BR102020002432A2 - sistema híbrido para o controle de contaminantes de processos industriais - Google Patents

Abstract

"SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS" O presente pedido de Patente de invenção relata um programa abrangente de controle de contaminantes orgânicos e inorgânicos de processos papeleiros e de outras indústrias potencialmente poluidoras através da ação integrada de três sistemas de tratamento continuo, aqui referenciada como "3WAY", sendo um primeiro sistema voltado para o tratamento das águas de processo visando o reuso, mais especificamente a "água branca ou clarificada" presente na extremidade da "parte úmida"das máquinas de papel e celulose, aliado a um segundo sistema baseado no uso de um equipamento de mistura de argilas adsorventes que permite tratar a polpa celulósica em etapas anteriores do processo até o circuito de máquina, bem como um terceiro sistema que realiza a limpeza dos depósitos de contaminantes presentes nas vestimentas (feltros e telas) ou demais partes das máquinas através da aplicação de uma solução limpadora aquecida e pressurizada, com elevado poder de detergência.

Description

CAMPO DE APLICAÇÃO

[001] O presente pedido de Patente de Invenção trata de um sistema hibrido aqui referenciado como "3WAY" que integra três sistemas de tratamento continuo, atacando de forma abrangente o problema do controle de contaminantes de processo em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais. A tecnologia envolve métodos quimicos e mecânicos, através de sistemas de tratamento que controlam o "efeito" e as "causas" da geração de depósitos orgânicos e inorgânicos, agindo concomitantemente nas águas de processo, na polpa celulósica e nas vestimentas ou demais partes de máquina, tais como rolos, tanques, caixas de sucção, capotas, entre outras.

PREÂMBULO

[002] O presente pedido de Patente de invenção relata um programa abrangente de controle de contaminantes orgânicos e inorgânicos de processos papeleiros e de outras indústrias potencialmente poluidoras através da ação integrada de três sistemas de tratamento continuo, aqui referenciada como "3WAY", sendo um primeiro sistema voltado para o tratamento das águas de processo visando o reuso, mais especificamente a "água branca ou clarificada" presente na extremidade da "parte úmida"das máquinas de papel e celulose, aliado a um segundo sistema baseado no uso de um equipamento de mistura de argilas adsorventes que permite tratar a polpa celulósica em etapas anteriores do processo até o circuito de máquina, bem como um terceiro sistema que realiza a limpeza dos depósitos de contaminantes presentes nas vestimentas (feltros e telas) ou demais partes das máquinas através da aplicação de uma solução limpadora aquecida e pressurizada, com elevado poder de detergência.

[003] A ação integrada destes três sistemas de tratamento permite não só o controle efetivo dos contaminantes em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais, bem como o maior fechamento do circuito de águas pela depuração continua do sistema, evitando sobrecarregar as Estações de Tratamento de Efluentes (ETE) e o consumo desnecessário de água captada de rios ou da rede pública de abastecimento.

[004] Este é um aspecto altamente desejável devido à tendência observada nos últimos anos de escassez de água com o consequente aumento do custo de captação e tratamento. No entanto, ao fechar cada vez mais o circuito, acarreta-se o agravamento dos problemas de depósitos pelo acúmulo dos contaminantes de processo, tais como o "pitch"e "stickies" no processo papeleiro, oriundos das resinas naturais da madeira e da fibra reciclada, respectivamente. Além disso, para manter os niveis de produtividade e qualidade do papel produzido, aumenta-se a dosagem dos aditivos quimicos como polimeros e surfactantes, elevando ainda mais os conteúdos de sólidos orgânicos e inorgânicos que se apresentam dissolvidos ou suspensos em estado coloidal no meio aquoso.

[005] Deve-se observar que os sólidos suspensos macrométricos (acima de 5 pm) são removidos facilmente no processo por equipamentos de depuração mecânica, enquanto os sólidos suspensos micrométricos acabam sendo usualmente atacados pelo tratamento fisico-quimico primário nas ETEs que envolve ajustes de pH, coagulação e floculação. 0 problema maior reside, portanto, nos sólidos orgânicos dissolvidos recalcitrantes (ou não-biodegradáveis) como, por exemplo, os derivados fenólicos da lignina, e nos inorgânicos dissolvidos como o ion Ca2+, responsáveis pela dureza elevada e cujas quantidades são crescentes em "regime fechado" com o agravante de serem complexados por ânions orgânicos que formam depósitos com facilidade.

[006] Sendo assim, torna-se premente o desenvolvimento e a aplicação racional de tecnologias avançadas de tratamento que ataquem de forma efetiva e economicamente viável os sólidos orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou suspensos em estado coloidal nas "correntes residuárias complexas" do processo papeleiro e outros setores industriais. Estas "correntes" podem ser encontradas em diferentes pontos do processo, muito embora as mais problemáticas no setor papeleiro, sob a ótica do presente pedido de Patente de Invenção, sejam a "água branca ou clarificada" que circula nas máquinas, sendo responsável pelo acúmulo de depósitos nos feltros e telas e outras partes de máquina, afetando negativamente a produtividade, o consumo de vapor e a qualidade da folha de papel formada.

ESTADO DA TÉCNICA

[007] 0 presente pedido de Patente de Invenção pressupõe o conhecimento adquirido no campo acima contextualizado, evidenciando os avanços tecnológicos mais relevantes nos métodos quimicos e mecânicos empregados para atacar os contaminantes de processos industriais, com destaque para o controle de "pitch"e "stickies" em processos papeleiros, os quais foram estrategicamente divididos em três circunstâncias: 1) nas águas de processos do circuito de máquina; 2) na polpa celulósica da linha de fibras e circuitos de máquina; e 3) nas vestimentas (feltros e telas) e partes de máquina.

[008] Com relação ao tratamento das águas de processo, para atacar o problema já mencionado dos contaminantes orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou suspensos em estado coloidal nas águas de processo, visando o reuso, devem ser empregadas tecnologias avançadas de tratamento, dentre as quais constatou-se a importância daquelas que se baseiam em técnicas de filtração e oxidação avançadas, muitas vezes com mais de uma técnica associada.

[009] Entre os trabalhos sobre filtração avançada, chama atenção a patente chinesa CN101337750 que conjuga técnicas de membrana como ultrafiltração e osmose reversa para atacar os contaminantes usuais do processo papeleiro: sais inorgânicos, aditivos quimicos usados em excesso, lignina, fibrilas, hemicelulose, entre outros. O diferencial tecnológico reside nas metodologias utilizadas para se evitar o rápido entupimento das membranas, bem como o polimento por micro-ondas do "concentrado" que é gerado após a osmose reversa, sendo capaz de enquadrá-lo minimamente nas condições de descarte.

