O BioSand Filter (BSF) é um dispositivo de filtragem de água de baixa tecnologia simples e acessível projetado para uso doméstico em países em desenvolvimento. Usando areia, cascalho e processos biológicos naturais, o BSF remove patógenos da água potável. Um patógeno é qualquer coisa que pode produzir doença. No caso da água potável, isso pode incluir bactérias, protozoários (organismos unicelulares), helmintos (vermes parasitas) e vírus. O BSF depende exclusivamente da gravidade, não de qualquer parte mecanizada ou móvel, tornando-o ideal para comunidades fora da rede. Se bem cuidada, uma BSF de concreto pode durar mais de 25 anos e requer manutenção e limpeza mínimas, tornando-se um meio extremamente durável, sustentável e eficaz de filtragem de água.

Os filtros BioSand são uma tecnologia de ponto de uso. Como sugere o nome, isso significa que a água é tratada no ponto em que é usada ou consumida. Isso permite aos usuários o máximo controle sobre a limpeza de sua água e reduz as chances de recontaminação.

Existem inúmeros tipos de BSFs atualmente sendo estudados e implementados. Além do tradicional BSF de concreto, existem versões comerciais de plástico, um modelo de aço inoxidável e inúmeros planos de balde de plástico DIY.

Histórico do Filtro BioSand

A história das BSFs remonta ao início da década de 1990, quando o engenheiro canadense Dr. David Manz desenvolveu seus primeiros protótipos BSF na Universidade de Calgary. Manz imaginou criar uma versão doméstica adaptada do filtro de areia lenta, que municípios de todo o mundo usam desde o início do século 19. Suas pesquisas e testes resultaram no projeto de concreto BSF que agora é usado em países ao redor do mundo.

Como os filtros BioSand limpam a água

Muitos organismos microbiológicos vivem na água. Eles são muito pequenos para ver a olho nu, mas eles estão lá. Alguns desses organismos microbiológicos incluem patógenos nocivos. Como mostrado no diagrama acima, as BSFs separam micróbios, incluindo patógenos, da água potável através de quatro processos diferentes: Aprisionamento Mecânico, Adsorção, Predação e Morte Natural. Vamos analisar esses processos com mais detalhes e aprender sobre o aspecto mais emocionante do Filtro BioSand, sua camada biológica!

Quando a água é inicialmente despejada no BSF, os micróbios maiores ficam presos no topo da areia. Durante as primeiras semanas de uso, à medida que a água suja é despejada no filtro, esses micróbios continuam a se acumular em direção ao topo da coluna de areia e se instalam em sua nova casa. Este ecossistema de micróbios no topo da areia é a biocamada e geralmente é totalmente formado dentro de um mês após o uso do BSF. A predação (micróbios comendo outros micróbios) ocorre na biocamada e é vital para a remoção de patógenos dentro do filtro. Quando a biocamada está totalmente formada, 98% dos patógenos são removidos da água; Sem ele, o aprisionamento mecânico, a adsorção e a morte natural removerão apenas 30-70% dos patógenos. É fundamental que uma BSF seja usada todos os dias, para que a biocamada possa ser alimentada e continuar a funcionar corretamente.

Os micróbios que não são comidos na biocamada serão removidos da água nas camadas inferiores da areia através de armadilhas mecânicas, adsorção ou morte natural.

Fundamental para o bom funcionamento do filtro e da biocamada, é o período de pausa. O BSF é projetado para uso intermitente, o que significa que a água deve ser despejada no filtro intermitentemente, não continuamente. Quando a água não está fluindo através do filtro, isso é chamado de período de pausa. O período de pausa deve ser de no mínimo 1 hora e no máximo de 48 horas. Se o período de pausa for muito longo, os micróbios na biocamada podem começar a morrer de fome, afetando a eficácia da biocamada. A água parada acima da biocamada também pode começar a secar, o que também pode matar a biocamada. Se o período de pausa for muito curto, não há tempo suficiente para que a morte natural ocorra em níveis mais baixos do filtro, o que significa que esses patógenos podem permanecer na água que sai do filtro. Da mesma forma, os micróbios na biocamada não terão tempo suficiente para consumir a maioria dos patógenos na biocamada.

Recomenda-se usar água da mesma fonte todas as vezes ao usar o filtro. As fontes de água típicas para BSFs incluem águas superficiais como lagos, rios, riachos e lagoas. Água de chuva, poços, poços tubulares ou água encanada podem conter patógenos e podem ser usados com um BSF também. Com o tempo, a biocamada se adapta a uma determinada quantidade e tipo de contaminação da água de origem. Se você mudar a fonte de água, por exemplo, quando o período chuvoso começar, ela terá um nível e tipo de contaminação diferente. A biocamada pode levar vários dias para se adaptar ao nível de contaminação e nutrientes na nova fonte de água. Durante esse tempo, os usuários podem continuar a usar seu BSF, mas devem usar um método de desinfecção secundário DEPOIS que a água passou pelo filtro, como cloração ou fervura. Os usuários nunca devem colocar cloro ou água clorada no filtro; isso vai matar a biocamada.

