BR102014024143A2 - rocesso híbrido de tratamento de águas oleosas pelo emprego simultâneo de câmaras de flotação e área alagada construída povoada por macrófitas flutuantes - Google Patents

Abstract

processo híbrido de tratamento de águas oleosas pelo emprego simultâneo de câmaras de flotação e área alagada construída povoada por macrófitas flutuantes. a presente invenção, que pertence a área de engenharia sanitária, e mais especificamente de tratamento de águas, refere-se a um processo de tratamento de afluente (1) composto por águas oleosas, constituído de duas etapas: tratamento inicial pelo processo de flotação, seguido pelo processo biológico utilizando o tratamento por área alagada construída (4) , povoada com macrófitas flutuantes (20) da espécie eichhornia crassipes; o referido processo possui produção reduzida de resíduos e permite, além da recuperação do óleo residual, a produção de água de reuso, com opção de retorno aos recursos hídricos localizados nas proximidades do entorno das instalações do sistema de tratamento.

Description

“PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES ”.

Campo da invenção.

[001] A presente patente de invenção, pertencente a área de engenharia sanitária, e mais especificamente de tratamento de águas, refere-se a um processo de tratamento de águas oleosas composto de câmaras de flotação associadas a uma área alagada construída, esta última povoada por macrófrtas flutuantes, constituindo-se dessa forma um sistema de tratamento híbrido, envolvendo técnicas de tratamento físico, químico e biológico.

[002] As águas oleosas podem ocorrer nos estágios de produção, transporte e manutenção de itmLalaçóes industriais, bem corno durante a utilização de derivados de petróleo e seus derivados., O descarte ou até mesmo a reinjeção da água oleosa só é permitida, após a remoção do óleo e sólidos em suspensão a níveis aceitáveis. Segundo a legislação brasileira, os efluentes descartados ,ηίο devem exceder o valor de 2,0 mg/L, relativo ao teor de óleos e graxas em água. Essas, águas residuárias devem passar por um. tratamento adequado para reus.o.

Descrição do estado da técnica, [003] Umas das técnicas mais tradicionais para separar p.artíc.ulas suspensas ou materiais graxos ou oleosos de uma fase líquida é a flotaçlo. Trata-se de um processo que envolve três fases: líquida, sólida e gasosa. Na flotação a separação é produzida pela combinação· de bolhas de gás, geral mente o ar, com a partícula, resultando num agregado, cuja densidade é menor que a do líquido e portanto, sobe à superfície do mesmo, podendo ser coletada em uma operação de raspagem superficial (METCALF & EDDY, 1,991), pGW] Na técnica de separação de flotação por ar dissolvido - FAD, quando a água saturada com ar é injetada, à pressão atmosférica, numa câmara de flotação, o ar em excesso é liberado sob a forma de microbolhas, as quais aderem à fase dispersa, fase particulada oleosa, promovendo a flotação de flocos compostos de ar e óleo. Esses flocos ficam em suspensão devido a diferença de densidades e podem ser facilmente arrastados e retirados.

[005] Existem diferentes tecnologias para a produção e combinação das bolhas de gás e os mais utilizados- são: a flotação por ar dissolvido - FAD, onde a água é bombeada para um vaso.de saturação, recebendo ar oriundo de um. compressor, as microbolhas formam-se por uma redução na pressão da água pré-saturada com o ar; a flotação por ar dissolvido - FAD com pressurização total, do efluente- ■quando a totalidade de vazão afluente é pressurizada, normalmente utilizada quando o líquido a ser clarificado possui material em suspensão que possa ser submetido à intensa agitação, o que é realizado pela bomba de pressurização; a flotaçfto por ar dissolvido - FAD com pressurização parcial do afluente que é semelhante ao caso anterior, diferindo apenas no fato de que, neste caso, somente uma parte da vazão afluente é pressurizada; e a flotação por ar dissolvido - FAD com recirculaçào pressurizada quando ocorre a pressuriza.çio de uma parcela do afluente já clarificado, re.circulandO'e misturando a mesma com. o. afluente, usada nos casos onde estão presentes no afluente partículas frágeis, como flocos por exemplo, que sào suscetíveis de qu eb ra. da estrutura ao passarem pela bomba. («06] Dentre as técnicas não convencionais . de tratamento de efluentes, existe a eletroflotação, que é eoinuineote usada para tratamento de efluentes radioativos, despejos com tintas e emulsões de pintura, óleos, graxas e poluentes orgânicos, nos quais a obtenção das bolhas de H? e C)2 é feita por eletrólise das moléculas de água, mostrada nas reações (1 ) e (2).

