BRPI0709587A2 - método e aparelho para o tratamento anaeróbico de água servida - Google Patents
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Abstract
<B>MéTODO E APARELHO PARA O TRATAMENTO ANAERóBICO DE áGUA SERVIDA.<D> A presente invenção diz respeito a um processo para a purif içação de água servida, particularmente para a purificação contínua de água servida na fabricação de papel, onde água servida a ser purificada é alimentada para um reator anaeróbico (12), a água servida é colocada em contato, no reator anaeróbico (12), com microorganismos anaeróbicos a fim de degradar contaminantes presentes na água servida, e a água servida purificada é descarregada do reator anaeróbico (12), onde pelo menos uma parte da água servida é submetida a uma etapa de flotação para liberação de pressão (30) antes de ser fornecida para o reator anaeróbico ou depois de ser descarregada do reator anaeróbico, a fim de desencrostar a água por pelo menos alguma extensão. Além disso, a presente invenção diz respeito a um dispositivo que é adequado para executar o processo de acordo com a invenção.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO EAPARELHO PARA O TRATAMENTO ANAERÓBICO DE ÁGUA SERVI-DA".
A presente invenção diz respeito a um método para a purificaçãode água servida, particularmente para a purificação contínua de água servi-da na indústria de fabricação de papel, em que a água servida a ser purifica-da é fornecida para um reator anaeróbico, a água servida é colocada emcontato com microorganismos anaeróbicos no reator anaeróbico para que-brar os contaminantes contidos na água servida e a água servida purificadaé escoada para fora do reator anaeróbico. A presente invenção, além disso,diz respeito a um aparelho adequado para a execução do método de acordocom a invenção.
Uma pluralidade de processos mecânicos, químicos e biológicose reatores correspondentes são conhecidos para purificação de água servi-da. Na purificação biológica de água servida, a água servida a ser purificadaé colocada em contato com microorganismos aeróbicos ou anaeróbicos quequebram os contaminantes orgânicos contidos na água servida predominan-temente para dióxido de carbono e água no caso de microorganismos aeró-bicos e predominantemente para dióxido de carbono e metano no caso demicroorganismos anaeróbicos. Neste aspecto, os processos biológicos depurificação de água servida são executados de modo crescente com micro-organismos anaeróbicos atualmente porque, em uma purificação anaeróbicade água servida, oxigênio não tem que ser introduzido no biorreator sob umalto esforço de energia, por um lado, e alto biogás de energia é gerado napurificação, por outro lado, o qual pode ser usado subseqüentemente paraganhar energia. Dependendo do tipo de biomassa usada, os reatores para apurificação anaeróbica de água servida são divididos em reatores de lamade contato, reatores UASB, reatores EGSB, reatores de leito fixo e reatoresde leito fluidizado. Enquanto que os microorganismos em reatores de leitofixo aderem aos materiais transportadores estacionários e os microorganis-mos em reatores de leito fluidizado aderem ao material transportador poucomóvel livremente, os microorganismos nos reatores UASB e EGSB são usa-dos na forma dos assim chamados grânulos.
Nos reatores UASB e EGSB, a água servida a ser purificada éfornecida continuamente para o reator por meio de uma entrada de fluxo naregião de baixa reação e é guiada através de um leito de lama localizadoacima da entrada de fluxo e contendo grânulos de microorganismos. Naquebra dos compostos orgânicos da água servida, os microorganismos for-mam particularmente gás que contém metano e dióxido de carbono, e que étambém chamado particularmente de biogás, do qual uma parte acumulanos grânulos de microorganismos na forma de pequenas bolhas e da qual uma parte se desloca para cima no reator na forma de bolhas de gás livres.O peso específico dos grânulos cai por causa das bolhas de gás acumula-das, de maneira que os grânulos se deslocam para cima no reator. Para se-parar o biogás formado e os grânulos que se elevam da água, separadoressão arranjados no meio e/ou na parte superior do reator, usualmente na for-ma de coifas de gás sob a qual o biogás de topo se acumula que forma umaalmofada de gás sob a qual uma camada de flotação de grânulos de micro-organismos e água servida fica localizada. A água purificada livre de gás ede grânulos de microorganismos se desloca para cima no reator e é escoadapor meio de transbordamentos na extremidade superior do reator, enquanto que os grânulos de microorganismos livres das bolhas de gás afundam noreator de novo por causa do peso específico agora aumentado. Tais proces-sos e correspondentes reatores estão descritos, por exemplo, na EP 0 170332 A1, na EP 1 071 636 B1 e na EP 0 539 430 B1.
Também é conhecido fornecer a água servida a ser purificada para um reator de pré-acidificação, no qual uma hidrólise e acidogênese en-zimáticas acontecem, antes de ser fornecida para um reator anaeróbico. En-quanto que polímeros tais como polissacarídeos, polipeptídeos e gordurassão quebrados até seus monômeros tais como açúcar, aminoácidos e ácidosgraxos durante hidrólise enzimática pelas exoenzimas se originando dos mi-croorganismos, estes monômeros são convertidos na acidogênese em áci-dos orgânicos, álcoois, aldeídos, hidrogênio e dióxido de carbono pelos mi-croorganismos acidogênicos. Conseqüentemente, uma primeira pré-purificação já acontece no reator de pré-acidificação. Além do mais, as con-dições de crescimento adequadas para os microorganismos anaeróbicosusados no reator anaeróbico subseqüente podem ser arranjadas no reatorde pré-acidificação pela adição de nutrientes e elementos traço adequados.
Por exemplo, a água servida ocorrendo na indústria de fabricação de papelcomo uma regra tem somente muito poucos compostos de nitrogênio ecompostos fosforosos, de maneira que eles têm que ser acrescentados àágua servida antes da sua entrega ao reator anaeróbico para assegurar umcrescimento ideal dos microorganismos no reator anaeróbico. Igualmente, osvalores adequados de pH da água servida a ser purificada para o crescimen-to dos microorganismos no subseqüente reator anaeróbico podem ser arran-jados no reator de pré-acidificação pela adição de meios de ajuste de pHcorrespondentes.
Um principal problema na purificação de água servida em umreator anaeróbico é a dureza de água da água servida ou os carbonatos ecarbonatos de hidrogênio contidos na água servida. Tal como já apresentadona exposição anterior, grânulos de microorganismos são usados em reatoresanaeróbicos, ou eles são formados durante a operação do reator, os ditosgrânulos de microorganismos representando núcleos de cristalização paraincrustações de cal por causa de suas estrutura e tamanho. Incrustações decal deste tipo nos grânulos de microorganismos, entretanto, prejudicam suafunção. Tal como apresentado anteriormente, é importante para a funçãodos reatores anaeróbicos que os grânulos de microorganismos tenham umpeso específico definido para serem capazes de se deslocar para cima noreator durante a quebra dos compostos orgânicos da água servida pelo bio-gás formado que adere aos grânulos de microorganismos para separar obiogás formado no separador de gás. Depois da separação do biogás, o pe-so específico particularmente pode não se tornar tão grande para que osgrânulos de microorganismos caiam até o fundo do reator, uma vez que deoutro modo eles podem não mais tomar parte no processo de purificação.Qualquer deposição de cal nos grânulos de microorganismos, entretanto,resulta em uma incalculável mudança do peso específico, a qual pode ter oresultado em que os grânulos de microorganismos podem não mais exercera sua função. A atividade metabólica dos microorganismos anaeróbicostambém efetua uma mudança no balanço cal/dióxido de carbono por causada geração de íons de carbonato de hidrogênio (HCO3) entre outras coisas,o que promove adicionalmente uma precipitação de cal sobre os grânulos demicroorganismos. A fim de assegurar a função dos grânulos de microorga-nismos apesar da precipitação de cal sobre os mesmos, as quantidades derecirculação no reator anaeróbico teriam que ser aumentadas para manteros grânulos em suspensão no reator apesar de seu maior peso específico.Entretanto, a quantidade de recirculação está sujeita a limites pela capaci-dade hidráulica dos separadores, por um lado, e pela necessidade de man-ter o fluxo no reator laminar, por outro lado. Maiores quantidades de recircu-lação, além disso, causam o escape de dióxido de carbono e assim umamudança adicional do balanço cal/dióxido de carbono na direção de precipi-tação de cal por causa do aparecimento de gradientes de pressão na sucçãoe no lado de pressão da bomba na linha de recirculação.
