1.0.- TEORIA DE FILTROS PRENSA

Es un separador de líquidos y sólidos a través de filtración por presión. Utiliza

un método simple y confiable para lograr una alta compactación de los lodos

generados en plantas de tratamiento por sedimentación, sistemas biológicos o

sistemas físico-químico. Es capaz de comprimir y deshidratar sólidos hasta

obtener del 30% al 50% en peso de los lodos compactados. Tiene una

capacidad que va desde 0.5 a 300 pies cúbicos. Se fabrica en acero al carbón

con recubrimiento de pintura epóxica de alta resistencia química o acero

inoxidable. Las placas filtrantes desmontables están hechas de polipropileno, y

las telas pueden ser de tipo sellada, no sellada o membranas de alta

resistencia. Cuenta con un sistema hidraúlico-neumático que puede ser

automático, semiautomático o manual.

Las placas tienen una concavidad las que forman una cámara hermética al

juntarse con otra placa y ser presionadas a alta presión. Cada placa está

cubierta por la tela filtrante (medio filtrante), la que retiene los sólidos y deja

pasar el líquido contenido en el lodo (FILTRADO).

Cada placa cuenta con orificios centrales y orificios laterales. Por los orificios

centrales es alimentado el lodo a deshidratar y los laterales sirven para evacuar

el filtrado.

El lodo líquido es bombeado a las CAMARAS (A) rodeadas por telas filtrantes

(B). Al bombear la presión se incrementa y fuerza al lodo a atravesar las telas,

provocando que los sólidos se acumulen y formen una “torta” seca (C). El PISTON (D) hidráulico empuja la PLACA de acero (E) contra las PLACAS de

polietileno (F) haciendo la prensa. El CABEZAL (G) y el SOPORTE terminal (H) son sostenidos por rieles de las BARRAS de soporte (I), diseñados

especialmente.

El filtrado pasa a través de las telas y es dirigido hacia los canales de las

placas y orificios de drenado (J) del cabezal para descarga. Este filtrado

típicamente contendrá menos de 15 ppm (mg/l) en sólidos suspendidos.

La torta es fácilmente removida haciendo retroceder el pistón neumático,

relajando la presión y separando cada una de las placas, para permitir que la

“torta” compactada caiga desde la cámara.

Ciclos de filtración

CICLO: Tiempo de llenado y compactación de lodo dentro de un Filtro Prensa.

Este ciclo depende de las características de deshidratación de cada lodo, así

como del contenido de sólidos. Un alto contenido de sólidos reduce este ciclo.

Los filtros de prensa son sistemas de deshidratación intermitente. Cada

operación de prensado supone los siguientes pasos:

1. Cierre de la prensa: cuando el filtro esta totalmente vacío, la cabeza móvil

que es activado por el sistema hidráulico-neumático cierra las placas. La

presión de cierre es regulada mediante la filtración.

2. Llenado: Durante esta fase corta la cámara se llena con lodos para su

filtración. El tiempo de relleno depende del flujo de la bomba de alimentación.

Para lodo con gran capacidad de filtración es mejor rellenar el filtro

rápidamente para evitar la formación de una pasta en la cámara primaria antes

de que se haya rellenado del todo.

3. Filtración: Una vez rellenada la cámara, la llegada de manera continua de

lodo a tratar para ser desaguado provoca un aumento de la presión debido a la

formación de una capa espesa de lodo en las membranas. Esta fase de

filtración puede reducirse de manera manual, mediante un temporizador o un

indicador del flujo que activa una alarma de parada cuando se alcanza el final

de la capacidad de filtración. Cuando se ha parado la bomba de filtración, los

circuitos de filtración y ductos centrales, que están todavía rellenos de lodo se

les aplica aire comprimido para su purgado.

4. Apertura del filtro: La cabeza móvil se retira para desarmar la primera

cámara de filtración. La Torta cae por su propio peso. Un sistema mecanizado

tira de las placas una por una. La velocidad en la separación de las placas

puede ajustarse teniendo en cuenta la textura de la pasta.

5. Limpieza: La limpieza de las membranas puede llevarse a cabo entre 15-30

operaciones del proceso. Para unidades largas o medias esto tienen lugar en

prensados usando spray de agua a altas presiones (80-100 bar). La limpieza

esta sincronizada con la separación de las placas.

2.0.- CALCULO LA CAPACIDAD PARA FILTRO PRENSA

1.-Primero se determina la cantidad de lodo en galones (base líquida) que se

procesará en cada ciclo (se recomienda 8 hrs. como mínimo por ciclo).

2.-Luego se determina el contenido de sólidos en peso por galón (base líquida)

expresado en libras (ppm o mg/l deben dividirse sobre 1,000,000. Porcentajes

deben dividirse sobre 100).

3.-Ahora se determina el peso por pié cúbico (ft3) base seca en libras según

tabla siguiente:

Tipo de Lodo

Porcentaje de Sólidos por Peso

(Base seca)

Peso Promedio de Lodo por ft3

(Base seca)

BIOLOGICO 15-25 % 15 lbs.

HIDROXIDOS METALICOS

25-40 % 25 lbs.

LODO DE CAL 30-60 % 35 lbs.

Esta tabla exhibe el peso promedio de los tres tipos de lodo más comunes.

Utilizaremos la siguiente ecuación para calcular el tamaño del filtro prensa.

Esto significa que se necesita un filtro de 600 litros de capacidad de torta seca.

