BRPI0720571A2 - Método e usina para processar água por deposição e floculação balastrada - Google Patents

Description

“MÉTODO E USINA PARA PROCESSAR ÁGUA POR DEPOSIÇÃO E FLOCULAÇÃO BALASTRADA”

Esta invenção se refere ao campo de tratamento de água.

O tratamento de água, principalmente a potabilização de água e o tratamento de água residual urbana ou industrial a ser despoluída, freqüentemente usa um processo que consiste em coagular a água carregada com impurezas a ser tratada com um coagulante frequentemente constituído por um sal de metal trivalente, flocular a água coagulada com um reagente de floculação normalmente constituído por um polímero orgânico, e sedimentar o floco formado em um tanque de sedimentação, a lama sendo parcialmente extraída da porção do fundo do tanque de sedimentação, e a água tratada sendo extraída da porção de topo do tanque de sedimentação.

Tal técnica torna possível remover as impurezas coloidais dissolvidas ou suspensas constituídas por material orgânico, micropoluentes e microorganismos, em particular, da água tratada.

A invenção mais especificamente se refere a tecnologia referida como sedimenta- ção por floculação com floco balastrado, que implementa um balastro constituído por um material granular fino e denso tal como microareia, por exemplo, injetado na zona de flocu- lação para aumentar a velocidade de formação de floco, servindo como um iniciador de flo- culação, e também para aumentar, aumentando-se a densidade, a taxa de sedimentação do floco formado durante a fase de floculação, o que torna possível reduzir o tamanho das es- truturas.

Na prática, a água coagulada é colocada em contato em um reator com um reagen- te de floculação, tal como um polímero, e um balastro, e intimamente misturado com estes através de meios de agitação. O tempo de contato entre a água com o floculante e o balas- tro deve ser suficiente para permitir a formação e aumento no tamanho do floco constituído pelas impurezas agregadas por meio do floculante ao redor do balastro.

A microareia, com um diâmetro médio dentre cerca de 20 e 400 micrômetros, e normalmente 80 e 300 micrômetros, é o balastro usado freqüentemente por motivo de dis- ponibilidade e custo.

A tecnologia de sedimentação de floculação balastrada é descrita em particular nas seguintes patentes:

- Pedido de Patente FR-A-2627704, publicada no dia 1 de setembro de 1989;

- Pedido de Patente FR-A-2719234, publicado no dia 3 de novembro de 1995.

Nesta tecnologia, o balastro normalmente separado da lama extraída da estrutura

de fixação para ser capaz de ser reciclado, através de meios de recirculação, no processo.

Durante a reciclagem, uma porção pequena do balastro vai com a lama. É então necessário periodicamente injetar novo balastro pretendido para compensar quanto à perda de balastro.

É importante controlar a perda de balastro com a lama para minimizar a quantidade gasta no novo balastro. Além disso, a recirculação excessiva pode causar uma deterioração na qualidade da lama, isto é, pode resultar em lama extraída excessivamente diluída, cor- respondendo a “perdas de água”.

Para minimizar estas perdas, a separação do balastro da lama para reciclar o refe- rido balastro no processo é geralmente realizada por separação de hidrociclone da mistura de lama/balastro.

Porém, os riscos de mau funcionamento de hidrociclone aumentam rapidamente a- lém de um determinado conteúdo de sólidos no escoamento (freqüentemente cerca de 40% de sólido em volume).

Finalmente, perdas de balastro significantes podem ocorrer quando o escoamento do hidrociclone é entupido, e o balastro entra então em transbordamento.

Em uma tentativa de resolver estes problemas, a técnica anterior, isto é Pedido de 15 Patente WO-A-03053862, publicado no dia 3 de julho de 2003, sugere extrair com bomba a mistura de lama e balastro da parte do fundo do tanque de sedimentação e impulsionando-o para uma zona de mistura intermediária agitada, extraindo a mistura de lama e balastro pre- sente na referida zona de mistura intermediária e a submetendo a uma etapa de separação de lama/balastro através de separação de hidrociclone, e recirculando uma porção da lama 20 ajustando-se a taxa da referida recirculação.

Porém, a implementação desta técnica rapidamente leva a uma deterioração na qualidade da água tratada, se for desejável implementar a etapa de separação do balastro e da lama sob condições que levam à reciclagem, na zona de floculação, do possível balastro mais limpo. De fato, o influxo de sólidos adicionais tende a poluir a qualidade da água trata- da.

Em todo caso, este processo descrito em WO-A-03053862, como também aqueles descritos em FR-A-2627704 e FR-A-2719234 não tornam possível otimizar as quantidades de balastro a ser implementado de acordo com a carga de material a ser floculado da água a ser tratada. Esta otimização tornaria isto possível simultaneamente para:

- realizar a floculação de impurezas a serem removidas,

- minimizar as perdas de balastro,

- reduzir as perdas de água,

- obter água tratada de alta qualidade,

sem consideravelmente aumentar a energia necessária para a formação de floco e para a recirculação de lama.

O objetivo desta invenção é fornecer uma técnica que torne possível se abordar ou obter tal otimização. Este objetivo é obtido pela invenção, que se refere a um processo para tratar água carregada com impurezas coloidais dissolvidas ou suspensas, em uma usina de tratamento, incluindo as etapas que consistem em:

- contatar, em uma zona de floculação, a referida água, pelo menos um balastro constituído por pelo menos um material granular insolúvel que é mais pesado do que a água,

e pelo menos um reagente de floculação para permitir o floco se formar;

- introduzir a mistura de água e floco formada em uma zona de sedimentação;

- separar a água tratada na parte do topo da referida zona de sedimentação de uma mistura de lama e balastro na parte do fundo da referida zona de sedimentação e impulsio-

nando-o para uma zona de mistura intermediária agitada;

- extrair a mistura de lama e balastro presente na referida zona de mistura interme- diária e submetê-la a uma etapa de separação de lama/balastro através de separação de hidrociclone,

- reciclar o escoamento da etapa de separação de hidrociclone na referida zona de floculação;

- extrair uma porção da lama que entra do transbordamento da etapa de separação de hidrociclone e recircular a outra referida parte de lama na referida zona de mistura inter- mediária agitada;

caracterizado pelo fato de que inclui:

- uma etapa que consiste em continuamente medir pelo menos um parâmetro que

representa a concentração de impurezas na água antes ou quando ela entra na referida zo- na de floculação;

- uma etapa que consiste em usar os resultados da referida medição desse modo realizada para continuamente deduzira quantidade de balastro que precisa ser implementa-

do para obter água tratada de uma qualidade predeterminada.

Um tal processo torna possível saber, a qualquer hora, a quantidade de balastro necessária de acordo com a carga de poluente para obter a floculação da carga de poluente inteiro ao mesmo tempo em que minimizando as perdas de balastro.

