FUNDAMENTOS

     Dentro de las alternativas de tratamiento biológico con biomasa fija, los filtros percoladores han encontrado su aplicación en un número de plantas de tratamiento municipales e industriales.

     Básicamente se trata de estructuras frecuentemente cilíndricas dentro de las cuales se instalan rellenos de distinto tipo de manera de ofrecer un sostén o superficie sobre el cual se desarrollan las comunicades de microorganismos. Puede decirse que a grosso modo hay dos configuraciones bien diferenciadas aunque ambas reciban el mismo nombre. Históricamente el "clásico" lecho o filtro percolador asemejando la geometría de un tanque australiano y relleno de piedras, y el digamos más contemporáneo diseño empleando profundidades de lecho del orden de 8m y rellenos plásticos.

     El efluente se distribuye uniformemente sobre el material de soporte mediante distribuciones rotativas o en menor medida, sistema de colectores fijos. El objetivo del filtro percolador es que el material orgánico presente en forma soluble sea asimilado por las colonias de microorganismos separándolo así del curso de líquido. En forma periódica se procura el desprendimiento de películas de biomasa que tradicionalmente presentan buenas propiedades de decantación en el clarificador secundario.

      El inventario de biomasa, esto es las  capas o películas de biomasa que hacen su aparición al poco tiempo de operado el sistema, se encargan de llevar a cabo los procesos objeto del diseño de la planta, (e.g. s DBO5, nitrificación, u otro constitutivo).  En ciertas condiciones puede ser esencial el suministro de oxígeno mediante ventilación mecánica.  

     Es importante remarcar que el foco u objetivo de un filtro percolador es la asimilación de material en solución y no fracciones no solubles. Típicamente casi todos los procesos unitarios que emplean rellenos, sean filtros percoladores, reactores anaeróbicos híbridos, torres de enfriamiento NO ven de buen grado la presencia de sólidos suspendidos, ergo separación previa en alguna de las distintas variantes mandatorio.

     Industrialmente el empleo de filtros percoladores es extremadamente selectivo teniendo que descartar un gran número de sectores extremadamente frecuentes, e.g. lácteos (deposición de calcio), faenadoras, curtiembres, papel y celulosa, entre otros. En los casos en los cuales la tecnología es admisible debería tenerse en cuenta las limitaciones y rangos de aplicación tanto hidráulica como orgánica. Hemos visto instalaciones con valores de carga orgánica veinte (20) veces superior al valor recomendado probablemente en un intento de posicionar al filtro percolador como una alternativa de pretratamiento biológico. Lamentablemente esta desinformación hace que prácticamente todas las comparativas con las alternativas anaeróbicas, legítimamente dimensionadas, estén totalmente desvirtuadas, en perjuicio de estas últimas y naturalmente del propio usuario.

    

PAUTAS DE DISEÑO PARA FILTROS PERCOLADORES

Como marco de referencia podríamos pensar en una cota orgánica de diseño de no más de 0.8 kgBOD/día/m3 ( 50 lbBOD/day per 1k cu.ft.) y tasas hidráulicas no menos de 0.25 gpm/sq.ft y no más de 0.75 gpm/sq.ft. para rellenos plásticos aún para efluentes cloacales.

     Es un error muy común el empleo de variantes de la fórmula de Velz y extrapolar para mayores valores de DBO aún también en contextos municipales. Podemos decir que la mayoría de las variantes han sido desarrolladas en marcos que difícilmente permiten su extrapolación, a saber:
- contextos frecuentemente municipales con unos pocos puntos de DBO5;
- instalaciones o diseños empleando un solo tipo de relleno
- imprecisión tanto en el planteo de problema tanto como en la resolución de fracciones solubles y no solubles.

     Industrialmente el caso se complica aún más por varias razones, a saber:
- valores de DBO considerablemente mayores;
- recomendabilidad de combinar distintos tipos de rellenos;
- falta de caracterización de las fracciones solubles y no solubles del efluente.

     En vista de lo anterior la buena práctica recomienda el diseño manteniéndose dentro de los rangos indicados por el fabricante y guía de rendimientos en base a experiencias/estadísticas industriales en general propietarias. Sobre la base de niveles de remoción del orden de 80% para aún un caso municipal, e.g. 250 mg/L "a secas", tendríamos una descarga del orden de 50 mg/L, muy lejos de niveles deseables.

     Una consulta relativamente frecuente es respecto a la utilización de un filtro percolador simultánteamente como torre de enfriamiento, o recíprocamente especialmente en contextos de efluentes industriales con temperatures de descarga relativamente elevadas. Sea el caso de 112320 m3/día (30 mgd) de un efluente industrial a 75°C (167°F). El ingeniero consultor podría hipotéticamente considerar una torre de enfriamiento que a la vez operase como filtro percolador, esto es, contribuyendo a disminuir la carga orgánica posterior. Ahora bien, ocurre que a digamos 46.1°C (115°F) es posible el desarrollo biológico pero el mismo no permanence adherido al soporte. Recién en el entorno de 40.5°C (105°F) la "torre de enfriamiento" empezaría a funcionar doblando como un filtro percolador. De ser realmente aplicable/realista/mandatorio probablemente debería plantearse dos etapas separadas, enfriamiento hasta 35°C (95°F) y tratamiento biológico a continuación. básicamente dos operaciones unitarias característicamente involucrando considerables cantidades de material de relleno.