Un filtro de goteo es un reactor biológico de lecho fijo que opera en condiciones (mayoritariamente) aeróbicas. Las aguas residuales previamente sedimentadas se “gotean” o rocían continuamente sobre el filtro. A medida que el agua se filtra a través de los poros del filtro, la biopelícula que recubre el material filtrante degrada el material orgánico.

El filtro de goteo se rellena con un material de elevada superficie específica, como piedras, grava, botellas de PVC trituradas o medios filtrantes plásticos especiales preformados. La elevada superficie específica proporciona una mayor área para la formación de biopelículas. Los organismos que crecen en la fina biopelícula sobre la superficie del medio oxidan la carga orgánica de las aguas residuales en dióxido de carbono y agua, al mismo tiempo que generan nueva biomasa. Las aguas residuales pretratadas que entran gotean sobre el filtro, por ejemplo, mediante un aspersor giratorio. De este modo, el medio filtrante pasa por ciclos de dosificación y exposición al aire. Sin embargo, el oxígeno se agota dentro de la biomasa y las capas internas pueden ser anóxicas o anaerobias.

Consideraciones de diseño

El filtro suele tener de 1 m a 2,5 m de profundidad, pero los filtros rellenos de plástico más ligero pueden llegar a tener hasta 12 m de profundidad. El tratamiento primario es esencial para evitar obstrucciones y garantizar un tratamiento eficaz. Un flujo de aire adecuado es importante para garantizar un funcionamiento correcto del tratamiento y evitar los olores. Los sumideros deben permitir el paso del aire a la velocidad máxima de llenado. Una losa perforada soporta el fondo del filtro, lo que permite recoger el efluente y el exceso de lodo. Con el tiempo, la biomasa se espesará y la capa adherida se verá privada de oxígeno; entrará en un estado endógeno, perderá su capacidad de permanecer adherida y se desprenderá. Las condiciones de alta velocidad de carga también causarán desprendimiento. El efluente recolectado se debe clarificar en un tanque de sedimentación para eliminar la biomasa que pueda haberse desprendido del filtro. La tasa de carga hidráulica y de nutrientes (es decir, la cantidad de agua residual que puede aplicarse al filtro) se determina en función de las características del agua residual, el tipo de medio filtrante, la temperatura ambiente y los requisitos de vertido.

Materiales

Puede que no todas las piezas y materiales estén se consigan localmente. El material filtrante ideal es económico y duradero, tiene una elevada relación superficie-volumen, es ligero y permite la circulación del aire. Si se consiguen, la roca triturada o la grava suelen ser las opciones más económicas. Las partículas deben ser uniformes, y el 95 % de ellas debe tener un diámetro de entre 7 cm y 10 cm. Por lo general, se utiliza un material con una superficie específica de entre 45 m²/m³ y 60 m²/m³ para las rocas y de 90 m²/m³ a 150 m²/m³ para los envases de plástico. Los poros más grandes (como los de los envases de plástico reciclado) son menos propensos a obstruirse y permiten una buena circulación del aire.

Aplicabilidad

Un filtro de goteo suele formar parte de una planta de tratamiento de aguas residuales como etapa de tratamiento secundario o terciario y solo se aplica en sistemas por agua. Es una solución viable durante la fase de estabilización y recuperación de una emergencia cuando se requiere una solución a más largo plazo. Esta tecnología solo se puede utilizar después de la clarificación primaria, ya que una elevada carga de sólidos provocaría la obstrucción del filtro. Se puede diseñar un sistema de goteo de bajo consumo energético (que funcione por gravedad), pero en general, se necesita un suministro continuo de energía y aguas residuales. Los filtros de goteo son compactos, por lo que resultan más adecuados para asentamientos periurbanos o rurales de gran tamaño. Los filtros de goteo se pueden construir en casi todos los entornos, pero se requieren adaptaciones especiales para climas fríos.

Operación y mantenimiento

Se necesita un operario capacitado a tiempo completo para supervisar el filtro y reparar la bomba en caso de problemas. El lodo que se acumula en el filtro se debe lavar periódicamente para evitar obstrucciones y mantener la biopelícula fina y aeróbica. Se pueden utilizar altas tasas de carga hidráulica (dosis de arrastre) para lavar el filtro. Las tasas de dosificación y la frecuencia de lavado por arrastre óptimas se deben determinar a partir de la operación sobre el terreno. El envase debe mantenerse húmedo. Esto puede causar problemas por la noche, cuando se reduce el caudal de agua o se producen cortes de electricidad.
Uno de los problemas más comunes de los filtros de goteo son los caracoles que pastan en la biopelícula y las moscas de la humedad y se deben tratar con el retrolavado y las inundaciones periódicas.

Costos

Los costos de capital son de moderados a elevados, en función del material filtrante y de las bombas de alimentación utilizadas. Hay que tener en cuenta los costos de la energía. Se necesita energía para operar las bombas que alimentan el filtro de goteo.

Consideraciones sociales

Se recomienda que el filtro se construya lejos de las viviendas y los comercios debido a los problemas de olores y moscas. Se deben adoptar medidas adecuadas para el pretratamiento y tratamiento primario, la descarga de efluentes y el tratamiento de sólidos, los cuales pueden seguir planteando riesgos para la salud.