MXPA02010376A - Filtro vertical y metodo de filtracion. - Google Patents

Abstract

Se describen un aparato y metodo para filtrar liquidos usando un filtro (10) que incluye un medio (14), un levador por aire (24), una caja de lavado (25), una caja de purga (30), una camara de filtrado (18) y una caja de efluente (21). El metodo de filtracion y limpieza del medio es automatico. El liquido filtrado es colectado por tamices de cartuchos multiples (17) antes de entrar en la camara de filtrado (18). El filtrado fluye de la camara de filtrado (18) al interior de la caja de efluente (21). El nivel del liquido en el filtro es controlador por un vertedero de efluente (37) en la caja de efluente (21). El conducto de purga (33) esta debajo del nivel de agua en el filtro (10), el cual proporciona la fuerza impulsora para el flujo de purga. La velocidad de purga es controlada por el nivel del liquido en el tanque del recipiente (11) y una valvula moderada (44) sobre el conducto de purga de liquido ensuciado (33). La caja de lavado (25) incluye una campana de proteccion de medio de filtracion (48), una zona de separacion de liquido de medio de filtracion (50) y un faldon de caja de lavado (52) con un aislador de caja de lavado (39), el cual evita que la suciedad en la caja de lavado entre en la zona de influyente.

Description

FILTRO VERTICAL Y MÉTODO DE FILTRACIÓN Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención Esta invención se refiere a métodos y aparatos para filtrar líquidos que contienen sólidos suspendidos. En forma especifica, esta invención se refiere a una unidad de filtración vertical mejorada. 2. Técnica antecedente La remoción de sólidos suspendidos de líquidos, especialmente agua, ha sido un requerimiento por largo tiempo de para muchos usos de estos líquidos. Por ejemplo, el agua que está libre de sólidos suspendidos se prefiere ampliamente para usos tales como para beber, para procesos industriales y albercas. Los filtros verticales, los cuales utilizan medios de filtración tales como arena, se han usado para separar sólidos suspendidos del agua. Los filtros verticales funcionan al introducir el liquido que contiene sólidos suspendidos sobre la porción superior de un lecho de medio de filtración, normalmente arena. Al pasar el liquido a través del medio de filtración bajo la fuerza de gravedad, los sólidos suspendidos se adhieren al medio de filtración, permitiendo que el liquido libre de sólidos suspendidos se acumule y salga del fondo de la unidad de filtración vertical. El método descrito anteriormente, aunque efectivo para remover sólidos suspendidos de líquidos, tiene varias desventajas. El medio de filtración eventualmente se satura con sólidos suspendidos y ya no puede remover más en forma efectiva los sólidos suspendidos del liquido que entra. Cuando ocurre la condición de (A) , la unidad de filtración vertical debe dejar de funcionar para que los sólidos suspendidos capturados puedan ser removidos del medio de filtración. Esta remoción se logra a través de una operación referida como "lavado a contracorriente", en la cual se introduce liquido limpio, a presión, al fondo del lecho de medio de filtración y pasa a través del medio de filtración en la dirección inversa del proceso de filtración. El flujo inverso del liquido remueve los sólidos filtrados del medio de filtración y sale a través de la parte superior del filtro vertical. Esta operación es continuada típicamente hasta que el agua del lavado a contracorriente que sale esté libre de sólidos suspendidos, indicando que el medio de filtración está limpio. El lavado a contracorriente puede consumir demasiado tiempo y genera grandes volúmenes de aguas residuales.

Los sólidos filtrados nunca son removidos completamente del medio de filtración durante el lavado a contracorriente, lo cual eventualmente da como resultado que el medio de filtración tenga que ser reemplazado. Dispositivos de filtración que utilizan el método anterior se describen en la patente de E.U.A. No. 650,611. El problema de los medios de filtración de lavado a contracorriente ha sido resuelto, hasta cierto punto, a través del desarrollo de sistemas de filtración de lecho continuos o movibles. Aunque estos sistemas de filtración continuos funcionan para remover sólidos suspendidos como se describió arriba, tienen el beneficio añadido de remover continuamente los sólidos suspendidos filtrados del medio de filtración. En estos métodos, el medio de filtración ensuciado en el fondo de la unidad de filtración vertical y una pequeña cantidad de agua filtrada son elevados por aire hasta una caja de lavado. Este levantamiento se lleva a cabo por un tubo de elevación por aire equipado con una fuente de aire comprimido. La mezcla de agua filtrada, arena de filtración y sólidos suspendidos es dirigida contra una mampara o placa para retirar las partículas sólidas suspendidas de la arena. La arena lavada es regresada a la parte superior del lecho de medio de filtración. Las partículas sólidas suspendidas, lavadas del medio de filtración, son enviados del filtro por una combinación de líquido efluente de filtración y líquido filtrado que porta los sólidos suspendidos a través de un vertedero de purga y fuera de la unidad de filtración vertical. El ciclo de filtración se repite automáticamente con el influjo de un nuevo suministro de líquido que será filtrado. Ejemplos de los sistemas de filtración continuos descritos arriba se describen y explican en la patente de E.U.A. No. 4,060,484, patente de E.U.A. No. 4,891,142 y patente de E.U.A. No. 5,582,722, todas las cuales se incorporan en la presente a manera de referencia. Los sistemas continuos descritos anteriormente para la filtración de líquidos y la remoción de partículas sólidas suspendidas típicamente no son tan efectivos o eficientes como lo requiere y desea la industria y el público. Estos sistemas requieren típicamente de sensores de nivel y accionadores de válvula que son costosos y fallan cuando se pierde el suministro de energía eléctrica. Se requieren comúnmente muchas válvulas que pueden causar confusión a quienes operen la unidad de filtración. La operación de elevación por aire comúnmente se "tapona" con medio de filtración, causando que la unidad de filtración tenga que ser apagada para su limpieza. Permanece una necesidad no satisfecha por proporcionar una unidad de filtración vertical que sea confiable, libre de mantenimiento, continua y autolimpiable para la remoción de sólidos suspendidos de líquidos.

