PARAMETRIZAÇÃO DAS OPERAÇÕES DE FILTRAÇÃO E RETROLAVAGEM DE UM FILTRO DE AREIA COMERCIAL
Perda de Carga. Modelagem. Crepina. Eficiência de Remoção.
O filtro de areia possui duas formas de operação independentes, mas complementares, conhecidas como filtração e retrolavagem. Estudos demonstram que uma gama de fatores interfere nessas operações, dificultando o uso correto do equipamento. As características do leito filtrante, o projeto estrutural e as condições hidráulicas de operação são exemplos. Deste modo, dividida em quatro capítulos gerais, esta pesquisa versará sobre aspectos técnicos acerca da definição de parâmetros associados às operações de filtração e retrolavagem de um filtro de areia comercial modelo FA07. O primeiro capítulo apresenta a introdução geral ao tema em estudo, com os objetivos e hipóteses. No segundo capítulo será almejado modelar, via redes neurais artificiais de múltiplas camadas, a perda de pressão e a eficiência de remoção do processo de filtração, bem como definir o momento de iniciar a retrolavagem segundo os parâmetros de concentração de sólidos em suspensão no afluente, o diâmetro efetivo médio do leito filtrante, a taxa de filtração e o volume filtrado. Para tanto, utilizar-se-á um conjunto de dados provenientes de estudos anteriores para realizar a modelagem. O conjunto é composto por 324 valores (3 granulometrias x 4 taxas de filtração x 3 ciclos de filtração x 3 repetições x 3 momentos de coleta). No terceiro capítulo será avaliada a influência do modelo construtivo da crepina no comportamento hidráulico do processo de retrolavagem do filtro de areia. Serão avaliados três modelos construtivos de crepina, sendo: 1) crepina cilíndrica (CO) - corresponde ao modelo original do fabricante; 2) crepina cônica (CC); e 3) crepina proposta (CP) – corresponde ao modelo construtivo proposto na literatura e desenvolvido por meio de fluidodinâmica computacional. A avaliação do comportamento hidráulico do filtro de areia durante a retrolavagem será baseado na aferição da perda de pressão do equipamento, da velocidade superficial e do percentual de expansão do leito filtrante. No último capítulo, o enfoque será avaliar a influência do modelo construtivo da crepina na eficiência de limpeza da camada filtrante no processo de retrolavagem. Serão avaliados os três modelos construtivos de crepina, sendo: 1) crepina cilíndrica (CO) - corresponde ao modelo original do fabricante; 2) crepina cônica (CC); e 3) crepina proposta (CP). Ainda, serão avaliados os níveis de 25 e 50% de expansão do leito filtrante em relação à altura da camada filtrante estática de 30 cm e três tempos de duração total da retrolavagem em regime de camada expandida (três, oito e quinze minutos).