Para superar este problema tem sido proposto, por exemplo, napublicação "anaerobe Behandlung von Abwàssern der Papierindustrie mitthermophilen Mikroorganismen" [Tratamento anaeróbico de águas servidasda indústria de fabricação de papel usando microorganismos termofílicos] deBobek et al. na IPW 7/2005, fornecer inibidores de incrustações para o reatoranaeróbico. Estes inibidores de incrustações, entretanto, têm o resultado emque a proporção inorgânica dos grânulos de microorganismos aumenta adi-cionalmente. Além do mais, por causa da entrega dos inibidores de incrusta-ções, custos adicionais substanciais aparecem na operação dos reatoresanaeróbicos.
Uma outra solução conhecida deste problema compreende re-mover o dióxido de carbono em um reator aeróbico depois de, isto é, a ju-sante do reator anaeróbico. Entretanto, a lama de cal precipitada no estágioaeróbico pode prejudicar a função das unidades de aeração por entupimen-to, o que é por sua vez associado com custos aumentados.
Portanto, é o objetivo da presente invenção fornecer um métodosimples e de baixo custo assim como um aparelho correspondente para apurificação de água servida, particularmente para a purificação de água ser-vida na indústria de fabricação de papel, em que os contaminantes contidosna água servida podem ser quebrados de forma eficiente em um reator ana-eróbico enquanto evitando os problemas supracitados.
Este objetivo é satisfeito de acordo com a invenção por um mé-todo de acordo com a reivindicação 1 e particularmente por um método paraa purificação de água servida, particularmente para a purificação contínua deágua servida na indústria de fabricação de papel, em que a água servida a ser purificada é fornecida para um reator anaeróbico, a água servida é colo-cada em contato com microorganismos anaeróbicos no reator anaeróbicopara quebrar contaminantes contidos na água servida, e a água servida puri-ficada é escoada do reator anaeróbico, com pelo menos uma parte da águaservida sendo submetida a uma etapa de flotação de alívio de pressão (umaflotação por ar dissolvido) com o propósito de desencrostação pelo menosparcial antes da entrega para o reator anaeróbico ou depois do escoamentodo reator anaeróbico.
Uma vez que a água servida a ser purificada é submetida a umaetapa de flotação por ar dissolvido antes da entrega para o reator anaeróbico ou depois do escoamento do reator anaeróbico, a dureza de água da águaservida pode ser reduzida por precipitação de cal de maneira que uma pre-cipitação de cal perturbando a função dos grânulos de microorganismos po-de ser impedida com segurança no reator anaeróbico. Uma vantagem parti-cular adicional do método de acordo com a invenção compreende a etapa de flotação por ar dissolvido sendo capaz de ser executada pelo menos parci-almente em um dispositivo de microflotação que é freqüentemente fornecidopara clarificação grosseira no aparelho para purificação de água servida co-nhecido na técnica anterior e incluindo um reator anaeróbico, de maneiraque somente pequenas modificações são exigidas aos sistemas já existen-tes para a execução do método de acordo com a invenção.
Desencrostação pelo menos parcial é para ser entendida nacompreensão da presente invenção como a redução da dureza de água.No método de acordo com a invenção, pelo menos uma parte daágua servida é preferivelmente submetida a uma etapa de flotação por ardissolvido com o propósito de desencrostação pelo menos parcial antes daentrega para o reator anaeróbico ou é submetida a uma etapa de flotaçãopor ar dissolvido depois do escoamento do reator anaeróbico e é subse-qüentemente guiada pelo menos parcialmente de volta para dentro do reatoranaeróbico.
Na etapa de flotação por ar dissolvido a água servida é preferi-velmente ajustada para um pH neutro ou alcalino, é dosada com gás e épressurizada antes de a água servida tratada deste modo ser exposto a umapressão reduzida. Enquanto que uma precipitação de cal é alcançada peloajuste de um pH neutro ou alcalino, as subseqüentes adição de gás pressu-rizado, pressurização e exposição seguinte a uma pressão ou expansão queé reduzida com relação à pressurização efetuam o borbulhamento de pe-quenas bolhas de gás na mistura de água servida, com as bolhas de gásindividuais fluindo para cima por causa da mistura e em assim fazendo le-vam consigo os flocos de cal precipitado que podem assim ser facilmenteseparados da água sen/ida.
Para alcançar uma eficiente precipitação de cal na etapa de flo-tação por ar dissolvido, é proposto em um desenvolvimento adicional da i-déia da invenção ajustar a água servida para um pH entre 7 e 10, preferi-velmente entre 7 e 9 e preferivelmente de modo particular entre 7,5 e 8,5.Meios adequados de ajuste de pH para o ajuste do pH para as faixas supra-citadas incluem, por exemplo, solução de hidróxido de sódio (NaOH), solu-ção de hidróxido de potássio (KOH) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2). O ajus-te do pH também pode acontecer naturalmente em todos os outros modosconhecidos para os versados na técnica, por exemplo, em que um compostoquímico tal como uréia é cataliticamente, por exemplo, de forma enzimática,convertida em um composto de base tal como amônia.
Para suportar a precipitação de cal e para ser capaz de separaros flocos de cal formados na etapa de flotação por ar dissolvido particular-mente de modo fácil da água servida, tem se comprovado ser vantajoso a-crescentar pelo menos um precipitante e/ou pelo menos um ajudante de flo-culação à água servida antes ou durante a etapa de flotação por ar dissolvi-do. Enquanto que o precipitante facilita a precipitação de cal, o ajudante defloculação efetua a formação de flocos de cal com uma estrutura e tamanho desejados para uma separação simples dos mesmos.
Enquanto que cloreto de polialumínio tem se comprovado comoum precipitante propriamente dito, um exemplo preferido para um ajudantede floculação adequado é poliacrilamida.
De uma maneira geral, a etapa de flotação por ar dissolvido po- de acontecer antes ou depois da entrega da água servida fornecida para oreator anaeróbico, isto é, a água servida a ser purificada pode ser fornecidapara um dispositivo de flotação por ar dissolvido antes da entrega para oreator anaeróbico (gerenciamento de processo a montante), antes de ela serescoada do dispositivo de flotação por ar dissolvido e é fornecida diretamen- te ou indiretamente para o reator anaeróbico, ou a água servida a ser purifi-cada pode primeiro ser fornecida para o reator anaeróbico (gerenciamentode processo a jusante) antes de a água servida escoada do reator anaeróbi-co ser fornecida para um dispositivo de flotação por ar dissolvido. Tem secomprovado ser particularmente vantajoso, dentro da estrutura da presente invenção, fornecer a água servida para um dispositivo de flotação por ar dis-solvido antes da entrega para o reator anaeróbico porque o dispositivo deflotação por ar dissolvido pode então ser combinado com um dispositivo demicroflotação presente para a separação de material particular em sistemasexistentes.
