Aula 5 Filtracao

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PHD 2411 - SANEAMENTO I
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UNIVERSIDE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
SANEAMENTO
FILTRAÇÃO 
Prof. Dr. Roque Passos Piveli
Prof. Dr. Sidney Seckler Ferreira Filho
Adaptado por: Eudes José Arantes
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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FILTRAÇÃO
Introdução
Classificação de um sistema de filtração
Partes constitutivas de um sistema de filtração
Materiais filtrantes e suas principais características
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FILTRAÇÃO
Perda de carga em sistemas de filtração
Fluidificação e expansão de meios filtrantes
Lavagem de meios filtrantes
Dimensionamento de sistemas de filtração
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TRATAMENTO CONVENCIONAL DE ÁGUAS 
DE ABASTECIMENTO
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FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO
Diâmetro das partículas
Frequência relativa
Água bruta 
Água coagulada
Diâmetro crítico
Se Vs > q, todas as partículas com diâmetro superior a dc serão removidas
dc apresenta Vs
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Diâmetro das partículas
Frequência relativa
Água bruta 
Água coagulada
Água floculada
Diâmetro crítico
dp > dc Partículas sedimentáveis
FLOCULAÇÃO, SEDIMENTAÇÃO E FILTRAÇÃO
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA RIO GRANDE 
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE 
QUÍMICA
F1
F2
F8
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA GUARAÚ 
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
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FILTRAÇÃO
Definição: Processo de separação sólido-líquido utilizado para promover a remoção de material particulado presente na fase líquida.
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FILTRAÇÃO
Classificação dos Processos de Filtração
Com relação ao tipo de filtração
Com relação ao tratamento
Com relação ao sentido de escoamento
Com relação ao meio filtrante
Com relação ao seu controle hidráulico
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CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Com relação ao tipo de filtração
Filtração em membrana
Osmose reversa
Nanofiltração
Ultrafiltração
Microfiltração
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FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS
SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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FILTRAÇÃO EM MEMBRANAS
SISTEMAS DE OSMOSE REVERSA 
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Com relação ao tipo de filtração
Filtração em meio granular
Filtros lentos
Filtração rápida
Filtros de camada profunda
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
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FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR
FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE 
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Com relação ao tratamento
Filtração convencional
Manancial
Coagulação
Floculação
Sedimentação
Filtração
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Água final
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Com relação ao tratamento
Filtração direta
Manancial
Coagulação
Floculação
Sedimentação
Filtração
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Água final
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Com relação ao tratamento
Filtração em linha
Manancial
Coagulação
Floculação
Sedimentação
Filtração
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Água final
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CONCEPÇÃO DA ETA EM FUNÇÃO DA QUALIDADE DA ÁGUA BRUTA
		Características da água bruta
		Filtração direta
		Filtração em linha
		Tubidez (UNT)
		50
(15)
		25
(5)
		Cor real (U.C)
		50
(Cor aparente < 20)
		25
(Cor aparente < 15)
		Densidade algal (UPA/ml)
		1.000
(500)
		500
(100)
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Com relação ao sentido de escoamento
Filtração descendente
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Filtração ascendente
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Com relação ao meio filtrante
Camada simples
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Dupla camada
Tripla camada
Areia
ou Antracito
Areia
Antracito
Areia
Antracito
Granada
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FILTRAÇÃO EM MEIO GRANULAR
FILTROS RÁPIDOS POR GRAVIDADE 
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Com relação ao seu controle hidráulico
CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Areia
Antracito
Taxa de filtração
Altura do nível d’água acima do meio filtrante
h
Taxa de filtração constante
 Com variação de nível
 Sem variação de nível 
Taxa declinante
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MATERIAIS FILTRANTES
Diâmetro
Porcentagem que passa (%)
d10
d60
dmenor grão
dmaior grão
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MATERIAIS FILTRANTES
		Meio Filtrante
		d10 (mm)
		C.U.
		Altura (m)
		CAMADA ÚNICA
		Areia
		0,45-0,55
		<1,6
		0,60-0,80
		Areia
		0,80-1,20
		<1,5
		1,20-1,80
		Antracito
		1,1-1,5
		<1,5
		1,20-1,80
		AREIA-ANTRACITO
		Areia
		0,45-0,55
		<1,6
		0,15-0,30
		Antracito
		0,90-1,10
		<1,8
		0,30-0,60
		AREIA-ANTRACITO-GARNET
		Areia
		0,45-0,55
		<1,6
		0,15-0,30
		Antracito
		0,90-1,10
		<1,8
		0,30-0,60
		Garnet
		0,20-0,30
		------
		0,10-0,15
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MATERIAIS FILTRANTES
		Índices Físicos
		AREIA
		ANTRACITO
		CAG
		GARNET
		Massa específica (Kg/m3)
		
