Se utiliza un filtro de desbaste para eliminar sólidos suspendidos de aguas muy turbias (o fangosas) utilizando medios de filtración de distintos tamaños, desde grava gruesa a grava fina.
Se trata de una etapa de pretratamiento previa a un proceso de desinfección final, como la cloración T.6 , la filtración lenta de arena T.9 o la ultrafiltración T.10 .
Puede utilizarse en las fases de estabilización y recuperación de una emergencia.

Los filtros de desbaste actúan menos como "filtros" y más como tanques de sedimentación con una superficie extendida. Un tanque de sedimentación se diseña generalmente en función del tiempo que tardan las partículas en sedimentarse dada la profundidad del tanque. Con un filtro de desbaste, la distancia necesaria para el proceso de sedimentación es mucho menor, ya que los tanques están llenos de grava. Esta característica, junto con una mayor superficie disponible para procesos como la sedimentación y la adsorción, ayuda a atrapar las partículas para que sea una forma más eficaz de sedimentación.

Consideraciones de diseño

La filtración de desbaste utiliza medios de filtración que disminuyen de tamaño, ya sea en el mismo tanque en tres capas separadas o, más comúnmente/eficientemente, como tres cámaras separadas en un tanque horizontal. Los tamaños medianos oscilan entre 4 y 25 mm, con tamaños mayores hacia el flujo de entrada (normalmente 12 a 25 mm y 8 a 12 mm) y tamaños menores en el flujo de salida (normalmente 4-8 mm). En los filtros horizontales, la longitud total suele alcanzar los 7 metros, que se divide en tres cámaras de longitud decreciente en una proporción de 3:2:1, pasando de medios más gruesos a más finos. Para los filtros hechos con compartimentos horizontales, el caudal puede ser tanto horizontal como ascendente o descendente a través de cada compartimento. En los filtros con tres capas en un compartimento, el agua fluye solo en dirección ascendente, ya que es más eficaz para la limpieza hidráulica, la cual utiliza la fuerza de la gravedad para drenar los sedimentos. Se pueden utilizar varios tipos de medios de filtración, aunque deberían ser relativamente uniformes en cada cámara/capa y tener una porosidad buena. Los filtros de desbaste pueden tratar eficazmente aguas turbias de hasta 500 NTU (donde NTU es una medida de turbiedad), reduciéndola hasta en un 90 % y llevándola a un nivel adecuado para los procesos de tratamiento posteriores. Por ejemplo, cuando el siguiente paso es la filtración lenta en arena T.9 , se prefiere una turbiedad de aproximadamente 10 NTU. Además, los filtros de desbaste mejoran la calidad microbiana del agua al reducir los niveles de bacterias entre un 60 % y un 99 %.

Una consideración clave en el diseño es una baja velocidad del agua en todo el filtro, ya que la sedimentación funciona más eficazmente con un caudal no turbulento. Para conseguirlo, la velocidad debe estar entre 0,3 y 1,5 m/hora (compactación de m³/m²/hora), aunque, de preferencia, debe mantenerse cerca de la velocidad más eficiente de hasta 0,6 m/hora. El agua que entra o sale del filtro tampoco debe ser turbulenta para evitar la erosión y los cortocircuitos. En la entrada, esto requiere vertederos de entrada que cubran el ancho del filtro o los deflectores para distribuir la energía del agua y, en la salida, una pared de ancho completo sobre la que fluya el agua o un falso lecho filtrante por debajo. Un filtro de desbaste debe permanecer saturado, ya que su limpieza se dificulta si se seca. Por lo tanto, el control de salida debe diseñarse de forma que el agua salga del filtro solo a una cierta altura (por ejemplo, un vertedero o una tubería de efluentes elevada). La limpieza hidráulica por gravedad funciona mejor cuando los componentes de drenaje tienen un tamaño apto para un caudal elevado de 60 a 90 m/hora sobre el lecho filtrante.

Materiales

Los materiales incluyen el compartimento o compartimentos filtrantes, el sistema de entrada y salida de agua con mecanismo de control, el sistema de drenaje y los medios filtrantes (grava, ladrillos de arcilla quemada, plásticos, carbón vegetal quemado o fibras de coco).

Aplicabilidad

Los filtros de desbaste son adecuados cuando las capacidades y el financiamiento locales son limitados (por ejemplo, en sistemas rurales o de pequeña o mediana escala en contextos urbanos y periurbanos). Son más aplicables a las fases de estabilización y recuperación de una emergencia, ya que requieren tiempo de preparación. Pueden ser un buen sustituto de la sedimentación asistida T.4 y la filtración rápida de arena T.2 , ambas más comunes en la respuesta inmediata pero que  requieren mayores insumos continuos. El rendimiento de los filtros de desbaste depende de la cantidad de materia coloidal presente en el agua. Antes de la ampliación, parte del trabajo de diseño consistirá en probar las características de separación de los sólidos en el agua, a lo que seguirá una pequeña planta piloto.

Operación y mantenimiento

La principal tarea de O&M consiste en eliminar los sólidos acumulados que penetran profundamente en el medio filtrante, normalmente mediante una limpieza hidráulica que consiste en drenar rápidamente el filtro. Son preferibles intervalos más cortos entre las limpiezas hidráulicas (por ejemplo, cada pocas semanas) para minimizar la acumulación de sólidos, pero normalmente será necesaria una limpieza manual cada uno a cinco años, dependiendo de la calidad del agua cruda. Esto implica excavar manualmente el material filtrante, lavarlo por separado y volver a colocarlo. Tener dos o más filtros mantiene el agua fluyendo durante el largo proceso de mantenimiento. Otras tareas de O&M incluyen la aplicación de agentes anticorrosivos a las piezas metálicas (válvulas, varillas y tuberías) y la lubricación de las distintas válvulas.

Salud y seguridad

La filtración de desbaste es un pretratamiento y no debe utilizarse como proceso de tratamiento en un solo paso para el agua potable. En caso de emergencia, se aconseja siempre la cloración T.6 como paso mínimo posterior al tratamiento. El lodo que se produce durante la filtración se desecha fácilmente y no causa problemas para la salud.

Costos

Los filtros de desbaste cuestan al menos USD 150 a USD 200 por m³ del volumen del filtro instalado. Los costos subsecuentes son bajos debido a que no se necesitan sustancias químicas y a la simpleza del diseño. Como indicación de los costos de mantenimiento necesarios basados en un filtro que trata 240 m³/día, solo serían necesarias 30 horas de trabajo al año (incluida la limpieza hidráulica cada uno o dos meses según la estación y la limpieza manual cada 5 años). En comparación, un filtro de arena lento T.9 requiere un 300 % más de tiempo.

Consideraciones medioambientales y sociales

Los usuarios y las instituciones suelen aceptar bien los filtros de desbaste donde es una tecnología conocida. Establecerla como nueva tecnología requiere formación, desarrollo de la capacidad de O&M y voluntad del personal local.