É proposto em um desenvolvimento adicional da idéia da inven-ção, além disso, fornecer uma etapa de pré-acidificação no método de acor-do com a invenção na qual a água servida é submetida à hidrólise e/ou aci-dogênese em um reator de pré-acidificação. Uma pré-purificação da águaservida fornecida para o reator anaeróbico já é assim alcançada. Nesta mo- dalidade da presente invenção, a água servida pode ser fornecida (de volta)para o reator anaeróbico e/ou (de volta) para o reator de pré-acidificaçãodepois da etapa de flotação por ar dissolvido.No método de acordo com a invenção, a temperatura da águaservida, particularmente a temperatura da água servida fornecida para o rea-tor anaeróbico, é preferivelmente regulada e/ou monitorada para ajustar atemperatura ideal para os microorganismos contidos no reator anaeróbico.
De acordo com uma modalidade preferida para execução a ju-sante - com relação à etapa de purificação anaeróbica - da etapa de flotaçãopor ar dissolvido, provisão é feita para fornecer a água servida a ser purifica-da continuamente para um dispositivo de flotação por ar dissolvido, no qual aetapa de flotação por ar dissolvido acontece, e para misturá-la ali com pelo menos uma parte da água servida escoada continuamente do reator anae-róbico, e para escoar pelo menos parcialmente água servida desencrostadacontinuamente do dispositivo de flotação por ar dissolvido que é guiada paradentro de um reator de pré-acidificação assim como daí continuamente paradentro do reator anaeróbico.
Alternativamente a isto, também é possível fornecer a água ser-vida a ser purificada continuamente para um dispositivo de flotação por ardissolvido, no qual a etapa de flotação por ar dissolvido acontece, e misturá-la ali com pelo menos uma parte da água servida escoada continuamente doreator anaeróbico, e escoar pelo menos parcialmente água desencrostadacontinuamente do dispositivo de flotação por ar dissolvido que é guiada con-tinuamente para dentro do reator anaeróbico. É, além disso, também possí-vel separar a água servida desencrostada pelo menos parcialmente escoadade forma contínua do dispositivo de flotação por ar dissolvido em duas par-tes de fluxo e guiar uma parte de fluxo (de volta) para dentro do reator anae- róbico e a outra parte de fluxo (de volta) para dentro do reator de pré-acidificação e/ou escoar pelo menos uma parte dela do aparelho e reutilizá-la em um processo de produção.
De acordo com uma modalidade preferida para execução a ju-sante, com relação à etapa de purificação anaeróbica, da etapa de flotação por ar dissolvido, provisão é feita para a água servida a ser purificada serfornecida continuamente para um reator de pré-acidificação assim como pa-ra guiá-la daí para dentro do reator anaeróbico, para escoar água servidapurificada continuamente do reator anaeróbico em que pelo menos uma par-te da qual é guiada para dentro de um dispositivo de flotação por ar dissolvi-do no qual a etapa de flotação por ar dissolvido acontece, e para escoar á-gua servida continuamente do dispositivo de flotação por ar dissolvido que é guiada de volta para dentro do reator de pré-acidificação e/ou para dentro doreator anaeróbico.
É proposto em um desenvolvimento adicional da idéia da inven-ção separar a água servida purificada escoada continuamente do reator a-naeróbico em duas partes de fluxo, das quais uma é escoada do aparelho, com a outra parte de fluxo sendo guiada para dentro do dispositivo de flota-ção por ar dissolvido.
Na modalidade mencionada por último, tem se comprovado servantajoso que a parte de fluxo fornecida para o dispositivo de flotação por ardissolvido esteja, com relação ao fluxo total escoado do reator anaeróbico, entre 5% e 80%, e preferivelmente de modo particular entre 30% e 50%.
O gerenciamento de processo acontece preferivelmente de ma-neira tal que a dureza de água na etapa de flotação por ar dissolvido é redu-zida por pelo menos 5%, preferivelmente de modo particular por pelo menos20% e muito preferivelmente de modo particular por pelo menos 40%.
Um objetivo adicional da invenção predefinida é um aparelhopara a purificação de água servida que é particularmente adequado para aexecução do método descrito anteriormente de acordo com a invenção.
De acordo com a invenção, o aparelho inclui pelo menos um rea-tor para a purificação anaeróbica de água servida tendo pelo menos umalinha de fornecimento para a entrega de água servida a ser purificada para oreator assim como tendo pelo menos uma linha de escoamento para o esco-amento de água servida purificada pelo reator, com o aparelho incluindo,além disso, um dispositivo de flotação por ar dissolvido tendo um reator deflotação por ar dissolvido, o dito dispositivo de flotação por ar dissolvido sen-do conectado a pelo menos uma linha de escoamento do reator anaeróbico,por meio de uma linha de fornecimento de flotação por ar dissolvido, de ma-neira tal que pelo menos uma parte de fluxo da água servida purificada es-coada do reator anaeróbico através da linha de escoamento pode ser guiadapara dentro do reator de flotação por ar dissolvido, com o dispositivo de flo-tação por ar dissolvido tendo pelo menos uma linha de fornecimento para ummeio de ajuste de pH e o dispositivo de flotação por ar dissolvido incluindo,além disso, uma linha de retorno conduzindo do reator de flotação por ardissolvido diretamente ou de forma indireta para o reator anaeróbico, preferi-velmente uma linha de retorno de líquido para a pelo menos parte de retornode água servida. Neste aspecto, o dispositivo de flotação por ar dissolvidopode ser conectado a pelo menos uma linha de escoamento do reator anae-róbico, por meio de uma linha de fornecimento de flotação por ar dissolvido,de maneira tal que pelo menos uma parte de fluxo da água servida purifica-da escoada do reator anaeróbico através da linha de escoamento é guiadadiretamente ou de forma indireta, isto é, por meio de partes de aparelho adi-cionais, para dentro do reator de flotação por ar dissolvido.
O aparelho preferivelmente tem uma linha de fornecimento deágua servida que é arranjada a jusante do reator anaeróbico e é conectadaem uma maneira de conduzir líquido para uma linha de fornecimento de flo-tação por ar dissolvido ou para o reator de flotação por ar dissolvido.
Além disso, é preferido que o dispositivo de flotação por ar dis-solvido tenha pelo menos uma linha de fornecimento para um precipitantee/ou um ajudante de floculação.
É proposto em um desenvolvimento adicional da idéia da inven-ção fornecer pelo menos uma linha de fornecimento para um gás pressuri-zado no dispositivo de flotação por ar dissolvido.
De acordo com uma modalidade preferida adicional da presenteinvenção, o dispositivo de flotação por ar dissolvido tem um dispositivo dedissolução de gás que é conectado ao reator de flotação por ar dissolvidopor meio de uma linha e para dentro do qual a linha de fornecimento de gáspressurizado se abre.
Além do mais, tem se comprovado ser conveniente a linha defornecimento de água servida abrir para uma unidade misturadora e abrir daípor meio de uma linha de fornecimento para dentro do reator de flotação porar dissolvido, com a unidade misturadora tendo preferivelmente uma linha defornecimento para meios de ajuste de pH e/ou uma linha de fornecimentopara precipitantes e/ou ajudantes de floculação.
