CONTROLE DE POLUI O H DRICA SISTEMA DE FILTRA O LENTA Prof. Dr. Jos Euclides Paterniani FEAGRI Prof. Dr. Ronaldo .


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CONTROLE DE POLUIÇÃO HÍDRICA SISTEMA DE FILTRAÇÃO LENTA Prof. Dr. José Euclides Paterniani (FEAGRI) Prof. Dr. Ronaldo Pelegrini (CESET). Filtração.
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CONTROLE DE POLUIÇÃO HÍDRICA SISTEMA DE FILTRAÇÃO LENTA Prof. Dr. José Euclides Paterniani (FEAGRI) Prof. Dr. Ronaldo Pelegrini (CESET)

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Filtração Antigas escritas Gregas e Sanscritas recomendavam como tratamento de água, entre outros métodos, a filtração através de carvão. Mas a filtração passou a ser difundida no decorrer do século XVIII estabelecendo-se como meio eficaz de remoção de partícula da água, embora o grau de clarificação não fosse mensurável naquela época. A partir do inicio dos anos 1800, a filtração lenta em areia começou a ser usada de maneira general na Europa (EPA, 2000).

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Filtração: Filtração é o processo que evacuate as impurezas presentes na água bruta (filtração lenta); na água coagulada ou floculada (filtração rápida direta); ou na água decantada (filtração rápida) pela passagem destas em um meio granular poroso, geralmente constituído em camadas de pedregulho, areia e antracito (comum nos filtros rápidos). Em relação ao sentido de escoamento e à velocidade com que a água atravessa a camada de material filtrante, a filtração pode ser caracterizada como lenta, rápida de fluxo ascendente ou rápida de fluxo descendente. A filtração direta tem sua denominação relacionada com an inexistência de unidade prévia de remoção de impurezas (Pré-Filtração).

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Figura 1-Camadas constituintes do filtro: carvão, antracito, areia e pedregulho em diferentes granulometrias e fundo falso em PVC

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Filtração Lenta Um filtro lento de areia é simplesmente um leito de areia apoiado por outro leito de cascalho, contido em uma caixa, com uma entrada para água bruta e uma saída para água tratada (SOLONA,1995). A filtração lenta em camada de areia apresenta uma taxa de filtração de duzentas vezes menor que na filtração rápida. A água pode demorar 2 ou mais horas da entrada à saída. Durante a passagem pelo meio filtrante, a água muda continuamente de direção, favorecendo o contato entre as impurezas e os grãos do meio filtrante, com retenção de parte delas, principalmente em até 40 cm de profundidade resultando em várias ações distintas: transporte, aderência e atividade biológica.

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Eficiência da Filtração Lenta A prova mais concreta da eficiência da filtração lenta em remover microrganismos ocorreu em 1892, através da experiência vivenciada por 2 comunidades vizinhas, Hamburgo e Altona ( Alemanha ) que utilizavam águas do rio Elba . Em Hamburgo o tratamento period por sedimentação simples. Em Altona time por Filtração Lenta. Com a contaminação do rio Elba houve uma epidemia de cólera causando a morte de 7500 pessoas em Hamburgo, o mesmo não aconteceu em Altona. Epidemias subseqüentes em várias partes do mundo confirmaram an importância da filtração risks do consumo da água.

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Mecanismos da Filtração Lenta Dentre os mecanismos de transporte da filtração lenta destaca-se: an ação física de coar, a sedimentação, difusão, impacto inercial, interceptação e ação hidrodinâmica. Pelas próprias características do escoamento e do meio filtrante, alguns mecanismos podem ser dominantes em relação an outros, especialmente o da ação física de coar. Após algum rhythm de operação, outros passam a dominar, especialmente após a formação de uma camada biológica no topo do meio filtrante, denominada superfície de coesão ou " Schmutzdecke ".

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Importância do Schmutzdecke A formação da superfície de coesão ou do "Schmutzdecke" no topo do meio filtrante contribui significativamente para a retenção das partículas. An atividade biológica é considerada an ação mais importante que ocorre na filtração lenta, sendo mais pronunciada no topo da areia, onde há a formação de uma camada biológica constituída de partículas inertes, de matéria orgânica e de uma grande variedade de organismos (bactérias, algas, protozoários, metazoários, and so forth). A formação do "Schmutzdecke" no topo da areia pode levar dias ou até semanas, rhythm denominado de período de amadurecimento de um filtro lento.

