BRPI0718912A2

BRPI0718912A2 - Processo de tratamento de lamas

Info

Publication number: BRPI0718912A2
Application number: BRPI0718912-5A
Authority: BR
Inventors: Marc Joseph Henri Remy
Original assignee: Lhoist Rech & Dev Sa
Priority date: 2006-11-14
Filing date: 2007-11-13
Publication date: 2013-12-10
Also published as: PT2094613E; US20120152854A1; PL2094613T3; US8147703B2; RU2009122374A; UA96164C2; US20110042319A1; DK2094613T3; CN101553437A; CN101553437B; RU2458013C2; WO2008058973A1; ES2372218T3; EP2094613A1; ATE524421T1; EP2094613B1

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO DE TRATAMENTO DE LAMAS".

A presente invenção refere-se a um processo de tratamento de lamas, compreendendo:

- uma adição a lamas que apresentam um primeiro valor de pH

de um agente básico à base de cal, visando uma elevação do pH a um se- gundo valor superior ao primeiro,

- uma adição de pelo menos um floculante orgânico aniônico, ativo nesse segundo valor de pH;

- uma floculação das lamas; e

- uma separação nas lamas floculadas entre lamas desidratadas e uma fase líquida.

Esse processo refere-se ao tratamento, em particular de lamas orgânicas ou oleosas.

Por lamas orgânicas ou oleosas, é preciso entender no sentido

da presente invenção, todas as lamas, com exclusão das lamas minerais, segundo a classificação retomada nas páginas 119 a 123 da obra retomada no caso como referência: Memento técnico da água, 9a edição, edição co Cinqüentenário, Rueil-Malmaison: Degrémont, 1989, 2 vol.. Dentre essas 20 lamas orgânicas ou oleosas, encontram-se, por exemplo, as lamas de esta- ção de purificação das águas urbanas e das indústrias agro-alimentícias. Pode-se também considerar outras lamas eventualmente mais ácidas. O pH inicial dessas lamas é inferior a 9, frequentemente inferior a 8.

De maneira geral, as lamas são inicialmente decantadas antes 25 de serem tornadas espessas. São, em seguida, submetidas a uma etapa de agregação, denominada coagulação e/ou floculação, seguida de uma desi- dratação, isto é, uma separação sólido/líquido, feita na maior parte dos ca- sos por meio de um filtro com faixas, de um filtro-prensa ou de um decanta- dor centrífugo. Além da redução de volume, o objeto desse tratamento é de 30 facilitar a manipulação, o transporte e a estocagem dessas lamas.

Uma incorporação de um composto cálcico, geralmente da cal, é frequentemente associada ao tratamento precitado, a fim de higienizar e es- tabilizar as lamas para sua estocagem a longo prazo (manutenção em mon- te, etc.) e melhorar duravelmente suas propriedades de uso (retirada de pe- lícula, espalhamento, etc.) ou visando aumentar seu valor agronômico [Acta 5th European Biosolids and Organic Residuais Conference, Wakefield (UK), novembro de 2000, paper 66].

Entende-se, por cal viva, uma matéria sólida mineral, cuja com- posição química é principalmente o óxido de cálcio CaO. A cal viva contém impurezas, a saber, compostos, tais como o óxido de magnésio MgO, a síli- ca S1O2, ou ainda a alumina AI2O3, etc, à altura de alguns por centos. Natu- 10 ralmente que essas impurezas são expressas sob as formas precitadas, mas podem, na realidade, aparecer sob fases diferentes. Em particular, o que é expresso sob a forma de sílica pode, na realidade, provir em grande parte de silicatos.

Entende-se por cal queimada ou cal hidratada um conjunto de partículas sólidas, principalmente sob a forma de hidróxido de cálcio Ca(OH)2, obtido por "queima", às vezes denominada "hidratação" de cal viva com água. Essa cal queimada pode evidentemente conter as impurezas pre- citadas, oriundas, oriundas da cal viva.

Entende-se, pelo leite de cal, uma suspensão aquosa, fabricada na partida de cal viva ou de cal hidratada.

