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Alguns estudos mostram que os mecanismos de filtração do filtro lento de areia podem ocorrer de duas formas, por mecanismos físicos e biológicos. Esses dois mecanismos podem ou não funcionar em conjunto durante a filtração da água (Haarhoff & Cleasby, 1991). É evidente que o mecanismo físico ocorre logo no início da operação de filtro lento, enquanto que o biológico ocorrerá já na fase avançada do processo de filtração. Sánchez et al. (1999) referem que o crescimento biológico no leito do filtro exerce uma função crucial em relação a eficácia do tratamento dentro de filtros lentos de areia. Assim, de acordo com Sá (2006) a remoção de particulas ocorre por:

- mecanismo de transporte, que conduz as partículas em direcção ao grão de areia;

- mecanismo de aderência, que opera para manter as partículas em contacto com a superfic dos grãos do leito filtrante;

- processo biológico, desempenhado pelos microrganismos responsáveis pela remoção dos contaminantes no filtro lento.

O mecanismo de aderência sofre a influência de interação física-química uma vez que se não houver contacto entre a partícula e a superfície de grão, de nada adianta o transporte da partícula até ao meio filtrante, visto que esta não será retida pela areia (Pizzolatti, 2010).

Quando o filtro é colocado em funcionamento pela primeira vez, os organismos responsáveis pela remoção das bactérias, turbidez, matéria orgânica entre outros, ainda não estão presentes, e necessitam de um tempo de instalação. Por isso, o referido tempo da fase inicial de funcionamento de filtro lento de areia é conhecido como o período de amadurecimento e este período ocorre num espaço curto de tempo, de duas a três semanas no começo da operação do

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filtro lento, em resultado do desenvolvimento biológico na parte interna de leito de areia e na camada suporte (Aguila & Di Bernardo, 2003).

Para Bellamy et al., (1985) o nível de crescimento biológico é reconhecido de acordo com a maturidade biológica do leito do filtro de areia. E não é medido, mas depende do tempo de funcionamento de filtro lento e também do tipo de água bruta que está sendo tratada (Logsdon

et al., 2002).

De acordo com Aguila & Di Bernardo (2003), o leito de areia pode apresentar diferentes microrganismos que podem ajudar no processo de purificação da água, dependendo das característica e funções na cadeia biológica dos mesmos. Os responsáveis pela formação da atividade biológica nos filtros são as bactérias e protozoários (Farias, 2011). As bactérias formam o biofilme na superfície dos grãos de areia que adsorvem as partículas de impurezas presentes na água bruta, enquanto que alguns microrganismos produzem polímeros extracelulares que permitem a aderência das partículas no meio filtrante e melhoram a remoção no filtro. Os protozoários também podem contribuir na remoção de partículas alimentando-se de bactérias, inclusive de patogénicas para o homem (Farias, 2011).

É evidente que com o escoamento da água no meio de areia e as partículas suspensas retidas na parte superior, há um favorecimento da deposição de grandes quantidades de bactérias e outros microrganismos (Aguila et al, 2003). A intensa atividade bacteriana, além da libetação do conteúdo celular, pode ajudar na formação de uma película gelatinosa, promovendo a barreira de partículas suspensas e criando por colmatação uma dificuldade para a passagem de água por gravidade.

Os diferentes organismos presentes na camada biológica do processo crescem dependendo das condições. De acordo com Neves (1987), a taxa de crescimento dos organismos no meio filtrante pode depender da quantidade de matéria presente na água, da taxa de filtração e do tamanho efetivo da areia. As bactérias percorrem as partes mais intensas do leito assim que ocorrer o amadurecimento do filtro (Varesche, 1989 e Murtha et al 2003).

Bellamy et al., (1985) argumentam ainda que existem fatores como a disponibilidade de nutrientes e a temperatura que podem afetar o período necessário à maturação de leito. A forma de funcionamento do filtro lento de areia e as características da água afectam

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directamento os processos microbiologicos que são realizados pelo biofilme formado na interface entre a água e a areia. Esse biofilme é desenvolvido em função do tempo do contacto de água com meio filtrante, devido às baixas taxas de filtração utlizadas na filtração lenta (Dias, 2011).

Claro que o nível de desenvolvimento microbiológico no processo do filtro lento não depende somente do seu amadurecimento mas também de fatores como características de água bruta, temperatura ambiente e luminosidade (Sá, 2006). Mas torna-se evidente que o sucesso do filtro lento depende principalmente do processo biológico, pois no começo a eficiência é limitada, mas aumenta à medida que vai crescendo o seu amadurecimento. Após o período de amadurecimento os filtros encontram-se em condições para gerar a água de boa qualidade (Belamy, et al 1985a).

A passagem de água por meio de um material poroso remove a matéria suspensa e coloidal, reduzindo o número de bactérias e outros organismos e destrói a matéria orgância através de oxidação, sendo a qualidade da água melhorada (Staciarini, 1998). A remoção de vários tipos de partículas e bactérias, nos processos de filtros, ocorre predominantemente nos 30 cm iniciais do leito filtrante, sendo que, para a extensão restante, são observadas apenas variações pouco significativas (Murtha e Heller, 1999b). A eficiência demonstrada em filtros lentos nos 30 cm iniciais do leito filtrante pode indicar a possibilidade de redução da sua espessura útil (mínima) para faixas de 40 a 60 cm que, conforme demonstrado, assegura uma eficiente redução dos indicadores básicos de qualidade da água (Emmendoerfer, 2006).