Como calcular a vazão de retrolavagem do filtro granular?

Como se calcula a vazão de retrolavagem?

Filtro de areia, carvão ou zeólita, precisão ser retrolavados quando saturadoras, esta operação consiste na inversão do fluxo de passagem de água no filtro, lembrando que é descendente durante a filtração, ou seja, de cima para baixo e também o desvio da linha para o descarte dessa água.

Além da inversão do fluxo é muito comum o aumento da vazão, para que o meio filtrante possa se expandir, eliminado assim os sólidos retidos ao longa da carreira de filtração.

Existe uma lenda que diz que a vazão de retrolavagem devem ser o dobro da vazão de alimentação do filtro, será mesmo? Como se calcula a vazão de retrolavagem?

Para de calcular a vazão de retrolavagem é preciso ter em mãos a curva de expansão do leito granular em função da taxa de retrolavagem, abaixo segue a curva de expansão do carvão antracito.

A vazão de retrolavagem é dada pela seguinte expressão:

Vamos exemplificar um cálculo prático, digamos que você está operando uma ETA que possui um filtro de carvão antracito, porém não há referência da vazão de retrolavagem ou você não está certo se apenas dobrando a vazão de alimentação o filtro estará mesmo limpo.

Quais são os passos para determinar a vazão de retrolavagem?

1ª passo: se não há referências das dimensões no filtro na placa de identificação normalmente fixada nos pés ou na lateral do equipamento, é preciso medir o perímetro do filtro para obter o diâmetro.

2ª passo: com o diâmetro deve-se calcular a área da secção transversal.

3ª passo: definir a expansão do leito desejada e obter a taxa de retrolavagem necessária.

4ª passo: calcular a vazão de retrolavagem.

Então vamos lá:

Digamos que ao aferir o perímetro do filtro, obtemos por exemplo 2,73 m de circunferência, logo o diâmetro será de 870 mm, isso represente
área de 0,59 m².

Adotando a taxa de expansão de 25% obtemos na curva do carvão antracito que a taxa de retrolavagem é de aproximadamente 37 m³/m²/h, utilizando a expressão do calcula da vazão de retrolavagem determina-se que a vazão de retrolavagem será de aproximadamente 22 m³/h.

A vazão de filtração do equipamento é de 6,0 m³/h, determinada pela adoção da taxa de filtração ideal com base nas características da bruta e da qualidade da água filtrada desejada. Bem, se o procedimento falava em dobrar a vazão de alimentação para retrolavagem, ela está mesmo correta?

Neste caso, ao dobrar a vazão temos que a retrolavagem deveria ser feita com 12 m³/h, isso represente taxa de retrolavagem de 20 m³/m²/h, mas qual expansão do leito correspondente a essa vazão? Novamente pela curva observamos que a expansão é de pouco mais de 10%, valor muito abaixo do necessário de 25%, logo fica claro que apenas dobrar a vazão não garante a condição necessária para limpeza do filtro.

Portanto, calcular a vazão da retrolavagem apenas dobrando a vazão de alimentação nem sempre é válida, para determinar a vazão ideal é preciso ter em mais a curva de expansão do material, adotar a expansão necessária, obter a taxa de retrolavagem e área filtrante.

Fonte: Henrique Martins Neto – Eqma Engenharia

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Henrique Martins Neto

Fundador da EMQA Engenharia em Águas, mestre em Engenharia Ambiental e Hidráulica pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, Especialista em Química Ambiental e Engenheiro Químico pela Faculdade Oswaldo Cruz. Possui mais de 18 anos de experiência profissional, atuando como consultor e pesquisador em tecnologias de tratamento de água, efluentes e reúso de água, com destaque para os filtros granulares com zeólitas naturais e modificadas, carvão ativado entre outras mídias. Possui diversos cursos extracurriculares realizados no Brasil e exterior, publicações de artigos técnicos em revistas especializadas, congresso e participação ativa em workshops.

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