@dibernardo_. tratamento de água para abastecimento por filtração direta

8/13/2019 @DiBernardo_. Tratamento de gua para abastecimento por filtrao direta

1/490


2/490

Esta publicao um dos produtos da Rede de Pesquisas sobre o tema Filtrao direta aplicada

a pequenas comunidades, do Programa de Pesquisas em Saneamento Bsico PROSAB Edital 03,coordenada pelo Prof. Luiz Di Bernardo da Escola de Engenharia de So Carlos da USP.

O objetivo geral do Programa desenvolver e aperfeioar tecnologias nas reas de guas deabastecimento, guas residurias e resduos slidos que sejam de fcil aplicabilidade, baixo custo deimplantao, operao e manuteno e que resultem na melhoria da qualidade de vida da populaobrasileira, especialmente as camadas menos favorecidas.

Operacionalizado atravs de redes cooperativas e gerenciado pela FINEP, o PROSAB j lanou3 editais para a seleo de instituies capacitadas para desenvolver projetos em temas prioritrios(1996, 1998 e 2000). Contando com o apoio da ABES, o financiamento do PROSAB compartilhadopela FINEP, CNPq e CAIXA que alocam recursos para projetos, bolsas de pesquisa e aes deavaliao e divulgao, respectivamente.

A execuo das pesquisas de forma cooperada tem permitido a abordagem integrada dasaes dentro de cada tema, otimizando a aplicao dos recursos e evitando a duplicidade e a pul-

verizao de iniciativas. As redes integram os pesquisadores das diversas instituies, homogeneizama informao entre seus integrantes e possibilitam a capacitao permanente de instituies emer-gentes. No mbito de cada rede, os projetos das diversas instituies tm interfaces e enquadram-se

em uma proposta global de estudos, garantindo a gerao de resultados de pesquisa efetivos eprontamente aplicveis no cenrio nacional. A atuao em rede permite, ainda, a padronizao demetodologias de anlises, a constante difuso e circulao de informaes entre as instituies, oestmulo ao desenvolvimento de parcerias e a maximizao dos resultados.

As redes de pesquisas so acompanhadas e permanentemente avaliadas por consultores, pelasagncias financiadoras e pelo Grupo Coordenador, atravs de reunies peridicas, visitas tcnicas eseminrios anuais.

O PROSAB tem sido divulgado na sua home page (www.finep.gov.br/prosab), e atravs de diversaspublicaes em revistas especializadas e da apresentao de trabalhos e participao em mesas redondasnos principais eventos da rea de Saneamento Bsico. Ao trmino de cada edital so elaborados livros,manuais e coletnea de artigos versando sobre as tecnologias desenvolvidas, distribudos gratuitamentepara as prefeituras, concessionrias de servios de saneamento e bibliotecas. Tambm so ministradoscursos sobre essas tecnologias em diversas localidades do pas.

Ao longo dos ltimos 7 anos, o PROSAB vem se destacando na rea de Saneamento comomodelo de gesto de programa cooperativo e financiamento compartilhado, em funo dos resultadosj obtidos, quais sejam: desenvolvimento e aperfeioamento de diversas tecnologias, produtividadecientfica, formao e capacitao de recursos humanos especializados, modernizao da infra-estruturade pesquisa e desenvolvimento, consolidao de grupos de pesquisa emergentes, dentre outros.


3/490

Jurandyr Povinelli [email protected]

Ccero O. de Andrade Neto [email protected]

Deza Lara Pinto [email protected]

Marcos Helano Montenegro Ministrio das [email protected]

Anna Virgnia Machado [email protected]

Sandra Helena Bondarovsky [email protected]

Jeanine Ribeiro Claper [email protected]

Clia Maria Poppe de Figueiredo [email protected]

O PROSAB Edital 3 foi parcialmente financiado com recursos do Fundo deRecursos Hdricos.


4/490

So Carlos-SP

2003


5/490

Copyright 2003 ABES - RJ

1aEdio tiragem: 1300 exemplares

Projeto grfico, editorao eletrnica e fotolitosRiMa Artes e TextosRua Conselheiro Joo Alfredo, 175CEP 13561-110 Jardim Paraso So Carlos-SPFone: (0xx16) 272-5269 Fax: (0xx16) [email protected]

CoordenadorLuiz Di Bernardo

Tratamento de gua para abastecimento por

filtrao direta / Luiz Di Bernardo

(coordenador). Rio de Janeiro : ABES,

RiMa, 2003

498 p. : il.

Projeto PROSAB

ISBN 85-86552-69-0

1. Filtrao direta. 2. Tratamento de

gua. 3. Saneamento. 4. Estao de

tratamento de gua. I. Di Bernardo, Luiz.


6/490


7/490

LUIZ DI BERNARDOEngenheiro Civil (EESC-USP, 1971), Mestre (1973) e Doutor (1977) em Hidrulica eSaneamento (EESC-USP), cumpriu programa de Ps-doutorado na Iowa State University(EUA, 1979). Autor e co-autor de vrios livros e trabalhos de pesquisa sobre tratamentode gua publicados no Brasil e no exterior, bem como trabalhos em eventos nacionais einternacionais. detentor de 3 prmios Abel Wolman, outorgados pela Asociacin

Interamericana de Ingenieria Sanitria y Ambiental, e do prmio Rudolf Hering Medal,outorgado pela American Society of Civil Engineers (EUA). Foi coordenador nacional doTema 1 dos PROSAB 1 e 3, relativos ao tratamento de gua. Atualmente ocupa o cargo deProfessor Titular da EESC-USP, desempenhando suas funes no Departamento deHidrulica e Saneamento.

CARLOS GOMES DA NAVE MENDESEngenheiro Civil (EESC-USP, 1981), Mestre (1985) e Doutor (1990) em Hidrulica eSaneamento (EESC-USP). Foi coordenador institucional do Tema 1 do PROSAB 3 eautor dos projetos de implantao do Sistema Escola de Tratamento de guas e Resduos

na UNICAMP. Atualmente, exerce os cargos de Coordenador do Laboratrio de Estudosde Tratabilidade de guas e Resduos e de Professor Doutor do Departamento deSaneamento e Ambiente, Faculdade de Engenharia Civil, Universidade Estadual deCampinas UNICAMP.

CRISTINA CELIA SILVEIRA BRANDOEngenheira Qumica (Escola Politcnica-UFBA, 1978), Mestre em Engenharia Qumica(COPPE-UFRJ, 1984), PhD (1990) em Engenharia Ambiental (ICST, UK). Autora ou co-autora de artigos publicados em peridicos e trabalhos em eventos nacionais e internacionais.Co-autora de livros publicados no Brasil. detentora do prmio Abel Wolman 2000,outorgado pela Asociacin Interamericana de Ingenieria Sanitria y Ambiental. Foicoordenador institucional do Tema 1 dos PROSAB 1, 2 e 3, relativos ao tratamento degua. Atualmente ocupa o cargo de Professora Adjunta no Departamento de EngenhariaCivil e Ambiental da Faculdade de Tecnologia da Universidade de Braslia.


8/490

MAURCIO LUIZ SENSEngenheiro Sanitarista (UFSC, 1982), Doutor pela Universidade de Rennes I (Frana,1991). Autor ou co-autor de artigos publicados em peridicos e trabalhos em eventosnacionais e internacionais. Professor Titular e Supervisor do Laboratrio de Potabilizaode guas do Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFSC, e Coordenadordo Laboratrio de guas da Lagoa do Per Conv.UFSC/CASAN. Chefe do Departamento

por 3 mandatos, professor do curso de graduao em Eng. Sanitria e Ambiental e doprograma de ps-graduao em Eng. Ambiental da UFSC (Mestrado e Doutorado). Autorde cerca de 40 publicaes tcnicas.

VALTER LCIO DE PDUAEngenheiro Civil (UFMG, 1992), Mestre (1994) e Doutor (1999) em Hidrulica eSaneamento (EESC-USP). Autor ou co-autor de artigos publicados em peridicos etrabalhos em eventos nacionais e internacionais. Bolsista PROFIX/CNPq, professor-colaborador do programa de ps-graduao em Engenharia Hidrulica e Ambiental daUFC, professor adjunto do Departamento de Engenharia Sanitria e Ambiental da UFMG.

As seguintes pessoas colaboraram para o desenvolvimento do livro em apreo, a quemos autores so gratos: ngela Di Bernardo, Giovana Ktie Wiecheteck e Emlia KyiomiKuroda, Ramon Lucas Dalsasso, Luiz Carlos de Melo Filho e Gisele Vidal Vimieiro.


