Evaluation of the impact of design and operation parameters on direct filtration

Abstract

This paper discusses the impacts of common design and operation parameters on direct filtration (DF) performance. These tests were carried out in a 45-m3/d pilot plant. The raw waters used were obtained by spiking a natural water with a kaolin suspension. The DF treatment comprises coagulation, flocculation, and filtration on a sand or anthracite bed. Seven parameters were studied over a wide range of design and operation conditions: effective size of the media (ES) 0.4 or 2.0 mm, depth of media (HMED) 50 or 300 cm, water head (WH) 50 or 300 cm, filtration rate (FR) 5 or 30 m/h, uniformity coefficient (UC) 1.3 or 1.5, raw water turbidity (TURB_RW) 1 or 5 nephelometric turbidity units (NTU), type of filtering media (MEDIA) sand or anthracite. The analysis of filter performance was based on the quantity and quality of filtered water produced and the cost of the filtration plant relative to each configuration. The results show that four of the parameters studied (ES, HMED, FR, and WH) have the most significant impacts on the filter performance and govern more than 77% of the performance criteria examined. This study also showed that the use of high-rate filtration increases the net productivity of the filters. However, to comply with filtered water quality requirements, the other three parameters should be set to appropriate values, since interactions among all four parameters are very high. The global cost analysis showed that a well designed and properly operated high-rate filtration process is more cost-effective than low-rate filtration. Key words: direct filtration, high-rate filters, cost analysis, statistical experimental design, Pareto chart.

Influencia de la configuración del medio filtrante sobre el proceso de filtración a tasa constante del agua clarificada del río Cauca

“…En esta figura también se observa que al comparar la configuración C1 con la C2, cuya única diferencia es el d10 de la antracita, se encontró un mejor comportamiento de C2, en términos tanto de menores valores de turbiedad como de variabilidad de los datos. En las configuraciones en donde sólo se varió el espesor de antracita (C2, C3 y C4), se observa que la turbiedad de agua filtrada fue mejor a medida que aumentó el espesor de la antracita, lo que coincide con autores como Ives, 1975(citado por Di Bernardo & Di Bernardo, 2005, y Tchio, Koudjonou, Desjardins, Gadbois & Prévost, 2003), quienes afirman que el tamaño efectivo y la profundidad del medio filtrante, así como la tasa de filtración tienen un efecto significativo sobre el desempeño del filtro, generándose un incremento de la retención de sólidos para un mayor espesor de medio filtrante. En general, C4 fue la configuración que presentó el mejor comportamiento, ya que es la que muestra el rango intercuartílico con los menores valores de turbiedad, además es la que tiene la mediana de la turbiedad por debajo de lo establecido por (OMS, 2006) y presenta los menores valores extremos.…”

Statistical Texture Model for mass Detection in Mammography

“…En esta figura también se observa que al comparar la configuración C1 con la C2, cuya única diferencia es el d10 de la antracita, se encontró un mejor comportamiento de C2, en términos tanto de menores valores de turbiedad como de variabilidad de los datos. En las configuraciones en donde sólo se varió el espesor de antracita (C2, C3 y C4), se observa que la turbiedad de agua filtrada fue mejor a medida que aumentó el espesor de la antracita, lo que coincide con autores como Ives, 1975(citado por Di Bernardo & Di Bernardo, 2005, y Tchio, Koudjonou, Desjardins, Gadbois & Prévost, 2003), quienes afirman que el tamaño efectivo y la profundidad del medio filtrante, así como la tasa de filtración tienen un efecto significativo sobre el desempeño del filtro, generándose un incremento de la retención de sólidos para un mayor espesor de medio filtrante. En general, C4 fue la configuración que presentó el mejor comportamiento, ya que es la que muestra el rango intercuartílico con los menores valores de turbiedad, además es la que tiene la mediana de la turbiedad por debajo de lo establecido por (OMS, 2006) y presenta los menores valores extremos.…”