BR112012021195B1 - Método para tratamento de água de lastro e tubulação de descida para tratamento de água de lastro - Google Patents

Abstract

método e dispositivo para tratamento de água. a presente invenção refere-se a um método para o tratamento de água de lastro, em que a água de lastro, em que a água de lastro é levada para um tanque de lastro por meio de uma tubulação de descida (1) em em que uma subpressão criada na porção superior da tubulação de descida (1) induz a formação e bolhas de gás na água de lastro, caracterizado pelo fato de que antes de fluir para a tubulação de descida (1), a água de latro é levada por meio de um dispositivo de estrangulamento (14) em receptáculo fechado (4) na porção superior da tubulação de descida (1), o receptáculo fechado (4) tendo a área de fluxo (b) maior que a área de fluxo (b) da tubulação de descida (1).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um método para o tratamento de água. Mais particularmente, a mesma se refere a um método para o tratamento de água, tipicamente água de lastro, em que a água de lastro é levada para um tanque de lastro por meio de uma tubulação de descida, e em que uma subpressão que é criada na porção superior da tubulação de descida induz a formação de bolhas de gás na água de lastro. A invenção também inclui um dispositivo para pôr em prática a invenção.

[0002] Por razões técnicas de navio, quando um navio está navegando, deve haver alguma carga no navio. Como conhecido, uma carga que não gera rendimento é chamada de lastro.

[0003] A água do mar é amplamente usada como lastro por causa do carregamento e descarregamento relativamente fácil da água do mar. Porém, uma grande quantidade de espécies de organismos é levada na água de lastro do lugar de onde a mesma foi carregada até o lugar de descarregamento.

[0004] Uma grande parte dos organismos vivos morre durante o transporte e mais morrem quando os mesmos são liberados no lugar de descarregamento. Porém, sob condições favoráveis, um estoque procriador pode sobreviver. Introduzir organismos estranhos em um novo lugar tem sido conhecido por causar consequências catastróficas para a pesca em áreas de mar inteiras, entre outras coisas.

[0005] Novas diretrizes para o tratamento de água de lastro tendo em vista tornar organismos inofensivos têm sido elaboradas em órgãos internacionais. As diretrizes enfatizam que o tratamento da água de lastro deve ser seguro, deve ser ambientalmente aceitável, deve ser razoável em uso e deve funcionar.

[0006] É conhecido se expor a água de lastro a uma subpressão para destruir organismos vivos maiores, por exemplo, lagostim. É conhecido se tratar a água de lastro com produtos químicos para destruir também bactérias e vírus.

[0007] Alguns dos produtos químicos que são usados são suspeitos de ter um efeito adverso no meio ambiente no sítio de descarregamento.

[0008] O documento WO 2009/022913 revela um método de tratamento de água de lastro, a água de lastro que é levada através de uma tubulação de descida para produzir subpressão e bolhas de gás na água de lastro.

[0009] O documento WO 2005/009907 lida com o tratamento de água de lastro em uma tubulação de descida a fim de reduzir o teor de oxigênio da água de lastro, entre outras coisas.

[00010] Uma radiação ultravioleta, chamada de radiação UV, de água é bem conhecida por tornar inofensivos organismos patógenos na água potável, entre outras coisas. É também conhecido usar radiação UV para destruir organismos não patógenos de, por exemplo, água de lastro, água de injeção e de água para outros propósitos em que esses organismos sejam indesejáveis enquanto vivos.

[00011] A radiação UV é realizada por meio de chamados agregados UV em que a água é levada através de um campo de luz UV relativamente forte. O efeito de luz UV em organismos é cumulativo e dependente, entre outros, na intensidade da lâmpada UV, da distância do organismo em relação à lâmpada UV, da temperatura predominante e também do tempo durante o qual o organismo fica na luz UV. A taxa de fluxo da água através do agregado UV é, de modo frequente, relativamente baixa para dar a água, e desse modo os organismos, tempo de permanência suficiente na luz UV para que os organismos sejam destruídos.

[00012] Quando uma grande corrente de água está para ser tratada, tal como água potável em áreas densamente populadas ou água de lastro a bordo de navios, há uma necessidade para agregados UV de tamanhos consideráveis, desse modo também tem grande consumo de energia.

[00013] Os produtos químicos são dosados em líquidos para alcançar um efeito desejado. As várias propriedades dos produtos químicos, por exemplo, serem custosos ou prejudiciais aos arredores, torna desejável se manter o consumo do produto químico relevante a um menor nível possível.

[00014] Tratar água para tornar inofensivos os organismos que estejam na água é bem conhecido e usado em inúmeros campos. Por exemplo, é de costume adicionar, por exemplo, cloro à água potável tornar organismos patógenos inofensivos. É também conhecido usar produtos químicos tais como cloro, frequentemente na forma de dióxido de cloro ClO2, para destruir organismos não patógenos, por exemplo, da água de lastro, água de injeção e outros lugares em que esses organismos sejam indesejáveis enquanto vivos.

[00015] Para alcançar um efeito confiável, tal produto químico é geralmente adicionado em quantidades de 3 a 4 ppm. Isso pode levar a um consumo relativamente grande do produto químico relevante ou produtos químicos que, são normalmente descarregados na natureza após uso, o que é ambientalmente preocupante.

