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Os filtros de areia são parte integrante da indústria de tratamento de água. Eles agem misteriosamente, removendo contaminantes e partículas sólidas filtradas, proporcionando assim água potável. Neste mundo de filtros de areia, entretanto, surge uma rica tapeçaria de diferentes tipos, cada um com seus próprios pontos fortes e adequação a circunstâncias específicas. O artigo a seguir cobre os três tipos principais, filtros de gravidade, pressão e filtros de areia lentos, bem como suas características, vantagens e limitações, juntamente com opções de seleção de filtros de areia.
1. Filtros de areia por gravidade
Os filtros de areia por gravidade, em particular, utilizam a gravidade. A água, impulsionada pela sua densidade, flui através de um traçado de drenagem muito detalhado feito em meio arenoso cuidadosamente graduado. Através desta excursão, contaminantes (por exemplo, sedimentos, turbidez e até mesmo alguns microorganismos) ficam presos dentro do espaço entrelaçado entre as partículas de areia. Este design simples, mas eficaz, oferece várias vantagens:
· Eles têm um design simples, o que os torna fáceis de operar e manter. Isso ocorre porque sua simplicidade no projeto reduz os custos de investimento inicial devido à complexidade do maquinário.
· Os filtros de gravidade removem a turbidez e os sólidos em suspensão e devolvem a água ao seu estado natural, que é cristalino e limpo. Também são adequados para sistemas com fonte de água constante e níveis moderados de contaminação da água.
· Os filtros gravitacionais são sistemas autossuficientes porque requerem uma entrada mínima de energia externa. Eles dependem da atração gravitacional para fluir constantemente a água, oferecendo sustentabilidade e economia vantajosas para locais onde o fornecimento de eletricidade é um recurso limitado.
No entanto, os filtros de gravidade também apresentam limitações:
· Eles deveriam ter um tanque de armazenamento elevado, numa tentativa de criar cargas hidráulicas suficientes para o fluxo de água. Isto pode ser um desafio em locais onde a área disponível para tais fins é seriamente limitada.
· Os filtros de gravidade são mais lentos do que outros tipos porque geralmente funcionam com taxas de fluxo lentas. Isto significa que este factor deve ser considerado ao avaliar a necessidade de apoio.
· Os filtros de gravidade são conhecidos por serem altamente afetados por água com alta turbidez ou com muitos micróbios presentes. Esta é a principal razão pela qual os filtros de gravidade são ineficazes.
2. Filtro de areia de pressão
Os filtros de areia pressurizados usam uma bomba externa que atua como força motriz, pressurizando a água bruta e empurrando-a através do meio arenoso. Semelhante aos filtros de gravidade, os filtros de pressão capturam contaminantes no leito de areia. Este método oferece as seguintes vantagens:
· Os filtros de pressão substituem os tanques de armazenamento elevados, tornando-os a melhor escolha para locais com espaço inadequado. A sua pequena colocação pode permitir mais flexibilidade em termos de localização.
· Os filtros de pressão podem lidar com taxas de fluxo mais altas em comparação com os filtros de gravidade. Eles também se destacam no tratamento de água com níveis de turbidez mais elevados, tornando-os adequados para diversas aplicações.
· Os filtros de pressão oferecem mais flexibilidade em termos de qualidade da água afluente, demonstrando melhor tolerância a níveis flutuantes de turbidez.
No entanto, os filtros de pressão também apresentam desvantagens:
· O funcionamento permanente das bombas equivale a maiores despesas operacionais devido ao consumo contínuo de energia.
· Os filtros de pressão são mais complexos em seu design do que os filtros de gravidade. Isso pode exigir que pessoas experientes realizem tarefas de manutenção e solução de problemas.
3. Filtros de areia lentos
Os filtros de areia lentos funcionam segundo um princípio baseado inteiramente em outra filosofia. Esses filtros operam em velocidades muito mais lentas do que seus equivalentes. Esse arranjo leva à formação de biofilme no leito de areia, que fica na parte superior da superfície. O biofilme é composto por microrganismos benéficos e matéria orgânica aprisionada, auxiliando na filtração. Eles têm certas vantagens:
· Os filtros de areia lentos são altamente eficazes na remoção de bactérias e vírus, que ameaçam a saúde pública. A camada de biofilme proporciona uma barreira biológica de imensa especificidade, reduzindo significativamente a carga microbiana da água tratada.
· Esses tipos de filtros apresentam um design fácil de montar e requerem pouca energia externa. Isto os torna ecologicamente corretos e sustentáveis, não necessitando de manutenção adicional nestes casos.
No entanto, os filtros de areia lentos também têm limitações:
· Uma vez que as taxas de fluxo muito baixas tornam os filtros de areia lentos muito exigentes em termos de espaço, eles requerem uma grande área de filtração para atingir a dosagem necessária. É por isso que não são amplamente utilizados para fins de grande escala nas cidades.
· A água afluente altamente turva tende a obstruir facilmente as altas taxas de filtração dos filtros de areia lentos, o que pode exigir manutenção regular. Os processos de pré-tratamento devem ser implementados antes das etapas de filtração para que a qualidade da água permaneça uniforme.
· Os filtros lentos de areia funcionam adequadamente se a camada superior de areia, que agora contém o antigo biomaterial, for removida regularmente. A quantidade de tratamento necessária deve ser testada de perto de acordo com a qualidade da água afluente.
Escolha do filtro de areia adequado
A seleção do tipo de filtro de areia mais adequado requer consideração cuidadosa de vários fatores:
· O número total de sólidos suspensos, a microbiota e a carga orgânica da água da fonte afetam diretamente o tipo de filtro a ser empregado. Por exemplo, os filtros de pressão, devido ao seu excelente desempenho sob alta turbidez, são a melhor escolha para isso, enquanto os filtros lentos de areia se destacam como os mais eficientes entre os filtros eficientes que removem patógenos.
· De acordo com o volume necessário de água tratada por unidade de tempo, o tamanho e tipo específico do filtro são sugeridos pelo filtro. Os filtros de tratamento de pressão e de gravidade têm vazões muito mais rápidas em comparação com as baixas velocidades de vazão dos filtros de areia lentos.
· Os filtros gravitacionais são a opção mais prática e com baixos custos operacionais. No entanto, eles exigem mais espaço do que os filtros de pressão compactos, que apresentam custos operacionais mais elevados. Os filtros de areia de leito móvel também são caros e exigem um grande investimento inicial.
· Os filtros de gravidade e pressão normalmente não compreendem a complexidade de operação e manutenção que pode ser necessária para filtros de areia lentos, que podem exigir adaptações de acordo com a qualidade da água da fonte e o manejo do filme biológico.
Cada tipo de filtro de areia é uma solução “específica” para um problema de tratamento de água e tem um papel “indispensável” no tratamento de água. Os filtros por gravidade são adequados para situações onde existe uma fonte de água constante, um nível de poluição aceitável e onde está presente uma contaminação moderada da água devido à sua abrangência e eficiência energética. Filtros de pressão, motores gigantes e faixas surpreendentemente sensíveis à umidade atingem o equilíbrio certo entre vazão e qualidade da água. Os filtros de areia lentos, que são uma maravilha do funcionamento biológico, são os principais intervenientes na remoção de agentes patogénicos e uma opção potencialmente nova de abordagem sem produtos químicos, mas o espaço é uma característica importante que deve ser bem planeada e gerida. Ao determinar as capacidades e incapacidades únicas de todos os tipos, pode-se escolher com eficácia o filtro de areia preferido para ter água limpa e protegida, adaptada às necessidades de cada aplicação.
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