[010] A patente CN101781049 foi além, associando a mesma estratégia de filtração avançada (ultrafiltração seguida de osmose reversa), só que aplicando-se ao "concentrado" um processo de oxidação mais robusto, envolvendo primeiro uma catálise heterogênea com ozônio em superfície de carvão ativado, contando posteriormente com a reação de Fenton tradicional. Assim, consegue-se aumentar significativamente o nivel de aproveitamento da água de reuso.

[011] Na busca por alternativas de tratamentos avançados visando o reuso, identificou-se na patente CN103130370 um equipamento de evaporação baseado no método de recompressão mecânica de vapor (MVR - "Mechanical Vapor Recompression") , o qual demonstra sua utilidade no segmento de corantes para obtenção de uma água destilada de altissima qualidade para o reuso, bem como o diferencial de se poder aproveitar o "concentrado", neste caso, para cristalizar o sólido residual que pode ser de alto valor agregado, contendo substâncias como sulfato e cloreto de amónio.

[012] Com relação ao tratamento da polpa celulósica, é de conhecimento dos especialistas da técnica que todo programa de controle de contaminantes orgânicos, mais especificamente de "pitch" e "stickies" no setor papeleiro, deve contemplar uma sólida estratégia de tratamento da polpa celulósica, visando inibir a formação dos depósitos logo nas primeiras etapas do processo de fabricação de celulose e papel, seja na "linha de fibras" como também no "circuito de máquina". Neste sentido, são empregados diferentes métodos quimicos e processos de aplicação, com destaque para as estratégias de dispersão, adsorção e microfixação que idealmente devem estar associadas.

[013] O emprego de adsorventes conjugados com polimeros, num "sistema dual" de microparticulas, talvez possa ser considerado hoje a estratégia mais efetiva, uma vez que é capaz de atrair os contaminantes dissolvidos e em estado coloidal, retendo-os de forma "mascarada" na folha de papel e ainda inibindo sua adesividade (efeito chamado de "detack"), removendo-os do meio aquoso e permitindo ao mesmo tempo que sejam "expurgados" do sistema sem comprometer a produtividade.

[014] Usualmente emprega-se o talco como "adsorvente universal", no entanto tem-se observado uma tendência crescente do uso de outras argilas, tais como a bentonita na forma de "slurry", visando a sua substituição parcial ou total, devido principalmente às preocupações relacionadas com a saúde humana, uma vez que o talco apresenta amianto em sua composição que é uma substância reconhecidamente cancerígena. Neste sentido, identificou-se avanços mais significativos na patente W02009/117073 que considera um "mix"de argilas associado a um polimero hidrofóbico, mais propriamente um biopolimero do tipo éter de celulose modificada.

[015] Com relação ao tratamento das vestimentas (feltros e telas) e partes de máquina, é hoje uma realidade de vital importância para se manterem os niveis de produtividade, custo de produção e qualidade do papel produzido nas indústrias do setor papeleiro, em especial mediante os atuais niveis de fechamento do "circuito de água", cujos conteúdos de contaminantes orgânicos e inorgânicos dissolvidos ou em estado coloidal são crescentes, acarretando a maior ocorrência de depósitos, os quais comprometem a drenabilidade e, consequentemente, a vida útil dos feltros e telas. Por sua vez, as abordagens mais recentes encontradas na literatura que inovam ao atacar o problema da sua limpeza e condicionamento envolvem, na grande maioria, métodos químicos e químico-mecânicos, muito embora comecem a aparecer iniciativas somente mecânicas.

[016] A abordagem puramente mecânica ainda é restrita, mas sinaliza uma tendência importante na busca por soluções mais ambientalmente "amigáveis", livres quando possível da aplicação de produtos químicos. Neste sentido, destaca-se a patente WO 2013/154802 (prioridade para US 61/622,622) que propõe o uso de métodos de limpeza contínua que aplicam vapor para aquecer e amolecer os contaminantes nas vestimentas, seguido da aplicação de água aquecida ou preferencialmente superaquecida, através de chuveiros "encapsulados" e sob pressão para remover os contaminantes sem afetar a molhabilidade.

[017] Com relação aos métodos químicos e químico-mecânicos, vale uma menção à aplicação enzimática nos feltros (contínua ou intermitente), pioneira em US 60/395,528 e estendida mundialmente em WO 2004/007839, que passa a considerar os mecanismos de degradação das substâncias principais que compõem os depósitos, através do uso de enzimas específicas (ex. lipase agindo sobre as resinas do "pitch") ou um "mix"de enzimas como amilases, proteases, xilanases, entre outras. O intuito principal seria a redução ou até mesmo a eliminação das limpezas químicas em batelada que acabam diminuindo a vida útil dos feltros e telas.

PROBLEMAS DO ESTADO DA TÉCNICA

[018] As limitações técnicas dos trabalhos que alicerçaram a presente proposta de inventividade também foram propositalmente divididas nas três circunstâncias de tratamento, a saber: Tratamento das águas de processo:

[019] Sobre as tecnologias avançadas visando o reuso de águas de processo no processo papeleiro, bem como em outros setores industriais, observou-se no geral que uma única técnica não é capaz de resolver o problema para todos os tipos de contaminantes, sendo necessária muitas vezes a conjugação de técnicas avançadas de filtração, oxidação e destilação numa sequência adequada de tratamento.

[020] Com relação à filtração avançada, viu-se na patente CN101337750 que a associação da ultrafiltração e osmose reversa é bastante propicia para as características especificas das correntes de processos papeleiros, muito embora o "concentrado" de permeado, que geralmente representa até 30% do volume filtrado, tenha sido atacado com sucesso parcial através da técnica de micro-ondas, permitindo somente o enquadramento legal para o descarte, fato este que afeta significativamente as taxas de reuso.

[021] A patente CN101781049, por sua vez, foi mais bem-sucedida neste sentido ao conjugar a mesma filtração avançada com técnicas de oxidação avançada, mais propriamente ozônio ativado em superfície de carvão e a reação de Fenton convencional, atingindo em alguns casos taxas de reuso de até 85%. No entanto, os custos operacionais desta etapa de oxidação, para os volumes de "concentrado" obtidos, são elevados e podem inviabilizar economicamente a grande maioria das aplicações.

[022] Os métodos que se baseiam na destilação da água, tal como o MVR, ou "Mechanical Vapor Recompression", apresentado em CN103130370, ainda estão claramente num estágio "embrionário" de desenvolvimento da aplicação, limitados principalmente pelo elevado consumo energético que restringe sobremaneira a viabilidade industrial, mais propriamente aos setores pouco intensivos no uso da água que certamente não é o caso do setor papeleiro e alguns outros (têxtil, sucroalcoleiro, etc.). Tratamento da polpa celulósica:

[023] Apesar da tendência recente de substituição do talco no tratamento da polpa celulósica, os sistemas envolvendo microparticulas adsorventes continuam sendo a opção de escolha para obtenção dos resultados mais efetivos em termos de inibição dos depósitos orgânicos, mais especificamente de "pitch" e "stickies"em processos papeleiros. Outras tecnologias como o uso de enzimas foram testadas, mas não ganharam notoriedade funcionando quando muito como estratégia complementar aos dispersantes, adsorventes e fixantes.

