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PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO

PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO. Materiais filtrantes: composição, granulometria e altura. Camada suporte: granulometria e altura. SISTEMA DE FILTRAÇÃO CAMADA SUPORTE. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO.

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PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO

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Presentation Transcript

  1. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO • Materiais filtrantes: composição, granulometria e altura • Camada suporte:granulometria e altura

  2. SISTEMA DE FILTRAÇÃOCAMADA SUPORTE

  3. PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO • Fundo falso: coleta da água filtrada e introdução de água de lavagem

  4. SISTEMA DE FILTRAÇÃOCOLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM

  5. MATERIAIS FILTRANTES: COMPOSIÇÃO, GRANULOMETRIA E ALTURA 1.000 (Camada simples de areia e dupla camada areia-antracito) h 1.250 (Camada tripla areia, antracito e granada) 1.250 a 1500 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante) * (1,2 mm  def  1,4 mm) Diâmetro efetivo (de) 1.500 a 2.000 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante) * (1,5 mm  def  2,0 mm)

  6. CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA • Cada camada componente do meio suporte deve ser a mais uniforme possível. dmax/dmín = 2 • O diâmetro do menor grão da camada inferior do meio suporte deve ser cerca de 2 a 3 vezes o diâmetro do orifício do sistema de drenagem

  7. CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA • O diâmetro do menor grão da camada superior do meio suporte deve ser cerca de 4 a 4,5 vezes o valor do diâmetro efetivo do material filtrante

  8. CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA • Entre as camadas que compõem o meio suporte, a relação entre o diâmetro do maior grão e o diâmetro do menor grão da camada adjacente deve ser igual a 4

  9. CAMADA SUPORTE GRANULOMETRIA E ALTURA • A espessura mínima de cada camada componente do meio suporte deve ser igual a 7,5 cm ou três vezes o diâmetro máximo do grão.

  10. S D H0 L SISTEMA DE COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM H0=Altura entre a borda superior da calha de água de lavagem e o topo do material filtrante S=Espaçamento entre as calhas L=Espessura da camada filtrante D=altura da calha de água de lavagem

  11. HIDRÁULICA DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO - EXPANSÃO

  12. Vazão água ascensional Tempo HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES Lavagem exclusivamente com água • Tempo de lavagem: 8 a 15 minutos • Expansão do material filtrante: 20% a 30%

  13. LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM EXCLUSIVAMENTE COM ÁGUA

  14. Vazão água ascensional água superficial Tempo HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES Lavagem com água e sistema de lavagem superficial • Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos • Lavagem superficial somente: 1min a 2 min • Expansão do material filtrante: 20% a 30% 1,5 l/s/m2 a 3,0 l/s/m2

  15. LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM ÁGUA E SUPERFICIAL

  16. LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM ÁGUA E SUPERFICIAL

  17. LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM ÁGUA E SUPERFICIAL

  18. Vazão ar água ascensional Tempo HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES Lavagem com ar unicamente seguido de água • Tempo de lavagem com ar: 2 a 3 minutos • Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos • Expansão do material filtrante: 20% a 30% 10 l/s/m2 a 20 l/s/m2

  19. ar Vazão água ascencional Tempo HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃOLAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES Lavagem com ar e água simultâneamente • Tempo de lavagem com ar e água simultaneamente: 2 a 4 minutos • Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos • Expansão do material filtrante: 20% a 30% 4 l/s/m2 a 8 l/s/m2

  20. LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM AR E ÁGUA

  21. LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTESLAVAGEM COM AR E ÁGUA

  22. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Definição da concepção do sistema de filtração (simples, dupla camada ou tripla camada) • Definição da granulometria dos materiais filtrantes e sua respectiva espessura

  23. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Definição do controle hidráulico do sistema de filtração (Taxa de filtração constante (com variação ou não de nível) ou taxa de filtração declinante) • Concepção do fundo falso e sistema de drenagem