[00016] A separação de lipídios e hidrocarbonetos da água que não seja água de lastro é realizada em inúmeras situações.Pode ser em operações tão diversas quanto tratar água produzida de um poço de petróleo ou separar lipídios de água de processo in fábricas de laticínio, cozinhas comerciais ou abatedouros.

[00017] A técnica anterior inclui várias técnicas, tais como flutuação, centrifugação, técnicas de membrana ou o uso de um ciclone. Diferentes formas de coalescer gotículas na água a recolher gotas, onde as gotas, de outra maneira, não estariam aptas a subir para a superfície, são também usadas.

[00018] Comum a muitos dos métodos conhecidos que são usados é que, na água que é descarregada do processo, ainda há alguns lipídios residuais ou hidrocarbonetos residuais. Pode ser relativamente custoso de remover esses resíduos menores para obter uma pureza que é aceitável de acordo com requisitos públicos.

[00019] A invenção tem por objetivo a remediar ou reduzir pelo menos uma das desvantagens da técnica anterior.

[00020] O objetivo é conquistado de acordo com a invenção através dos recursos que são especificados na descrição abaixo e nas reivindicações que seguem.

[00021] Um método de tratamento de água, tipicamente água de lastro, tem sido fornecido, em que a água de lastro é levada para um tanque de lastro por meio de uma tubulação de descida, e em que uma subpressão criada na porção superior da tubulação de descida induz a formação de bolhas de gás na água de lastro. O método é caracterizado pela água de lastro ao ser levada, antes de entrar a tubulação de descida, por meio de um dispositivo de estrangulamento em receptáculo fechado na porção superior da tubulação de descida, o receptáculo fechado que tem um fluxo transversal maior do que o fluxo transversal da tubulação de descida.

[00022] Por uma escolha apropriada de pressão de admissão, área de estrangulamento, fluxo transversal de receptáculo, fluxo transversal de tubulação de descida e de comprimento de tubulação de descida, uma queda de pressão considerável pode ser conquistada através do estrangulamento enquanto, ao mesmo tempo, a água de lastro no contêiner estiver sob fervura. Tal queda de pressão e o tempo de permanência subsequente no receptáculo são suficientes para destruir um grande número de espécies que pertençam ao grupo de organismos eucariotas.

[00023] É necessário manter um estado de ebulição no receptáculo, ou pelo menos na porção superior do receptáculo. Se não houver tal estado de ebulição, gases, inclusive ar, separados da água de lastro, tomarão um volume crescente no receptáculo e na tubulação de descida, através do qual a subpressão no receptáculo e na porção superior da tubulação de descida é reduzida consideravelmente.

[00024] A partir da teoria hidráulica de canal aberto, o chamado número de Froude é conhecido. O número de Froude F que é adimensional é definido como uma razão entre a força de inércia e a força gravitacional que atuam em um fluido:

em que V = a velocidade de fluido em metros por segundo, g = a gravitação da Terra em metros por segundo2 e hm = a profundidade de meio hidráulico.

[00025] Ao substituir a profundidade hidráulica hm na fórmula com o diâmetro D de uma tubulação, uma expressão é encontrada que se revelou ser apropriada para a seleção de diâmetros de tubulação apropriados

[00026] Durante o trabalho de desenvolvimento foi revelado que o número de Froude do receptáculo deve ser menor que 0,2 enquanto que o número de Froude da tubulação de descida deve ser maior que 0,3. A altura vertical da tubulação de descida deve exceder 10 metros para alcançar um efeito de ebulição suficiente no receptáculo com água de lastro a uma temperatura de mar normal.

[00027] A saída da tubulação de descida deve estar livre, pois restrições de fluxo poderiam aumentar a pressão no receptáculo.

[00028] A melhor função é conquistada quando o número de Froude no receptáculo é menor que 0,1, enquanto que o número de Froude na tubulação de descida é de 0,8 a 1,7.

[00029] O método para tratar água de lastro pode ainda incluir: -formar uma abertura de passagem em um corpo de separação, a abertura que seja divergente na direção de fluxo; -aumentar a pressão na água de lastro; e -passar a água de lastro através da abertura, a menor dimensão de abertura que seja menor que 1,5 mm.

[00030] A abertura é formada de maneira divergente a fim de evitar, ao maior grau possível, um aumento de pressão a jusante na abertura após a água ter fluído através da menor dimensão de abertura da abertura. Por uma escolha apropriada de queda de pressão e dimensão de abertura, testes mostraram que uma parte de organismos considerável na água de lastro é destruída durante o fluxo através da abertura. Uma queda de pressão maior e uma dimensão de abertura menor dá um percentual de destruição maior.A abertura pode ser constituída de, por exemplo, uma fenda relativamente alongada, ou uma abertura de uma seção transversal aleatória. Em termos puramente práticos, foi revelado que uma fenda com uma menor dimensão de abertura entre 0,75 e 1 mm por uma queda de pressão de pelo menos três barras dá um bom resultado.

[00031] O método pode ainda incluir o revestimento da abertura com uma cobertura que é dotada de uma abertura de cobertura do tipo atravessante.

[00032] Foi revelado que uma maior proporção dos organismos morre conforme os mesmos colidem com a cobertura relativamente a uma grande velocidade.

