Mapa do site Español Início English Início Contato
 
    Carvão ativado > Filtração, microfiltração e ultrafiltração
     
Menu Carvão ativado  
     
  Aplicações Relacionadas
     
   
Tratamento de água para bebidas
 
Potabilização de água em comunidades/bairros e municípios
 
Reúso de água
 
Clarificação de águas e efluentes
 

  Livraria Técnica Relacionada
     
   
 
 
 
 

 
 
 

FILTRAÇÃO

O elemento filtrante, serve para separar as partículas sólidas de um meio fluido por intercepção e retenção das partículas sobre uma superfície ou em um seio de uma massa porosa, através das quais, faz circular o fluído. Esta definição abarca uma grande variedade de equipamentos.

MICROFILTRAÇÃO

Os microfiltros trabalham com carga baixa, com pouco desnível e estão baseados em uma tela giratória de malha de aço ou material plástico, através das quais circula a água. As partículas sólidas, ficam retidas na superfície interior do micro-filtro, que dispõe de um sistema de lavagem contínua para manter as malhas limpas.

Tem sido utillizado eficazmente para separar algas de águas superficiais e como tratamento terciário na depuração de águas residuais.

Segundo a aplicação, se seleciona o tamanho da malha indicada.

Com malhas de aço, podem ter luzes na ordem de 30 micrones e com malhas de poliéster é possível conseguir bons rendimentos com tamanho até 6 micrones.

FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR

A retenção das partículas pode ter lugar sobre a capa mais externa do meio granular (areia, antracita, etc.), sobre a qual incide a água ou profundamente no seio da massa porosa. Os mecanismos de atuação são distintos.

Na filtração de profundidade, atuam diferentes tipos de forças que provocam a retenção das partículas. Além da simples intercessão atuam forças moleculares, químicas e superficiais.

A força condutora do líquido através do meio filtrante, pode ser a gravidade ou uma bomba impulsora e, segundo seja uma ou outra, falamos de filtros por gravidade, geralmente abertos, e filtros a pressão sempre fechados.

A velocidade de passagem da água, é diretamente proporcional à força impulsora e inversamente proporcional à resistência conjunta do meio filtrante e aos sólidos retidos. A medida que se acumulam os sólidos retidos, a perda de carga através do filtro vai aumentando. Se a carga disponível for constante, vai diminuindo a velocidade de filtração. Se existe um dispositivo para variar a carga disponível, pode ser mantida uma velocidade de filtração constante. Ambas formas de trabalhar tem suas vantagens específicas.

O desenho otimizado de um filtro, deve considerar:

  • O tamanho do meio e a altura do leito.
  • A velocidade de filtração.
  • A pressão disponível.
  • O modo de filtrar.

Nos filtros com meio granular, a forma que varia a perda da carga ao largo do tempo, é característica do modo de operar o filtro. Um variação quase lineal da perda de carga frente ao tempo ou o volume total da água filtrada, indica uma filtração em profundidade. As águas que apresentam uma filtração superficial, dão uma curva correspondente de tipo exponencial. No equilíbrio entre uns ciclos de duração o maior possível, e uma boa qualidade da água, é necessário um meio filtrante com tamanho que se aproxime às condições otimizadas.

Existem filtros desenhados com ciclos entre menos de 10 e mais de 24 horas. A duração dos ciclos de filtração, podem ser otimizadas em função do número de filtros em paralelo e conjuntamente com o dimensionamento do tanque de armazenamento da água de lavagem.

Em instalações para grandes vazões de tratamento, o corpo do filtro costuma ser de concreto armado e com forma retangular, que se adapte a construções de várias unidades em paralelo, de uns 100cm2 cada uma.

Para vazões menores de água a filtrar, são construídos com corpos metálicos cilíndricos, em posição horizontal ou vertical.

A horizontal, permite dispor de superfícies filtrantes unitárias de uns 30m2.

Quando se dispõe de vários filtros em paralelo, a lavagem de um deles pode ser realizada forçando a vazão no resto dos filtros. Se existe somente uma unidade ou um número insuficiente para garantir o consumo e a água de lavagem, é importante ter disponível um tanque de armazenamento de água filtrada. Como os volumes de água de lavagem são importantes, são recirculados na alimentação dos tanques de decantação se existe.