Reação (1) Reação (2) [007] Independente do material utilizado, estas bolhas são responsáveis pelo transporte das partículas coaguladas até a superfície e, com isto, substituem os aditivos floculantes, eliminando todos os resíduos poluidores do processo (OAMBOIM, 2010).

[008] Na técnica de flotaçmo por cavitação, do inglês "Cayitation Air Flotation" - CAF, o ar é introduzido, sob a forma de rnierobolhas, dentro do sistema. O efluente é adicionado com um grau de velocidade uniforme, para dentro da câmara de cavitação especialmente projetada, de um dos lados do tanque. O floculante é adicionado na .conexão, de entrada desta câmara, que é dimensionada para um tempo de retenção ótimo, para a formação do floco. Todo o ar é introduzido dentro desta câmara abaixo da linha da conexão de entrada do efluente, de tal maneira que haja um máximo contato e adesão das bolhas micrométricas com a recém chegada matéria particulada na água. O ar é introduzido na água por um dispositivo de eavitação com rotação de 1700 rpm acionado por um motor elétrico de 2,25 k\Y (RAVINDRA; MEYLOR, 2005) que causa eavitação na câmara, e o vácuo assim estabelecido, produz vários efeitos, dentre eles o ar ambiente que preenche o espaço provocado, pelo vácuo.

[009] . Na tecnologia de flotação por ar induzido, do inglês "Indueed Air Flotation" - IAF, a principal característica é o condicionamento prévio da água. com um espumante adequado para que haja uma diminuição da tcnsào superficial líquido-ar, em seguida, através de. um bombeamento, essa água é direcionada para uma célula de flotação (RODRIGUES et al. 2004). As bolhas formam-se mecanicamente por uma combinação de um agitador mecânico de alta velocidade e uma injeção de ar no sistema.

[0.10] De acordo com a literatura, técnicas mais modernas em estudo para separar partículas suspensas ou materiais graxos ou oleosos de uma fase líquida ê a de "wetland" construído e indicada para o tratamento de águas oleosas por realizar a separação água-óleo através de processos físicos, químicos e biológicos, o que otimiza a recuperação (NASCIMENTO, 2013). São denominadas de "wetlnnds" (em português, áreas alagadas) as regiões inundadas ou saturadas por água advinda de fontes superficiais e/ou subterrâneas.

[011] Apresentam diversas funções ecológicas como ciclagem de nutrientes, produção primária, manutenção da biodiversidade, regulação climática e controle do fluxo hidrológico (CALIJ.URI; CXJMHA, 1013).

[012] As áreas alagadas construídas são verdadeiras cópias das áreas alagadas naturais, de forma que as características e os processos biogeoquímicGS que ocorrem naturalmente nas áreas alagadas são aperfeiçoadas, tornando possível realizar a recuperação de efluentes através de reações como oxirreduçào, precipitação, dissolução, complexaçi© e assimilação biológica, reduzindo a carga poluído ra e contribuindo para a melhoria da qualidade da água. São ecossistemas artificiais que com a aplicação de ■técnicas desenvolvidas pelo homem buscam melhorar a eficiência de determinadas funções ecossistêmícas encontradas nos- alagados naturais, [013] As plantas aquáticas são conhecidas pelos pesquisadores como macrófitas aquáticas (macro = grande, fita = planta),. As áreas alagadas construídas povoadas com. macrófitas emersas necessitam de solo para fixação da planta e pode®· possuir camadas de brita, cascalho, areia fina e areia grossa. Pôr sua vez, as áreas alagadas construídas povoadas com macrófitas flutuantes não necessitam de solo para. a fixação da planta.

