BR102013028502A2 - sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, e, processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral - Google Patents

Abstract

sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, e, processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral. a presente invenção descreve um novo e inventivo sistema e processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral ultrafino, capaz de permitir o abrandamento de qualquer quantidade de água, a um custo significativamente pequeno e sem degradar o meio ambiente, visto que, não produz rejeitos, e não permite desperdício de água

Description

Rjelatório Descritivo de Patente de Invenção Sistema de Dessalinização de água a Partir da Utilização de um Mineral, e, Processo de Dessalinização de Água a Partir da Utilização de um Mineral.

Campo da Invençjão A presente invenção descreve um novo e inventivo sistema e processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral ultrafino, capaz de permitir o abrândamento de qualquer quantidade de água, a um custo significativamente pequeno e sem degradar o meio ambiente, visto que, não produz rejeitos, e não permite desperdício de água. A presente invenção se situa no campo da engenharia química e mecânica.

Antecedentes da Invenção A dessalinização, tanto de água salobra como de água do mar, constitui, em determinadas circunstâncias, uma solução para a escassez recorrente de recursos hídricos de algumas zonas, como, no caso da Espanha, as ilhas Canárias, Baleares, Andaluzia e litoral mediterrânico; no caso de Portugal, a Ilha de Porto Sanito no arquipélago da Madeira; ou no caso do Brasil, a incidência de salobridade das águas aparecem disseminadas em todo o território brasileiro, mas em grande parte do território nordestino brasileiro a incidência é bem maior que no restante do país. Teoricamente, a dessalinização refere-se a vários processos físico-químicos de retirada de excesso de sal e de outros minerais existentes na água ou no solo, a fim de se obter, como resultado final, a água doce que será utilizada no consumo humano ou na irrigação. A literatura científica indica a existência de três tecnologias disponíveis no mercado, que tem permitido a solução parcial da salinidade e/ou salubridade da água, quais sejam: Osmose Reversa ou Osmose Inversa; Resinas Trocadoras e Sais de Fosfato. Estas tecnologias têm sido aplicadas nos segmentos de sistema de geração de energia (caldeiras), sistemas de arrefecimento (Torres de Resfriamento), indústria de envasamento de águas naturais adicionadas de sais, produção de alimentos, dentre outras possibilidades.

Atualmente, tem-se constatado que, para o tratamento de águas (abrandamento e/ou dessalinização) em sistemas de arrefecimento, apenas a tecnologia de osmose reversa permite a eliminação total do problema, condição indispensável ao processo. No entanto, a osmose reversa envolve elevados investimentos para sua implementação, proporcionando desta forma, processos industriais mais onerosos e, conseqüentemente, uma redução no número de empresas que realizam o tratamento de suas águas.

No que tange a tecnologia baseada na utilização de resinas e sais de fosfato, pesquisas e estudos revelam que, quando elas são empregadas exigem via de regra, a contratação de empresa especializada no tratamento de águas, pois a utilização de sais de fosfato, por exemplo, oferece grandes riscos ao meio ambiente, caso os rejeitos não sejam adequadamente descartados. Exemplos deste risco podem ser identificados em sabões e detergentes que apresentam em sua composição esta substância, proibida na Europa e nos Estados Unidos. Ou seja, o descarte inadequado de sais de fosfato resultará em um grave problema ambiental, chamado eutrofização ou eutroficação, no qual provoca um aumento excessivo de algas, e conseqüentemente, fomentam o desenvolvimento dos consumidores primários, onde poderá levar a uma diminuição do oxigênio dissolvido, provocando a morte e conseqüente decomposição de muitos organismos, diminuindo a qualidade da água e eventualmente a alteração profunda do ecossistema.