O processo de acordo com a invenção preferivelmente inclui:

- uma etapa que consiste em continuamente medir a concentração de balastro na

mistura extraída da referida zona de sedimentação ou na mistura presente na referida zona de floculação;

- uma etapa que consiste em deduzir, da medição contínua da concentração de mistura extraída da referida zona de sedimentação, a concentração de balastro realmente

presente na referida usina;

- uma etapa que consiste em recarregar a zona de floculação com balastro quando a referida concentração de balastro realmente presente na referida usina é mais baixa do que um limiar predeterminado. De acordo com uma alternativa vantajosa, a referida etapa que consiste em recar- regar a zona de floculação com balastro quando a referida quantidade de balastro realmente presente na referida usina for mais baixa do que um limiar predeterminado, é realizada au- tomaticamente.

O processo também vantajosamente inclui uma etapa que consiste em usar os re- sultados da referida medição do referido pelo menos um parâmetro que representa a con- centração de impurezas na água para também deduzir a quantidade do referido reagente de floculação que necessita ser dispensado na zona de floculação para obter água tratada ten- do a referida qualidade predeterminada.

De acordo com uma alternativa, o processo também inclui uma etapa preliminar que consiste em continuamente injetar na referida água, antes que ela entre na zona de flo- culação, pelo menos um reagente coagulante de acordo com uma quantidade predetermi- nada, e, como pode ser o caso, pelo menos um reagente pretendido para ajustar seu pH de acordo com uma quantidade predeterminada. Esta etapa de injetar o reagente coagulante e ajustar o pH é muito geralmente necessária. Porém, há casos ocasionais nos quais não é absolutamente essencial, em particular quando a água a ser tratada contém muito pouco material orgânico.

O referido parâmetro que representa a concentração de impurezas na água usada para implementar o processo proposto é preferivelmente a concentração (X) do denominado “SS global” na água, com a denominada concentração “SS global” sendo calculada levando em conta todos ou alguns dos seguintes parâmetros:

- a concentração na referida água de sólidos suspensos,

- a concentração na referida água de material orgânico,

- a concentração de microorganismos na água bruta,

- a concentração de micropoluentes na água bruta,

- a referida quantidade predeterminada de reagente coagulante,

- a referida quantidade predeterminada de reagente pretendida para ajustar o pH.

De acordo com uma alternativa do processo descrito, a quantidade de balastro que

precisa ser suspensa no tanque de floculação para obter água tratada da referida qualidade predeterminada é determinada na base da concentração Y de balastro necessária para a referida denominada concentração “SS global” X calculada de acordo com a fórmula I: Y = axb + c (na qual a está entre 0,4 e 1, b está entre 0,3 e 1 e c está entre 0 e 2) e na base do volume aproximado de água presente na referida usina.

O processo proposto preferivelmente inclui uma etapa que também consiste em continuamente ajustar a quantidade do referido reagente de floculação dispensado na refe- rida zona de floculação de acordo com a referida concentração de balastro que precisa ser implementado para obter água tratada de uma qualidade predeterminada.

A referida etapa consiste em extrair a mistura de lama e balastro da parte do fundo da referida zona de sedimentação e impulsionando-a para uma zona de mistura intermediá- ria é preferivelmente realizada usando pelo menos um parafuso infinito. Tal parafuso infinito 5 permite impulsionamento muito mais regular da mistura de lama e balastro vindo da parte do fundo do tanque de sedimentação para a zona intermediária, o que o uso de um cano sim- ples com uma bomba não permitiria.

De acordo com uma alternativa vantajosa, o processo também inclui uma etapa que consiste em ajustar a taxa de fluxo da lama que vem do transbordamento da etapa de sepa- ração de hidrociclone, recirculada para referida zona de mistura intermediária para manter um nível predeterminado de lama e balastro na referida zona de mistura intermediária.

Em tal caso, o processo também preferivelmente inclui uma etapa que consiste em armazenar a lama que entra do transbordamento da etapa de separação de hidrociclone em um tanque tendo um tubo de transbordamento, medindo o nível de mistura de lama e balas- 15 tro presente na zona de mistura intermediária, e liberando pelo menos um pouco do referido tanque na referida zona de mistura intermediária quando o valor medido for mais baixo do que um limiar predeterminado.

De acordo com um aspecto preferido da técnica descrita, a referida etapa de sepa- ração de hidrociclone da mistura de lama e balastro que vêm da referida zona de sedimen- tação é realizada implementando uma injeção de líquido adicional tangencialmente à referi- da lama.

O referido líquido adicional é injetado em uma quantidade que corresponde a 5 a 100% em volume, e tipicamente 5 a 20% do volume da mistura de lama e balastro introduzi- dos na etapa de separação de hidrociclone.

O uso de tal líquido adicional torna possível obter um balastro mais limpo no esco-

amento de hidrociclone, essencialmente livre da ganga de impurezas que o cercam quando ele entra no hidrociclone.

De acordo com uma alternativa do processo descrito, a referida etapa que consiste em contatar, em uma zona de floculação, a referida água, pelo menos um balastro constituí- do por pelo menos um material granular insolúvel mais pesado do que a água, e pelo menos um reagente de floculação para permitir floco se formar, inclui:

- uma etapa que consiste em definir, na zona de floculação, por meio de uma estru- tura de guia de fluxo completamente imersa, uma zona interna na qual, por agitação, um fluxo axial turbulento é criado da mistura da água a ser tratada, o balastro e o floculante em

uma direção axial da referida estrutura de guia de fluxo,

- uma etapa que consiste em injetar o referido reagente de floculação por meio de um dispositivo de distribuição hidráulico no referido fluxo axial, - uma etapa que consiste em distribuir este fluxo, por meio de um dispositivo estáti- co que se opõe a rotação do referido fluxo dito e disposto na saída desta estrutura de guia de fluxo;

- uma etapa que consiste em permitir a referida mistura circular em uma zona peri- férica cercando a referida estrutura de guia de fluxo, em uma direção oposta até a entrada da referida zona interna; e

- uma etapa que consiste em mover a referida mistura para referida zona de sedi- mentação.

O uso de meios de agitação fornecidos na zona interna definida pela estrutura de guia de fluxo permite uma mistura intensa do balastro com o floculante e o sólido suspenso envolvido em uma boa formação de floco na zona periférica. A divisão da zona de floculação em uma zona interna e uma zona periférica torna possível prevenir a destruição mecânica deste floco pelos meios de agitação dos quais o floco é protegido pela estrutura de guia de fluxo.

O processo preferivelmente inclui uma etapa que consiste em converter o fluxo que sai da referida estrutura de guia de fluxo em um fluxo axial por meio de um dispositivo está- tico de distribuição de fluxo. Este dispositivo pode ser separado da estrutura de guia de fluxo, por exemplo, presa á base da zona de floculação. Porém, o dispositivo estático de distribui- ção de fluxo preferivelmente será fornecido na estrutura de guia de fluxo atual.

O processo descrito torna possível fornecer um tempo de contato entre a água a ser tratada, o reagente de floculação e o balastro na referida zona de floculação, de um a vários minutos.

O referido balastro é preferivelmente microareia com um diâmetro médio dentre cerca de 20 e 400 micrômetros.