[014] Em pesquisa no banco de patentes do Instituto Nacional da Propriedade Industrial - 1NPI destacam-se no campo técnico da intenção, a patente de invenção PI9201239-6 que se refere a um processo e equipamento compacto para remoção de sólidos suspensos de origem química ou biológica de diferentes efluentes industriais, especialmente contaminados com óleos e gorduras, composto de uma pré-célula eletrolitica opcional para realizar a pré-flotaçào, um tanque com dispositivo de remoção de resíduos, uma câmara de coagulação e um sistema de compressão e dispersão de ar em tanque fechado, com bombas de recircuiaçâo c válvulas de controle, tudo controlado por um painel elétrico caracterizando a mistura de água e ar que forma o fluxo leitoso obtido pela ação da bomba que pressuriza o tanque; a patente de invenção P109.02-2-.72-4 que se refere a um dispositivo modular e portátil para filtrar água contaminada com óleo através de um compartimento com dois eletrodos de polaridades diferentes, alimentados por uma corrente elétrica retificada e envolvidos por elementos filtrantes, de forma que o óleo quando atraído para o anodo fica preso no elemento filtrante espumado de células fechadas que o envolve, e os materiais particulados atraídos pelo catodo ficam presos no elemento filtrante que o envolve; a patente de invenção ΡΙΘ705428-9 que consiste de um gerador de microbolhas composto de um tanque cônico que ao longo de seu fundo existe uma pluralidade de câmaras de borbulhamento feitas de tubos de borracha, e que em cada uma destas câmaras existem perfurações micrométricas de 0,005 mm por onde entra o fluxo de ar comprimido através de um bico distribuidor de ar cuja pressão é controlada p.elo operador de forma a não permitir a agregação da microbolhas em bolhas maiores* a patente de invenção PI 1105005-5 que refere-se a remoção de materiais e/ou substancias poluentes contidas em cursos d’água. compreendendo uma caixa de areia, uma cerca de lixo flutuante, cortinas de injeções de coagulantes» injeção de polímeros, e a liberação· de microbolhas de ar de forma a ocasionar a flotaçâo de partículas agregadas que são aglomeradas e coletadas por barreiras longitudinais e .flexíveis formadas por membranas sintéticas, o sistema não cita a forma de geração das microbolhas; e a patente de modelo de utilidade MU9002478-8 que se refere a tecnologia viva para o tratamento de águas cinzas e pretas oriundas de residências que utilizam microrganismos presentes na água e solo, associados ou não a raízes de plantas para fazerem as quebras dos compostos presentes nos efluentes, possui uma primeira câmara que trabalha como decanto-digestor em condições anaeróbicas aproveitando a própria pressão da água para misturá-la entre o lodo ativo e a parte sólida do afluente e uma segunda câmara que funciona como um filtro biológico e deste para um tanque aeróbio facultativo, este ultimo pode ou não se conectar a outros módulos e funciona como um banhado construído (wetland) baseado em proporções áureas e espiral de Fibonacci, lagoa de polimento ou tanque de evapotranspiração de fluxo sub superficial, podendo abrigar espécies vegetais de valor paisagístico e se acoplar a outros tanques que podem ampliar a área de jardim alagado e/ou se transformar em pequenos lagos, promovendo um polimento suplementar por ultravioleta (luz solar incidente) e/ou exercendo funções variadas: paisagística, preservação, criatório de peixes, irrigação e reaproveitamento üa-residência, por exemplo, na descarga de vasos sanitários. .[015] No banco de patentes dos Estados Unidos da América destaca-se a patente 1'$2,890,838 que se refere a um equipamento composto de um tanque fechado em que a mistura água-ar é injetada por um bico aspirador instalado na parte superior do tanque de forma ascendente, e que após chocar contra a parede superior do tanque de forma cônica cria um jato de aerossol vaporizado que cai. se mistura com o ar no reservatório· e atinge a parte inferior introduzindo assim o ar na forma de mtcrobolhas no interior do líquido que oxida o ferro metabólico presente na água e precipita-o para o fundo do tanque; a patente US4.5S6.523 que se refere a um injetor demicrobolhas para separação de materiais de diferentes densidades por flotação, as microbolhás de gás são introduzidas numa câmara contendo o líquido onde um condutor injetor tubular recebe o ar através de uma entrada e a água por outra e a mistura ar-água resultante é fornecida através de orifícios injetores para adquirir jatos de alta velocidade da mistura água-ar que se choca contra as paredes defletoras disposta sobre os orifícios injetores, de modo a criar um intervalo estreito em torno dos furos do injetor em que a mistura de água-ar deve passar, para que todo o conjunto funcione· adequadameiite os furos do injetor sâo de preferência circulares e a distância·, da passagem, entre os orifícios injetores e do defletor.es devem ser inferior a um quarto do diâmetro dos furos do injetor: a patente U'S.7.,4.19,1.43 que se refere a um aparelho para a criação de mieroboihas de gás num liquido Formado por um tubo verticalque recebe a mistura gás-líquido com bolhas de gás de diâmetros grandes, e através de um par de aberturas horizontais ao longo do tubo proporciona expelir a mistura gás-líquido radialmente para fora com bolhas na gama de 50 a 100 pm e de preferência na gama de 5 a 50 pm, para que opere de forma adequada as referidas ranhuras que se estendem horizontalmente retangulares devem ter larguras igual a largura do diâmetro interior do tubo; e a patente US8»3G3,816 que se refere a um aparelho e método de tratamento de água através de uma câmara "■wetland" de biofiltro com bacia de captura periférica com paredes exteriores impermeáveis espaçadas e distante de paredes interiores permeáveis da cama de filtraçâo, a água afluente entra na bacia de captura via fluxo horizontal para a pré-dispostffo das partículas, antes de fazer contato com o meio filtrante, o· desenho do biofiltro aumenta a área superficial de filtraçlo do ieito por até quatro vezes para um. determinado volume' de água., e, assim, minimiza a taxa de carregamento ou a inflltraçl© no- leito de fíllração, em um exemplo, são citadas as varias dimensões físicas para as distancias entre e dos elementos constituintes do aparelho de forma; que tenha, sucesso sua operação, e os elementos que constituem o. biofiltro não são citados,.