Para alcançar uma pré-purificação da água servida, o aparelho,além disso, tem preferivelmente um dispositivo de pré-acidificação que épreferivelmente fornecido a montante do reator anaeróbico.
É proposto em um desenvolvimento adicional da idéia da inven-ção conectar o dispositivo de pré-acidificação na sua região de entrada defluxo a uma linha de retorno do dispositivo de flotação por ar dissolvido e nasua região de saída de fluxo à linha de fornecimento do reator anaeróbico.
Alternativamente a isto, também é possível permitir a uma linhade retorno do dispositivo de flotação por ar dissolvido abrir diretamente oupor meio de um dispositivo misturador arranjado na linha entre o dispositivode pré-acidificação e o reator anaeróbico para a região de entrada de fluxodo reator anaeróbico.
De acordo com uma modalidade preferida adicional da presenteinvenção, provisão é feita para o aparelho ter uma linha de fornecimento deágua servida que é arranjada a montante do reator anaeróbico e é conecta-da em uma maneira de conduzir fluido para a linha de fornecimento do reatoranaeróbico.
Particularmente com a modalidade supracitada, o aparelho podetambém ter, além disso, um dispositivo de pré-acidificação, com o dispositivode pré-acidificação sendo conectado na sua região de entrada de fluxo àlinha de fornecimento de água servida e na sua região de saída de fluxo àlinha de fornecimento do reator anaeróbico, com a linha de retorno do dispo-sitivo de flotação por ar dissolvido sendo capaz de ser conectada à região deentrada de fluxo do dispositivo de pré-acidificação e/ou à região de entradade fluxo do reator anaeróbico.
Para ajustar uma temperatura que seja particularmente ideal pa-ra os microorganismos contidos no reator anaeróbico, o aparelho tem prefe-rivelmente um dispositivo de ajuste de temperatura que é arranjado preferi-velmente na linha de retomo. O dispositivo de ajuste de temperatura é prefe-rivelmente um trocador de calor ou um dispositivo de resfriamento, por e-xemplo, uma torre de resfriamento.
O reator anaeróbico tem preferivelmente um tanque de reatorem cuja região inferior é arranjada a linha de fornecimento para o reator a- naeróbico, pelo menos um distribuidor de entrada de fluxo para a mistura daágua servida fornecida para o reator com o meio localizado no reator, pelomenos um transbordamento arranjado na parte superior do tanque de reatorpara o escoamento de água purificada para a linha de escoamento de reator,assim como pelo menos um separador. Além do mais, o reator anaeróbico pode ter uma linha descendente que é preferivelmente arranjada de formaconcêntrica em volta do eixo geométrico longitudinal do reator.
A presente invenção será descrita a seguir puramente a título deexemplo com referência às modalidades vantajosas e aos desenhos anexos.
Estão mostrados:
A figura 1 é uma vista esquemática de um aparelho para a purifi-cação de água servida na indústria de fabricação de papel de acordo com atécnica anterior;
A figura 2 é uma vista esquemática de um aparelho para a purifi-cação de água servida na indústria de fabricação de papel de acordo comuma primeira modalidade da presente invenção;
A figura 3 é uma vista esquemática de um aparelho para a purifi-cação de água servida na indústria de fabricação de papel de acordo comuma segunda modalidade da presente invenção;
A figura 4 é uma vista esquemática de um aparelho para a purifi-cação de água servida na indústria de fabricação de papel de acordo comuma terceira modalidade da presente invenção; e
A figura 5 é uma vista esquemática de um aparelho para a purifi-cação de água servida na indústria de fabricação de papel de acordo comuma quarta modalidade da presente invenção.
O aparelho mostrado na figura 1 para a purificação de água ser-vida de acordo com a técnica anterior inclui um reator anaeróbico 12, assimcomo um dispositivo de pré-acidificação 14. O dispositivo de pré-acidificação14 é conectado antes do reator anaeróbico 12 e é conectado a ele por meiode uma linha de fornecimento 16 e de uma bomba 18. O dispositivo de pré-acidificação 14, além disso, tem uma linha de entrada de fluxo 20 para meiosde ajuste de pH, nutrientes, elementos traço e outros mais, assim como uma linha de fornecimento de água servida 22 para a entrega da água servida aser purificada no dispositivo de pré-acidificação 14. Além do mais, o apare-lho 10 inclui uma linha de escoamento anaeróbico 24 por meio da qual a á-gua servida purificada no reator anaeróbico 12 é escoada do reator 12. Duaslinhas de escoamento de parte de fluxo 26, 26', das quais a linha de parte de fluxo 26 retorna através da bomba 18' para a região de entrada de fluxo doreator anaeróbico 12, bifurcam da linha de escoamento 24, enquanto queuma parte de fluxo da água servida purificada é escoada do aparelho 10 a-través da linha de parte de fluxo 26'. Finalmente, o reator anaeróbico 12 temuma linha de escoamento de gás 28 para o escoamento do biogás formado no reator anaeróbico 12.
Na operação do aparelho 10, a água servida a ser purificada, aqual se origina de uma fábrica de produção de papel, por exemplo, é primei-ramente guiada através da linha de fornecimento de água servida 22 para odispositivo de pré-acidificação 14 no qual ela é ajustada pelos aditivos e ma- teriais auxiliares, tais como meios de ajuste de pH, nutrientes e/ou elemen-tos traço fornecidos através da linha de entrada de fluxo 20, para condiçõesadequadas para o reator anaeróbico 12 a jusante juntamente com os quaisos microorganismos contidos no reator estão ativos de forma metabológica.Soluções de hidróxido de metal alcalino ou de terra alcalina, tais como solu- ção de hidróxido de sódio, são usadas como meios de ajuste de pH, enquan-to que uréia e fosfato de hidrogênio de potássio são exemplos de nutrientese elementos traço adequados. Além do mais, uma decomposição parcial doscontaminantes acontece no dispositivo de pré-acidificação 14 pela hidrólise eacidogênese enzimáticas. Depois de a água servida no dispositivo de pré- acidificação 14 ter sido misturada com aditivos e materiais auxiliares, ela ébombeada para dentro do reator anaeróbico 12 através da linha de forneci-mento 16 por meio da bomba 18.No reator anaeróbico 12, a água servida introduzida é primeira-mente misturada com o meio localizado no reator 12 por meio de um distri-buidor de entrada de fluxo (não mostrado) na região inferior do reator 12 e éguiada através de um leito de lama (não mostrado) localizado acima da en-trada de fluxo e contendo grânulos de microorganismos, com os microorga-nismos anaeróbicos localizados no reator 12 quebrando os contaminantesorgânicos contidos na água servida predominantemente para dióxido de car-bono e metano. O biogás que é formado na quebra dos compostos orgâni-cos, e que particularmente inclui metano e dióxido de carbono, se acumulaparcialmente na forma de pequenas bolhas nos grânulos de microorganis-mos e se desloca para cima no reator parcialmente na forma de bolhas degás livres. O peso específico dos grânulos cai por causa das bolhas de gásacumuladas de maneira que os grânulos se deslocam para cima no reator.
Para separar o biogás formado e os grânulos que se elevam da água, sepa-radores (não mostrados) são arranjados no meio e/ou parte superior do rea-tor, usualmente na forma de coifas de gás sob a qual o biogás de topo seacumula que forma uma almofada de gás sob a qual uma camada de flota-ção de grânulos de microorganismos e água servida fica localizada. Águapurificada livre de gás e de grânulos de microorganismos se desloca paracima no reator e é escoada na extremidade superior do reator através dalinha de escoamento 24, enquanto que o biogás formado deixa o reator ana-eróbico 12 através da linha de escoamento de gás 28.