[00033] O método pode ainda incluir a redução da pressão a jusante da abertura para abaixo da pressão ambiente. A pressão pode ser reduzida até a água ferver na temperatura predominante, tipicamente a temperatura de água.

[00034] Uma vez que pelo menos parte da água está em forma de vapor a jusante do corpo de separação, a água que flui para fora da abertura pode fluir relativamente de modo livre em direção à cobertura e além do lado a jusante da cobertura.

[00035] O método pode ainda incluir o cercar do corpo de separação com um receptáculo estreito com uma saída, em que o receptáculo tenha um número de Froude que seja menor que 0,3 e preferivelmente menor que 0,2.

[00036] Através do mesmo, é mais fácil manter uma subpressão a jusante da abertura enquanto, ao mesmo tempo, um número de Froude conforme mencionado acima contribui para prevenir um ar liberado da água de não se acumular no receptáculo, mas ser arrastado pela água que flui para fora do receptáculo.

[00037] O método pode incluir um método de melhoramento do efeito de radiação UV na água, em que a água flui em uma corrente de água através de uma estação de tratamento, e o método é caracterizado por incluir: -expor a água a uma subpressão que faz com que a água ferva na temperatura de água predominante; -expor a água à radiação UV enquanto a água estiver pelo menos parcialmente em forma de vapor.

[00038] Surpreendentemente, foi constatado que o efeito da radiação UV em organismos na água é substancialmente aumentado ao expor os organismos à radiação enquanto eles estejam em um fluido que compreende água com uma proporção de gás substancial na forma de vapor e outros gases, se esse for o caso. O fluido pode ter uma proporção volumétrica maior de vapor e gás do que de líquido.

[00039] Isso aponta na direção oposta do conhecimento estabelecido no campo, em que é reivindicado que o efeito de radiação UV é reduzido quando há bolhas na água, e em que isso é, então, buscado a evitar a formação de bolhas na água antes do tratamento UV.

[00040] Por gases liberados da água, entende-se gases que são liberados da água conforme a pressão é baixada, por exemplo, ar.

[00041] Testes mostraram que a intensidade de luz UV pode ser reduzida a menos que 50 % e em alguns casos até 70 % da dose normal e ainda ser mantido o efeito inicial.

[00042] O método pode ainda incluir a exposição da água a subpressão em um receptáculo e deixar a água ser exposta a radiação UV pelo menos no receptáculo ou a jusante do receptáculo.

[00043] Tal método é de disposição relativamente fácil e razoável. Pode ser apropriado estrangular a água que flui antes de a água ser exposta à subpressão no receptáculo. Isso facilita o ajuste da subpressão desejada no receptáculo.

[00044] O método pode incluir a melhora do efeito de produtos químicos em organismos vivos na água, em que a água flui em uma corrente através de uma estação de tratamento, em que o método inclui: -fornecer um produto químico na água; -expor a água a uma subpressão que trás a água para ferver na temperatura de água predominante; -deixar o produto químico trabalhar em organismos que estão na água em um fluido que inclui a água, inclusive gases liberados da água.

[00045] O fluido pode ter uma proporção volumétrica maior de gás do que de líquido.

[00046] Surpreendentemente, revelou-se que o efeito do produto químico em organismos na água é substancialmente aumentado ao expor os organismos ao produto químico enquanto eles estiverem em um fluido que inclui água com uma proporção de gás substancial na forma de vapor e outros gases, se esse for o caso.

[00047] Testes mostraram que a proporção de óxido de cloro adicionada pode ser reduzida do nível normal de 3 a 4 ppm para 0,5 a 1 ppm e ainda ser mantido o efeito inicial.

[00048] O método pode ainda incluir a exposição da água a uma subpressão em um receptáculo enquanto o produto químico é adicionado na água ou após o produto químico ter sido adicionado na água.

[00049] Tal método é de disposição relativamente simples e razoável. Pode ser apropriado a estrangular a água que flui antes de a água ser exposta à subpressão no receptáculo. Isso facilita o ajuste da subpressão desejada no receptáculo.

[00050] O método pode incluir a separação de pelo menos lipídios ou hidrocarbonetos da água, em que a água flui em uma corrente através de uma estação de tratamento, e em que o método inclui: -expor a água a uma subpressão que faz com que a água ferva na temperatura de água predominante; -deixar pelo menos os lipídios ou os hidrocarbonetos separados da água em um fluido que inclui pelo menos os lipídios ou os hidrocarbonetos e a água, inclusive gases liberados da água; e -deixar pelo menos os lipídios ou os hidrocarbonetos flutuarem para a superfície da água subsequente a um aumento de pressão.

[00051] O fluido pode ter uma proporção volumétrica maior de gás do que de líquido.

[00052] Surpreendentemente, foi constatado que lipídios e hidrocarbonetos que estejam em ebulição durante o dito tratamento são dissolvidos somente a um grau insignificante na água subsequente a água estar a uma pressão maior de novo, tipicamente a pressão ambiente. Lipídios e hidrocarbonetos, através disso, sobem até uma superfície de água, a partir da qual eles podem ser escumados em uma maneira conhecida por si só.