Tendo isto em vista, os presentes inventores desenvolveram um sistema e processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral ultrafino, capaz de permitir o abrandamento de qualquer quantidade de água, a um custo significativamente pequeno e sem degradar o meio ambiente, visto que, não produz rejeitos. O sistema de dessalinização de água a partir da utiiização de um mineral é constituído por um equipamento dosador de produtos sólidos (1), desenvolvido e depositado pelos presentes inventores através do processo BR 102013022219-4; um misturador constituído de uma hélice em aço inox e um motor de 0,5 CV controlado por um inversor; um tanque de tratamento de água (3), no qual ocorre o processo de dessalinização da água; um elemento filtrante (2), necessário para eliminar o material particulado mais fino, que permanecería em suspensa por várias horas, sendo eliminado em minutos pelo elemento filtrante; um dosador (4) para a adição de cloro ativo, para sanitização da água; um reservatório para o armazenamento de cloro ativo (5); um motor elétrico (6), no qual realizará o bombeamento da água para o elemento filtrante, através das tubulações que faz a interligação de todos os elementos do sistema; um hidrômetro padronizado para a medição da quantidade de água tratada (7); um painel de controle (8), no qual permite que o sistema trabalhe de forma semi-automático ou automático; e por fim, duas saídas, onde a saída S1 permitirá a saída da água dessalinizada para um reservatório de armazenagem da água tratada, e a outra saída S2 tem por finalidade utilizar um pequeno volume da água tratada para a realização da retrolavagem, que ocorre automaticamente ao final de cada ciclo de filtragem. O sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral ultrafino possui como diferencial comparado as tecnologias já existentes no mercado, o baixo consumo de energia, uma vez que trabalha em baixas pressões; baixo custo de implementação, visto que se utiliza de um mineral ultrafino obtido a partir de caulim calcinado; e ecologicamente aplicável, uma vez que permite a regeneração sem produzir qualquer tipo de resíduo. Além disso, o sistema é capaz de abrandar até 5000 l/hora.

No âmbito patentário, foram localizados alguns documentos relevantes que serão descritos a seguir. O documento MU8103244-7 revela um equipamento para dessalinização de água salgada caracterizado por ser constituído por um dispositivo formado por dois recipientes e/ou reservatórios principais, um recipiente destinado a receber a água salina e um segundo reservatório destinado a receber a água processada e perfeitamente dessalinizada, o primeiro recipiente possui bocal para alimentação de água salgada, um dispositivo desintegrador de cristais salinos formado por manivela de acionamento, eixo de transmissão e desintegrador de cristais, bocal de saída de solução salina e visor de nível de água salina, o segundo recipiente possui no seu interior, outro recipiente onde é realizado o processo de dessalinização da água, o espaço disponível entre ambos os reservatórios, forma uma câmara destinada a conter a água de refrigeração, dispõe de bocal de entrada da água de refrigeração, visor de nível, torneira para saída de água dessalinizada, filtro de carvão ativado e bocal de saída da água de refrigeração, ambos recipientes, estão unidos entre si por meio de um tubo de passagem dotado de visor para controle da passagem do líquido dessalinizado. A presente invenção difere deste documento