9/490


10/490

Nota dos Autores ............................................................................................... XV

Captulo 1 Filtrao Direta no Brasil ................................................................. 1Panorama do Saneamento no Brasil ............................................................................ 1Tratamento de guas de Abastecimento no Brasil ...................................................... 6Panorama da Filtrao Direta no Brasil ....................................................................... 8

Histrico................................................................................................................... 8ETAs de filtrao direta no Brasil ........................................................................... 9Consideraes Finais ................................................................................................... 15Referncias Bibliogrficas ........................................................................................... 17

Captulo 2 Conceituao da Filtrao Rpida e daFluidificao de Meios Granulares ............................................... 19

Introduo ................................................................................................................... 19Filtrao Ascendente e Filtrao Descendente .......................................................... 20Filtrao com Ao de Profundidade e de Ao Superficial ...................................... 22

Caractersticas dos Materiais Filtrantes ..................................................................... 32a) Tamanho dos gros (Dmax; Dmin) .................................................................. 34b) Tamanho efetivo (D10)..................................................................................... 34c) Coeficiente de desuniformidade (CD).............................................................. 34d) Forma e geometria dos gros ............................................................................ 35e) Porosidade.......................................................................................................... 38f) Massa especfica ................................................................................................. 39g) Dureza dos gros ............................................................................................... 40h) Solubilidade em cido clordrico ...................................................................... 41i) Solubilidade em hidrxido de sdio .................................................................. 41

Perda de Carga em Meio Granular Fixo ..................................................................... 41Fluidificao de Meios Granulares ............................................................................. 44Consideraes iniciais ............................................................................................ 44Perda de carga em meios granulares fluidificados ................................................ 46Previso da expanso de meios granulares............................................................ 48

Mtodos de Controle dos Filtros ................................................................................ 56Relao entre perda de carga e funcionamento dos filtros ................................... 56Carga hidrulica disponvel constante e resistncia total do filtro

varivel CHDC xRTFV ................................................................................ 58Carga hidrulica disponvel constante e resistncia total do filtro

constante CHDCx

RTFC ............................................................................. 59


11/490

Carga hidrulica disponvel varivel e resistncia total do filtroconstante CHDV xRTFC ............................................................................. 65

Carga hidrulica disponvel varivel e resistncia total do filtrovarivel CHDV xRTFV ................................................................................ 65Bibliografia ................................................................................................................ 106

Captulo 3 Acondicionamento da gua para a Filtrao Direta ..................... 113Introduo ................................................................................................................. 113Micropeneiramento................................................................................................... 116

Tipos de unidades ................................................................................................ 116Aplicaes............................................................................................................. 118

Oxidao e Adsoro................................................................................................. 122

Oxidao por aerao e oxidao qumica .......................................................... 123Adsoro em carvo ativado................................................................................ 128Coagulao e Mistura Rpida .................................................................................. 134

Princpios tericos e mecanismos de coagulao ................................................ 135Coagulantes e auxiliares de coagulao .............................................................. 138Mistura rpida ..................................................................................................... 142Parmetros de projeto e operao das unidades de mistura rpida ................... 144Critrio de seleo das unidades de mistura rpida ........................................... 146

Floculao.................................................................................................................. 146Princpios tericos ................................................................................................ 149

Parmetros de projeto e de operao dasunidades de floculao ................................................................................... 151Critrios de seleo das unidades de floculao ................................................. 152

Consideraes Finais ................................................................................................. 153Bibliografia ................................................................................................................ 154

Captulo 4 Seleo de Alternativas de Tratamento por FiltraoDireta e Estudos de Tratabilidade .............................................. 157

Tipos de Sistemas de Filtrao Direta ..................................................................... 157Vantagens da Filtrao Direta .................................................................................. 159

Qualidade da gua: Aplicabilidade das Alternativas de Filtrao Direta .............. 160Estudos de Tratabilidade .......................................................................................... 163Estudos em escala de bancada............................................................................. 164Estudos em escala-piloto ..................................................................................... 179

Bibliografia ................................................................................................................ 203

Captulo 5 Filtrao Direta Ascendente ......................................................... 207Introduo ................................................................................................................. 207Funcionamento da Filtrao Direta Ascendente...................................................... 209Tratamento de gua com Concentrao

Elevada de Algas .................................................................................................. 210Tratamento com filtrao direta ascendente....................................................... 210


12/490

Pr-tratamento e filtrao direta ascendente ...................................................... 219Projeto de Instalaes de Filtrao Direta Ascendente ........................................... 233

Generalidades ...................................................................................................... 233Meio filtrante e camada suporte ......................................................................... 234Taxas de filtrao e qualidade da gua bruta (valores, limitaes) .................... 236Concepo de sistemas (taxa constante, taxa declinante, carga

hidrulica constante ou varivel) ................................................................... 239Controle operacional (critrios de lavagem, descarga de fundo

intermediria, dosagem e tipo de coagulante, uso de polmeros) ................. 241Sistema de lavagem.............................................................................................. 251

Bibliografia ................................................................................................................ 255

Captulo 6 Filtrao Direta Descendente ....................................................... 257Introduo ................................................................................................................. 257Funcionamento da Filtrao Direta Descendente ................................................... 258Tratamento de gua com Concentrao Elevada de Algas ...................................... 260

Filtrao direta descendente sem pr-tratamento .............................................. 260Filtrao direta descendente com pr-tratamento .............................................. 264

Projeto de Instalaes de Filtrao Direta Descendente ......................................... 282Generalidades ...................................................................................................... 282Meios filtrantes .................................................................................................... 282Camada suporte e fundo de filtros ...................................................................... 286

Taxas de filtrao, carreira de filtrao e qualidade da gua bruta .................... 291Controle operacional (critrios de lavagem, dosagem e tipo decoagulante, uso de polmeros) ........................................................................ 292

Sistema de lavagem.............................................................................................. 292Bibliografia ................................................................................................................ 297

Captulo 7 Dupla Filtrao ............................................................................. 301Introduo ................................................................................................................. 301Funcionamento da Dupla Filtrao .......................................................................... 301Consideraes sobre a Coagulao e a Mistura Rpida .......................................... 303

Remoo de Turbidez ............................................................................................... 304Remoo de Cor ........................................................................................................ 341Caractersticas das substncias hmicas ............................................................. 341Remoo de cor na dupla filtrao ...................................................................... 345

Remoo de Algas ..................................................................................................... 361Algas, cianobactrias e seus efeitos na sade ...................................................... 361Remoo de algas por dupla filtrao ................................................................. 363

Projeto de Sistemas de Dupla Filtrao ................................................................... 385Parmetros de projeto .......................................................................................... 385

Alimentao dos filtros ascendentes e forma de operao ................................. 386

Fundo dos filtros e camada suporte .................................................................... 392Materiais filtrantes .............................................................................................. 397


13/490

Taxas de filtrao, carga hidrulica disponvel e modo de operao .................. 398Lavagem dos filtros e aplicao de gua na interface ......................................... 402

Bibliografia ................................................................................................................ 406

Captulo 8 Projeto de ETA em Escala Real Tipo Dupla Filtrao .................. 411Descrio Geral da ETA............................................................................................ 411

Caractersticas da gua bruta e estudos de tratabilidade eminstalaes de bancada ................................................................................... 411

Unidades componentes da ETA .......................................................................... 413Parmetros de Projeto ............................................................................................... 415

Vazo nominal ..................................................................................................... 415Tipo de sistema de dupla filtrao ...................................................................... 415

Taxas de filtrao ................................................................................................. 415Lavagem dos filtros .............................................................................................. 415Materiais filtrantes .............................................................................................. 415Sistema de drenagem do fundo dos filtros.......................................................... 417

Dimensionamento Hidrulico .................................................................................. 417Perda de carga nos materiais filtrantes limpos.................................................... 417Cmara de chegada de gua bruta e mistura rpida .......................................... 421Medio de vazo ................................................................................................ 423Cmaras de carga e diviso da vazo entre os filtros ascendentes ..................... 423Tubulaes e dispositivos de entrada, sada e descarga de fundo dos

filtros ascendentes .......................................................................................... 424Tubulaes e dispositivos hidrulicos de entrada, sada e lavagem dosfiltros descendentes de antracito e areia ........................................................ 437

Verificao dos nveis de gua e taxas de filtrao nos filtrosdescendentes quando submetidos taxa declinante ..................................... 445

Plantas, Cortes e Detalhes da ETA Exemplo de Dupla Filtrao ........................... 454Exemplo de Custos e Problemas Operacionais e Perdas de gua no

Processo de Tratamento de gua por Dupla Filtrao em ETA emEscala Real ........................................................................................................... 456Caractersticas das instalaes e parmetros de projeto da ETA ....................... 457

Caractersticas Operacionais da ETA .................................................................. 462Custos de operao e produo efetiva de gua ................................................. 467Anexo Captulo 8 ................................................................................................... 473

Fotografias da obra da ETA de dupla filtrao utilizada noexemplo de dimensionamento........................................................................ 478

Bibliografia ................................................................................................................ 480


14/490

Em 2001 iniciou-se o PROSAB 3 Programa de Pesquisa em Saneamento Bsico,visando desenvolver o Tema 1 Tcnicas de Baixo Custo para Potabilizao deguas Salobras, Inclusive Diluio e Destino Final da Salmoura. Filtrao DiretaAplicada a Pequenas Comunidades. As cinco instituies selecionadas, EESC-USPcomo instituio estabelecida, e UFSC, UFC, UnB e UNICAMP, como instituiesemergentes, enfocaram seus projetos de pesquisa nas tecnologias da filtrao direta,utilizadas em diversas partes do Brasil para tratamento da gua destinada ao consumohumano.

Nas diferentes instituies foram realizados estudos sobre a eficincia, limitaese aplicabilidade dessas tecnologias no convencionais de tratamento de gua, eminstalaes-piloto e em escala real, que resultou, entre outros produtos, na presentepublicao. Nesse livro procura-se apresentar os fundamentos da filtrao e sistematizarinformaes sobre a concepo, o projeto, a construo, a operao e a manutenodos sistemas, objetivando tanto sua apropriao pelos tcnicos, quanto seu empregopara fins didticos.

A filtrao direta pode ser ascendente ou descendente, ou ainda pode-se combinarcom a filtrao direta ascendente como pr-tratamento filtrao descendente, cons-tituindo a dupla filtrao. Dependendo da qualidade da gua bruta, essas alternativaspodem apresentar funcionamento simplificado e custos de implantao relativamentebaixos, o que as torna extremamente atraentes para a definio da tecnologia de tra-tamento.

