Sistema e processo para o tratamento anaeróbio-aeróbio ativado de esgotos sanitários ou águas residuais industriais em valos, canais fechados e/ou dutos depressão

  • Número do pedido da patente:
  • PI 8901355-7 A2
  • Data do depósito:
  • 22/03/1989
  • Data da publicação:
  • 07/11/1989
Inventores:
  • Classificação:
  • C02F 3/30
    Tratamento biol?gico de ?gua, ?guas residuais, ou esgotos; / Processos aer?bicos e anaer?bicos;
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Documento

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Relatório Descritivo da Garantia de Prioridade "SISTEMA E PROCESSO PARA O TRATAMENTO ANAERdBICO-AERÒBICO ATIVADO DE ESGOTOS SANITáRIOS OU AGUAS RESIDUAIS INDUSTRIAIS EM VALOS, CANAIS FECHADOS E/OU DUTOS DE PRESSSO”.

D5    Refere-se a presente Invenção a uma unidade de tratamen

to de esgoto doméstico e/ou Industrial em valos, canais fechados e/ou dutos de pressão com esgoto ativado, na qual há redução do gasto energético e máximo aprovei tamento espacial, com o emprego da fase anaeróblca ativada onde o 10 tratamento com a estabilização dos esgotos se dá pela ação bacteriana, com adição ou não de produtos químicos. Esta unidade á seguida de uma outra, clássica, ou seja, aerúblca ativada em valo ou duto aeròblco que melhora o aspecto e o odor do efluente.

15    Os valos se Iniciaram na Holanda, fruto do trabalho de

Passver e Kessner, como solução simples e intermediária entre lagoas e o processo de lodo ativado.

Apás alguma evolução, flxaram-se na forma de canais revestidos, de    1 m    a 1,5 m de profundidade, com    dlsposi-

EO    tlvos de aeração e    movimentação dos esgotos constantes de

"escovas" Implantadas sobre rotores de eixo horizontal, sendo as unidades seguidas de decantadores com reclrculação de lodo e eliminação do excesso com secagem.

Estes valos, que funcionam com processo de lodo ativado, E5 mostraram-se altamente eficientes e de simples operação. Tiveram, porém, como limite, a pequena população atendida diante do problema de ampilaçõo dos eixos horizontais, além do alto gasto energético.

Um exemplo de evolução do valo foi o surgimento do "Valo 30    Carroussel" em    que    o sistema de movimentação e    Introdução

do ar é feito    por    agitadores de eixo vertical    permitindo

canais de atá 5m a Bm de profundidade, ampliando assim o espectro populacional. Todo tipo de valo tem alta eficiência de tratamento, não estando sujeito a choque de lodo, 35 reduzindo subetanclalmente nitrato e fosfato, mas Implicando em alto gasto energético. Acresce ainda que, na forma clássica, todos os processos de aeração a cáu aberto expfiem a coletividade, dentro de um ralo de 5DDm, a riscos sanl-

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tárlos pela dispersão de aerossols.

A Invenção se propãe a redução de gasto energético com a introdução de unidades anaeréblcas seguidas de unidades aerébicas. Na unidade aeréblca, o consumo energético se dé 05 em 10% para movimentação a 90% para Introdução de oxlgãnlo. Na unidade anaeróblca, a energia gasta é apenas para a movImentação.

0 aspecto do efluente anaerébico, entretanto, tem características desagradáveis e o lodo é de difícil decantação, 10 o que leva è necessidade de uma unidade compI ementar aeré-bica. Por conseguinte, com o uso de uma unidade em sequência è outra, gasta-se menos energia.