Uma parte de fluxo é escoada da água servida purificada escoa-da continuamente durante a operação do aparelho 10, proveniente do reatoranaeróbico 12 através da linha de escoamento 24, através da linha de partede fluxo 26' do aparelho 10, enquanto que a outra parte de fluxo é guiada devolta através da linha de parte de fluxo 26 para a região de entrada de fluxodo reator anaeróbico 12. Por causa da atividade metabólica dos microorga-nismos anaeróbicos, uma mudança no balanço cal/ácido carbônico ocorreno reator anaeróbico 12, pela qual uma precipitação de cal ocorre nos grânu-los de microorganismos agindo como núcleos de cristalização, o que temuma influência negativa na sua capacidade funcional.Ao contrário do aparelho 10 de acordo com a técnica anteriormostrado na figura 1, o aparelho 10 para a purificação de água servida mos-trado na figura 2 tem um dispositivo de flotação por ar dissolvido 30, mostra-do confinado por linhas tracejadas na figura 2, ao lado do reator anaeróbico12 e do dispositivo de pré-acidificação 14. Além do mais, a água servida aser purificada não é fornecida para o aparelho 10 por meio de uma linha defornecimento de água servida levando ao dispositivo de pré-acidificação 14,mas por meio de uma linha de água servida 22 levando ao dispositivo deflotação por ar dissolvido 30.
O dispositivo de flotação por ar dissolvido 30 inclui um dispositi-vo de ajuste de pH 32 ao qual uma substância, por exemplo, solução de hi-dróxido de sódio, adequada para o ajuste do pH da água servida fornecidaatravés da linha de parte de fluxo 26 do reator anaeróbico 12 para o disposi-tivo de flotação por ar dissolvido, pode ser fornecida por meio de uma linhade entrada de fluxo 20'. Além do mais, o dispositivo de flotação por ar dissol-vido 30 inclui um reator de flotação por ar dissolvido 34 no qual cal é sepa-rada da água servida por meio de flotação por água dissolvida. Para estepropósito, o reator de flotação por ar dissolvido 34 tem uma linha de circuito36 que é conectada a uma unidade de mistura 38 e a um reator de dissolu-ção de gás 40. Precipitantes e/ou ajudantes de floculação podem ser acres-centados à unidade de mistura 38 através da linha de entrada de fluxo 20",20'", enquanto que o reator de dissolução de gás 40 é equipado com umalinha de fornecimento de gás pressurizado 42.
A linha de fornecimento de água servida 22 leva a uma unidademisturadora 43 na qual as linhas de entrada de fluxo 21, 21' igualmente seabrem, através das quais meios de ajuste de pH, precipitantes e/ou ajudan-tes de floculação podem ser acrescentados à água servida a ser purificadana unidade misturadora 43. A água servida a ser purificada fornecida para oaparelho 10 se desloca da unidade misturadora 43 através da linha de en-trada de fluxo 46 para dentro do reator de flotação por ar dissolvido 34.
Uma linha de retorno 44 na qual um dispositivo de resfriamento(não mostrado) pode ser fornecido opcionalmente é fornecida na região desaída de fluxo do reator de flotação por ar dissolvido e leva, de acordo comuma primeira variante desta modalidade, como uma linha de retorno 44apara a região de entrada de fluxo do reator anaeróbico 12 ou como uma li-nha de retorno 44b para a região de entrada de fluxo do reator de pré-acidificação 14. Também é igualmente possível fornecer tanto uma linha deretorno 44a quanto uma linha de retorno 44b de maneira que uma parte daágua desencrostada purificada guiada de volta através da linha 44 seja gui-ada através da linha de retorno 44a para a região de entrada de fluxo do rea-tor anaeróbico 12, e a parte restante da água servida desencrostada purifi-cada guiada de volta através da linha 44 seja guiada através da linha de re-torno 44b para a região de entrada de fluxo do reator de pré-acidificação 14.A linha de retorno 44a pode também levar, em vez de tal como mostradodiretamente para o reator anaeróbico 12, para um dispositivo misturador,não mostrado aqui, que pode ser fornecido entre o reator de pré-acidificação 14 e o reator anaeróbico 12 na linha 16, particularmente antes da bomba 18.
Na operação do aparelho 10 mostrado na figura 2, a água servi-da a ser purificada é levada continuamente através da linha de entrada defluxo de água servida 22 para a unidade misturadora 43 na qual ela é mistu-rada com meios de ajuste de pH, precipitantes e ajudantes de floculaçãofornecidos para a unidade misturadora 43 através das linhas de entrada defluxo 21, 21', de maneira que condições adequadas para uma precipitaçãode cal da água servida são estabelecidas, com o pH ajustado atingindo pre-ferivelmente entre 7,5 e 8,5. A água servida tratada desta maneira é guiadacontinuamente através da linha de entrada de fluxo 46 da unidade mistura- dora 43 para dentro do reator de flotação por ar dissolvido 34. Além do mais,uma parte de fluxo da água servida purificada escoada continuamente doreator anaeróbico 12 através da linha 34 é guiada através da linha de partede fluxo 26 para dentro do dispositivo de ajuste de pH 32, no qual a águaservida a ser purificada é misturada com os meios de ajuste de pH forneci- dos para o dispositivo de ajuste de pH 32 através da linha de entrada de flu-xo 20' e é ajustada para condições adequadas para precipitação de cal. Aparcela da parte de fluxo fornecida para o dispositivo de ajuste de pH 32 a-través da linha de parte de fluxo 26 atinge preferivelmente, com relação aofluxo total escoado do reator anaeróbico 12 através da linha de escoamento24, a 5% a 80% e preferivelmente de modo particular a 30% a 50%. É, alémdisso, preferido que o pH desta parte de fluxo seja ajustado pela adição domeio de ajuste de pH, preferivelmente solução de hidróxido de sódio, para7,5 a 8,5. A concentração de solução de hidróxido de sódio depois da adiçãodo meio de ajuste de pH pode, por exemplo, atingir, com relação a uma so-lução de 50% em peso, a 0,2 a 0,6 l/m3. Subseqüentemente a mistura assimgerada é guiada por meio de uma linha de fornecimento de flotação por ardissolvido 46' para dentro do reator de flotação por ar dissolvido 34.