De acordo com uma alternativa do processo, um material granular com proprieda- des de adsorção, tal como pó de carbono ativo, ou um material granular com propriedades de permuta de íon ou molécula, tal como uma resina, é introduzido na zona de floculação ou a montante da zona de floculação para permitir um tempo de contato suficiente do referido material com a água a ser tratada.

Este material pode, onde apropriado, constituir o referido balastro ou um segundo

balastro.

A etapa de sedimentação do processo é preferivelmente uma etapa de sedimenta- ção lamelar.

A invenção também se refere a qualquer usina para implementar um tal processo, incluindo:

- pelo menos um tanque de floculação fornecido com pelo menos um agitador;

- um cano fornecendo água a ser tratada no referido tanque de floculação; - um tanque de sedimentação fornecido com uma saída para a água tratada na par- te do fundo;

- um cano que conecta a parte do fundo do tanque de sedimentação com um tan- que intermediário fornecido com pelo menos um agitador;

- um cano conectando o referido tanque intermediário a um hidrociclone;

- um cano para recirculação de algum do transbordamento do hidrociclone para o referido tanque intermediário;

caracterizado pelo fato de que inclui:

pelo menos um primeiro sensor pretendido para continuamente medir pelo menos um parâmetro que representa a concentração de impurezas na água entrando na referida usina;

uma calculadora torna possível continuamente deduzir, de medições tomadas pelo referido primeiro sensor, a quantidade de balastro que deve ser implementado para obter água tratada de uma qualidade predeterminada.

Tal usina preferivelmente inclui pelo menos um segundo sensor fornecido no referi-

do tanque de floculação ou no referido tanque intermediário ou no nível do referido cano conectando o referido tanque intermediário ao referido hidrociclone que torna possível conti- nuamente medir a concentração de balastro na mistura que atravessa um deles, e pelo fato de que a referida calculadora torna possível continuamente deduzir, das medições tomadas pelo referido segundo sensor, a quantidade de balastro realmente presente na referida usina.

Tal usina vantajosamente inclui um dispositivo de recarregamento de balastro au- tomático.

A referida calculadora é preferivelmente designada para continuamente deduzir, das medições tomadas pelo referido primeiro sensor, a quantidade de reagente de flocula- ção que precisa ser implementado para obter água tratada da referida qualidade predeter- minada.

De acordo com uma alternativa, a usina inclui também um distribuidor de reagente de floculação automático conectado a referida calculadora.

O referido primeiro sensor é preferivelmente um sensor que mede a concentração na água bruta de sólidos suspenso e/ou a concentração na água bruta de material orgânico tal como a concentração de carbono orgânico total na referida água.

De acordo com uma alternativa, a usina inclui pelo menos um sensor pretendido pa- ra continuamente medir a qualidade da água tratada pela referida usina. Em outras alterna- tivas, esta medição pode ser realizada somente de vez em quando, e manualmente, con- forme for o caso.

O referido cano que fornece água para o tanque de floculação é preferivelmente equipado com um misturador estático para misturar a água a ser tratada com um reagente coagulante. A referida descarga da água tratada do referido tanque de sedimentação vantajo- samente inclui pelo menos um desaguadouro ou um tubo perfurado.

O referido tanque de sedimentação é preferivelmente equipado em sua entrada com uma divisão sifoniforme.

Também preferivelmente, o referido tanque de sedimentação é equipado em sua entrada com uma estrutura de divisão. O último vantajosamente inclui pelo menos duas placas paralelas a outra, dispostas em cada lado de um desaguadouro submerso fornecido entre o tanque de floculação e o tanque de sedimentação, e as placas dispostas paralelas a outra entre as outras placas, sobrepondo o referido desaguadouro submerso, as referidas placas transversas constituindo, com as outras placas, o mesmo número de canais de fluxo entre o tanque de floculação e o tanque de sedimentação.

De acordo com uma alternativa vantajosa, o referido cano que conecta a parte do fundo do tanque de sedimentação ao referido tanque intermediário é equipado com um pa- rafuso sem extremidade.

De acordo com outra alternativa, a usina inclui um tanque fornecido com um tubo de transbordamento fornecido no referido cano para recirculação de algum do transborda- mento de hidrociclone para o referido tanque intermediário, e preferivelmente uma válvula fornecida no referido cano para recirculação de um pouco do transbordamento de hidroci- clone para o referido tanque intermediário, a referida válvula sendo fornecida a jusante do referido tanque.

Também preferivelmente, a usina inclui um sensor que sente o nível da mistura de lama e balastro presente no referido tanque intermediário.

De acordo com uma alternativa, o hidrociclone usado na usina descrita tem uma porção cilíndrica fornecida com pelo menos um fornecimento tangencial da mistura de lama e balastro a ser tratada e uma porção cônica, e, na saída da porção cônica, uma câmara de injeção de líquido adicional que tem um fornecimento tangencial de líquido adicional.

De acordo com uma alternativa, a usina proposta inclui pelo menos um distribuidor de um material tendo permuta de íon ou molécula ou propriedades de adsorção no referido tanque de floculação.

O referido tanque de sedimentação é preferivelmente um tanque de sedimentação Iamelar fornecido com lâminas verticais de acordo com uma alternativa.

De acordo com uma característica vantajosa, o referido tanque de floculação prefe- rivelmente compreende uma estrutura de guia de fluxo, aberta em suas duas extremidades e disposta em uma distância da base do referido tanque que define uma zona mediana e- quipada com o referido agitador e uma zona periférica e um dispositivo estático que distribui o fluxo que sai da referida estrutura de guia de fluxo. Esta estrutura de guia de fluxo é prefe- rivelmente um tubo com um perfil circular disposto verticalmente em uma distância da base do referido tanque de floculação.

De acordo com uma alternativa vantajosa, tal dispositivo estático é integrado na parte mais baixa da estrutura de guia de fluxo, preferivelmente pelo menos 200 mm abaixo 5 do agitador. O referido dispositivo é vantajosamente constituído por pelo menos uma placa diametral de altura H que define pelo menos dois compartimentos. Os referidos comparti- mentos formados pela referida pelo menos uma placa preferivelmente têm superfícies que são substancialmente iguais, e a largura teórica B de cada compartimento é escolhida de forma que haja uma relação H/B entre a altura H da referida pelo menos uma placa e a refe- 10 rida largura teórica B entre cerca de 1 e cerca de 2, tipicamente igual a cerca de 1,5.

A invenção, como também as várias vantagens que tem, pode ser mais facilmente entendida a partir da seguinte descrição detalhada de duas modalidades preferidas forneci- das em referência às figuras, na qual:

- figura 1 mostra uma vista de perfil diagramática de uma primeira modalidade de uma usina de acordo com esta invenção;

- figura 2 mostra uma vista de perspectiva superior do dispositivo de distribuição de fluxo fornecido na saída do tubo de guia de fluxo da usina mostrada na figura 1;

- figura 3 mostra uma vista de perspectiva parcial mais baixa da estrutura de divisão fornecida no desaguadouro submerso entre o tanque de floculação e o tanque de sedimen-

tação da usina mostrada na figura 1;

- figura 4 mostra uma vista de corte transversal do hidrociclone desta usina;

- figura 5 mostra uma vista de perfil diagramática de uma segunda modalidade de uma usina de acordo com esta invenção;

- figura 6 mostra uma vista de perfil do tubo de guia de fluxo e seu distribuidor de fluxo integrado da usina mostrada na figura 5;

- figura 7 mostra uma vista de perfil transversal AA' do referido distribuidor de fluxo;

- figuras 8 e 9 mostram vistas de perfil de outras modalidades de um distribuidor de

fluxo.

