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Filtro Prensa no tratamento de água e efluentes

Equipamentos amplamente utilizados no tratamento de água e efluentes

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Filtro Prensa da Tecitec

Os Filtros Prensa são equipamentos amplamente utilizados no tratamento de águas e efluentes, pois são uma opção vantajosa – para quem quer baixo custo de manutenção, menor consumo de energia, pouco gasto no descarte de resíduo, possibilidade do reaproveitamento do material retido e concentra elevada área de filtragem em pequeno espaço físico de instalação. Trata-se de um processo de separação só- lido e líquido, com a função de remover as partículas sólidas indesejáveis encontradas nestas soluções. Nessa separação, o usuário pode recuperar, aproveitar e limpar uma solução, atendendo assim a legislação de meio ambiente e/ou dar características novas para produtos obtidos por soluções aquosas em que se quer industrializar o líquido ou o sólido obtido no processo.

São utilizados tanto pelas indústrias como no tratamento de esgotos de grandes metrópoles. De acordo com Maurício Heinzle, diretor comercial da Andritz Separation, esses filtros são definidos nestes projetos quando se busca um maior teor de sólidos secos com um baixo consumo de energia elétrica, depositando o material num aterro sanitário, evitando o transporte e depósito de água.

Também podem ser empregados em Estações de Tratamento de Efluentes para desidratação do efluente reduzindo o volume de lodo gerado, e assim diminuir os custos de destinação de lodo. Em processos de mineração, fertilizantes e químicos na separação final do produto final sólido do líquido, pois permite se obter uma torta bem seca com possibilidade de se obter concentrações de sólidos na torta acima dos 90%, dependendo do tipo de sólidos que se está filtrando.

Na mineração são empregados em processos que vão desde a filtração de concentrados passando pelos processos metalúrgicos/refinarias culminando com o tratamento destes rejeitos, onde a principal função é substituir as barragens. “Com o Filtro Prensa podemos realizar os empilhamentos a seco dos rejeitos, trazendo segurança a todos. Na indústria de alimentos e bebidas também encontrarmos a utilização do Filtro Prensa com grandes destaques, como por exemplo, na fabricação de gelatinas, cervejas etc”, completa.

Como funcionam

Alberto A. Rodriguez, representante da Bomax explica que o Filtro Prensa é uma máquina mecânica acoplada a uma bomba que através da sucção do líquido a ser filtrado recalca o mesmo no elemento filtrante. O elemento filtrante está projetado para reter as partículas, desta forma ele vai reter, sob pressão, o tamanho de sólidos desejados no processo. Para ele, a maior e principal tecnologia está no elemento filtrante. “Os filtros funcionam no princípio mecânico de filtragem de sólidos, por tamanho. Essa combinação de tamanho X elemento filtrante (Tecido fabricado com fios de polipropileno, polyester, etc) vai da necessidade de cada processo e objetivo industrial. O material do elemento depende da compatibilidade do produto a ser filtrado e a escolha do filamento depende do tamanho da  partícula a ser removida”, ressalta.

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Filtro prensa Prensamax

A remoção dos sólidos em suspensão se dá em função de existir uma série de placas com recesso alinhado em sequência observando a colocação de um elemento de filtração entre elas. Quando bombeado o produto a ser filtrado, através do elemento de filtração que geralmente é de tecido, por sua vez dá passagem ao líquido retendo o sólido. “Os filtros Prensa são compostos de um conjunto de placas filtrantes, revestidas pelo elemento filtrante. Este pacote de placas é fechado por um cilindro hidráulico com pressão de 190 a 350 bar. Depois que pacote de placas é fechado inicia-se o processo de filtração (bombear a suspensão para o filtro). A suspensão a ser filtrada é bombeada para dentro do filtro, por bombas de alta pressão tipo: Pneumáticas de Duplo Diafragma, Peristáltica, Helicoidal, Centrífuga”, completa Fernando Brusadin Queiroz, representante da Tecitec.

Enquanto a suspensão é bombeada para dentro do filtro, os sólidos ficam retidos nas lonas filtrantes que revestem as placas, a parte líquida (filtrado) permeia pela lona filtrante se escoa através de orifícios e dutos existentes nas placas e são encaminhados para fora do filtro, enquanto que os sólidos vão se acumulando nas câmaras das placas filtrantes.