Uma parte do líquido localizado no reator de flotação por ar dis-solvido 34 é removida continuamente do reator de flotação por ar dissolvido34 através da linha de circuito 36 e esta parte de fluxo é guiada através daunidade de mistura 38 e do reator de dissolução de gás 40 antes da parte defluxo ser de novo guiada de volta para dentro do reator de flotação por ardissolvido 34. Precipitantes e ajudantes de floculação que suportam a preci-pitação de cal e a formação de flocos de cal dimensionados adequadamentepara uma separação da água servida são misturados à parte de fluxo na u-nidade de mistura 38 através das linhas de entrada de fluxo 20", 20'". Clore-to de polialumínio, por exemplo, pode ser usado como o precipitante, en-quanto que poliacrilamida é um exemplo de um ajudante de floculação ade-quado. Um gás pressurizado, por exemplo, ar ou um outro gás contendo o-xigênio ou também um gás livre de oxigênio é acrescentado através da linhade fornecimento de gás pressurizado 42 à parte de fluxo no reator de disso-lução de gás 40 fornecido a jusante da unidade de mistura 38, com o propó-sito de preparação para a subseqüente flotação por ar dissolvido, e a partede fluxo misturada com o gás pressurizado é pressurizada antes de a partede fluxo assim tratada ser guiada de volta para dentro do reator de flotaçãopor ar dissolvido 34. No reator de flotação por ar dissolvido 34, a misturapressurizada misturada com gás se expande repentinamente de maneiraque o gás presente na forma dissolvida na água borbulha e se desloca paracima na forma de bolhas de gás no reator de flotação por ar dissolvido 34.Ao mesmo tempo, a cal localizada na água forma flocos de tamanho e estru-tura adequados por causa dos precipitantes e ajudantes de floculação pre-sentes, de maneira que eles são impulsionados para a superfície da água noreator de flotação por ar dissolvido 34 pela elevação das bolhas de gás. Em- bora a lama de cal assim formada seja removida do reator de flotação por ardissolvido 34 por meio da linha de escoamento de lama 48, a água purifica-da livre de cal é guiada, dependendo da variante de método, através da linhade retorno 44a diretamente ou através do dispositivo misturador mencionadoanteriormente para a região de entrada de fluxo do reator anaeróbico 12 e/ou através da linha de retorno 44b para a região de entrada de fluxo doreator de pré-acidificação 14.
Por causa da precipitação e separação da cal da água servidafornecida para o aparelho 10 através da linha de fornecimento de água ser-vida 22 e por causa da precipitação e separação da cal da parte de fluxo fornecida para o dispositivo de flotação por ar dissolvido 30 e se originandodo reator anaeróbico 12 no dispositivo de flotação por ar dissolvido 30, a du-reza de água da água servida fornecida para o reator anaeróbico 12 atravésda linha de entrada de fluxo 16 e, opcionalmente, da linha de retorno 44a éreduzida para um valor adequadamente baixo de maneira tal que nenhumaquantidade de cal é separada no reator anaeróbico 12 que perturba a funçãodos grânulos de microorganismos, de maneira que a eficiência de purifica-ção do reator anaeróbico 12 é otimizada.
Uma vez que a água servida a ser purificada e fornecida para oaparelho 10 através da linha de fornecimento de água servida 22 é primei- ramente guiada para dentro do dispositivo de flotação por ar dissolvido 30,antes de ela ser guiada para dentro do reator anaeróbico 12 disposto a ju-sante do dispositivo de flotação por ar dissolvido 30, um dispositivo de micro-flotação conectado como uma regra antes do reator anaeróbico 12 no apare-lho conhecido da técnica anterior e agindo como um dispositivo para a sepa-ração de material particular pode ser combinado com o reator de flotação porar dissolvido 34. Os custos para o aparelho 10 podem ser assim substanci-almente reduzidos.No aparelho mostrado na figura 2, as duas linhas de entrada defluxo 20' 21 para meios de ajuste de pH são fornecidas, das quais a linha deentrada de fluxo 20' se abre para a parte de fluxo fornecida através da linhade parte de fluxo 26 pelo reator anaeróbico através do dispositivo de ajustede pH 32, e a linha de entrada de fluxo 21 se abre através da unidade mistu-radora 43 para a água servida a ser purificada fornecida através da linha defornecimento de água servida 22. Em vez disto, somente uma das linhas deentrada de fluxo 20', 21 também pode ser fornecida ou em vez de ambas aslinhas, uma linha de entrada de fluxo para meios de ajuste de pH (não mos-trada) levando diretamente ao reator de flotação por ar dissolvido 34 podeser fornecida. Igualmente, a linha de fornecimento 21' para precipitantese/ou ajudantes de floculação levando à unidade misturadora 43 pode serdispensada, de maneira que a concentração de precipitantes e/ou ajudantesde floculação acontece unicamente através das linhas de entrada de fluxo20", 20"'.
O aparelho 10 de acordo com uma segunda modalidade da pre-sente invenção mostrada na figura 3 difere desse mostrado na figura 2 emque a parte de fluxo fornecida para o dispositivo de flotação por ar dissolvido30, proveniente do reator anaeróbico 12 através da linha de parte de fluxo26, não é guiada diretamente para dentro do reator de flotação por ar dissol-vido 34 depois do dispositivo de ajuste de pH 32, mas em vez disto primei-ramente para a linha 36' guiada para a unidade de mistura 38. Além do mais,uma linha de circuito 36 é fornecida que leva do reator de flotação por ar dis-solvido 34 para a linha 36' e que é fornecida com uma válvula 49 por meioda qual a linha de circuito pode ser aberta ou fechada. Alternativamente àmodalidade mostrada na figura 3, a parte de fluxo fornecida para o dispositi-vo de flotação por ar dissolvido 30, proveniente do reator anaeróbico 12 a-través da linha de parte de fluxo 26, também pode ser fornecida depois dodispositivo de ajuste de pH 32 por meio de uma ponta de sucção de umabomba de pressão para o reator de dissolução de gás 40.
Ao contrário do aparelho 10 mostrado nas figuras 2 e 3, a linhade fornecimento de água servida 22 no aparelho 10 mostrado na figura 4 deacordo com uma terceira modalidade da presente invenção não é fornecidaa jusante, mas em vez disto a montante do reator anaeróbico 12 e se abrediretamente para dentro do dispositivo de pré-acidificação 14. Na operaçãodeste aparelho, a água servida a ser purificada é guiada desta maneira jun-tamente com aditivos e materiais auxiliares fornecidos através da linha deentrada de fluxo 20 para dentro do dispositivo de pré-acidificação 14, no quala água servida é ajustada, por um lado, para condições adequadas para oreator anaeróbico 12 subseqüente e é submetida, por outro lado, à hidrólisee acidogênese enzimáticas, com biopolímeros contidos na água servida taiscomo polissacarídeos, polipeptídeos e gorduras sendo quebrados até seusmonômeros como açúcar, aminoácidos e ácidos graxos na hidrólise enzimá-tica e os monômeros sendo convertidos por microorganismos acidogênicosna acidogênese em ácidos orgânicos, álcoois, aldeídos, outros compostos,dióxido de carbono e hidrogênio. A água servida pré-tratada desta maneira ésubseqüentemente introduzida através da linha de fornecimento 16 no reatoranaeróbico 12, no qual os contaminantes orgânicos contidos na água servi-da são convertidos pelo efeito dos microorganismos anaeróbicos principal-mente em dióxido de carbono e metano. A água servida purificada é em se-guida escoada do reator anaeróbico 12 através da linha de escoamento 24 eé separada em duas partes de fluxo, das quais a uma parte de fluxo é esco-ada do aparelho 10 através da linha de parte de fluxo 26', enquanto que aoutra parte de fluxo é guiada através da linha de parte de fluxo 26, atravésdo dispositivo de ajuste de pH 32 e através da linha de fornecimento de flo-tação por ar dissolvido 46 para dentro do reator de flotação por ar dissolvido34, onde a cal é precipitada da água servida e é separada da água servida.Finalmente, a água servida purificada e desencrostada é guiada através dalinha de retorno 44a para dentro do reator anaeróbico 12 e/ou através dalinha de retorno 44b para dentro do dispositivo de pré-acidificação 14.
