Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental.A floculação pode ser realizada em meio granular fixo ou expandido, em tempos da ordem de 2 a 5 minutos. A floculação em meio granular expandido surgiu da necessidade de evitar a retenção de sólidos, para manter inalteradas as condições de floculação no reator. A operação necessita de condições hidráulicas em termos de gradiente de velocidade e tempo de floculação, que nem sempre podem ser obtidas utilizando materiais granulares naturais como areia e carvão antracitoso. Diante dessa necessidade, foram estudados em sistema piloto, composto por floculação e filtração rápida descendente, materiais sintéticos esféricos e não esféricos, com diâmetro entre 3 e 6 mm. Inicialmente as condições hidráulicas dos materiais granulares como expansão e velocidade mínima de fluidificação, foram avaliadas utilizando-se água tratada. A floculação em sistema piloto, precedida de ensaios em jarteste, foi feita com água da lagoa do Peri, caracterizada por valores relativamente baixos de cor e turbidez, e forte presença de fitoplâncton. Dentre os materiais estudados um foi escolhido para testar a floculação como pré-tratamento à filtração direta descendente. Os resultados mostram que apenas a floculação em meio granular expandido permitiu a autolimpeza dos floculadores. Os materiais utilizados permitiram a obtenção de valores adequados de gradiente de velocidade para produção de flocos. A pré-floculação aumentou a duração das carreiras de filtração em 68% e melhorou a qualidade da água filtrada, quando associada à mudanças no meio filtrante e no coagulante. Um exemplo de comparativo econômico entre floculador mecânico de paletas, hidráulico de chicanas verticais, e de meio granular expandido, mostrou que esse último possui custo 50% menor.