2.650
		
1.450-1.730
		
1.300-1.500
		
3.600-4.200
		Porosidade
		0,42-0,47
		0,56-0,60
		0,50
		0,45-0,55
		Coef. de esfericidade
		0,7-0,8
		0,46-0,60
		0,75
		0,60
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FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
SABESP - ETA ABV 
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
ETA RIO GRANDE (SABESP)
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
ETA RIO GRANDE (SABESP)
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
ETA RIO GRANDE (SABESP)
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
ETA RIO GRANDE (SABESP)
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COMPORTAMENTO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
Tempo
Perda de carga
Tempo
Turbidez efluente
Etapa inicial
Etapa intermediária
Traspasse
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CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO
Turbidez da água filtrada superior a um valor pré-determinado (Geralmente superior a 0,5 UNT)
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CRITÉRIOS PARA O ENCERRAMENTO DA CARREIRA DE FILTRAÇÃO
Perda de carga igual ou superior a carga hidráulica máxima disponível (Geralmente da ordem de 2,0 a 3,0 metros)
Carreira de filtração com duração superior a 40 horas
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Partículas
Choques
Partículas-Coletores
Deposição
Processo Físico
(Transporte)
Processo Químico
Estabilidade do Colóide
(Coagulação)
VISÃO DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO
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Materiais filtrantes: composição, granulometria e altura
Camada suporte:granulometria e altura
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO
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- SANEAMENTO I
*
FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
MATERIAIS FILTRANTES
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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SISTEMA DE FILTRAÇÃO
CAMADA SUPORTE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
CAMADA SUPORTE
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*
Fundo falso: coleta da água filtrada e introdução de água de lavagem
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO
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*
FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
FUNDO FALSO
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*
Sistema de coleta de água de lavagem 
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO
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*
FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
Tubulações, válvulas e comportas de entrada de água decantada, saída de água filtrada e introdução e coleta de água de lavagem 
PARTES CONSTITUTIVAS DE UM SISTEMA DE FILTRAÇÃO
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
FILTRO RÁPIDO POR GRAVIDADE
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E COMPORTAS
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E COMPORTAS
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMA DE FILTRAÇÃO
TUBULAÇÕES, VÁLVULAS E COMPORTAS
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
h
Diâmetro efetivo (de)
1.000 (Camada simples de areia e dupla camada areia-antracito)
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)
1.500 a 2.000 (Filtros de camada profunda e constituídos de um único material filtrante)
* (1,5 mm  def  2,0 mm)
MATERIAIS FILTRANTES: COMPOSIÇÃO, GRANULOMETRIA E ALTURA
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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 
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*
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 
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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
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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.
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*
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
SISTEMA DE COLETA DE ÁGUA DE LAVAGEM
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*
HIDRÁULICA DO PROCESSO DE FILTRAÇÃO - EXPANSÃO
Gráf2
		0.7203		0.5309
		0.866		0.655
		0.9886		0.755
		1.1283		0.8554
		1.2481		0.9616
		1.3812		1.0635
		1.5287		1.1653
		1.6788		1.2707
		1.7982		1.3787
		1.8672		1.4424
Areia-Antracito
Areia-CAG
Expansão (%)
Velocidade Ascencional (cm/s)
Expansão de Meios Filtrantes
Eficiência de colisão 1
		
		Eficiência de Coletores Isolados
		
		Dados para cálculo
		Diâmetro do coletor (mm):		0.5
		Temperatura (C):		25
		Massa Específica da Partícula (kg/m3):		1020
		Constante de Boltzman (J/K):		1.38E-23
		Taxa de Filtração (m3/m2/dia):		240
		
		Cálculos Intermediários
		Massa específica da água (kg/m3):		997.05
		Viscosidade Dinâmica 20C (cP)=		1.002
		Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)=		0.890
		Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)=		0.890
		Viscosidade Dinâmica da Água (cP)=		0.890
		
		
		