Para lavar os filtros quando a perda de carga for excessiva, ou a qualidade está deteriorada, é colocada para atravessar, uma corrente de água e ar em contra-corrente. Os sólidos retidos são despegados e arrastados fora do filtro com a água e ficam em condições de voltar a iniciar o ciclo.

A velocidade de filtração descendente nos filtros rápidos, é de 5 a 10m/hs e a de lavagem ascendente de 15 a 25 m/hs.

Uma variante de filtração, utiliza um fluxo ascendente e leitos de tamanho decrescente no mesmo sentido, que permitem captar as partículas maiores na capa inferior de grãos mais grossos, empregando velocidades ascendentes de até 20 m/hs.

A forma mais usual de melhorar os rendimentos dos filtros granulares, é a utilização de filtros com duplos leitos de areia e antracita. Também são construídos filtros multi-camadas que dispões de três capas de material de densidades diferentes.

Sempre a densidade aumenta de cima para baixo e o tamanho ao contrário. Em sentido descendente, chegam a operar entre 30 e 40 m/hs.

Como a lavagem é ascendente, é possível manter o meio de grãos mais grossos na capa superior por sua menor densidade.

FILTROS DE CARTUCHO

Os filtros de cartucho, são usados para filtrações prévias de água com baixo conteúdo em sólidos, que seguramente já tenham sido filtrados por outro sistema anteriormente e que necessitem uma melhor filtração na água. Retém partículas entre 0,1 e 100 micras, com o qual, consegue retenções de sólidos praticamente absolutos. O meio filtrante tem que ser trocado, quando a perda de carga da água em sua passagem, indica que a sujeira tapa os poros, portanto pode resultar muito caro se o nível de sólidos for importante. São empregados para proteger as membranas de osmose reversa.

ULTRAFILTRAÇÃO

Esta tecnologia de membrana representa a forma mais absoluta de reter sólidos em suspensão. O tamanho dos poros das membranas, podem ser tão pequenos como de 0,001 a 0,02 micrones e podem processar águas com concentração de sólidos relativamente importante. Consegue reter matéria coloidal e grandes moléculas orgânicas.

Através da membrana, se realiza um fluxo poroso e viscoso de forma que sua estrutura física determinará a vazão de passagem e rejeito de partículas. Comparadas com as membranas de osmose reversa, são muito porosas para poder dessalinizar e também suportam uma pressão osmótica importante. O tamanho dos poros se caracteriza pelo corte de peso molecular que pode cruzar ou não a membrana. Vão de 1000 a 80.000, ainda que influa a forma da partícula.

A vazão de passagem da água é igual a:

Q = (K A / e) P

Onde (A) é a superfície de filtração, (e) é a espessura da membrana, (p) a pressão diferencial aplicada e (K) é uma característica da membrana.

O fenômeno de polarização, que dificulta a passagem, se deve à concentração de macromoléculas e colóides sobre a superfície da membrana, formando uma capa de gel que aumenta a resistência ao fluxo. A circulação do líquido a ser filtrado em grande velocidade ao longo da membrana, é propício a diminuir a capa de polarização e aumenta a produtividade, mas, representa um maior custo  de bombeamento.

As membranas podem ser fabricadas com diversos materiais, sempre que sejam compatíveis com a solução alimentada e com os agentes de limpeza que periodicamente são utilizados. São fabricados com acetato de celulosa, PVC, poliacrilonitrilo, policarbonato e polisulfona. A polisulfona tem um interesse especial, porque resiste a até 93 graus centígrados, pH desde 0,5 a 13 e muitos agentes químicos.

A forma da membrana pode ser tubular, espiral ou de fibra oca. Os destinos são muito parecidos aos da osmose reversa.

Tem múltiplas aplicações que são aproveitadas antes ou depois de outros equipamentos. Pode ser empregada para separar ácidos húmicos e fúlvicos de uma água destinada a alimentar uma osmose reversa. Separa a matéria coloidal, a matéria orgânica de alto peso molecular e os microorganismos que não são separados pelo intercâmbio iônico.

Sua aplicação não permite separar matéria dissolvida.