Estrutura e Propriedades
Mineralogicamente existem 40 tipos conhecidos de zeólitos naturais (silicatos hidratados) sendo a espécie Clinoptilolita a mais comum.
A Clinoptilolita é classificada como óxido mineral cristalino de alumínio e sílica. (Berkout 2002; Rempel, 1996).
Este relatório descreve uma alta pureza em uma malha de granulometria de 14x40, aproximadamente 55 libras por pé cúbico de peso volumétrico, clinoptilolita originária do lado ocidental dos EUA que tem grande porosidade, alta área de superfície, uma estrutura de microcristais, e alta resistência à abrasão.
Este meio Clinoptilolita de Alta Pureza é classificada sob a norma 21CFR Part 182.2729 e sob a norma 40 CFR part 180 como GRAS (“Reconhecida Geralmente como Segura”) do código de regulamentação federal de substancias da FDA norte-americana. Também está inscrita sob a norma NSF 61.

Vantagens e Desempenho
Desde meados de 1970, resultados de testes de campo e de laboratório nos Estados Unidos, tem indicado que o meio de filtração Clinoptilolita de Alta Pureza teve um desempenho constantemente superior a dos filtros que utilizam areia, areia com antracito e multimeios, tanto em testes de filtração por gravidade quanto em filtros de sistemas pressurizados (Foreman 1985; Johnson & Petersen 2001; Hansen 1997; Johnson et al 1997, Fuger 2003).
Geralmente, os leitos com Clinoptilolita de Alta Pureza têm 1.7 a 1.9 vezes mais capacidade de saturação de sólidos por pé cúbico de meio, além de um desempenho superior de filtração em relação ao desempenho dos leitos de multimeios.
Baseado em mais de 100 testes de laboratório e de campo (2/3 usando sistemas pressurizados e 1/3 usando leitos por gravidade) desde meados dos anos 90, representando projetos de filtração nas áreas residencial, comercial e industrial, foi concluído que o meio Clinoliptolita de Alta Pureza é superior aos meios granulares convencionais.
Os resultados dos testes com tanques de pressão indicaram:
• Para capacidade de saturação de sólidos o meio Clinoptilolita superou os meios areia, areia e antracito e multimeios.
• Clinoptilolita alta pureza remove eficientemente partículas finas entre 0.5 mícron e 10 micra, que não podem ser retidas pelos meios convencionais (ver tabela I).
Resultados similares foram observados para filtros de gravidade. Alguns exemplos de desempenho de filtros de NextSand, nome do meio filtrante já comercializado, são mostrados abaixo:

Turbidez de água de Rio
Testes para remoção de partículas finas de água de rio foram conduzidos tanto para Clinoptilolita quanto para multimeios.
Tanques de Pressão de 18” de diâmetro foram operados com uma vazão de serviço de 36.67m³/h/m² (15gpm/ft²) por área de leito por um período consecutivo de seis dias e a turbidez foi medida tanto na água de entrada quando após os filtros. A turbidez da água filtrada no filtro era em média 1/3 da água filtrada pelo multimeio (veja figura 1), indicando uma remoção muito superior da Clinoptilolita AP.

Pré-filtração de Filtro de Carvão Ativado Granular
Água municipal suprida para um restaurante contendo elevados índices de ferro e outras partículas finas. Cartuchos de 5 micra rapidamente entupiam causando diminuição da vazão para os filtros com leito de carvão ativado e para o sistema de refrigeração.
Um filtro retrolavável de Clinoptilolita AP (10” de diâmetro com leito com 24” de altura) foi instalado e testado por um engenheiro e consultor independentes. A água de alimentação tinha entre 0.1 a 10 micra (SDI médio de 4.3). O leito de Clinoptilolita AP removeu efetivamente as partículas de ferro. Á água filtrada produzida ficou na escala entre 0.1 a 2.3 micra e o SDI caiu para zero.