Breve descripción de la invención En el aparato de filtración de líquidos de la presente invención, el liquido es filtrado por su flujo gravitacional descendente a través de un lecho de medio de filtración, usualmente, pero no necesariamente arena. El medio de filtración remueve partículas sólidas suspendidas del líquido. El líquido filtrado es recogido en una cámara central de colección de líquido filtrado. El líquido filtrado sale de la cámara de colección hasta un tubo elevador de líquido filtrado que concluye en una caja de líquido filtrado externa.

El líquido filtrado sale después de la unidad de filtración. Los sólidos capturados por el medio de filtración son extraídos hacia abajo con el lecho de medio de filtración movible dentro del área de succión de un elevador por aire. Los sólidos capturados, medio de filtración y una pequeña porción del líquido filtrado son elevados a través del elevador por aire, siendo descargados en una caja de lavado. El aire es inyectado en el elevador por aire a través de un múltiple de aire primario para llevar a cabo la acción en el elevador por aire. En la caja de lavado, los sólidos capturados, medio de filtración y mezcla de líquidos que provienen del elevador por aire golpean una campana protectora de medio de filtración y son reflejados hacia abajo al interior de la caja de lavado. En esta área, una porción de liquido no filtrado fluye hacia arriba desde el lado inferior de la caja de lavado a través de boquillas de entrada de agua de limpieza separadas proporcionalmente alrededor del lado inferior de la caja de lavado. Esta porción de líquido influyente, o liquido de lavado, separa y suspende los sólidos capturados del medio de filtración y es conducida por gravedad hasta una caja de purga de líquido ensuciado. El flujo de líquido de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado es regulado, por ejemplo, por una válvula moderada. De esta manera, la velocidad de flujo total a través del aparato de filtración de líquidos puede ser controlado. El líquido de lavado es después descargado de la caja de purga de líquido ensuciado. El medio de filtración limpio es reintroducido a la parte superior del lecho de medio de filtración. Una modalidad alternativa de la presente invención utiliza una caja de lavado de dos etapas. En la caja de lavado de dos etapas, los sólidos capturados, medio de filtración y mezcla de líquidos del elevador por aire golpean una campana protectora de medio de filtración y son reflejados hacia abajo hasta un cono de separación poroso. Los sólidos y líquidos capturados pasan a través del cono de separación y dentro de una bandeja de colección de purga de líquido ensuciado. Los sólidos y líquidos capturados son conducidos por gravedad hasta una caja de purga de liquido ensuciado. El medio de filtración cae desde el cono de separación al interior de la caja de lavado. En el interior de la caja de lavado, el medio de filtración es lavado con líquido no filtrado, como se describió arriba. En una modalidad preferida de la presente invención, el nivel de líquido filtrado en la caja de líquido filtrado es controlado por un vertedero de superficie. El nivel de líquido de lavado en la caja de purga de liquido ensuciado es controlado por un vertedero de superficie. Otros objetos de la presente invención se harán aparentes para aquellos de capacidad ordinaria en la técnica después de leer y entender la siguiente descripción detallada y los dibujos.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista en elevación esquemática de la presente invención, que muestra componentes internos; La figura 2 es una vista aislada de una caja de lavado de dos etapas; La figura 3 es una vista aislada de una caja de lavado de una etapa; La figura 4 es una vista aislada de un aislador de caja de lavado; La figura 5 es una vista aislada de un elevador por aire con un múltiple principal.

