Sistema de filtragem personalizável para o tratamento de águas residuais e superficiais

O ALMA BHU MMF é um sistema de filtragem em várias etapas destinado à purificação mecânica fina da água. É utilizado para a remoção de matérias em suspensão, partículas e turvação, constituindo uma etapa importante no tratamento de água potável, de água de rio e de águas superficiais.

A água atravessa um leito filtrante composto por várias camadas, de cima para baixo. Durante este processo, os sólidos remanescentes são retidos no material filtrante. Normalmente, o leito filtrante é constituído por uma camada superior de antracite, uma camada de areia subjacente e uma camada de cascalho de suporte. Esta combinação permite uma elevada capacidade de retenção de sólidos e uma filtração em profundidade uniforme.

O ALMA BHU MMF é frequentemente utilizado após a precipitação, floculação e sedimentação, para melhorar ainda mais a qualidade da água limpa e proteger os processos a jusante, tais como a filtração por carvão ativado, a ozonização ou a filtração por membrana.

Na filtração em múltiplas camadas, a água a tratar é distribuída uniformemente pela superfície do filtro e conduzida através de várias camadas de material filtrante. No ALMA BHU MMF, a distribuição é efetuada hidraulicamente através de canais de alimentação, comportas de canaleta e barragens de transbordamento.

No processo de filtração, a água flui de cima para baixo através do leito filtrante. As partículas mais grossas são retidas principalmente na camada superior de antracite, enquanto as partículas mais finas são separadas mais abaixo no leito de areia. Desta forma, todo o leito filtrante é aproveitado, o que permite alcançar um elevado tempo de funcionamento do filtro.

Por baixo do leito filtrante encontram-se placas filtrantes com bicos, que retêm o material filtrante e, ao mesmo tempo, garantem uma distribuição uniforme da água. A água filtrada é, em seguida, encaminhada para a fase seguinte de tratamento através do canal de água limpa.

O ALMA BHU MMF remove principalmente substâncias particuladas e em suspensão presentes na água. Entre elas contam-se:

• Sólidos em suspensão
• Resíduos de flocos resultantes da precipitação e da floculação
• Substâncias turvas
• partículas minerais
• partículas orgânicas
• Componentes das algas
• substâncias que podem ser filtradas

A filtração multicamadas não constitui uma etapa primária para a remoção de substâncias em traços dissolvidas. Para esse efeito, no conceito de instalação ALMA BHU é utilizada uma filtração por carvão ativado a jusante. A filtração multicamadas assegura, assim, a separação mecânica fina e garante uma qualidade estável da água de alimentação nas etapas de tratamento subsequentes.

A estrutura em várias camadas melhora a filtração em profundidade e aumenta a capacidade de retenção de sólidos do filtro. No ALMA BHU MMF, o leito filtrante é normalmente constituído por antracite, areia fina e cascalho de suporte.

A camada superior de antracite apresenta uma granulometria maior e uma densidade mais baixa. Desta forma, as partículas mais grossas podem ser retidas na zona de filtragem superior, sem que o filtro fique obstruído demasiado depressa. A camada de areia fina subjacente encarrega-se da retenção das partículas mais finas. O cascalho de suporte estabiliza o leito filtrante e protege o fundo com bicos subjacente.

Graças a esta estratificação, a carga é distribuída ao longo da profundidade do filtro. Isto resulta em tempos de funcionamento mais longos do filtro, perdas de pressão mais estáveis e uma qualidade uniforme do filtrado.

Uma distribuição uniforme da água é fundamental para o desempenho do filtro. Se um filtro for alimentado de forma desigual, algumas zonas podem ficar sobrecarregadas, enquanto outras partes do leito filtrante quase não são utilizadas. Isto pode conduzir a fugas, a valores de turvação elevados ou a uma redução da duração de funcionamento do filtro.

O ALMA BHU MMF utiliza um sistema de distribuição hidráulica da água de alimentação através de calhas, barragens e entradas de filtro reguláveis individualmente. Cada filtro pode ser alimentado e regulado separadamente. Desta forma, consegue-se um fluxo uniforme sobre a superfície do filtro.

A base dos bicos também contribui para um fluxo uniforme. Os bicos estão adaptados ao material filtrante utilizado e garantem que a água e os meios de retrolavagem sejam distribuídos uniformemente por toda a superfície do filtro.

A velocidade do filtro é regulada através do controlo de entrada e saída de cada filtro. Cada filtro dispõe de um medidor de caudal próprio e de um sistema de regulação automática, permitindo que o fluxo seja ajustado individualmente.

É particularmente importante manter um nível de água constante acima do leito filtrante. Isso garante uma pressão hidráulica de acionamento estável e evita condições de funcionamento indesejáveis, como, por exemplo, a desgaseificação no leito filtrante. Ao mesmo tempo, os picos hidráulicos são reduzidos, o que mantém estável a qualidade da água filtrada.