Pré-filtração de Osmose
Uma usina elétrica instalou uma estação de tratamento de 340m³/h com dois filtros multimeios em paralelo e um equipamento de Osmose Reversa para produção de água para caldeira.
A Osmose não podia ser continuamente operada devido a problemas de perda de carga dos filtros multimeios e de elevado SDI (Silt Density Index – Índice de Densidade de Silt, que é a menor partícula coloidal presente em águas superficiais) na água filtrada pelos multimeios.
Os dois leitos de multimeio foram substituídos pelo equivalente volume de meio Clinoptilolita AP de granulometria de 14x40 (mesh), e os estritos padrões requeridos pelo desenho e especificações da Osmose, foram consistentemente atingidos já por mais de 2 anos.

Planta de Água Engarrafada
Uma planta de produção de água engarrafada bombeava água de poço para 2 tanques de pressão de 48” de diâmetro cada e, daí, para duas unidades de Osmose Reversa.
O filtro de multimeios reduziu somente 5% do SDI em média, comparado com a redução de 45 a 50% do SDI alcançada através do uso do meio filtrante Clinoptilolita.

Produção de Água de Torre de Resfriamento
Uma das maiores plantas de produtos químicos do sul do Texas (E.U.A.) tinha problemas de turbidez com água de superfície, retirada de um rio para a produção de água para as torres de resfriamento. O filtro de gravidade composto de seixo e areia não removia adequadamente as partículas após a ocorrência de chuvas.
O leito de seixo e areia foi substituído por um volume igual de 15.5m³(545.5ft³) de Clinoptilolita AP de 14x40 mesh.
Quando operada na mesma taxa de serviço de 6.1m³/h/m² (2.5gpm/ft²), a remoção de turbidez com o meio Clinoptilolita AP foi de 98% contra aproximadamente 20% usando seixo e areia.
O meio Clinoptilolita AP vem provendo uma filtração superior há mais de 2 anos.

Água Filtrada para uso em Produção
Uma companhia petrolífera norte-americana queria converter uma água sem uso contendo óleo, em água de reúso para aplicação em irrigação.
A água de produção foi processada em um separador de óleo-água, seguido de floculação, clarificação e oxidação por ozônio. Depois foi filtrada por dois tanques de pressão de 72” de diâmetro contendo o meio Clinoptilolita AP operando a uma taxa aproximada de 30m³/h/m².
Á água filtrada obtida foi usada diretamente como água de alimentação de uma unidade de Osmose Reversa e o resíduo foi reciclado como água para irrigação.

Taxas de vazão e guias de vazões de retrolavagem
Para tanques de pressão, um leito de 36” (92cm) de profundidade é geralmente usado com leito de fundo com seixo, tendo ainda 50% de borda livre, assim como nos filtros multimeio.
As vazões de serviços ideais para tanques de pressão ficam entre 30m³/h/m² até 50m³/h/m² (12 até 20gpm/ft²), dependendo da aplicação da filtração da água. Por exemplo, use 30m³/h/m² (12gpm/ft²) para pré-filtração de osmose e filtro de carvão; use 37,47m³/h/m² (15gpm/ft²) para atingir baixa turbidez para água de poço e use 48 a 50m³/h/m² (18 a 20gpm/ft²) para projetos com altas vazões e baixos requerimentos de filtração.
Como o meio filtrante Clinoptilolita AP traz do processo de beneficiamento uma certa quantidade de partículas finas, é importante retrolavar o meio antes de colocar em serviço. A regra de eficiência para retrolavagem é atingir 35% de expansão de leito, usando uma taxa de 50m³/h/m² até que o leito esteja limpo, em uma rotina de 6 a 10 minutos por retrolavagem.
Antes da primeira retrolavagem é necessário deixar o meio filtrante em repouso por 30 minutos após ter preenchido o filtro com água.
Esta primeira retrolavagem terá uma duração maior de 20 minutos. Após, deixar o leito descansar por mais 15 minutos. Retrolavar por mais 15, enxaguar por 10 minutos e colocar em serviço.
Alternativamente pode-se também utilizar ar na retrolavagem para reduzir o consumo de água.