0 estudo em    laboratório    mostrou uma remoção de 60% da

D.B.O. na fase    anaeróblca    e 40% na fase aeréblca para

15    esgotos comuns,    podendo a    proporção chegar a 95% e 5%,

respectIvamente, para esgotos concentrados, com redução de tempo de retenção em relação ao tratamento clássico. A unidade piloto foi 1n1clalmente programada para uma vazão de 0,25 1/8, alterada no decorrer do processo, chegando-se 20 a nova variante promissora de tratamento, em primeiro lugar, através da redução do gasto energético pela aplicação de duas unidades, uma anaeróblca ativada seguida de outra aeréblca ativada. Em segundo lugar, pelo controle do "desperdício1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 de ar em unidades fechadas. Em terceiro lugar, 25 pela supressão do sistema de bombas extras para retorno do lodo. Em quarto lugar, pela substituição de agitadores mecânicos por bombas hidráulicas e, por óltlmo, pela substituição de mecanismos convencionais de Introdução de ar    por dispositivos Venturi.

3D    0 sistema consta de:

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feita por equipamentos de bombeio em substituição aos clássicos agitadores mecânicos ou Insufiadores de ar. As unidades s9o fechadas, pressurizadas e, por ^consequãncI a, não apresentam riscos de dispersão de aerossois contaml-Q5 nantes. O retorno do lodo é feito por simples manobra de registros, o que favorece a sucção ou não dos Iodos pelos decantadores tubulares ou mesmo os clássicos, através do próprio sistema de bombeamento. A Introdução do ar, na fase aeróblca, é feita pelo mesmo dispositivo de bombas, com 10    auxílio de Venturls.

0 sistema, como proposto, tem diversas alternativas e se adapta bem b exlguldade de espaços já que os dutoe anaeróbicos ou aeróbJcos podem ser colocados em posição horizontal, vertical ou em declive, utilizando os espaços 15 disponíveis, antes inaproveltados.

No caeo de esgotos industriais, orgânicos ou não, em que o tratamento biológico não seja suficiente, o sistema se preeta a tratamento misto, com a adoção de produtos quf-ZG micos.

Relatório Descritivo da Patente de Invenção "SISTEMA E PROCESSO PARA 0 TRATAMENTO ANAERÓBIO-AERÓB10 ATIVADO DE ESGOTOS SANITÁRIOS OU AGUAS RESIDUAIS INDUSTRIAIS EM VALOS, CANAIS FECHADOS E/OU DUTOS DE PRESSR0".

Refere-se a presente inventan a uma unidade de tratamento de esgoto doméstico e/ou industrial em valos, canais fechados e/ou dutos de pressão (VCDP) com esgoto ativado, na qual há redução do gasto energético e máximo aproveitamento espacial, com o eMprego da fase anaeróbia (AN) ativada onde o tratamento com a estabilização dos esgotos se dá pela ação bacteriana, com adição ou nao de produtos químicos (0). Esta unidade ê seguida de uma outra, clássica, ou seja, aeróbia (AE) ativada, em valo ou duto aeróbio (VCDP) que Melhora o aspecto e o odor do ef1uente.

Os valos se iniciaraM na Holanda, fruto do trabalho de Passver e Kessner, como solução siMples e intermediária entre lagoas e o processo de lodo ativado.

Após alguma evolução, fixaram-se na forma de canais revestidos, de 1 m a 1,5 m de profundidade, com dispositivos de aeração e movimentação dos esgotos constantes de "escovas" implantadas sobre rotores de eixo

horizontal, sendo as unidades seguidas de decantadores com

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recirculação de lodo e eliminação do excesso com secagem.

Estes valos? que funcionam com processo de lodo ativado? mostraram-se altamente eficientes e de simples operação, liveram? porém? como limite? a pequena população 05    atendida diante    do    problema    de ampliação dos eixos

horizontais? além do alto gasto energético.

Um exemplo de evolução do valo foi o surgimento do "Valo Carroussel" em que o sistema de movimentação e introdução do ar ê feito por agitadores de eixo vertical 10    permitindo    canais    de    até Sm    a 6m de profundidade?

ampliando assim o espectro populacional, lodo tipo de valo tem alta eficiência de tratamento? não estando sujeito a choque de    lodo,    reduzindo substancialmente nitrato e

fosfato? mas implicando em alto gasto energético. Acresce 15    ainda que, na forma    clássica,    todos os processos de

aeração a réu aberto expõem a coletividade, dentro de um raio de 5Ü0m? a riscos sanitários pela dispersão de aerossó i s.

