BR112013034087B1

BR112013034087B1 - dispositivo para o tratamento de água compreendendo um tambor de filtro

Info

Publication number: BR112013034087B1
Application number: BR112013034087-8A
Authority: BR
Inventors: Thomas Schmitt; Nikolaï Hertfelder
Original assignee: Veolia Water Solutions & Technologies Support
Priority date: 2010-07-02
Filing date: 2011-06-30
Publication date: 2021-01-26
Also published as: FR2962049A1; TN2012000625A1; CA2803716C; CL2012003725A1; WO2012001136A1; FR2962049B1; PL2588212T3; NZ605838A; EP2588212A1; US20130313173A1; MA34407B1; BR112013034087A2; AU2011273397A1; CA2803716A1; AU2011273397B2; EP2588212B1

Abstract

DISPOSITIVO PARA O TRATAMENTO DE ÁGUA COMPREENDENDO UM TAMBOR DE FILTRO SÓLIDO O dispositivo para o tratamento da água compreendendo um tambor de filtro sólido. A invenção refere-se a um dispositivo para tratamento de água, compreendendo: - uma zona de tratamento biológico (13) que aloja uma pluralidade de discos biológicos (16) montada sobre um eixo (17) que pode ser virado, - uma zona de filtragem (14) alojando um tambor de filtro (20) montado no mesmo eixo que os referidos discos biológicos (16), - meios de transporte (39) para o transporte de água biologicamente tratada proveniente da referida zona de tratamento biológico (13) dentro do referido tambor de filtro (20),- Meios para desconexão do referido tambor de filtro (20), em que os meios são posicionados do lado de fora do referido tambor de filtro (20), - meios de recolhimento de lamas (24) posicionado no interior do referido tambor de filtro (20) de frente para os referidos meios para desconexão e conectado a uma linha de descarga (28, 29, 30) que descarrega a referida lama a partir do referido tambor de filtro (20).De acordo com a invenção, os lados do dito tambor de filtro (20) são fechados por paredes laterais sólidas (22, 23) e a referida linha de descarga (28, 29, 30) compreende uma parte (30) que se estende ao longo do eixo geométrico do referido eixo (17) através (...).

Description

DISPOSITIVO PARA O TRATAMENTO DE ÁGUA COMPREENDENDO UM TAMBOR DE FILTRO

1. Campo da invenção

[001] O campo da invenção é o de usinas implementadas para realizar o tratamento biológico de águas residuais.

[002] Mais especificamente, a invenção diz respeito a uma usina para o tratamento de água compreendendo uma zona de tratamento biológico que aloja discos biológicos seguida por uma zona de filtragem que aloja um tambor de filtro.

2. Técnica Anterior

[003] O pedido de patente francês número FR-A1-2 916 436 depositado pela presente Requerente descreve tal usina.

[004] Mais especificamente, tal instalação compreende uma zona de tratamento biológico que aloja uma pluralidade de discos biológicos montados em um eixo capaz de ser acionado em rotação.

[005] A água bruta é transportada para esta zona de forma a ser tratada biologicamente em contato com os discos biológicos.

[006] Esta zona de tratamento biológico é seguida por uma zona de filtragem que aloja um tambor de filtro montado no mesmo eixo geométrico que os referidos discos biológicos. Uma tubulação permite o transporte por gravidade de uma água biologicamente tratada proveniente da zona de tratamento biológico para dentro do tambor de filtro.

[007] Um lado do tambor de filtro está unido de forma fixa ao eixo geométrico sobre o qual os discos biológicos são montados. O outro lado é provido de um trilho preso ao tambor de filtro, com o qual cooperam rolos unidos de forma fixa à estrutura da usina. O tambor de filtro pode, assim, ser acionado em rotação pelo eixo geométrico dos discos biológicos, de modo a filtrar a água proveniente da zona de tratamento biológico.

[008] As lamas provenientes desta filtragem são retidas sobre a superfície interna do tambor do filtro enquanto a água filtrada flui através do tambor do filtro em direção à parte inferior desta zona de filtragem.

