BRPI0802065A2 - sistema modular de fluxo variável e contìnuo para tratamento de cursos d'água - Google Patents
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Abstract
SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIáVEL E CONTINUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'áGUA. Que possibilite o tratamento de qualquer curso d'água (CA) poluído, que esteja em processo de anaerobiose ou não (O), a partir da instalação um processo biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) seguido de um processo físico-químico (2), conforme a patente PI9702430-9, seguido por um processo biológico aeróbio com aeração e oxidação do curso d'água (3) e novamente por um processo físico-quimico (4).
Description
"SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA".
Refere-se a presente invenção a um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água e, mais especificamente, a um processo para remoção da matéria orgânica e inorgânica em suspensão e também dissolvida presente em cursos d'água poluídos, que utilize uma combinação de processo biológico e físico-químico.
Como é de conhecimento, a poluição das águas tem sido um problema para toda sociedade, sendo que as principais áreas de preocupação são as que se encontram próximo de aglomerados humanos.
A poluição da água indica que um ou mais de seus usos foram prejudicados, podendo atingir o homem de forma direta, pois ela é usada por este para ser bebida, para tomar banho, para lavar roupas e utensílios e, principalmente, para sua alimentação e dos animais domésticos. Além disso, abastece nossas cidades, sendo também utilizada nas indústrias e na irrigação de plantações. Por isso, a água deve ter aspecto limpo, pureza de gosto e estar isenta de microorganismos patogênicos, o que é conseguido através do seu tratamento, desde a retirada dos rios e represas até a chegada nas residências urbanas ou rurais.
A água de um rio é considerada de boa qualidade quando apresenta menos de mil coliformes fecais e menos de dez microorganismos patogênicos por litro (como aqueles causadores de verminoses, cólera, esquistossomose, febre tifóide, hepatite, leptospirose, poliomielite etc). Portanto, para a água se manter nessas condições, deve-se evitar sua contaminação por resíduos, sejam eles agrícolas (de natureza química ou orgânica), esgotos, resíduos industriais, lixo ou sedimentos vindos da erosão.
Entre outros fatores, as fontes de poluição hídrica são os esgotos domésticos, despejos industriais, escoamento da chuva das áreasurbanas e das águas do retorno de irrigação. Em outras palavras, a coleta de esgoto sem destinação ao tratamento, regiões sem coleta de esgoto, a grande quantidade de lixo doméstico e industrial, despejos clandestinos, o escoamento das águas pluviais em superfícies impermeáveis como ruas, edifícios e outras áreas pavimentadas que carreiam a poluição superficial, somado ao excesso de fertilizantes que vão infiltrar-se no solo e poluir os lençóis freáticos, são os principais causadores de poluição hídrica.
A presença de um alto teor de matéria orgânica pode induzir à completa extinção do oxigênio na água, provocando o desaparecimento de peixes e outras formas de vida aquática. Um elevado valor da DBO pode indicar um incremento da micro-flora presente e interferir no equilíbrio da vida aquática, além de produzir sabores e odores desagradáveis.
Para evitar a deterioração hídrica é necessário que o governo e as indústrias invistam em sistemas de esgotos eficientes e que permitam a remoção rápida e segura das águas residuárias e dos dejetos e resíduos líquidos das atividades humanas, bem como sistemas que realizem a condução e o tratamento desse material removido. Além disso, se faz necessário à conscientização da população, a educação ambiental, pois quanto mais esforços forem feitos no sentido de que a água seja preservada, melhor e mais barato será o tratamento desta e, com isso, a população só terá a ganhar.
Contudo, atualmente são raros os países que possuem um planejamento preventivo da construção de redes coletoras de esgoto e um sistema de saneamento eficaz.
Assim, existem hoje no mercado diversos tipos de tratamento de água, que visam à melhoria das condições sanitárias, econômicas e sociais das populações afetadas por esses problemas.
Ocorre que, a maioria dos tratamentos de água envolve sistemas que são muito custosos, pois exigem a realização de grandes obrascivis com a construção de elevatórias de esgoto, tanques de amortização de vazões, reatores anaeróbios e(ou) aeróbios, tanques para as bacias de coagulação, floculação, sedimentação ou flotação, filtração, entre outros. Essas obras além de encarecerem os sistemas tornam a sua implementação lenta e não possibilita sua adaptação a qualquer tipo de curso d'água.
Pensando em superar os problemas convencionais, os inventores desenvolveram um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água, através do qual é realizada a remoção do material orgânico e inorgânico em suspensão e também dissolvido existente no próprio curso d'água, possibilitando o aproveitamento dos recursos hídricos para futura reutilização; a implantação e desenvolvimento de indústrias; a utilização dos cursos d'água urbanos como elementos de recreação e práticas esportivas; e a conservação dos recursos hídricos naturais contra poluição excessiva e sua manutenção em condições de pleno aproveitamento.
Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema
modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água que apresente um baixo custo de implantação, sendo viável sua adaptação a qualquer tipo de curso d'água (CA).
Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água, cuja implantação seja fácil e rápida quando comparado com os métodos conhecidos, exigindo pequenas adaptações no trecho de sua instalação ao longo do curso d'água (CA).
Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água, que mesmo recebendo lançamentos de cargas poluidoras em algum módulo intermediário do sistema, o mesmo possa atender ao nível de exigência de padrão de qualidade para águas tratadas pré-estabelecido.Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água, que apresente facilidade de construção, operação e manutenção e respectivos custos reduzidos, além da sua satisfatória eficiência, mesmo com variações de carga poluidora, vazão e nível do curso d'água.
Outro objetivo da presente invenção é prover um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água, que utilize combinações de processos físico-químicos e biológicos, visando à antecipação dos resultados na despoluição do corpo hídrico, melhorando a qualidade das águas em um prazo muito inferior e com a disponibilidade de recursos de menor monta.
Esses e outros objetivos e vantagens da presente invenção são alcançados através de um sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água que possibilita o tratamento de qualquer curso d'água poluído, que esteja em processo de anaerobiose ou não (0), a partir da instalação um processo biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) seguido de um processo físico-químico (2), conforme a patente PI9702430-9, seguido por um processo biológico aeróbio com aeração e oxidação do curso d'água (3) e novamente por um processo físico-químico (4).
Cabe ressaltar que o número e a forma de associar os tratamentos pode variar de acordo com as dimensões e características do curso d'água e seu entorno. Um determinado curso d'água de comprimento extenso pode receber um número "n" de tratamentos físico-químicos seguidos ou precedidos de processos biológicos aeróbios com aeração e oxidação do curso d'água, podendo inclusive receber contribuições de cargas poluidoras ao longo dos tratamentos e continuar garantindo os padrões de qualidade pré-estabelecidos.
O processo biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) pode possuir uma ou mais estações de aeração pararecuperar os níveis de oxigênio dissolvido na água, permitindo que em toda a extensão do primeiro tratamento ocorra o processo biológico aeróbio que utiliza as bactérias e o poder oxidante da aeração para consumir matéria orgânica e particular substâncias solúveis na água sem a adição e mistura de produtos químicos ao curso d'água (CA), gerando o efluente (E1) a ser tratado pelo processo físico-químico (2).
O processo físico-químico (2), conforme patente PI 9702430-9 do mesmo inventor, que compreende as etapas de adicionar um material floculante ou coagulante em um trecho do curso d'água a ser tratado, agregando as partículas em suspensão, formando flocos de maior dimensão e densidade, que à jusante do curso d'água (CA) definem uma bacia de floculação (F1); submete as partículas agregadas e de maiores dimensões e densidade a, pelo menos, uma etapa de microaeração (M1) com micro-bolhas, que ao longo do curso d'água (CA) definem uma bacia de flotação (Fo1), ocorrendo a aglomeração, concentração e densificação do material flotado; e promover a remoção (R) do material flotado e concentrado. Cabe ressaltar que a dita etapa de microaeração pode ser substituída ou complementada por uma etapa de nanoaeração com a injeção de nano-bolhas. O efluente (E2) tratado pelo processo físico-químico (2) é conduzido para um terceiro tratamento por processo biológico aeróbio (3) com aeração e oxidação do curso d'água (CA), visto que o tratamento físico-químico (2) satura a água com oxigênio. No entanto, como o tratamento aeróbio consome o oxigênio dissolvido na água, uma ou mais estações intermediárias de aeração podem ser instaladas neste tratamento para recuperar os níveis de oxigênio dissolvido na água, permitindo que em toda a extensão do terceiro tratamento ocorra o processo biológico aeróbio; posteriormente a este módulo, o efluente tratado (E3) pode seguir para um quarto tratamento, no caso físico-químico (4), que removerá parte residual importante do tratamento físico-químico (2) e os particulados gerados notratamento por processo biológico aeróbio (3) com aeração e oxidação do curso d'água (CA).
Conforme a patente PI9702430-9 do mesmo inventor, o processo físico-químico ocorre ao longo do curso d'água.
É importante ressaltar que os processos de tratamento físico-químicos supracitados apresentam custos de menor monta em relação a estações de tratamento convencionais que possuem diversos estágios de tratamento com tanques de aço ou concreto e estações elevatórias para bombeamento de desvio do curso d'água. O tratamento biológico aeróbio com aeração e oxidação do curso d'água possui custos ainda mais reduzidos, quando comparado ao tratamento físico-químico, pois utiliza as bactérias e o poder oxidante da aeração para consumir matéria orgânica e particular substâncias solúveis na água sem a adição e mistura de produtos químicos ao curso d'água. A dita aeração pode ser realizada por macro-bolhas, micro-bolhas, nano-bolhas, com ar ambiente, ar concentrado de oxigênio ou até oxigênio puro, de forma que a função de transferir oxigênio para a água pode ocorrer de diversas formas.
