Desenvolvimento de um filtro lento bifluxo com retrolavagem

Abstract

Esta dissertação objetivou o desenvolvimento de um Filtro Lento Bifluxo (FLB) com sistema de limpeza por retrolavagem. O FLB é uma alternativa para a potabilização de água para consumo humano. Essa tecnologia permite aumentar a capacidade de filtração, mantendo a qualidade da água e viabilizando a operação de limpeza dos sistemas de drenagem do filtro. A filtração lenta com retrolavagem já foi motivo de muitos estudos, principalmente do Laboratório de Potabilização das Águas (LAPOÁ) do Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental da Universidade Federal de Santa Catarina. Os objetivos específicos dessa pesquisa foram: desenvolver um Filtro Lento Bifluxo com retrolavagem, viabilizar a operação de limpeza dos sistemas de drenagem deste filtro, que podem ser colmatados pela fina granulometria dos grãos de areia do leito filtrante; avaliar a quantidade e a qualidade de água filtrada produzida no sistema piloto de filtração lenta com duplo sentido de escoamento; e avaliar o sistema de limpeza do FLB por retrolavagem e o processo de descarga de fundo com entrada de água na interface entre o meio filtrante e a camada suporte. Para isso, foi construído e operado um Filtro Lento Bifluxo piloto com retrolavagem, a uma taxa de filtração média de 11 m3/m2.d. O filtro foi alimentado com água de um lago com alta densidade de cianobactérias, para acelerar a pesquisa. Elaborou-se também, um sistema que permitia a limpeza dos bocais drenantes que podem ser colmatados com a fina granulometria do meio filtrante. A limpeza por meio da retrolavagem desses filtros se demonstrou positiva, eliminando os trabalhos manuais dessa operação. O estudo mostrou a possibilidade de se aplicar essa técnica em novos projetos de filtração lenta, dobrando a produção de água por área de aplicação e desenvolvendo uma nova forma de limpeza dos bocais drenantes de água filtrada, posicionados no meio do leito filtrante.

Abstract : This work aimed to develop a Biflow Slow Sand Filter (BSF) with a backwash cleaning system. The BSF is an alternative for drinking water treatment. This technology enhances the filtration capacity, maintaining water quality and allows the cleaning of the filter drainage systems. Slow Sand Filtration with backwashing has already been subject of many studies, especially at the Water Purification Laboratory (Laboratório de Potabilização das Águas LAPOÁ) of the Sanitary and Environmental Engineering Department of the Federal University of Santa Catarina (UFSC). The specific objectives of this research were: to develop a Biflow Slow Sand Filter pilot experiment with backwash cleaning system; to enable the cleaning of the filter drainage systems, which can be filled with sand of fine grain size from the filter bed; to evaluate the quantity and quality of filtered water produced by BSF filtration system; to evaluate the SBF backwash cleaning system and the bottom-discharge process with water coming from the interface between the filter medium and the support layer. For this, a BSF pilot system with backwash cleaning was designed, constructed and operated with an average filtration rate of 11 m3/m2.d. To speed up the research, the filter was fed with water withdrawn from a lake with high density of cyanobacteria. The cleaning system was also developed in order to allow the cleaning of the nozzles that can be filled with fine grain size particles from the filter medium. The cleaning of these filters through backwashing was positive, eliminating the manual work operation. The study showed the possibility of applying this technique in new slow filtration projects, doubling the water production per area and developing a new way of cleaning the draining nozzles, positioned in the middle of the filter bed.