[009] Uma barra de injeção colocada do lado de fora do tambor de filtro é utilizada para injetar água e / ou ar sobre a superfície do tambor de filtro, a fim de desobstrui-lo. Uma calha é colocada dentro do tambor de filtro voltada para a barra de injeção, a fim de recolher as lamas provenientes do processo de desobstrução. A tubulação conectada à calha é utilizada para descarregar as lamas para fora do tambor de filtro.

[010] Tal usina é vantajosa na medida em que permite o processamento eficiente, em um espaço compacto, de águas residuais de comunidades de tamanho pequeno e médio, por exemplo, compreendendo de 100 a 10.000 habitantes. No entanto, sua implementação tem alguns inconvenientes.

3. Desvantagens da técnica anterior

[011] Em particular, os dois lados do tambor de filtro são abertos. Assim, quando tal usina é implementada, água biologicamente tratada pode ser vista espirrar para fora do tambor de filtro.

[012] A água biologicamente tratada espirrada para fora do tambor de filtro cai, em parte, diretamente no fundo da zona de filtragem. A água filtrada recolhida no fundo desta zona de filtragem pode, portanto, ser misturada com a água biologicamente, porém não filtrada, e isto tende a diminuir a sua qualidade.

[013] Outra parte da água tratada biologicamente espirrada para fora do tambor de filtro pinga sobre o trilho de guia do tambor de filtro, bem como sobre os rolos que cooperam com ele. Esses elementos, então, tendem, por um lado, a ficar obstruídos e oxidados. Por outro lado, um desgaste prematuro é observado nestes meios para orientação rotacional do tambor de filtro. Operações regulares, portanto, precisam ser realizadas para limpar o trilho e substituir os rolos. Estas operações de manutenção ditam também a interrupção do tratamento de água. A manutenção de tal usina representa um item de alto custo e leva a uma queda na produtividade. Em certos casos, raros, em especial quando os usuários não realizam estas campanhas de manutenção de forma regular e rigorosa, os rolos podem quebrar, provocando danos que são mais consequentes, especialmente a paralisação da usina. Tal paralisação pode levar ao derramamento de água residual não tratada no ambiente natural.
Pode também dar origem a um crescimento não uniforme de microorganismos sobre a superfície dos discos biológicos, estes microorganismos na verdade tendendo a mostrar maior crescimento na parte imersa dos discos biológicos do que na sua porção emersa. Isto leva a um fenômeno de desequilíbrio quando a usina é colocada novamente em funcionamento.

[014] Outra desvantagem desta técnica anterior está relacionada com o fato de que a calha colocada no interior do tambor de filtro para recolher as lamas provenientes da desobstrução do tambor de filtro é montada de forma fixa dentro deste tambor. No entanto, os valores de tolerância dimensional deste tipo de usina são relativamente amplos. Deste modo, pode acontecer que, após a usina ter sido montada, a calha não é perfeitamente voltada para a barra de injeção colocada do lado de fora do tambor de filtro. Assim, durante a desobstrução, apenas uma parte das lamas liberadas do tambor de filtro é descarregada para fora. O resto das lamas assim liberadas cai parcialmente diretamente sobre a superfície interna do tambor de filtro e é parcialmente expulsa do tambor de filtro, com as consequências referidas mais acima.

4. Objetivos da Invenção

[015] A invenção, portanto, visa especialmente superar estes inconvenientes da técnica anterior.

[016] Mais especificamente, é um objetivo da invenção, em pelo menos uma forma de realização, proporcionar uma usina para o tratamento de água compreendendo discos biológicos seguidos por um tambor de filtro, cuja implementação exige poucas campanhas de manutenção.

[017] Em particular, a invenção, em pelo menos uma forma de realização, busca o objetivo de fornecer uma técnica deste tipo que é robusta.

[018] É outro objetivo da invenção, em pelo menos uma forma de realização, implementar uma técnica deste tipo que, em comparação com a técnica da arte anterior, melhora a qualidade da água tratada produzida.