Nessas ltimas trs dcadas, a filtrao direta ascendente e a descendente foramobjetos de investigao intensiva no Brasil, notadamente na EESC-USP, demonstrandoa potencialidade dessas tecnologias para o tratamento de gua no Brasil. A duplafiltrao passou a ser estudada na ltima dcada na EESC-USP e, a partir de 2000,em diversas instituies brasileiras. Com os estudos adicionais sobre a filtrao diretaascendente e a filtrao direta descendente desenvolvidos como parte do PROSAB 3,e com o aprimoramento da dupla filtrao, os autores esperam estar colaborandopara promover essas tecnologias e difundir sua aplicao por meio da presente publi-cao.


15/490

Filtrao Direta no Brasil

Panorama do Saneamento no BrasilA Organizao Mundial de Sade (OMS) define saneamento como o controle

de todos os fatores do meio fsico do homem, que exercem efeito deletrio sobre seubem-estar fsico, mental e social. Saneamento tambm definido como o conjuntode aes que tendem a conservar e melhorar as condies do meio ambiente embenefcio da sade. De acordo com essas definies e com o conceito de sade, que o estado de completo bem-estar fsico, mental e social, e no apenas a ausncia dedoena, pode-se entender o saneamento como um conjunto de medidas de controleambiental que tem por objetivo proteger a sade humana. Os servios tradicionalmenteassociados oferta de saneamento so:

Abastecimento de gua. Coleta, tratamento e disposio adequada dos esgotos sanitrios. Coleta, tratamento e disposio adequada dos resduos slidos. Coleta e disposio adequada, das guas pluviais. Controle de vetores de doenas transmissveis.

A partir dos resultados da Pesquisa Nacional de Saneamento Bsico (IBGE,2002), tem-se uma viso geral da situao do saneamento no Brasil. Na Figura 1.1 apresentada a distribuio percentual dos distritos atendidos pelos servios associados oferta de saneamento, exceo do controle de vetores, de acordo com as cinco

macrorregies do Pas.Embora tenha alcanado melhorias na ltima dcada, o saneamento no Brasil

encontra-se ainda deficiente e precrio, principalmente em relao a determinadosservios, como a coleta e o tratamento dos esgotos sanitrios e a drenagem urbana. Ovolume de esgotos tratados extremamente baixo, atendendo somente parcela dapopulao.

Captulo 1


16/490

2 Tratamento de gua para Abastecimento por Filtrao Direta

A deficincia na coleta e a disposio final inadequada do lixo, que geralmente lanado a cu aberto na grande maioria das cidades brasileiras, so tambm outro

srio problema ambiental e de sade pblica. A melhoria das condies de saneamentoest associada ao aumento da expectativa de vida da populao, ao aumento daprodutividade dos trabalhadores e diminuio da mortalidade infantil, havendoestimativas de que cada R$ 1,00 investido em saneamento possibilita economizar R$4,00 em medicina curativa.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste Brasil

Aten

dimen

to(%)

gua canalizada e rede geral de distribuio Esgoto e fossa spticaLixo coletado Drenagem urbana

Figura 1.1 Saneamento % de atendimento por macrorregio (IBGE, 2002).

Os piores ndices de cobertura de saneamento so observados principalmentenas regies menos desenvolvidas e nos menores municpios do Pas, conforme mostraa Tabela 1.1. Assim, os programas destinados universalizao dos servios desaneamento devem ser voltados, prioritariamente, para essas localidades.

Apesar de o servio de abastecimento de gua apresentar atendimento superiora 58% em todas as regies do Pas, esses resultados devem ser analisados cuida-dosamente, uma vez que a qualidade da gua muitas vezes no levada em conta.Distritos abastecidos por guas tratadas de maneira precria, que no atendem aopadro de potabilidade especificado pela legislao, ou abastecidos por guas queno recebem qualquer tipo de tratamento so includos no percentual de atendimentospor rede de distribuio de gua, conforme pode ser observado nas Figuras 1.2 e 1.3.


17/490

Cap. 1 Filtrao Direta no Brasil 3

Tabela 1.1 Cobertura e dficit de servios de sanamento.

Tamanho do dficit em domiclios Cobertura dosservios (%)

guaRede deesgotos Rede + fossa

Tamanhode

municpiospor

nmero dehabitantes

Populao%

Taxadeurbaniza

o

%

Total % Total % Total %gua

Redede

esgoto

Rede+

fossa

Brasil 100,0 81,25 9.935.708 100 23.634.366 100 16.934.651 100 77,82 47,24 62,2

At 19.999 19,69 55,07 3.765.165 38 6.732.772 28 5.880.886 35 54,08 18,5 28,65

De 20.000a 49.999

16,98 66,24 2.138.262 22 4.171.634 18 3.443.906 20 62,77 27,37 40,04

De 50.000a 99.999

12,39 81,22 1.342.519 14 3.012.143 13 2.215.029 13 72,46 38,2 54,55

De 100.000a 499.999

23,28 64,46 1.605.493 16 5.057.809 21 2.966.064 18 85,32 53,8 72,95

Acima de500.000

27,66 97,98 1.084.269 11 4.660.008 20 2.428.766 14 91,99 66,85 82,77

607

3084 3115

2342

700

512

2550

3008

1967

619

125

1183

1815

701

264

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

Norte Nordeste Sudeste Sul Centro-Oeste

Nmero

de

distritos

aten

didos

Total de distritos

Distritos abastecidos

Distritos abastecidoscom gua tratada

Figura 1.2 Abastecimento de gua distritos abastecidos e com tratamento (IBGE, 2002).


18/490


0

5000000

10000000

15000000

20000000

25000000

30000000


Vo

lume

de

gua

distribu

do

(m

)3

Volume total de gua

distribuda por dia (m )3

Volume de guatratada distribuda pordia (m )

3

Figura 1.3 Abastecimento de gua volume de gua distribuda por dia (IBGE, 2002).

Vale ressaltar que o processo denominado simples desinfeco no maisadmitido pela legislao brasileira que regula o padro de potabilidade, em se tratandode guas superficiais, portanto, na Figura 1.3 foram consideradas como no tratadasas guas que so distribudas depois de submetidas apenas a esse tipo de procedimento.

Ressalta-se, contudo, que essa opo excluiu do grfico os distritos abastecidos comguas subterrneas que necessitam apenas da desinfeco.

Outro grande problema brasileiro, concentrado principalmente na regioNordeste, a escassez de gua disponvel para as mais diversas utilizaes, inclusivepara o consumo humano, em razo das secas e das severas estiagens. A escassez,conjugada a outros problemas como reservao, capacidade insuficiente de tratamentoe populao flutuante, geralmente causa racionamento na distribuio de gua ecomprometimento da qualidade da gua fornecida populao. Embora o Brasiltenha grande disponibilidade de recursos hdricos, estes no so distribudos de modoequilibrado entre as macrorregies, conforme pode ser observado na Figura 1.4, quereproduz dados da Secretaria de Recursos Hdricos do Ministrio do Meio Ambiente.

Na Figura 1.5 apresentadaa distribuio dos distritos freqentemente atingidospor racionamento de gua de acordo com as causas. Alm disso, a mdia dos ndicesde perdas no Brasil muito elevada, seja por vazamento e desperdcios, seja porperdas de medio da gua distribuda, para efeito de faturamento. Em diversossistemas, o ndice de perdas ultrapassa 50%.


19/490


0

10

20

30

40

50

60

70

80


% Recursos hdricos

% Superfcie territorial

% Populao

Figura 1.4 Distribuio de recursos hdricos nas macrorregies brasileiras.

607

3084 3115

2342

700

163

874710

2438843

154 9937 137 55 45 13 98 24 26 5 455

550444

15550

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


Nmero

de

distritos

ating

idos

Total de distritos

Distritos com motivo deracionamento

Problemas nareservao

Capacidade detratamento insuficiente

Populao flutuante

Problemas deseca/estiagem

Figura 1.5 Abastecimento de gua distritos atingidos pelo racionamento (IBGE, 2002).

consenso que o acesso aos servios de saneamento est diretamente ligado scondies de sade, principalmente infantil, e de longevidade dessa populao. Assim,em regies onde os servios de abastecimento de gua, de coleta de esgoto e de lixogerado e de drenagem urbana so mais abrangentes, a populao apresenta maiorexpectativa de vida e menor taxa de mortalidade infantil. Esse fato pode ser confirmadona Tabela 1.2, que mostra dados estatsticos das cinco macrorregies brasileiras. As

regies Norte e Nordeste, com as menores porcentagens de atendimento pelos servios


20/490


de saneamento, apresentam tambm a menor expectativa de vida para a populaolocal e a maior taxa de mortalidade infantil.

Tabela 1.2 Servios de saneamento x indicadores sociais mnimos.

Macrorregies

guacanalizada erede geral dedistribuio

(%)

Esgotoe fossasptica

(%)

Lixocoletado

(%)

Drenagemurbana (%)

Expectativade vida(anos)

Taxa demortalidadeinfantil/mil

Norte 61,1 14,8 81,4 40,4 68,2 32,7

Nordeste 58,7 22,6 59,7 45,9 65,5 52,8

Sudeste 87,5 79,6 90,1 72,4 69,4 25,7Sul 79,5 44,6 83,3 64,2 70,8 22,8

Centro-Oeste 70,4 34,7 82,1 48,1 69,1 26,1

Fonte: IBGE/DPE/Departamento de Populao e Indicadores Sociais. Diviso de Estudos e Anlisesda Dinmica Demogrfica. Projeto UNFPA/Brasil (BRA/98/P08) Sistema Integrado de Projees eEstimativas Populacionais e Indicadores Scio-demogrficos.