[016] Embora os aparelhos, equipamentos e processos de separação, filtragem e geração de mieroboihas, tanto nas patentes nacionais quanto nas norte-americanas, são capazes de efetuar com sucesso o tratamento de efluentes oleosos, os mesmos fazem a retirada dos óleos e graxas em um determinado percentual, apresentando limitações para a obtenção de águas com maiores graus de pureza como exige a legislação ambiental.

[017] A técnica de tratamento de efluentes que usa as áreas alagadas construídas, e partieularmente a patente norte-americana US8,303,816 que descreve o uso dessas áreas, realiza com eflciência o tratamento de efluentes oleosos, desde que os mesmos se encontrem com baixos teores percentuais de óleos e graxas em relação à água, abaixo de dez por cento.

[018] Tendo em. vista os aspectos e problemas apresentados no estado da arte atual e nos processos de patentes existentes e no propósito de superá-los a presente, invenção descreve, um novo e inédito processo abordando tris objetivos: í) o uso das câmaras de flotaçio para realizar a separação da mistura água-óleo com alto grau de contaminação, acima de dez por cento; íi) o uso da área alagada construída e povoada por macrófitas flutuantes para separação da mistura égua-óle.o advinda dos efluentes originários das câmaras de fíotação que apresentam menor grau de contaminação, abaixo de dez. por cento; e iii) o número de câmaras de fíotação e áreas alagadas construídas conectadas em. série em uma quantidade·, suficiente para que seja atingido o grau de pureza desejado no efluente final.

