Orientador: Roberto Testezlaf

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola

Resumo: A dificuldade em definir parâmetros operacionais nos processos de filtração e retrolavagem em filtros de areia utilizados na irrigação localizada é causada pela complexidade de fixar adequadamente os valores da taxa de filtração e da vazão de retrolavagem a partir das características físicas...

Resumo: A dificuldade em definir parâmetros operacionais nos processos de filtração e retrolavagem em filtros de areia utilizados na irrigação localizada é causada pela complexidade de fixar adequadamente os valores da taxa de filtração e da vazão de retrolavagem a partir das características físicas da areia e dos componentes internos do equipamento. Neste contexto, o presente trabalho visou contribuir com informações técnico-científicas sobre o comportamento da eficiência de remoção nos processos de filtração e retrolavagem de um modelo comercial de filtro de areia para diferentes condições de operação e características físicas da areia, para um determinado nível de contaminação da água. Os ensaios experimentais, realizados em três filtros de areia de um mesmo modelo comercial, basearam-se na utilização combinada de três granulometrias de areia (fina, média e grossa) e quatro taxas de filtração (20, 40, 60 e 75 m3 m-2 h-1), em três ciclos de filtração (C1, C2 e C3). Os ensaios de filtração tiveram duração fixa de quatro horas, sendo os ensaios de retrolavagem realizados nos leitos contaminados pela filtração, com duração fixa de quinze minutos depois de atingida uma expansão de 25% do leito filtrante. Os parâmetros de perda de pressão e eficiência de remoção em ambos os processos foram avaliados ao longo do tempo de ensaio. De maneira geral, a filtração foi efetiva na remoção de partículas em suspensão na água a partir do tamanho correspondente à areia fina, com a retenção ocorrendo predominantemente na camada superficial do leito filtrante. O valor da eficiência de remoção na filtração aumentou com o incremento da taxa de filtração, com a diminuição da granulometria de areia, e reduzindo a sua efetividade com o tempo de filtração. Na retrolavagem, as velocidades superficiais utilizadas para a manutenção dos 25% de expansão do leito filtrante determinaram os maiores índices de sólidos removidos e de eficiência de limpeza nas camadas dos leitos filtrantes com maior nível de contaminação, com diminuição dos seus valores nos ciclos de filtração posteriores. A metodologia de avaliação da filtração utilizando informações de sólidos retidos na areia se mostrou com maior potencial de representatividade quando comparado à metodologia convencional de coleta pontual de amostras de água

Abstract: The difficulty in defining operating parameters in filtration and backwash processes of the sand filter used in localized irrigation is caused by the complexity to set suitably filtration rate and backwash flow from physical characteristics of the sand and of internal components of the...

Abstract: The difficulty in defining operating parameters in filtration and backwash processes of the sand filter used in localized irrigation is caused by the complexity to set suitably filtration rate and backwash flow from physical characteristics of the sand and of internal components of the equipment. In this context, this work aims to contribute with technical-scientific information about the behavior of the filtration and backwash processes removal efficiency in a commercial model of sand filter for different operation conditions and sand physical characteristics, for a defined water contamination level. Experimental trails, performed in three sand filter of the same commercial model, were based in the combined use of three sand particle sizes (fine, medium and coarse) and four filtration rates (20, 40, 60 e 75 m3 m-2 h-1), in three filtration cycles (C1, C2 e C3). The filtration tests had fixed period of four hours and the backwash trails were performed in the unclean beds produced by filtration, with 15 minutes duration, after reached an filtration bed expansion of 25%. The parameters of pressure loss and removal efficiency in both processes were evaluated over the experimental time. Usually, the filtration was effective to remove suspended water particles up to the size corresponding to fine sand, with predominant action on the surface filter layer The value of filtration removal efficiency increased with increasing values of the filtration rate, with decreasing of sand particle size and reducing its effectiveness with filtration time. In the backwash process, the superficial velocities used to maintain the filtration layer expansion of the 25% determined highest rates of removed solids and cleaning efficiencies in layers with higher contamination levels, with decreasing values along the cycles. The filtration assessment methodology using values of solids retained in the sand showed the greatest potential of the representativeness in the evaluation process when compared to conventional methods of point water samples collected over time