Em referência à figura 1, o exemplo de modalidade descrito aqui tem um tanque de floculação 1 fornecido com um agitador mecânico 2. Este agitador mecânico 2 inclui um pino vertical rotativamente montado mergulhado no tanque e equipado com lâminas em suas extremidades.

O tanque de floculação 1 na modalidade preferida descrita aqui tem uma forma es- sencialmente em paralelepípedo, mas pode ter outras formas, em particular circular, em ou- tras modalidades.

Este tanque de floculação 1 é equipado, em sua porção central, com uma estrutura de guia de fluxo constituída por um tubo de guia de fluxo cilíndrico 3 que recebe o agitador 2. O referido tubo de guia de fluxo 3 é fornecido em uma distância da base do tanque e define uma zona interna central 1a, constituída pelo buraco do tubo de guia de fluxo 3, e uma zona periférica 1b, entre a parede externa do referido tubo de guia de fluxo 3 e as paredes laterais 1c do tanque de floculação 1.

Este tanque de floculação 1 também é equipado, na saída do tubo de guia de fluxo

3, e a uma distância dele, com um dispositivo de distribuição de fluxo estático 4 preso a sua parede do fundo 1d.

Este dispositivo estático 4 é mostrado em perspectiva na figura 2. Como pode ser visto na figura, o dispositivo é constituído pela associação de duas placas 4a e 4b juntas formando uma cruz.

É notado que em outras modalidades, este dispositivo estático possa ser fornecido na saída do tubo de guia de fluxo, porém integrado neste em vez de ser fornecido a uma distância dele e preso à base.

A usina descrita na figura 1 também inclui um cano 5 fornecendo água a ser tratada ao tanque de floculação descrito acima, o referido cano 5 unindo a parte mais baixa do refe- rido tanque.

Este cano 5 é equipado com meios de injeção 6, tal como um injetor, um reagente coagulante, por exemplo, cloreto de ferro, meios de injeção 7, tal como um injetor, um reator que permite o pH ser ajustado, por exemplo, lima, e um misturador estático 8 tornando pos- 20 sível misturar os reagentes conduzidos para o cano através dos meios 6 e meios 7 com á- gua bruta para obter, na entrada do tanque de floculação, água coagulada com um pH pre- determinado.

A usina descrita na figura 1 também inclui meios de distribuição 9, tal como um dis- tribuidor, um material granular que constitui um balastro, tal como microareia, no tanque de floculação 1, e meios de distribuição 10, tal como um distribuidor, e um reagente de flocula- ção, tal como, por exemplo, um polímero, neste mesmo tanque de floculação.

Mais especificamente, os meios 10 tornam possível distribuir o reagente de flocula- ção dentro do tubo de guia de fluxo 3 em uma parte do mesmo, localizada debaixo das lâ- minas do agitador 2.

A usina também inclui um tanque de sedimentação Iamelar 11, fornecido a jusante

do tanque de floculação. No contexto desta modalidade preferida, para aumentar a compa- cidade da usina, o tanque de sedimentação tem uma parede 1c compartilhada com o tanque de floculação, a referida parede compartilhada sendo equipada com um desaguadouro submerso 16 equipado com uma estrutura de divisão 17. O tanque de sedimentação 11 é 35 equipado com uma divisão sifoniforme 18 que forma, com o referido desaguadouro submer- so 16 e os referidos fracionadores, uma passagem 18a entre o tanque de floculação 1 e o tanque de sedimentação 11. Esta passagem 18a é descrita em maior detalhe em referência a figura 3. Como pode ser visto na figura 3, a parede 1c compartilhada pelo tanque de flocula- ção 1 e pelo tanque de sedimentação 11 é equipada em sua parte superior com um desa- guadouro submerso 9. O referido desaguadouro submerso 9 é equipado com uma estrutura de divisão 17. Mais especificamente, esta estrutura é constituída por duas placas paralelas 17a dispostas em cada lado do desaguadouro submerso 16, e placas paralelas 17b dispos- tas entre as outras placas 17a, sobrepondo o desaguadouro submerso 16. Estas placas transversais 17b constituem, com as placas 17a, o mesmo número de canais de fluxo entre o tanque de floculação 1 e o tanque de sedimentação 11. Estes canais se comunicam com a passagem 18a, que é definida pela divisão sifoniforme fornecida no tanque de sedimentação 11.

Em referência a figura 1, o tanque de sedimentação 11 da usina é equipado em sua parte mais baixa com um dispositivo giratório 12 por raspar lama, e em sua parte superior com lâminas horizontais 13.

A técnica anterior realmente propôs inclinar as lâminas dos tanques de sedimenta- ção Iamelares usados no contexto de usinas de tratamento de água usando o floco balas- trado para promover a sedimentação do floco. Porém, os inventores descobriram que a ca- racterística por meio da qual as lâminas verticais são fornecidas no tanque de sedimentação não afetem adversamente a sedimentação do floco e têm a vantagem de facilitar a manipu- lação destas placas. Porém, é notado que em outras modalidades, o tanque de sedimenta- ção pode ter lâminas inclinadas ou ser sem lâmina.

O tanque de sedimentação 11 tem, em sua parte do fundo, um canal de descarga

14 para lama decantada nele, e, em sua parte superior, uma saída de descarga 15 para a água tratada, constituída nesta modalidade por um desaguadouro simples. A água tratada que vem deste desaguadouro é apanhada por um cano 15a no qual um sensor 44 é forneci- do, tornando possível tomar medições contínuas ou periódicas de um ou mais parâmetros relativo à qualidade da água tratada. É notado que em outras modalidades da invenção, tais medições relativas à qualidade da água tratada podem ser obtidas manualmente.

Ainda em referência a figura 1, a usina de acordo com esta invenção inclui também um denominado “tanque intermediário”, equipado com um agitador 20 constituído por um pino giratório no qual as lâminas são montadas.

Nesta modalidade, por motivo de compacidade, este tanque intermediário 19 é pre- so ao tanque de floculação 1. Porém, a base deste tanque intermediário 19 está em um ní- vel mais baixo do que o do tanque de floculação 1.

A usina mostrada na figura 1 também incluí um cano 21 que conecta o canal 14 do tanque de sedimentação 11 ao interior do tanque intermediário 19. Este cano 21 é equipado com um parafuso sem extremidade 22, a rotação do qual é controlada por um motor 23. A usina também inclui um cano 25 fornecido com uma bomba 28 que conecta o tanque intermediário 19 a um hidrociclone 26 do qual o escoamento 27 é fornecido acima do tanque de floculação 1.