[00053] O método pode ainda incluir a exposição da água a uma subpressão em umreceptáculo.Talmétodoé de disposição relativamente simples e razoável. Pode ser apropriado estrangular a água que flui antesde a águaserexpostaàsubpressão no receptáculo. Isso facilita o ajuste da subpressão desejada no receptáculo.

[00054] O método de acordo com a invenção pode ser posto em prática por meio de uma tubulação de descida para água, tipicamente água de lastro para um tanque de lastro, em que uma subpressão na tubulação de descida induz a formação de bolhas de gás na água de lastro, e que é caracterizado por uma tubulação de entrada que se comunica com um receptáculo fechado por meio de um dispositivo de estrangulamento, em que o receptáculo esteja conectado a porção superior da tubulação de descida, em que o receptáculo fechado tenha um fluxo transversal maior que o fluxo transversal da tubulação de descida.

[00055] Conforme mencionado acima, o número de Froude do receptáculo deve ser menor que 0,2 e o número de Froude da tubulação de descida deve ser maior que 0,3.

[00056] O dispositivo de estrangulamento pode ser constituído de uma válvula de estrangulamento para facilitar a configuração da seção transversal do estrangulador em relação à taxa de fluxo.

[00057] Constatou-se ser apropriado dispor um dispositivo antivórtice na saída do receptáculo a fim de melhor manter a subpressão no receptáculo.

[00058] O receptáculo pode ser dotado de uma lâmpada que produz luz ultravioleta (lâmpadas UV) para destruir organismos menores. A fonte de luz UV pode estar no receptáculo ou dentro do receptáculo, possivelmente disposto em um recipiente fechado no receptáculo.

[00059] O receptáculo ou a tubulação de descida podem ser dotados de um fornecimento de produto químico, por exemplo, na forma de dióxido de cloro ou hipoclorito.

[00060] Foi revelado que o efeito de Luz UV e os produtos químicos são aumentados substancialmente quando o tratamento acontece em um receptáculo de acordo com a invenção.

[00061] Conforme mencionado acima, a tubulação de descida em que a subpressão é criada é formada com altura suficiente, por exemplo, acima da plataforma de um recipiente, tipicamente na ordem de 10 metros, para alcançar uma subpressão suficiente na água de mar na porção superior da tubulação de descida.

[00062] Uma pressão absoluta de até 0,01 bar pode ser conquistada na porção superior da tubulação de descida. Os organismos vivos são, através do mesmo, expostos a uma queda de pressão dizimada a partir da pressão atmosférica. A experiência mostra que alguns organismos maiores sobrevivem a tal queda de pressão, e uma queda de pressão maior pode ser apropriada.

[00063] A tubulação de descida pode ser alimentada com água de lastro sob uma pressão maior. Ao escolher uma pressão absoluta a montante do estrangulamento de, por exemplo, dois bars, pelo menos uma queda de pressão de 100 vezes é conquistada, enquanto que isso é duplicado se uma pressão de admissão absoluta é selecionada como sendo de quatro bars. Tais quedas de pressão elevadas irão contribuir a assegurar que organismos vivos maiores, tal como um lagostim e moluscos, por exemplo, sejam destruídos quando os mesmos são submetidos subitamente a esse tratamento.

[00064] O dispositivo pode incluir um corpo de separação que é dotado de pelo menos uma abertura que é divergente na direção de fluxo, e em que a menor dimensão de abertura da abertura é menor que 1,5 mm.

[00065] O corpo de separação que separa a água pressurizada a montante da água a jusante pode ser constituído de, por exemplo, uma tubulação. O corpo de separação pode ser construído de seções e ser formado com nervuras de reforço. Normalmente, o corpo de separação é formado com muitas aberturas.

[00066] O ângulo de abertura das aberturas divergentes é maior que 45 graus.Dependendo da temperatura e pressão da água, os ângulos de abertura entre 45 e 120 graus acabam por funcionar satisfatoriamente. Um ângulo de abertura relativamente pequeno torna possível dispor muitas aberturas dentro de uma dada área do corpo de separação. Um ângulo entre 70 e 110 graus parece ser o mais prático em respeito ao efeito e possível área de abertura no corpo de separação.

[00067] As aberturas podem ser cobertas por uma cobertura que é dotada de uma abertura de cobertura do tipo atravessante. A cobertura pode ser disposta a jusante exatamente do lado de fora do corpo de separação. A menor dimensão de abertura da abertura de cobertura é entre 0,5 e 1,5 vezes a menor dimensão de abertura da abertura, mas deve ser adaptada preferencialmente de tal maneira que a área de fluxo total da cobertura é maior que a do corpo de separação.

[00068] O corpo de separação com as aberturas pode ser fechado por um receptáculo estreito com uma saída que, juntamente com uma tubulação de descida conectada a jusante, permite um estabelecimento e manutenção relativamente fácil da subpressão no receptáculo. O diâmetro do receptáculo deve ser suficientemente grande para o fluxo de fluido das aberturas não seja obstruído, por exemplo, por água e vapor que não fluem para outro lugar. O receptáculo pode estar na horizontal ou na vertical.