[024] Especificamente sobre o "mix"de argilas empregado em WO 2009/117073 o problema é que pouca inovação se deu no tocante à natureza das argilas empregadas (bentonita, kaolin, etc.), sendo todas elas da mesma classe quimica do talco, ou seja, polisilicatos. Desta maneira, deixa-se de explorar possiveis efeitos sinérgicos com outros tipos de argilas, mantendo-se a limitação de precisar aplicá- las juntamente com um polimero ou biopolimero capaz de promover a sua organofilização. Tratamento das vestimentas e partes de máquina:

[025] Sobre as tecnologias de limpeza e condicionamento mecânico, apesar dos relatos da patente WO 2013/154802 indicarem que os niveis elevados de pressão (entre 20 e 55 bar) e temperatura (entre 100 e 135°C) não ocasionarem nem acelerarem o desgaste das vestimentas (feltros e telas), fica em dúvida a real efetividade da limpeza mecânica somente com vapor e água superaquecida, uma vez que sugerem ao mesmo tempo a eventual aplicação de uma "solução limpadora", conflitando inclusive com outras patentes precursoras desta técnica e o próprio escopo do referido pedido de Patente de Invenção.

[026] Com relação à tecnologia enzimática proposta em WO 2004/007839, apesar da concepção acertada em termos de funcionalidade quimica com base na degradação seletiva dos contaminantes presentes nos depósitos, na prática observa-se que a atividade enzimática está ainda muito aquém de atender, especificamente, à dinâmica imposta pelo diminuto tempo de residência nos feltros e telas. Adicionalmente, existe sempre a preocupação de degradar outras substâncias úteis à "quimica do papel", bem como a limitação da aplicação à quente que inativa total ou parcialmente grande parte das enzimas, impedindo assim o avanço na sua aplicabilidade.

[027] Com base nos problemas aqui expostos, mediante análise pormenorizada levada a efeito com vistas à proposição da matéria ora apresentada, nenhum dos métodos quimicos e mecânicos previstos no estado da técnica para o controle de contaminantes em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais conflitam com as concretizações descritas no presente pedido de Patente de Invenção.

[028] Por fim, mediante o alcance do levantamento de patentes ora apresentado, não foram encontrados outros processos relacionados diretamente aos assuntos supramencionados no acervo do INPI, nem tampouco nos principais escritórios de patentes ao redor do mundo.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[029] Conforme descrição em maiores detalhes a seguir, o presente pedido de Patente de Invenção concretiza um "sistema hibrido" aqui referenciado como "3WAY", seu uso e método para o controle de contaminantes em fábricas de papel e celulose e outros setores industriais. Tal sistema, em realidade, é capaz de integrar três sistemas de tratamento continuo: Tratamento das águas de processo; Tratamento da polpa celulósica; Tratamento das vestimentas e partes de máquina.

[030] A integração sinérgica destes sistemas que fundamenta o presente pedido de Patente de Invenção, se comparada aos relatos na literatura, promove amplos benefícios para o controle de contaminantes de processo, em especial na fabricação de papel e celulose e outros setores industriais com "perfil" de contaminação semelhante, conforme evidenciado pelas premissas elencadas a seguir:

[031] Propicia um programa de controle efetivo de contaminantes de processos industriais, com destaque para o controle de "pitch"e "stickies" no setor papeleiro, inibindo a formação de depósitos orgânicos e inorgânicos em todas as etapas do processo produtivo;

[032] Viabiliza o aumento de produtividade das máquinas, a redução do consumo de vapor e a melhoria na qualidade do papel produzido, com menos furos, pintas e perfil transversal de umidade mais uniforme;

[033] Possibilita a substituição parcial ou total do talco pela aplicação de um "mix"especial de microparticulas à base de argilas adsorventes, minimizando eventuais riscos à saúde humana e propiciando a organofilização "in situ";

[034] Permite atingir um maior indice de fechamento do "circuito de águas" pela depuração continua do sistema e o incremento do "make-up" de água fresca industrial;

[035] Evita sobrecarregar a ETE, segregando e atacando "correntes residuárias complexas" com excesso de aditivos quimicos nas águas de processo, a exemplo da "água branca ou clarificada" em fábricas de papel e celulose;

[036] Disponibiliza água de elevada pureza para aplicações "nobres" como água "DESMI" para geração de vapor nas caldeiras ou na central de quimicos para o preparo de aditivos de processo sensiveis ao meio diluente;

[037] Flexibilidade de aplicação do sistema hibrido aqui referenciado como "3WAY", total ou parcialmente na modalidade aqui referenciada como "2WAY", em outros setores industriais além do papeleiro, desde que estes apresentem características semelhantes dos contaminantes presentes em "correntes complexas" das águas residuárias de processo e que as mesmas possam ser segregadas e tratadas isoladamente.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[038] O presente pedido de Patente de Invenção será pormenorizadamente descrito com referência aos desenhos abaixo relacionados, nos quais: A figura 1 ilustra o método 100 que é o cerne do tratamento quimico continuo dos contaminantes de processos papeleiros e explica o conceito do "sistema hibrido" aqui referenciado como "3WAY"; A figura 2 ilustra um diagrama de um exemplo do mapeamento de processo industrial tipico de produção de celulose 200, constando as respectivas caracterizações e medidas em pontos importantes para o controle de contaminantes; A figura 3A ilustra um gráfico que avalia diferentes aditivos sobre uma amostra de polpa celulósica pela medida do diferencial de turbidez versus a contagem de contaminantes; A figura 3B ilustra um gráfico no qual varia- se a concentração de um dos aditivos para determinação da curva de calibração; A figura 4 ilustra um diagrama que permite que se observe o sistema 102A desenvolvido para tratar uma corrente de "água clarificada" em condições tipicas encontradas no setor papeleiro através da conjugação de tecnologias avançadas visando o reuso; As figuras 5A e 5B representam, respectivamente, a solução tecnológica de tratabilidade para correntes de águas residuárias 104A oriundas do setor petroquímico através de um processo de oxidação avançada (diagrama) e a respectiva tabela com os resultados obtidos (Tabela 1); A figura 6 ilustra o fluxograma resumido do sistema de tratamento da polpa celulósica 103A; e A figura 7 ilustra, por fim, uma visão esquemática do conjunto mais importante de equipamentos que compõem o sistema de tratamento de vestimentas e partes de máquina.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[039] O cerne do presente pedido de Patente de Invenção, conforme ilustrado na figura 1, é a integração de três sistemas de tratamento num sistema hibrido aqui referenciado como "3WAY" em sua modalidade completa, corroborando o método 100 de tratamento continuo que age sinergicamente no "efeito" 101, ou seja, quando os depósitos já estão formados em diferentes etapas do processo e acumulados em partes de máquina como as vestimentas, bem como nas "causas" 102 e 103 ou mais propriamente antes da aglomeração dos contaminantes dissolvidos ou suspensos em estado coloidal e a formação dos depósitos orgânicos e inorgânicos.