Tratamento de guas de Abastecimento no BrasilO tratamento de guas de abastecimento pode ser definido como o conjunto

de processos e operaes realizados com a finalidade de adequar as caractersticasfsico-qumicas e biolgicas da gua bruta, isto , como encontrada no curso dgua,com padro organolepticamente agradvel e que no oferea riscos sade humana.O padro determinado por rgos competentes por intermdio de legislaoespecfica. No Brasil, a qualidade da gua para consumo humano especificada naPortaria 1469 do Ministrio da Sade, que entrou em vigor em 2002, substituindoa Portaria 036 de 1990.

Na Pesquisa Nacional de Saneamento Bsico realizada pelo IBGE (2002), astecnologias de tratamento de guas para abastecimento so classificadas comoconvencionais, que incluem todas as etapas tradicionais do processo (coagulao,floculao, decantao e filtrao), e no-convencionais, incluindo a filtrao diretaascendente e descendente, a dupla filtrao e a filtrao lenta. A simples desinfecono mais considerada tecnologia de tratamento para guas superficiais, sendo aplicadaapenas em guas brutas subterrneas que apresentam condies naturaisorganolepticamente agradveis e sanitariamente seguras. A distribuio dos tipos detratamento de gua de abastecimento utilizados nos vrios distritos das cincomacrorreges do Pas pode ser visualizada na Figura 1.6.


21/490


86

847

1586

645

249

39

336

229

56 15

125

1183

1815

701

264

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

16001800

2000


Nmero

de

distritos

aten

didos

Convencional

No-convencional

Distritosabastecidos comgua tratada

Figura 1.6 Abastecimento de gua distritos por tipo de tratamento (IBGE, 2002).

Apesar da predominncia do tratamento convencional nos distritos brasileiros,os tratamentos no-convencionais vm se difundindo cada vez mais e j apresentamutilizao significativa no Pas. O volume de gua tratada distribudo, relativo a cada

tipo de tratamento, apresentado na Figura 1.7. Apesar da difuso dos mtodos detratamento no-convencionais, o volume de gua tratada por meio desses mtodosainda bastante pequeno em alguns Estados.

0

5000000

10000000

15000000

20000000


Vo

lume

de

gua

distri

bu

dopor

dia(m

)3

Volume de guatratada distribudopor dia (m )

3

Convencional (m )3

No-convencional(m )3

Figura 1.7 Abastecimento de gua volume de gua distribudo por tipo de tratamento (IBGE,2002).


22/490


Neste captulo pretende-se mostrar o panorama do uso da filtrao direta noBrasil, que a tecnologia de tratamento no-convencional de guas de abastecimento

de maior alcance no Pas e que vem sendo estudada por uma rede de cincouniversidades brasileiras, formada no ano 2000 por meio do Programa de Pesquisaem Saneamento Bsico (PROSAB). Nas ETAs com filtrao direta, os filtros so asnicas unidades responsveis pela reteno do material em suspenso presente nagua, enquanto nas ETAs de ciclo completo eles retm parte do material no removidonos decantadores ou flotadores. Neste livro, o termo filtrao direta abrange a duplafiltrao, a filtrao direta ascendente e a filtrao direta descendente.

Panorama da Filtrao Direta no Brasil

HistricoH pouco registro histrico do uso da filtrao direta no Brasil, havendo mais

informaes sobre o emprego da filtrao direta ascendente, uma das variantes dafiltrao direta.

Segundo Di Bernardo (1993), a idia da filtrao ascendente relativamenteantiga, tendo sido atribuda ao mdico italiano Porzio, por volta de 1685, a primeirameno ao uso de filtro de escoamento ascendente para tratamento de gua. Hindicaes na literatura de instalaes construdas na Frana e na Inglaterra no sculoXVIII e de uma patente datada de 1791, obtida por James Peacock, para a filtraopor ascenso, cuja nica aplicao conhecida foi feita em trs navios da marinhabritnica. H notcias de que a primeira instalao municipal de filtrao ascendentefoi construda na cidade de Greenock, Esccia, por volta de 1827, com as unidadesfuncionando tanto no sentido descendente como no ascendente.

Nos Estados Unidos, a primeira tentativa de uso da tecnologia na cidade deRichmond no foi bem-sucedida em razo da elevada turbidez do afluente. Apesardesse insucesso, outras instalaes com filtrao ascendente foram construdas nas

cidades de New Milfor (1874), St. Johnsbury (1876), Burlington e Keokuk (1878),Lewiston e Stillwater (1880), Golden (1882), Pawtucket (1883), Storm Lake (1892),Battlesville (1904) e Nova York (1907), conforme reportado por Hamann e McKinney,nas quais foram usadas pedra, carvo, areia ou combinaes desses materiais comomeio filtrante. Na maioria desses filtros, a lavagem do meio granular era efetuadacom a inverso do escoamento, no sentido descendente, no propiciando limpezaefetiva, o que contribuiu para que as instalaes fossem desativadas.

A filtrao ascendente passou a ser muito difundida a partir da metade do sculoXX na Europa, notadamente na Unio Sovitica e na Holanda, sobretudo em relao

s inovaes propostas, surgindo, no primeiro pas, o filtro AKX e, no segundo, ofiltro Immedium, cujas principais caractersticas sero discutidas posteriormente. A


23/490


partir de 1953 iniciou-se a construo das estaes de tratamento de gua (ETA)empregando a filtrao ascendente em cidades como Moscou, Leningrado, Cheliabinsk,

Gorki, Kiev, Rostov, dentre outras, o que mostra a importncia que os soviticosderam a essa tecnologia, denominada clarificao de contato. Em razo dosgradientes de velocidade durante o escoamento de gua coagulada no meio granular,h formao de flocos, principalmente na camada de pedregulho, os quais so retidos medida que a gua escoa no meio granular, do maior pedregulho para o menor. Osclarificadores de contato dispensam o uso de decantadores, pois a gua bruta, depoisde receber o coagulante, encaminhada diretamente aos filtros, obtendo-se um efluentecom qualidade satisfatria.

No Brasil, a primeira experincia foi realizada em 1971 por Grinplasht, na cidade

de Colatina, ES, onde o efluente ao filtro de escoamento ascendente podia ser guacoagulada ou decantada, em funo da turbidez da gua bruta. Esse autor j havia sereferido a isso em 1969, em um artigo no qual apresentava os resultados de Hamanne McKinney. Com base nessa experincia, foi construda a Estao de Tratamento degua de Ponta Grossa, PR, com custo de implantao correspondente a cerca de 40%do custo de uma estao de tratamento completo. Depois da visita tcnica UnioSovitica, Azevedo Netto, em captulo especfico sobre a filtrao ascendente nolivro editado em 1974 pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental(Cetesb), apresentou as principais recomendaes referentes ao projeto dos

clarificadores de contato, designando-os de filtros russos.Somente a partir de 1977 comearam a ser realizadas pesquisas sobre a filtrao

direta ascendente no Brasil, especialmente na Escola de Engenharia de So Carlos daUniversidade de So Paulo (ESSC-USP), com o objetivo de estudar aspectos tericose prticos e aprimorar essa tecnologia. Desde ento, Di Bernardo e colaboradorespublicaram diversos artigos em revistas tcnicas e em eventos nacionais e internacionaissobre o tratamento de gua, contendo informaes cientficas e tcnicas e fornecendosubsdios para que fossem projetadas e construdas estaes de tratamento de guaempregando a filtrao direta ascendente.

Atualmente, estima-se que h mais de 350 de instalaes de filtrao diretaascendente para tratamento de gua destinada ao consumo humano em funcionamentono Brasil, construdas em concreto, chapa de ao ou em fibra, com capacidade de 5 a2.000 L/s, para remoo principalmente de cor, turbidez e ferro.

ETAs de filtrao direta no BrasilCom o objetivo de retratar o atual panorama da filtrao direta no Brasil, foi

encaminhado um questionrio s diversas Companhias Estaduais de Saneamento

Bsico (CESB) atuantes no Pas. Embora no tenha sido possvel obter informaesrelativas totalidade dos Estados, os resultados apresentados a seguir possibilitam


24/490


uma viso geral da situao. Foram respondidas questes sobre: o nmero de ETAsde acordo com o tipo de tratamento, ano de implantao da primeira ETA de filtrao

direta e material de construo dessas unidades. Segundo o Sistema Nacional deInformaes sobre Saneamento, em publicao de 1999, no que se refere aoabastecimento de gua as CESB atendem a 70,6% dos municpios brasileiros, o quecorresponde a 77,6% da populao total do Brasil, e os prestadores de serviomicorregionais e locais atendem, respectivamente, a 0,25% e a 3,0% dos municpiose a 0,6% e 14,6% da populao. Portanto, as informaes obtidas nas CESB sobastante representativas dos sistemas de abastecimento e tratamento de gua doPas.

Pelo levantamento realizado, as duas primeiras ETAs de filtrao direta operadas

pelas CESB localizam-se no Paran e no Maranho, as quais foram inauguradas em1944 e 1950, respectivamente. mostrado na Figura 1.8 o ano de implantao dasprimeiras ETAs de filtrao direta em vrios Estados brasileiros.