Descrição da invenção [019] Na fíotação adiciona-se à água oleosa uma grande quantidade d.e minúsculas bolhas de um gás, geralmente ar, as quais, pela natureza hidrofóbica do óleo, se aderem às gotículas de óleo de forma firme e estável. Com isso, há a formação de um sistema ôleo-gás com densidade muito inferior a da água onde ele. se encontra, independente de ter havido a adição· de um agente químico para desestabilizar a emulsão. E, como . aqui a velocidade de separação é direta mente proporcional à diferença entre as densidades das fases, o sistema óleo-gás formado tende a se deslocar para a superfície do líquido com muito mais rapidez e eficiência, onde se acumula .e de onde pode ser removido com facilidade.

[020] Importante salientar que uma etapa boa de aeração é fator fundamental para u-m processo de flotaçã© eficiente e otimizado. A. aeraçào deve ser compatível com as características .do efluente que está .sendo tratado, tanto em termos da quantidade de ar quanto em tamanho das bolhas. Nesse contexto, a aeração através de ejetor.es de mistura é a tecnologia mais avançada e que apresenta os melhores resultados, pois é capaz de combinar os tipos de aerações por ar dissolvido e por ar disperso, fornecendo ao meio líquido a quantidade de ar adequada na forma de microbolhas e com baixo custo energético, pois opera a baixa pressão.

[021] A separação do óleo por flotaçã© consiste na melhor alternativa para o tratamento de águas oleosas, esteja o óleo livre ou emulsionado, pois é de baixo custo devido aos equipamentos utilizados serem compactos, apresentar fácil operação e ser muito eficiente, garantindo o cumprimento das exigências ambientais e, na maioria das vezes, permitindo o r.euso da água. flJ22] Nas áreas alagadas construídas o papel principal é desempenhado pelas macrófitas. As macróíitas aquáticas flutuantes, também denominadas de macrófitas aéreas sào as mais utilizadas, devido a facilidade de manejo por não· necessitarem de solo para a fixação das mesmas, bem como pelo maior sucesso na absorção da fase oleosa. As mncrofitas aéreas necessitam de um conjunto de características para contribuírem positivamente no desempenho das áreas alagadas construídas, tais como: i) rápido estabelecimento e alta taxa de crescimento; ií) alta capacidade de assimilação de poluentes como nutrientes; iii) grande capacidade de estocar nutrientes na biomassa; iv) tolerância às características físicas e químicas do efluente; e v) tolerâncias às condições climáticas locais.

[023] A espécie de macrófita flutuante usada na área alagada construída de maior sucesso na absorção da fase oleosa é da espécie Eickhornia crassipes, pertencente à família Fontederiaceae e vulgarmente conhecida no Brasil como aguapé. É nativa da Amazônia, porém, encontra-se em todo o mundo, possuindo intensa capacidade de; crescimento em diferentes regiões. Devido a um,a intensa reprodução, as aguapés rapidamente atingem, uma grande densidade em corpos d'água provocando problemas como obstruções na via fluvial, problema que se resolve com ações de poda em períodos regulares. A aguapé é uma macrófita de pequeno porte composta por infiorescências de coloração lilás que acarretam à planta uma aplicação ornamental. Sua reprodução é dada pela propagação vegetatíva com a formação de cstalões na base do pe.çío.lo foliares esponjosos que por sua v.ez são corno bolsas de ar que mantêm a aguapé sobre a lâmina d'ág.ua, caracterizando-a como unia macróSta flutuante. Possui raízes submersas (formando um·, sistema radicular) que atuam como um filtro absorvendo os nutr.ient.es e outros elementos encontrados na. água, mesmo que estes se encontrem em quantidades elevadas ou sejam considerados poluentes como por exemplo metais pesados e óleos.