O transbordamento 29 do hidrociclone 26 é conectado a um cano de recirculação unido acima ao tanque intermediário 19. Um tanque 31 é fornecido neste cano de recircu- lação 30 e equipado com um tubo de transbordamento 32 como também um cano de des- carga 33 para este tubo de transbordamento. A porção do cano 30 fornecida a jusante deste tanque 31 é equipada com uma válvula 34.

O tanque intermediário 19 também é equipado com um sensor 43 que sente o nível da mistura de lama e balastro presente no tanque 19. Este sensor 43 é conectado à válvula 34.

De acordo com esta modalidade preferida, a usina também inclui um cano que for- nece água de serviço 35 para o escoamento 27 do hidrociclone. Este cano é equipado com meios 10a por fornecer o reagente de floculação, tornando possível otimizar a mistura do último com o balastro. O hidrociclone é mostrado em maior detalhe no perfil da figura 4.

Em referência à figura 4, o hidrociclone 26 inclui uma porção cilíndrica 50 fornecida em sua parte superior com um fornecimento tangencial de suspensão a ser tratada. Este fornecimento tangencial é conectado ao cano de recirculação 25.

O hidrociclone 26 também inclui uma porção cônica 52 que se estende da porção cilíndrica 50, e que se comunica com uma câmara cilíndrica 53. A câmara cilíndrica 53 tem um fornecimento tangencial 54 que se comunica com o cano de fornecimento de água de serviço 35 mencionado acima. A câmara cilíndrica 53 se comunica com o escoamento 27 do hidrociclone. O transbordamento 29 do hidrociclone é fornecido na porção superior da por- ção cilíndrica 50.

Em referência à figura 1, a usina descrita inclui sensores 40, 40a pretendidos para continuamente medir parâmetros que representam a concentração de impurezas na água bruta a ser tratada, entrando no tanque de floculação 1. Estas impurezas podem ser de tipos diferentes e/ou em formas diferentes (sólidos suspensos, materiais coloidais, materiais dis- solvidos, microorganismos, micropoluentes, e assim por diante). Os parâmetros medidos podem ser, por exemplo, a concentração de sólidos suspensos na água bruta ou a concen- tração de material orgânico na referida água bruta, medida como o TOC (carbono orgânico total), ou a absorvência de UV em 254 nm ou o COD (demanda de oxigênio químico) ou o permanganato consumido por oxigênio (KmnO4) ou qualquer outra medição que torne pos- sível calcular com precisão o OM (em partículas ou dissolvido).

Como será explicado abaixo em maior detalhe, a medição destes parâmetros, to- mados por sensores 40, 40, será usada para deduzir a denominada concentração “SS glo- bal” da água que entra no tanque de floculação 1. É notado que na modalidade descrita na figura 1, este sensor 40 é fornecido a mon- tante do misturador estático 8 fornecido no cano 5 para fornecimento de água a ser tratada no tanque de floculação 1. As medições tomadas pelo sensor 40 são então feitas em água bruta. Porém, também é possível considerar, em outras modalidades, tomar medições na água coagulada, e então colocar um sensor correspondente a jusante dos meios de coagu- lação de água.

A usina descrita também inclui um sensor 41 fornecido no nível do cano 25 que co- necta o tanque intermediário 19 ao hidrociclone 26. Este sensor 41 torna possível continua- mente medir a concentração de balastro (no contexto deste exemplo de modalidade, microa- reia) da mistura de balastro e lama que atravessam este cano 25. Tal concentração de ba- lastro corresponde a concentração de balastro presente no tanque intermediário 19 e é pro- porcional à concentração de balastro da mistura de água, balastro e polímero presente no tanque de floculação 1.

Também é notado que em outras modalidades, este sensor de concentração de ba- lastro pode ser fornecido ou no tanque intermediário 19 ou no tanque de floculação 1.

A usina também inclui uma calculadora 42 que torna possível coletar as medições tomadas pelos sensores 40, 40a e 41.

A operação da usina descrita acima em referência às figuras 1 a 4 é como segue.

A água bruta a ser tratada chega pelo cano 5. O reagente coagulante (por exemplo, cloreto de ferro) e o reagente pretendido para ajustar o pH (por exemplo, lima) são injetados em quantidades predeterminadas nesta água bruta, através dos meios 6 e 7 respectivamen- te, e misturados nisto pelo misturador estático 8 de forma que a água que chega no tanque de floculação 1 seja coagulada e tenha um pH otimizado de acordo com o tipo de coagulan- te escolhido.

A água coagulada que chega na porção mais baixa do tanque de floculação 1 se- gue uma série de reação ascendente na zona periférica 1b definida pelas paredes laterais 1b do tanque de floculação 1 e pela parede externa do tubo de guia de fluxo 3 (como mos- trado na figura 1 pelas setas que apontam para cima no tanque de floculação 1), antes de penetrar o referido tubo de guia de fluxo 3 por sua abertura superior e seguindo um movi- mento descendente na zona interna central 1a definida pelo buraco do referido tubo de guia de fluxo 3 (como mostrado na figura 1 pelas setas que apontam para baixo no tubo de guia de fluxo 3d).

É notado que em outras modalidades, a água coagulada pode chegar na parte su- perior do tanque de floculação, com seu fluxo então seguindo um movimento descendente na zona periférica e um movimento ascendendo na zona interna.

Quando desce no tubo de guia de fluxo 3, a água coagulada segue um movimento descendente com um componente radial horizontal devido ao movimento das lâminas do agitador 2.

Como deixa o tubo de guia de fluxo 3 pela saída inferior do mesmo, o fluxo alcança o dispositivo de distribuição de fluxo estático 4. Este dispositivo de distribuição de fluxo está- tico 4, por sua configuração, torna possível fortemente atenuar o componente radial do fluxo que vem do tubo de guia de fluxo 3 e distribuir este fluxo de uma maneira substancialmente uniforme na zona periférica inteira 1b do tanque de floculação 1.

Com os meios de distribuição 9, uma quantidade de balastro, calculada como indi- cado abaixo, é distribuída na água presente no tanque de floculação 1.

Com os meios de distribuição 10, uma quantidade de reagente de floculação, calcu- Iada como indicado abaixo, é distribuída continuamente dentro do tubo de guia de fluxo 3 na mesma água.

Com o tubo de guia de fluxo 3 e com o agitador 2, a mistura do referido polímero e da microareia com a água é otimizada.

No tanque de floculação 1, o floco constituído pelo balastro é formado, e as impure- zas contidas na água se aglutinam ao redor do referido floco, devido ao reagente de flocula- ção. A melhora da mistura de água e balastro e do reagente de floculação torna possível otimizar a formação de floco também.

Com os sensores 40 e 40a, respectivamente, o conteúdo de sólidos suspensos e a concentração de material orgânico (OM) na água bruta são continuamente medidos.

As medições correspondentes são enviadas para a calculadora 42, que combina

estas medições dos dados relativo às quantidades predeterminadas de reagente coagulante e o reagente pretendido para ajustar o pH usado e a concentração de microalga na água bruta para deduzir uma concentração do denominado “SS global” no água coagulada que entra no tanque de floculação 1, representando a concentração de poluentes ser removido, contido na referida água.

