Explique o processo de filtração rápida em uma Estação de Tratamento de Água (ETA), destacando seu funcionamento, vantagens, tipos de filtros utilizados e as etapas envolvidas no processo de filtração.

Passo 1

Beleza, o exercício pede para a gente explicar o processo de filtração rápida numa Estação de Tratamento de Água (ETA), falando sobre como ela funciona, quais são as vantagens, que tipos de filtros existem e quais etapas fazem parte desse processo. O conteúdo aqui é “Tratamento de Água – Filtração Rápida” e, pra resolver, a gente vai precisar entender os princípios físicos da filtração (como a água atravessa o leito filtrante), conhecer os meios filtrantes mais comuns e saber qual a sequência operacional (enchimento, filtração, retrolavagem etc.).

Passo 2

Funcionamento
  1. Origem da água: chega à filtração depois da etapa de decantação/coagulação, já com grande parte dos sólidos em suspensão agregados e depos­itados.
  2. Leito filtrante: normalmente é uma camada de areia e/ou antracito apoiada sobre cascalho. A água entra por cima e passa “por entre” esses grãos, que retêm as partículas finas.
  3. Taxa de filtração superficial: é a velocidade com que a água circula no filtro, calculada por
v = QA
onde
= vazão de água (m³/h)
= área do leito (m²)
Em filtração rápida, costuma ficar entre 5 e 15 m/h.
4. Perda de carga: à medida que o leito vai retendo sujeira, a diferença de nível entre entrada e saída (queda de pressão) aumenta. Quando atinge um valor limite, é hora de limpar o filtro (retrolavagem).

Passo 3

Vantagens
• Alta eficiência na remoção de turbidez e microrganismos suspensos.
• Operação relativamente simples e de baixo custo energético.
• Pode ser projetada em módulos padronizados (facilita ampliação da ETA).
• Não depende de produtos químicos além dos usados na coagulação.

Passo 4

Tipos de filtros utilizados
  1. Filtros de areia simples: só areia com granulometria controlada (0,5–1,0 mm).
  2. Filtros mistos (duplo ou multicamada): antracito (mais leve) sobre areia (mais densa), aumentando a eficiência e o tempo entre limpezas.
  3. Filtros contínuos: possuem sistema que retira sujeira sem parar a filtração (raros em ETA convencionais).
  4. Arranjos construtivos:
    – Verticales (filtro “coluna”)
    – Horizontais (câmara longa)

Passo 5

Etapas do processo de filtração rápida
  1. Enchimento: abre-se o filtro e inicia o fluxo até montar o leito.
  2. Filtração propriamente dita: mantém-se a vazão até a perda de carga atingir o valor máximo permitido.
  3. Término: fecha-se a entrada de água bruta e drena-se o filtro para começar a limpeza.
  4. Retrolavagem (backwash): injeta-se água (e às vezes ar) de baixo para cima, expandindo o leito e arrancando a sujeira retida.
  5. Drenagem e assentamento: deixa-se o leito “assentar” (a água turva escoa) e libera-se o filtro de volta para a operação normal.

Resposta

A filtração rápida numa ETA é um processo de separação física onde a água, já pré-tratada, passa por um leito de areia e/ou antracito sob velocidades de 5–15 m/h (calculadas por ). Ela oferece alta remoção de turbidez e microrganismos, custa pouco e é de fácil operação. Existem filtros simples ou multicamada, em módulos verticais ou horizontais, e o ciclo envolve enchimento, filtração, parada, retrolavagem e retorno à operação.

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