(024J · O “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO

DE. ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE E LOTAÇÃO E AREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES”, de acordo com a presente patente de invenção é adicionalmente explicada por meio dos desenhos anexos, nos quais.

[025] A figura 1 apresenta o diagrama geral do sistema híbrido compreendendo a integração de duas diferentes técnicas de separação água-éleo.

[026] A figura 2 mostra o diagrama em blocos do sistema híbrido de separação água-óleo.

[027] A figura 3 apresenta um esquema com os componentes básicos do sistema de flotação por ar dissolvido - FAD.

[028] A figura 4 mostra um esquema do sistema de área alagada construída com macrófitas flutuantes.

[029] A figura 5 mostra como as câmaras de flotação e as áreas alagadas construídas podem ser conectadas em série em uma quantidade suficiente para que seja atingido o grau de pureza desejado lio efluente final.

[030] De conformidade com o quanto ilustram as figuras acima relacionadas, na figura 1 pode-se observar o diagrama geral do processo do sistema híbrido de separação água-óleo compreendendo a integração de duas diferentes técnicas de separação. O afluente '(1) composto de uma mistura água-éleo com alto teor de concentração de óleo entra em um sistema de flotação por ar dissolvido - FAD (2) e após o tratamento com microbolhas de um. gás, normalmente água, disponibiliza o efluente (3) com baixo teor percentual de óleo em. relação à água, normal mente abaixo de dez por cento., que após tratamento na área alagada construída (4) com maerófltas flutuantes entrega para reuso ou ao melo ambiente o efluente (5) purificado com um teor de óleo- inferior a.20 rng/L.

[031] A figura 2 mostra- o-, diagrama em blocos do processo do sistema· híbrido de separação água-óleo. O afluente (!) composto de uma mistura água-óleo, entra na câmara de entrada. (;ó.)'.-onde é misturado pelo agitador (7) com um auxiliar de desestabilízação (8) que pode ser um coagulante, -um surfa,ctante ou um. biossurfactante para obter uma suspensão. A mistura resultante é entregue à primeira câmara de flotação (9) recebe o .'fluxo de microbolhas do difusor (10), onde as microbolhas e a suspensão produzem uma espuma oleosa, que por flotação e diferença de densidade é recolhida pelo coletor de espumas (l 1).

[032;] A água oleosa agora com redução do. teor de óleo inicial passa para a segunda câmara de flotação (12.) om.de recebe um novo fluxo de microbolhas do difusor (13)» reiniciando um novo processo de flotação e cujas espumas oleosas slo recolhidas pelo coletor de espumas (14), [033] A água tratada passa então pela câmara final (15) que através da bomba centrífuga (16) é em parte recirculada para a produção das microbolhas que chegam aos difusores (10 e 1.3) pelo doto de distribuição (17). As microbolhas são formadas na bomba centrífuga (16) por choque das partículas de água contra as pás da bomba que opera com pressão negativa, [034] Ma base da câmara final (15) a bomba (18) envia o efluente (3) com baixo teor percentual de óleo em relação a água para o tanque ( 19) da á rea alagada construída onde as macréfitas flutuantes (20) absorvem o restante do óleo, e disponibiliza o efluente (5) purificado que pode ser reutilizado OU descartado ao meio ambiente [0351 A figura 3 apresenta um esquema com os componentes básicos do sistema de flotação por ar dissolvido -FAB. 0 sistema montado sobre a estrutura (21) recebe o fluxo do efluente (1) e passa pela câmara de entrada (6), pela primeira câmara de flotaçào (9). e pela segunda câmara de Flotação (12) dispostas em série. Na: saída do sistema 1 A1) existe a c.ãmara final (1.5) com a bomba centrifuga (16) e a bomba (18) responsáveis pela destinação da água tratada.