O sistema de regulação do ALMA BHU MMF foi concebido para garantir uma filtração uniforme, mesmo com variações no caudal.

A retrolavagem do sistema de filtração multicamadas ALMA BHU MMF é realizada automaticamente de acordo com parâmetros de funcionamento definidos, por exemplo, após um intervalo de filtração pré-estabelecido ou quando se verifica um aumento da pressão diferencial no leito filtrante. O objetivo da retrolavagem é remover de forma fiável os sólidos retidos no leito filtrante e restabelecer o desempenho original do filtro.

A retrolavagem decorre em várias etapas coordenadas entre si. Em primeiro lugar, o nível da água é baixado. Em seguida, uma lavagem com ar solta o leito filtrante carregado e desprende as partículas aderidas ao material filtrante. Após uma fase de purga de ar e estabilização, segue-se a lavagem com água, durante a qual os sólidos dissolvidos são removidos do leito filtrante. Por fim, o filtro é reposto no modo de funcionamento normal através da descarga do primeiro filtrado ou de uma infiltração controlada.

No ALMA BHU MMF, o ar e a água são utilizados de forma deliberadamente separada. Uma vez que os filtros multicamadas são constituídos por materiais com diferentes densidades e granulometrias, uma lavagem combinada contínua com ar e água pode provocar a mistura das camadas do filtro ou a expulsão de materiais filtrantes mais leves, como o antracite. A lógica de retrolavagem sequencial mantém a estrutura definida das camadas de antracite, areia e cascalho de suporte e garante que o filtro possa voltar a funcionar com o desempenho ideal após a retrolavagem.

Após a retrolavagem, a qualidade do filtrado estabiliza-se durante a fase de infiltração. Nesta fase, o filtro é reiniciado a uma velocidade de filtração reduzida, para que as partículas finas e as substâncias coloidais possam voltar a depositar-se no material filtrante. Desta forma, a turvação no filtrado é reduzida e o filtro regressa de forma controlada ao funcionamento normal. Simultaneamente, a fase de infiltração permite reduzir a perda de água em comparação com o descarte clássico do primeiro filtrado.

As águas residuais resultantes da retrolavagem contêm os sólidos removidos do leito filtrante e são recolhidas através de canais de retrolavagem separados. Dependendo do conceito da instalação, podem ser reenviadas para uma etapa de tratamento a montante, por exemplo, a clarificação em lamelas, ou tratadas separadamente. Em aplicações de água potável, pode ainda ser previsto um tratamento adicional, por exemplo, através de ultrafiltração, para reduzir as perdas de água e melhorar o balanço hídrico global da instalação.

A retrolavagem do ALMA BHU MMF é realizada em várias etapas definidas, com a utilização separada de ar e água. O objetivo é remover completamente os sólidos retidos no leito filtrante, sem perder o material filtrante nem misturar de forma permanente as camadas do filtro.

Os passos típicos da retrolavagem são:

1. Redução do nível da água
2. Purga de ar para soltar o leito do filtro
3. Ventilação e estabilização
4. Jato de água para a fluidização e descarga dos sólidos
5. Infiltração ou descarte do primeiro filtrado para estabilizar a qualidade do filtrado

A lavagem separada com ar e água é particularmente importante, uma vez que uma lavagem combinada contínua com ar e água em filtros multicamadas pode provocar a perda de material ou a mistura das camadas do filtro.

A filtração multicamadas ALMA BHU MMF é adequada para estações de tratamento de água em que é necessária uma remoção fiável de sólidos em suspensão, partículas e turvação. É frequentemente utilizada como filtração fina após a precipitação, floculação e sedimentação, constituindo uma etapa de proteção importante para os processos de tratamento subsequentes.

As aplicações típicas do ALMA BHU MMF são:

• Tratamento de água potável
• Tratamento de águas fluviais
• Tratamento de águas superficiais
• Tratamento da água do mar e da água das barragens
• Tratamento de águas de processo
• Pós-filtração após precipitação, floculação e sedimentação
• Pré-filtração antes da filtração por carvão ativado
• Pré-filtração antes da ozonização ou dos sistemas de membranas

Em combinação com a filtração por carvão ativado ALMA BHU, o sistema é também adequado para aplicações em que se pretende reduzir substâncias orgânicas dissolvidas, odores e sabores ou traços de substâncias adsorvíveis. A filtração por carvão ativado é utilizada, em particular, no tratamento de água potável, no tratamento de águas fluviais e superficiais, bem como em instalações de águas de processo de várias etapas.

Enquanto a filtração em várias camadas reduz a carga de partículas e protege o carvão ativado contra a entrada de sólidos, a filtração por carvão ativado encarrega-se da adsorção adicional dos componentes dissolvidos. Desta forma, surge um conceito robusto de tratamento em várias etapas para obter água de elevada qualidade.

Graças à sua estrutura modular, com células de filtragem operadas em paralelo, a instalação pode ser adaptada a diferentes caudais, qualidades de água bruta e requisitos do projeto.