Ano de implantao da primeira ETA de filtrao direta

1982 1982

1977

1950

1977

1985

1944

1990

1978

1970

1983

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Bahia Braslia Ce

ar

Esp

rito

Santo

Mar

anho

Mina

sGerais

Paraba

Paran

Rio

Gran

dedo

Sul

Rond

nia

Sant

aCa

tarina

So

PauloSe

rgipe

Toca

ntins

Figura 1.8 Ano de implantao da primeira ETA de filtrao direta das CESB.

Apesar da maior difuso atual das tecnologias de tratamento no-convencionais,o tratamento convencional (ou de ciclo completo) ainda o mais utilizado em nosso

pas, com especial destaque nos Estados de Minas Gerais, Rio Grande do Sul e Paran,


25/490


conforme mostrado na Figura 1.9. Tem-se observado maior tendncia de uso dotratamento de ciclo completo nos Estados do Sul e Sudeste, provavelmente em razo

das variaes mais significativas da qualidade da gua ao longo do ano, com aumentosacentuados de turbidez nos perodos chuvosos. Na regio Nordeste, por outro lado,onde h diversas captaes em audes, que funcionam como decantadores naturais,a qualidade da gua bruta parece favorecer o emprego da filtrao direta.

3

71

29

13

417

50

168 184

8 811

19

132

1

91

0

9

39 39

4 4 5

16

4127

0 0

3

1

12

0 0

7

0

2

0 0 0

2

1 11

12

1 1 0 0

6

2

1

11

3

27

0 0 1

5

0 0 0 0 1 0 0

2

3

1 0

3

0 0

20

0 0

51

7

85

43

10111515

01

10

100

1000

Alag

oas

Bahia

Bras

lia

Cear

Esp

rito

Sant

o

Mar

anh

o

Mat

oGr

osso

doSul

Mina

sGer

ais

Para

ba

Para

n

Pern

ambu

co

Rio

Gran

dedo

Sul

Rond

nia

Roraim

a

Sant

aCa

tarin

a

Sergipe

Toca

ntins

Nmero

de

ETA

s

Tratamento convencional

Filtrao direta ascendente (filtro russo)

Filtrao direta descendente

Dupla filtrao

Filtrao lenta

Figura 1.9 Distribuio de ETAs operadas pelas CESB, por tipo de tecnologia.

Observa-se que nos Estados da Bahia, Paraba, Pernambuco e Sergipe as ETAsde tratamento no-convencional j apresentam nmero significativo, com maiordestaque para a filtrao direta ascendente (Figura 1.10). Na Bahia, por exemplo, asETAs que utilizam o tratamento no-convencional j superam aquelas de tratamentoconvencional. Entretanto, cabe mencionar que em alguns pases europeus e nos Estados

Unidos no recomendado o tratamento de gua para consumo humano apenas porfiltrao direta ascendente, j no Brasil no h restries legais a esse respeito.

A filtrao direta apresenta diversas vantagens em relao ao tratamentoconvencional. A primeira o menor nmero de unidades envolvidas, j que o trata-mento convencional constitudo por unidades de mistura rpida e coagulao, defloculao, de decantao ou flotao e de filtrao, enquanto a filtrao diretaapresenta apenas as unidades de coagulao, floculao (eventualmente) e filtrao.Outra vantagem o menor consumo de produtos qumicos durante o processo detratamento. Essas vantagens, alm de facilitarem a operao e a manuteno, geram

grande economia de recursos, j que a infra-estrutura a ser construda e mantida ser


26/490


mais simples, haver reduo na quantidade de produtos qumicos a serem adquiridose menor gerao de lodo.

1

10

100

1000

Alag

oas

Bahia

Bras

lia

Cear

Esp

rito

Sant

o

Mar

anh

o

Mat

oGr

osso

doSul

Mina

sGer

ais

Para

ba

Para

n

Pern

ambu

co

Rio

Gran

dedo

Sul

Rond

nia

Roraim

a

Sant

aCa

tarin

a

Sergipe

Toca

ntins

Nme

rode

ETAs

Filtrao direta ascendente (filtro russo)

Filtrao direta descendente

Dupla filtrao

Filtrao lenta

19

132

1

91

0

9

0

15

39

15

39

4 4 5

16

41

27

0 0

3

1

12

0

7

0

2

0 0 0

2

1 11

12

1 1 0 0

6

2

1

11

3

27

0 0 1

5

0 0 0 0 1 0 0

2

3

1 0

3

0 0

20

0 00

Figura 1.10 ETAs com tratamento no-convencional operadas pelas CESB.

Alm do nmero de ETAs que utilizam as tecnologias de tratamento no-convencionais, deve-se tambm observar qual a importncia dessas tecnologias em termosde porcentagem da vazo em relao vazo total tratada. Embora haja pequeno nmerode ETAs no-convencionais, nos Estados de Tocantins, Braslia e Esprito Santo, umaporcentagem muito alta da vazo total da gua tratada por meio dessas tecnologias(Figura 1.11). importante ressaltar que, apesar de o Estado da Bahia se destacar pelonmero de ETAs no-convencionais, no foram obtidas as vazes tratadas relativas a

essas tecnologias, o mesmo ocorreu com o Estado de So Paulo.As ETAs de filtrao direta geralmente so construdas com concreto, fibra de

vidro ou chapa metlica e a predominncia do material utilizado varia considera-velmente de Estado para Estado, como mostra a Figura 1.12.

As ETAs pr-fabricadas, apesar da praticidade, muitas vezes apresentamproblemas. Como geralmente so mdulos padronizados, pode-se incorrer em grandeserros caso no sejam levadas em considerao as caractersticas da gua bruta nomomento em que se decide adquirir um desses mdulos pr-fabricados. Dependendodessas caractersticas, o dimensionamento-padro da ETA pode no favorecer o alcanceda eficincia esperada no tratamento, resultando na produo de gua que no atendeao padro de potabilidade.


27/490


26

7581

50

4

10 12 93

14

3

38

4

2825

80

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

%

Alag

oas

B

rasl

ia

Cear

Esprito

Sant

o

Ma

ranh

o

Mat

oGr

ossodo

Sul

Minas

Gerais

P

araba

P

aran

Pernambu

co

Rio

Grande

doSul

Rond

nia

Ror

aima

SantaC

atarina

S

ergip

e

Toca

ntins

Figura 1.11 Porcentagem da vazo de filtrao direta em relao vazo total tratada pelas CESB.

Em relao ao tratamento de ciclo completo, a filtrao direta apresenta adesvantagem de ser mais restritiva qualidade da gua bruta, de modo que nemtodas as guas tratadas por meio de ETAs de ciclo completo podem ser potabilizadas

pela filtrao direta. Assim, o desconhecimento das caractersticas da gua bruta e desua variao sazonal pode levar a erros na escolha da tecnologia de tratamento. DiversasCESB converteram ETAs de filtrao direta em ETAs de ciclo completo e hplanejamento para futura converso de outras unidades em quase todos os Estadosbrasileiros, como pode ser observado nas Figuras 1.13 e 1.14. Ressalta-se, contudo,que os resultados que vm sendo obtidos no mbito do PROSAB indicam que oslimites de aplicabilidade da filtrao direta em relao qualidade da gua bruta,especialmente da dupla filtrao, so mais amplos do que normalmente reportadona literatura, conforme pode ser observado ao longo deste livro. Assim, convenienteque ajustes operacionais e o emprego da dupla filtrao sejam considerados comoopes antes de transformar as ETAs de filtrao direta ascendente e descentente emETAs de ciclo completo, uma vez que esta tecnologia implica maiores custos deconstruo e de operao, embora seja a opo mais apropriada em alguns casos.

H tambm relato de algumas ETAs que inicialmente operavam com o tratamentoconvencional e foram convertidas filtrao direta. Na consulta s CESB foi avaliadotambm o estado de conservao em que se encontram as ETAs de filtrao direta.Na Figura 1.15 apresentado o nmero de ETAs que necessitam de reforma ouampliao, de acordo com as CESB.


28/490


0

4

36

12

0 1

24

33

4

18

4

9

0

14

1

7

11

0 1

54

0

9

0 0

6

0

10

3

8

30 0

24

1

12

0 1 0 0

5

0 0

25

41

0

22

2 1 0

13

21

0

10

20

30

40

50

60

Nmero

de

ETAs

Concreto

FibraEstrutura metlica

So

Paulo

Bahia

Bras

lia

Cear

Esp

rito

Sant

o

Mar

anh

o

Mat

oGr

osso

doSul

Mina

sGer

ais

Para

ba

Para

n

Pern

ambu

co

Rio

Gran

dedo

Sul

Rond

nia

Roraim

a

Sant

aCa

tarin

a

Sergipe

Toca

ntins

Figura 1.12 Material de construo das ETAs de filtrao direta das CESB.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

910

Nmero

de

ETAs

0 0 0

1

4

8

0

6

8

1

3

0

3

0

5

0 0

5

Alag

oasBa

hia

Bras

liaCe

ar

Esp

rito

Santo

Mar

anho

Mat

oGr

osso

doSul

Mina

sGer

ais

Para

ba

Para

n

Pern

ambu

co

Rio

Gran

dedo

Sul

Rond

nia

Roraima

Sant

aCa

tarina

Sergipe

So

Paulo

Toca

ntins

Figura 1.13 ETAs de filtrao direta transformadas em ETAs convencionais pelas CESB.