[019] É ainda outro objetivo da invenção, em pelo menos uma forma de realização, proporcionar uma técnica deste tipo que otimiza a desobstrução do tambor de filtro.

[020] Neste sentido, a invenção tem como objetivo, especialmente, em pelo menos uma forma de realização, o aumento da qualidade de lamas recolhidas durante a desobstrução do tambor de filtro, de modo a descarregá-las para fora deste tambor.

[021] É ainda outro objetivo da invenção, em pelo menos uma forma de realização, fornecer uma técnica deste tipo que seja simples e econômico de implementar.

5. Sumário da Invenção

[022] Estes objetivos, bem como outros que devem aparecer aqui abaixo, são conseguidos por meio de um dispositivo para o tratamento de água compreendendo:

- uma zona de tratamento biológico que aloja uma pluralidade de discos biológicos montados em um eixo capaz de ser acionado em rotação,
- uma zona de filtragem que aloja o tambor de filtro montado no mesmo eixo geométrico que os referidos discos biológicos,
- meios para transportar água biologicamente tratada proveniente da referida zona de tratamento biológico ao referido tambor de filtro,
- meios para desobstrução do referido tambor de filtro colocado do lado de fora do referido tambor de filtro,
- meios para recolhimento de lamas colocados no interior do referido filtro voltados para os referidos meios de desobstrução e ligados a uma tubulação para descarregar as referidas lamas para fora do referido tambor de filtro.

[023] De acordo com a invenção, os lados do referido tambor de filtro são fechados por paredes laterais sólidas e a dita tubulação para descarga compreende uma parte que se estende no eixo geométrico do dito eixo através de uma primeira das referidas paredes laterais montadas em rotação em torno deste eixo geométrico, a segunda parede lateral do referido tambor de filtro sendo unida de forma fixa ao referido eixo.

[024] Assim, a invenção se baseia em uma abordagem totalmente original que consiste na implementação de um tambor de filtro, cujos lados são fechados por paredes laterais sólidas, uma destas paredes laterais sendo unida de forma fixa ao eixo sobre o qual os discos biológicos são montados, a outra sendo atravessada em seu centro pela tubulação para descarga de lamas provenientes da desobstrução e sobre a qual é guiada em rotação.

[025] Uma vez que os lados do tambor de filtro são fechados, não espirra para fora do tambor de filtro água que seja apenas biologicamente tratada e lama proveniente da desobstrução.

[026] Assim, esta aplicação torna possível, especialmente:

- evitar a rápida deterioração dos meios para guia rotacional do tambor de filtro;
- reduzir a freqüência de implementação das operações de manutenção;
- aumentar a produtividade;
- melhorar a qualidade da água tratada produzida.

[027] De acordo com uma forma de realização preferida, a referida primeira parede lateral de um tambor de filtro de um dispositivo de acordo com a invenção é montada de modo a ser móvel em rotação em torno da referida parte de tubulação para descarga por meio de um mancal selado.

[028] Esta implementação torna ainda possível prolongar a vida útil dos meios para guiar o tambor de filtro em rotação e, portanto, reduz a frequência de implementação das operações necessárias para sua manutenção.

[029] Neste caso, o referido mancal selado compreende vantajosamente pelo menos um elemento de mancal de rolo e duas meias-carcaças, as referidas duas meias-carcaças definindo um alojamento para o referido pelo menos um elemento de mancal de rolo.

[030] É, assim, possível acessar facilmente o elemento de mancal de rolo posicionado dentro das duas meias-carcaças para realizar sua manutenção de um modo simples.

[031] Também neste caso, as referidas meias-carcaças são, de preferência, feitas de plástico.

[032] Tais meias-carcaças podem também ser obtidas de uma forma simples e económica, ao mesmo tempo resistindo à corrosão e sendo muito leves.

