Determining the operational limits of the biosand filter

Abstract

Worldwide, access to clean drinking water is not available for more than 800 million people. The biosand filter (BSF), an intermittently operated slow sand filter, was developed to address this problem. The BSF is used in homes to improve water quality. Three main objectives were examined in this research: (1) investigate initial startup and recovery performance after cleaning BSF, (2) examine the number of people the BSF may effectively serve, and (3) determine effects of an extended pause period on BSF performance. Laboratory experiments examined the BSF's ability to reduce fecal coliforms (FC) and turbidity for the various objectives. Results indicate that during the startup period, 27 days were needed to achieve 1 log reduction, while only 17 days were needed after cleaning the BSF to achieve 1 log reduction. A maximum of six people can be effectively served by a single BSF based upon the results of the experiment. A 7-day extended pause period determined that the bacterial layer will begin to go dormant or die off when the filter is not used for an extended period.

Sistema de múltiplas etapas com filtração lenta no tratamento domiciliar de águas superficiais com risco microbiológico

“…Baumgartner et al, (2007) e Nair et al, (2014) mostraram que o uso de diferentes períodos de pausa pode afetar significativamente a remoção de bactérias nos FLD. Entretanto, períodos de pausa longos podem retardar o desenvolvimento microbiológico do FLD, devido ao pouco aporte de nutrientes e oxigênio, sendo recomendado o uso de múltiplas alimentações semanais (KENNEDY et al, 2013). Outro problema do uso de longos períodos de pausa é, evidentemente, a reduzida produção diária de água.…”

“…Após a manutenção, ocorre uma queda na eficiência dos FLDs em decorrência da limpeza dos poros do meio filtrante e perturbação da camada biológica (CAWST, 2009;KENNEDY et al, 2013;NAIR;DAVRA, 2014;SINGER;SKINNER;CANTWELL, 2017). O FLD passa então por um processo de recuperação nos dias que se seguem a manutenção, que pode durar entre 2 e 17 dias (BUZUNIS, 1995;KENNEDY et al, 2013;SINGER;SKINNER;CANTWELL, 2017). A duração do período de recuperação pode depender do tipo de manutenção, das características da água e do volume e frequência de alimentação (KENNEDY et al, 2013;SINGER;SKINNER;CANTWELL, 2017).…”

“…O FLD passa então por um processo de recuperação nos dias que se seguem a manutenção, que pode durar entre 2 e 17 dias (BUZUNIS, 1995;KENNEDY et al, 2013;SINGER;SKINNER;CANTWELL, 2017). A duração do período de recuperação pode depender do tipo de manutenção, das características da água e do volume e frequência de alimentação (KENNEDY et al, 2013;SINGER;SKINNER;CANTWELL, 2017). Durante esse período a eficiência do FLD é reduzida e altamente variável (KENNEDY et al, 2013 agitação do primeiro 1 cm de leito, suspensão e agitação dos primeiros 5 cm do leito e remoção dos primeiros 5 cm do leito, lavagem em outro recipiente e devolução da areia para o FLD.…”

“…A duração do período de recuperação pode depender do tipo de manutenção, das características da água e do volume e frequência de alimentação (KENNEDY et al, 2013;SINGER;SKINNER;CANTWELL, 2017). Durante esse período a eficiência do FLD é reduzida e altamente variável (KENNEDY et al, 2013 agitação do primeiro 1 cm de leito, suspensão e agitação dos primeiros 5 cm do leito e remoção dos primeiros 5 cm do leito, lavagem em outro recipiente e devolução da areia para o FLD. Os dois primeiros métodos contavam com repedidas etapas de adição de água limpa, agitação da areia e remoção da água (SINGER; SKINNER; CANTWELL, 2017).…”

“…De acordo com o CAWST, esse processo costuma ocorrer em um período de 30 dias (CAWST, 2009). Entretanto, a duração do período de amadurecimento pode variar, de algumas semanas a mais de 30 dias, pois ele é dependente de fatores como as características microbiológicas da água adicionada ao filtro, a frequência com a qual o FLD é alimentado e a temperatura ambiente, entre outros (BRADLEY et al, 2011;ELLIOTT et al, 2008;JENKINS;TIWARI;DARBY, 2011;KENNEDY et al, 2013;MANZ, 2007;RANJAN;PREM, 2018). Além disso, Elliott et al (2008) STUBBÉ et al, 2016;WANG et al, 2014WANG et al, , 2016.…”