Na última variante mencionada do retorno da água servida puri-ficada e desencrostada para o dispositivo de pré-acidificação 14, a razão dequantidade da água servida a ser purificada fornecida para o dispositivo depré-acidificação 14, através da linha de fornecimento de água servida 22,para a água retornada do dispositivo de flotação por ar dissolvido 30 é prefe-rivelmente em uma faixa entre 0,5 e 3. O conteúdo de cal da água fluindopara dentro do reator anaeróbico 12 é reduzido em 30% a 60% por esta mis-tura, o que impede a formação de acumulações de cal no interior do reatoranaeróbico 12 e particularmente nos grânulos de microorganismos. A forma-ção de cal nos grânulos no reator anaeróbico 12 e assim seu comportamen-to de flutuação podem ser influenciados e controlados diretamente pelo con-trole direto da quantidade da água desencrostada retornada através da linhade retorno 44b e/ou pelo ajuste do grau de desencrostação no reator de flo-tação por ar dissolvido 34.
Em contraste, a variante mencionada primeiramente para o re-torno da água servida purificada e desencrostada para a região de entradade fluxo do reator anaeróbico 12 deve ser preferivelmente selecionadaquando um gás pobre em oxigênio, particularmente nitrogênio, dióxido decarbono ou metano, é fornecido para a unidade de mistura 38, uma vez quebactérias de formação de metano são usadas no reator anaeróbico que sãorigorosamente anaeróbicas e não podem tolerar qualquer oxigênio. Esta va-riante é particularmente recomendada quando o reator anaeróbico 12 deveser otimizado diretamente.
O aparelho 10 mostrado na figura 5 difere desse mostrado nafigura 4 em que o fluxo de água escoado do reator anaeróbico 12, através dalinha de escoamento 24, é completamente introduzido através da linha defornecimento de flotação por ar dissolvido 46 no reator de flotação por ardissolvido 34; o fluxo de água 24 desta maneira não é dividido em partes defluxo. Em uma diferença adicional para o aparelho mostrado na figura 4, umalinha de escoamento de água 50 é fornecida no reator de flotação por ar dis-solvido 34 no aparelho 10 mostrado na figura 5 e uma parte do fluxo de lí-quido recirculado através da linha de circuito 36 é escoada do aparelho 10para dar fim a ela ou para reutilizá-la. Esta variante de método é particular-mente vantajosa quando um gás contendo oxigênio, preferivelmente ar, éusado na unidade de mistura 38 porque uma assim chamada "oxidação re-lâmpago" do restante do material orgânico acontece assim simultaneamenteno reator de flotação por ar dissolvido 34.
Lista de números de referência:
10 aparelho para purificação de água servida 12 reator anaeróbico 14 dispositivo de pré-acidificação 16 linha de fornecimento de reator anaeróbico 18, 18' bomba 20, 20', 20", 20'" linha de entrada de fluxo 21, 21' linha de entrada de fluxo 22 linha de fornecimento de água servida 24 linha de escoamento de reator anaeróbico 26, 26' linha de parte de fluxo 28 linha de escoamento de gás 30 dispositivo de flotação por ar dissolvido 32 dispositivo de ajuste de pH 34 reator de flotação por ar dissolvido 36 linha (circuito) 38 unidade de mistura 40 reator de dissolução de gás 42 linha de fornecimento de gás pressurizado 43 unidade misturadora 44 linha de retorno 44a linha de retorno para dentro do reator anaeróbico 44b linha de retorno para dentro do reator de pré-acidificação 46, 46' linha de fornecimento de flotação por ar dissolvido 48 linha de escoamento de lama/cal 49 válvula 50 linha de escoamento de água
Claims (34)
1. Método para a purificação de água servida, particularmentepara a purificação contínua de água servida na indústria de fabricação depapel, em que água servida a ser purificada é fornecida para um reator ana-eróbico (12), a água servida é colocada em contato com microorganismosanaeróbicos no reator anaeróbico (12) para quebrar contaminantes contidosna água servida e a água servida purificada é escoada do reator anaeróbico(12),caracterizado pelo fato de quepelo menos uma parte da água servida é submetida a uma etapade flotação por ar dissolvido com o propósito da desencrostação pelo menosparcial antes da entrega para o reator anaeróbico (12) ou depois do escoa-mento do reator anaeróbico (12).
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que pelo menos uma parte da água servida é submetida a uma etapade flotação por ar dissolvido com o propósito da desencrostação pelo menosparcial depois do escoamento do reator anaeróbico (12) e uma parte dela ésubseqüentemente guiada de volta para dentro do reator anaeróbico (12).
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que a água servida é ajustada para um pH neutroou alcalino na etapa de flotação por ar dissolvido, é dosada com gás e épressurizada antes de a água servida tratada deste modo ser exposta a umapressão reduzida.
4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações ante-riores, caracterizado pelo fato de que a água servida é ajustada na etapa deflotação por ar dissolvido para um pH entre 7 e 10, preferivelmente entre 7 e-10 e preferivelmente de modo particular entre 7,5 e 8,5.
5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações ante-riores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um precipitante e/ou pelomenos um ajudante de floculação é acrescentado à água servida antes oudurante a etapa de flotação por ar dissolvido.
6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o pelo menos um precipitante é cloreto de polialumínio.
7. Método de acordo com a reivindicação 5 ou reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que o pelo menos um ajudante de floculação époliacrilamida.
8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações ante-riores, caracterizado pelo fato de que a água servida a ser purificada é for-necida para um dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) antes da entre-ga para o reator anaeróbico (12), antes de ela ser escoada do dispositivo deflotação por ar dissolvido (30), e é fornecida diretamente ou de forma indiretapara o reator anaeróbico (12).
9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-7, caracterizado pelo fato de que a água servida a ser purificada é primeira-mente fornecida para o reator anaeróbico (12) antes de a água servida es-coada do reator anaeróbico (12) ser fornecida para um dispositivo de flota-ção por ar dissolvido (30).
10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que ele, além disso, inclui uma etapa depré-acidificação, na qual a água servida é submetida à hidrólise e/ou acido-gênese em um reator de pré-acidificação (14).
11. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que a água servida é guiada depois daetapa de flotação por ar dissolvido (de volta) para dentro do reator anaeróbi-co (12) e/ou (de volta) para dentro do reator de pré-acidificação (14).
12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que nele a temperatura da água servida,particularmente aquela da água servida fornecida para o reator anaeróbico(12), é regulada e/ou monitorada.
13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que a água servida a ser purificada é for-necida continuamente para um dispositivo de flotação por ar dissolvido (30)no qual a etapa de flotação por ar dissolvido acontece e é ali misturada compelo menos uma parte da água servida escoada continuamente do reatoranaeróbico (12), e água desencrostada pelo menos parcialmente é escoadacontinuamente do dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) e é guiadapara dentro de um reator de pré-acidificação (14) e também continuamentedaí para dentro do reator anaeróbico (12).
14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que a água servida a ser purificada écontinuamente fornecida para um dispositivo de flotação por ar dissolvido(30) no qual a etapa de flotação por ar dissolvido acontece e é ali misturadacom pelo menos uma parte da água servida escoada continuamente do rea- tor anaeróbico, e água servida desencrostada pelo menos parcialmente éescoada continuamente do dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) e éguiada continuamente para dentro do reator anaeróbico (12) e/ou pelo me-nos uma parte dela é escoada do aparelho (10) e é reutilizada em um pro-cesso de produção.