[036] Parte da água tratada é enviada, pela bomba centrífuga (16), através do doto de distribuição (17) aos difusores (10 e 1.3) de mierobolhas, de volta para a primeira câmara de flotação (9) e para a segunda, câmara de flotação (12.)·» sendo porém, o referido .fluxo de .água tratada saturado com ar atmosférico para produzir as microbolhas necessárias à flotação do óleo, A outra parte da água tratada, é enviada pela bomba (18) para a segunda etapa do sistema de tratamento constituído pelo .sistema de área alagada construída (4.) com maerófltas flutuantes (20).

[Θ37] A figura 4 mostra um esquema do sistema de área alagada construída (4) com maerófltas flutuantes (20) que constitui a segunda etapa do sistema híbrido ora apresentado. Neste o efluente (3) do sistema de flotação por ar dissolvido. - FAD (2) entra pelo duto de entrada (22) posicionado acima do nível da água (23) no tanque (19) e tem grande parte do óleo residual retirado com o auxílio de maeróíitaS: flutuantes (20), mais precisamente da espécie Eiehhornm çrassipes.

[038] A água oleosa circula de forma contínua pela totalidade do leito no sentido longitudinal da área alagada construída (4) até encontrar o duto de salda (24) cuja entrada encontra-se na base da extremidade de saída do tanque (19) e ç-uja saída encontra-se no nível da água (23). Desta forma o fluxo de águ-a tratada sai do tanque .(19) pela parte inferior enquanto que o óleo residual ascende para. a superfície do de cantador, de forma a ficar em contato com as raizes das macrófitas flutuantes (20), que constituem a parte ativa das plantas, permanecendo na região próxima à superfície do nível da água (23), facilitando sua absorção pelas macrófitas flutuantes (20).

[039] A área alagada construída (4) é dimensionada para operar com analogia a um decantador contínuo líquido-líquido e a um canal retangular de dimensões otimizadas.

[040] O óleo absorvido pelas raízes das macrófitas flutuantes (20) é nutriente capaz de produzir excessiva produção de biomassa com alta taxa de crescimento, causando um excessivo aumento da população desses vegetais. O aumento de cada muda, bem como da população causa dificuldades para o desempenho individual de cada muda na absorção da matéria oleosa, reduzindo consideravelmente a eficiência de separação da mistura água-óleo. Para um controle eficiente da densidade dos aguapés, adota-se conforme constatação experimental, as podas espaçadas de oito dias, de forma a manter a densidade ideal recomendada de 30 a 4.0 mudas por metro quadrado, e evitando o aumento do pH do meio, Um pH básico, acima de sete, reduz a ação absorvente da fase oleosa pelos aguapés. Para se chegar a tais conclusões foram realizados experimentos e medições, para o consumo maximizado da fase oleosa, resultando no estabelecimento desse período de oito dias para a poda das mudas mais antigas dos aguapés. |04l] A figura 5 mostra como as câmaras de flotação e as áreas alagadas construídas (4) podem ser conectadas cm série em uma quantidade suficiente para que seja atingido o grau de pureza desejado no efluente (.5) final. Nesta figura é mostrada a associação de duas câmaras de flotaçãot a primeira câmara de flotaçào (9) e a segunda câmara de flotação (12) e de duas áreas alagadas construídas: (4). A associação deve ser feita de tal forma que o afluente (1) com alto teor de óleo, seja purificado pelas câmaras de flotação até que se obtenha na câmara final (15) um efluente (3) com teor de óleo inferior a dez por cento.

[042 J Em seguida são instaladas as duas áreas alagadas construídas (4) que são também, associadas em série em função das dimensões de cada uma delas e do grau de pureza desejado no efluente (5) final. Se. uma quantidade de áreas alagadas construídas (4) for superior à quantidade necessária, a ultima não receberá óleo em quantidade suficiente para alimentar as macrófitas flutuantes (20) que irão morrer por falta de nutrientes necessários aos seus desenvolvimentos· [043] Logicamente, o “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES”, objeto da presente patente de invenção, pode ter diferentes quantidades de módulos de flotação e de áreas alagadas construídas (4), com diferentes dimensionamentos para suprir variados volumes de tratamento, teores de óleo e necessidades específicas, sem a perda da inovação aqui apresentada.