[040] Dando sequência ao conceito ora proposto, o sistema de tratamento das vestimentas 101A atua no "EFEITO" removendo os depósitos formados (ex. depósitos orgânicos do tipo "pitch") que são dispersos e estabilizados no meio aquoso até finalmente serem destinados como residuos liquidos para ETE. Por outro lado, o sistema de tratamento das águas de processo 102A e o sistema de tratamento da polpa celulósica 103A atuam nas "causas", sendo que o primeiro remove e/ou degrada os contaminantes propiciando o reuso da água no processo e o segundo permite tanto a remoção dos contaminantes como também a sua fixação na fibra de celulose, sendo desta forma "carreados" para o processo sem efeitos colaterais.

[041] Observar que em regime fechado de "circuito de águas", em que não ocorre a depuração do sistema, há constantemente a entrada de novos contaminantes, bem como a concentração dos aditivos através das águas de processo, de modo que para consecução da estratégia quimica e mecânica ora descrita, são necessários minimamente dois sistemas de tratamento continuo integrados na modalidade simplificada "2WAY", atacando sempre o "efeito"mais uma "causa", a saber: tratamento das vestimentas e partes de máquina 101A mais tratamento da polpa celulósica 103A ou o tratamento das vestimentas e partes de máquina 101A mais o tratamento das águas de processo 102A visando o reuso.

[042] Para avançar na integração dos sistemas de tratamento continuo ora apresentados, tornou-se imperativo o desenvolvimento de um método mais efetivo para o mapeamento e posterior monitoramento do nivel de contaminantes em diferentes etapas do processo, propiciando assim análises preditivas rápidas para tomada de decisão sobre como balancear as dosagens de aditivos quimicos e condições de operação entre os sistemas nas modalidades aqui referenciadas como "3WAY" ou "2WAY".

[043] Sabendo-se da complexidade de composição dos depósitos e que os contaminantes podem se distribuir entre as fases dissolvida e suspensa no estado coloidal, antes de se aglomerarem e formarem depósitos maiores (acima de 5 gm) , a depender das condições do meio aquoso, variações de pH, receita de produção, temperatura e pressão ao longo do processo, partiu-se do principio da realização de um mapeamento inicial com algumas "medidas diretas" dos parâmetros relevantes, que são laboriosas e susceptíveis ao erro humano, e posteriormente correlacioná-las com "medidas indiretas" que possam ser monitoradas com maior agilidade na rotina operacional.

[044] Na figura 2 apresenta-se, a titulo de exemplo, o mapeamento inicial de um processo industrial tipico de produção de celulose 200, envolvendo resumidamente as etapas de digestão da madeira em um digestor 201, depuração das fibras 202, seção de filtros 203, seção de prensas 204 e difusores 205, que compreendem a "linha de fibras", seguido do "circuito de máquina", mais precisamente a partir do Tanque de Alta Consistência (TAC) 206, passando pelos tanques de mistura 207 e de máquina 208, depois pelo silo 209 e torre de água branca 210 até atingir, finalmente, a caixa de entrada 211 que marca a entrada de fato na máquina desaguadora de celulose 212.

[045] Neste monitoramento especifico concentrou-se a avaliação no "circuito de máquina", constando caracterizações em cinco pontos distintos do processo, considerados relevantes para o controle de contaminantes, bem como as respectivas medidas de pH, dureza, condutividade, sólidos totais, turbidez, cor e contagem de contaminantes. Na mencionada figura 2 os cinco pontos de máquina são indicados, respectivamente, pelas referências 1, 2, 3, 4 e 5, relacionados aos quais estão expressos os valores medidos de pH, Dureza, Contaminantes, Condutividade, Sólidos Totais, Turbidez e Cor, devendo ser ressaltado que as unidades de medida para tais grandezas são apresentadas em: pH, Dureza (mg/L), Contaminantes (milhões cont./cm3), Condutividade (pS/cm), Sólidos totais (%), Turbidez (NTU)e Cor (mg PtCo/L).

[046] No ponto 1 foram obtidos os seguintes valores: pH = 9,96, Dureza = 60, Contaminantes = 119, Condutividade = 1358, Sólidos Totais = 3,14, Turbidez = 49 e Cor = 386; No ponto 2 foram obtidos os seguintes valores: pH = 4,84, Dureza = 20, Contaminantes = 138, Condutividade = 1240, Sólidos Totais = 2,45, Turbidez = 54 e Cor = 427; No ponto 3 foram obtidos os seguintes valores: pH = 4,86, Dureza = 40, Contaminantes = 127, Condutividade = 1244, Sólidos totais = 2,97, Turbidez = 59 e Cor = 493; No ponto 4 foram obtidos os seguintes valores: pH = 6,73, Dureza = 100, Contaminantes = 13, Condutividade = 1071, Sólidos Totais = 0,07, Turbidez = 16 e Cor = 132; e No ponto 5 foram obtidos os seguintes valores: pH = 4,71, Dureza = 72, Contaminantes = 142, Condutividade = 1257, Sólidos Totais = 2,07, Turbidez = 59 e Cor = 451;

[047] Deve-se observar, como exemplo de "medida direta" especifica para contaminantes orgânicos suspensos do tipo "pitch"e "stickies", a contagem microscópica da quantidade de contaminantes (expressa em milhões de contaminantes por cm3) , a qual poder-se-ia em teoria cruzar com a "medida indireta" de turbidez. Outra correspondência importante, neste caso para os contaminantes inorgânicos dissolvidos, seria a "medida direta" da dureza expressa pelo teor de CaCOa em solução (mg/L) contra a "medida indireta" da condutividade expressa em pS/cm.

[048] Acontece que este modelo teórico não se confirmou para o caso especifico da correspondência entre turbidez e a contagem microscópica de contaminantes orgânicos suspensos, conforme indicaram as medidas realizadas no mesmo ponto só que com amostras coletadas em dias distintos. Observou-se no ponto 5, por exemplo, um comportamento destoante da contagem de contaminantes que aumentou de 48 para 282 milhões cont./cm3 em duas rodadas de análise realizadas em semanas subsequentes, enquanto a turbidez permaneceu praticamente inalterada neste mesmo periodo.