[00069] Durante o trabalho de desenvolvimento, foi revelado que o número de Froude do receptáculo deve ser menor que 0,3, ao passo que o número de Froude da tubulação de descida deve ser maior que 0,3. A altura vertical da tubulação de descida deve exceder 10 metros para alcançar um efeito de ebulição suficiente no receptáculo com água de lastro a uma temperatura de mar normal. O comprimento da tubulação de descida não deve ser tão grande também, pois um comprimento acima de 12,5 m acabou por contribuir, em alguns casos, a um padrão de fluxo indesejado no receptáculo.

[00070] A saída da tubulação de descida deve estar relativamente livre, pois as restrições de fluxo em conexão com a saída podem aumentar a pressão no receptáculo. Ambos o receptáculo e um receptor na porção inferior da tubulação de descida têm diâmetros maiores que a tubulação de descida.

[00071] A melhor função é conquistada quando o número de Froude no receptáculo for entre 0,1 e 0,2 porque um ar separado é retirado do receptáculo enquanto que, ao mesmo tempo, um efeito de ebulição desejado é mantido. O número de Froude na tubulação de descida deve estar entre 0,8-1,7 para fornecer a melhor capacidade possível.

[00072] A área de fluxo disponível no corpo de separação pode ser ajustada, por exemplo, por meio de uma chamada válvula de deslize.

[00073] A pressão a montante do corpo de separação pode ser aumentada até que um efeito apropriado ocorra. Uma queda de pressão depende necessariamente em uma menor dimensão de abertura da abertura. Testes mostram que uma queda de pressão de 3 bars ou mais através das aberturas que tenham uma menor dimensão de abertura de 0,8 mm é necessário para alcançar um efeito aceitável.

[00074] Ao dispor, em relação à abertura, uma pressão absoluta a jusante abaixo de 0,01 bar, os organismos vivos serão expostos a uma queda de pressão dizimada da pressão atmosférica. Quando a pressão a montante é aumentada para dois bars, por exemplo, pelo menos uma queda de pressão de 100 vezes é conquistada, que é dobrada se a pressão de admissão absoluta é selecionada como sendo de quatro bars.

[00075] O dispositivo pode incluir um equipamento para melhorar o efeito de radiação UV na água, em que os fluxos de água através de uma estação de tratamento, e em que a água é levada para um receptáculo onde a mesma é exposta a uma subpressão que faz com que a água ferva na temperatura de água predominante, e em que, pelo menos dentro ou a jusante do receptáculo, a estação é dotada de uma estação UV.

[00076] A subpressão no receptáculo pode ser fornecida por meio de uma bomba conectada a jusante.

[00077] O dispositivo pode incluir um equipamento para melhorar o efeito de produtos químicos em organismos vivos na água, em que a água flui através de uma estação de tratamento, sendo que a usina de tratamento é caracterizada pela água que é levada para um receptáculo onde a água é exposta a uma subpressão que faz com que a água ferva na temperatura de água predominante.

[00078] A tubulação de entrada ou o receptáculo pode ser dotado(a) de um fornecimento de produto químico, por exemplo, na forma de dióxido de cloro, hipoclorito, ozônio ou íons de metal.

[00079] O dispositivo pode incluir um equipamento para separar pelo menos lipídios ou hidrocarbonetos da água, em que os fluxos de água através de uma estação de tratamento, e em que a água é levada para um receptáculo em que a água é exposta a uma subpressão que faz com que a água ferva na temperatura de água predominante.

[00080] Para um efeito de radiação UV melhorado, um efeito de produtos químicos em organismos vivos e também uma separação de lipídios ou hidrocarbonetos da água melhorada, continua a ser verdade que uma subpressão no receptáculo pode ser fornecida por meio de uma bomba conectada a jusante.

[00081] De maneira alternativa, a subpressão pode ser fornecida por meio de uma tubulação de descida conectada a jusante em relação ao receptáculo. Se uma tubulação de descida for usada, é importante que o número de Froude do receptáculo, ver abaixo, seja menor que 0,3 e que o número de Froude da tubulação de descida seja maior que 0,3.

[00082] A entrada do receptáculo pode ser dotada de um dispositivo de estrangulamento para o ajuste da taxa de fluxo e, através da mesma, a subpressão no receptáculo. O dispositivo de estrangulamento pode incluir, por exemplo, uma válvula do tipo deslize, uma válvula do tipo disco ou algum outro dispositivo de estrangulamento ou regulação apropriado.

[00083] É necessário manter um estado de ebulição no receptáculo, ou pelo menos em uma porção do receptáculo. Se tal estado de ebulição não existir, gases, inclusive ar separado da água, tomarão um volume crescente no receptáculo e na tubulação de descida, através do qual a subpressão no receptáculo e na porção superior da tubulação de descida pode ser substancialmente reduzida.

[00084] A mesma condição, conforme mencionado acima sob a discussão do corpo de separação, se aplica em respeito ao número de Froude e o dispositivo de estrangulamento.

[00085] O método e o dispositivo, de acordo com a invenção, fornecem uma solução relativamente simples e de boa relação custo- benefício para o tratamento de água de lastro. Organismos maiores são tornados inofensivos pela subpressão na tubulação de descida, enquanto que organismos menores, tais como bactérias e vírus, são destruídos por meio de Luz UV ou por meio de produtos químicos conhecidos em si para o propósito.