Por floculante aniônico orgânico, entende-se um polímero aniô- nico, que apresenta um peso molecular superior a 500.000 Da, de preferên- cia superior a 1.000.000 Da e mais preferencialmente superior a 5.000.000 Da. Geralmente, os polímeros são classificados segundo seu comprimento 25 de cadeia, a saber: os polímeros de cadeia curta e os polímeros de cadeia longa. Tipicamente, os polímeros de cadeia curta têm um peso molecular médio de alguns milhares a algumas dezenas de milhares de Da. Seu tama- nho permite o mesmo se infiltrar entre outras moléculas, o que confere ao mesmo um caráter dispersante. Os polímeros de cadeia longa têm um peso 30 molecular que vai de algumas centenas de milhares a alguns milhões de Da. A cadeia longa permite ao mesmo "pontar" outras moléculas, o que confere ao mesmo um caráter floculante. A cal pode ser acrescentada à lama antes (preaquecimento) ou após (pós-aquecimento) a etapa de desidratação precitada.

Além do fato de a pós-caiação constituir uma etapa suplementar de mistura no processo de tratamento das lamas, essa operação adicional apresenta vários inconvenientes, dentre os quais:

- a desestruturação da lama;

- a dificuldade de misturar a cal à lama desidratada e, por con- seguinte,

- a falta de homogeneidade da repartição da cal no meio.

Todas essas razões levaram a considerar o acréscimo de cal por

pré-caiação antes da desidratação.

A agregação precitada é geralmente facilitada pelo acréscimo de um agente floculante, dentre os quais sais de ferro ou de alumínio, conforme proposto no pedido WO 2006/030102. Todavia, a utilização desses sais a- 15 presenta numerosos inconvenientes, dentre os quais o aumento considerá- vel da quantidade de matéria seca na lama, um ataque de quase todos os metais, aí compreendidos aços inoxidáveis, em razão de seu caráter alta- mente corrosivo, e um perigo para os operadores, em razão do caráter irri- tante, até mesmo tóxico, das poeiras desprendidas por esses sais, quando 20 de sua manipulação.

A fim de prevenir esses inconvenientes, é tornada prática co- mum facilitar a floculação por meio de compostos orgânicos; nesse caso, o uso de floculantes catiônicos é geralmente adaptado ao tratamento das la- mas orgânicas.

Todavia, os polímeros catiônicos se degradam, em geral, rapi-

damente a partir de um pH de 9 a 10, conforme assinalado no estado da técnica da patente EP 1 154 958 BI. Em numerosos casos, a operação de pré-caiação não poderá ser então feita exatamente antes da floculação, pois o polímero catiônico não tem tempo de agir, antes que o pH da lama atinja o 30 valor crítico, a partir do qual uma desfloculação apareça, em razão do acrés- cimo de cal. A patente européia precitada EP 1154958 e o pedido de patente internacional W02005/014495, notadamente, propõem, portanto, resolver esse problema, utilizando compostos cálcicos ou calco-magnesianos especí- ficos, que produzem uma elevação em pH da lama suficientemente retarda- da para que o polímero catiônico tenha o tempo de agir como floculante, an- tes da separação sólido/líquido. Todavia, os compostos específicos precita- 5 dos não são convenientes a todos os casos de aplicação.

Com efeito, na prática, a manutenção após caiação, até o fim da floculação, de um pH a um valor inferior àquele que provoca a degradação do floculante orgânico catiônico vai depender da vazão de cal, do nível de basicidade retardada da cal utilizada, do teor em matéria seca e do poder tampão da lama líquida. Considerando-se que, em condições industriais o teor em matéria seca e o poder tampão da lama podem flutuar bem forte- mente, a aplicação desses processos que fazem uso de cal com basicidade retardada aparece, às vezes, como delicada. Uma outra desvantagem da utilização de floculante orgânico catiônico em associação com a cal é a e- missão de aminas voláteis, emissão favorecida com pH elevado (CHANG, J.; ABU-ORF, M; DENTEL, S., Alkylamine odors from degradation of flocculant polymers in sludges., Water Research, 2005, 39(14), PP. 3369-3375). Enfim, o uso de compostos que retardam a elevação em pH leva a um alongamento voluntário da etapa combinada de floculação e pré-caiação, não compatível com certos processos de desidratação em contínuo.