29/490


0

Nmero

de

ETAs

Alag

oas

Bahia

B

rasl

ia

Cear

Esprito

Sant

o

Ma

ranh

o

Mat

oGr

osso

doSul

Minas

Gerais

P

araba

Para

n

Pernambu

co

Rio

Grande

doSul

Rond

nia

Ror

aima

SantaC

atarina

S

ergip

e

So

Paulo

Toca

ntins

0 02

0

57

02

31

1 10

4

0

3

0 0 1

5

10

15

20

25

30

35

Figura 1.14 Plano das CESB de transformar ETAs de filtrao direta em ETAs convencionais.

Nmero

de

ETAs

Bahia

Bras

lia

Cear

Espri

toSa

nto

Mar

anh

o

Mat

oGro

sso

doSul

Min

asGe

rais

Para

ba

Para

n

Pern

ambu

co

Rio

Gran

dedo

Sul

Rond

nia

Roraim

a

Santa

Cata

rina

Sergipe

So

Paulo

Toca

ntins

0 1

17

12

5

02

39

0

41

0

4

0

5

1

15

3

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Figura 1.15 ETAs de filtrao direta com necessidade de reforma/ampliao segundo as CESB.

Consideraes FinaisOs profissionais que se dedicam a pesquisas relacionadas ao tratamento de gua

para abastecimento pblico esto sempre almejando o aperfeioamento dos processose operaes unitrias existentes ou o desenvolvimento de novas tecnologias, visando


30/490


reduzir custos e aumentar a eficincia do tratamento. O objetivo primordial assegurara potabilidade da gua distribuda populao. Contudo, importante buscar

alternativas de baixo custo que atendam a esse objetivo a fim de viabilizar auniversalizao do acesso dgua em quantidade e com a qualidade necessria parasatisfazer os fins a que se destina.

Dentre as tecnologias usuais de tratamento de gua para abastecimento pblico,a filtrao direta a que apresenta menor custo de implantao. Por outro lado, emgeral, a filtrao lenta mais vantajosa do ponto de vista de operao e de manuteno,tanto no que se refere aos menores custos quanto maior simplicidade dessasatividades. Contudo, deve-se levar em considerao que a filtrao direta possibilitao tratamento de guas brutas com maior quantidade de matria em suspenso e

substncias dissolvidas do que a recomendada para o emprego da filtrao lenta.Entretanto, se em razo das caractersticas fsico-qumicas e bacteriolgicas da guabruta no for possvel assegurar sua potabilizao por meio dessas tecnologias, faz-senecessrio o emprego do tratamento em ciclo completo, que caracteriza as ETAs quepossuem unidades de mistura rpida, floculao, decantao (ou flotao) e filtrao.Portanto, a escolha da tecnologia de tratamento depende basicamente da qualidadeda gua bruta e da qualidade desejada para o efluente final.

Quando a gua pode ser tratada tanto por filtrao direta quanto por ciclocompleto, a primeira tecnologia apresenta como vantagem o menor custo deimplantao e de operao, uma vez que no h necessidade de construir unidadesde decantao (ou flotao) e, em alguns casos, tambm os floculadores podem serdispensados. Alm disso, na filtrao direta so utilizadas menores dosagens deprodutos qumicos destinados coagulao da gua e produz-se menor volume delodo, o que torna menos oneroso seu tratamento e disposio final.

Costuma-se apontar como desvantagens da filtrao direta a impossibilidade detratar guas com turbidez e/ou cor elevada e o curto tempo de deteno da gua naETA, o que dificulta ao operador tomar medidas corretivas quando observadaalterao brusca na qualidade da gua. Portanto, conclui-se que a filtrao direta uma tecnologia de tratamento particularmente indicada para guas brutas com cor eturbidez relativamente baixas e que no apresentem variaes bruscas de qualidade.

Os problemas brasileiros relacionados falta de saneamento bsico so conhecidosh muito tempo. Em que pese a realizao de estudos que mostrem a associao entrea melhoria das condies de saneamento e o aumento da expectativa de vida, aumentoda produtividade, reduo da mortalidade infantil e diminuio do investimento emmedicina curativa, a universalizao do acesso ao saneamento bsico ainda est longede ser uma realidade no Pas. Tendo o quadro social brasileiro como inspirao, foi

montada a rede de pesquisa do tema gua, inserida no Programa de Pesquisa emSaneamento Bsico (PROSAB). A tecnologia de tratamento de gua por filtrao


31/490


direta, por apresentar menores custos de construo e de operao, pode contribuirde modo significativo para a universalizao do acesso de gua potvel no Pas. Diversas

pesquisas realizadas no Brasil tm permitido conhecer melhor essa tecnologia detratamento de gua e tm mostrado que seu campo de aplicao maior do quenormalmente vinha sendo citado na literatura tcnica, contudo a filtrao direta temlimites de aplicao. O desconhecimento desses limites pode induzir a erros quecustam caro para o Pas, pois se a tecnologia de tratamento de gua escolhida no fora correta, o investimento pode ser em vo, visto que a construo de uma ETA no garantia de produo de gua potvel. A tecnologia de tratamento deve ser apropriada gua do manancial, alm disso, a ETA precisa ser projetada, construda e operadacorretamente. Nos demais captulos que compem este livro, procura-se enfatizar anecessidade de investigao experimental antes de projetar as ETAs e so apresentadosos avanos obtidos na filtrao direta por meio de pesquisas realizadas no Brasil.Espera-se que esta obra contribua para que os profissionais que atuam no campo dotratamento de gua disponham de elementos para escolher com maior segurana atecnologia de tratamento de gua adequada em funo da qualidade da gua bruta.

Referncias BibliogrficasABICALIL, M. T. Uma nova agenda para o saneamento. In: O pensamento do setor saneamento no

Brasil: perspectivas futuras. PMSS (Programa de Modernizao do Setor Saneamento).

Braslia, DF, Secretaria Especial de Desenvolvimento Urbano SEDU/PR, 2002.BARROS, R. T. V.; CHERNICHARO, C. A. L.; HELLER, L.; von SPERLING, M.Manual de

Saneamento e Proteo Ambiental para os Municpios. Saneamento Captulo 4, v. 2, DESA/UFMG, 1995. 221p.

CLEASBY, J. L. Filtration: In: Water quality and treatment: a handbook of community watersupplies. 4. ed. AWWA. McGraw-Hill, 1990.

DI BERNARDO, L.Mtodos e tcnicas de tratamento de gua. Rio de Janeiro: ABES, 1993.

IBGE. INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATSTICA.Pesquisa Nacional deSaneamento Bsico 2000. Departamento de Populao e Indicadores Sociais. Rio de Janeiro:IBGE, 2002. 431p.


32/490


poros variam de 35 a 50 m, e a distncia de interao, para que ocorram aderncia,em geral menor que 1 m. Essas dimenses indicam que, na filtrao de gua, a

reteno por interceptao (contato entre a partcula esfrica que se move em umalinha de corrente distante menos que a metade de seu dimetro em relao superfciedo gro) pouco significativa, pois as partculas movem-se em poros de 100 a 1.000vezes maiores que elas. Ento, para serem removidas, as partculas necessitam sertransportadas das linhas de correntes at as proximidades dos gros.

Filtrao Ascendente e Filtrao DescendenteNas Figuras 2.1 e 2.2 so mostrados esquemas, em corte, de filtros com escoamento

ascendente e descendente, destacando-se as seguintes diferenas bsicas: Em meios filtrantes estratificados de um nico material, o afluente com maior

quantidade de impurezas encontra, inicialmente, as subcamadas de grosmenores (tamanhos dos vazios intergranulares menores) na filtraodescendente em contraposio, na filtrao ascendente em meio granularestratificado o afluente encontra inicialmente os gros maiores (vaziosintergranulares maiores).

A presso no fundo do filtro ascendente maior e aumenta com o tempo defuncionamento, enquanto no filtro descendente menor e diminui com otempo.

A lavagem com gua tem o mesmo sentido da filtrao no filtro ascendente esentido oposto no descendente; por isso, muitas vezes, a lavagem de filtrosdescendentes tambm denominada lavagem em contracorrente.

A coleta de gua de lavagem geralmente efetuada nas mesmas calhas decoleta de gua filtrada, fato que, em muitos pases, dificulta o uso da tecnologiada filtrao direta ascendente.

O meio filtrante pode ser constitudo de diferentes materiais (antracito, areiae granada) na filtrao descendente; na filtrao direta ascendente empregam-se apenas areia como meio filtrante e pedregulho na camada suporte.

O meio filtrante empregado na filtrao direta ascendente geralmente constitudo de areia com gros maiores que no caso da filtrao descendente com isso, o consumo de gua para lavagem maior no filtro ascendente.


33/490

Captulo 2

Conceituao da Filtrao Rpida e da

Fluidificao de Meios Granulares

IntroduoA filtrao consiste na remoo de partculas suspensas e coloidais e demicrorganismos presentes na gua que escoa atravs de um meio poroso. Aps certotempo de funcionamento, h necessidade da lavagem do filtro, geralmente realizadapela introduo de gua no sentido ascensional com velocidade relativamente altapara promover a fluidificao parcial do meio granular com liberao das impurezas.Os mecanismos responsveis pela remoo de partculas durante a filtrao com aode profundidade so complexos e influenciados principalmente pelas caractersticasfsicas e qumicas das partculas, da gua e do meio filtrante, da taxa de filtrao e domtodo de operao dos filtros. Considera-se a filtrao o resultado da ao de trsmecanismos distintos: transporte, aderncia e desprendimento.