A seguir o presente sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água será descrito com referência aos desenhos anexos, dado a título de exemplo sem caráter limitativo, no qual:
A figura 1 representa esquematicamente um trecho de curso d'água (CA) em processo de anaerobiose ou não (0), submetido ao sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água, em questão, para a situação de um primeiro tratamento biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA), um segundo tratamento por processofísico-químico (2), um terceiro tratamento biológico aeróbio (3) com oxidação do efluente e um quarto tratamento físico-químico (4); e
A figura 2 representa um gráfico com a determinação do posicionamento das estações de aeração nos tratamentos biológicos aeróbioscom aeração e oxidação do curso d'água.
De acordo com a figura 1, o sistema modular de fluxo variável e contínuo para o tratamento de cursos d'água é instalado em um trecho poluído do curso d'água (CA), em processo de anaerobiose ou não (0), que passa a receber um primeiro tratamento biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA). O tratamento (2) refere-se ao processo físico-químico.
Ainda de acordo com a figura 1, o tratamento por processo biológico aeróbio (3) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) pode possuir uma ou mais estações intermediárias de aeração (A1-3), (A2-3), (An-3), instaladas neste tratamento para recuperar os níveis de oxigênio dissolvido na água.
Na figura 1, o tratamento (4, 6) refere-se novamente a um processo físico-químico.
Desta forma podemos possuir um número (n) de processos físico-químicos seguidos ou precedidos por processos biológicos aeróbios com aeração e oxidação do curso d'água (CA), quantificados, distribuídos e dimensionados de acordo com as características hidráulicas, de cargas poluidoras, físicas entre outras do curso d'água e dos seus afluentes poluídos.
Apesar de ter sido descrito e ilustrado cabe ressaltar que alterações construtivas e de aplicabilidade são possíveis e realizáveis sem que se fuja do escopo da presente invenção.
Claims (6)
1. "SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA", caracterizado pelo fato de possibilitar o tratamento de curso d'água (CA) poluído, que esteja em processo de anaerobiose ou não (0), a partir da instalação um processo biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) seguido de um processo físico-químico (2) realizado através do processo de remoção de materiais e/ou substâncias poluentes contidas em curso d'água, seguido por um processo biológico aeróbio (3) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) e 10 novamente por um processo físico-químico (4).
2. "SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do processo biológico aeróbio (1) com aeração e oxidação do curso d'água (CA) possuir uma ou mais estações de aeração para recuperar os níveis de oxigênio dissolvido na água, permitindo que em toda a extensão do primeiro tratamento ocorra o processo biológico aeróbio que utiliza as bactérias e o poder oxidante da aeração para consumir matéria orgânica e particular substâncias solúveis na água sem a adição e mistura de produtos químicos ao curso d'água (CA), gerando o efluente (E1) a ser tratado pelo processo físico-químico (2).
3."SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA", onde o processo físico-químico (2), compreende as etapas de adicionar um material floculante ou coagulante em um trecho do curso d'água a ser tratado, agregando as partículas em suspensão, formando flocos de maior dimensão e densidade, que à jusante do curso d'água (CA) definem uma bacia de floculação (F1); submeter as partículas agregadas e de maiores dimensões e densidade a, pelo menos, uma etapa de microaeração (M1) com micro-bolhas, que ao longo do curso d'água(CA) definem uma bacia de flotação (Fo1), ocorrendo a aglomeração, concentração e densificação do material flotado; e promover a remoção (R) do material flotado e concentrado, sendo que dito processo físico-químico (2) ocorre ao longo do curso d'água e que de acordo com a reivindicação 1 é caracterizado pelo fato de que a etapa de microaeração pode ser substituída ou complementada por uma etapa de nanoaeração com a injeção de nano-bolhas.
4.- "SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA", de acordo com a reivindicação 1 ou 3, caracterizado pelo fato de o efluente (E2) após ser tratado pelo processo físico-químico (2) ser conduzido para um terceiro tratamento por processo biológico aeróbio (3) com aeração e oxidação do curso d'água (CA), sendo que uma ou mais estações intermediárias de aeração (A1-3), (A2-3), (An-3) podem ser instaladas ao longo do tratamento de processo biológico aeróbio (3).
5.- "SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA", de acordo com a reivindicação 1 ou 4, caracterizado pelo fato do efluente tratado (E3) seguir para um tratamento físico-químico (4) que removerá parte residual do tratamento físico-químico (2) e os particulados gerados no tratamento por processo biológico aeróbio (3) com aeração e oxidação do curso d'água (CA).
6.- "SISTEMA MODULAR DE FLUXO VARIÁVEL E CONTÍNUO PARA TRATAMENTO DE CURSOS D'ÁGUA", de acordo com reivindicação 1 ou 2 ou 3 ou 4 ou 5, caracterizado pelo fato de o número (n) e a associação de processos físico-químicos poderem ser seguidos ou precedidos por processos biológicos aeróbios com aeração e oxidação do curso d'água (CA), quantificados, distribuídos e dimensionados de acordo com as características hidráulicas, de cargas poluidoras, físicas entre outras do curso d'água e dos seus afluentes poluídos.
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