Por outro lado, o pedido W0-9605142 propõe um processo tal como indicado no início. Esse processo prevê uma floculação não de lamas, mas de um fluxo de água usada que tem um pH superior a 10,2, compreen- dendo um aumento de seu pH a um valor superior a 10,2, se este não for o 25 caso inicialmente, um acréscimo de íons de Mg e uma mistura vigorosa com um floculante fortemente aniônico com elevado peso molecular. O aumento de pH pode ser feito indiferentemente por MgO, cal ou hidróxido de sódio. De forma similar, o pedido JP-54025268 descreve um processo de flocula- ção de lama, compreendendo o acréscimo de um álcali, NaOH ou KOH, vi- 30 sando obter um pH superior a 10, seguido de um acréscimo de CaCI2 e, em seguida, acréscimo de um floculante aniônico e/ou não-iônico. Esses dois processos requerem várias etapas, notadamente um aumento do pH da Ia- ma além de 10, e em seguida o acréscimo de Mg ou de CaCI2, previamente ao acréscimo do floculante aniônico, o que alonga consideravelmente a du- ração do tratamento das lamas ou reduz o tempo de floculação.

Prevê-se no pedido JP-A-04-040286 uma aplicação a lamas de pescarias de um composto de cálcio solúvel na água e, antes dessa ou após essa aplicação, uma adição de um floculante orgânico, este podendo ser catiônico, aniônico ou não-iônico. Nesse caso, só o pH da fase aquosa é considerado, recomendando-se uma neutralização por um ácido desta, após a adição de um composto de cálcio básico. Em todos os exemplos dados, as lamas tratadas são na partida muito básicas e uma neutralização intervém sempre entre a aplicação do composto de cálcio e a adição do floculante orgânico. Utiliza-se a título de composto de cálcio seja compostos fortemen- te básicos do tipo cal, seja sais de cálcio como halogenetos, nitrato ou aceta- to. O objetivo buscado é uma água purificada, resultante do tratamento das lamas.

A presente invenção visa a prevenir os inconvenientes da técni- ca anterior precitada, prevendo um processo que permita um tratamento das lamas simples, rápido e, de preferência, contínuo, cujo número de etapas sucessivas será o mais limitado possível, a finalidade de se obter uma flocu- 20 lação a mais completa possível e uma lama desidratada homogênea tendo as melhores propriedades em termos de higienização, de estabilização ou de outras propriedades de uso.

Para resolver esses problemas, a presente invenção prevê um processo de tratamento de lamas, tal como indicado no início, no qual, as lamas a desidratar apresentem, como primeiro valor de pH mencionado, um valor inferior a 9, e o agente básico à base de cal provoque essa elevação do pH até esse segundo valor mencionado em 5 minutos.

O processo de tratamento das lamas, de acordo com a inven- ção, resolve os problemas da duração de floculação associada à pré- caiação, e/ou permite reduzir a quantidade de floculante a acrescentar nota- damente em comparação com a utilização de floculantes catiônicos. Por ou- tro lado, o número de etapas do tratamento das lamas, de acordo com a in- venção, é limitado, propondo um processo simples e rápido, adaptado a uma ampla faixa de aplicações, que permite um ganho de secura da lama desi- dratada. Essa lama desidratada, de acordo com a invenção, possui todas as propriedades esperadas de uma lama caiada, em termos de higienização e 5 de estabilização para a estocagem a longo prazo (manutenção em monte, etc.), assim como a melhoria durável de suas propriedades de uso (retirada de películas, espalhamento, etc) ou ainda de aumento de seu valor agronô- mico.

Esse tratamento é, portanto, um tratamento de lamas por pré-

caiação.

Os floculantes aniônicos aparecem como inativos para a flocula- ção das lamas orgânicas com valores de pH inferiores a 10, em particular a 11, até mesmo a 12.