A invenção se propõe ã redução de gasto energético com

20 a introdução de unidades anaeróbias seguidas de unidades aerdbias. Na unidade aerdbia? o consumo energético se dá em 10Z para movimentação e 90/í para introdução    de

oxigênio. Na unidade anaeróbia, a energia gasta é apenas para a movimentação.

2b    0 aspecto do efluente anaeróbio? entretanto? tem

características desagradáveis e o lodo é de difícil decantação, o que leva à necessidade de uma unidade complementar aeróbia. Por conseguinte? com o uso de uma

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unidade ent sequência à outra, gasta-se Menos energia.

0 estudo eM laboratório Mostrou uMa remoção de 602 da D.B.O. na fase anaeróbia e 402 na fase aeróbia para esgotos comuns, podendo a proporção chegar a 952 e 5X, respectivamente, para esgotos concentrados, com redução de teMpo de retenção eM relação ao tratamento clássico. A unidade piloto foi inicialiiente programada para uma vazão de 0,25 1/s, alterada no decorrer do processo, chegando-se a nova variante proe issora de tratamento, eM pr i me i ro lugar, através da redução do gasto energêti co pela aplicação de duas unidades, uma anaeróbia ativada seguida de outra aeróbia ativada. Em segundo lugar, pelo controle do "desperdício" de ar eM unidades fechadas. Em terceiro lugar, pela supressão do sistema de bOMbas extras para retorno do Iodo. Em quarto lugar, pela substituição de agitadores mecânicos por bombas hidráulicas e, por último, pela substituição de mecani smos convencionais de introdução de ar por dispositivos Venturi (V).

0 sistema consta de:

1-    Uma unidade anaeróbia fechada (AN), energizada com bombas hidráulicas <B), com decantador tubular â salda (D), recirculação (RL) de lodo por simples Manobra de registro (R) e dispositivo de captação de gás (SG).

2-    Uma unidade aeróbia (AE> fechada, energizada com bombas hidráulicas (B), com controle de entrada de ar (CA) e com decantador tubular (D), à safda, recirculação parcial do lodo decantado (RL) por simples manobra de registro (R) e descarga do excesso (EL).

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3- Dispositivos aux i1í ares:

3.1-    Pontos de tomadas de amostra em ambas as uni dades (DF).

3.2-    fie d i dor control ador de ar entrante na etapa

05 aerób ia <CA).

3.3-    Medidor do gás formado e dispositivos de queima na etapa anaeróbia (SG).

0 funcionamento do Sistema se dá da seguinte forma:

1-    Admi ssao do esgoto (EB) na unidade anaeróbia após

10 tratamento preliminar ou não, conforme o caso, através de

ponto de estrangulamento dos canais e/ou dutos pressurizadas para redução de pressão interna.

2-    Admissão na unidade aeróbia (AE) do efluente da unidade anaeróbia (EFAN), através de ponto de

15 estrangulamento dos canais e/ou dutos pressur izados para redução de pressão interna.

3-    Movimentação dos esgotos em ambas unidades, através

de unidades de bombeamento (B>, funcionando aos pares, interligadas por barr i1ete que permite,    através do

20 movimento de registros (R), a circulação permanente (RP).

4-    Cada unidade anaerób ia a aeróbia tem seu sistema de bombeamento e seu decantador (D).

5-    Para garantir a estanqueidade da unidade anaeróbia e evitar perda de ar na unidade aeróbia, a salda dos

25 esgotos pare i a1 mente tratados, para o decantador, se dá por um conjunto de sifões invertidos (Sl).

6- 0 retorno de 1odo (RL> em ambas as unidades

(anaeróbia e aerób ia) é feito por simples manobra de

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registro (R), implantado na ligação* por duto da câmara de lodo dos decantadores* à succão das bombas de mdv i mentacão.

7- A aeração na unidade aerób i a é feita através de Venturi (0) (um para cada par de dutos) adaptado no recalque das bombas e, o controle de entrada do ar (CA)* por medidor de gás.