Durante o bombeamento da suspensão, que os sólidos se acumulam no interior do filtro (formação de torta), a pressão interna se eleva, fazendo com que a pressão de bombeamento aumente à medida que a pressão da bomba de alimentação da suspensão aumenta, ela vai compactando e espremendo a torta que está sendo formada entre as placas do filtro, e tirando mais unidade, ou seja, concentra ainda mais sólidos na torta.

Ao longo deste processo, Fernando explica que à medida que se acumulam sólidos no interior do filtro, a pressão interna se eleva aumentando perda de carga, desta forma reduzindo a vazão de filtrado, até o momento em que o sistema atinja sua capacidade máxima de retenção de sólidos. Iniciam-se então os processos de lavagem das tortas (opcional, com injeção de água, por exemplo) e de secagem das tortas (injeção de ar comprimido), que tem por finalidade expulsar da torta residuais de umidade. Em seguida inicia-se o processo de descarga das tortas, este processo pode ser automático ou manual.

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Filtro prensa da Andritz

Principais sistemas

A tecnologia filtro prensa é a mais conhecida, pois acompanha a humanidade desde a fabricação nos primórdios de vinho e cerâmica. Hoje esta tecnologia avançou ao ponto de ser utilizada em processos onde se busca uma maior concentração de sólidos na torta. Mauricio define os filtros prensa em três categorias técnicas:

– Filtros Prensa tipo quadro e placa, neste projeto o material ficará retido no interior do quadro dando passagem ao líquido pelo elemento filtrante tecido ou papel filtrante. Este sistema foi o primeiro a ser utilizado e difundido internacionalmente, mas de pouca tecnologia e não facilitando a descarga do equipamento, portanto muito manual.

Filtros Prensa tipo câmara, num segundo momento o projeto passou por uma evolução muito grande, onde possibilitou o automatismo completo do equipamento, chegando a excelência de dispensar o operador quando o produto facilitasse a filtração.

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Princípio de funcionamento tipo câmara

– Filtros Prensa tipo membrana, chegaram ao melhor projeto, capaz de filtrar produtos de baixos rendimentos de filtração, ou seja, reduzir os tempos de ciclos e atingir os maiores teores de sólidos na torta. Este projeto consiste em preencher o recesso das placas com produto através da bomba de alimentação (enchimento) e na continuidade é possível fazer uma pressurização da membrana (após desligamento da bomba). A pressurização da membrana se dá por intermédio de ar comprimido e ou água.

A velocidade de sucção do fluido a ser filtrado proporciona o efeito de arraste dos sólidos. Desta forma quanto maior for a velocidade de suc- ção, maior será o arraste de particulado e melhor será o processo de filtração. A velocidade de passagem do fluido a ser filtrado pelo meio filtrante ou elemento filtrante influencia na capacidade de retenção dos sólidos por parte do elemento filtrante, assim quanto maior for a velocidade de passagem menor será a retenção de partículas sólidas.

A área filtrante interfere diretamente em dois fatores: pressão e velocidade. Quanto maior for a área filtrante menor será a velocidade de passagem e menor a pressão do sistema. “Desta forma concluímos que quanto maior for a área de passagem melhor será o processo de filtração”, destaca Alberto.

De acordo com Fernando, os filtros prensa são dimensionados e projetados para atender às necessidades específicas de cada aplicação. O tamanho do filtro varia em função da quantidade e tamanho das placas filtrantes.

Existem diversos tamanhos de placas padrão de filtro prensa e as principais dimensões são: 400x400mm, 500x500mm, 630x630mm, 800x800mm, 1000x1000mm, 1200x1200mm, 1500x1500mm, 2000x2000mm.

“O tamanho e quantidade de placas a serem utilizadas serão definidas levando em consideração o volume de suspensão que será filtrado por dia ou ciclo, a porcentagem de sólidos na suspensão, etc. Com estes parâmetros se determina qual volume e área filtrante necessários para atender os requisitos do processo. Assim define-se qual tamanho e quantidade de placas terá o filtro”, completa o representante da Tecitec.

