Quais são os mecanismos de filtração dentro do filtro de areia?

Confira os mecanismos de filtração >>
Os sólidos em suspensão presentes em águas ou efluentes são retidos ao longo do meio filtrante principalmente pelo tamanho dos grãos e porosidade do material, além dessas características a altura da camada filtrante ou altura do leito é de fundamental importância para um bom desempenho dos filtros de areia, carvão antracito e zeólita. A figura A, represente um esquema genérico dessas relações:
Figura A – Esquema genérico de operação de um filtro de areia
As retenções das partículas no leito ocorrem mais fortemente nos primeiros centímetros, como ilustrado na figura 2, obtida em um estudo piloto de filtração de efluente para reúso de água.

 

Esse efeito proporciona o aumento de resistência a passagem dos sólidos subsequentes, portanto ao acumular pode-se dizer que há um pequeno benefício de sobreposição de camadas melhorando, a princípio, a filtração.

 

Porém se a força de arraste for maior que a tensão de cisalhamento nos sólidos retidos, haverá escape de sólidos juntamente com a água filtrada, desse modo a escolha da taxa de filtração (velocidade de passagem) adequada é fundamental para projeto e operação do filtro.

Fig-02 – Ensaio em laboratório
Agora, se pudéssemos avaliar o que ocorrem na superfície de cada grão de areia, vermos que há pelo menos 3 mecanismos de retenção de partícula, ilustrados na figura 3.
Figura  3 – Detalhe dos mecanimos de filtração no grão de areia
(A) Interceptação: a partícula suspensa seguindo fluxo pode entrar em contato com o grão da mídia em virtude de seu próprio tamanho. Condição: Øp > 1 µm. Exemplos: Microrganismos (bactérias, Crypto e Giardia) e/ou siltes e sólidos insolúveis.

 

(B) Sedimentação: quando a densidade da partícula suspensa for maior do que a de água, esta seguirá uma trajetória diferente por causa da influência da gravidade. Sua trajetória é influenciada pelos efeitos combinados do empuxo na partícula e o arrasto da água sobre ela. Condição Øp > 1 mm e ρ > 1,0 kg/L. Exemplos: siltis, metais insolúveis, biomassa (lodo ativado por exemplo).

 

(C) Difusão: a partícula em suspensão está sujeita a bombardeio aleatório por moléculas do meio de suspensão, resultando no conhecido movimento browniano. Condição: partícula com Ø < 1 µm. Exemplos: metais dissolvidos e material coloidal.

Fonte: Henrique Martins Neto – Eqma Engenharia

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Henrique Martins Neto

Fundador da EMQA Engenharia em Águas, mestre em Engenharia Ambiental e Hidráulica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Especialista em Química Ambiental e Engenheiro Químico pela Faculdade Oswaldo Cruz. Possui mais de 18 anos de experiência profissional, atuando como consultor e pesquisador em tecnologias de tratamento de água, efluentes e reúso de água, com destaque para os filtros granulares com zeólitas naturais e modificadas, carvão ativado entre outras mídias. Possui diversos cursos extracurriculares realizados no Brasil e exterior, publicações de artigos técnicos em revistas especializadas, congresso e participação ativa em workshops.

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