[049] Neste sentido, o presente Pedido de Patente de Invenção partiu da hipótese de que a "diferença de turbidez"(Δ NTU) , antes e após um "choque"de pH (de 8 para 4, por exemplo) , seria esta sim uma medida correlacionável com a contagem dos contaminantes (milhões cont./cm3), uma vez que cada espécie quimica susceptível a alterações na solubilidade pelo equilíbrio das formas protonada e desprotonada, apresenta uma distribuição especifica entre as fases dissolvida e coloidal, podendo por vezes não afetar o valor absoluto de cada medida de turbidez, mas sim o diferencial entre elas.

[050] Para comprovação desta hipótese, fixou-se as condições experimentais em laboratório, avaliando-se inicialmente (figura 3A) uma bateria com três diferentes aditivos adsorventes sobre a mesma amostra de polpa celulósica, confrontando-se a medida de diferencial da turbidez (Δ NTU) versus a contagem microscópica de contaminantes (em milhões cont./cm3). Posteriormente, selecionou-se o melhor resultado (neste caso o aditivo 3) e variou-se sua concentração (em kg/t) para confirmar a tendência de queda da contagem de contaminantes com o aumento do diferencial da turbidez, conforme pode ser observado na figura 3B para uma ampla faixa de concentrações, muito embora tenha-se constatado uma concentração limite acima de 4 kg/t. Sendo assim, após traçar uma curva de calibração robusta (minimamente quatro pontos), é perfeitamente possivel fazer extrapolações coerentes sobre o nivel de contaminantes de uma amostra somente pela rápida medida do diferencial de turbidez (ΔNTU), facilitando sobremaneira o monitoramento dos contaminantes de processo.

[051] De posse desta metodologia, é possivel identificar uma alteração abrupta do nivel de contaminantes orgânicos logo no inicio do processo pela variação mais significativa do diferencial de turbidez (Δ NTU) , devido a fatores como uma alteração da composição da madeira, permitindo assim a elevação das dosagens dos aditivos de controle de "pitch"e "stickies" no sistema de tratamento da polpa celulósica 103A. Caso esta variação se propague para pontos mais à frente do processo, pode-se agir também na estratégia quimica do sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina 101A, aumentando-se a frequência dos choques preventivos ou a dosagem do produto quimico de limpeza continua. Evidentemente, o mesmo raciocinio se aplica para detecção de variações abruptas da condutividade, muito embora neste caso o foco seriam os contaminantes inorgânicos como o cálcio.

[052] Na sequência são detalhados cada um dos três sistemas de tratamento continuo que compõem a presente solução tecnológica e podem ser contemplados nas modalidades aqui referenciadas como "3WAY" ou "2WAY" do "sistema hibrido" para controle de contaminantes de processos papeleiros e outros setores industriais. Tratamento das águas de processo:

[053] 0 sistema de tratamento das águas de processo 102A visando o reuso se caracteriza por utilizar uma ou mais tecnologias avançadas, quais sejam: filtração, oxidação e/ou destilação. O foco reside no tratamento de "correntes residuárias complexas", as quais são normalmente geradas em menores volumes, abaixo de 100 m3/h e idealmente entre 5 e 20 m3/h. Estas correntes precisam ser segregadas no foco da sua geração, antes do descarte para ETE, sendo potencialmente reaproveitadas dentro do próprio processo industrial, como "make up"de água fresca industrial importante para depuração dos sistemas em regime fechado de "circuito de águas" ou até mesmo em aplicações que requerem uma água mais "nobre", de elevada pureza, tais como água "DESMI" para geração de vapor nas caldeiras ou na Central de Quimicos para o preparo de aditivos de processo sensiveis ao meio diluente.

[054] A segregação destas "correntes residuárias complexas" se dá pelo monitoramento de certos parâmetros fisico-quimicos e biológicos ao longo de uma "árvore de decisão", em que os poluentes são segmentados primeiramente entre orgânicos e inorgânicos, sendo posteriormente separados em dissolvidos ou suspensos no meio aquoso. Para os orgânicos dissolvidos, abre-se ainda a possibilidade de estes serem biodegradáveis ou recalcitrantes (não-biodegradáveis). Já para os suspensos, de forma geral, separa-se os macrométricos dos micrométricos pelo tamanho de particula, ou seja, acima ou abaixo de 5|im. Desta forma, fica bem mais fácil de se conduzir as análises dos parâmetros ambientais nas "correntes", tomando-se como critério, por exemplo, a razão entre a Demanda Quimica de Oxigênio e a Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO/DBO), sendo que se esta razão for maior que cinco indica o caráter recalcitrante dos contaminantes e, portanto, a enquadra como "corrente complexa" em que recomenda-se o tratamento por processos de oxidação avançada que ocorre no reator multioxidativo 102J e/ou soluções mais recentes como a destilação avançada de alta eficiência energética, que ocorre na unidade destiladora 102G Já para os poluentes suspensos micrométricos (<5|im) , potencialmente deve-se empregar as técnicas de filtração avançada por membrana, mais propriamente a ultrafiltração seguida de osmose reversa que também serão efetivas para os poluentes inorgânicos dissolvidos e para os poluentes orgânicos dissolvidos macromoleculares (com peso molecular superior a 10 kDaltons). Na sequência são apresentados exemplos representativos.

[055] EXEMPLO 1. Para uma situação tipica de tratamento de uma "corrente de água clarificada" de um circuito de máquina de papel, com dureza elevada e a presença de diversos contaminantes dissolvidos e coloidais, encontra- se normalmente na água bruta valores de referência para os principais parâmetros de turbidez inferiores a 100 NTU e dureza menor que 375 ppm de CaCOa. Os valores da razão DQO/DBO oscilam bastante, ficando normalmente em 1,5 (ex. 6.000/4.000 mg Oz/litro), no entanto pode atingir valores acima de 5 (ex. 10.000/2.000 mg 02/litro) de acordo com o grau de fechamento do "circuito de águas" e a composição dos contaminantes da "corrente" especifica.

[056] Conforme disposto no diagrama da figura 4, tendo-se em vista os avanços já alcançados na nossa patente BR 102014022402-5 que abordou os processos de filtração convencionais acoplados a técnicas de adsorção quimica, a presente invenção propõe o tratamento inicial da "água clarificada" 102B numa vazão de 10 m3/h através da conjugação de duas técnicas de filtração avançada por membrana, mais precisamente a ultrafiltração 102C seguida da osmose reversa 102D, alcançando excelentes resultados da água tratada com valores de turbidez inferiores a 0,2 NTU e dureza menor que 0,5 mg/L de CaCOa.

