4. MATERIAIS E MÉTODOS
4.9. Análise dos dados
4.9.4. Cálculo da produção efetiva de água
A duração do ensaio de dupla filtração foi ditada por um dos três critérios mencionados no item 4.8.6. Para comparação da produção efetiva de água nos ensaios de dupla filtração, foi adotado o tempo máximo de duração da carreira de três dias como referência, ou seja, mesmo que a duração de uma carreira fosse inferior a esse tempo, a produção total de água, bem como as lavagens e descargas de fundo foram multiplicadas por um coeficiente para que resultasse a produção efetiva de água em 72 horas.
A produção efetiva de água foi calculada pela equação 4.5.
L
CDFI
CDFF
L
PT
PE
=
−
FA−
−
−
FRD Equação 4.5 em que:PE (m3/m2 FA): produção efetiva de água filtrada; PT (m3/m2 FA): produção total de água filtrada; LFA (m
3
/m2 FA):consumo de água para lavagem do filtro ascendente; CDFF (m3/m2 FA):consumo de água na descarga de fundo final;
CDFI (m3/m2 FA):consumo de água utilizada para as descargas de fundo intermediárias; LFRD (m3/m2 FA):consumo de água para lavagem do filtro descendente.
Neste trabalho a produção efetiva foi calculada com base na área do filtro ascendente (unidade m3/m2 FA). Para tal, o termo LFRD teve que ser multiplicado por um fator Nf, que
considera a razão entre as áreas dos filtros descendente e ascendente.
Os termos da equação 4.5 foram calculados de diferentes maneiras, de acordo com o critério de encerramento e a situação do filtro ascendente. Na Figura 4.24 são mostradas as possíveis situações dos filtros ascendente e descendente na ocasião do término do ensaio.
TRANSPASSE FILTRO DESCENDENTE FILTRO ASCENDENTE E N C E R R A M E N T O DURAÇÃO DA CARREIRA = 72 h (Perda de Carga Total no meio
granular < 1,80 m)
Perda de Carga Total no Meio Granular = 1,80 m
TRANSPASSE
Perda de Carga Total no Meio Granular FAAG = 1,20 m ou
Perda de Carga Total no Meio Granular FAP = 0,80 m
LAVAGEM
Perda de Carga Total no Meio Granular FAAG < 1,20 m ou
Perda de Carga Total no Meio Granular FAP < 0,80 m
Figura 4.24 - Critérios de encerramento dos ensaios de dupla filtração
A seguir são apresentadas as combinações prováveis de ocorrência nos ensaios de dupla filtração e a respectiva equação para cálculo da produção efetiva de água.
a) Encerramento do ensaio por ocorrência de transpasse no FRD
Foi assumido que essa situação ocorreria quando acontecesse o transpasse no filtro ascendente, uma vez que para absorver os picos de turbidez do efluente do filtro ascendente, o filtro descendente seria provavelmente colmatado mais rapidamente. Assim, tem-se que:
Produção total de água: PT = TF x Tr
em que: TF = taxa de filtração do FA (m3/m2.d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Lavagem do Filtro Ascendente: LFA= TLFA x DLFA x Tr/DF
em que: TLFA = taxa de água para lavagem do FA (m 3
/m2.d); DLFA = duração da lavagem do
Descarga de Fundo Final : CDFF = TDFF x DDFF x Tr/DF
em que: TDFF = taxa de descarga de fundo (m 3
/m2.d); DDFF = duração da descarga de fundo
(d), DF = duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Descarga de Fundo Intermediária: CDFI = NDFI x TDFI x DDFI
em que: NDFI = número de DFI que seriam executadas no FA em 72 horas; TDFI = taxa de
descarga de fundo (m3/m2.d); DDFI = duração da descarga de fundo (d), DF = duração da
carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Lavagem do Filtro Descendente: LFRD = TLFRD x DLFRD x Nf x Tr/DF
em que: TLFRD = taxa de água para lavagem do FRD (m 3
/m2.d); DLFRD = duração da lavagem
do FRD (d), Nf = AFRD/ AFA e AFA = área do FA (m2), AFRD = área do FRD (m2), DF =
duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
b) Duração da carreira atingir 72 h
b.1) Ocorrência de transpasse FA Produção total de água: PT = TF x DF
em que: TF = taxa de filtração do FA (m3/m2.d), DF = duração da carreira de filtração (= 3d).
Lavagem do Filtro Ascendente: LFA= TLFA x DLFA
em que: TLFA = taxa de água para lavagem do FA (m 3
/m2.d); DLFA = duração da lavagem do
FA (d).
Descarga de Fundo Final: CDFF = TDFF x DDFF
em que: TDFF = taxa de descarga de fundo (m3/m2.d); DDFF = duração da descarga de fundo
(d).
Descarga de Fundo Intermediária: CDFI = NDFI x TDFI x DDFI
em que: NDFI = número de DFI executadas no FA em 72 horas; TDFI = taxa de descarga de
fundo (m3/m2.d); DDFI = duração da descarga de fundo (d).
Lavagem do Filtro Descendente: LFRD = TLFRD x DLFRD x Nf x (∆Hfinal FRD/ ∆Hlimite FRD)
em que: TLFRD = taxa de água para lavagem do FRD (m 3 /m2.d); DLFRD = duração da lavagem do FRD (d), Nf = AFRD /AFA e AFA = área do FA (m 2 ), AFRD = área do FRD (m 2); ∆H final FRD
b.2) Sem ocorrência de transpasse FA Produção total de água: PT = TF x DF
em que: TF = taxa de filtração do FA (m3/m2.d), DF = duração da carreira de filtração (= 3d).