		Diâmetro da partícula (um)		Eficiência - Difusão Browniana		Eficiência - Sedimentação Diferencial		Eficiência - Interceptação		Eficiência - Total
		0.01		0.0043208594		0.0000000005		0.0000000006		0.0043208605
		0.02		0.0027219709		0.000000002		0.0000000024		0.0027219753
		0.03		0.0020772525		0.0000000046		0.0000000054		0.0020772625
		0.04		0.0017147342		0.0000000081		0.0000000096		0.0017147519
		0.05		0.0014777131		0.0000000126		0.000000015		0.0014777408
		0.06		0.0013085871		0.0000000182		0.0000000216		0.0013086269
		0.07		0.0011807867		0.0000000248		0.0000000294		0.0011808409
		0.08		0.0010802148		0.0000000324		0.0000000384		0.0010802856
		0.09		0.0009986389		0.000000041		0.0000000486		0.0009987284
		0.1		0.0009309009		0.0000000506		0.00000006		0.0009310115
		0.2		0.0005864308		0.0000002023		0.00000024		0.0005868732
		0.3		0.0004475305		0.0000004552		0.00000054		0.0004485257
		0.4		0.0003694283		0.0000008093		0.00000096		0.0003711976
		0.5		0.0003183636		0.0000012645		0.0000015		0.0003211282
		0.6		0.0002819265		0.0000018209		0.00000216		0.0002859074
		0.7		0.0002543928		0.0000024784		0.00000294		0.0002598112
		0.8		0.0002327252		0.0000032371		0.00000384		0.0002398024
		0.9		0.0002151502		0.000004097		0.00000486		0.0002241072
		1		0.0002005565		0.000005058		0.000006		0.0002116146
		2		0.0001263427		0.0000202321		0.000024		0.0001705748
		3		0.0000964175		0.0000455223		0.000054		0.0001959398
		4		0.0000795909		0.0000809286		0.000096		0.0002565195
		5		0.0000685894		0.0001264509		0.00015		0.0003450402
		6		0.0000607392		0.0001820892		0.000216		0.0004588285
		7		0.0000548073		0.0002478437		0.000294		0.000596651
		8		0.0000501391		0.0003237142		0.000384		0.0007578533
		9		0.0000463527		0.0004097008		0.000486		0.0009420535
		10		0.0000432086		0.0005058035		0.0006		0.0011490121
		15		0.0000329743		0.0011380578		0.00135		0.0025210321
		20		0.0000272197		0.0020232139		0.0024		0.0044504336
		25		0.0000234572		0.0031612717		0.00375		0.0069347289
		30		0.0000207725		0.0045522312		0.0054		0.0099730037
		35		0.0000187438		0.0061960925		0.00735		0.0135648363
		40		0.0000171473		0.0080928555		0.0096		0.0177100028
		45		0.0000158524		0.0102425202		0.01215		0.0224083726
		50		0.0000147771		0.0126450866		0.015		0.0276598638
		55		0.0000138674		0.0153005548		0.01815		0.0334644222
		60		0.0000130859		0.0182089248		0.0216		0.0398220106
		65		0.0000124059		0.0213701964		0.02535		0.0467326023
		70		0.0000118079		0.0247843698		0.0294		0.0541961777
		75		0.0000112771		0.0284514449		0.03375		0.062212722
		80		0.0000108021		0.0323714218		0.0384		0.070782224
		85		0.0000103743		0.0365443004		0.04335		0.0799046747
		90		0.0000099864		0.0409700807		0.0486		0.0895800671
		95		0.0000096328		0.0456487628		0.05415		0.0998083956
		100		0.000009309		0.0505803466		0.06		0.1105896556
Eficiência de colisão 1
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0
0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
Diâmetro do coletor: 0,5 mm
Temperatura: 25 C
Taxa de Filtração: 240 m/dia
Eficiência - Difusão Browniana
Eficiência - Sedimentação Diferencial
Eficiência - Interceptação
Eficiência - Total
Diâmetro da partícula (um)
Eficiência de colisão
Eficiência de colisão 2
		
		Eficiência de Coletores Isolados
		
		Dados para cálculo
		Diâmetro do coletor (mm):		1.2
		Temperatura (C):		25
		Massa Específica da Partícula (kg/m3):		1020
		Constante de Boltzman (J/K):		1.38E-23
		Taxa de Filtração (m3/m2/dia):		240
		
		Cálculos Intermediários
		Massa específica da água (kg/m3):		997.05
		Viscosidade Dinâmica 20C (cP)=		1.002
		Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)=		0.890
		Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)=		0.890
		Viscosidade Dinâmica da Água (cP)=		0.890
		
		
		
