A água é um item muito importante para sobrevivência humana, mas nem sempre ela está em condições adequadas para uso, e uma das formas de tornar a água potável é através da filtragem. Atualmente, existem diversos tipos de filtros para esse processo, um deles é o filtro do tipo leito. Trata-se de um reservatório que contém em seu interior uma camada de material granulado, através do qual um líquido é passado com a finalidade de purificá-lo.
Eles funcionam 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. Estes tipos de filtros possuem sistema de retrolavagem, ou seja, após sua saturação, podem ser lavados para que possam voltar a operar. O leito retém as partículas sólidas, permitindo a passagem de água limpa. São mais utilizados para filtrar água ou efluente (esgoto). Os filtros tipo leito são compostos por uma carcaça e pelos meios filtrantes que vão em seu interior, os mais comuns para estes tipos de filtros são: carvão ativado, areia e zeólita.

Carvão ativado
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 carvão ativado granulado (GAC): tamanho de partícula de 0,5 a 4 mm. O tipo que se deve escolher depende se a planta de purificação funciona continuamente, da possibilidade de recuperação do carvão consumido e se o processo requer purificação em bateladas.
Adriana Russi, marketing & technical services manager da Cabot Norit explica que o PAC é a melhor solução para processos em bateladas. A dosagem pode ser facilmente ajustada para garantir os requisitos de pureza consistente de uma série de fluxos de processo. Podem ser utilizados para aplicações alimentícias, tratamento de água e químicos, entre outras aplicações. Eles variam o tamanho das estruturas entre micro, meso e macroporos, PH ácido, neutro ou alcalino, da adsorção rápida à filtragem rápida.
O PAC é adequado para muitos processos de purificação, da 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. Geralmente, para uma ótima eficiência, são usados dois ou três filtros em série, com o princípio do leito de pseudo-leito móvel sendo aplicado. A maior vantagem do processo GAC é a possibilidade de regeneração do carvão exaurido, geralmente através de reativação térmica, uma solução ecológica e econômica.
A opção de regeneração é um dos principais benefícios do GAC; após a regeneração ele pode ser novamente utilizado na sua aplicação original. O processo de regeneração pode ser realizado no próprio local ou fora dele. No primeiro casos em situações específicas, 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 através de reativação térmica.
De acordo com Adriana, a purificação por carvão ativado é uma tecnologia de ponta comprovada e moderna para uma série de aplicações. No entanto, os princípios foram descobertos há muito tempo e o carvão ativado tem tido uma rica história desde então. A função de purificação do carvão ativado se baseia no mesmo princípio da adsorção dos materiais carbonizados.
"É a natureza da superfície que faz a adsorção ocorrer, mas no carvão ativado, é a mera extensão da superfície que a torna altamente eficiente, o tamanho da superfície "ativa" do carvão. A área de superfície do carvão ativado é impressionante, de 500 a 1.500 m²/g ou até mais; uma colher de chá de carvão ativado facilmente equivale à área da superfície de um campo de futebol", explica Adriana.
É no processo de ativação que essa área de superfície é criada. O processo mais comum é a ativação a vapor; a cerca de 1.000°C, as moléculas de vapor queimam seletivamente buracos na matéria-prima carbonizada, criando assim milhões de poros dentro da matriz do carvão. Na ativação química, ácido fosfórico é utilizado para criar os poros em temperaturas inferiores.
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 concentração das impurezas a serem removidas.
"Para uma adsorção eficaz, o tamanho dos poros deve coincidir com o tamanho das moléculas das impurezas. Saber que impurezas que devem ser removidas é a chave para a seleção do melhor tipo de carvão ativado. O carvão ativado realmente remove as impurezas, ao contrário de processos de branqueamento, onde as impurezas de cor são apenas alteradas para produtos incolores", completa a representante da Cabot.

De areia
Os filtros leito de areia removem os sólidos em suspensão e impurezas mais grosseiras, como barro, reduzindo a coloração do fluido. Este sistema permite retrolavagem, (processo de limpeza após saturação do leito, devido à retenção de matéria sólida. É utilizado, principalmente como acabamento final em ETA (estações de tratamento de água), porém também podem ser empregados em muitas outras aplicações, onde seja necessário remover particulados sólidos mais grosseiros.
Rafaela Pereira, representante da Areitec explica que o processo desses meios filtrantes começa quando a matéria-prima é trazida da mineração molhada por um caminhão basculante, depois é feito o processo de secagem, o qual é realizado com uma máquina carregadeira, que espalha a areia úmida por todo o terreno. Durante o período necessário para a secagem, um trator arado é passado para mexer a areia para que a camada inferior não fique úmida. Após a secagem, recolhe-se, com a máquina carregadeira, toda a areia e, em seguida, é posta em um galpão coberto para que, no caso de chuva, não se molhe a areia.
Com a areia seca, inicia-se o processo de peneiração, um elevador com compartimentos transfere a areia do silo para a peneira vibratória, na qual é a escovando de modo que a granulometria seja exata dentro dos padrões. São 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 ou vendido a um preço simbólico. "A peneira vibratória tem capacidade de produzir três granulometrias diferentes, dependendo da tela que lhe é colocada, esse três tipos produzidos são transportados por meio de elevadores para os silos", completa Rafaela.
O processo de filtragem é feito através de camadas onde os grão mais grossos vão em baixo e os mais finos na parte superior, no topo. Existem diversos tipos e granulações da areia, que podem variar de acordo com o tamanho e marca dos filtros e com a espessura das partículas presentes na água. Juntamente com a areia também são utilizados os seixos rolados, uma espécie de pedra arredondadas (cascalho), utilizada na parte considerada a mais grossa no processo de filtração, ou seja, na parte de baixo das camadas de tratamento. Entre as principais vantagens dos filtros de areia estão o aproveitamento de água com pior qualidade, remoção de partículas sólidas, e grande remoção de cor e turbidez.