15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a-12, caracterizado pelo fato de que a água servida a ser purificada é continu-amente fornecida para um reator de pré-acidificação (14) e também é guiadadaí para dentro do reator anaeróbico (12), água servida é escoada continu-amente do reator anaeróbico (12), pelo menos uma parte da qual é guiada para dentro de um dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) no qual aetapa de flotação por ar dissolvido acontece, e água servida é escoada con-tinuamente do dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) e é guiada devolta para dentro do reator de pré-acidificação (14) e/ou diretamente ou atra-vés de um dispositivo misturador arranjado entre o reator de pré-acidificação (14) e o reator anaeróbico (12) para dentro do reator anaeróbico e/ou pelomenos uma parte dela é escoada do aparelho (10) e é reutilizada em umprocesso de produção.
16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 13a 15, caracterizado pelo fato de que a água servida purificada escoada con- tinuamente do reator anaeróbico (12) é separada em duas partes de fluxodas quais uma é escoada do aparelho, com a outra parte de fluxo sendoguiada para dentro do dispositivo de flotação por ar dissolvido (30).
17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pe-lo fato de que a parte de fluxo fornecida para o dispositivo de flotação por ardissolvido (30) atinge, com relação ao fluxo total escoado do reator anaeró-bico (12), entre 5% e 80% e preferivelmente de modo particular entre 30% e 50%.
18. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações an-teriores, caracterizado pelo fato de que a dureza de água na etapa de flota-ção por ar dissolvido é reduzida por pelo menos 5%, preferivelmente de mo-do particular por pelo menos 20% e muito preferivelmente de modo particularpor pelo menos 40%.
19. Aparelho para a purificação de água servida, particularmentepara a purificação contínua de água servida na indústria de fabricação depapel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, compreen-dendo pelo menos um reator (12) para a purificação anaeróbica de águaservida tendo pelo menos uma linha de fornecimento (16) para a entrega deágua servida a ser purificada no reator (12), assim como tendo pelo menosuma linha de escoamento (24) para o escoamento de água purificada peloreator (12),caracterizado pelo fato de queo aparelho (10) inclui além disso um dispositivo de flotação porar dissolvido (30) que tem um reator de flotação por ar dissolvido (34) e queé conectado a pelo menos uma linha de escoamento (24) do reator anaeró-bico (12), por meio de uma linha de fornecimento de flotação por ar dissolvi-do (46'), de maneira tal que pelo menos uma parte de fluxo da água servidapurificada escoada do reator anaeróbico (12) através da linha de escoamen-to (24) pode ser guiada para dentro do reator de flotação por ar dissolvido(34), com o dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) tendo pelo menosuma linha de fornecimento (20', 21) para um meio de ajuste de pH, e o dis-positivo de flotação por ar dissolvido (30) incluindo além disso uma linha deretorno (44, 44a, 44b) levando do reator de flotação por ar dissolvido (34)diretamente ou de forma indireta para o reator anaeróbico (12).
20. Aparelho de acordo com a reivindicação 19, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) inclui umalinha de retorno de líquido (44, 44a, 44b) levando do reator de flotação por ardissolvido (34) diretamente ou de forma indireta para o reator anaeróbico(12) para a pelo menos parte de retorno de água servida.
21. Aparelho de acordo com a reivindicação 19 ou reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o aparelho (10) tem uma linha de forneci-mento de água servida (22) que é arranjada a jusante do reator anaeróbico(12) e é conectada em uma maneira de conduzir líquido para uma linha defornecimento de flotação por ar dissolvido (46) ou para o reator de flotaçãopor ar dissolvido (34).
22. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 21, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de flotação por ar dissolvi-do (30) tem pelo menos uma linha de fornecimento (20", 20"', 21') para umprecipitante e/ou um ajudante de floculação.
23. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 22, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de flotação por ar dissolvi-do (30) tem pelo menos uma linha de fornecimento (42) para um gás pressu-rizado.
24. Aparelho de acordo com a reivindicação 23, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de flotação por ar dissolvido (30) tem um dis-positivo de dissolução de gás (40) que é conectado ao reator de flotação porar dissolvido (34) por meio de uma linha (36, 36') e para dentro do qual alinha de gás pressurizado (42) se abre.
25. Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracterizadopelo fato de que a linha de fornecimento de água servida (22) se abre paradentro de uma unidade misturadora (43) e se abre daí por meio de uma linhade fornecimento (46) para dentro do reator de flotação por ar dissolvido (34),com a unidade misturadora (43) tendo preferivelmente uma linha de forneci-mento (21) para meios de ajuste de pH e/ou uma linha de fornecimento (21')para precipitantes e/ou ajudantes de floculação.
26. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 25, caracterizado pelo fato de que ele tem, além disso, um dispositivo depré-acidificação (14) que é fornecido a montante do reator anaeróbico (12).
27. Aparelho de acordo com a reivindicação 26, caracterizadopelo fato de que o dispositivo de pré-acidificação (14) é conectado na suaregião de entrada de fluxo a uma linha de retorno (44b) do dispositivo deflotação por ar dissolvido (30) e na sua região de saída de fluxo à linha defornecimento (16) do reator anaeróbico (12).
28. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 26, caracterizado pelo fato de que uma linha de retorno (44a) do dispositi-vo de flotação por ar dissolvido (30) se abre diretamente ou através de umdispositivo misturador arranjado na linha (16) entre o dispositivo de pré-acidificação (14) e o reator anaeróbico (12) para a região de entrada de fluxodo reator anaeróbico (12).
29. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações-19, 20, 22 a 24 ou 26 a 28, caracterizado pelo fato de que o aparelho (10)tem uma linha de fornecimento de água servida (22) que é arranjada a mon-tante do reator anaeróbico e é conectada em uma maneira de conduzir líqui-do para a linha de fornecimento (16) do reator anaeróbico (12).
30. Aparelho de acordo com a reivindicação 29, caracterizadopelo fato de que ele tem, além disso, um dispositivo de pré-acidificação (14)e o dispositivo de pré-acidificação (14) é conectado na sua região de entradade fluxo à linha de fornecimento de água servida (22) e na sua região de sa-ída de fluxo à linha de fornecimento (16) do reator anaeróbico (12).
31. Aparelho de acordo com a reivindicação 29 ou reivindicação-30, caracterizado pelo fato de que a linha de retorno (44, 44a, 44b) do dispo-sitivo de flotação por ar dissolvido (30) é conectada à região de entrada defluxo do dispositivo de pré-acidificação (14) e/ou à região de entrada de fluxodo reator anaeróbico (12) e/ou leva para fora do aparelho como uma linha deescoamento.
32. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 31, caracterizado pelo fato de que um dispositivo de ajuste de temperaturaé fornecido nele, o qual é preferivelmente arranjado na linha de retorno (44)e que é preferivelmente um trocador de calor ou um dispositivo de resfria-mento, por exemplo, uma torre de resfriamento.
33. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 32, caracterizado pelo fato de que o reator anaeróbico (12) tem um tanquede reator em cuja região inferior a linha de fornecimento (16) para o reatoranaeróbico (12) é fornecida, pelo menos um distribuidor de entrada de fluxopara a mistura da água servida fornecida para o reator (12) com o meio loca-lizado no reator, pelo menos um transbordamento arranjado na parte superi-or do tanque de reator para o escoamento de água purificada para a linha deescoamento de reator (24), assim como pelo menos um separador.
34. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 19a 33, caracterizado pelo fato de que o reator anaeróbico (12) tem uma linhadescendente que é preferivelmente arranjada de forma concêntrica em voltado eixo geométrico longitudinal do reator.
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