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Zonas do Meio Filtrante Tem sido aceita an existência de três zonas distintas no início da camada de areia (cerca de 40 cm) : a) superfície de coesão ou "Schmutzdecke"; b) zona autótrofa; c) zona heterótrofa. an) A "Schmutzdecke" apresenta, após alguns dias, coloração marrom, resultante da retenção de partículas suspensas, partículas coloidais, algas, organismos em geral, Fe, Mn, Sílica, and so on. Há ocorrência de oxidação química e os microrganismos são adsorvidos nas superfícies dos grãos do meio filtrantes onde se desenvolvem seletivamente com an utilização da matéria orgânica retida como fonte de alimento.

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Zonas do Meio Filtrante (cont) b) a zona autótrofa localiza-se imediatamente abaixo do Schmutzdecke, onde, com o desenvolvimento da vida vegetal, há a síntese da matéria orgânica a partir de substâncias simples, como H 2 O e CO 2 com fornecimento de oxigênio para o meio. c) na zona heterótrofa, que se estende até 40 cm na areia, os microrganismos multiplicam-se em grande escala, os produtos da desassimilação geralmente são usados, de modo que a matéria orgânica é convertida em H 2 O e CO 2 nitratos e fosfatos, ocorrendo a mineralização.

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Algas Em geral, os organismos fitoplanctônicos, bactérias, protozoários, metazoários e outros co-habitam os filtros lentos. Dependendo das espécies e da quantidade, as algas podem obstruir rapidamente os vazios intergranulares no início da camada de areia, reduzindo drasticamente a duração da carreira de filtração. As algas são encontradas em regiões distintas dos filtros lentos e em quantidades muito diferentes. Acima do Schmutzdecke é comum encontrar espécies móveis como as chlamidomonas e não móveis como Scenedesmus ou Ankisitrodesmus. No Schmutzdecke as filamentosas como Melósira e Spirógyra ou não filamentosas: diatomáceas e algas verdes.

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Algas (cont) Algumas espécies de algas são capazes de penetrar o meio filtrante, tais como nitzchia, Synedra, Chlamidomonas, Euglena, Navícula e Phacus. Assim, a medida da concentração de clorofila a pode fornecer informações importantes sobre os organismos fitoplanctônicos, os quais necessitam de nitrogênio e fósforo para seu desenvolvimento.

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Algas presentes na Zona Autótrofa – Filtração Lenta de água residuária

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Algas presentes em água residuária – Pós Filtração Lenta

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Granulometria da Areia Indicada para Filtração Lenta

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Uso de Mantas Sintéticas na Filtração Lenta O uso de mantas sintéticas sobre a camada de areia permite empregar taxas mais elevadas, reduzindo o beat de filtração. Permite reduzir an espessura da camada de areia e a limpeza do filtro é facilitada pela remoção e lavagem das mantas após o encerramento da carreira de filtração. É sobre as mantas que se forma o Schmutzdecke. Geralmente são empregadas mantas sintéticas não tecidas e suas gramaturas podem ser bem variadas dependendo de cada caso. Em alguns estudos são empregadas duas mais mantas na superfície da areia.

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Remoção de Fe e Mn A remoção de Ferro e Manganês na filtração lenta tem sido observada em várias pesquisas realizadas em instalações pilotos e em estações de tratamento. A precipitação do Fe e Mn acontece no Schmutzdecke, mas uma carga excessiva destes minerais pode provocar uma colmatação rápida do topo da areia. Uma concentração considerada segura é de 1,0mg/L.

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Remoção de Turbidez, Coliformes Totais... Estudos têm demonstrado que a filtração lenta apresenta alta eficiência na redução da Turbidez, Cor, Coliformes Totais, Demanda Química de Oxigênio, Carbono Orgânico Total, Substâncias Húmicas, Detergentes, Fenóis, Agro-químicos e diversos organismos (bactérias, vírus). A remoção de vírus tem sido atribuída a três fenômenos: a) Predação microbiológica; b) adsorção na biomassa ou biofilme; c) absorção por superfícies não biológicas. A predação microbiológica e an adsorção na biomassa são as ações mais importantes, especialmente no Schmutzdecke onde existe uma variedade de organismos (bactérias, fungos, protozoários, metazoários e algas).

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FILTRO Mantas Camada de areia Camada de Brita Exemplo de estudos em Planta Piloto superfície de coesão ou Schmutzdecke zona autótrofa zona heterótrofa Figura 2-Esquema de Filtro Lento

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Processo de Filtração Lenta em Grande Escala FIGURA 4 - Filtro lento (bairro Ana Benta – Capão Bonito SP) ETA construída em 1992, ocupa uma área de 66 m² com capacidade de tratar 1,5 L/s de água.

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Processo de Filtração Lenta em Grande Escala FIGURA 5 - Entrada de água no filtro lento (bairro Ana Benta – Capão Bonito SP)

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FIM

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