2,000 Total de galones

por ciclo X

0.05 Sólidos (1 %)

por peso X

8.34 Peso del agua

(galón)÷

25 Peso (lbs.)

por ft3=

33,4 Capacidad por ciclo

(ft3)

3. ESPECIFICACIONES TECNICAS

Equipos seleccionados para esta aplicación:

3.1 SISTEMA DE ACONDICIONAMIENTO QUIMICO DE LODO

Equipo mezclador,

• Agitador : Mecánico

Potencia : 5 Kw.

Velocidad : 140 Rpm ,

. Aspas y ejes en acero inoxidable 304

4.2 FILTRO PRENSA MODELO FP800-1-41-NG

Especificaciones

El filtro descrito en esta propuesta consiste en un soporte de cabecera fijo, una

unidad móvil para el desplazamiento / fijación de las placas, un soporte de cola

fijo y un par de barras de unión. El soporte de cabecera contiene una

alimentación central para el lodo a filtrar y salidas laterales a lo largo de cada

lado del filtro para el líquido filtrado. El soporte de cola sostiene el cilindro

hidráulico de cierre y contiene el sistema de bombeo hidráulico. Las barras

laterales conectan los extremos y soportan las placas de filtrado. La unidad

móvil está montada en ruedas guías soportadas por las barras laterales y es

accionada por el cilindro hidráulico.

Modelo FP800-1-41- NG

Tamaño placa 800 mm x 800 mm

Espesor queque 32 mm

Número de cámaras 41

Capacidad 600 lt

Area de filtración 55.8 m2

Tamaño del cilindro 4” x 6”

Peso aproximado de

placas

15.6 kg

Entrada solución 1 c/u, alimentación centrada 3” flange de cara

plana

Descarga líquido 4 c/u, 1” ½ descarga esquina

Manifold para sistema

limpieza

Incluido

Servicio eléctrico No requiere

Servicio aire Intermitente 35 scfm @ 100 psig

Presión de operación 110 psig

Presión hidráulica operación 4500 psig / máx. 5000 psig

Largo aproximado 3.200 mm

Ancho aproximado 960 mm

Alto aproximado 1.570

Peso aproximado 1.220 kg

Mecanismo de Cierre

• Un cilindro hidráulico montado en el extremo de cola, abre y cierra la prensa

y mantiene la presión durante el proceso de desaguado. Se proveen las

cañerías y fittings necesarios para la conexión al sistema de alta presión

hidráulico. Todos los componentes están diseñados para operar a una

presión de 5.000 psig.

• Una bomba hidráulica Simplex, Modelo PA-91 o similar de accionamiento

neumatico permite el cierre del sistema a una presión de 4.800 psig. La

presión se mantiene constante durante el ciclo de desaguado compensando

los cambios de presión y temperatura que pueden contraer el conjunto de

placas

• Se provee un sistema para limitar la presión hidráulica a 5.000 psig.

• El aceite se almacena en un estanque integrado a la unidad hidráulica en el

puntal del equipo.

Todos los componentes están diseñados para trabajo pesado y continuo, su vida útil estimada es de 10 años, si se observan las instrucciones de mantenimiento, especialmente en lo relativo al reemplazo de piezas por desgaste.

Sistema de Control

El panel de control del filtro prensa se monta en el soporte de cola e incluye lo

siguiente:

• Manómetro de presión hidráulica p/ control de cilindro hidráulico

• Manómetro de presión, especial p/control de presión al interior de las

cámaras.

• Válvula de cuatro vías (open, off, close & clamp) para controlar el cilindro

hidráulico.

• Placa de cubierta con instrucciones específicas de operación.

Placas de Filtrado

Las placas de filtrado son fabricadas en polipropileno y están diseñadas para

soportar una presión de 110 psig (7 bar), son capaces de formar una torta de

lodo de espesor nominal de 32 mm. El espesor del alma de la placa tiene un

mínimo de 25 mm con superficie acanalada para drenaje y equipada con

conectores resistentes para estabilizar las cámaras de filtrado contra

diferencias de presión a lo largo de la prensa. La superficie de filtración de las

placas tendrá acanaladuras para proveer un área de flujo por debajo del medio

filtrante. Los pasos del flujo tendrán un tamaño adecuado para permitir la

operación uniforme sobre la superficie de las placas.

Las placas filtrantes están construidas con drenes superiores e inferiores para

permitir el uso efectivo de limpieza por aire, para expeler exceso de filtrado,

antes de abrir la prensa.

Medio Filtrante

El material del medio filtrante es polipropileno hilado diseñado para trabajo

pesado.

La adecuada resistencia de la tela filtrante provee una larga vida útil capaz de

superar los 1.000 ciclos con un cuidado normal de operación.

Las telas están diseñadas para una capacidad de flujo de aire de 3-5 cfm. La

tela filtrante es resistente a soluciones ácidas.

Pintura

La superficie exterior estará libre de salpicaduras y filetes de soldadura. Luego

de arenar para una terminación SSPC-SP-6, se aplica un primer universal y

pintura de terminación de dos capas de pintura epóxica resistente al ácido.

3.3 SISTEMA DE ALIMENTACION AL FILTRO PRENSA

Se proveerá una bomba de desplazamiento positivo de diafragma marca

ALLFLO modelo AL-20 Aluminio: acc P2MA; 99,8lpm@50 PSI 8, y un

compresor de aire marca Lureye con capacidad de 60 scfm @ 120 psi

equipado con motor de 7,5 HP trifásico.

Tablero de Fuerza y Control

Se proveerá un Tablero de Fuerza y Control, con protecciones eléctricas,

temporizadores para los mezcladores y lazos de control. El gabinete será tipo

IP 55.