A calculadora 42 então calcula a quantidade de reagente de floculação que precisa ser implementada na usina através dos meios 9, de acordo com:

- a taxa de fluxo da água bruta a ser tratada que chega na usina pelo cano 5,

- a referida denominada concentração “SS global” na água que chega no tanque de floculação 1,

- o tamanho de partícula do material granular que constitui o balastro.

A calculadora 42 calcula a quantidade de balastro que precisa ser implementado na usina para obter água tratada de uma qualidade predeterminada, a referida quantidade cor- respondendo a uma concentração de balastro mínima no tanque de floculação.

No contexto deste exemplo de modalidade, a referida concentração de balastro Y é

calculada pela calculadora 42 que usa a fórmula:

Y = 0,4208 x X0’3667 Na qual X corresponde a concentração “SS global”. Em outras modalidades, outros métodos para calcular esta concentração de balas- tro podem ser considerados.

Depois de ter atravessado o tanque de floculação 1, a mistura formada por água e floco entra no tanque de sedimentação 11 passando-se sobre o desaguadouro submerso 16.

Durante esta passagem, a referida mistura passa pelos canais definidos pelas pla- cas 17, 17a da estrutura de divisão descrita em referência a figura 3.

Esta estrutura torna possível obter, na saída dos referidos canais, um fluxo da mis- tura de água e floco que é mais bem distribuído sobre o comprimento do desaguadouro submerso 16.

Esta mistura então atravessa a passagem 18a definida pelo desaguadouro submer- so 16 e pela divisão sifoniforme 18 para chegar no tanque de sedimentação 11.

No tanque de sedimentação 11, o floco formado pelo material agregado ao redor do balastro sedimenta e se acumula na parede do fundo do tanque de sedimentação 11 para formar uma mistura de lama e balastro. Esta sedimentação é melhorada pela presença de lâminas 13 fornecidas na porção superior do tanque de sedimentação 11.

O dispositivo de raspagem giratório 12 torna possível direcionar esta mistura de la- ma e areia no canal 14 do tanque de sedimentação 11.

A água tratada livre de suas impurezas é descarregada na parte superior do tanque de sedimentação 11 pela saída de descarga 15.

A mistura de lama e balastro presente no canal 14 do tanque de sedimentação 11 é extraída do referido canal 14 pelo cano 21 por meio do parafuso sem extremidades 22 for- necido no cano 21, cujo parafuso sem extremidades é acionado pelo motor 23.

Esta mistura de lama e balastro é impulsionada em uma velocidade principalmente constante no tanque intermediário 19. Este impulsionamento é facilitado pelo fato que a ba- se do tanque 19 é fornecida em um nível mais baixo do que aquele do tanque de floculação

1, que permite o cano 21 passar debaixo dele.

A mistura de lama e balastro é misturada por meios de agitação 20 fornecidos no tanque 19, no qual segue um movimento ascendente, em seguida descendente (como indi- cado pelas setas que apontam para cima e para baixo).

Esta mistura de lama e balastro é continuamente extraída do tanque intermediário

19 pelo cano 25 por meio da bomba 28 para ser impulsionada para o hidrociclone 26 pre- tendido para separar o balastro do lama contida na referida mistura.

Esta separação é melhorada pela injeção, pelo cano 25, de água de serviço no hi- drociclone. Esta injeção de água de serviço torna possível obter, no escoamento 27 do refe- rido hidrociclone 26, um balastro que é essencialmente livre de material orgânico. O balastro recuperado no escoamento do hidrociclone 27 é redistribuído no tanque de floculação 1. O transbordamento 29 do hidrociclone 26, constituído por lama diluída, é impulsio- nado pelo cano 30 para o tanque 31 fornecido no mesmo. A referida lama diluída se acumu- la no referido tanque 31. Uma parte da referida lama diluída é descarregada por um cano 33 conectado a um tubo de transbordamento 32 fornecido no referido tanque, ao mesmo tempo 5 em que a outra parte é re-impulsionada por via do cano 30 para o tanque intermediário 19. Porém, esta recirculação é implementada somente quando o nível de mistura presente no tanque 19 e detectada pelo sensor 43 for mais baixo do que um valor predeterminado. Neste caso, a válvula 34 fornecida no cano 30 abre para liberar um pouco dos conteúdos de tan- que 31 no tanque 19 e fecha quando o sensor 43 detecta que o nível de mistura no referido 10 tanque 19 alcançou o valor predeterminado.

Este mecanismo torna possível manter uma concentração de balastro essencial- mente constante no tanque 19.

O sensor 41 continuamente mede esta concentração e transmite para a calculadora

42, que deduz a quantidade de balastro atualmente presente na usina.

Se esta quantidade for mais baixa do que ou excessivamente mais baixa do que a

quantidade de balastro necessária para obter uma qualidade de água predeterminada (quantidade calculada como indicado acima da concentração de balastro Y), em outras pa- lavras, se esta quantidade cai para abaixo de um valor predeterminado, a calculadora 42 comanda que os meios de distribuição 9 encham automaticamente a planta de uma quanti- dade adicional de balastro para obter a referida quantidade necessária.

Um segundo exemplo da modalidade é mostrado em referência a figuras 5 a 7.

A usina descrita na figura 5 é completamente idêntica àquela mostrada na figura 1, exceto que:

- seu tanque de floculação 1 é equipado com um tubo de guia de fluxo 3a incluindo um distribuidor de fluxo 4a;

- e pelo fato de que inclui um distribuidor 9a de um segundo material granular (ma- terial que tem propriedades de adsorção, ou propriedades de permuta de íon ou molécula) no tanque de floculação 1.

Em referência à figura 6, o distribuidor de fluxo incluído no tubo é posicionado a mais de 200 mm abaixo do agitador 2 e é constituído pela associação de 8 placas 50 que formam juntas uma pluralidade de cruzes, definindo 25 canais 51 permitindo a passagem do fluido que sai do tubo 3.

Em referência às figuras 8 e 9, este distribuidor de fluxo pode ser constituído por várias placas exceto 8, por exemplo, 4 (figura 8) ou 9 (figura 9).

A relação entre a altura H das placas 50 e sua largura máxima B é preferivelmente

entre 1,5 e 2.