Descripción detallada de la modalidad preferida En la siguiente descripción y los dibujos anexos, los números de referencia usados en las diferentes figuras se refieren a características o elementos similares. En referencia a la figura 1, la unidad de filtración (filtro) 10 incluye un recipiente 11, el cual es definido por extremidades 12 y una pared lateral 13. Aunque el recipiente 11 se ilustra como cilindrico en corte transversal, puede ser cuadrado o tener alguna otra configuración transversal. El recipiente 11 contiene un lecho de medio de filtración en partículas (medio) 14, que puede ser arena, antracita, esferas de cerámica, carbón activado granulado u otro material de filtración adecuado. El medio de filtración 14 se clasifica antes de ser colocado en el recipiente 11. Si se incluyen partículas de medio de filtración que sean muy finas, se puede impedir el flujo de líquido a través del lecho. Si las partículas del medio de filtración son demasiado grandes, las partes internas pueden ser dañadas. Se prefiere que el tamaño promedio de partícula del medio de filtración sea de menos de 3.175 milímetros (0.125 pulgadas). El lecho de medio de filtración 14 puede tener una forma cónica doblemente ahusada , y filtra un líquido influyente 15 mientras desciende hacia abajo a través del lecho de medio de filtración 14. Se logra una filtración mejorada si el tamaño de partícula del lecho de medio de filtración 14 es más grueso, o más grande en el área exterior, haciéndose más fino, o más pequeño hacia el medio y centro del lecho de medio de filtración 14. La configuración cónica superior del lecho de medio de filtración 14 ocurre naturalmente a partir de la operación de la unidad de filtración. Al caer el medio de filtración desde la caja de lavado sobre la parte superior de la pila cónica, las propias partículas se clasifican. Las partículas de medio de filtración más grandes tienden a rodar hacia abajo de la pendiente del cono. Sin embargo, las partículas más pequeñas tienden a descender verticalmente a través del interior de la porción de cono. Esta acción da como resultado la configuración cónica preferida de la pila. El proceso de filtración comienza con la entrada del líquido influyente 15 en el recipiente 11 a través de la entrada de líquido incluyente 16. El líquido influyente desciende, por gravedad, a través del lecho de medio de filtración cónico 14, hacia el fondo del filtro. El líquido incluyente puede ser cualquier líquido, pero de preferencia será típicamente agua o aguas residuales. El líquido incluyente no filtrado 15 tiende a fluir a través de la capa exterior más gruesa que a través de la capa interior más fina. Los líquidos siguen típicamente la trayectoria de menos resistencia. La trayectoria de menos resistencia es en este caso a través del medio de filtración con tamaño de partícula grueso porque el espacio entre partículas es grande en comparación con el medio de filtración más fino. Así, la filtración inicial de líquido incluyente 15 se logra por el medio de filtración de tamaño de partículas grueso . El líquido incluyente parcialmente filtrado es filtrado más al fluir después a través de la capa interior del medio de filtración de tamaño de partícula más fino. El líquido incluyente fluye después a través de varios tamices de cartucho en forma cilindrica 17 hasta una cámara de efluente (filtrado) 18 que colecta el líquido filtrado. Los tamices de cartucho 17 rodean la cámara de efluente 18. Debe haber un número suficiente de tamices de cartucho 17 para rodear la cámara de efluente 18; típicamente, se usan por lo menos cinco tamices de cartucho. Los tamices de cartucho que se prefieren son tamices a base de tubos con tapas extremas, como los vendidos por Tate Ándale de Notario, Canadá. El líquido efluente filtrado sale de la unidad de filtración a través del conducto de efluente 19 hasta el tubo elevador de efluente externo 20. la válvula de líquido filtrado 45 se puede usar para tomar muestras del líquido filtrado. El tubo elevador de efluente externo 20 descarga en la caja de líquido filtrado 21 (caja de efluente) . El líquido filtrado sale de la caja de líquido filtrado 21 a través del conducto de efluente 23. La altura del líquido efluente filtrado en la caja de líquido filtrado 21 puede ser controlada por un vertedero de superficie de liquido filtrado 22. Este enfoque permite una fácil medición y control de la velocidad de flujo del líquido filtrado. El líquido efluente filtrado fluye sobre el vertedero de superficie de líquido filtrado 22 y deja la caja de líquido filtrado 21 a través del conducto de efluente 23.

Los sólidos capturados por el lecho de medio de filtración 14 son extraídos hacia abajo con el lecho de medio de filtración movible 14 dentro de un área de entrada 36 de un elevador por aire 24. El transporte continuo de medio de filtración sucio desde el fondo del filtro hasta una caja de lavado 25 se lleva a cabo por el elevador de aire 24. El rendimiento de la unidad de filtración depende, en gran parte, del rendimiento del elevador por aire. Los elevadores por aire se conocen bien en los campos del tratamiento de aguas residuales y en hidráulica. Una bomba de elevación por aire convencional consiste esencialmente en un tubo vertical que tiene su extremo inferior sumergido en un líquido o suspensión que será bombeado. El extremo superior del tubo descarga el material bombeado. En el caso de la presente invención, la mezcla transportada hacia arriba de medio de filtración sucio y líquido filtrado se vacían en la caja de lavado 25. La altura a la cual la mezcla puede ser elevada por aire depende de la eficiencia del sistema de elevación por aire. La acción de bombeo o elevación real se logra por la introducción de aire en la parte inferior del elevador por aire 24 que también contiene una mezcla de liquido filtrado y medio de filtración sucio. La mezcla resultante es más liviana que el liquido en el cual se sumerge el extremo inferior. La presión dirigida hacia arriba de la columna de líquido en la base del elevador por aire 24 combinada con la gravedad especifica más baja de la mezcla de aire, líquido y medio de filtración dentro del elevador por aire 24 fuerzan la mezcla de medio de filtración sucio y el líquido filtrado hacia arriba. Como se muestra en la figura 5, se introduce aire comprimido en el elevador por aire 24 cerca de su fondo a través de un múltiple de aire primario 26. Se puede usar un múltiple de aire principal 27 para ayudar a iniciar el proceso de elevación por aire. El múltiple de aire primario 26 comunica con el elevador por aire 24 a través del pasaje 28. El múltiple de aire principal 27 comunica con el elevador por aire 24 a través del pasaje 29. Se suministra