[033] De acordo com uma característica preferida, um dispositivo de acordo com a invenção compreende meios para a introdução de um novo lubrificante no dito mancal selado.

[034] Neste caso, também compreende vantajosamente meios para descarga de um lubrificante usado do interior do dito mancal selado.

[035] Assim, é possível substituir facilmente a substância lubrificante introduzida no mancal, a fim de assegurar sua vida útil.

[036] De acordo com uma forma de realização preferida, os referidos meios para coleta de lamas de um dispositivo de acordo com a invenção são montados de modo a serem móveis em rotação em torno do referido eixo geométrico, virados para a superfície interna do referido tambor de filtro.

[037] Assim, durante a montagem de um dispositivo de acordo com a invenção, é possível ajustar a posição dos meios de coleta de lamas relativamente aos meios de desobstrução, de modo que eles são colocados perfeitamente virados um para o outro. Assim, a quantidade de lamas recolhidas e extraídas do tambor do filtro durante a desobstrução é maximizada.

[038] Neste caso, os referidos meios para coleta de lamas compreendem, de preferência, uma calha, a referida calha sendo ligada à dita parte de tubulação por meio de um braço, uma extremidade do qual está unida de forma fixa à referida calha, e a outra extremidade do qual está montada de modo a ser móvel em rotação na referida parte de tubulação.

[039] Tal arquitetura é simples na sua concepção, mas eficiente e particularmente resistente.

[040] De acordo com uma característica vantajosa, a referida calha é nivelada com a superfície interna do referido tambor de filtro.

[041] Isto também desempenha um papel na maximização da quantidade de lamas recolhidas e extraídas do tambor do filtro durante a desobstrução.

[042] De acordo com outra característica vantajosa, a referida calha tem um corte em forma de “V”, a entrada da referida tubulação para descarga se abrindo dentro da parte de fundo do referido “V”.

[043] Esta implementação facilita a descarga das lamas para fora da calha e evita que a calha transborde durante a desobstrução do tambor de filtro.

6. Lista de Figuras

[044] Outras características e vantagens da invenção devem aparecer mais claramente a partir da descrição a seguir de uma forma de realização preferida dada por meio de um exemplo simples, ilustrativo e não exaustivo e a partir dos desenhos anexos, dos quais:

[045] - A figura 1 ilustra uma vista lateral de um exemplo de um dispositivo para o tratamento de água de acordo com a invenção;

[046] - A Figura 2 ilustra uma vista detalhada da zona de filtragem do dispositivo para o tratamento de água mostrado na figura 1;

[047] - A Figura 3 ilustra uma seção de duas meias-carcaças de acordo com a invenção.

7. Descrição de uma Forma de Realização da Invenção 7.1. Lembrete do Princípio da Invenção

[048] O princípio geral da presente invenção baseia-se na implementação de um tambor de filtro, cujos lados são fechados por paredes laterais sólidas. Uma das suas paredes laterais encontra-se unida de forma fixa a um eixo colocado a montante, sobre o qual estão montados discos biológicos. A outra parede lateral é atravessada em seu centro pela tubulação para descarga de lamas provenientes da desobstrução, e é orientada sobre ele em rotação.

[049] Tal implementação impede o borrifo do tambor de filtro de água tratada apenas biologicamente e de lamas provenientes da desobstrução e, por conseguinte:

- evita a rápida deterioração dos meios para orientar o tambor de filtro em rotação;
- reduz a freqüência de implementação das operações de manutenção;
- aumenta a produtividade;
- melhora a qualidade da água tratada produzida.

7.2. Exemplo de um Dispositivo para o Tratamento de Água de Acordo com a Invenção

[050] Referindo-se às figuras 1 e 2, apresenta-se uma forma de realização de um dispositivo para o tratamento de água de acordo com a invenção.

[051] Como pode ser visto nas figuras 1 e 2, tal dispositivo para o tratamento de água compreende um tanque essencialmente em forma de paralelepípedo 10 fechado em sua parte superior por uma tampa removível 11. Este tanque 10 aloja uma parede vertical 12, que aí demarca uma zona de tratamento biológico 13 e uma zona de filtragem 14.