		Diâmetro da partícula (um)		Eficiência - Difusão Browniana		Eficiência - Sedimentação Diferencial		Eficiência - Interceptação		Eficiência - Total
		0.01		0.002410438		0.0000000005		0.0000000001		0.0024104387
		0.02		0.0015184808		0.000000002		0.0000000004		0.0015184833
		0.03		0.0011588177		0.0000000046		0.0000000009		0.0011588232
		0.04		0.000956583		0.0000000081		0.0000000017		0.0009565927
		0.05		0.0008243582		0.0000000126		0.0000000026		0.0008243735
		0.06		0.0007300094		0.0000000182		0.0000000038		0.0007300314
		0.07		0.0006587146		0.0000000248		0.0000000051		0.0006587445
		0.08		0.0006026095		0.0000000324		0.0000000067		0.0006026485
		0.09		0.0005571015		0.000000041		0.0000000084		0.0005571509
		0.1		0.0005193131		0.0000000506		0.0000000104		0.0005193741
		0.2		0.0003271468		0.0000002023		0.0000000417		0.0003273908
		0.3		0.0002496597		0.0000004552		0.0000000938		0.0002502087
		0.4		0.0002060896		0.0000008093		0.0000001667		0.0002070655
		0.5		0.0001776026		0.0000012645		0.0000002604		0.0001791275
		0.6		0.0001572758		0.0000018209		0.000000375		0.0001594717
		0.7		0.0001419158		0.0000024784		0.0000005104		0.0001449046
		0.8		0.0001298283		0.0000032371		0.0000006667		0.0001337321
		0.9		0.0001200239		0.000004097		0.0000008437		0.0001249646
		1		0.0001118826		0.000005058		0.0000010417		0.0001179823
		2		0.0000704816		0.0000202321		0.0000041667		0.0000948804
		3		0.0000537876		0.0000455223		0.000009375		0.0001086849
		4		0.0000444006		0.0000809286		0.0000166667		0.0001419959
		5		0.0000382633		0.0001264509		0.0000260417		0.0001907559
		6		0.000033884		0.0001820892		0.0000375		0.0002534733
		7		0.0000305748		0.0002478437		0.0000510417		0.0003294602
		8		0.0000279707		0.0003237142		0.0000666667		0.0004183515
		9		0.0000258584		0.0004097008		0.000084375		0.0005199342
		10		0.0000241044		0.0005058035		0.0001041667		0.0006340745
		15		0.0000183951		0.0011380578		0.000234375		0.0013908279
		20		0.0000151848		0.0020232139		0.0004166667		0.0024550653
		25		0.0000130859		0.0031612717		0.0006510417		0.0038253992
		30		0.0000115882		0.0045522312		0.0009375		0.0055013194
		35		0.0000104564		0.0061960925		0.0012760417		0.0074825906
		40		0.0000095658		0.0080928555		0.0016666667		0.0097690879
		45		0.0000088434		0.0102425202		0.002109375		0.0123607386
		50		0.0000082436		0.0126450866		0.0026041667		0.0152574969
		55		0.0000077361		0.0153005548		0.0031510417		0.0184593326
		60		0.0000073001		0.0182089248		0.00375		0.0219662249
		65		0.0000069208		0.0213701964		0.0044010417		0.0257781589
		70		0.0000065871		0.0247843698		0.0051041667		0.0298951236
		75		0.000006291		0.0284514449		0.005859375		0.034317111
		80		0.0000060261		0.0323714218		0.0066666667		0.0390441146
		85		0.0000057874		0.0365443004		0.0075260417		0.0440761295
		90		0.000005571		0.0409700807		0.0084375		0.0494131517
		95		0.0000053738		0.0456487628		0.0094010417		0.0550551782
		100		0.0000051931		0.0505803466		0.0104166667		0.0610022064
Eficiência de colisão 2
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
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		0		0		0		0
		0		0		0		0
Diâmetro do coletor: 1,2 mm
Temperatura: 25 C
Taxa de Filtração: 240 m/dia
Eficiência - Difusão Browniana
Eficiência - Sedimentação Diferencial
Eficiência - Interceptação
Eficiência - Total
Diâmetro da partícula (um)
Eficiência de colisão
Camada simples
		
		Cálculo da Velocidade de Mínima Fluidificação de Meios Filtrantes
		
		
		Dados de Entrada						Diâmetros 1		Valor
		Material 1:		Areia				d10		0.500
		Porosidade 1:		0.43				d30		0.600
		Coeficiente de Esfericidade 1:		0.8				d50		0.700
		Altura do meio filtrante 1 (m):		0.8				d70		0.828
		Massa específica 1 (kg/m3):		2750				d90		0.984
		Diâmetro efetivo 1 (mm):		0.5
		Coeficiente de Uniformidade 1:		1.5
		Aceleração da gravidade (m/s2):		9.81
		Temperatura (C):		20		Material 1
						Fração mássica (%)		Diâmetro (mm)		Area Específica (1/m)		(Area Específica)^2 - (1/m2)
						10		0.500		1.50E+04		2.25E+08
		Cálculos Intermediários				30		0.600		1.25E+04		1.56E+08
		Massa específica da água (kg/m3):		998.20		50		0.700		1.07E+04		1.15E+08
		Viscosidade Dinâmica 20C (cP)=		1.002		70		0.828		9.06E+03		8.20E+07
		Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)=		1.002		90		0.984		7.62E+03		5.81E+07
		Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)=		1.002						5.4893E+04		6.3617E+08
		Viscosidade Dinâmica da Água (cP)=		1.002
		
		
		
				Taxa de Filtração (m/dia)		Taxa de Filtração (m/s)		Perda de Carga (m)
				0		0.000		0.000
				20		0.000		0.041
				40		0.000		0.083
				60		0.001		0.125
				80		0.001		0.167
				100		0.001		0.210
				120		0.001		0.253
				140		0.002		0.296
				160		0.002		0.340
				180		0.002		0.384
				200		0.002		0.428
				220		0.003		0.472
				240		0.003		0.517
				260		0.003		0.563
				280		0.003		0.608
				300		0.003		0.654
				320		0.004		0.700
				340		0.004		0.747
				360		0.004		0.794
				380		0.004		0.841
				400		0.005		0.889
				420		0.005		0.937
				440		0.005		0.985
				460		0.005		1.033
				480		0.006		1.082
				500		0.006		1.131
				520		0.006		1.181
				540		0.006		1.231
				560		0.006		1.281
				580		0.007		1.332
				600		0.007		1.382
Camada simples
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
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		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
Meio filtrante simples
Material: Areia
Diâmetro efetivo: 0,50 mm
CU: 1,5
Porosidade: 0,43
Coef. Esfericidade: 0,80
Perda de Carga (m)
Taxa de Filtração (m3/m2/dia)
Perda de Carga (m)
Dupla camada
		