Claims (50)

1. Processo para tratar água carregada com impurezas coloidais dissolvidas ou suspensas, em uma usina de tratamento, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui as eta- pas que consistem em: - colocar junto em uma zona de floculação, a referida água, pelo menos um balastro constituído por pelo menos um material granular insolúvel que é mais pesado que a água e pelo menos um reagente de floculação para permitir que o floco se forme; - introduzir a mistura de água e floco, desse modo formada, em uma zona de sedi- mentação; - separar a água tratada na parte do topo da referida zona de sedimentação de uma mistura de lama e balastro que é o resultado da sedimentação do referido floco; - extrair a mistura de lama e balastro na parte do fundo da referida zona de sedi- mentação e impulsioná-la para uma zona de mistura intermediária agitada; - extraindo a mistura de lama e balastro presente na referida zona de mistura inter- mediária e submetê-la a uma etapa de separação de lama/balastro através de separação de hidrociclone; - reciclar o escoamento da etapa de separação de hidrociclone na referida zona de floculação; - extrair uma parte do lama que entra do transbordamento da etapa de separação de hidrociclone e recircular a outra parte da referida lama na referida zona de mistura inter- mediário agitada; caracterizado pelo fato de que inclui: - uma etapa que consiste em continuamente medir pelo menos um parâmetro que representa a concentração de impurezas na água antes ou quando entra na referida zona de floculação; - uma etapa que consiste em usar os resultados da referida medição desse modo realizada para continuamente deduzir a quantidade de balastro que precisa ser implementa- da para obter água tratada de uma qualidade predeterminada.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: -uma etapa que consiste em continuamente medir a concentração de balastro na mistura extraída da referida zona de sedimentação ou na mistura presente na referida zona de floculação; - uma etapa que consiste em deduzir, da medição contínua da concentração de mistura extraída da referida zona de sedimentação, a concentração de balastro atualmente presente na referida usina; - uma etapa que consiste em recarregar a zona de floculação com balastro quando a referida concentração de balastro atualmente presente na referida usina é mais baixa do que um limiar predeterminado.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa que consiste em recarregar a zona de floculação com balastro quando a quantidade de balastro atualmente presente na referida usina é mais baixa do que um limiar predeterminado, é realizada automaticamente.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma etapa que consiste em usar os resultados da referida medição do referido pelo menos um parâmetro que representa a concentração de impurezas na água para também deduzir a quantidade do referido reagente de floculação que precisa ser distribuído na zona de floculação para obter água tratada tendo a referida qualidade predeterminada.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma etapa preliminar que consiste em injetar con- tinuamente na referida água, antes que ela entre na zona de floculação, pelo menos um re- agente coagulante de acordo com uma quantidade predeterminada, e, como pode ser o ca- so, pelo menos um reagente pretendido para ajustar o pH de acordo com uma quantidade predeterminada.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido parâmetro que representa a concentração de impurezas na água é a concentração (X) do denominado “SS global” na água, a referida concentração denominada “SS global” sendo calculada levando em conta todos ou alguns dos seguintes parâmetros: - a concentração na referida água de sólidos suspensos, - a concentração na referida água de material orgânico, - a concentração de microorganismos na água bruta, - a concentração de micropoluentes na água bruta, - a referida quantidade predeterminada de reagente coagulante, - a referida quantidade predeterminada de reagente pretendido para ajustar o pH.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de balastro que precisa ser suspenso no tanque de floculação para obter a referida água tratada de qualidade predeterminada é determinada: pela concentração (Y) de balastro necessário para da referida denominada concentração “SS global” (X) calculada de acordo com a fórmula (I): Y = aXb + c na qual a está entre 0,4 e 1, b está entre 0,3 e 1 e c está entre 0 e 2, e o volume aproximado de água presente na referida usina.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma etapa que consiste em ajustar a quantidade do referido reagente de floculação distribuído na referida zona de floculação de acordo com a referida concentração de balastro que precisa ser implementado para obter água tratada de uma qualidade predeterminada.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa que consiste em extrair a mistura de lama e balastro da parte do fundo da referida zona de sedimentação e impulsioná-la para uma zona de mistura intermediária que usa um parafuso sem extremidades, é realizada.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma etapa que consiste em ajustar a taxa de flu- xo da lama que vem do transbordamento da etapa de separação de hidrociclone, recírculada para a referida zona de mistura intermediária para manter um nível predeterminado de lama e balastro na referida zona de mistura intermediária.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma etapa que consiste em armazenar a lama que entra do transbordamento da etapa de separação de hidrociclone em um tanque tendo um tubo de transbordamento, me- dindo o nível de mistura de lama e balastro presente na zona de mistura intermediária, e liberando pelo menos um pouco do referido tanque na referida zona de mistura intermediária quando o valor medido for mais baixo do que um limiar predeterminado.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa de separação de hidrociclone da mistu- ra de lama e balastro que vem da referida zona de sedimentação é realizada implementan- do-se uma injeção de líquido adicional tangencialmente a referida lama.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido líquido adicional é injetado em uma quantidade que corresponde a 5 a 100% em volume, e tipicamente 5 a 20% do volume da mistura de lama e balastro introduzida na etapa de separação de hidrociclone.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa que consiste em contatar, em uma zona de floculação, a referida água, pelo menos um balastro constituído por pelo menos um material granular insolúvel mais pesado do que a água, e pelo menos um reagente de flocu- lação para permitir que floco se forme, inclui: - uma etapa que consiste em definir, na zona de floculação, por meio de uma estru- tura de guia de fluxo completamente imersa, uma zona interna na qual, por agitação, um fluxo axial turbulento é criado da mistura da água a ser tratada, o balastro e o floculante em uma direção axial da referida estrutura de guia de fluxo, - uma etapa que consiste em injetar o referido reagente de floculação por meio de um dispositivo de distribuição hidráulico no referido fluxo axial, - uma etapa que consiste em distribuir este fluxo, por meio de um dispositivo estáti- co que se opõe a rotação do referido fluxo dito e disposto na saída desta estrutura de guia de fluxo; - uma etapa que consiste em permitir a referida mistura circular em uma zona peri- férica cercando a referida estrutura de guia de fluxo, em uma direção oposta até a entrada da referida zona interna; e - uma etapa que consiste em mover a referida mistura para referida zona de sedi- mentação.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma etapa que consiste em converter o fluxo que sai da referida estrutura de guia de fluxo em um fluxo axial por meio de um dispositivo estático de distribuição de fluxo.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa que consiste em converter o fluxo que sai da referida estrutura de guia de fluxo em um fluxo axial por meio de um dispositivo está- tico de distribuição de fluxo é realizada na estrutura de guia de fluxo atual.

17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, CARACTERIZADO pelo fato de que consiste em fornecer um tempo de contato entre a á- gua a ser tratada, o reagente de floculação e o balastro na referida zona de floculação, de um a vários minutos.

18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 17, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido balastro é microareia.

19. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, CARACTERIZADO pelo fato de que um material granular com propriedades de adsorção, ou um material granular com propriedades de permuta de íon ou molécula, é introduzido na zona de floculação ou a montante da zona de floculação para permitir um tempo de contato suficiente do referido material com a água a ser tratada.

20. Processo, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material com propriedades de permuta de íon ou molécula é uma resina.

21. Processo, de acordo com a reivindicação 19, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material com propriedades de adsorção é pó de carbono ativo.

22. Processo, de acordo com uma das reivindicações 19 ou 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material granular com propriedades de adsorção, ou proprieda- des de permuta de íon ou molécula, constitui o referido balastro.

23. Processo, de acordo com uma das reivindicações 19 ou 20, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido material granular com propriedades de adsorção, ou proprieda- des de permuta de íon ou molécula, constitui um segundo balastro.

24. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 23, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida etapa de sedimentação é uma etapa de se- dimentação lamelar.