Os mecanismos de transporte so responsveis por conduzir as partculassuspensas para as proximidades da superfcie dos coletores (gros de antracito, areiaou outro material granular), as quais podem permanecer aderidas a estes por meiode foras superficiais, que resistem s foras de cisalhamento resultantes dascaractersticas do escoamento ao longo do meio filtrante. Quando essas foras superamas foras de aderncia, tem-se o desprendimento. Se a taxa de filtrao (vazo afluentedividida pela rea do filtro em planta), ou velocidade de aproximao, permanecerconstante, a velocidade de escoamento nos poros, denominada velocidade intersticial,aumenta em decorrncia das partculas retidas e causa o arrastamento das partculaspara subcamadas inferiores (filtro descendente) ou superiores (filtro ascendente) domeio filtrante e surge na gua filtrada, podendo ocasionar o fenmeno conhecidocomo transpasse.

Para entender o fenmeno da filtrao importante relacionar as dimensesrelativas das partculas suspensas (dimetro dp), do gro (dimetro dg), dos poros(0,07 a 0,1 vezes dg) e as distncias nas quais os mecanismos de aderncia atuam. Osfiltros removem partculas coloidais com tamanho de 0,01 a 10 m em meio filtrante

constitudo de areia com gros de tamanho da ordem de 500m, cujas dimenses dos


34/490

Cap. 2 Conceituao da Filtrao Rpida e da Fluidificao de Meios Granulares 21

Figura 2.1 Esquema de um filtro ascendente.

Canal comumde distribuiode gua aosfiltros9,60

Calha de coletade gua de lavagem

Vertedor

Mesa decomando

Antracito

Areia

Pedregulho

Bloco cermico

Caixade sada

Canal deguafiltrada

Comportade entrada

NA

Figura 2.2 Esquema de um filtro descendente.


35/490


Filtrao com Ao de Profundidade e de

Ao SuperficialNa filtrao rpida descendente, com ao de profundidade, as impurezas soretidas ao longo do meio filtrante (em contraposio de ao superficial, em que areteno significativa apenas no topo de meio filtrante). Nas Figuras 2.3 e 2.4 somostrados resultados de operao de dois filtros-piloto, um deles contendo areia nouniforme com tamanho dos gros entre 0,71 e 1,68 mm; tamanho efetivo (tamanhodo gro correspondente passagem de 10% do material, em peso) = 0,8 mm; coeficientede desuniformidade (relao entre o tamanho do gro correspondente passagem de60% do material granular, em peso, e o tamanho referente passagem de 10%) = 1,6;

espessura da camada filtrante = 0,85 m, funcionando com taxa de filtrao igual a180 m/d e recebendo gua coagulada com sulfato de alumnio no mecanismo deadsoro/neutralizao de cargas; o outro filtro apresenta meio filtrante constitudode areia praticamente uniforme com tamanho dos gros entre 0,84 e 1,41 mm; tamanhoefetivo = 1,0 mm; coeficiente de desuniformidade = 1,20; espessura da camada filtrante= 1,2 m; funciona com taxa de filtrao igual a 180 m/d e recebe gua decantada comoafluente. No eixo das ordenadas tem-se a perda de carga no meio filtrante e no eixodas abcissas, a espessura da camada filtrante. Tm-se, nessas figuras, curvas de perdade carga ao longo da espessura da camada filtrante para diferentes tempos de operao(Di Bernardo & Prezotti, 1991).

Em ambas as figuras so mostradas as curvas que representam o deslocamentoda frente de impurezas ao longo do meio filtrante, obtidas da seguinte forma: paracada curva de perda de carga correspondente a um tempo de funcionamento traadauma reta paralela quela referente ao incio da operao (quando no h reteno deimpurezas) at o ponto em que o paralelismo deixa de ocorrer; uma vez identificadosos pontos nas diversas curvas de perda de carga para os diferentes tempos defuncionamento, esses so unidos, dando origem curva de caminhamento da frentede impurezas, que pode ser uma ferramenta muito til para a anlise da filtrao.

Na Figura 2.3 a reteno de impurezas ocorreu, praticamente, no incio da camadafiltrante (cerca de 0,15 m), enquanto na Figura 2.4 a penetrao de impurezas atingiuprofundidade de cerca de 0,8 m. Pode-se dizer que, no primeiro caso, a retenosuperficial foi significativa, caracterizando a filtrao com ao superficial, enquanto,no segundo, a filtrao se deu com ao de profundidade. No caso da Figura 2.3,pode-se deduzir que a ao fsica de coar foi o mecanismo de filtrao dominante,embora outros fenmenos pudessem ter infludo, como a floculao intensa que ocorreno meio granular, j que o afluente era a gua coagulada. No segundo caso (Figura2.4), a ao fsica de coar deixa de ser importante, sendo outros os mecanismosresponsveis pela reteno das impurezas no meio filtrante.


36/490


Frente de impurezas

Espessura do meio filtrante (m)

Taxa de filtrao: 180 m /m dMeio filtrante: areia no uniforme

3 2

Perda

decarganome

iofiltrante

(m)

3,00

2,50

2,00

1,50

1,00

0,50

0,00

5 h

7,5 h

10,5 h

12,5 h

13,5 h

0,40,200 0,80,6

Foto de filtro-piloto

Figura 2.3 Variao da perda de carga no meio granular da filtrao descendente com ao superficialsignificativa (areia no uniforme).

Frente de impurezas

Taxa de filtrao: 180 m /m d

Meio filtrante: areia praticamente uniforme

3 2

Espessura do meio filtrante (m)

Paralelas reta com t = 0 h

0,40,20

1,4

1,31,2

1,1

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,40,3

0,2

0,1

0

Perdad

ecarganome

iofiltran

te(m)

0 h

8 h

16 h

20 h

25 h

1,21,00,80,6

Figura 2.4 Variao da perda de carga no meio granular da filtrao descendente com ao deprofundidade (areia praticamente uniforme).


37/490


A filtrao ascendente tem sido comumente considerada com funcionamento deao de profundidade, embora, dependendo das caractersticas do meio granular e da

taxa de filtrao, a reteno de impurezas seja significativa na camada de pedregulhoe subcamadas iniciais da areia. Na Figura 2.5 so mostrados os resultados de perda decarga na camada de pedregulho e de areia de um filtro ascendente (FAAG) de umainstalao de dupla filtrao para as taxas de filtrao de 120 e 240 m3/m2d, com areiatendo as seguintes caractersticas: tamanho dos gros = 1,0 a 2,4 mm; tamanho efetivo= 1,4 mm; e espessura da camada = 1,6 m. A camada suporte foi responsvel por10% a 25% da perda de carga total, enquanto a camada de areia, por 75% a 90% daperda de carga total no meio granular (De Paula, 2002).

Na Figura 2.6 so mostrados os resultados de perda de carga, para duas taxas de

filtrao, em um filtro ascendente de uma instalao de dupla filtrao, constitudode quatro subcamadas de pedregulho, todas com 0,3 m de espessura e com os seguintestamanhos: 25,4 a 19,0 mm; 15,9 a 9,6 mm; 6,4 a 3,2 mm; 2,4 a 1,41 mm. Nessasfiguras, as perdas de carga em cada subcamada so representadas por: P1-P0(perda decarga na subcamada de 2,4 a 1,41 mm); P2-P1(perda de carga na subcamada de 6,4 a3,2 mm); P3-P2(perda de carga na subcamada de 15,9 a 9,6 mm); e P4-P3(perda decarga na subcamada de 25,4 a 19,0 mm). Para as taxas de filtrao estudadas, adistribuio da perda de carga nas subcamadas do meio granular no foi uniforme: ascamadas inferiores (3 e 4) foram responsveis por apenas 2% a 5% da perda de carga

total; a camada superior 2, por cerca de 30% a 40% da perda de carga total; e acamada superior 1 (mais fina), por aproximadamente 60% a 75% da perda de cargatotal (Kuroda, 2002).

A filtrao com ao de profundidade pode ser entendida como o resultado deuma sucesso de estgios relativos colmatao das subcamadas que compem omeio filtrante (ver esquema da Figura 2.7 para o caso da filtrao descendente). Aprimeira subcamada (subcamada 1) retm partculas at o momento em que as forasde cisalhamento, em razo do escoamento, superam as foras que mantm as partculasaderidas aos gros do meio filtrante, arrastando-as para a subcamada subseqente

(subcamada 2). Nesse instante, pode-se assumir que a quantidade de partculas noefluente da subcamada 1 iguala-se quantidade de partculas presentes no afluente,ou seja, ocorre a saturao da subcamada 1, sendo mxima a diferena de nveis degua entre os piezmetros localizados acima e abaixo da subcamada 1. A saturao decada subcamada pode ser acompanhada por meio de coleta de amostras ao longo domeio filtrante ou pela visualizao do nvel de gua em cada piezmetro. A partir doinstante em que a diferena de leitura piezomtrica entre dois piezmetros(correspondentes a uma subcamada qualquer) no mudar com o tempo de filtrao,aquela subcamada estar saturada.


38/490


0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130

Tempo de operao (h)

Perda

decargano

FAAG

(cm

)

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Tempo de operao (h)

P -P2 1 P -P1 0

Perda

decargano

FAAG

(cm

)

a) Taxa de filtrao = 120 m /m d3 2

b) Taxa de filtrao = 240 m /m d3 2

Camada de areia

Camada de pedregulho

Camada de areia

Camada de pedregulho

Figura 2.5 Variao da perda de carga na filtrao ascendente.