De acordo com a invenção, resolve-se o problema da inatividade dos floculantes aniônicos pelo acréscimo à lama a desidratar que apresenta um valor de pH inferior a 9, em particular inferior a 8, de um agente básico à base de cal capaz de produzir um aumento rápido do pH além de 11, de pre- ferência de 12, de forma a permitir uma floculação completa pelo floculante aniônico tornado ativo, antes da etapa de separação sólido/líquido (desidra- tação). Para isso, o aumento de pH deve ser feito suficientemente de modo rápido (menos de 5 minutos, de preferência menos de 3 minutos, vantajo- samente menos de 2 minutos ou mesmo menos de 1 minuto), de forma que a desidratação possa começar em um tempo curto, segundo o acréscimo do agente básico à base de cal e de floculante aniônico, permitindo uma flocu- lação satisfatória da lama.

O processo, prevendo o uso de floculante aniônico, faz desapa- recer o inconveniente da degradação prematura dos floculantes, encontrada usualmente, quando da aplicação de floculantes catiônicos.

O processo prevê que o agente básico à base de cal e pelo me- nos um floculante são destinados a uma aplicação simultânea ou separada no tempo sobre as lamas. A ordem de introdução não é crítica. Pode-se também prever a adição de cal antes do, simultaneamente ao, ou após o floculante, de preferência antes.

Assim, o processo de tratamento das lamas, de acordo com a invenção, permite um tratamento em um número de etapas limitado; após a eventual etapa inicial de decantação/espessamento geralmente feita, inter- 5 vém apenas uma etapa de acréscimo e mistura do floculante, à qual é asso- ciado acréscimo do agente básico à base de cal, seguida da etapa de desi- dratação (separação sólido/líquido). Nenhuma outra etapa prévia, intermedi- ária ou posterior é necessária, já que a caiação é combinada à etapa de flo- culação. Por outro lado, o sólido após desidratação possui todas as vanta- 10 gens esperadas de uma lama caiada, em termos de homogeneidade, de hi- gienização, de manipulação e de estabilização para a estocagem a longo prazo (manutenção em monte, etc.), assim como a melhoria durável de suas propriedades de uso (retirada de película, espalhamento, etc.) ou ainda de aumento de seu valor agronômico.

É importante que o aumento do pH da lama seja rápido, de mo-

do a reduzir ao máximo a duração da etapa de floculação prévia à desidrata- ção e a permitir notadamente uma separação sólido/líquido em contínuo, em particular por meio de centrifugadoras ou de filtros com faixas.

De acordo com a invenção, a floculação da lama, em particular 20 orgânica ou oleosa, é realizada com, como floculante, um polímero aniônico que apresenta um peso molecular superior a 500.000 Da, de preferência superior a 1.000.000 Da, de maneira mais preferencial entre 5106 e 35106 Da e da maneira a mais preferencial e entre 15.106 e 30.106 Da; e o prea- quecimento associado à etapa de floculação é feito por acréscimo do agente 25 básico à base de cal, de acordo com a invenção.

De acordo com uma forma de realização vantajosa da invenção, o agente básico à base de cal é escolhido dentre o grupo constituído de cal sob a forma viva, sob a forma parcialmente ou totalmente queimada pulveru- Ienta ou sob a forma queimada em suspensão em uma fase aquosa que ne- 30 cessita, para atingir um pH de 12 em uma solução aquosa de NH4CIZ(NH4)2HpO4 que apresenta um pH inicial de 7,5, um tempo tpHi2 igual ou inferior a 90 segundos, de preferência igual ou inferior a 60 segundos, o procedimento de determinação do tpHi2 sendo o seguinte:

13,24 g de NH4CI e 3,465 g de (NH4)2HPO4 são dissolvidos em 1 L de água desionizada;

200 g da solução de NH4CI/(NH4)2HP04 são introduzidos em um Becher de 500 cm3 e mantidos sob agitação mecânica a 400 rpm. Um ele- trodo de pH é então colocado nessa solução, o que permite registrar a evo- lução do pH no tempo;

1,2 g de cal em pó ou o equivalente em matéria sólida no caso de leites de cal são pesados e são introduzidos na solução de NH4CI/(NH4)2HP04.

O pH inicial da solução é de 7,5 e evolui, após acréscimo da cal, até um valor superior a 12.

O teste é considerado como terminado, quando o valor do pH está estabilizado.