		Cálculo da Velocidade de Mínima Fluidificação de Meios Filtrantes
		
		
		Dados de Entrada						Diâmetros 1		Valor		Diâmetros 2		Valor
		Material 1:		Areia				d10		0.500		d10		1.000
		Porosidade 1:		0.43				d30		0.600		d30		1.200
		Coeficiente de Esfericidade 1:		0.8				d50		0.700		d50		1.400
		Altura do meio filtrante 1 (m):		0.3				d70		0.828		d70		1.656
		Massa específica 1 (kg/m3):		2750				d90		0.984		d90		1.968
		Diâmetro efetivo 1 (mm):		0.5
		Coeficiente de Uniformidade 1:		1.5
		Material 2:		Antracito
		Porosidade 2:		0.55
Material 1
		Coeficiente de Esfericidade 2:		0.5		Fração mássica (%)		Diâmetro (mm)		Area Específica (1/m)		(Area Específica)^2 - (1/m2)
		Altura do meio filtrante 2 (m):		0.5		10		0.500		1.50E+04		2.25E+08
		Massa específica 2 (kg/m3):		1600		30		0.600		1.25E+04		1.56E+08
		Diâmetro efetivo 2 (mm):		1		50		0.700		1.07E+04		1.15E+08
		Coeficiente de Uniformidade 2:		1.5		70		0.828		9.06E+03		8.20E+07
		Aceleração da gravidade (m/s2):		9.81		90		0.984		7.62E+03		5.81E+07
		Temperatura (C):		20						5.49E+04		6.36E+08
		
		
		Cálculos Intermediários
		Massa específica da água (kg/m3):		998.20
		Viscosidade Dinâmica 20C (cP)=		1.002		Material 2
		Viscosidade Dinâmica T < 20 C (cP)=		1.002		Fração mássica (%)		Diâmetro (mm)		Area Específica (1/m)		(Area Específica)^2 - (1/m2)
		Viscosidade Dinâmica T > 20 C (cP)=		1.002		10		1.000		1.20E+04		1.44E+08
		Viscosidade Dinâmica da Água (cP)=		1.002		30		1.200		1.00E+04		1.00E+08
		Fração mássica material 1 (%)=		0.566		50		1.400		8.57E+03		7.35E+07
		Fração mássica material 2 (%)=		0.434		70		1.656		7.25E+03		5.25E+07
						90		1.968		6.10E+03		3.72E+07
										4.39E+04		4.07E+08
		
		
						Taxa de Filtração (m/dia)		Taxa de Filtração (m/s)		Perda de Carga - Areia (m)		Perda de Carga - Antracito (m)		Perda de Carga Total (m)
						0		0.000		0.000		0.000		0.000
						20		0.000		0.015		0.005		0.020
						40		0.000		0.031		0.010		0.041
						60		0.001		0.047		0.015		0.062
						80		0.001		0.063		0.020		0.083
						100		0.001		0.079		0.025		0.104
						120		0.001		0.095		0.031		0.125
						140		0.002		0.111		0.036		0.147
						160		0.002		0.127		0.041		0.169
						180		0.002		0.144		0.047		0.190
						200		0.002		0.160		0.052		0.213
						220		0.003		0.177		0.058		0.235
						240		0.003		0.194		0.063		0.257
						260		0.003		0.211		0.069		0.280
						280		0.003		0.228		0.075		0.303
						300		0.003		0.245		0.081		0.326
						320		0.004		0.263		0.086		0.349
						340		0.004		0.280		0.092		0.372
						360		0.004		0.298		0.098		0.396
						380		0.004		0.315		0.104		0.420
						400		0.005		0.333		0.110		0.444
						420		0.005		0.351		0.117		0.468
						440		0.005		0.369		0.123		0.492
						460		0.005		0.387		0.129		0.517
						480		0.006		0.406		0.136		0.541
						500		0.006		0.424		0.142		0.566
						520		0.006		0.443		0.148		0.591
						540		0.006		0.462		0.155		0.617
						560		0.006		0.480		0.162		0.642
						580		0.007		0.499		0.168		0.668
						600		0.007		0.518		0.175		0.693
Dupla camada
		0		0		0
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Meio filtrante duplo
Material: Areia e Antracito
Diâmetro efetivo: 0,50 mm e 1,00 mm
CU: 1,5
Porosidade: 0,43 e 0,55
Coef. Esfericidade: 0,80 e 0,50
Perda de Carga - Areia (m)
Perda de Carga - Antracito (m)
Perda de Carga Total (m)
Taxa de Filtração (m3/m2/dia)
Perda de Carga (m)
Perda de Carga - Ergun
		
		Perda de Carga em Meios Filtrantes Limpos
		
		
		Fómula de Ergun
		
		
		Dados de entrada
		Altura do meio filtrante (m)=		0.8
		Diâmetro dos grãos (mm)=		0.5
		Viscosidade dinâmica (SI)=		1.00E-03
		Porosidade do meio=		0.43
		Massa específica da água (SI)=		1000
		Coeficiente de esfericidade=		0.8
		