Lavagem do Filtro Ascendente: LFA= TLFA x DLFA x (NLFA + ∆Hfinal FA/ ∆Hlimite FA)
em que: TLFA = taxa de água para lavagem do FA (m 3
/m2.d); DLFA = duração da lavagem do
FA (d), NLFA = número de lavagens do FA (será diferente de 0 caso a perda de carga limite
no FA seja alcançada durante o ensaio); ∆Hfinal FA= perda de carga final no FA (m); ∆Hlimite
FA= perda de carga prevista no FA (1,0 m para FAAG e 0,80 para FAP).
Descarga de Fundo Final: CDFF = TDFF x DDFF x (NLFA+ ∆Hfinal FA/ ∆Hlimite FA)
em que: TDFF = taxa de descarga de fundo (m 3
/m2.d); DDFF = duração da descarga de fundo
(d), NLFA = número de lavagens do FA (será diferente de 0 caso a perda de carga limite no
FA seja alcançada durante o ensaio); ∆Hfinal FA = perda de carga final no FA (m); ∆Hlimite
FA= perda de carga prevista no FA (1,0 m para FAAG e 0,80 para FAP).
Descarga de Fundo Intermediária: CDFI = NDFI x TDFI x DDFI
em que: NDFI = número de DFI executadas no FA em 72 horas; TDFI = taxa de descarga de
fundo (m3/m2.d); DDFI = duração da descarga de fundo (d).
Lavagem do Filtro Descendente: LFRD = TLFRD x DLFRD x Nf x (∆Hfinal FRD/ ∆Hlimite FRD)
em que: TLFRD = taxa de água para lavagem do FRD (m 3 /m2.d); DLFRD = duração da lavagem do FRD (d), Nf = AFRD / AFA e AFA = área do FA (m 2 ), AFRD = área do FRD (m 2), ∆H final FRD
= perda de carga final no FRD; ∆Hlimite FRD = perda de carga prevista no FRD (1,80 m). c) Encerramento da carreira por perda de carga limite no FRD
c.1) Ocorrência de transpasse no FA Produção total de água: PT = TF x Tr
em que: TF = taxa de filtração do FA (m3/m2.d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Lavagem do Filtro Ascendente: LFA= TLFA x DLFA x Tr/DF
em que: TLFA = taxa de água para lavagem do FA (m 3
/m2.d); DLFA = duração da lavagem do
Descarga de Fundo Final: CDFF = TDFF x DDFF x Tr/DF
em que: TDFF = taxa de descarga de fundo (m 3
/m2.d); DDFF = duração da descarga de fundo
(d), DF: duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Descarga de Fundo Intermediária: CDFI = NDFI x TDFI x DDFI
em que: NDFI = número de DFI que seriam executadas no FA em 72 horas; TDFI = taxa de
descarga de fundo (m3/m2.d); DDFI = duração da descarga de fundo (d), DF: duração da
carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Lavagem do Filtro Descendente: LFRD = TLFRD x DLFRD x Nf x Tr/DF
em que: TLFRD = taxa de água para lavagem do FRD (m 3
/m2.d); DLFRD = duração da lavagem
do FRD (d), Nf = AFA / AFRD e AFA = área do FA (m2), AFRD = área do FRD (m2); DF =
duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
c.2) Sem ocorrência de transpasse no FA Produção total de água: PT = TF x Tr
em que: TF = taxa de filtração do FA (m3/m2.d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Lavagem do Filtro Ascendente: LFA= TLFA x DLFA x (NLFA + ∆Hfinal FA/ ∆Hlimite FA) x Tr/DF
em que: TLFA = taxa de água para lavagem do FA (m 3
/m2.d); DLFA = duração da lavagem do
FA (d), NLFA: número de lavagens do FA (será diferente de 0 caso a perda de carga limite no
FA seja alcançada durante o ensaio); ∆Hfinal FA= perda de carga final no FA (m); ∆Hlimite
FA= perda de carga prevista no FA (1,0 m para FAAG e 0,80 para FAP), DF = duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Descarga de Fundo Final: CDFF = TDFF x DDFF x (NLFA + ∆Hfinal FA/ ∆Hlimite FA) x Tr/DF
em que: TDFF = taxa de descarga de fundo (m 3
/m2.d); DDFF = duração da descarga de fundo
(d), NLFA: número de lavagens do FA (será diferente de 0 caso a perda de carga limite no FA
seja alcançada durante o ensaio); ∆Hfinal FA= perda de carga final no FA (m); ∆Hlimite FA=
perda de carga prevista no FA (1,0 m para FAAG e 0,80 para FAP), DF = duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Descarga de Fundo Intermediária: CDFI = NDFI x TDFI x DDFI
em que: NDFI = número de DFI que seriam executadas no FA em 72 horas; TDFI = taxa de
descarga de fundo (m3/m2.d); DDFI = duração da descarga de fundo (d), DF: duração da
carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).
Lavagem do Filtro Descendente: LFRD = TLFRD x DLFRD x Nf x Tr/DF
em que: TLFRD = taxa de água para lavagem do FRD (m 3 /m2.d); DLFRD: duração da lavagem do FRD (d), Nf = AFRD / AFA e AFA = área do FA (m 2 ), AFRD = área do FRD (m 2 ); DF = duração da carreira de filtração (d), Tr = tempo de referência (Tr = 3 dias).