A operação é repetida uma segunda vez e o tempo médio pode

atingir o pH 12, parâmetro anotado tPHi2, ê determinado com base nas duas curvas obtidas.

Esses tipos de cal podem ser qualificados de cal com basicidade acelerada, por oposição aos tipos de cal com basicidade retardada geral- mente aplicados na técnica anterior. A forma leite de cal permite, em particu- lar, uma mistura íntima facilitada com a lama a tratar.

Pode-se vantajosamente prever como cal, de acordo com a in- venção, tipos de cal, tanto sob a forma pulverulenta quanto de suspensão, que são formados de partículas que têm um dso igual ou inferior a 30 μίτι, de preferência igual ou inferior a 20 μιη.

De uma forma preferencial, a cal é uma cal viva parcialmente queimada, apresentando uma proporção de cal queimada, ou taxa de hidra- tação, situada entre 1 e 20 % em peso. De preferência, o conjunto das partí- culas dessa cal apresenta uma dimensão inferior a 500 μηπ, de preferência a 100 μΓη.

De acordo com uma forma de realização aperfeiçoada da inven- ção, a cal é uma cal viva parcialmente queimada ou um leite de cal contendo um teor em hidróxido de metal alcalino. De preferência, essa cal contém um teor superior a 0 e inferior a 10 % em peso de hidróxido de metal alcalino. Como hidróxido de metal alcalino prevê-se, de preferência, com NaOH ou KOH.

5 Aparece, com efeito, que o acréscimo a uma lama qualquer de

um leite de cal contendo um baixo teor, a priori menos de 10 % em peso em relação a Ca(OH)2, em hidróxido alcalino, notadamente NaOH ou KOH, a- carreta um aumento ainda mais rápido do pH do meio que o leite de cal cor- respondente, não dopado ao hidróxido alcalino.

Além disso e de forma não previsível, a lama desidratada oriun-

da de um preaquecimento por um leite de cal dopado ao hidróxido alcalino apresenta finalmente um teor em matéria seca superior àquele obtido nas mesmas condições de tratamento, mas com um leite de cal correspondente não dopado. Esse ganho de secura é importante, pois melhora globalmente a eficácia do tratamento da lama e da caiação.

De acordo com a invenção, pelo menos um floculante orgânico aniônico pode ser escolhido, por exemplo, dentre o grupo constituído de po- lieletrólitos á base de polímeros ou copolímeros de ácido acrílico, de acrila- tos, de acrilamida e de suas misturas. De forma inesperada, o processo, de 20 acordo com a invenção, de tratamento das lamas, em particular orgânicas ou oleosas, permite a desidratação de uma lama, recorrendo a um acréscimo de floculante aniônico nitidamente menos importante do que em um caso análogo, com o auxílio de um floculante catiônico da técnica anterior. Em geral, para uma lama determinada e um resultado de desidratação fixado, o 25 consumo de floculante aniônico é reduzido de aproximadamente a 2/3, em relação ao consumo de floculante catiônico.

Outros modos de realização do processo, de acordo com a in- venção, são indicados nas reivindicações anexadas.

A invenção vai a seguir ser descrita mais detalhadamente por meio de exemplos não-limitativos. Esses exemplos apresentam o estado de leite de cal a 20 % de matéria seca, por colocação em suspensão sob agita- ção de 200 g de cal queimada (Ca(OH)2) em 0,8 dm3 de água. Os leites de cal ativados na soda são obtidos na partida do leite precitado, acrescentan- do-se sob agitação NaOH em palhetas, à razão de 2,5 g, 6,3 g e 15,9 g. As percentagens ponderais em NaOH em relação ao (Ca(OH)2) (% de Na- OH/Ca(OH)2) dos três leites de cal são respectivamente de 1,3 %, 3,2 % e 8 % e seu pH teórico é de 13,5, 13,9 e 14,3.

O floculante orgânico aniônico utilizado nos exemplos é coloca- do no mercado sob a denominação comercial de "OPTIFLOC 4 % ânion" pela sociedade Kemira Chemicals S.A. Pode-se também, por exemplo, utili- zar os polímeros EM 630, EM 635 disponíveis na Sociedade SNF Floerger®. Nos exemplos que se seguem, a menos em caso de indicação

contrária, os por cento são expressos em peso.