aire comprimido al interior del elevador por aire 24 a través de los dos múltiples 26, 27. El aire comprimido es suministrado al múltiple de aire primario 26 por el conducto de aire comprimido 46, y al múltiple de aire principal 27 por el conducto de aire comprimido 47, ambos de los cuales comunican con una fuente de aire comprimido (no mostrada) para maximizar la velocidad de flujo de aire a la mezcla que esté siendo levantada por aire a la caja de lavado 25. El pasaje del múltiple de aire principal 29 se localiza sobre el múltiple de aire primario 28. El tubo de elevación por aire puede tener una entrada inferior en forma de campana 36. Esta entrada inferior en forma de campana incrementa la velocidad de bombeo. De esta manera, más agua filtrada, medio de filtración y suciedad pueden ser bombeados a la parte superior de la unidad de filtración sin incrementar el requerimiento de suministro de aire. La figura 3 ilustra la construcción de una caja de lavado de una etapa 25. El elevador por aire 24 es centrado dentro de la caja de lavado 25 a través del uso de guías de centrado 55. La mezcla de aire, líguido y medio de filtración se eleva a través del elevador por aire 24 y se desvía de una campana de protección de medio de filtración 48 dentro de un cuerpo de caja de lavado 35. Toda la limpieza se logra por el líquido influyente 42 que entra al cuerpo de caja de lavado 35 a través de boquillas de entrada de líquido de limpieza 32 como se muestra en la figura 4. Puede haber cualquier número de boquillas de entrada de liquido de limpieza 32. Se prefiere que las boquillas de entrada de líquido de limpieza 32 sean separadas proporcionalmente sobre el lado inferior del faldón de caja de lavado 34. El número preferido de boquillas de entrada de liquido de limpieza 32 es tres. Las boquillas de entrada de líquido de limpieza 32 se pueden suministrar alternativamente, al menos en parte, con líquido filtrado desde la caja de líquido filtrado. El medio de filtración de densidad más alta se sedimenta en el área del faldón de la caja de lavado 34. En esta área, el liquido influyente fluye hacia arriba desde el fondo del faldón de caja de lavado 34 por medio de las boquillas de entrada de líquido de limpieza 32. El liquido influyente 42, o liquido de lavado, entra en un área de separación de liquido de medio de filtración de caja de lavado 31 por medio de las boquillas de entrada de líquido de limpieza 32; existe una diferencia en presión entre el nivel de líquido en el recipiente 11, y un conducto de purga de líquido sucio 33. La acción de este diferencial de presión impulsa al líquido de lavado fuera del conducto de purga de líquido sucio 33 y proporciona control de nivel automático, eliminando la necesidad de sensores de nivel en el funcionamiento del filtro vertical de la presente invención. La velocidad ascendente del líquido de lavado mantiene los sólidos de densidad más baja en suspensión para que puedan ser suspendidos y descargados a la caja de purga de líquido ensuciado 30. Esta suspensión de sólidos y líquido es transportada a la caja de purga de líquido ensuciado 30 por medio del conducto de purga de líquido ensuciado 33. Debido a su densidad más alta, el medio de filtración se sedimenta en el faldón de caja de lavado 34. El líquido de lavado fluye así hacia arriba a través de un área cada vez más sedimentada de medio de filtración antes de alcanzar el conducto de purga de liquido ensuciado 33. El medio de filtración es entonces limpiado en el área del faldón de caja de lavado 34 antes de sedimentarse de nuevo a la parte superior del lecho de medio de filtración 14 por medio del aislador de caja de lavado 39. El aislador de caja de lavado 39 tiene una porción reductora y ahusada en su punto más bajo, y reintroduce el medio de filtración a la región superior del lecho de medio de filtración 14. Esto mantiene la configuración generalmente cónica del lecho. El líquido de lavado se descarga fuera de la caja de purga de líquido ensuciado 30 por el conducto de efluente de líquido ensuciado 40. Una válvula moderada 44 sobre el conducto de purga de líquido ensuciado 33 se puede usar para ajustar la velocidad de flujo del líquido de lavado fuera de la caja de purga de líquido ensuciado 30 al ajustar el flujo en el conducto de purga de líquido ensuciado 33. Como alternativa, se puede usar una placa con un orificio dimensionado adecuadamente a las necesidades del sistema para regular el flujo en el conducto de purga de líquido ensuciado 33. El control de la velocidad de flujo de agua de lavado es importante toda vez que una velocidad de flujo demasiado alta puede dar como resultado el barrido del medio de filtración. Una velocidad de flujo demasiado lenta puede dar como resultado una limpieza insuficiente del medio de filtración. El nivel de líquido de lavado en la caja de purga de líquido ensuciado 30 puede ser controlado por un vertedero de purga (efluente) 37. El nivel de líquido en el recipiente de la unidad de filtración 11 cambiará de acuerdo con la pérdida general de filtración. De esta manera, el vertedero de purga 37 ayuda a la válvula moderada 44 en la característica de control de nivel automático del filtro vertical de la presente invención. La velocidad de flujo del líquido de lavado cambiará automáticamente con la pérdida general o requerimiento de limpieza dentro de una escala de velocidad de purga deseada del cuatro por ciento (4%) a siete por ciento (7%) . La velocidad de purga es la relación de flujo de efluente de líquido de lavado al flujo de líquido influyente. Este método elimina la necesidad de sistemas de control de nivel electrónicos, simplifica la operación en comparación con filtros verticales anteriores al tener menos válvulas, y permite que la velocidad de flujo del líquido de lavado sea cambiada al cambiar el requerimiento de limpieza del medio de filtración. En la figura 2 se ilustra un aparato de caja de lavado de limpieza de dos etapas. En este escenario, la caja de lavado de limpieza de dos etapas 53 incluye una campana de protección de medio de filtración 48 que desvía el líquido filtrado y el medio de filtración sucio hacia abajo sobre un cono de separación 49. Esta desviación hacia abajo lava de manera eficiente las partículas de suciedad y los sólidos del medio de filtración, junto con el líquido filtrado. El líquido concentrado de sólidos que proviene del elevador de aire cae sobre la superficie porosa inclinada del cono de separación 49 y pasa a través de la superficie del cono de separación 49 al interior de una bandeja de recolección de purga de liquido ensuciado 51. El cono de separación 49 está construido de un medio o material poroso. Se prefiere una construcción de alambre cónico