Produção de Filtros BioSand

Para produzir o corpo filtrante de concreto, foi confeccionado um molde de aço. Ao longo dos anos, o projeto de BSFs de concreto e moldes de aço correspondentes foram atualizados periodicamente para aumentar a remoção de patógenos; no entanto, o processo de fabricação de filtros tem permanecido praticamente o mesmo.

O concreto é despejado na forma de molde e deixado para curar durante a noite. Após 8-12 horas, o molde pode ser removido, deixando o corpo do filtro de concreto. Esse processo é chamado de desmoldagem. Após a cura total do concreto, o filtro é levado ao seu destino final, onde é preenchido com meio filtrante. O produto final é um eletrodoméstico de concreto de aproximadamente 3 metros de altura que é preenchido com camadas cuidadosamente preparadas e medidas de areia e cascalho. Uma vez instalado, o filtro não deve ser movido. Mover o filtro poderia interromper a biocamada e a areia dentro do filtro, potencialmente inibindo a remoção de patógenos. A brita de separação (brita menor) evita que a areia atinja os níveis mais baixos do filtro e obstrua o tubo de saída. A brita de drenagem (cascalho maior) evita que a brita de separação obstrua o tubo de saída. O tubo de saída fica na parte inferior do filtro e a água limpa passa por este tubo e sai pelo filtro onde pode ser consumida.

Existe uma ciência para projetar parâmetros de uma BSF, e seu molde correspondente, a fim de maximizar a eficiência, praticidade e remoção de patógenos. Anos de pesquisa foram realizados tanto em laboratório quanto em campo para melhorar o desempenho das BSFs. Por exemplo, para manter a camada biológica viva, é essencial que ela esteja úmida e capaz de acessar oxigênio. Para proteger a biocamada, foi aprendido que é ideal ter 5 cm de água parada acima da areia e usar uma bacia difusora para evitar que a água respinge de uma só vez e interrompa a biocamada.

O Molde de Madeira OHorizons para Produção de Filtros BioSand

A OHorizons viu uma oportunidade de inovação no processo de fabricação do Filtro de Areia BioSand de concreto. O Molde de Madeira da OHorizons é um avanço porque permite que organizações e comunidades no terreno fabriquem e instalem filtros BioSand por uma fração dos custos iniciais como métodos tradicionais, o que significa que mais pessoas podem obter água limpa mais rapidamente.

Vantagens do Molde de Madeira

  • Durável (50 filtros/molde)
  • Barato ($50-80/mold)
  • Leve (~ 60 lbs)
  • Materiais de origem local (todos os materiais comprados no país e facilmente substituídos)
  • Fácil de usar (sem habilidades especiais ou experiência de construção anterior necessária)
  • Pode ser feito off-grid

O OHorizons projetado BSF filtrará 11 litros por uso. Em outras palavras, 11 litros de água potável são filtrados cada vez que uma carga de água é despejada no filtro. Tendo em mente que o BSF deve ser usado intermitentemente, o proprietário do filtro pode obter em qualquer lugar de 11 a 44 litros de água ou aproximadamente 3-12 galões diariamente.

O Manual de Construção da OHorizons é gratuito para download em http://www.ohorizons.org/resources/

Usando um filtro BioSand

Os filtros BioSand são bastante simples de usar e comparáveis a cuidar de uma planta de casa. A parte mais importante da manutenção é garantir que a biocamada permaneça saudável, alimentando-a 1-4 vezes ao dia com água contaminada. Uma vez alimentada, a biocamada precisa de tempo para digerir e se recuperar. Isso é chamado de período de pausa. É necessário que haja pelo menos um período de pausa de uma hora entre cada uso e recomenda-se que um período de várias horas seja usado para um desempenho eficaz e eficiente. Assim como uma planta doméstica, a biocamada não pode sobreviver se houver muita ou pouca água.

Como regra geral, o BioSand Filter de concreto pode durar mais de 25 anos, se instalado e usado corretamente. A areia e o cascalho não precisam ser substituídos e as BSFs exigem muito pouca limpeza. Se a vazão do filtro se tornar um problema, devido ao uso de água turva ou concentrada de sedimentos, a areia pode ser facilmente limpa usando um procedimento simples chamado técnica de redemoinho e despejo. A técnica de redemoinho e despejo consiste em girar levemente a camada superior de areia no filtro com a palma da mão, alterando ligeiramente a superfície. Feito isso, a água parada fica turva. Ele deve ser removido, despejado e substituído por água nova. Este processo pode ser repetido quantas vezes forem necessárias para recuperar a vazão desejada.

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