Filtros de areia de gravidade rápida: desenvolvimentos no design do piso filtrante

Existem diferentes designs para drenos subterrâneos – importantes ao remover sólidos suspensos da água potável. David Shepherd, da Severn Trent Services Ltd, nos mostra alguns desenvolvimentos recentes.

O desempenho dos filtros de água potável na remoção de sólidos suspensos depende crucialmente do projeto do dreno do filtro e do suporte para o meio filtrante. Atualmente, existem várias tecnologias diferentes de piso com filtro de gravidade rápida disponíveis, incluindo o bloco TETRA LP (perfil baixo), que tem instalações crescentes em toda a Europa.

A limpeza total da mídia é o principal requisito para que um filtro de gravidade rápida funcione de forma eficaz e eficiente sob todas as condições de carga. A retrolavagem dos filtros de gravidade é necessária para remover os sólidos coletados pelo meio durante a execução da filtração. É necessário um fluxo ascendente de água ou uma combinação de ar e água para fluidificar e limpar o meio.

Embora o meio filtrante adequado seja importante para o desempenho dos filtros de gravidade rápida, as evidências sugerem que o desempenho da filtração e da retrolavagem depende muito do projeto do dreno do filtro e do suporte para o meio filtrante. O desenvolvimento recente de um dreno subterrâneo duplo paralelo provou fornecer uma distribuição uniforme de água e ar de retrolavagem. No subdreno lateral duplo paralelo, placas de plástico sinterizado são usadas para substituir as camadas de suporte de cascalho nos filtros. Placas compostas de diferentes porosidades também são utilizadas.

O filtro underdrain: funções e tipos

Os principais componentes de um filtro de areia de gravidade rápida são o meio filtrante, as camadas de suporte de cascalho e o filtro subterrâneo. O underdrain serve para suportar o meio filtrante e o cascalho; coletar água filtrada uniformemente do fundo do filtro; e para distribuir o ar e a água uniformemente pela parte inferior do filtro durante a retrolavagem. A chave para essas funções é a uniformidade da filtragem e da distribuição do ar e da água de retrolavagem. A uniformidade da distribuição da água de retrolavagem é de particular importância. A eficiência do filtro depende da eficácia do ciclo de retrolavagem.

No Reino Unido, os principais tipos de drenos usados ​​são o coletor e o tipo lateral, o piso plenum ou o tipo bocal e o tipo de dreno duplo paralelo do tipo lateral. Este último é um desenvolvimento relativamente novo no mercado que está sendo cada vez mais usado.

Tipo de cabeçalho e lateral

O tipo mais simples de subdrenagem é o cabeçalho e o tipo lateral (Figura 1). Neste tipo de dreno, a água de retrolavagem entra no fundo do filtro através de um tubo ou calha pressurizada chamada de coletor. Os tubos chamados laterais são conectados em ângulos retos ao cabeçalho e são enterrados nos cascalhos do filtro. As laterais distribuem a água de retrolavagem através de uma série de orifícios.

A maior desvantagem do coletor e do dreno lateral é a dificuldade em obter uma distribuição uniforme da água de retrolavagem. A alta velocidade da água de retrolavagem no coletor faz com que a pressão estática do coletor seja mais alta no final. Por causa disso, as laterais no final do cabeçalho recebem a maior parte do fluxo. Isso pode ser superado redistribuindo a perda de carga do cabeçalho para os orifícios nas laterais. Para que isso seja eficaz, a perda de carga nos orifícios deve ser da ordem de 2 a 3 m – uma taxa que aumenta os custos de bombeamento. Outro problema com esse tipo de dreno é que não há orifícios no coletor. Sem fluxo de retrolavagem, esta área não é devidamente limpa.

Tipo de piso pleno

Os drenos subterrâneos tipo plenum ou bico consistem em um piso falso penetrado por bicos ou filtros (Figura 2). Os sistemas de bico têm orifícios grandes e requerem o uso de cascalho para manter o meio fora do bico. Os sistemas de filtro usam aberturas finas para reter o meio filtrante. Os projetos de piso pleno podem sofrer de problemas de distribuição hidráulica semelhantes aos projetos de cabeçalho e laterais. A velocidade da entrada de água é tal que o fluxo é maior na entrada e próximo aos lados, a menos que o plenum seja muito grande. Além disso, o espaçamento dos bicos geralmente é bastante amplo (até 200 mm), compreendendo 40 a 60 por m3 de espaço no piso do filtro e pontos mortos podem ocorrer durante a retrolavagem.