Leito filtrante após filtração

A fim de visualizar a retenção das impurezas no leito filtrante, foi realizado ensaio com as seguintes condições: temperatura: 26 ± 0,5°C; pH de coagulação 6,43 ± 0,03; taxa de filtração: 100 m/h; DSA: 15 mg/L, turbidez limite: 2uT. O ensaio foi realizado somente nos filtros de comprimento 100 cm, a fim de compará-los com os leitos já limpos no dia da visualização (comprimento de 60 cm).

A figura 110 mostra os leitos filtrantes: os dois primeiros - indicados no canto direito pela letra 'A' - são de fibras de algodão, e os dois últimos - indicados pela letra 'P' - são os de fibras de poliéster. Lembrando que os filtros de 60 cm estão limpos, nota-se que a fibra de algodão possui coloração mais amarelada que a fibra de poliéster.

Figura 110- Leitos filtrantes sujos e limpos

É nítido no filtro de poliéster de comprimento 100 cm que a retenção das impurezas é mais intensa na primeira metade do filtro, fato que pode ser comprovado pelo comportamento da frente de impurezas, observa nos gráficos de perda de carga expostos anteriormente e no anexo I. A figura 111 mostra mais nitidamente o filtro de fibras flexíveis de poliéster.

Figura 111 - Leito filtrante de fibras de poliéster após filtração.

No filtro de fibras de algodão, observando a Figura 110, tem-se a ideia de que o leito é melhor aproveitado, porém tal fato não foi confirmado em nenhum ensaio de filtração. O filtro de algodão também aproveita mais sua primeira metade como leito filtrante, como visto nos gráficos de evolução da perda de carga.

Abrindo o leito filtrante, como mostrado nas Figuras 112 e 113, foi observado o não aproveitamento do interior do leito, sugerindo caminho preferencial nas paredes do filtro, mesmo com a camada interna de areia colada na parede interna do tubo de PVC onde o leito de fios foi alojado (comentada no capítulo Materiais e Métodos).

Figura 113 - Leito filtrante de fibras de algodão aberto

Tal observação explica o fato de LEE et al (2008a, 2008b) adotar fluxo radial e coleta da água filtrada por tubo perfurado localizado no interior do feixe de fibras na nova concepção dos filtros de fibras flexíveis. Os autores não explicitam o motivo de tal decisão nos artigos, mas citam que mudanças foram feitas a fim de melhor aproveitamento do leito.

5.3.3.3.1.1 Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) dos leitos após filtração

A fim de verificar microscopicamente a adsorção das impurezas nas fibras ao longo do comprimento do leito, foram realizadas microscopia eletrônica de varredura em 3 momentos: (a) no primeiro terço do leito filtrante após carreira de filtração, ou seja, com o leito sujo; (b) no segundo terço do leito filtrante após carreira de filtração, ou seja, com o leito sujo; (c) no primeiro terço do leito filtrante após lavagem, ou seja, com o leito limpo. As fotos da MEV do leito filtrante sujo estão expostas a seguir.

5.3.3.3.1.1.1 Primeiro terço do leito de fibras de algodão mercerizado

Figura 114 - MEV do primeiro terço de filtro de fibras de algodão 100cm após ensaio de filtração com aumento de 600 vezes

Figura 115 - MEV do primeiro terço de filtro de fibras de algodão 100cm após ensaio de filtração com aumento de 1500 vezes

5.3.3.3.1.1.2 Segundo terço do leito de fibras de algodão mercerizado

Figura 116 - MEV do segundo terço de filtro de fibras de algodão 100cm após ensaio de filtração com aumento de 6000 vezes

Figura 117 - MEV do segundo terço de filtro de fibras de algodão 100cm após ensaio de filtração com aumento de 3000 vezes

Nota-se que no primeiro terço de leito filtrante a concentração de impurezas retidas na fibras é maior em relação ao segundo terço. Mesmo assim, houve retenção de impurezas no segundo terço, mostrando certo aproveitamento dessa parte do leito filtrante. Na Figura 117, é colocada medida de uma das fibrilas, a fim de salientar que o espaço entre as fibrilas também é usado na filtração direta nos filtros de fibras flexíveis estudados nesta pesquisa.

5.3.3.3.1.1.3 Primeiro terço do leito de fibras de poliéster

Figura 118 - MEV do primeiro terço de filtro de fibras de poliéster 100cm após ensaio de filtração com aumento de 3000 vezes

Figura 119 - MEV do primeiro terço de filtro de fibras de poliéster 100cm após ensaio de filtração com aumento de 6000 vezes

Figura 120 - MEV do primeiro terço de filtro de fibras de poliéster 100cm após ensaio de filtração com aumento de 15000 vezes

5.3.3.3.1.1.4 Segundo terço do leito de fibras de poliéster

Figura 121 - MEV do segundo terço de filtro de fibras de poliéster 100cm após ensaio de filtração com aumento de 6000 vezes

Figura 122 - MEV do segundo terço de filtro de fibras de poliéster 100cm após ensaio de filtração com aumento de 3000 vezes

A partir das figuras acima, pode-se afirmar que o filtro de fibras de poliéster usa predominantemente o primeiro terço do filtro no processo de filtração direta, ou como observado nos gráficos de perda de carga e fotos do leito, a primeira metade do leito. Também é interessante notar que o fio de poliéster usado na pesquisa utiliza também o espaço entre as fibrilas que o compõe, tendo, portanto, superfície específica maior do que a calculada previamente pela autora, já que o diâmetro das fibrilas, como observado na Figura 119, está na faixa de 10-16 µm.

Não foi calculada nova porosidade e superfície específica devido a não realização de contagem do número de fibrilas por fio estatisticamente confiável.