  24. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Definição das características da camada suporte • Fixa-se a taxa de filtração • Camada simples de areia (def=0,5 mm): 120 m3/m2/dia • Dupla camada areia-antracito: 240 m3/m2/dia • Camada simples de areia (def=1,2 a 2,0 mm): 360 m3/m2/dia a 480 m3/m2/dia

  25. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Cálculo da área total de filtração • Cálculo aproximado do número de filtros = vazão em mgd 1 mgd = 3.785 m3/d

  26. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Definição do número de filtros • Determinação da área individual de cada filtro. Recomendável (25 m2 a 100 m2) • Definição das dimensões de cada filtro. Recomendável que seja efetuado em função das dimensões dos decantadores

  27. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Definição do método e sistema de lavagem • Cálculo da velocidade mínima de fluidificação e velocidade ascencional de água de lavagem para valores pré-determinados de expansão do meio filtrante

  28. SISTEMAS DE FILTRAÇÃOROTEIRO DE CÁLCULO • Dimensionamento do sistema de lavagem (Tubulações, válvulas demais e acessórios) • Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem • Definição da carga hidráulica disponível e cálculo do perfil hidráulico

  29. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Vazão: 1,0 m3/s • Filtros de dupla camada areia-antracito • Taxa de filtração: 240 m3/m2/dia • Lavagem com ar seguido de água em contra-corrente

  30. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Sistema de drenagem composto por blocos Leopold • Taxa de filtração constante com variação de nível • Número de decantadores: 04 • Largura do decantador: 12,0 m

  31. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Cálculo da área total de filtração

  32. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Cálculo aproximado do número de filtros N=número de filtros Q=vazão em mgd (1 mgd = 3.785 m3/dia) Em função do número de decantadores, serão admitidos um total de 08 filtros, sendo 02 filtros associados a cada decantador.

  33. LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES F1 F2 F8 CASA DE QUÍMICA Canal de água coagulada

  34. F1 F5 F2 F6 Canal de água coagulada CASA DE QUÍMICA LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES

  35. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Cálculo da área de cada filtro Cada filtro será composto por uma única célula e canal lateral de coleta de água de lavagem, com largura igual a 1,0 metros a fim de que seja possível a instalação da comporta de saída de água de lavagem.

  36. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Definição das dimensões básicas de cada filtro Cada decantador apresenta uma largura individual de 12,0 metros e, admitindo-se que a cada um esteja associado 02 filtros, tem-se que:

  37. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Definição das dimensões básicas de cada filtro

  38. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Características dos materiais filtrantes

  39. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Verificação da grandeza l/def Dado que a lavagem do material filtrante será efetuado com ar e água, utilizando-se o bloco Leopold como sistema de drenagem, a camada suporte deverá ter a seguinte composição (Recomendação do fabricante)

  40. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Características da camada suporte

  41. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Definição da expansão do material filtrante Será adotada uma velocidade ascencional de água de lavagem igual a 1,3 cm/s, que corresponde a uma taxa igual a 1.123,20 m3/m2/dia, que deverá proporcionar uma expansão do material filtrante em torno de 20%

  42. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Cálculo da vazão de água de lavagem • Cálculo do volume de água de lavagem

  43. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Reservação de água de lavagem

  44. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Dimensionamento da tubulação de água de lavagem

  45. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Cálculo da vazão de ar durante a lavagem Será adotado uma vazão de ar durante a lavagem de 15 l/s/m2 . Deste modo, tem-se que

  46. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem Serão admitidas inicialmente 5 calhas por filtro. Assim sendo, a sua vazão individual será de:

  47. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem O nível d’água máximo de água na calha coletora pode ser calculado de acordo com a seguinte expressão:

  48. DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem

  49. S D H0 L DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Posicionamento das calhas de coleta de água de lavagem Serão adotadas calhas de água de lavagem com largura igual a 0,5 m e altura igual a 0,4 m

  50. S D H0 L DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO • Espaçamento das calhas de coleta de água de lavagem

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