tejido para el cono de separación 49. La construcción de alambre cónico que se prefiere es tal que el lado plano del alambre cónico mire hacia afuera. El espacio entre las hebras de alambre cónico orientadas horizontalmente es de hasta 0.508 milímetros (0.02 pulgadas). La corriente de purga de líquido sucio concentrada es conducida por gravedad a través del conducto 43 hasta la caja de purga de líquido ensuciado 30. Esta es la primera etapa de lavado. El medio de filtración desaguado y parcialmente filtrado se mueve hacia abajo a lo largo de la superficie del cono de separación 49 y cae dentro de un área (zona) de separación de líquido de medio de filtración de caja de lavado 50 y eventualmente en el faldón de caja de lavado 52 y es lavado hasta quedar limpio de partículas filtradas como se describe en la caja de lavado de una etapa 25 mencionada arriba por liquido no filtrado, no líquido de lavado, que entra en el faldón de caja de lavado 52 por medio de boquillas de entrada 5 . El líquido de lavado es después barrido por el conducto de purga de líquido ensuciado 33. Esta es la segunda etapa de lavado. El líquido de lavado que proviene del conducto 33 es después llevado a la caja de purga de líquido ensuciado 30 en donde es después removido de la unidad de filtración como se describió arriba. Asimismo, la velocidad de purga de líquido ensuciado puede ser controlada por una válvula moderada 44 sobre el conducto de purga de líquido ensuciado 33 como se describe en relación con la caja de lavado de una etapa 25. La presente invención también está dirigida a un método para filtrar líquidos. El método que se prefiere incluirá generalmente las etapas de: proporcionar un lecho de material de filtración, normalmente arena, que comprende partículas de diferentes tamaños, incluyendo partículas grandes y partículas finas, el lecho tiene una configuración cónica general; introducir líquido no filtrado, típicamente agua o agua residual, sobre el lecho, liquido que es filtrado a través del lecho en una dirección descendente, el líquido filtrado pasa a través de tamices de cartuchos múltiples dentro de una cámara de efluente para formar una colección de líquido filtrado; remover el líquido filtrado de la cámara de efluente, transportando el liquido filtrado a través de un conducto elevador hasta una caja de líquido filtrado en donde el flujo y altura del líquido filtrado es controlado por un vertedero, el líquido filtrado fluye sobre el vertedero y sale de la caja de líquido filtrado; retirar material de filtración sucio de la región inferior del lecho; transportar el material de filtración sucio con una porción del líquido filtrado desde una posición en la región inferior del lecho hasta una posición sobre el lecho; separar suciedades del material de filtración al desviar el material de filtración sucio y el líquido filtrado de una campana de protección de medio de filtración; lavar el material de filtración al introducir una porción de líquido no filtrado en el lado inferior de un faldón de caja de lavado de una manera contra corriente, transportando el líquido no filtrado, ahora líquido de lavado, a través del material de filtración en el faldón de la caja de lavado; transportar el líquido de lavado hasta una caja de purga de líquido ensuciado; regular el flujo del líquido de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado mediante el uso de una válvula moderada; descargar el líquido de lavado de la caja de purga de líquido ensuciado; y depositar material de filtración limpio en la parte superior del lecho para mantener así la configuración generalmente cónica. Un método preferido alternativo, usando una lavado de dos etapas, incluirá generalmente las etapas de: proporcionar un lecho de material de filtración, típicamente arena, que comprende partículas de diferentes tamaños, incluyendo partículas grandes y partículas finas, el lecho tiene una configuración cónica general; introducir líquido no filtrado, típicamente agua o agua residual, sobre el lecho, líquido que es filtrado a través del lecho en una dirección descendente, el líquido filtrado de esta manera pasa a través de tamices de cartuchos múltiples dentro de una cámara de efluente para formar una colección de líquido filtrado; remover el líquido filtrado de la cámara de efluente, transportando el liquido filtrado a través de un conducto elevador hasta una caja de líquido filtrado en donde la altura del líquido filtrado es controlada por un vertedero, el líquido filtrado fluye sobre el vertedero y sale de la caja de liquido filtrado; retirar material de filtración sucio de la región inferior del lecho; transportar el material de filtración sucio con una porción del líquido filtrado desde una posición en la región inferior del lecho hasta una posición sobre el lecho; separar suciedades del material de filtración al desviar el material de filtración sucio y el líquido filtrado de una campana de protección de medio de filtración, recogiendo el material de filtración sobre una superficie porosa, tal como un cono de tamizado de malla de alambre metálico o alambre cónico, transportando el líquido filtrado cargado de suciedades a través de la superficie porosa, colectando el líquido tamizado cargado de suciedades en una bandeja de colección de líquido de purga; transportar el material de filtración de la superficie porosa a un faldón de la caja de lavado; lavar el material de filtración en el faldón de la caja de lavado al introducir una porción de líquido no filtrado en el lado inferior del faldón de la caja de lavado, transportando el líquido no filtrado, ahora líquido de lavado, a través del material de filtración en el faldón de la caja de lavado; transportar el líquido de lavado y el líquido filtrado cargado de suciedades hasta una caja de purga de líquido ensuciado; regular el flujo del líquido de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado mediante el uso de una válvula moderada; descargar el líquido de lavado y el líquido filtrado cargado de suciedades de la caja de líquido de purga ensuciado; y depositar material de filtración limpio en la parte superior del lecho para mantener así la configuración generalmente cónica. Como alternativa, el líquido de lavado en el faldón de la caja de lavado puede ser agua filtrada suministrada desde la caja de líquido filtrado. La invención se ha descrito con referencia a las modalidades preferidas. Modificaciones y alteraciones obvias ocurrirán a otros después de leer y entender la anterior descripción detallada. Se intenta que la invención se considere como incluyendo todas estas modificaciones y alteraciones, siempre y cuando estén dentro del alcance de las reivindicaciones anexas o los equivalentes de las mismas.