Além do tamanho, as placas também se diferem pelo tipo de material construtivo, os principais tipos de placas são:

– Quadro e Placa: normalmente utilizados em aplicações onde são utilizados papel como elemento filtrante;

– Câmara de Recesso: versão mais utilizada, onde se utiliza elementos filtrantes em tecido (polipropileno, poliéster, poliamida, algodão);

– Câmara de Recesso com Membrana de Insulflamento: versão mais moderna, permite a injeção de água ou ar comprimido no centro de cada placa, comprimindo uma membrana termoplástica e assim espremendo ainda mais a torta a fim de retirar mais umidade da mesma Fernando explica ainda que todos modelos podem ter saída de filtrado tipo “saída aberta”, quando as saídas de filtrado são individuais em cada placa, ou ter “saída fechada”, quando as saídas de todas as placas são unidas internamente no conjunto e saem através de um ou mais tubos no cabeçote do Filtro Prensa.

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Placa membrana removivel, placa recesso e quadro e placa

As placas também podem ser fabricadas com diferentes materiais, dependendo da aplicação e características do processo. O mais utilizado é o Polipropileno, porém também é possível fabricar placas metálicas: Alumínio, Ferro Fundido e Aço Inox.

Os Filtros tipo Prensa também se difere por diferentes níveis de automação: Manual, Semi Automático e Automático. Os modelos semi-automáticos, contam com apenas o sistema de abertura e fechamento do pistão hidráulico motorizado, já os filtros automáticos, contam com sistemas automatizados controlados por CLP, onde todas as operações do filtro são automatizadas. Desde o controle e comando de bombas, tempos e pressões de filtração, até a abertura automatizada das placas, descarga das tortas, podendo contar inclusive com sistema
automático para limpeza das telas filtrantes.

Manutenção e principais cuidados

A legislação ambiental tem exigido cada vez mais soluções para tratamento de resíduos, recuperação de água (não potável) e pré-tratamento de esgotos, com isso a perspectiva de utilização é de melhora. Alberto enfatiza que em processos industriais e tratamento de efluentes dependendo das vazões e tipo de partícula (sólido) é o melhor custo benefício, além de ser um equipamento robusto sua manutenção é simples e barata

“Com o aumento da consciência ambiental das empresas e a aplicação das leis ambientais existe uma demanda constante por Filtros Prensa principalmente para aplicações ligadas ao meio ambiente, ou seja, deságue de lodos e rejeitos. Em termos tecnológicos o conceito básico operacional ainda é o mesmo, porém com o passar dos anos existe cada vez mais demandas por equipamentos automáticos”, ressalta Fernando.

De acordo com Mauricio, a principal manutenção desses filtros é a substituição dos elementos de filtração, destacando que nos dias de hoje podemos prolongar a vida útil destes através de lavagem periódicas, que é realizada por um  sistema automático que identifica o melhor momento para a recuperação das mesmas.

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Automático com lavagem de telas

 

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Princípio de funcionamento tipo diafragma

O filtro prensa é um equipamento relativamente simples e robusto, o qual não requer manutenção complexa. De acordo com Fernando os principais cuidados estão relacionados com a limpeza e substituição dos elementos filtrantes. A frequência de limpeza das telas varia de acordo com cada processo e frequência de utilização, porém é recomendada uma limpeza a cada 15 dias. A troca das lonas filtrantes também varia de aplicação para aplicação, mas em média ocorre a cada 06 meses. Também requer cuidados simples como limpeza geral do equipamento, lubrificação, troca de óleo da unidade hidráulica. “Encontramos muitos fabricantes internacionais buscando o mercado brasileiro e da América do sul. Como a tecnologia nos filtros prensa difundiu muito nos últimos anos é bastante solicitada. A Andritz, busca o diferencial com equipamentos de alta tecnologia e segurança, destacando que atende as normas brasileiras como a NR 12. Atualmente focamos a excelência na substituição dos elementos filtrantes, apresentando itens do equipamento que atendam o acesso com segurança e a agilidades na intervenções”, completa Mauricio.

Fonte: Meio Filtrante.


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