por apresentar um funcionamento autônomo e mais simples, uma vez que por não dispor de dispositivos como manivela, e por utilizar um pó ultrafino, dispensa trabalhos manuais, como o que é descrito no documento MU8103244-7. O documento PÍ0205660-7 revela um sistema de dessalinização e/ou purificação de águas de qualquer fonte, por geração mecânica de energia térmica aplicada em fluidos, compreendido por um tanque com uma entrada de água bruta. Seguindo para uma unidade de pré-tratamento, o fluido agora pré-filtrado segue na tubulação até o ponto contido no dispositivo, dirigido por um motor elétrico externo, e nas câmaras internas deste gerador de vapor, cria-se um tortuoso caminho ao fluido a ser processado, ocorrendo no líquido um aumento de pressão e temperatura, causada pela formação de bolhas e suas implosões. O fluido já no estado de vapor deixa o ambiente interno do aparelho através de um orifício. O fluido é dirigido ao solenóide que quando aberto permite que o fluido, agora no estado de vapor, siga na linha que entra no tanque. O vapor contido na linha troca calor com a água bruta através da serpentina da linha de vapor, ocorrendo à liquefação deste vapor. Daí, a água, agora destilada, é levada a um tanque de água processada, para uso. O rejeito gerado é liberado através de um dreno originado através de um solenóide funcionando em conjunto com outro solenóide presente na porta de saída, do dispositivo. Quando o solenóide principal fecha, o solenóide da porta de saída abre, permitindo a saída do rejeito pela saída no dispositivo. A presente invenção difere deste documento por apresentar um funcionamento que não geram resíduos e proporciona uma operação bem mais rápida, visto que o processo descrito no documento PI0205660-7 envolve evaporação e/ou condensação, que são mecanismos lentos e com rendimento baixo. Outro diferencial apresentado pela tecnologia aqui proposta consiste no fato de seu processo de dessalinização ocorrer através da utilização de um mineral ultrafino e custo efetivamente pequeno, comparado as tecnologias existentes no mercado. O documento PI0704141-1 revela um sistema para a dessalinização de água por osmose reversa, sem o uso de eletricidade, utilizando como fonte de potência a energia proveniente das ondas do mar. O conceito é composto de uma unidade convencional de dessalinização com membrana por osmose reversa, conectado a um conversor de energia que se movimenta pela ação das ondas do mar. O sistema compreende três versões e pode ser montado em terra à beira mar, no leito marinho em profundidades de até cem metros e também em águas profundas. A água dessalinizada pode ser enviada em alta pressão a grandes distâncias para irrigação ou uso doméstico. A presente invenção difere deste documento por não exigir a utilização de meios complexos como a geração de energia a partir das marés (ondas do mar), mecanismo este que tem sido documentado como de difícil implantação e controle. Como o funcionamento da patente PI0704141-1 se baseia em osmose, ela apresenta os mesmos problemas e limitações bem conhecidos dos sistemas de osmose inversa comercializados na atualidade, que são desperdício, alto consumo de energia e poluidores. Porém, a tecnologia proposta nesta presente patente baseia-se em um processo altamente limpo, visto que o abrandamento da água é realizado a partir da utilização de um mineral ultrafino, de custo significativamente pequeno e que não degrada o meio ambiente, já que não produz rejeitos.

Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.

Sumário da Invenção Em um aspecto, a presente invenção trata-se de um sistema e processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral ultrafino, capaz de permitir o abrandamento de qualquer quantidade de água, a um custo significativamente pequeno e sem degradar o meio ambiente, visto que, não produz rejeitos. O sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral é constituído por um equipamento dosador de produtos sólidos (1), desenvolvido e depositado pelos presentes inventores através do processo BR 102013022219-4; um tanque de tratamentd de água (3), no qual ocorre o processo de dessalinização da água; um misturador constituído de uma hélice em aço inox e um motor de 0,5 CV controlado por um inversor; um elemento filtrante (2) com três células de filtração, necessário para eliminar o material particulado mais fino, que permanecería em suspensa por várias horas, sendo eliminado em minutos pelo elemento filtrante; um dosador (4) para a adição de cloro ativo, para sanitização da água; um reservatório para o armazenamento de cloro ativo (5); um motor elétrico (6), no qual realizará o bombeamento da água para o elemento filtrante, através das tubulações que faz a interligação de todos os elementos do sistema; um hidrômetro padronizado para a medição da quantidade de água tratada (7); um painel de controle (8), no qual permite que o sistema trabalhe de forma semi-automático ou automático; e por fim, duas saídas, onde a saída S1 permitirá a saída da água dessalinizada para um reservatório de armazenagem da água tratada, e a outra saída S2 tem por finalidade utilizar um pequeno volume da água tratada para a realização da retrolavagem, que ocorre automaticamente ao final de cada ciclo de filtragem. O sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral ultrafino possui como diferencial comparado as tecnologias já existentes no mercado, o baixo consumo de energia, uma vez que trabalha em baixas pressões; baixo custo de implementação, visto que se utiliza de um mineral ultrafino obtido a partir de caulim calcinado; não apresenta desperdício de água, e é ecologicamente aplicável, uma vez que dispensa regenerações intensivas e mesmo durante a regeneração não produz qualquer tipo de resíduo. Além disso, o sistema é capaz de abrandar até 5000 l/hora. É, portanto, um objeto da presente invenção um sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral compreendendo: a) um equipamento dosador de produtos sólidos (1); b) um tanque de tratamento de água (3); c) um misturador constituído de uma hélice em aço inox e um motor de 0,5 CV controlado por um inversor. d) um elemento filtrante (2), com três células de filtração; e) um dosador (4) para a adição de cloro ativo, para sanitização da água; f) um reservatório para o armazenamento de cloro ativo (5); g) um motor elétrico (6), necessário para realizar o bombeamento da água para o elemento filtrante; h) um hidrômetro padronizado para a medição da quantidade de água tratada (7); i) um painel de controle (8), que proporciona ao sistema um processo semi-automático. j) duas saídas de fluído, a saída S1 para saída da água dessalinizada e a saída S2 que tem por finalidade utilizar um pequeno volume da água tratada para a realização da retrolavagem, que ocorre automaticamente ao final de cada ciclo de filtragem. É um objeto adicional da presente invenção o processo de dessalinização da água a partir da utilização de um mineral compreendendo as etapas: a) obtenção do mineral Zeólita 4A desenvolvido a partir de caulim calcinado como descrito no pedido de patente PI 1106343-2; b) submeter o mineral de a) no equipamento dosador de produtos sólidos; c) submeter o mineral de a) no tanque de tratamento de água, através do acionamento do painel de controle; d) deixar o mineral misturado a água a ser dessalinizada por 30 minutos; e) bombear a água tratada para o elemento filtrante; f) processar a água para o reservatório de água tratada.

Estes e outros objetos da invenção serão imedíatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.

Breve Descrição das Figuras A Figura 1 ilustra o sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral em uma perspectiva expandida, composto pelas seguintes partes: dosador (1), tanque de tratamento de água (3), elemento filtrante (2), dosador para a adição de cloro ativo (4), um reservatório para o armazenamento de cloro ativo (5), motor elétrico (6), um hidrômetro padronizado para a medição da quantidade de água tratada (7) e painel de controle do sistema (8); A Figura 2 mostra o equipamento dosador (1), vista em uma perspectiva expandida; A Figura 3 ilustra uma representação em corte longitudinal da parte superior do elemento filtrante (2) do sistema; A Figura 4 ilustra o elemento filtrante (2) do sistema, vista em uma perspectiva expandida; A Figura 5 ilustra o elemento filtrante (2), vista em outra perspectiva; A Figura 6 apresenta uma representação em corte longitudinal de metade da parte superior do elemento filtrante (2) do sistema; A Figura 7 ilustra o elemento filtrante (2), vista em uma perspectiva superior; A Figura 8 apresenta o sistema de dessalinização vista em perspectiva frontal; A Figura 9 mostra o sistema em uma perspectiva 3D.

Descrição Detalhada da Invenção Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo, sem limitar o escopo da mesma. É, portanto, um objeto da presente invenção um sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral compreendendo: a) um equipamento dosador de produtos sólidos (1); b) um tanque de tratamento de água (3); c) um misturador constituído de uma hélice em aço inox e um motor de 0,5 CV controlado por um inversor. d) um elemento filtrante (2), com três células de filtração; e) um dosador para a adição de cloro ativo, para sanitização da água (4); f) um reservatório para o armazenamento de cloro ativo (5); g) um motor elétrico (6), necessário para realizar o bombeamento da água para o elemento filtrante; h) um hidrômetro padronizado para a medição da quantidade de água tratada (7); i) um painel de controle (8), que proporciona ao sistema um processo semi-automático; j) duas saídas de fluído, uma para saída da água dessalinizada e a outra tem por finalidade utilizar um pequeno volume da água tratada para a realização da retrolavagem, que ocorre automaticamente ao final de cada ciclo de filtragem.

