, como referencia.
Normalmente, el sistema de soporte del muelle debe tener una altura de 9" a 42". El requisito de altura mínima también es importante para garantizar una aireación adecuada del filtro. Se pueden proporcionar sistemas de muelle que superen las 42" de altura, pero requieren un diseño especial.
Los sistemas de soporte deben diseñarse para soportar el peso del medio, la biomasa y el agua con el factor de seguridad adecuado. Esta carga debe incorporarse a la especificación. La carga de diseño se estima en base a los estudios proporcionados por DOW Chemical Company, donde los módulos se pesaron después del funcionamiento. La carga de diseño se basa en la altura del medio filtrante. Cuanto más alto sea el filtro, mayor será el peso que deberá soportar el sistema.
La mayoría de los fabricantes recurren a proveedores externos para ciertos componentes de sus sistemas de soporte, como las rejillas de FRP y las fijaciones.
La rejilla FRP suele ser el factor que rige el diseño, ya que la mayoría de los sistemas de soporte de pilares pueden soportar cargas de diseño muy superiores a las de la rejilla. Las rejillas FRP suelen estar diseñadas para soportar una determinada carga de diseño. Estas cargas de diseño deben incorporarse a la especificación. Normalmente, se suministra una rejilla de 2" de alto por 1' o 2' de ancho en las longitudes más económicas para el corte.
Debe aplicarse un revestimiento de resina a la rejilla de FRP para que resista los ambientes corrosivos que se encuentran en los filtros percoladores. Las ofertas de resina para rejillas de FRP suelen pertenecer a una de las dos categorías para aplicaciones de filtros percoladores:
- Poliésteres. Los poliésteres son ignífugos con una resistencia moderada a la corrosión. Esta resina es adecuada para la mayoría de aplicaciones municipales y aplicaciones industriales no corrosivas.
- Ésteres vinílicos. Los ésteres vinílicos son ignífugos con una excelente resistencia a la corrosión. Son adecuados para aplicaciones industriales corrosivas.
1TP99Proporcionar un diseño estructural certificado por P.E. debería ser sencillo para un proveedor. Se puede contratar a diversos consultores estructurales externos por una tarifa nominal. Los fabricantes deben estar familiarizados con el suministro de diseños certificados por P.E., ya que los consultores estructurales requerirán información del proveedor. Es posible que el proveedor también tenga que proporcionar los datos de las pruebas.
Los sistemas de soporte suministrados por Brentwood están dispuestos en cuadrícula. El espaciado de muelle a muelle suele ser de 2'x3' o 3'x3' dependiendo de la altura del filtro percolador. La rejilla FRP se fija en la parte superior del sistema de pilares. Para las cuencas con vigas de hormigón adecuadas, la rejilla FRP se fija a las vigas. Dependiendo de la carga al filtro, la rejilla se suministra con cobertura 100% o 50%. Vea a continuación algunos ejemplos:
Instalación del sistema de apoyo
La instalación del sistema de soporte requiere en primer lugar crear una cuadrícula utilizando líneas de tiza y marcando las ubicaciones de los pilares en el suelo del lavabo. Las bases se nivelan utilizando el diseño del Brentwood que permite un fácil ajuste sobre el terreno para tener en cuenta la inclinación del suelo. En zonas no sísmicas, unos pasadores accionados por pólvora pueden anclar las bases de apoyo. Se miden y cortan las longitudes de los tubos de PVC. A continuación, se monta el resto del sistema de pilares y se fija la rejilla FRP a la parte superior.
Condiciones del emplazamiento
Es muy importante establecer si un filtro percolador se encuentra dentro de una zona sísmica en una fase temprana del proceso de diseño. Las zonas sísmicas requieren consideraciones especiales. Tanto la categoría de riesgo como la clase de emplazamiento deben establecerse para un diseño adecuado. Una zona sísmica requerirá un anclaje especial y afectará a los anclajes elegidos y al tiempo de instalación necesario. En algunos casos, puede ser prudente realizar un diseño con certificación P.E. antes de la licitación del proyecto para establecer firmemente los requisitos de las especificaciones.
Lista de comprobación del análisis del filtro percolador
Los sistemas de soporte de los filtros percoladores son importantes tanto para la integridad del filtro como para el rendimiento de su tratamiento. Cuanto antes se analice un sistema de soporte, mejores serán los resultados y más rentable la solución. Esto incluye incorporar a los fabricantes al principio del proceso de diseño compartiendo los planos del sistema de soporte, las condiciones del emplazamiento y los objetivos del proyecto. Dependiendo de la situación, un sistema de apoyo suministrado por el fabricante puede ser una buena opción, pero cualquier situación de adaptación debe abordarse caso por caso. Consulte nuestra lista de comprobación a continuación como base para analizar los sistemas de soporte y qué incluir en una especificación:
Referencias
Federación para el Medio Ambiente Acuático. (2000). Reactores aerobios de crecimiento fijo.
Creative Pultrusions, Inc (2004). Manual de diseño de pultrusión Pultex.