Filtros leito de zeólita
Valdir Montagnoli, representante da DBD filtros e serviços Ltda - Laffi Filtration, explica que semelhante à areia, a Zeólita é um mineral natural de Alumínio-silicatados que podem ser utilizados como substituto para leito de areia. Suas características físicas possibilitam um leito menor e mais compacto, se comparado com o leito de areia para vazões idênticas e, além disso, possibilita intervalos entre retrolavagens mais longos.
Outra característica importante da Zeólita é sua versatilidade após ativação química, após processos especiais, as Zeólitas adquirem a propriedade de remover determinados elementos químicos, principalmente cátions, como Ferro, Nitrogênio Amoniacal e metais pesados. A aplicação de Filtros Leito de Zeólita compreende as mesmas aplicações de filtros de leitos de areia e outras mais, como remoção de elementos específicos ou como pré-tratamento para sistemas de tratamento de água via resinas de troca iônica, por exemplo.
Existem dois tipos, a Zeólita Natural e a Modificada. Como já dito anteriormente, ambas são bem similares ao leito de areia, porém suas características permitem utilizar maiores taxa de filtração, resultando em filtros mais compactos que os filtros de areia. É mais comum para remoção de ferro e manganês. Segundo Nilson Queiroz, representante da Tecitec Tecidos, "a Zeólita tem grande utilização no refino de petróleo, no tratamento de água para remoção de ferro, manganês, amônia etc". 

Outros processos
Cada aplicação exige um determinado meio filtrante, podendo em alguns casos ser necessário utilização de mais de um tipo para atingir a qualidade desejada. Os leitos de resina de troca iônica são leitos que visão a remoção de partículas específicas, sendo elas compostas por íons (cátions e ânions). Este processo ocorre devido à interação química entre a resina e os sais dissolvidos na água. Tudo é feito através de troca iônica, retendo uma determinada família de íons. Os equipamentos que utilizam esses princípios são os desmineralizadores e os abrandadores.
Esses equipamentos são responsáveis pela desmineralização da água, promovendo a remoção de íons remanescentes de sais minerais dissolvidos por meio de troca iônica. Este processo remove a família de íons como um todo, ou seja, são removidos os totais cátions ou totais de ânions. Este tipo de equipamento é empregado em tratamento de água para processos industriais onde são necessários baixos níveis de condutividade, como é o caso de indústrias de eletro-eletrônicos, farmacêutica e mais amplamente em água para uso em caldeiras.
Assim como a desmineralização, o abrandador também visa à remoção de sais dissolvidos na água, porém com finalidade de diminuir a dureza da água, ou seja, consiste na remoção total ou parcial de Cálcio (Ca⁺²), Magnésio (Mg⁺²). Normalmente estão presentes na forma de Carbonatos, Bicarbonatos, Sulfatos e Cloretos. A aplicação dos abrandadores é geralmente utilizada no tratamento de água de uso em caldeiras de baixa pressão, com a finalidade de prevenir as incrustações causadas por estes sais nas tubulações, que podem aumentar as chances de acidentes indústrias. No caso de leitos de resina de troca iônica e abrandadores, além da retrolavagem também é efetuada a regeneração química do leito.

Mercado
De acordo com Valdir da DBD, as principais vantagens do uso de filtros tipo leito e seus meios filtrantes, é simplicidade operacional e baixo custo de manutenção, já os pontos negativos são o elevado custo de investimento (dependendo da vazão) e elevado consumo de água utilizada na retrolavagem do leito. "Por tratar se 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", explica Valdir.
Para Nilson da Tecitec, o mercado vem crescendo em razão de maior consciência ambiental dos empresários e maior exigência dos órgãos ambientais. Somado a isto principalmente a necessidade de reúso de água por razões de custo ou por insuficiência no fornecimento ou disponibilidade. "São especificados conforme a necessidade ou objetivo do processo, se para adsorção de gases filtros de carvão, se para separação de sólidos, são utilizados, tecidos, papeis ou telas metálicas em filtros prensa, rotativos, centrifugas", completa.

Contato das empresas:
Areitec: www.areitec.com.br
Cabot Norit: www.cabot.com.br
Laffi Filtration: www.Laffi.com.br
Tecitec: www.tecitec.com.br