Em uma realização preferencial, o equipamento dosador de produtos sólidos tem capacidade de até 16 Kg (com a utilização de anéis removíveis) e é controlado por um CLP.

Em uma realização preferencial, o tanque de tratamento de água deverá ter capacidade de até 1750 I.

Em uma realização preferencial, o elemento filtrante deve ser confeccionado de aço inox e com capacidade volumétrica de 200L, contendo 3 (três) células de fíltração para dar vazão a qualquer volume de água contendo até 10 % de mineral em suspensão, sem prejuízo para a vazão da bomba que é de 5000 L/hora. É um objeto adicional da presente invenção o processo de dessalinização da água a partir da utilização de um mineral compreendendo as etapas: a) obtenção do mineral Zeólita 4A desenvolvido a partir de caulim calcinado como descrito no pedido de patente PI 1106343-2; b) submeter o mineral de a) no equipamento dosador de produtos sólidos; c) submeter o mineral de a) no tanque de tratamento de água, através do acionamento do painel de controle; d) deixar o mineral misturado a água a ser dessalinizada por 30 minutos; e) bombear a água tratada para o elemento filtrante; f) processar a água para o reservatório de água tratada.

Em uma realização preferencial, a inserção do mineral deve ser programada de acordo com a concentração de sal na água a ser tratada, variando de 250 ppm a 2500 ppm.

Em uma realização preferencial, a dosagem do mineral é controlada por meio do CLP existente no painel de controle.

Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outros variantes, abrangidos no escopo das reivindicações anexas.

Reivindicações Sistema de Dessalinização de águaa Partir da Utilização de um Mineral, e, Processo de Dessalinização de águaa Partir da Utilização de um Mineral.

Claims (11)

1. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral caracterizado por compreender: a) um equipamento dosador de produtos sólidos (1); b) um misturador constituído de uma hélice em aço inox e um motor de 0,5 CV, controlado por um inversor. c) um elemento filtrante (2) com três células de filtração; d) um dosador (4) para a adição de cloro ativo, para sanitização da água; e) um reservatório para o armazenamento de cloro ativo (5); f) um motor elétrico (6), necessário para realizar o bombeamento da água para o elemento filtrante; g) um hidrômetro (7) padronizado para a medição da quantidade de água tratada; h) um painel de controle (8), que proporciona ao sistema um processo semi-automático; í) duas saídas de fluído, uma saída S1 para saída da água dessalinizada e a outra saída S2 para a realização da retrolavagem.

2. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo item a) suportar de 2 Kg até 16 Kg de produto sólido.

3. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por trabalhar em baixas pressões, proporcionando baixo consumo de energia.

4. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por ser ecologicamente aplicável, visto que não produz nenhum tipo de resíduo.

5. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por ser um processo que não permite o desperdício de água.

6. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por ser de baixo custo.

7. Sistema de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 1, caracterizado por possuir uma saída S2, no qual utiliza um pequeno volume da água tratada para a realização da retrolavagem, que ocorre de forma automática ao final de cada ciclo de filtragem.

8. Processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral caracterizado por compreender as etapas de: a) obtenção do mineral Zeólita 4A desenvolvido a partir de caulim calcinado como descrito no pedido de patente PI 1106343-2; b) submeter o mineral de a) no equipamento dosador de produtos sólidos; c) submeter o mineral de a) no tanque de tratamento de água, através do acionamento do painel de controle; d) deixar o mineral misturado a água a ser dessalinizada por 30 minutos; e) bombear a água tratada para o elemento filtrante; f) processar a água para o reservatório de água tratada.

9. Processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 8, caracterizado por seu mineral ser obtido a partir de caulim calcinado.

10. Processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 8, caracterizado por seu tempo de dessalinização ocorrer em até 30 minutos.

11. Processo de dessalinização de água a partir da utilização de um mineral, de acordo com reivindicação 8, caracterizado por seu processo ocorrer de forma semi-automática ou automática.