[00086] O método é bem apropriado para tratar água e tambémpara outros propósitos.

[00087] A seguir, descreve-se um exemplo de um método e modalidade preferencial que é visualizado nos desenhos anexados, em que:

[00088] a figura 1 mostra um receptáculo e uma tubulação de descida de acordo com a invenção;

[00089] a figura 2 mostra, em uma escala maior, uma seção I-I da figura 1;

[00090] a figura 3 mostra uma seção II-II da figura 2;

[00091] a figura 4 mostra o receptáculo em uma modalidade alternativa;

[00092] a figura 5 mostra, em uma escala maior, uma seção IV- IV da figura 4;

[00093] a figura 6 mostra, em uma escala ainda maior, uma seção da figura 5;

[00094] a figura 7 mostra, em uma seção correspondente a I-I da figura 1, um receptáculo que é dotado de lâmpadas UV;

[00095] a figura 8 mostra uma seção VII-VII.da figura 7;

[00096] a figura 9 mostra, em uma seção correspondente a I-I da figura 1, uma modalidade em que as lâmpadas UV estão em uma estação UV; e

[00097] a figura 10 mostra uma modalidade em que o receptáculo é ajustado horizontalmente.

[00098] Nos desenhos, o numeral de referência 1 indica uma tubulação de descida de um comprimento "L" e uma área de fluxo "b", a tubulação de descida 1 se abre em sua porção de extremidade inferior em um tanque 2 que se comunica com o tanque de lastro de um recipiente não mostrado. Em sua porção de extremidade superior, a tubulação de descida 1 é conectada a um receptáculo estreito 4 que tem uma área de fluxo "B", "B" que é maior do que "b", ver figura 3.

[00099] Um dispositivo antivórtice 6 é ajustado na saída 8 do receptáculo 4.

[000100] Uma tubulação de entrada 10, que se comunica com uma bomba de lastro não mostrada, tem sua abertura de saída 12 na porção superior do receptáculo 4. Nessa modalidade exemplificativa, a abertura de saída 12 é dotada de um dispositivo de estrangulamento 14 na forma de uma válvula do tipo disco, a válvula do tipo disco 16 do dispositivo de estrangulamento 14 que reveste a abertura de saída 12 em uma maneira axialmente deslocável. Um vão anular ajustável 18 é assim formado na abertura de saída 12.

[000101] Em seu lado que está virado para a tubulação de entrada 10, pode ser dado à válvula do tipo disco 16 uma forma não plana, por exemplo, côncava, convexa, ou ser formada com lâminas de impulsor de bomba, não mostrada.

[000102] A válvula do tipo disco 16 é conectada a uma haste 20 que se estende através de uma caixa de vedação 22, em que a haste 20 é dotada de roscas 24 em sua porção de extremidade superior. Uma porca 26 que se encaixa nas roscas 24 se sustenta na caixa de vedação 22 e é usada para ajustar o vão anular 18.

[000103] A tubulação de entrada 10 é dotada de uma abertura 28 para um possível fornecimento de produtos químicos.

[000104] Uma vez que a água de lastro é fornecida sob pressão na tubulação de entrada 10, o receptáculo 4 e a tubulação de descida 1 se enchem com água de lastro. O comprimento L da tubulação de descida 1 tem o efeito de fazer uma subpressão se estabelecer no receptáculo 4 quando a tubulação de descida 1 for preenchida com água.

[000105] A subpressão é ajustada à temperatura da água de lastro predominante e a água de lastro no receptáculo 4 é entra em ebulição sem que qualquer energia adicional seja fornecida.

[000106] Se os números de Froude das áreas de fluxo "b" e "B" forem selecionada como estando fora dos valores mencionados acima, gases irão se separar relativamente rápido da água, e os gases tomarão uma parte substancial do volume de receptáculo 4 e a porção superior da tubulação de descida 1.

[000107] No entanto, se os números de Froude mencionados estiverem dentro dos valores especificados, os gases separados são continuamente arrastados pela água de lastro e subpressão e um estado de ebulição é mantido. O dispositivo antivórtice 6 contribui favoravelmente para esse efeito.

[000108] Pelo simples fato de a subpressão ser mantida no receptáculo 4, o dispositivo de estrangulamento 14 pode ser definido em uma queda de pressão desejada. A queda de pressão através do dispositivo de estrangulamento 14 ainda contribui para um fluxo multifásico turbulento no receptáculo 4 enquanto que, ao mesmo tempo, organismos vivos são destruídos por causa da queda de pressão através do dispositivo de estrangulamento 14 e a subsequente subpressão.

[000109] Em uma modalidade alternativa, a tubulação de entrada 10 é conectada a um dispositivo de estrangulamento 14 na forma de um corpo de separação 30. O corpo de separação 30 que é selada por meio de um flange 32, se projeta no receptáculo 2, ver a figura 4, e é dotado de uma quantidade de aberturas 34 divergentes na direção de fluxo. As aberturas 34 têm uma dimensão de abertura menor "s" e um ângulo de abertura "a", ver as figuras 5 e 6.A forma da abertura 34 em uma menor dimensão de abertura "s" é uma forma de faca e relativamente afiada.

[000110] Nessa modalidade exemplificativa as aberturas 24 são formadas por fendas relativamente alongadas no corpo de separação 30.

