Atualmente, existem diversos tipos de filtros para o processo de filtração de água, um deles é o filtro do tipo leito, de uma forma simples é um reservatório que contém em seu interior uma camada de material granulado com a finalidade de purificar o fluido líquido. Funciona seguindo os mesmos princípios dos processos de filtração convencional, a diferença consiste no tipo de meio filtrante. Geralmente, são utilizados como pré-tratamento ou polimento final para a água. 

De acordo com Valdir Montagnoli, gerente de produtos da DBD FILTROS E SERVIÇOS LTDA. – fabricante dos produtos LAFFI FILTRATION, comumente chamado de filtro, vaso filtrante, carcaça filtrante ou tanque, pode ser fabricado a partir de chapas de aço carbono  ou aço inox. Existem também carcaças filtrantes fabricadas em polietileno roto-moldado, revestido externamente com fibra de vidro (PRFV), servem para remover sólidos suspensos ou matéria orgânica dissolvida. A tecnologia de filtro de leito é geralmente alimentada por gravidade ou pressão por bombeamento, onde os fluidos líquidos entram pela parte superior, movendo-se para inferior, permeando pela mídia filtrante, mais comumente conhecido como leito filtrante, inserida no interior do vaso de pressão.

O leito retém as partículas sólidas e o fluido limpo é direcionado para a parte inferior da carcaça. São mais utilizados para filtrar água ou efluentes, mas podem ser instalados para purificar os fluxos de águas residuais industriais e ainda sistemas sépticos residenciais ou em condomínios. São equipamentos compostos por uma ou mais camadas de sólidos particulados (areia, carvão ou zeólita) suportados por um leito de cascalho sobre uma grade ou crepinas, que retém o meio filtrante por meio do qual o material a ser filtrado flui por gravidade ou por pressão.

A eficiência da filtração depende de vários fatores, incluindo a área de superfície dos meios de filtração e o tempo de contato. Os meios de filtragem são cuidadosamente projetados e concebidos para proporcionar grandes superfícies de filtragem e a retenção de sólidos indesejados, sem se tornarem demasiadamente restritivos ao ponto da obstrução do fluxo da vazão de operação previamente definido.

Os filtros leito de areia removem os sólidos em suspensão e impurezas mais grosseiras, como barro, melhorando a sua coloração e a clarificação do fluido aos níveis desejados. Este sistema permite o processo de limpeza após saturação do leito, devido à retenção de matéria sólida, conhecida como retrolavagem. É utilizado, principalmente, como acabamento final e clarificação em Estações de Tratamento de Água - ETAS, porém, também podem ser empregados em muitas outras aplicações em que seja necessário remover particulados sólidos mais abrasivos.

O processo de filtragem é feito por meio de camadas que formam o leito filtrante, a camada com os grãos de maior tamanho ficam na parte inferior do vaso e os mais finos na parte superior. Juntamente com a areia também são utilizados os seixos rolados que compõem as camadas para a filtração completa. Existem diversos tipos e granulações da areia que podem variar de acordo com o tamanho do filtro e com a quantidade, tipo e tamanho das partículas presentes na água ou fluido a ser filtrado.

 

Processo de obtenção do meio filtrante de areia O processo desses meios filtrantes é feito em 4 etapas: areia molhada, secagem, peneiração e filtragem/classificação. A matéria-prima é obtida da mineração normalmente molhada, sendo realizado o processo de lavagem com agua potável em seguida a secagem em estufas com temperatura controlada garantindo-se secagem total. Com a areia seca, inicia-se o processo de peneiração, em seguida é transferida do silo para a peneira vibratória, e escovada de modo que classificação das granulometrias a serem obtidas estejam dentro dos padrões especificados. Normalmente o processo passa por seis estágios com cinco telas que compõem a peneira vibratória, sendo da mais grossa até a mais fina. O pó que passa por todas as peneiras é descartado. Após finalização do processo a areia é ensacada normalmente em sacos de 25 kg e armazenada.

O carvão ativado é um material poroso composto, principalmente, por carvão elementar modificado para ter uma grande área de superfície interna, geralmente de 500 m² a 1.500 m², e se encontra disponível em duas formas: carvão ativado em pó (PAC): tamanho de partícula de 1 a 150 μm; e o carvão ativado granulado (GAC): tamanho de partícula de 0,5 a 4 mm. O tipo de carvão a ser utilizado, depende do processo a ser aplicado.
O PAC é adequado para muitos processos de purificação, desde a descoloração ao aprimoramento final de sabor e odor. O GAC é, tipicamente, utilizado em processos contínuos. O processo pode ser elaborado com uma excelente base de vida útil para qual o tempo ocioso durante a substituição ou regeneração pode ser eliminado.
A filtração com GAC é um processo de tratamento robusto para a remoção de materiais não biodegradáveis dissolvidos e para reduzi-los a níveis muito baixos. Para um melhor resultado, são usados dois ou três filtros em série com o princípio do leito de pseudo-leito móvel na aplicação. A maior vantagem do processo GAC é a possibilidade de regeneração do carvão exaurido, geralmente por meio de reativação térmica, uma solução ecológica e econômica. 
A opção de regeneração é um dos principais benefícios do GAC. Após a regeneração, pode ser novamente utilizado na sua aplicação original. Esse processo pode ser realizado no próprio local ou fora dele. No primeiro caso, o GAC esgotado é regenerado no próprio local com vapor ou soda cáustica, além disso, algumas indústrias de grande capacidade possuem usinas de reativação térmica no próprio local. Já fora do local, o GAC esgotado é regenerado por meio de reativação térmica.
De acordo com Montagnoli, a principal aplicação do carvão ativado é a purificação. É a vasta quantidade de poros que permite que o carvão ativado adsorva os contaminantes indesejados de vários tipos de fluxo, sejam eles líquidos ou gasosos, de forma economicamente eficaz. O carvão ativado é usado em uma ampla gama de processos, para remover diferentes tipos de impurezas, principalmente, de natureza orgânica. A tecnologia de tratamento ideal para o seu processo depende da natureza e da concentração das impurezas a serem removidas.

A Zeólita é um mineral natural de Alumínio-silicatados que podem ser utilizados como substitutos para leito de areia, pois têm características semelhantes. Os filtros de Zeólita possibilitam um leito menor e mais compacto se comparado com o leito de areia para vazões idênticas e, além disso, possibilita intervalos mais longos entre retrolavagens. 

Outra característica relevante é sua versatilidade após ativação química. As Zeólitas, após processos especiais, adquirem a propriedade de remover determinados elementos químicos, principalmente cátions como ferro, nitrogênio amoniacal e metais pesados. 

Existem dois tipos, a Zeólita Natural e a Modificada, ambas são bem similares ao leito de areia, porém suas características permitem utilizar maiores taxas de filtração, resultando em filtros mais compactos que os filtros de areia e mais comum para remoção de ferro e manganês. 

De acordo com o fabricante DBD FILTROS, as principais vantagens do uso de filtros tipo leito e seus meios filtrantes é a simplicidade operacional e o baixo custo de manutenção, já os pontos negativos são o elevado custo de investimento  (dependendo da vazão) e o elevado consumo de água utilizada na retrolavagem do leito. "Por se tratar de equipamento que depende de aprovação de investimento em tempos de crise, as aquisições são mais demoradas, porém por ser utilizado, principalmente, nas aplicações em água e ou efluentes, a crescente escassez de água tem acelerado as tomadas de decisão de investimento" - completa Montagnoli. 

Laffi Filtration: www.laffi.com.br