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Filtro de areia e multimídia

Informe a vazão e o tipo de leito para saber quantos filtros usar, de que tamanho, a que taxa trabalham com um em lavagem e quanta água e bomba a retrolavagem exige.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Pré-dimensionamento
Vazão e tipo de filtro

A taxa de projeto vale para os filtros que ficam em operação enquanto um é lavado. Filtros industriais de água de processo costumam trabalhar a 10 a 20 m/h; para água potável, siga a norma.

Retrolavagem
Bomba de retrolavagem
—Filtros recomendados
—

Taxa de filtração conforme o número de filtros

Taxa nos filtros em operação com um em lavagem, para cada quantidade de filtros e o tamanho escolhido para ela, comparada com o limite da referência.

Toque no gráfico para ver os valores.

Água de lavagem conforme a carreira

Percentual da produção diária gasto em retrolavagem e enxágue.

Toque no gráfico para ver os valores.

Camadas e granulometria típicas

Próximo passo

Leve os resultados desta página para outra calculadora, com os campos já preenchidos.

Dimensionar a bomba de retrolavagem →

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Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Área por filtro: A = Q ÷ ((N − 1) · taxa de projeto); filtro pressurizado: Ø = √(4A/π), arredondado para o diâmetro comercial seguinte
Taxas reais: com todos em operação Q ÷ (N · A); com um em lavagem Q ÷ ((N − 1) · A)
Retrolavagem: Q_lav = taxa_lav · A; V = Q_lav · t_lav + taxa · A · t_enxágue; lavagens/dia = N · 24 ÷ carreira; % = V · lavagens/dia ÷ (24 Q)
Perda no leito fluidizado: Δh = Σ L (1 − ε)(ρs − ρ) ÷ ρ; bomba: H = desnível + perda no fundo falso + Δh; P = ρ g Q H ÷ η

Hipóteses e limites

  • Filtros iguais e lavados um por vez; a taxa de projeto vale para N − 1 filtros. Porosidade de 0,42 na areia, 0,50 no antracito e 0,45 na granada; massas específicas de 2650, 1500 e 4100 kg/m³.
  • Limites de taxa: NBR 12216 sem ensaio em filtro piloto (7,5 m/h camada simples, 15 m/h dupla); EUA, prática comum de 3 gpm/ft² para areia e 4 gpm/ft² para dupla ou multimídia; industrial, 15 e 20 m/h.
  • A bomba não inclui as perdas da tubulação de lavagem nem a lavagem auxiliar com ar; calcule-as na calculadora de bombas.

Normas e documentos técnicos

  • ABNT NBR 12216:1992: Projeto de estação de tratamento de água para abastecimento público
  • Recommended Standards for Water Works (Ten States Standards), Part 4: Treatment
  • AWWA B100: Granular Filter Material
  • EN 12904: Products used for treatment of water intended for human consumption — Silica sand and silica gravel; EN 12909: Anthracite
  • MWH. Water Treatment: Principles and Design, 3rd ed., Wiley, 2012
  • Kawamura, S. Integrated Design and Operation of Water Treatment Facilities, 2nd ed., Wiley, 2000

Legislação e regulamentos no Brasil

  • Portaria GM/MS nº 888/2021: padrão de turbidez da água filtrada e potabilidade
  • NR-13: vasos de pressão (filtros pressurizados com P × V acima do limite da norma)
  • NR-12 e NR-10: segurança de bombas, painéis e automação das baterias de filtros

Perguntas frequentes

Qual a taxa de filtração de um filtro de areia?

Pela NBR 12216, sem ensaio em filtro piloto, até 180 m³/(m²·dia), ou 7,5 m/h, em camada simples de areia, e até 360 m³/(m²·dia), ou 15 m/h, em camada dupla de antracito e areia. Filtros industriais de água de processo trabalham entre 10 e 20 m/h.

Como calcular o diâmetro de um filtro pressurizado?

Divida a vazão pela taxa para ter a área e calcule Ø = √(4A/π). Para 100 m³/h a 12 m/h com 3 filtros e um em lavagem, cada um precisa de 4,2 m², ou Ø 2,30 m; o comercial seguinte é 2,40 m.

Quanta água a retrolavagem gasta?

Normalmente de 2% a 5% da produção. Um filtro de 4,5 m² lavado a 45 m/h por 10 min gasta cerca de 34 m³; com 3 filtros e carreira de 24 h, são cerca de 110 m³ por dia.

Qual a velocidade de lavagem pela NBR 12216?

No mínimo 0,60 m/min (36 m/h), com expansão do leito de 20% a 30%. Para o reservatório, a norma considera 10 min de lavagem por filtro.