								Taxa de Filtração (m/dia)		Taxa de Filtração (m/s)		Perda de Carga (m)
								0		0.000		0.000
								20		0.000		0.073
								40		0.000		0.146
								60		0.001		0.219
								80		0.001		0.293
								100		0.001		0.368
								120		0.001		0.443
								140		0.002		0.518
								160		0.002		0.594
								180		0.002		0.670
								200		0.002		0.747
								220		0.003		0.824
								240		0.003		0.902
								260		0.003		0.980
								280		0.003		1.059
								300		0.003		1.138
								320		0.004		1.217
								340		0.004		1.297
								360		0.004		1.377
								380		0.004		1.458
								400		0.005		1.539
								420		0.005		1.621
								440		0.005		1.703
								460		0.005		1.786
								480		0.006		1.869
								500		0.006		1.952
								520		0.006		2.036
								540		0.006		2.121
								560		0.006		2.206
								580		0.007		2.291
								600		0.007		2.377
		
		
		
								Taxa de Filtração (m/dia)		Perda de Carga (m) - Areia		Perda de Carga (m) - Antracito
								0		0.000		0
								20		0.073		0.0457791071
								40		0.146		0.0918060195
								60		0.219		0.1380807373
								80		0.293		0.1846032603
								100		0.368		0.2313735888
								120		0.443		0.2783917225
								140		0.518		0.3256576616
								160		0.594		0.3731714061
								180		0.670		0.4209329558
								200		0.747		0.4689423109
								220		0.824		0.5171994714
								240		0.902		0.5657044371
								260		0.980		0.6144572082
								280		1.059		0.6634577847
								300		1.138		0.7127061665
								320		1.217		0.7622023536
								340		1.297		0.811946346
								360		1.377		0.8619381438
								380		1.458		0.9121777469
								400		1.539		0.9626651554
								420		1.621		1.0134003692
								440		1.703		1.0643833883
								460		1.786		1.1156142128
								480		1.869		1.1670928426
								500		1.952		1.2188192777
								520		2.036		1.2707935182
								540		2.121		1.323015564
								560		2.206		1.3754854151
								580		2.291		1.4282030716
								600		2.377		1.4811685334
Perda de Carga - Ergun
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
Comprimento do meio=0,80 m
Diâmetro dos grãos=0,50 mm
Porosidade da areia=0,43
Porosidade do antracito=0,55
Esfericidade da areia=0,80
Esfericidade do antracito=0,55
Perda de Carga (m) - Areia
Perda de Carga (m) - Antracito
Taxa de Filtração (m/dia)
Perda de Carga (m)
Perda de Carga em Meios Filtrantes Limpos - Influência do Material Filtrante
PERDA DE CARGA
		
		Taxa de filtração=240 m3/m2/dia																Taxa de filtração=240 m3/m2/dia
		Carreira de filtração=02																Carreira de filtração=02
		
				Tempo (horas)		Areia-Antracito		Areia-CAG												Tempo (horas)		Água bruta		Água decantada		Filtro F1		Filtro F2
				0		0.221		0.189												6		2.69		1.68		0.094		0.13
				6		0.39		0.359												17		2.51		1.74		0.079		0.077
				17		0.677		0.672												22		2.57		2.05		0.075		0.103
				22		0.808		0.809												28		3.2		2.51		0.1		0.101
				28		1.023		1.015												34		3.72		1.81		0.074		0.069
				34		1.285		1.261												40		5		2.28		0.041		0.063
				40		1.473		1.446
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		Taxa de filtração=360 m3/m2/dia																Taxa de filtração=360 m3/m2/dia
		Carreira de filtração=03																Carreira de filtração=03
		
				Tempo (horas)																Tempo (horas)		Água bruta		Água decantada		Filtro F1		Filtro F2
				0		0.311		0.252												6		11.7		2.76		0.15		0.095
				6		0.43		0.381												15		11.8		2.85		0.079		0.069
				15		0.649		0.618												20		12.5		3.06		0.046
0.037
				20		0.756		0.725												29		13.5		3.05		0.046		0.028
				29		1.004		0.964												40		16		2.73		0.095		0.065
				40		1.336		1.32
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		Taxa de filtração=480 m3/m2/dia																Taxa de filtração=480 m3/m2/dia
		Carreira de filtração=01																Carreira de filtração=01
		