EXEMPLO 1

Uma lama de purificação industrial que apresenta um teor em matéria seca (MS) de 1 % é tratada, de acordo com a invenção, por acrés- 15 cimo de leite de cal e de um floculante aniônico e, em seguida, desidratada segundo um procedimento que simula a desidratação em centrifugadora. A dose de floculante é de 0,9 % de matéria ativa em relação ao teor em maté- ria seca da lama a tratar. A dose de cal, levada em equivalente de Ca(OH)2 em relação à MS, é de 20,5 %.

De acordo com o modo preferido da invenção, essa operação é

repetida, substituindo-se o leite de cal pelo leite de cal adicionado de NaOH , tal como descrito acima e contendo 3,2 % de NaOH em relação ao Ca(OH)2.

A título de comparação, o tratamento é utilizado em terceira re- tomada, mas dessa vez sem acréscimo de leite de cal. A floculação ocorre como floculante catiônico, conforme representado na técnica anterior, utili- zado na dose mínima, permitindo obter um floc esgotável, seja 3,1 % de ma- téria ativa em relação à MS.

Os resultados de matéria seca após desidratação (coluna MSAD %) e a redução de quantidade de lama (Q2-Q1)/Q1, que avalia teoricamente o efeito do acréscimo do leite de cal sobre a quantidade de lama produzida, são retomados na Tabela 1. Q1 representa a quantidade de lama produzida, sem acréscimo de cal, e Q2, a quantidade de lama produzida, quando a cal é acrescentada, antes da desidratação. O tipo de leite de cal, o tipo de flocu- lante, a dose de floculante e a dose de cal utilizados para cada teste são também apresentados nessa tabela.

No âmbito desse exemplo, a utilização, de acordo com a inven- 5 ção, de leite de cal e de leite de cal adicionado de NaOH permite dividir por três a dose de floculante a utilizar para a floculação e permite reduzir as quantidades de lama. Por outro lado, a redução da quantidade de lama é mais importante, quando o leite de cal adicionado de NaOH é utilizado (9,1% ao invés de 5,6%).

Tabela 1

Tipo de leite Tipo de Dose de flo¬ Dose de cal MSAD Q2-Q1 de cal flocu¬ culante % de % de % Q1 lante mat. ativa/MS Ca(OH)2/MS Sem catiôni¬ 3.10 % 14,1% co LDC a 20%, aniôni¬ 0,90 % 20,5 % 18,0% -5,6 % de acordo co com a inven¬ ção LDC a 20% + aniôni¬ 0,90 % 20,5 % 18,7% -9,1 % 3,2 % de Na- co OH/Ca(OH)2, de acordo com a inven¬ ção LDC - leite de cal

MS = matéria seca da lama, antes do tratamento MSAD = matéria seca, após desidratação.

EXEMPLO 2

Uma lama de purificação urbana que apresenta um teor em ma-

téria seca de 4,1 % é tratada, de acordo com a invenção, com leite de cal contendo 1,3 % de NaOH em relação ao Ca(OH)2 e floculada por meio de um floculante aniônico e em seguida desidratada conforme no exemplo 1.

Essa operação é repetida, utilizando-se seja leite de cal conten- do 3,2 % de NaOH/ Ca(OH)2, seja leite de cal contendo 8 % de NaOH/ Ca(OH)2.

A título de comparação, o tratamento da lama é feito sem acrés- cimo de leite de cal. Neste caso, a floculação é realizada com floculante ca- tiônico, utilizado na dose mínima, permitindo obter um floc esgotável.

Os resultados foram retomados na Tabela 2, de forma análoga à Tabela 1. O tipo de leite de cal, de tipo floculante, a dose de floculante e a dose de cal utilizados para cada teste são também apresentados nessa ta- bela.

No âmbito desse exemplo, a utilização de leite de cal adicionado

de NaOH permite dividir por dois a dose de floculante a utilizar para a flocu- lação e diminuir as quantidades de lama de 4 a 6 %. Essa diminuição será tanto mais importante, quanto mais elevada for a quantidade de soda acres- centada ao leite de cal.

