Filtração Direta Ascendente em Pedregulho seguida de Filtração Rápida aplicada à Remoção de Algas: Otimização de Taxas de Filtração e Granulometrias




:: Instituição

A Universidade de Brasília foi criada em 1961, sob o regime de fundação, e constitui-se na maior universidade pública da região centro-oeste e uma das mais importantes do Brasil.

O Departamento de Engenharia Civil e Ambiental da Faculdade de Tecnologia da Universidade de Brasília foi criado em 1964, e o reconhecimento do curso de graduação se deu em março de 1973. Até o final de ano de 2000, formaram-se cerca de 2.100 engenheiros civis.

Além da graduação, o Departamento de Engenharia Civil e Ambiental abriga quatro programas de pós-graduação: Estruturas; Geotecnia; Transportes; Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos.
 

O Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos - PTARH

O PTARH abrange as áreas de conhecimento de saneamento, engenharia sanitária, engenharia ambiental e de recursos hídricos. O seu objetivo principal é o aprimoramento científico e tecnológico dos profissionais envolvidos com os problemas de engenharia sanitária e ambiental, e de aproveitamento de recursos hídricos. Podem se inscrever como alunos os graduados em Engenharia Civil e outros cursos com áreas afins, tais como outras modalidades de engenharia, geologia, geografia, química, biologia e arquitetura. O curso de Mestrado teve seu início em 1995 e o curso de doutorado foi aprovado em 2001, com a primeira turma ingressando em 2002.

O curso é composto por disciplinas obrigatórias, optativas e de domínio conexo. Além das disciplinas o aluno de Mestrado tem que apresentar um Seminário de Dissertação e elaborar e defender uma Dissertação de Mestrado; similarmente, o aluno de Doutorado tem que apresentar Seminário de Tese, submeter-se ao exame de qualificação, e elaborar e defender Tese de Doutorado.

As linhas de pesquisa principais são:

· Métodos e Modelos para Análise Ambiental e de Recursos Hídricos
· Gestão Ambiental e de Recursos Hídricos
· Saneamento Ambiental
· Hidrologia Superficial e Subterrânea

O Curso ocupa uma área de 500 m2 contendo salas de aula, salas de professores e de alunos, Laboratório de Análise de Águas, Laboratório de Hidráulica, Laboratório de Climatologia e Hidrometria, Laboratório de Geoprocessamento, Laboratório de Computação e ETA-piloto. Os recursos de informática incluem também o acesso aos computadores de grande porte da UnB e à Internet. A UnB conta com outros laboratórios afins, tais como os de Geoquímica, de Química Ambiental, de Ecologia, etc.

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:: Resumo do Projeto

O objetivo geral é proceder a uma avaliação da filtração em pedregulho como pré-tratamento para filtração direta descendente aplicada à remoção de algas. Com a introdução do pré-tratamento precedendo a filtração direta, pretende-se não apenas ampliar o espectro de aplicação da filtração direta no tratamento de águas com qualidade inferior, mas também torná-la mais simples em termos operacionais. A dificuldade operacional das estações de filtração direta é considerada um dos fatores limitantes para uma maior utilização dessa tecnologia em pequenos municípios.

A partir da avaliação proposta busca-se os critérios de projeto que levam a um processo mais eficiente e com vantagens operacionais sobre a versão tradicional da filtração direta, particularmente considerando sua aplicação ao tratamento de águas com presença de algas.

O trabalho está sendo desenvolvido em uma instalação piloto localizada às margens do Lago Paranoá, Brasília - DF. A Figura 1 apresenta um diagrama esquemático da instalação piloto.

A água bruta é recalcada do lago Paranoá para uma caixa de alimentação dotada de vertedor para controle de vazão. Na linha de alimentação dos filtros de pedregulho, a água bruta recebe, inicialmente, a solução alcalinizante ou acidificante, adicionada por bombas dosadoras. Posteriormente, a água recebe adição do coagulante, também por meio de bomba dosadora. O controle da adição/vazão da solução alcalinizante ou acidificante é feito com o uso de um medidor e controlador de pH localizado à jusante do ponto de adição de coagulante. Esse dispositivo aciona uma ou outra bomba dosadora, de modo a manter o valor do pH da água coagulada dentro da faixa desejada.

A água coagulada, alimenta 3 filtros de pedregulho de escoamento ascendente. Cada unidade possui camadas sobrepostas de granulometrias distintas. Cada filtro de pedregulho pode alimentar um único filtro de areia de escoamento descendente, ou, em função do tipo de experimento, todos eles.

O trabalho experimental consiste de duas etapas. Na primeira busca-se a "otimização" da granulometria e taxa do FPA. Nessa etapa os filtros de pedregulho têm sua taxa variada na faixa de 60 a 300 m/d, enquanto os filtros rápidos são operados com taxa constante e igual a 300 m/d. Cada FPA alimenta um filtro de areia, sendo que, nessa fase, todos têm a mesma característica granulométrica.

Na segunda etapa, a taxa de filtração dos filtros de areia é variada e essas unidades têm granulometrias distintas. Um único FAP, operando na condição ótima, alimenta os 3 filtros de areia. O objetivo dessa etapa é permitir a otimização da granulometria e taxa para filtração descendente, de forma combinada com a filtração em pedregulho.

Para avaliar a eficiência do tratamento são realizadas determinações de temperatura, pH, turbidez, sólidos em suspensão (totais e fixos), algas (como clorofila-a e contagem de indivíduos), TOC e alumínio residual da água, na entrada e saída de cada unidade. Durante os experimentos a perda de carga nas várias unidades de filtração também é monitorada.

Figura 1 - Diagrama esquemático da instalação piloto.

 


Universidade de Brasília - UnB
Departamento de Engenharia Civil e Ambiental
Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos
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Tel: (61) 349-1494

e-mail: cbrandao@unb.br