				Tempo (horas)		Filtro F1		Filtro F2												Tempo (horas)		Água bruta		Água decantada		Filtro F1		Filtro F2
				0		0.484		0.353												6		10.5		3.4		0.088		0.064
				6		0.656		0.568												12		14.2		3.1		0.085		0.065
				12		0.887		0.813												19		12.6		3.1		0.19		0.17
				19		1.105		1.053												24		17.2		3.2		0.44		0.41
				24		1.278		1.208												28		10.2		3.4		0.62		0.53
				28		1.42		1.347
PERDA DE CARGA
		0.221		0.189
		0.39		0.359
		0.677		0.672
		0.808		0.809
		1.023		1.015
		1.285		1.261
		1.473		1.446
Taxa de filtração=240 m3/m2/dia
Areia-Antracito
Areia-CAG
Tempo (horas)
Perda de carga (m)
Evolução da perda de carga
FLUIDIF E EXPANSAO
		2.69		1.68		0.094		0.13
		2.51		1.74		0.079		0.077
		2.57		2.05		0.075		0.103
		3.2		2.51		0.1		0.101
		3.72		1.81		0.074		0.069
		5		2.28		0.041		0.063
Taxa de filtração=240 m3/m2/dia
Água bruta
Água decantada
Areia-Antracito
Areia-CAG
Tempo (horas)
Turbidez (UNT)
Turbidez
Sheet3
		0.311		0.252
		0.43		0.381
		0.649		0.618
		0.756		0.725
		1.004		0.964
		1.336		1.32
Taxa de filtração=360 m3/m2/dia
Filtro F1
Filtro F2
Tempo (horas)
Perda de carga (m)
Evolução da perda de carga
Sheet4
		11.7		2.76		0.15		0.095
		11.8		2.85		0.079		0.069
		12.5		3.06		0.046		0.037
		13.5		3.05		0.046		0.028
		16		2.73		0.095		0.065
Taxa de filtração=360 m3/m2/dia
Água bruta
Água decantada
Filtro F1
Filtro F2
Tempo (horas)
Turbidez (UNT)
Turbidez
Sheet5
		0.484		0.353
		0.656		0.568
		0.887		0.813
		1.105		1.053
		1.278		1.208
		1.42		1.347
Taxa de filtração=480 m3/m2/dia
Filtro F1
Filtro F2
Tempo (horas)
Perda de carga (m)
Evolução da perda de carga
Sheet6
		10.5		3.4		0.088		0.064
		14.2		3.1		0.085		0.065
		12.6		3.1		0.19		0.17
		17.2		3.2		0.44		0.41
		10.2		3.4		0.62		0.53
Taxa de filtração=480 m3/m2/dia
Água bruta
Água decantada
Filtro F1
Filtro F2
Tempo (horas)
Turbidez (UNT)
Turbidez
Sheet7
		
		Fluidificação e Expansão de Meios Filtrantes
		
		
		Perda de Carga e Expansão
		
		
		Filtro Areia-Antracito
		
		
						Velocidade Ascencional (cm/s)		Perda de Carga (m)
						0		0
						0.2219		0.16
						0.2401		0.185
						0.277		0.22
						0.3367		0.27
						0.4193		0.345
						0.4615		0.35
						0.5019		0.42
						0.5605		0.475
						0.7203		0.406
						0.866		0.405
						0.9886		0.405
						1.1283		0.408
						1.2481		0.41
						1.3812		0.41
						1.5287		0.41
						1.6788		0.41
						1.7982		0.412
						1.8672		0.412
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		Filtro Areia-CAG
		
		
		
						Velocidade Ascencional (cm/s)		Perda de Carga (m)
						0		0
						0.2209		0.169
						0.2581		0.199
						0.2899		0.222
						0.3373		0.255
						0.376		0.285
						0.5309		0.299
						0.655		0.298
						0.755		0.298
						0.8554		0.297
						0.9616		0.297
						1.0635		0.299
						1.1653		0.299
						1.2707		0.298
						1.3787		0.298
						1.4424		0.3
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		Expansão de Meios Filtrantes
		
		
						Expansão (%)		Areia-Antracito		Areia-CAG
						0		0		0
						5		0.7203		0.5309
						10		0.866		0.655
						15		0.9886		0.755
						20		1.1283		0.8554
						25		1.2481		0.9616
						30		1.3812		1.0635
						35		1.5287		1.1653
						40		1.6788		1.2707
						45		1.7982		1.3787
						50		1.8672		1.4424
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		Expansão de Meios Filtrantes - Comparação entre Modelos
		
		
		Filtro F1-Areia-Antracito
		
		
						Velocidade Ascencional (cm/s)		Expansão Observada (%)		Expansão Calculada - (Fair)		Expansão Calculada - (Dharmarajah)
						0		0		0		0
						0.7203		5		8.477		4.01
						0.866		10		13.694		7.38
						0.9886		15		18.503		11.24
						1.1283		20		23.889		16.95
						1.2481		25		28.469		22.48
						1.3812		30		33.539		28.82
						1.5287		35		39.164		36.11
						1.6788		40		44.925		43.89
						1.7982		45		49.552		50.36
						1.8672		50		52.248		54.22
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		Filtro F1-Areia-CAG
		
		
						Velocidade Ascencional (cm/s)		Expansão Observada (%)		Expansão Calculada - (Fair)		Expansão Calculada - (Dharmarajah)
						0		0		0		0
						0.5309		5		8.518		3.55
						0.655		10		15.236		8.62
						0.755		15		20.485		14.16
						0.8554		20		25.667		20.18
						0.9616		25		31.105		26.74
						1.0635		30		36.305		33.23
						1.1653		35		41.513		39.97
						1.2707		40		46.944		47.23
						1.3787		45		52.566		55.02
						1.4424		50		55.924		59.8
Sheet7
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
Perda de Carga (m)
Velocidade Ascensional (cm/s)
Perda de Carga (m)
Perda de Carga e Expansão de Meios Filtrantes (Areia-Antracito)
Sheet8
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
		0
Perda de Carga e Expansão de Meios Filtrantes (Areia-CAG)
Perda de Carga (m)
Velocidade Ascencional (cm/s)
Perda de Carga (m)
Sheet9
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
		0		0
Areia-Antracito
Areia-CAG
Expansão (%)
Velocidade Ascencional (cm/s)
Expansão de Meios Filtrantes
Sheet10
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
Expansão Observada (%)
Expansão Calculada - (Fair)
Expansão Calculada - (Dharmarajah)
Velocidade Ascencional (cm/s)
Expansão (%)
Filtro F1 - Areia-Antracito
Sheet11
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
		0		0		0
Expansão Observada (%)
Expansão Calculada - (Fair)
Expansão Calculada - (Dharmarajah)
Velocidade Ascencional (cm/s)
Expansão (%)
Filtro F2 - Areia-CAG
Sheet12
		