Tabela 2

Tipo de leite de Tipo de Dose de Dose de cal MSAD Q2-Q1 cal floculante floculante % de % Q1 % de mat. Ca(OH)2/MS ativa/MS Sem catiônico 1,05 % 21,4% LDC a 20 % + aniônico 0,53 % 30,0% 28,9% -3,7% 1,3 % de Na- OH/Ca(OH)2, de acordo com a invenção LDC a 20 % + aniônico 0,53% 30,0% 29,0% -4,1% 3,2 % de Na- OH/ Ca(OH)2, de acordo com a invenção LDC a 20 % + Aniônico 0,53% 30,0% 29,7% -6,3% 8 % de NaOH/ Ca(OH)2, de acordo com a invenção EXEMPLO 3

Uma lama de purificação, que apresenta um teor em matéria seca de 3,5 % é tratada, de acordo com a invenção, com uma dose de 30 % de Ca(OH)2/MS, seja por meio de um leite de cal a 20 % de MS, seja com 5 esse leite de cal ativado por meio de NaOH à razão de 8 % de NaOH/ Ca(OH)2. A evolução do pH da lama de purificação, após o acréscimo de cal, é, então, registrada até a obtenção de valores superiores a 12 e coloca cla- ramente em evidência a elevação em pH mais rápida da lama tratada com leite de cal ativado na soda. Nesse caso, a floculação com um floculante a- 10 niônico pode ser feita já 30 segundos após a caiação, enquanto que, quando o leite de cal não ativado é utilizado, essa duração é no mínimo de 80 se- gundos.

EXEMPLO 4

Uma lama de purificação urbana que apresenta um teor em ma- 15 téria seca de 3,1 % é tratada com uma dose de 30 % de cal/MS, seja com uma cal viva desfilerizada, correspondendo ao estado anterior da técnica e apresentando um tpni2 de 330 s, seja, de acordo com a invenção, com uma cal viva com reatividade elevada, apresentando um tPHi2 de 44 s ou ainda com uma cal viva parcialmente queimada, apresentando uma taxa de hidra- 20 tação de 10 % e um tpni2 de 28 s.

O tempo necessário à obtenção de um pH superior a 12 na lama tratada é amplamente superior a 5 minutos (349 s) no caso da cal viva, se- gundo a técnica anterior. Esse tempo é, ao contrário, bem inferior a 2 minu- tos, no caso dos dois tipos de cal viva, de acordo com a invenção (respecti- 25 vãmente 31 s e 70 s). Só esses dois produtos permitirão, de acordo com a invenção, a floculação das lamas com um floculante aniônico superior dos processos de desidratação em contínuo os mais comuns.

EXEMPLO 5

Uma lama de purificação urbana que apresenta um teor em ma- téria seca de 3,3 % é tratada com uma solução de soda a 50 %, visando aumentar o pH desta a um valor superior a 12. Testes de floculação dessa lama com pH superior a 12 são feitos por acréscimo de doses crescentes de uma solução de floculante aniônico a 3g/ dm3 de matéria ativa. Apesar da utilização de uma dose máxima de 5 %/MS de matéria ativa de floculante aniônico, a floculação da lama não ocorreu.

EXEMPLO 6

Uma lama de purificação urbana que apresenta um teor em ma-

téria seca de 3,3 % é tratada, de acordo com a invenção, com os dois tipos de cal viva, de acordo com a invenção, utilizados no exemplo 4. Ela é flocu- Iada com floculante aniônico, deixada em repouso, durante 15 minutos e, em seguida, desidratada, de acordo com um procedimento que estimula a desi- dratação em centrifugadora.

A título de comparação, essa operação é repetida sem acrésci- mo de cal ou acrescentando-se antes da floculação cal viva desfilerizada, segundo a técnica anterior, utilizada no exemplo 4. Nestes dois últimos ca- sos, a floculação é realizada com floculante catiônico, utilizado na dose mí- nima, permitindo obter um floc esgotável.