8-    Sao colocadas espias (E) nas unidades, que permitem a inspeção permanente do movimento dos esgotos nas mesmas e, a adição ou não, dosada, de produtos químicos (0).

9-    A ret i rada de gás da unidade anaerób i a se dá por coifa em local próprio e expandido do duto (SG).

Vantagens dos sistema e método:

1. Redução do consumo energético com uso de unidade anaeróbia e que, será tanto maior quanto maior seja a concentração da DB0 ou DG0 dos esgotos.

2. Uso

de

um único

equ i pamento,

simples,

de

mov i mentacão

e

i ntrodução

controlada de

ar através

de

bombas, que

é

equ i pamento

largamente

difundido e

de

operação e manutenção conhecidas.

2.1~ Introdução de ar na unidade aeróbia pelo mesmo dispositivo de bombas, com auxilio de simples Venturis e controlada por medidor de gás ou, quando o caso, simples reg istro.

2.2- Retorno de lodo por simples manobra de registro, sem equIpamento extra. A succão dos Iodos pelos decantadores tubulares, ou mesmo os clássicos, é fornecida pelo próprio sistema de bombeamento

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3,    As unidades fechadas evitam a contaminação do ar ptóxímo com aerosóis de esgotos sanitários (que em valos chega a uma d i stânc i a de 500 metros), ou esgotos industriais, ou outros contaminantes carregados de micrúbfos (problema de valos ou outros tratamentos de Iodos ativados com agitação mecânica).

4.    Redução de espaço e do volume das unidades aliado ao sistema pressurizado permite o uso ou aproveitamento de espaços exíguos ou antes inaproveitiveis, podendo as unidades funcionar em posição horizontal, vertical ou i nc1i nada.

Resultados:

1. Redução de até 90-95X da DOO e DB0 em esgotos sanitários, sem adição de produto químico.

2.    Idêntica redução de DBG-DG0 e de produtos químicos em esgotos industriais, dependendo da qualidade do produto químico usado e do esgoto.

3.    Produção de gás aproveitável eu esgotos sanitários.

4. Redução de 60X de gasto energético em esgoto sani tári o.

5.    Em esgotos sanitários:

5.1.    Remoção prticamente total de parasitos.

5.2.    Redução de 98X a 100X de índice colimétrico.

5.3.    Remoção substancial de vírus (percentual ainda em teste).

5.4.    Remoção de 60-80X de nitratos e 40-60/í de fosfato.

6. Faixa de aplicação a partir de 0,25 1/s, ou menos,

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REIVINDICAÇÕES

1)    Sistema para o tratamento de esgotos sanitários e/ou i ndustr iais em valos , cana i s fechados e/ou dutos pressurizados ou não (VCDP), caracterizado por se

05 constituir de duas unidades distintas, sendo a primeira anaerúbia (AN), seguida de outra, aeróbia fechada <AE), podendo variar o número de canais e/ou dutos de pressão, sendo porém, sempre em números pares.

2)    Sistema    para    o    tratamento    de    esgotos    sanitários

10    e/ou    industriais,    de    acordo    com    a    reivindicação    1,

caracterizado    pelo    fato    de    que    ambas    as    unidades,

anaeróbia e aeróbia, são energizadas, cada uma, por um par de bombas hidráulicas <B), interligadas por barrilete.

3)    Sistema    para    o    tratamento    de    esgotos    sanitários

15    e/ou    industriais,    de    acordo    com    a    reivindicação    1,

caracter izado    pelo    fato    de    que    ambas    as    unidades,

anaerób i a e aerób i a, possuem à saída, uma câmara de 1odo, com decantador tubular (D).

4)    Sistema    para    o    tratamento    de    esgotos    sanitários

20    e/ou    industriais,    de    acordo    com    a    reivindicação    1,

caracter izado    pelo    fato    de    que    ambas    as    unidades,

anaeróbia e aeróbia, possuem registro (R) implantado na ligação, por duto, da câmara de lodo do decantador, que