As substâncias filtráveis são partículas sólidas e sólidos em suspensão que estão contidos na água ou nas águas residuais e que podem ser retidos por processos de filtração mecânica. Estas substâncias incluem uma vasta gama de partículas, tais como areia, lamas, substâncias orgânicas, gorduras, óleos e sólidos inorgânicos. O parâmetro de sólidos filtráveis é um indicador-chave da contaminação física da água e das águas residuais e é frequentemente utilizado no tratamento de águas residuais e na purificação da água para avaliar a eficácia dos processos de filtração e de purificação.
Índice
Contexto técnico
A determinação das substâncias filtráveis é geralmente efectuada por gravimetria. Uma amostra de água é passada através de um filtro normalizado com um tamanho de poro de 0,45 µm. As substâncias filtradas permanecem no filtro, que é depois seco e pesado para determinar a quantidade de sólidos. Esta quantidade é dada em mg/L e é um parâmetro importante para caraterizar a contaminação de um sistema de água.
As substâncias filtráveis podem ser divididas nas seguintes categorias:
- Sólidos grosseiros: Sólidos mais grosseiros, como areia ou cascalho, que assentam com relativa rapidez e podem ser removidos por simples peneiração ou sedimentação.
- Sólidos em suspensão: Partículas mais finas que permanecem suspensas no líquido e que devem ser removidas por filtração ou flotação.
- Substâncias orgânicas e inorgânicas: As substâncias filtráveis podem ser de origem orgânica (por exemplo, biomassa, gorduras) e inorgânica (por exemplo, sólidos minerais).
Importância do parâmetro para a conceção de estações de tratamento de águas residuais
A quantidade e o tipo de substâncias filtráveis presentes nas águas residuais têm uma grande influência na conceção das estações de tratamento de águas residuais. Determina em grande parte quais os métodos de filtração e os processos de separação mecânica que devem ser utilizados na estação para garantir uma purificação eficaz.
1. pré-limpeza mecânica:
As substâncias filtráveis são normalmente removidas na primeira fase do tratamento de águas residuais - o pré-tratamento mecânico. Esta fase envolve a utilização de crivos, peneiras e câmaras de areia. Um elevado teor de substâncias filtráveis exige uma conceção robusta destas fases de tratamento mecânico, de modo a aliviar os processos biológicos e químicos subsequentes. As instalações concebidas para quantidades elevadas de substâncias filtráveis devem incluir tanques de sedimentação ou crivos de tambor suficientemente dimensionados, a fim de separar eficazmente os sólidos.
Foto: Exemplo de uma câmara de arejamento que remove sólidos grosseiros sedimentados, bem como substâncias flutuantes e gordurosas. O sistema faz parte do pré-tratamento do nosso sistema ALMA BHU BIO
2. tecnologias de filtragem:
São utilizadas diferentes tecnologias de filtração consoante a carga de substâncias filtráveis nas águas residuais:
Filtro multicamada:
As substâncias grosseiras filtráveis são frequentemente removidas por filtros multicamadas, filtros de cascalho ou filtros de areia (por exemplo, o nosso ALMA Fil). Estes filtros têm uma elevada capacidade de retenção de sólidos em suspensão e são frequentemente utilizados na fase de tratamento terciário.
Microfiltração e ultrafiltração:
As partículas finas que não podem ser completamente removidas pela filtração convencional são tratadas utilizando processos de membrana. A microfiltração e a ultrafiltração são capazes de remover da água partículas até à gama dos micrómetros e nanómetros. Estes processos são particularmente importantes se as águas residuais se destinarem a ser tratadas para reutilização ou descarregadas em massas de água sensíveis.
Foto: Filtro multi-camadas em tanques GRP. Os tanques GRP podem ser enchidos com diferentes materiais filtrantes, tais como gravilha, carvão ativado ou vidro processado(ALMA Fil)
3. flotação:
Na flotação , também conhecida como flotação por ar dissolvido, são introduzidas bolhas de ar finamente dispersas nas águas residuais, que aderem aos sólidos em suspensão e os fazem flutuar até à superfície, onde são removidos. Este processo é particularmente adequado para a remoção de partículas orgânicas gordurosas ou oleosas que flutuam nas águas residuais e são difíceis de sedimentar.
Foto: Flotação por ar dissolvido com floculador tubular para precipitação, neutralização e floculação de constituintes de águas residuais(ALMA NeoDAF)
4. influência no tratamento das lamas:
As substâncias filtráveis contribuem para a produção de lamas, uma vez que os sólidos separados são normalmente transformados em lamas. Um elevado teor de substâncias filtráveis aumenta a quantidade de lamas primárias que têm de ser tratadas em fases subsequentes do processo, como a desidratação e a estabilização das lamas. O conhecimento exato do teor de substâncias filtráveis é, portanto, essencial para garantir o dimensionamento correto do equipamento de tratamento de lamas numa estação de tratamento de águas residuais.
Foto: Desidratação de lamas com um filtro prensa de câmara(ALMA CFP)
5. fase terciária e quaternária - remoção de micropoluentes
Nas fases terciária e quaternária, as águas residuais são ainda purificadas para remover micropoluentes, tais como resíduos farmacêuticos, pesticidas e compostos hormonais. Neste caso, é utilizada a filtração por carvão ativado, a ozonização ou o tratamento UV. Estes processos têm como objetivo decompor os mais pequenos vestígios de substâncias que permanecem na água mesmo após a purificação biológica e química.
Foto: Filtro de carvão ativado instalado em tanques GRP(ALMA Fil AK)
5. custos de funcionamento e eficiência energética:
Quanto mais elevado for o teor de substâncias filtráveis, mais energia e manutenção são necessárias para o funcionamento dos processos de filtragem e separação. São necessários ciclos regulares de retrolavagem e limpeza dos filtros para manter a eficiência do sistema. Por conseguinte, o parâmetro das substâncias filtráveis também deve ser tido em conta na avaliação económica da conceção e funcionamento do sistema.
Exemplos práticos
Indústria alimentar: O processamento de lacticínios produz grandes quantidades de substâncias orgânicas filtráveis, tais como gorduras e proteínas. Estas devem ser removidas antes do tratamento biológico das águas residuais em separadores de gordura especiais e instalações de flotação. instalações de flotação para garantir a eficiência das etapas de purificação subsequentes.
Indústria do papel: A produção de papel produz grandes quantidades de materiais filtráveis que contêm fibras. Estas fibras devem ser filtradas através de crivos de tambor e filtros de areia para evitar o entupimento dos sistemas e para garantir a qualidade das águas residuais antes de serem descarregadas nas massas de água.
Indústria de galvanoplastia: O tratamento de superfície dos metais produz sólidos inorgânicos que podem ser removidos por sedimentação ou microfiltração das águas residuais. Uma elevada proporção de substâncias filtráveis pode também evitar a contaminação por metais pesados se estes estiverem ligados aos sólidos em suspensão.
Conclusão
As substâncias filtráveis desempenham um papel central na conceção e funcionamento das estações de tratamento de águas residuais. A quantidade destes sólidos determina, em grande medida, quais os processos de separação mecânica e física a utilizar e influencia as capacidades dos sistemas de filtração, as estações de tratamento de lamas e a eficiência global da estação. Uma análise cuidadosa das substâncias filtráveis é essencial para determinar os métodos de filtração e as condições de funcionamento ideais para garantir o cumprimento dos regulamentos legais e o funcionamento eficiente da estação.
