O presente trabalho consiste na avaliação do desempenho do processo de dupla filtração, constituída por filtração ascendente em pedregulho seguida de filtração rápida descendente em areia, no tratamento de águas com baixa turbidez e presença de algas, com ênfase na melhoria do desempenho do filtro descendente. O trabalho experimental foi desenvolvido em instalação piloto composta por 1 dispositivo de mistura rápida, 1 filtro ascendente de pedregulho, e 2 colunas de filtração rápida descendente em areia, com diferentes granulometrias (FRD 1 e FRD 2), operadas em paralelo. Os estudos em escala piloto foram precedidos por estudos de bancada (testes de jarro) para a construção de diagramas de coagulação e definição das faixas de dosagem de coagulante e pH de coagulação a serem usados nos experimentos de filtração. O filtro de pedregulho foi operado com uma única taxa de filtração, 90 m/d, enquanto que os filtros rápidos foram operados com taxas de filtração de 250, 350 e 450 m/d. Foram realizados 17 experimentos de filtração. Em 12 deles, o coagulante utilizado foi o cloreto de polialumínio, enquanto que nos demais experimentos utilizou-se o sulfato de alumínio. Os filtros rápidos descendentes (FRDs) caracterizaram-se por uma filtração com ação superficial, e, independentemente da taxa de filtração, apresentaram efluente com valores médios de turbidez de 0,30 a 0,45 uT, e clorofila-a em torno de 1 a 2 mg/L. Além disso, o desempenho dos FRDs não foi significativamente influenciado pelo tipo de coagulante utilizado. Uma parcela considerável da remoção de impurezas presentes na água bruta ocorria no filtro ascendente de pedregulho. O FRD 2, filtro com granulometria mais grossa (tamanho efetivo de 1,29 mm e coeficiente de desuniformidade de 1,2), apresentou um melhor desempenho que o FRD 1, com duração das carreiras de filtração de 5 a 18 horas mais longas, a depender da taxa de filtração adotada. A taxa de filtração de 450 m/d revelou-se como a melhor opção para a operação dos filtros rápidos descendentes, em função de apresentar uma maior produção efetiva de água filtrada, embora sua menor duração de carreira de filtração.
The present work evaluates the performance of the two-stage (double) filtration process, composed by upflow gravel filter followed by rapid downflow sand filter, in the treatment of raw water with low turbidity and presence of algae, emphasizing the role of the rapid downflow filter in the treatment process. The experimental work was developed in pilot plant composed by a hydraulic flash mixing device, a upflow gravel filter, and two rapid downflow sand filter columns, with filtration bed of different granulometric compositions (FRD 1 and FRD 2), operated in parallel. The filtration experiments in pilot scale were preceded by benches studies (jar tests) to produce coagulation diagrams, to allow the definition of the coagulant dosage range and coagulation pH to be used in the filtration experiments. The upflow gravel filter was operated with a fixed filtration rate of 90 m/d, while the downflow filters had been operated with filtration rates of 250, 350 and 450 m/d. 17 filtration experiments were accomplished. In 12 of them, the coagulant used was the polichloride aluminum (PAC), while in the others 5 experiments the aluminum sulphate was used. The rapid downflow sand filters (FRDs) were characterized surface filtration, and, independently of the filtration rate, presented an effluent with average turbidity values of 0.30 NTU to 0.45 NTU, and chlorophyll-a around 1 and 2 mg/L. Moreover, the type coagulant used did not significantly influence the performance of the FRDs. A considerable amount of the impurities removal occurred in the upflow gravel filter. The FRD 2, filter with coarser granulometric composition (effective size of 1.29 mm and uniformity coefficient of 1.2), presented a better performance than FRD 1, with filtration runs 5 to 18 hours longer, depending of the filtration rate used. The filtration rate of 450 m/d was the best option for the operation of the rapid downflow sand filters, because of the higher filtered water production, even though the shorter filter run.