25. Usina, para implementar um processo, de acordo com qualquer uma das reivin- dicações 1 a 24, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui: - pelo menos um tanque de floculação (1) fornecido com pelo menos um agitador (2); - um cano (5) fornecendo água a ser tratada no referido tanque de floculação (1); - um tanque de sedimentação (11) fornecido com uma saída para a água tratada na parte do fundo; - um cano (21) que conecta a parte do fundo do tanque de sedimentação com um tanque intermediário (19) fornecido com pelo menos um agitador (20); - um cano (25) conectando o referido tanque intermediário (19) a um hidrociclone (26); - um cano (30) para recirculação de algum do transbordamento do hidrociclone (26) para o referido tanque intermediário (19); caracterizado pelo fato de que inclui: pelo menos um primeiro sensor (40, 40a) pretendido para continuamente medir pelo menos um parâmetro que representa a concentração de impurezas na água entrando na referida usina; uma calculadora (42) torna possível continuamente deduzir, de medições tomadas pelo referido primeiro sensor, a quantidade de balastro que deve ser implementado para obter água tratada de uma qualidade predeterminada.

26. Usina, de acordo com a reivindicação 25, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui pelo menos um segundo sensor (41) fornecido no referido tanque de floculação ou no referido tanque intermediário ou no nível do referido cano (25) conectando o referido tanque intermediário ao referido hidrociclone tornando possível medir continuamente a concentra- ção de balastro na mistura que atravessa um deles, e pelo fato de que a referida calculadora (42) torna possível deduzir continuamente, das medidas tomadas pelo referido segundo sensor (41), a quantidade de balastro realmente presente na referida usina.

27. Usina, de acordo com a reivindicação 25 ou 26, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um dispositivo de recarregamento de balastro automático (9).

28. Usina, de acordo com a reivindicação 27, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida calculadora (42) é designada para deduzir continuamente, das medições tomadas pelo referido primeiro sensor (40, 40a), a quantidade de reagente de floculação que precisa ser implementado para obter água tratada da referida qualidade predeterminada.

29. Usina, de acordo com a reivindicação 28, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um distribuidor de reagente de floculação automático (10) conectado a referida calcu- ladora.

30. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 29, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido primeiro sensor (40, 40a) é um sensor que mede a concentração na água bruta de sólidos suspenso e/ou a concentração na água bruta de material orgânico tal como a concentração de carbono orgânico total na referida água.

31. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 30, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui pelo menos um sensor (44) pretendido para me- dir a qualidade da água tratada pela referida usina continuamente.

32. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 31, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido cano (5) que fornece água para o tanque de floculação (1) é equipado com um misturador estático (8) para misturar a água a ser tratada com um reagente coagulante.

33. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 32, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida saída de descarga (15) para descarregar a água tratada do referido tanque de sedimentação inclui pelo menos um desaguadouro sub- merso ou um tubo perfurado.

34. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 33, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tanque de sedimentação (11) é equipado em sua entrada com uma divisão sifoniforme (18).

35. Usina, de acordo com uma das reivindicações 25 a 34, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tanque de sedimentação (11) é equipado em sua entrada com uma estrutura de divisão (17).

36. Usina, de acordo com a reivindicação 35, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida estrutura de divisão (17) inclui pelo menos duas placas (17a) paralelas a outra dis- posta em cada lado de um desaguadouro submerso (16) fornecido entre o tanque de flocu- lação (1) e o tanque de sedimentação (11), e placas (17b) dispostas paralelo uma a outra entre as placas (17a), sobrepondo o referido desaguadouro (16), as referidas placas trans- versais (17b) constituindo, com as placas (17a), o mesmo número de canais de fluxo entre o tanque de floculação (1)eo tanque de sedimentação (11).

37. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 36, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido cano (21) conectando a parte do fundo do tanque de sedimentação ao referido tanque de intermediário é equipado com um parafuso sem extremidades (22).

38. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 37, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui um tanque (31) fornecido com um tubo de trans- bordamento (32) fornecido no referido cano (30) para recirculação de um pouco do trans- bordamento de hidrociclone (26) para o referido tanque intermediário (19).

39. Usina, de acordo com a reivindicação 38, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui uma válvula (34) fornecida no referido cano (30) para a recirculação de um pouco do transbordamento de hidrociclone (26) para o referido tanque de intermediário (19), a referida válvula (34) sendo fornecida a jusante do referido tanque (31).

40. Usina, de acordo com uma das reivindicações 38 ou 39, CARACTERIZADO pe- lo fato de que inclui um sensor (43) que sente o nível da mistura de lama e balastro presente no referido tanque intermediário (19).

41. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 40, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido hidrociclone (26) tem uma porção cilíndrica (50) fornecida com pelo menos um fornecimento tangencial da mistura de lama e balastro a ser tratada e uma porção cônica (52), e, na saída da porção cônica, uma câmara de injeção de líquido adicional (53) tendo um fornecimento tangencial (54) de líquido adicional.

42. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 41, CARACTERIZADO pelo fato de que inclui pelo menos um distribuidor (9a) de um material tendo propriedades de permuta de íon ou molécula ou adsorção no referido tanque de flocu- lação.

43. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 42, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tanque de sedimentação (11) é um tanque de sedimentação lamelar.

44. Usina, de acordo com a reivindicação 43, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tanque de sedimentação lamelar (11) é fornecido com lâminas verticais.

45. Usina, de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 44, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido tanque de floculação (1) compreende uma estrutura de guia de fluxo, aberta em suas duas extremidades e disposta a uma distância da base do referido tanque (1) definindo uma zona mediana (1a) equipada com o referido agi- tador (2) e uma zona periférica (1b) e um dispositivo estático (4, 4a) distribuindo o fluxo que sai da referida estrutura de guia de fluxo.

46. Usina, de acordo com a reivindicação 45, CARACTERIZADO pelo fato de que a estrutura de guia de fluxo é um tubo (3) com um perfil circular disposto verticalmente a uma distância da base do referido tanque de floculação (1).

47. Usina, de acordo com uma das reivindicações 45 ou 46, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o referido dispositivo estático (4a) é incluído na parte mais baixa da estrutura de guia de fluxo.

48. Usina, de acordo com as reivindicações 46 e 47, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido dispositivo de distribuição de fluído estático (4a) incluído no referido tubo de guia de fluxo (3) é constituído por pelo menos uma placa diametral de altura H que define pelo menos dois compartimentos.

49. Usina, de acordo com uma das reivindicações 47 ou 48, CARACTERIZADO pe- lo fato de que o dispositivo de distribuição de fluxo estático (4a) é fornecido pelo menos 200 mm debaixo do agitador.

50. Usina, de acordo com uma das reivindicações 48 ou 49, CARACTERIZADO pe- lo fato de que os referidos compartimentos formados pela referida pelo menos uma placa tem superfícies que são substancialmente iguais, e pelo fato de que a largura teórica B de cada compartimento é escolhida de forma que haja uma relação H/B entre a altura H da re- ferida pelo menos uma placa e referida largura teórica B entre cerca de 1 e cerca de 2, tipi- camente igual a cerca de 1,5.