Na realidade, outras subcamadas, situadas abaixo da subcamada 1, estavamretendo partculas durante o tempo em que ocorria sua saturao, porm, so pequenasas quantidades retidas em cada uma delas (maior na subcamada 2). Em seguida, asubcamada 2 passa a reter maior quantidade de partculas, at o instante em quetambm ocorre sua saturao, e assim por diante, at que todas as subcamadas sejamsaturadas. A perda de carga em qualquer subcamada igual diferena entre os nveisde gua nos piezmetros situados acima e abaixo desta.


39/490


0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Tempo de operao (h)

Perda

decargano

FAP(cm

)

P -P4 3 P -P3 2 P -P2 1 P -P1 0

a) Taxa de filtrao = 60 m/d

b) Taxa de filtrao = 240 m/d

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

Tempo de operao (h)

Perda

decargano

FAP(cm

)

Figura 2.6 Variao da perda de carga nas subcamadas de um filtro ascendente de pedregulho.

Comportamento semelhante pode ocorrer na filtrao ascendente (ver esquemana Figura 2.8). Inicialmente, a reteno de impurezas se d na camada de pedregulhoe subcamada inicial da areia (gros maiores da camada de areia estratificada).


40/490


Perda

de

carga

nasu

bca

ma

da

3

Perda

decargana

su

bcama

da

fina

l

Afluente

Nvel de gua

V8

Subcamada 1

Subcamada 2

Subcamada 3

Subcamada 4

Subcamada final

Piezmetros

Efluente

Figura 2.7 Esquema de um filtro descendente com piezmetros instalados entre subcamadas domeio filtrante.

Perda de carga nacamada de pedregulho

Perda

decarga

nasu

bcama

da

1

Efluente

Nvel de gua

V8

Subcamada 1

Subcamada 2Subcamada i

Camada depedregulho

Subcamada final

Piezmetros

Afluente

Subcamada inicialde areia

Figura 2.8 Esquema de um filtro ascendente com piezmetros instalados entre subcamadas domeio filtrante.


41/490


A filtrao rpida de gua coagulada ou floculada deve, preferivelmente, serrealizada com ao de profundidade, pois, caso contrrio, poder gerar carreiras de

filtrao curtas, com baixa produo efetiva de gua. Como visto anteriormente, afiltrao pode ser entendida como a quantidade de subcamadas, as quais progressivae seqencialmente vo exaurindo sua capacidade de reteno de partculas. As variaesque ocorrem no interior de cada subcamada so muito complexas e dependem,principalmente, de sua espessura e do tempo de operao. A complexidade dessasvariaes pode ser facilmente demonstrada por meio de exemplo numrico. Seja umasuspenso com concentrao inicial de 1.000 unidades arbitrrias, escoando atravsde um meio granular constitudo de quatro subcamadas, de modo que a eficincia decada uma delas seja de 70%. No incio, quando t = 0, obtm-se os resultados daTabela 2.1 (Ives, 1975).

Tabela 2.1 Remoo de partculas em um meio filtrante constitudo de quatro subcamadas.

Subcamada Nmero de partculas Depsito em cada subcamada

Afluente

1

2

3

4

1000

300

90

27

8

700

210

63

19

Com o decorrer do tempo, a subcamada 1 ter sua eficincia alterada em razodas 700 unidades que passaram a ocupar seus vazios intergranulares, o mesmo ocorrecom a subcamada 2 em virtude das 210 unidades e assim por diante. Alm disso, cadasubcamada remover proporo diferente em relao suspenso afluente, o que seacentuar com o tempo. Por isso, a filtrao tem sido explicada por meio da retenoe do desprendimento de partculas nas diferentes subcamadas, a partir do topo domeio filtrante.

A eficincia da filtrao est relacionada s caractersticas da suspenso (tipo,tamanho e massa especfica das partculas, resistncia das partculas retidas pelasforas de cisalhamento, temperatura da gua, concentrao de partculas, potencialzeta, pH da gua, etc.), do meio filtrante (tipo de material granular, tamanho efetivo,tamanho do maior e menor gro, coeficiente de desuniformidade, massa especfica domaterial granular e espessura da camada filtrante) e hidrulicas (taxa de filtrao,carga hidrulica disponvel, e mtodo de controle da taxa e do nvel de gua nosfiltros).


42/490


interessante considerar o que pode ocorrer durante a filtrao. A interrupode uma carreira de filtrao (tempo entre o incio da operao e o momento da retirada

do filtro para lavagem) ocorre por dois motivos: a) transpasse da turbidez (ou outracaracterstica da gua filtrada) e b) igualdade entre a perda de carga total e a cargahidrulica disponvel. Teoricamente, a carga hidrulica disponvel ideal para certataxa de filtrao corresponderia quela para a qual o final da carreira de filtraoocorresse simultaneamente com a perda de carga-limite e turbidez-limite, comomostrado esquematicamente na Figura 2.9. De acordo com essa figura, a carreira defiltrao pode ser dividida em trs etapas: a) etapa inicial, quando a gua filtradapode apresentar qualidade insatisfatria; b) etapa intermediria, durante a qual hproduo de gua com qualidade desejvel; e c) etapa do transpasse, caracterizadapelo aumento contnuo da turbidez da gua filtrada.

Valor crticoTurb

id

ez

efluen

te

(uT)

Perda

de

carga

(m)

1 2

Perda de carga-limite

Tempo de funcionamento (h)Trmino da carreira

Etapa do transpasse

Etapa intermediria2

3

Etapa inicial1

3

Situao ideal

Figura 2.9 Etapas da filtrao com taxa constante.

Na Figura 2.10 apresentada a carreira de filtrao em que se deu o encerramentopela perda de carga-limite, com turbidez do efluente muito abaixo do limite de 1 uT,enquanto, na Figura 2.11, a perda de carga ainda era relativamente baixa quandoocorreu o transpasse, segundo Cleasby (1969). Nas estaes de tratamento de gua desejvel que o encerramento da carreira de filtrao se d sempre pela perda decarga-limite, porm, com durao mnima de 24 horas.

comum ocorrer o transpasse quando a taxa de filtrao mantida constante,pois, com o aumento progressivo da quantidade de partculas nos vazios intergra-nulares, h aumento da velocidade intersticial e da fora de cisalhamento e, sobdeterminadas condies, as partculas previamente retidas podem ser carreadas parao final da camada filtrante e surgir no efluente.


43/490


Perda

decarga

(cm

)

Turb

idez

do

efluen

te

(uT)

Tempo de funcionamento (h)

1,2

0,8

0,4

0

240

150

120

60

00 10 20 30 40 50

Figura 2.10 Efeito de flocos resistentes na qualidade do efluente e durao da carreira de filtrao(turbidez da gua bruta = 30 a 45 uT; dosagem de sulfato de alumnio = 7 mg/L;dosagem de slica ativada = 20 mg/L; turbidez mdia do afluente ao filtro, apsdecantao = 2 uT; taxa de filtrao = 120 m/d).

Perd

adecarga

(cm

)

Turb

idez

do

efluen

te(uT)

Tempo de funcionamento (h)

1,2

0,8

0,4

0

120

90

60

30

00 5 10 15 20 25

Figura 2.11 Efeito de flocos fracos na qualidade do efluente e durao da carreira de filtrao(turbidez da gua bruta = 20 uT; dosagem de sulfato de alumnio = 100 mg/L; dosagemde carvo ativado = 2 mg/L; turbidez mdia do afluente ao filtro = 15 uT; taxa defiltrao = 120 m/d).

Na etapa inicial da carreira de filtrao, a produo de gua com qualidadeinsatisfatria tem sido atribuda principalmente lavagem. Na Figura 12.12 mostrado


44/490


esquematicamente o que pode ocorrer no incio da filtrao (Amirtharajah & Wetstein,1980; Amirtharajah, 1985). Os picos de turbidez na gua filtrada so explicados por

esses pesquisadores pela existncia de: a) gua de lavagem remanescente em estadolimpo, situada abaixo do meio filtrante e em tubulaes de sada; b) gua de lavagemremanescente no interior do meio filtrante e em camada suporte; c) gua de lavagemremanescente situada acima do topo do meio filtrante. De acordo com os pesquisadores,as caractersticas dessas guas so distintas e dependem da eficincia da lavagem.

Curva decrescente

Depende do efluente

Tu

Tm

Tb

Tur

bid

ez

efl

uen

te

Dentro domeio filtrante

Abaixo domeio filtrante

Tu

LAG

Acima domeio filtrante

Tm

Tempo

Tb

Curvacrescente

Meiofiltrante

Funo da gua delavagem remanescenteSada

Tr

gua delavagem limpa

Figura 2.12 Etapa inicial da filtrao rpida descendente.

A primeira etapa da filtrao, tambm conhecida como de amadurecimento, caracterizada pela gua que inicialmente sai do filtro, ou seja, as fraes remanescentesdecorrentes da lavagem. No primeiro estgio, a primeira frao, com qualidade

satisfatria, sai do filtro at o tempo Tu. Em seguida, inicia-se um perodo de degradaoda qualidade do efluente at a ocorrncia do primeiro pico de turbidez (caractersticade controle) no tempo Tm, que o tempo de deslocamento da segunda frao de guaremanescente da lavagem (dependendo da eficincia da lavagem, esse pico pode noocorrer). No perodo entre Tme Tb filtrada a terceira frao remanescente, de piorqualidade, podendo surgir um pico de turbidez mais elevado. Finalmente, observadamelhoria contnua da qualidade do efluente at que seja iniciada a etapa intermediria(Amirtharajah & Wetstein, 1980; Amirtharajah, 1985). Embora o esquema apresenta

@dibernardo_. tratamento de água para abastecimento por filtração direta

Documents