[000111] Por meio da haste 20, uma válvula do tipo deslize 36 na forma de um corpo tubular 38 é ajustado para ser movido no corpo de separação 8 para ajustar a área de fluxo do corpo de separação 8. O uso de outros métodos de ajuste, por exemplo, por meio de um atuador não mostrado, é frequentemente apropriado.

[000112] Uma cobertura 40 com aberturas de revestimento 42 é disposta a jusante, próximo ao corpo de separação 30, ver as figuras 5 e 6. A cobertura 40 pode ser constituída de, por exemplo, um pano, uma rede, uma placa perfurada ou algum outro componente apropriado.

[000113] Quando a água de lastro está para ser tratada, a água de lastro flui para dentro sob pressão através da tubulação de entrada 10 e mais adiante até o corpo de separação 30. A água continua sob queda de pressão através das aberturas 34, após a qual a água de lastro, a uma velocidade relativamente grande, atinge a cobertura 40 e flui através das aberturas da cobertura 42. Conforme a tubulação de descida 1 se preenche com água de lastro, uma subpressão se estabelece no receptáculo 2, e faz com que a água de lastro ferva na temperatura predominante.

[000114] A água de lastro que flui para fora das aberturas 34 é, portanto, retardada a uma medida substancialmente menor do que quando o receptáculo 2 é preenchido com água, o que aumenta o efeito pretendido do fluxo através das aberturas 34 e o impacto contra a cobertura 40 a uma medida substancial.

[000115] A válvula de deslize 36 é então ajustada até que haja aqueda de pressão desejada através do corpo de separação 30.

[000116] Em uma modalidade, ver as figuras 7 e 8, o receptáculo 2 é dotado de três tubulações 44 estreitas e transparentes que são abertas em direção ao lado externo do receptáculo 2. Há lâmpadas UV 46 colocadas nas tubulações 44.

[000117] De maneira alternativa, as lâmpadas UV 46 podem ser dispostas em uma estação UV 48, conhecida por si, que é ajustada na saída 8 do receptáculo 2, ver a figura 9.

[000118] O fluido que flui através da estação UV 48, portanto, inclui água que tem uma proporção considerável de vapor e bolhas de gás, através do qual o efeito da Luz UV em organismos na água é aumentado a uma medida substancial.

[000119] A proporção considerável de vapor e bolhas de gás presentes na água tem o efeito de fazer o efeito dos produtos químicos na água aumentar a uma medida substancial.

[000120] Os produtos químicos podem ser adicionados na água através da abertura 28, por exemplo.

[000121] A subpressão na água que flui através do receptáculo 2 e que inclui água que tem uma proporção considerável de vapor e bolhas de gás trás lipídios e hidrocarbonetos presentes na água a ferver, frequentemente antes da água ferver.

[000122] A figura 10 mostra o dispositivo com o receptáculo 2 na horizontal, o dispositivo e método de acordo com a invenção em funcionamento igualmente bem com o receptáculo 2 nessa posição. A figura 10 mostra que uma bomba 50 pode ser conectada a saída 8 para contribuir com a formação de subpressão o suficiente no receptáculo 2. A bomba 50 é normalmente disposta a uma determinada distância do receptáculo 2 e a um nível de altura ligeiramente menor para ser apto a reduzir o risco de cavitação na bomba 50.

Claims (19)

1.Método para o tratamento de água de lastro, o método compreende as seguintes etapas: -prover uma tubulação de descida (1), a tubulação de descida (1) tendo um comprimento predefinido (L) e um número de Froude predefinido, -levar a água de lastro de uma tubulação de entrada (10) através da tubulação de descida (1) para o tanque de lastro (2), -prover a água de lastro na tubulação de entrada (10) com uma pressão de entrada; e -prover uma subpressão na porção superior da tubulação de descida (1) induzindo a formação de bolhas de gás na água de lastro, caracterizado pelo fato de que o método compreende ainda as seguintes etapas: -prover um dispositivo de estrangulamento (14) para recebimento de água de lastro da tubulação de entrada (10), o dispositivo de estrangulamento (14) formando um vão ajustável definindo uma área de estrangulamento; -prover um receptáculo fechado (4) em conexão com o dispositivo de estrangulamento (14) na porção superior da tubulação de descida (1), o receptáculo fechado (4) tendo um número de Froude; e em que a pressão de entrada, a área de estrangulamento (18), o número de Froude do receptáculo fechado (4), o número de Froude da tubulação de descida (1) e o comprimento (L) da tubulação de descida (1) são escolhidos de modo a manter um estado de ebulição na água de lastro em pelo menos parte superior do receptáculo fechado (4), em que o receptáculo fechado (4) tem uma área de fluxo (B) maior que a área de fluxo (b) da tubulação de descida (1), em que o receptáculo fechado (4) é formado com um número de Froude que é menor que 0,2, em que a tubulação de descida (1) é formada com um número de Froude que é maior que 0,3, em que o comprimento (L) da tubulação de descida (1) excede 10 metros.

2.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método inclui: -prover um corpo de separação (30) formando o dispositivo de estrangulamento (14); -formar uma abertura de passagem (34) no corpo de separação (30), a abertura (34) sendo divergente na direção de fluxo; -aumentar a pressão na água de lastro; e -passar a água de lastro através da abertura (34) em que uma dimensão de abertura menor (s) é menor que 1,5 mm.