[057] O "aceite" desta filtração avançada 102E (cerca de 7 m3/h) pode imediatamente ser destinado para o reuso, enquanto que o seu "rejeito" 102F (aproximadamente 3 m3/h), com a carga de contaminantes concentrada, deve seguir no tratamento passando por uma unidade de destilação avançada 102G que aplica o conceito patenteado em BR 102016010684-2 (estendida internacionalmente em W02017193190 e por nós licenciada para aplicações industriais) que atinge elevada eficiência energética nos processos de troca de calor. Seu "aceite" 102H de aproximadamente 2 m3/h, por sua vez, compreende uma água de elevada pureza, podendo ser utilizada em aplicações de reuso mais "nobres", tais como água "DESMI" para geração de vapor nas caldeiras ou no preparo de aditivos quimicos sensiveis ao meio diluente. O "rejeito" 1021 de 1 m3/h, ainda mais concentrado em carga iônica e carga orgânica dissolvidos, deve passar por um processo de oxidação avançada em reator multioxidativo 102J, capaz de degradar a carga orgânica residual e ainda levar os ions remanescentes para o maior estágio de oxidação que normalmente são espécies menos tóxicas (ex. sulfeto vai a sulfato). Esta água clarificada (água tratada final) 102K pode então retornar ao inicio do sistema de tratamento, ser liberada para o "circuito de águas" em recirculação ou ser destinada para ETE sem maiores impactos nos parâmetros ambientais de controle.

[058] EXEMPLO 2. Como exemplo de aplicação da tecnologia de tratamento das águas de processo visando o reuso em outros setores industrias, mais especificamente no setor petroquímico que é considerado um dos mais poluidores, apresenta-se o estudo de tratabilidade para uma "corrente fenólica" (vazão de cerca de 4 m3/dia), oriunda das operações de drenagem do processamento da gasolina e que precisa ser segregada em tanque para tratamento avançado antes do descarte na ETE, tendo-se em vista a elevada toxicidade que afeta o equilíbrio do tratamento biológico quando o nivel de fenol se encontra acima de 50 ppm, lembrando que o mesmo precisa ser abatido abaixo de 5 ppm para enquadramento legal dentro dos padrões de descarte.

[059] Por se tratar de um contaminante recalcitrante clássico, cujos métodos convencionais de tratamento praticamente não têm efeito, elegeu-se como solução tecnológica o processo de oxidação avançada desenvolvido originalmente na nossa patente BR102013020206-1 que faz uso de sistemas oxirredudores sob pressão. Deve-se observar que, neste caso especifico, tanto os processos de filtração e destilação avançada não se mostraram efetivos por conta das propriedades especificas das "correntes fenólicas", consideradas entre as mais difíceis de se tratar.

[060] A solução tecnológica encontrada, conforme evidenciado no fluxograma e tabela das figuras 5A e 5B respectivamente, passa pelo reator multioxidativo 102J que recebe a "corrente fenólica" bruta 104A oriunda do tanque de segregação 104 com capacidade de 800 m3 e conjuga reagentes líquidos e/ou gasosos dependendo da situação. Neste caso, foram empregados somente reagentes líquidos, mais propriamente o corretor de pH 104B numa concentração de 2,7 g/L e os sistemas oxidantes 104C (H2O2 50%), 104D (Aditivo) e 104E (FENTOX®) , mais especificamente 16 g/L de uma solução de H2O2 50%, aditivo dispersante especifico e catalisador proprietário FENTOX® em concentrações de 50 e 400 mg/L, respectivamente. O resultado é uma água tratada 104F com pH de 6 e abatimento de fenol na ordem de 99% de eficiência, enquadrada em uma condição menor que 5 ppm que permite até mesmo o reuso para algumas aplicações especificas dentro do processo petroquímico. Na mencionada figura 5A estão indicadas, para o reator multioxidativo 102J, suas várias entradas as quais são referenciadas como 102J1 (para admissão de reagente liquido (RL)), 102J2 (para admissão de reagente gás (RG)), 102J3 (para admissão de reagente liquido(RL)) e 102J4 (para admissão de reagente gás (RG)).

[061] Evidentemente, aos conhecedores das tecnologias avançadas de tratamento ora apresentadas, fica explicitada a aplicabilidade do sistema de tratamento das águas de processo 102A visando o reuso, conjugado aos outros sistemas de tratamento continuo nas modalidades aqui referenciadas como "3WAY" ou "2WAY", com foco na segregação de "correntes residuárias complexas", com características de tratabilidade semelhantes aos exemplos aqui tratados, e em segmentos industriais diversos além do papeleiro, tais como a indústria quimica, têxtil, de curtumes, alimentícia, frigoríficos, farmacêutica, farmoquimica, sucroalcooleira, siderúrgica, metalurgia, mineração, empresas de remediação, óleo e gás, entre outras. Tratamento da polpa celulósica:

[062] O sistema de tratamento da polpa celulósica 103A, por sua vez, se caracteriza essencialmente por aplicar uma nova composição do "mix"de argilas, não mais restrito somente a polisilicatos (ex. talco para controle de "pitch"), conciliando microparticulas naturais e sintéticas em diferentes proporções, mais especificamente bentonita e hidrotalcita que apresentam propriedades adsorventes complementares e sinérgicas.

[063] Tais argilas são aplicadas na forma de "slurries"com elevado teor de sólidos e passando por um equipamento termodinâmico do tipo câmara cisalhadora 103D por nós patenteado recentemente em BR 10 2019 024382-1, com foco na substituição do talco em processos papeleiros, o qual propicia melhor homogeneização e fricção entre os "slurries"de argilas, com a evolução espontânea de pressão e temperatura, maximizando o processo de "deslaminação" das argilas com o consequente aumento da área superficial e sitios de adsorção que incorporam os contaminantes. Ademais, o equipamento permite a ação sinérgica das argilas adsorventes 103B "Argila 1"- (Bentonita) , 103C "Argila 2" - (Hidrotalcita) e 103F "Argila 3" (outros produtos quimicos) com o polimero fixante 103E, promovendo a sua organofilização "in situ"sem degradar a estrutura das cadeias poliméricas, o que potencializa os efeitos de "detackficação" e fixação dos contaminantes na fibra.

[064] Um aspecto importante desta aplicação, visando propiciar a melhor integração entre os sistemas nas modalidades aqui referenciadas como "3WAY" e "2WAY", reside no monitoramento da demanda iônica no ponto onde o "mix de slurries"será aplicado. É sabido que o balanço das cargas elétricas, mais especificamente a presença de "lixo aniônico" na suspensão de polpa celulósica, tem papel vital no desempenho de vários aditivos, em especial sobre os adsorventes e polimeros catiônicos aqui empregados. Usualmente, maiores cuidados devem ser tomados ao encontrar demandas aniônicas acima de 100 mV ou abaixo de 50 mV.

[065] Sendo assim, o presente pedido de Patente de Invenção contempla o controle periódico da demanda iônica em mV (medida direta) no ponto de aplicação através de equipamento do tipo MUTEK® 103G, bem como a correspondência com a "medida indireta" da condutividade (jiS/cm) , conforme visto anteriormente, servindo como análise preditiva de situações anômalas de processo para decisão sobre mudanças na estratégia de aplicação do sistema como, por exemplo, uma correção do nivel de dosagem dos "slurries"de argila e polimeros na entrada da câmara cisalhadora 103D, visando contrapor uma eventual sobrecarga de "lixo aniônico".

