BR102013021359A2 - Reator eletro-físico-químico para tratamento de efluentes - Google Patents

Abstract

RESUMO “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, construído em uma caixa (1) devidamente aterrada (A), sendo basicamente conformado por um pólo anodo (2) e outro pólo catodo (3), que conectados a uma fonte de energia (4) externa de corrente contínua, e submetidos a uma diferença de potencial com controle de corrente, passível de ajustes, potencializam a reação de oxidação e de redução nos respectivos pólos (2 e 3) no meio líquido e sólido proveniente do reservatório (5) de efluente bruto direcionado para o tanque (6) de separação.

Description

“REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES” CAMPO DE APLICAÇÃO

Trata a presente solicitação de Patente de Invenção de um inédito “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”,

notadamente de um reator onde é aplicada uma descarga em corrente contínua para o processamento de sólidos e líquidos provenientes de um reservatório de efluente bruto, em direção ao tanque de separação gerando assim a hidroxila (OH)-, que promove um fluxo ascendente potencializando a capacidade de tratamento dos efluentes das mais variadas origens, como, por exemplo, aqueles de concentrações 10 urbanas, rurais, industriais, condomínios, etc.

CONVENCIMENTO

Atualmente é obrigatório dar tratamento aos esgotos e efluentes de qualquer espécie, para que com a remoção das impurezas sejam devolvidos á natureza sem prejuízos e/ ou maiores danos ao meio ambiente, e à saúde humana e animal.

A priori, a própria natureza teria condições de decompor as matérias orgânicas em seus meios fluidos, porém com o crescimento populacional e industrial o volume dos efluentes cresceu em uma proporção tamanha que obrigou o desenvolvimento de tecnologias, sistemas e dispositivos que tornassem possível um tratamento eficaz.

Independente da agressividade e/ ou tipo de efluente foram criadas as estações de tratamento que, basicamente, reproduzem o que é feito pela natureza em uma velocidade muito maior.

A maioria dos processos utilizados no tratamento de efluentes quer seja físico químico e/ ou biológico envolve diferentes equipamentos eletromecânicos, que associados a produtos químicos efetivam o tratamento propriamente dito.

Basicamente, os processos de tratamento físico-químico tradicionais necessitam de toda uma infraestrutura, em que pese à construção de reservatórios, tanques, estações de bombeamento para circulação e recirculação do meio líquido/ 5 pastoso, aeradores, compressores e agitadores. Todos esses equipamentos demandam um elevado custo de implantação e consumo de energia elétrica. Por outro lado, os agentes coagulantes e floculantes como os polímeros, sais e alumínio representam um considerável passivo ambiental devido a suas toxidades, podendo, mesmo em baixas concentrações, romper o equilíbrio do meio ambiente.

ESTADO DA TÉCNICA

O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes que versam sobre tratamentos de efluentes, como o Pl 0001571-7 - que se refere a um processo para tratamento de efluentes com elevada concentração de carga orgânica, no qual o oxigênio necessário à eliminação da toxidez do meio é fornecido 15 para a massa d’água por meio de um aparelho aerador, cujo funcionamento tem por base a convecção da massa d’água aerada.

O pedido acima apresenta entre outros inconvenientes, o elevado consumo de energia necessária ao funcionamento não só do aerador, mas também dos equipamentos complementares.

O Pl 0001940-2 - trata de um processo e equipamento para tratamento

de efluentes por sistema de batelada com leito fluidizado, compreendendo as etapas de enchimento do recipiente de reação com o conteúdo líquido apropriado, e o meio suporte aeróbico que é capaz de precipitar o líquido do recipiente, agitar e fazer promover fluidez por aeração, que ao seu término transporta e circula na superfície parte do lodo precipitado e outra parte do líquido já tratado, que passa pelo meio do suporte aeróbico, que se encontra precipitado em fluxo ascendente.

Além do elevado consumo energético, os processos por batelada necessitam de grandes tanques para decantação e aeração, e infraestrutura para circulação e recirculação.

O Pl 0102412-4 - define um método físico-químico para coagular,

flocular, remover e reciclar sólidos suspensos, óleos e graxas dos efluentes de resíduos animais e vegetais utilizando esmectita sódica modificada inorganicamente como coagulante e polímero aniônico como floculante.

Como fartamente comentado, os processos físico-químicos entre outras desvantagens resultam um passivo ambiental de complicada destinação e custo elevado.

DA INVENÇÃO

O reator compreende um meio para a passagem dos sólidos e líquidos que bombeados de um reservatório de efluente bruto ao passarem pelo referido 15 reator são submetidos a uma descarga elétrica de baixa intensidade em corrente contínua, variáveis conforme o resultado desejado. Basicamente, em decorrência da diferença de potencial e controle de corrente, reações eletroquímicas de oxidação e redução acontecem no anodo e no catodo, respectivamente. Assim, microbolhas de hidrogênio são formadas no pólo catodo fazendo com que haja a flotação dos 20 resíduos no tanque de separação que são retirados por métodos convencionais.

Assim, este pedido de patente se enquadra na listagem de patentes verdes no subitem controle da poluição da água / tratamento de águas residuais ou esgoto.