Sheet13
		
Sheet14
		
Sheet15
		
Sheet16
		
		
		
		
		
		
		
		
		
		
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
Lavagem exclusivamente com água
Tempo de lavagem: 8 a 15 minutos
Expansão do material filtrante: 20% a 30%
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
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
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos
Tempo de lavagem com ar: 2 a 3 minutos
Expansão do material filtrante: 20% a 30%
10 l/s/m2 a 20 l/s/m2
Lavagem com ar unicamente seguido de água
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
Tempo de lavagem com ar e água simultaneamente: 2 a 4 minutos
4 l/s/m2 a 8 l/s/m2
Tempo de lavagem com água em contra-corrente: 8 a 15 minutos
Expansão do material filtrante: 20% a 30%
Lavagem com ar e água simultâneamente
HIDRÁULICA DE FILTRAÇÃO
LAVAGEM DE MEIOS FILTRANTES
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO 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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO 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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO 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 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO DE CÁLCULO 
Cálculo da área total de filtração
Cálculo aproximado do número de filtros
= vazão em mgd
1 mgd = 3.785 m3/d
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SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO 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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO 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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
SISTEMAS DE FILTRAÇÃO
ROTEIRO 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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
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
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
Cálculo da área total de filtração 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
Cálculo aproximado do número de filtros 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
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. 
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE 
QUÍMICA
F1
F2
F8
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*
LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
PHD 2411 - SANEAMENTO I
*
Cálculo da área de cada filtro 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
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. 
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*
Definição das dimensões básicas de cada filtro 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
Cada decantador apresenta uma largura individual de 12,0 metros e, admitindo-se que a cada um esteja associado 02 filtros, tem-se que: 
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*
Definição das dimensões básicas de cada filtro 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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Características dos materiais filtrantes 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
		Material
		Altura (m)
		Diâmetro efetivo (mm)
		C.Unif.
		d60 (mm)
		Massa específica (kg/m3)
		Porosidade
		Coef. Esfericidade
		Areia
		0,3
		0,5
		1,5
		0,75
		2.750
		0,45
		0,80
		Antracito
		0,5
		1,0
		1,5
		1,5
		1.600
		0,55
		0,55
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Verificação da grandeza l/def
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
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) 
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Características da camada suporte 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
		Camada
		Granulometria
		Altura
		Camada 1
		12,7 mm a 19,0 mm
		5,0 cm (Topo)
		Camada 2
		6,4 mm a 12,7 mm
		5,0 cm
		Camada 3
		3,2 mm a 6,4 mm
		5,0 cm
		Camada 4
		1,6 mm a 3,2 mm
		5,0 cm
		Camada 5
		3,2 mm a 6,4 mm
		5,0 cm
		Camada 6
		6,4 mm a 12,7 mm
		5,0 cm
		Camada 7
		12,7 mm a 19,0 mm
		5,0 cm (Fundo)
		Total
		35 cm
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Definição da expansão do material filtrante 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
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%
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Cálculo da vazão de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
Cálculo do volume de água de lavagem 
 
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Reservação de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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Dimensionamento da tubulação de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
PHD 2411 - SANEAMENTO I
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Cálculo da vazão de ar durante a lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
Será adotado uma vazão de ar durante a lavagem de 15 l/s/m2 . Deste modo, tem-se que 
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Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
Serão admitidas inicialmente 5 calhas por filtro. Assim sendo, a sua vazão individual será de: 
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Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
O nível d’água máximo de água na calha coletora pode ser calculado de acordo com a seguinte expressão: 
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Dimensionamento das calhas de coleta de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
		B (m)
		h0 (m)
		0,2
		0,564
		0,4
		0,655
		0,5
		0,306
		0,6
		0,271
		0,8
		0,224
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Posicionamento das calhas de coleta de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
Serão adotadas calhas de água de lavagem com largura igual a 0,5 m e altura igual a 0,4 m 
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Espaçamento das calhas de coleta de água de lavagem 
 
DIMENSIONAMENTO
DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
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Dimensionamento do vertedor de saída de água filtrada
DIMENSIONAMENTO DE UNIDADES DE FILTRAÇÃO 
Será adotado uma câmara vertedora por filtro com largura igual a 1,0 metros. 
		B (m)
		h0 (m)
		0,5
		0,264
		0,8
		0,193
		1,0
		0,166
		1,2
		0,147
		1,5
		0,127
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
Canal de água coagulada
CASA DE 
QUÍMICA
F1
F2
F8
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
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LAY-OUT DE ETAs ASSOCIAÇÃO FLOCULADORES E DECANTADORES
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MUITO OBRIGADO !!!