3.Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o método ainda inclui revestir a abertura (34) com uma cobertura (40) que é dotada de uma abertura de revestimento do tipo atravessante (42).

4.Método, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o método ainda inclui reduzir a pressão a jusante da abertura (34) abaixo da pressão ambiente.

5.Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o método ainda inclui prover o corpo de separação (30) dentro do receptáculo fechado (4).

6.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o método inclui ainda: - expor a água à radiação UV enquanto a água está pelo menos parcialmente em forma de vapor para aumentar o efeito da radiação UV na água.

7.Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o método ainda inclui prover radiação UV pelo menos no receptáculo (4) ou a jusante do receptáculo fechado (4).

8.Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que para melhorar o efeito de produtos químicos em organismos vivos na água, a água fluindo em uma corrente através de uma estação de tratamento (1), o método inclui: -fornecer um produto químico na água; e -deixar o produto químico trabalhar em organismos que estão na água em um fluido que inclui a água, inclusive gases liberados da água para aumentar o efeito dos produtos químicos em organismos vivos na água.

9.Método, de acordo com a reivindicação 1,, caracterizado pelo fato de que o método inclui: -deixar pelo menos os lipídios ou os hidrocarbonetos separados da água em um fluido que inclui pelo menos os lipídios ou hidrocarbonetos e a água, inclusive gases liberados da água; e -deixar pelo menos os lipídios ou os hidrocarbonetos flutuarem para a superfície da água subsequente a um aumento de pressão; e -separar pelo menos lipídios ou hidrocarbonetos que subiram à superfície da água, a partir da água.

10.Tubulação de descida (1) para tratamento de água de lastro, comodefinido pelo métododareivindicação 1, em que a tubulação dedescida (1) édispostademodo a poder ser fornecida entre uma tubulação de entrada (10) e um tanque de lastro (2), a tubulação dedescida (1)estandoemcomunicação fluida com o tanque de lastro (2), em que a tubulaçãode descida (1) é disposta de modo a poder fornecer uma subpressão a montante da tubulação de descida (1), em que uma subpressão na tubulação de descida (1) induz a formação de bolhas de gás na água de lastro, em que a tubulação de descida é configurada com um número de Froude predefinido e um comprimento predefinido (L), caracterizada pelo fato de que um dispositivo de estrangulamento (14) para receber água de lastro da tubulação de entrada (10) está formando um vão ajustável definindo uma área de estrangulamento (18); e um receptáculo fechado (4) está conectado ao dispositivo de estrangulamento (14), em que o receptáculo fechado (4) é configurado com um número de Froude predefinido e está em comunicação fluida com a tubulação de descida (1) através da saída (8); e em que a pressão de entrada, a área de estrangulamento (18), o número de Froude do receptáculo fechado (4), o número de Froude da tubulação de descida (1) e o comprimento (L) da tubulação de descida (1) são escolhidos de modo a manter um estado de ebulição na água de lastro em pelo menos parte do receptáculo fechado (4), em que o receptáculo fechado (4) tem uma área de fluxo (B) maior que a área de fluxo (b) da tubulação de descida (1), em que o número de Froude do receptáculo fechado (4) é menor que 0,2, em que o número de Froude da tubulação de descida (1) é maior que 0,3, em que o comprimento (L) da tubulação de descida (1) excede 10 metros.

11.Tubulação de descida (1), de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de estrangulamento (14) é constituído de uma válvula de estrangulamento.

12.Tubulação dedescida(1),deacordo coma reivindicação 10, caracterizadapelo fatodequeuma saída (8)do receptáculo (4) é dotada de um dispositivo antivórtice (6).

13.Tubulação dedescida(1),deacordo coma reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que a água de lastro flui para um corpo de separação (30) antes de ser levada para um tanque de lastro, em que o corpo de separação (30) forma o dispositivo de estrangulamento (14), o corpo de separação (30) sendo dotado de aberturas (34) divergentes na direção de fluxo, a menor dimensão de abertura (s) sendo menor que 1,5 mm.

14.Tubulação de descida (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o ângulo de abertura (α) das aberturas divergentes (10) é maior que 45 graus.

15.Tubulação dedescida(1),deacordo coma reivindicação 13, caracterizadapelo fatodequea abertura (34)é revestidaporuma cobertura (40) que édotada deuma aberturade revestimento do tipo atravessante (42).

16.Tubulação dedescida(1),deacordo coma reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a menor dimensão de abertura da abertura de cobertura (42) é entre 0,5 e 1,5 vezes a menor dimensão de abertura (s) da abertura (34).

17.Tubulação de descida (1), de acordo com a reivindicação 10, a água fluindo através de uma estação de tratamento, caracterizada pelo fato de que a usina de tratamento é dotada de uma estação UV (48) pelo menos dentro ou a jusante do receptáculo fechado (4).

18.Tubulação de descida (1), como definida na reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o receptáculo fechado (4) é dotado de um fornecimento (28) de produto químico.

19.Tubulação de descida (1), de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pelo fato de que a jusante, o receptáculo fechado (4) é conectado a uma bomba (50).

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