Claims (37)

1. REIVINDICACIONES 1. Un aparato de filtración de líquidos, caracterizado porque comprende: un recipiente; un lecho de material de filtración dentro del recipiente; una entrada para introducir en una región superior del recipiente un liquido influyente que será filtrado, el líquido siendo filtrado al descender por gravedad a través del lecho hasta una región inferior del recipiente; una caja en el lecho para colectar el líquido filtrado; una salida para transportar el líquido filtrado desde la caja; un tubo de elevación por aire para transportar una mezcla del material de filtración ensuciado por partículas tomada del líquido que será filtrado y una porción del líquido filtrado de la región inferior del recipiente a la región superior del recipiente, el tubo de elevación por aire concluye en una caja de lavado; la caja de lavado comprende una campana de protección de medio de filtración para desviar el material de filtración ensuciado; un faldón de caja de lavado debajo de la campana de protección de medio de filtración, en donde el material de filtración es lavado con una porción del líquido influyente que entra en el faldón de la caja de lavado a través de por lo 5 menos una boquilla de entrada de agua de limpieza; un aislador de caja de lavado en el fondo del faldón de la caja de lavado a través del cual el material de filtración lavado es reintroducido a una región superior del lecho; 10 un conducto de purga de líquido ensuciado para transportar desde la caja de lavado el líquido influyente que ha lavado el material de filtración; y Wß medios para introducir un gas primario al tubo de elevación por aire para inducir el flujo del material de 15 filtración ensuciado a la caja de lavado. 2. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el áB material de filtración se selecciona del grupo que consiste en 20 arena, antracita, esferas de cerámica y carbón activado granulado. 3. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el liquido es agua o aguas residuales. 5 4. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la entrada en el extremo inferior del tubo de elevación por aire ¡ tiene una forma de fondo de campana hueco. 10 5. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque un conducto principal de elevación por aire es comunicado al tubo de elevación por aire en un lugar sobre el medio para introducir gas primario, el conducto principal de elevación por 15 aire está conectado a una fuente de gas comprimido. 6. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una válvula sobre el conducto de purga de liquido 20 ensuciado para ajustar la velocidad de flujo del líquido a través del mismo. 7. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una caja de líquido filtrado conectada a la salida, la caja de líquido filtrado tiene un vertedero colocado en la caja de líquido filtrado para controlar el nivel de líquido filtrado en la misma. 8. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una caja de purga de líquido ensuciado conectada al conducto de purga de líquido ensuciado, la caja de purga de liquido ensuciado tiene un vertedero para controlar el nivel de líquido en la caja de purga de liquido ensuciado. 9. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque incluye una pluralidad de tamices de cartuchos múltiples, el líquido filtrado pasa a través de los tamices de cartuchos múltiples antes de entrar en la caja. 10. Un aparato de filtración de líquidos, caracterizado porque comprende: un recipiente; un lecho de material de filtración dentro del recipiente; una entrada para introducir en una región superior del recipiente un líquido que será filtrado, el líquido siendo filtrado al descender por gravedad a través del lecho hasta una región inferior del recipiente; una caja en el lecho para colectar el líquido filtrado, el líquido filtrado entra en la caja a través de tamices de cartuchos múltiples en la región inferior del recipiente; una salida para transportar el líquido filtrado desde la caja hasta un tubo elevador de efluente, el tubo elevador de efluente concluye en una caja de líquido filtrado, el nivel del líquido filtrado en la caja de líquido filtrado siendo controlado por un vertedero, el líquido filtrado pasa sobre el vertedero y sale de la cada de líquido filtrado; un tubo de elevación por aire para transportar una mezcla del material de filtración ensuciado por partículas tomada del líquido que será filtrado y una porción del líquido filtrado de la región inferior del recipiente a la región superior del recipiente, el tubo de elevación por aire concluye en una caja de lavado; la caja de lavado comprende una campana de protección de medio de filtración para desviar el material de filtración ensuciado, un faldón de caja de lavado debajo de la campana de protección de medio de filtración; un aislador de caja de lavado en el fondo del faldón de la caja de lavado a través del cual el material de filtración lavado es reintroducido a la región superior del lecho y en donde, el material de filtración es lavado con una pequeña porción del líquido influyente, ahora líquido de lavado, que entra en el faldón de la caja de lavado a través de boquillas de entrada de agua de limpieza localizadas en el fondo del faldón de la caja de lavado; un conducto de purga de líquido ensuciado que transporta el líquido de lavado de la caja de lavado a una caja de purga de líquido ensuciado; una válvula cerca del extremo del conducto de purga de líquido ensuciado para ajustar la velocidad de flujo del líquido de lavado; la caja de purga de líquido ensuciado comprende un vertedero para controlar la altura del líquido de lavado en la caja de purga de líquido ensuciado y una salida para que el líquido de lavado salga de la caja de purga de líquido ensuciado; y medios para introducir un gas primario al tubo de elevación por aire para inducir el flujo del material de filtración ensuciado a la caja de lavado. 11. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el material de filtración incluye arena. 5 12. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque el líquido es agua o aguas residuales. 13. El aparato de filtración de líquidos de 10 conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque la entrada en el extremo inferior del tubo de elevación por aire tiene una forma de fondo de campana hueco. 