REIVINDICAÇÕES

Claims (5)

1. “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES” que descreve um processo de tratamento de afluentes (1) de águas oleosas composto de câmaras de flotação associadas a uma área alagada construída (4) povoada por macrófitas flutuantes (20), constituindo-se dessa forma um sistema de tratamento híbrido, envolvendo técnicas físicas, químicas e biológicas, caracterizado por o afluente (1) composto de uma mistura água-óleo com alto teor de concentração de óleo entrar em um sistema de flotação por ar dissolvido - FAD (2) e após o tratamento com microbolhas de um gás, normalmente ar, disponibilizar o efluente (3) com baixo teor percentual de óleo em relação à água, normalmente abaixo de dez por cento, que após tratamento na área alagada construída (4) com macrófitas flutuantes (20) entrega para reuso ou ao meio ambiente o efluente (5) purificado com um teor de óleo inferior a 20 mg/L.

2. “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de tratamento físico e químico ser composto de uma câmara de entrada (6) onde o afluente (1) é misturado pelo agitador (7) com um auxiliar de desestabilização (8) para obter uma suspensão que é entregue à primeira câmara de flotação (9) que recebe um fluxo de microbolhas do difusor (10), onde as microbolhas e a suspensão produzem uma espuma oleosa recolhida pelo coletor de espumas (11), passa para a segunda câmara de flotação (12) onde recebe um novo fluxo de microbolhas do difusor (13) e cujas espumas oleosas são recolhidas pelo coletor de espumas (14), e cuja mistura com baixo teor de óleo, menos que dez por cento, é entregue a câmara final (15) que através da bomba centrífuga (16) é em parte recirculada para a produção das microbolhas que chegam aos difusores (10 e 13) pelo duto de distribuição (17), e através da bomba (18) envia o efluente (3) tratado ao sistema de tratamento de águas alagadas construídas (4).

3. “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o sistema de tratamento biológico que recebe o efluente (3) com teor de óleo, inferior a dez por cento, oriundo das câmaras de flotação ser constituído de um duto de entrada (22) posicionado acima do nível da água (23) no tanque (19), e ter grande parte do óleo residual retirado com o auxílio de macrófitas flutuantes (20), que a água oleosa circula de forma contínua pela totalidade do leito no sentido longitudinal do tanque (19) até encontrar o duto de saída (24) cuja entrada encontra-se na base da extremidade de saída do tanque (19) e cuja saída encontra-se no nível da água (23) de forma que a água tratada e purificada que constitui o efluente (5) poder ser reutilizada ou disponibilizada ao ambiente e o óleo ascender à ao nível da água (23) de forma a ficar em contato com as raízes das macrófitas flutuantes (20).

4. “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES” de acordo com as reivindicações 1 e 3, caracterizado por o sistema de tratamento biológico constituído de área alagada construída (4) utilizar macrófitas flutuantes (20) da espécie Eichhornia crassipes, conhecida vulgarmente por aguapés, possuir um período de poda de oito dias, necessário para manter a densidade numa faixa de 30 a 40 mudas por metro quadrado da área superficial da área alagada construída (4).

5. “PROCESSO HÍBRIDO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS OLEOSAS PELO EMPREGO SIMULTÂNEO DE CÂMARAS DE FLOTAÇÃO E ÁREA ALAGADA CONSTRUÍDA POVOADA POR MACRÓFITAS FLUTUANTES” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a quantidade de câmaras de flotação conectadas em série serem estabelecidas de forma que o efluente (3) tenha um teor de óleo inferior a dez por cento, e a quantidade de áreas alagadas construídas (4) conectadas em série serem estabelecidas em função das dimensão das mesmas e do teor de pureza desejado no efluente (5) final.