Os resultados foram retomados na Tabela 3. O floc obtido após acréscimo de cal viva desfilerizada se alterou no decorrer dos 15 minutos que precederam a etapa de desidratação. Para essa variante do exemplo a MSDA e a relação (Q2-Q1)/Q1 não puderam ser estabelecidas. Ao contrário, 20 a utilização dos tipos de cal viva, de acordo com a invenção, dá um floc es- tável durante o período de repouso, antes da desidratação, permite dividir aproximadamente por duas a dose de floculante a utilizar e se chega a uma ligeira diminuição da quantidade de lama produzida. TABELA 3 15

Tipo de leite TpH12 Tipo de Dose de Dose de % MSDA Q2-Q1 de cal floculan¬ floculante de cal Ca % Ql te % de mat. (OH)2/MS ativa/MS Sem catiônico 1,00% 23,2% Cal viva des¬ 330 s catiônico 1,00% 30,0 % " - filerizada Cal viva com 44 s aniônico 0,50 % 30,0 % 32,3% -0,5% reatividade elevada, de acordo com a invenção Cal viva par¬ 28 s aniônico 0,50 % 30,0 % 32,0 % -0,2% cialmente queimada, de acordo com a in¬ venção O conjunto desses exemplos ilustra perfeitamente as vantagens

do processo de tratamento das lamas, de acordo com a invenção, assim como lamas tratadas, de acordo com a invenção.

Deve ser entendido que a presente invenção não está de forma

nenhuma limitada aos modos de realização descritos acima e que muitas modificações podem ser aí feitas, sem se sair do âmbito das reivindicações anexadas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo de tratamento de lamas, compreendendo - uma adição a lamas que apresentam um primeiro valor de pH de um agente básico à base de cal, visando a uma elevação do pH a um segundo valor superior ao primeiro; - uma adição de pelo menos um floculante orgânico aniônico, ativo nesse segundo valor de pH; - uma floculação das lamas; e - uma separação nas lamas floculadas entre lamas desidratadas e uma fase líquida, caracterizado pelo fato de as lamas a desidratar apresentarem, como primei- ro valor de pH mencionado, um valor inferior a 9 e pelo fato de o agente bá- sico à base de cal provocar essa elevação do pH até esse segundo valor mencionado em menos de 5 minutos.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, no qual esse flo- culante orgânico aniônico é um polímero aniônico que apresenta um peso molecular médio superior a 500.00 Da, de preferência, superior a 1.000.000 Da, de maneira mais preferencial entre 5106 e 35106 Da, e da maneira a mais preferencial entre 15106 e 30106 Da.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de esse segundo valor de pH ser igual ou superior a 11, de preferência igual ou superior a 12.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de essa elevação do pH durar menos de 3 minu- tos, de preferência menos de 2 minutos, em particular menos de 1 minuto.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a adição do agente básico à base de cal e a adição de pelo menos um floculante orgânico aniônico ocorrerem simultane- amente ou de uma maneira separada no tempo.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o agente básico à base de cal ser escolhido dentre o grupo constituído de cal sob a forma viva, sob a forma queimada parcial ou totalmente pulverulenta ou sob a forma queimada em suspensão em uma fase aquosa que necessita, para atingir um pH de 12 em uma solu- ção aquosa de NH4CIZ(NH4)2HPo4, apresentando um pH inicial de 7,5, um tempo tPHi2 igual ou inferior a 90 segundos.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pe- lo fato de os tipos de cal mencionados serem formados de partículas que têm um dso igual ou inferior a 30 μηι.

8. Processo, de acordo com uma das reivindicações 6 e 7, ca- racterizado pelo fato de a cal ser uma cal viva parcialmente queimada, apre- sentando uma proporção de cal queimada situada entre 1 e 20 % em peso.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de a cal ser uma cal viva parcialmente queimada ou um leite de cal contendo um teor em hidróxido de metal alcalino.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de a cal conter um teor > 0 e < 10 % em peso de hidróxido de metal alcalino.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de pelo menos um floculante orgânico ser esco- lhido dentre o grupo constituído de polieletrólitos à base de polímeros ou copolímeros de ácido acrílico, de acrilato, de acrilamida e de suas misturas.