Em suma, o reator inventado apresenta uma série de vantagens em relação a alguns itens considerados importantes no desempenho do tratamento de efluentes:

v' Demanda energética reduzida;

S Não utiliza componentes químicos;

S Rápida separação dos contaminantes;

S Pouco tempo de retenção dos efluentes;

S Possibilidade de utilização de reservatórios e tanques de menor

volume;

S Baixo custo de operação;

S Reduzido custo e manutenção e fácil substituição de peças não necessita de mão de obra especializada;

S Simplicidade construtiva;

S Ótima relação custo x benefício.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

A seguir, a invenção será explicada tecnicamente, utilizando como base os desenhos, de caráter ilustrativo e não Iimitativo a seguir:

Figura 1: Vista em corte do reator eletro-físico-químico para tratamento

de efluentes;

Figura 2: Vista em perspectiva explodida do reator eletro-físico-químico para tratamento de efluentes;

Figura 3: Vista em perspectiva parcial do reator eletro-físico-químico

para tratamento de efluentes;

Figura 4: Vista em perspectiva em corte parcial do reator eletro-físicoquímico para tratamento de efluentes, com detalhe dos tubos condutores;

Figura 5 Vista esquemática do reator eletro-físico-químico para tratamento de efluentes, mostrando uso. DESCRIÇÃO DETALHADA

O “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, objeto desta solicitação de Patente, é construído em uma caixa (1) devidamente aterrada (A), sendo basicamente conformado por um pólo anodo (2) e 5 outro pólo catodo (3), que conectados a uma fonte de energia (4) externa de corrente contínua, e submetidos a uma diferença de potencial e controle de corrente, passível de ajustes, potencializam a reação de oxidação e de redução dos respectivos pólos (2 e 3) no meio líquido e sólido proveniente do reservatório (5) de efluente bruto direcionado para o tanque (6) de separação.

Mais particularmente, o reator (R) contempla uma caixa (1)

devidamente aterrada (A), que recepciona em seu interior dois tubos (7 e 8) metálicos concêntricos, cada qual ligado a um pólo (2 e 3), conforme ligação com uma fonte externa de energia (4) em corrente contínua, geram uma diferença de potencial capaz de resultar no fenômeno de oxidação no anodo (2) e de redução no catodo (3), em que o ajuste da descarga e da corrente permite melhor adequar o reator (R) ao conteúdo do reservatório (5) de efluente bruto e ao resultado do tratamento esperado no tanque (6) de separação. Neste contexto, a descarga pode variar de « 12Vcc a « 500Vcc com corrente de « 30A a « 400A. Assim, em uma forma de viabilização da invenção, considerando o pólo (2) como o do anodo e o pólo (3) como catodo, o pólo (2) tem uma conexão (9) que se presta a ligação a fonte de energia externa (4), pólo (2) este interligado a um adaptador (10) com orifício (11) em metal, preferivelmente aço inoxidável, que torna possível a passagem de energia em direção ao tubo (7). Por outro lado, o pólo (3) anodo com dois conectores (12) é configurado por uma abraçadeira (13) capaz de envolver e possibilitar o contato elétrico com o tubo (8), externo ao tubo (7), configurando uma área (14) de passagem do líquido e sólido proveniente do reservatório (5) de efluente, o que é efetivado por uma bomba (15) centrífuga ou similar. Desta feita, como já comentado, é gerado o fenômeno de oxidação no pólo anodo (2), e o de redução no pólo catodo (3) onde são formadas microbolhas de hidrogênio, que 5 carreiam as partículas e/ ou resíduos do meio a ser tratado num fluxo ascendente. Para estruturação do reator (R), o adaptador (10) é interligado por uma conexão T (16) ao tubo (8) e ao tubo de saída (17) do meio tratado em direção ao tanque (6) de separação. Por sua vez, do tubo (8) derivam uma união (18) e um niple (19) acoplado a uma válvula de entrada (20), a qual recebe o meio fluido através de um 10 tubo (21) ligado a bomba (15) cujo fluxo e vazão são ajustados por uma segunda válvula (22) que o direciona para um tubo (23) de retorno extravasado no reservatório (5) de efluente bruto. Com a descarga elétrica ocorre uma concentração de hidroxila (OH)- no pólo do catodo resultando um ataque de anions e formação de um filme, sendo estritamente necessária a troca e/ ou inversão da polaridade, que 15 faz com que com que o pólo que se comporta como um catodo por um determinado período passe a se comportar como um anodo.

Claims (5)

1. “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, contempla uma caixa (1) aterrada caracterizada por recepcionar um pólo (2) anodo e um pólo catodo que submetidos ao ddp de uma fonte externa e corrente contínua promove, respectivamente, oxidação e redução, de um meio líquido e sólido proveniente de reservatório (5) de efluente bruto bombeado (15) para o reator (R) e para o tanque (6) de separação.

2. “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela descarga variar de « 12Vcc a « 500Vcc com corrente de « 30A a « 400A. 2) “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo pólo (2) ter uma conexão (9) para a ligação a fonte de energia externa (4), e ser interligado a um adaptador (10) com orifício (11) em metal em contato com o tubo (7); o pólo (3) anodo tem dois conectores (12) e é configurado por uma abraçadeira (13) que envolve o tubo (8).

3. “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado por entre o tubo externo (8) e o tubo (7) configurar um área (14) de passagem.

4. “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo adaptador (10) ser interligado por uma conexão T (16) ao tubo (8) e ao tubo de saída (17); do tubo (8) derivam uma união (18) e um niple (19) acoplado a uma válvula de entrada (20).

5. “REATOR ELETRO-FÍSICO-QUÍMICO PARA TRATAMENTO DE EFLUENTES”, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela troca e/ ou inversão da polaridade entre os pólos promover uma desoxidação do pólo catodo.