[066] Na figura 6 apresenta-se o fluxograma resumido do sistema de tratamento da polpa celulósica 103A, inserido na linha de produção de celulose ou papel, o qual prevê o "mix"das argilas natural 103B e sintética 103C (ex. bentonita e hidrotalcita) através do equipamento termodinâmico do tipo câmara cisalhadora 103D, mencionado anteriormente. A organofilização "in situ"das argilas é feita pela adição concomitante do polimero fixante 103E que pode entrar no lugar do talco, numa seção independente da câmara, ou no lugar da terceira argila 103F que é opcional.

[067] Conforme já enfatizado alhures, deve-se observar que a modalidade aqui referenciada como "2WAY"preferível do presente pedido de Patente de Invenção prevê a integração do referido sistema de tratamento da polpa celulósica 103A com o sistema de tratamento das vestimentas 101A, agindo assim ao mesmo tempo na "causa" e no "efeito" da presença dos contaminantes em pontos bem distintos do processo, ou seja, lá atrás no início do processo, seja na "linha de fibras" ou nos "circuitos de máquina", bem como mais à frente no processo, mais propriamente nas máquinas de papel e celulose. Tratamento das vestimentas e partes de máquina:

[068] Finalmente, o sistema de tratamento químico contínuo das vestimentas e partes de máquina 101A conjuga um equipamento termodinâmico do tipo bomba térmica injetora ou trocador de calor 101E que combina água 101B, vapor 101C e produtos químicos 101D para produzir uma "solução ativa" 101F com alto poder de limpeza dos contaminantes, cujos benefícios visando melhorar a produtividade em máquinas de papel e celulose foram evidenciados em nossa primeira patente PI 9715083-5, a qual teve importante aditivo em PI 0503029-3 que foi estendida internacionalmente em WO 2008/012597.

[069] Em linhas gerais, os principais avanços foram a previsão de dois ou mais equipamentos termodinâmicos atuando em paralelo que propiciam o tratamento "individualizado" das vestimentas, uma inovação importante para atender ao mesmo tempo diversos feltros e telas com diferentes condições de controle, tais como temperatura, pressão, dosagem dos produtos químicos, entre outras. Assim, cada vestimenta tem seu tratamento "personalizado" em função das suas características únicas de compactação e tempo de vida, permitindo a redução do consumo de produtos químicos pela utilização somente da quantidade necessária para limpeza de cada uma.

[070] Outras inovações importantes incorporadas foram o uso de chuveiros de corpo duplo 101H que permitem sacar a parte interna para limpeza dos bicos 101N sem afetar a produtividade da máquina e qualidade da folha de papel formada, bem como a introdução de um "kit", composto de um conjunto de equipamentos alocados numa posição intermediária estratégica que permite o abatimento da temperatura e pressão para niveis entre 40 e 60°C e 1 a 6 bar, respectivamente. Em tais condições, flexibiliza-se o sistema para aplicação eventual em diferentes pontos da máquina de produtos químicos mais sensíveis como alguns enzimáticos ou poliméricos.

[071] A figura 7 apresenta uma visão esquemática do conjunto mais importante de equipamentos que compõem o sistema de tratamento de vestimentas e partes de máquina 101A, com destaque para a linha de alimentação de água fresca 101B, a linha de vapor 101C, as linhas de alimentação de produtos químicos de uso contínuo ou choque 101D, as bombas térmicas injetoras ou trocadores de calor 101E, lembrando que estas estão sempre associadas em paralelo para permitir o tratamento "individualizado" dos diferentes feltros e telas ou partes de máquina onde se aplica a "solução química pressurizada" 101F que é levada por meio de uma bomba de elevação e manutenção de pressão 101G até os chuveiros de corpo duplo 101H. Adicionalmente, pode-se observar o tanque de abatimento de pressão e temperatura 1011 e uma série de periféricos que propiciam a aplicação dos produtos poliméricos e enzimáticos, quais sejam: bombas dosadoras 101J, os containers de armazenamento de produto químico 101K e de enzima 101L, bem como as duas tubulações 101M conduzidas ao tanque 1011.

[072] Para facilitar a integração entre os sistemas nas modalidades aqui referenciadas como "3WAY" ou "2WAY", o presente pedido de Patente de Invenção prevê a aplicação do conceito "Internet das Coisas" ("Internet of Things"(loT)) em todos os sistemas de tratamento contínuo das águas de processo 102A, da polpa celulósica 103A e das vestimentas e partes de máquina 101A, permitindo assim a coleta de dados, análise e geração de informações em tempo real, utilizando métodos de "big data", inteligência artificial, "machine learning", algoritmos de recomendação, entre outros, fundamentais para rápida tomada de decisão acerca dos processos de aplicação, mais propriamente a otimização dos parâmetros de aplicação através da identificação de eventuais falhas mecânicas ou da estratégia quimica, bem como intervenções preditivas ou corretivas automáticas de dosagens, pontos de aplicação, troca de produtos, entre outras funcionalidades. Tais avanços permitem não só a melhor integração entre os sistemas, como também aspectos importantes para as indústrias em geral, quais sejam: o maior controle dos processos, o aumento da produtividade e a redução do consumo de produtos químicos.

[073] Por fim, mediante os avanços ora apresentados, apesar das concretizações particulares aqui descritas e pormenorizadas, o presente pedido de Patente de privilégio de Invenção não deve ser considerado limitado a tais descrições. Deve-se, outrossim, ficar explicitado aos especialistas das diversas áreas envolvidas, que quaisquer modificações, aparentes ou não, podem ser incorporadas como parte integrante da presente invenção e, ainda assim, permanecerem em conformidade com o escopo das reivindicações que se seguem.

Claims (24)

1. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", caracterizado por integrar sistemas de tratamento continuo de contaminantes, corroborando o método químico e mecânico (100) que age sinergicamente tanto no "efeito" (101) como nas "causas" (102) e (103) da geração de depósitos orgânicos e inorgânicos nos processos de fabricação de papel e celulose e outros setores industriais.

2. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do referido "sistema híbrido" compreender três sistemas de tratamento contínuo na modalidade (3WAY), sendo um sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquinas (101a), um sistema de tratamento das águas de processo (102a) e um sistema de tratamento da polpa celulósica (103a).

3. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo referido sistema híbrido poder admitir dois sistemas de tratamento contínuo integrados na modalidade (2WAY), desde que um deles seja necessariamente o sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A) com problemas de depósitos orgânicos ou inorgânicos.

4. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pela integração entre os sistemas contemplar um método de mapeamento e monitoramento do nível de contaminantes orgânicos e inorgânicos em diferentes etapas do processo, visando propiciar análises preditivas rápidas para tomada de decisão sobre como balancear as dosagens de aditivos quimicos e condições de operação entre os diferentes sistemas de tratamento continuo nas modalidades (3WAY) e (2WAY).

5. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo mapeamento inicial do processo ser realizado através de "medidas diretas" dos parâmetros relevantes e correlacionadas com "medidas indiretas" que possam ser monitoradas com maior agilidade na rotina operacional.

6. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo mapeamento inicial de um processo industrial de produção de celulose (200) em que a "medida direta" de contagem microscópica de contaminantes pode ser correlacionada com a "medida indireta" da diferença de turbidez, antes e após um choque de pH, e a "medida direta" da dureza da água correlaciona-se com a "medida indireta" de condutividade.

7. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo monitoramento possibilitar a identificação de alterações abruptas do nivel de contaminantes logo no inicio do processo, permitindo assim a elevação das dosagens dos aditivos quimicos no sistema de tratamento da polpa celulósica (103A) e, quando necessário, pode-se atuar também na estratégia quimica dos sistemas de tratamento das águas de processo (102A) e das vestimentas e partes de máquina(101A).

8. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo sistema de tratamento das águas de processo (102A) utilizar uma ou mais das tecnologias que incluem filtração, oxidação e/ou destilação.

9. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de as tecnologias serem aplicadas em "correntes residuárias complexas" visando o reuso, as quais são geradas em volumes menores que 100 m3/h.

10. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelas "correntes residuárias complexas" visando o reuso serem geradas em volumes entre 5 a 20 m3/h.

11. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 8 ou 9, caracterizado pelas "correntes residuárias complexas" serem segregadas de acordo com parâmetros fisico-quimicos e biológicos de controle que possibilitem a avaliação do caráter recalcitrante dos contaminantes orgânicos dissolvidos ou o tamanho de particula para os contaminantes suspensos.

12. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelos parâmetros de controle indicarem o caráter recalcitrante da "corrente residuária" se a razão da Demanda Química de Oxigênio e da Demanda Bioquímica de Oxigênio (DQO/DBO) for superior a cinco e, para os poluentes suspensos, separa-se os micrométricos dos macrométricos quando o tamanho de partículas ficar abaixo de 5pm.

13. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizado pela recomendação do tratamento por oxidação avançada (102J) e/ou destilação avançada (102G) no caso de "correntes residuárias complexas" com razão DQO/DBO superior a cinco, bem como as técnicas de filtração avançada por membrana, ou a ultrafiltração (102C) seguida de osmose reversa (102D) para as situações com poluentes suspensos micrométricos com tamanho de partícula inferior a 5|im e também para os poluentes inorgânicos dissolvidos, bem como para os poluentes orgânicos dissolvidos macromoleculares com peso molecular superior a 10 KDalton.

14. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo tratamento de uma "corrente residuária complexa" compreendendo inicialmente a ultrafiltração (102C) seguida da osmose reversa (102D), sendo o "aceite" (102E) destinado para o reuso, enquanto que o "rejeito" (102F) deve passar pela unidade de destilação avançada (102G) ; posteriormente, seu "aceite" (102H) pode ser utilizado para aplicações de reuso mais "nobres", que incluem água "DESMI" para caldeiras, e o seu "rejeito" (1021) deve ainda passar pelo processo de oxidação avançada em reator multioxidativo (102J) ; a água tratada final (102K) pode então sn retornar ao início do sistema de tratamento das águas de processo (102A) r bem como ser liberada para o circuito de águas de processo em recirculação ou destinada finalmente para ETE .

15. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 14, caracterizado pela aplicabilidade do referido sistema de tratamento de águas de processo (102A) em diversos segmentos industriais potencialmente poluidores, cujas particularidades das "correntes residuárias complexas" sejam compatíveis com o presente "sistema híbrido", entre os segmentos industriais podem estar incluídos a indústria química, têxtil, de curtumes, alimentícia, frigoríficos, farmacêutica, farmoquímica, sucroalcooleira, siderúrgica, metalurgia, mineração, empresas de remediação, óleo e gás, entre outras.

16. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo sistema de tratamento da polpa celulósica (103A) prover um "equipamento termodinâmico" do tipo câmara cisalhadora (103D) capaz de aplicar um "mix"de argilas (103B), (103C) e (103F), na forma de "slurries", potencializando suas propriedades de adsorção de contaminantes.

17. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo "equipamento termodinâmico" permitir a ação sinérgica das argilas (103B), (103C) e (103F) com o polímero fixante (103E), promovendo a sua organofilização "in situ"que potencializa os efeitos de remoção do "tack" e fixação dos contaminantes.

18. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 16 ou 17, caracterizado por prever o controle periódico da demanda iônica no ponto onde o "mix"de argilas é aplicado, bem como a correspondência com a medida de condutividade, servindo como análise preditiva de situações anômalas de processo para tomada de decisão sobre mudanças na estratégia de aplicação.

19. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo sistema de tratamento das vestimentas e partes de máquina (101A) prover um "equipamento termodinâmico" do tipo bomba térmica injetora ou trocador de calor (101E) que combina água (101B), vapor (101C) e produtos quimicos (101D) para produzir uma "solução ativa" (101F) para limpeza dos contaminantes.

20. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por permitir dois ou mais "equipamentos termodinâmicos" atuando em paralelo que propiciam o tratamento "individualizado" das vestimentas (101A), bem como o uso de chuveiros de corpo duplo (101G) que facilitam a limpeza dos bicos (101N) e a introdução de um "kit".

21. "SISTEMA HÍBRIDO PARA O CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 20, caracterizado por o "kit" permitir o abatimento da temperatura e pressão, bem como a aplicação de produtos mais sensíveis pertencentes aos gêneros enzimáticos e poliméricos.

22. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por aplicar o conceito "Internet das coisas" ("Internet of Things"(loT)) em qualquer um dos sistemas de tratamento contínuo ora previstos (101A), (102A) e (103A).

23. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com as reivindicações 22, caracterizado pela aplicação do conceito "Internet das coisas" ("Internet of Things"(loT)) permitir a melhor integração entre os sistemas de tratamento contínuo (101A), (102A) e (103A), bem como maior controle dos processos industriais, o aumento da produtividade e a redução do consumo de produtos químicos.

24. "SISTEMA HÍBRIDO PARA 0 CONTROLE DE CONTAMINANTES DE PROCESSOS INDUSTRIAIS", de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado por prever a utilização de métodos de "big data", inteligência artificial, "machine learning", algoritmos de recomendação, entre outros, permitindo assim a coleta de dados, análise e geração de informações em tempo real, visando a identificação de eventuais falhas mecânicas ou da estratégia química, bem como intervenções preditivas ou corretivas automáticas de dosagens, pontos de aplicaçao, troca de produtos, entre outras funcionalidades dos sistemas integrados.

Images