14. El aparato de filtración de líquidos de 15 conformidad con la reivindicación 10, caracterizado porque un conducto principal de elevación por aire es comunicado al tubo de elevación por aire en un lugar sobre el medio para introducir gas primario, el conducto principal de elevación por -flfe aire está conectado a una fuente de gas comprimido. 20 15. Un aparato de filtración de líquidos, caracterizado porque comprende: un recipiente; un lecho de material de filtración dentro del recipiente; una entrada para introducir en una región superior del recipiente un líquido influyente que será filtrado, el 5 líquido siendo filtrado al descender por gravedad a través del lecho hasta una región inferior del recipiente; una caja en el lecho para colectar el líquido ,-' filtrado; una salida para transportar el líquido filtrado desde 10 la caja hasta un tubo elevador de efluente, el tubo elevador de efluente concluye en una caja de líquido filtrado; un tubo de elevación por aire para transportar una mezcla del material de filtración ensuciado por partículas tomada del líquido que será filtrado y una porción del líquido 15 filtrado de la región inferior del recipiente a la región superior del recipiente, el tubo de elevación por aire concluye en una caja de lavado; la caja de lavado comprende una campana de protección de medio de filtración para desviar el material de filtración 20 ensuciado, un cono de separación poroso debajo de la campana de protección de medio de filtración para separar el material de filtración de las partículas y el líquido filtrado, una bandeja de colección de purga de líquido ensuciado debajo del cono de separación para colectar partículas y líquido que hayan pasado a través del cono de separación; un faldón de caja de lavado debajo de la bandeja de colección de purga de líquido ensuciado; un aislador de caja de lavado en el fondo del faldón de la caja de lavado a través del cual el material de filtración lavado es reintroducido a una región superior del lecho, y en donde el material de filtración es lavado con una porción del liquido filtrado que entra en el faldón de la caja de lavado a través de boquillas de entrada de agua de limpieza localizadas en el fondo del faldón de la caja de lavado; un primer conducto de purga de líquido ensuciado que comunica la bandeja de colección de purga de líquido ensuciado con una caja de purga de líquido ensuciado; un segundo conducto de purga de liquido ensuciado que transporta el líquido de lavado de la caja de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado; y medios para introducir un gas primario al tubo de elevación por aire para inducir el flujo del material de filtración ensuciado a la caja de lavado. 16. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el material de filtración se selecciona del grupo que consiste en arena, antracita, esferas de cerámica y carbón activado granulado. 17. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el líquido es agua o aguas residuales. 18. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque la entrada en el extremo inferior del tubo de elevación por aire tiene una forma de fondo de campana hueco. 19. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque un conducto principal de elevación por aire es comunicado al tubo de elevación por aire en un lugar sobre el medio para introducir gas primario, el conducto principal de elevación por aire está conectado a una fuente de gas comprimido. 20. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque incluye una válvula sobre el conducto de purga de líquido ensuciado para ajustar la velocidad de flujo del liquido a través del mismo. 21. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque un vertedero está colocado en la caja de líquido filtrado para controlar el nivel de líquido filtrado en la misma. 5 22. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque un vertedero está colocado en la caja de purga de líquido • ensuciado para controlar el nivel de líquido en la caja de 10 purga de liquido ensuciado. 23. El aparato de filtración de líquidos de ^P» conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el líquido filtrado pasa primer a través de tamices de cartuchos 15 múltiples antes de entrar en la caja. 24. El aparato de filtración de líquidos de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque el cono de separación está construido de alambre cónico. 20 25. Un método para filtrar un líquido, caracterizado porque comprende las etapas de: proporcionar un lecho de material de filtración; introducir líquido no filtrado sobre el lecho, líquido que es filtrado a través del lecho en una dirección descendente, el líquido filtrado pasa dentro de una cámara para colectar líquido filtrado; 5 remover el líquido filtrado de la cámara para colectar líquido filtrado, transportando el líquido filtrado a través de un conducto elevador hasta una caja de líquido , > filtrado, el nivel del líquido filtrado en la caja de líquido filtrado es controlado por un vertedero sobre el cual pasa el 10 líquido filtrado antes de salir de la caja de líquido filtrado; retirar material de filtración sucio de la región inferior del lecho; «^^ transportar el material de filtración sucio con una porción del líquido filtrado desde una posición en la región 15 inferior del lecho hasta una posición sobre el lecho; separar suciedades del material de filtración al desviar el material de filtración sucio y el líquido filtrado de una campana de protección de medio de filtración; fc lavar el material de filtración al introducir un 20 flujo en dirección contraria del líquido no filtrado, y transportar el líquido no filtrado, ahora líquido de lavado, a través del material de filtración; transportar el líquido de lavado hasta una caja de purga de líquido ensuciado, en donde el nivel del líquido de lavado es controlado por un vertedero de purga en la caja de purga de líquido ensuciado, el líquido de lavado tiene que pasar sobre el vertedero de purga; controlar el nivel de líquido en la caja de purga mediante el uso de una válvula moderada en el conducto- de purga de líquido ensuciado y la altura del vertedero y la altura del vertedero de purga; descargar el líquido de lavado de la caja de purga de • líquido ensuciado; y 10 depositar material de filtración limpio que proviene del faldón de la caja de lavado en la parte superior del lecho. 26. El método de conformidad con la reivindicación V 25, caracterizado porque el material de filtración se 15 selecciona del grupo que consiste en arena, antracita, esferas de cerámica y carbón activado granulado. 27. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el líquido no filtrado es agua o aguas 20 residuales. 28. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el líquido filtrado en la caja de líquido filtrado pasa sobre un vertedero antes de salir de la caja de líquido filtrado. 29. El método de conformidad con la reivindicación 5 25, caracterizado porque el flujo del líquido de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado es controlado por una válvula moderada. • 30. El método de conformidad con la reivindicación 10 25, caracterizado porque el líquido de lavado en la caja de purga de líquido ensuciado pasa sobre un vertedero antes de salir de la caja de purga de líquido ensuciado. \ 31. Un método para filtrar un líquido, caracterizado 15 porque comprende las etapas de: proporcionar un lecho de material de filtración; introducir liquido no filtrado sobre el lecho, líquido que es filtrado a través del lecho en una dirección I descendente, el líquido filtrado de esta manera pasa a través 20 de tamices dentro de una cámara para colectar liquido filtrado; remover el liquido filtrado de la cámara para colectar líquido filtrado, transportando el líquido filtrado a través de un conducto elevador hasta una caja de líquido filtrado en donde el flujo y la altura del líquido filtrado es controlado por un vertedero, el liquido filtrado fluye sobre el vertedero y sale de la caja de líquido filtrado; retirar material de filtración sucio de la región inferior del lecho; 5 transportar el material de filtración sucio con una pequeña porción del líquido filtrado desde una posición en la región inferior del lecho hasta una caja de lavado colocada >, sobre el lecho; separar suciedades del material de filtración al 10 desviar el material de filtración sucio y el líquido filtrado de una campana de protección de medio de filtración; lavar el material de filtración en la caja de lavado al introducir un flujo en dirección contraria del líquido no filtrado a un lado inferior de la caja de lavado, transportando 15 el líquido no filtrado, ahora líquido de lavado, a través del material de filtración en la caja de lavado; transportar el liquido de lavado hasta una caja de purga de líquido ensuciado, en donde el nivel del líquido de ™ lavado es controlado por un vertedero de purga en la caja de 20 purga de liquido ensuciado, el líquido de lavado teniendo que pasar sobre el vertedero de purga; regular el flujo del líquido de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado mediante el uso de una válvula moderada; controlar el nivel de líquido en la caja de purga mediante el uso de la válvula moderada, el vertedero y el vertedero de purga; descargar el líquido de lavado de la caja de purga de líquido ensuciado; y depositar material de filtración limpio de la caja de lavado en la parte superior del lecho. • 32. El método de conformidad con la reivindicación 10 31, caracterizado porque el material de filtración se selecciona del grupo que consiste en arena, antracita, esferas de cerámica y carbón activado granulado. V 33. El método de conformidad con la reivindicación 15 31, caracterizado porque el líquido no filtrado es agua o aguas residuales. 34. Un método para filtrar un líquido, caracterizado porque comprende las etapas de: 20 proporcionar un lecho de material de filtración; introducir líquido no filtrado sobre el lecho, líquido que es filtrado a través del lecho en una dirección descendente, el líquido filtrado pasa al interior de una cámara para colectar líquido filtrado; remover el líquido filtrado de la cámara para colectar líquido filtrado, transportando el líquido filtrado a través de un conducto elevador hasta una caja de líquido filtrado, controlando después el nivel del líquido filtrado en 5 la caja de líquido filtrado por un vertedero sobre el cual el líquido filtrado pasa antes de salir de la caja de líquido filtrado; : A^ retirar material de filtración sucio de la región inferior del lecho; 10 transportar el material de filtración sucio con una porción del líquido filtrado desde una posición en la región inferior del lecho hasta una posición sobre el lecho; ? \ separar suciedades del material de filtración al desviar el material de filtración sucio y el líquido filtrado 15 de una campana de protección de medio de filtración, pasando material de filtración sobre una superficie porosa, transportando líquido filtrado cargado de suciedades a través de la superficie porosa, colectando el líquido filtrado cargado 0t con suciedades en una bandeja de colección de líquido de purga; 20 transportar el material de filtración de la superficie porosa a un faldón de la caja de lavado; lavar el material de filtración en el faldón de la caja de lavado al introducir una porción del líquido no filtrado en un lado inferior del faldón de la caja de lavado, transportando el líquido no filtrado, ahora líquido de lavado, a través del material de filtración en el faldón de la caja de lavado de una manera contracorriente; transportar el líquido de lavado y el líquido filtrado cargado de suciedades hasta una caja de purga de líquido ensuciado, en donde el nivel del líquido de lavado es controlado por un vertedero de purga en la caja de purga de líquido ensuciado, el líquido de lavado teniendo que pasar * sobre el vertedero de purga; 10 regular el flujo del líquido de lavado a la caja de purga de líquido ensuciado mediante el uso de una válvula moderada; controlar el nivel de líquido en la caja de purga mediante el uso de una válvula moderada sobre el conducto de 15 purga de líquido ensuciado, y la altura del vertedero y la altura del vertedero de purga; descargar el líquido de lavado y el líquido filtrado cargado de suciedades de la caja de purga de líquido ensuciado; y 20 depositar material de filtración limpio de la caja de lavado en la parte superior del lecho. 35. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque incluye la etapa de pasar el líquido filtrado sobre un vertedero antes de salir de la caja de líquido filtrado. 36. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque incluye la etapa de pasar el líquido de lavado y el líquido filtrado cargado de suciedades sobre un vertedero antes de salir de la caja de líquido filtrado. 37. El método de conformidad con la reivindicación 34, caracterizado porque el líquido de lavado en la caja de lavado es introducido, al menos en parte, como líquido filtrado desde la caja de líquido filtrado.