[052] A zona de tratamento biológico 13 aloja bateladas 15 de uma pluralidade de discos biológicos 16.

[053] Os discos biológicos 16 são montados sobre um eixo 17 orientado em rotação relativamente ao tanque 10 do dispositivo por meio de mancais 18.

[054] O eixo 17 pode ser acionado em rotação em torno de seu eixo geométrico por meio de um motor não representado.

[055] Uma tubulação para a entrada da água a ser tratada 19 abre-se para a zona de tratamento biológico 13.

[056] A zona de filtragem 14 aloja um tambor de filtro 20. A circunferência deste tambor de filtro 20 compreende uma tela 21. O tambor de filtro 20 se estende no mesmo eixo geométrico que os discos biológicos 16. Seus lados são fechados por paredes laterais sólidas 22, 23.

[057] Uma tubulação 39 é utilizada para transportar água proveniente da zona de tratamento biológico 13 para o tambor de filtro 20.

[058] Meios para desobstrução do tambor de filtro 20, não mostrados, compreendem uma barra de injeção para injeção de ar e / ou água. Esta barra de injeção prolonga-se desde o exterior do tambor de filtro 20 ao longo de sua largura, em proximidade a sua superfície externa e paralela ao seu eixo geométrico.

[059] Meios para coleta de lamas, os quais, nesta forma de realização, compreendem uma calha 24, são alojados dentro do tambor de filtro 20.

[060] Esta calha 24 tem uma secção em forma de “V”. Suas faces laterais 25, 26 são alinhadas com as paredes laterais 22, 23 do tambor de filtro 20. A superfície delimitada pelo seu contorno superior 27 está nivelada com a superfície interna da tela 21.

[061] Meios de descarga são utilizados para descarregar o conteúdo da calha 24 para fora do tambor de filtro 20. Estes meios de descarga compreendem uma primeira parte de tubulação para descarga 28 que coopera com a saída da calha 24 feita na parte inferior do “V” e estende-se na direção do eixo geométrico do tambor de filtro 20, para abrir em um ângulo 29. Este ângulo 29 abre-se para uma segunda parte de tubulação para descarga 30 que se estende no eixo geométrico do eixo 17 e leva para fora do tanque 10.

[062] A segunda parte de tubulação 30 encontra-se unida de forma fixa na região de sua saída 31 à parede do tanque 10. Ela é mantida a montante por meio de uma barra 38, a extremidade inferior da qual está unida de forma fixa à segunda parte de tubulação 30 e a extremidade superior da qual está unida de forma fixa ao tanque 10 do dispositivo.

[063] A calha 24 está ligada a uma extremidade de um braço 32. A outra extremidade do braço 32 está ligada em rotação com a segunda parte de tubulação 30 por meio de um elemento de aperto 33.

[064] O elemento de aperto 33 pode ser afrouxado temporariamente por um operador para que ele possa fazer com que a calha 24 gire ao redor da segunda parte de tubulação 30, a fim de ajustar a posição da calha 24 em relação à barra. Uma vez que a calha 24 é posicionada dentro do tambor de filtro 20, de modo que está virada para a barra, o operador pode voltar a apertar o elemento de aperto 33, de modo a segurar a calha 24 em sua posição.

[065] A parede lateral sólida 22, que está virada para a zona de tratamento biológico 13, encontra-se unida de forma fixa em seu centro à extremidade do eixo 17.

[066] A parede lateral sólida 23 é atravessada em seu centro por uma fenda através da qual passa a segunda parte de tubulação 30. Ela é montada em rotação ao redor desta segunda parte de tubulação 30 por meio de um mancal 34.

[067] A colocação do eixo 17 em rotação por meio do motor, assim, permite que os discos biológicos 16 e o tambor de filtro 20 sejam acionados em rotação.

[068] Nesta forma de realização, o mancal 34 é um mancal selado. É composto por duas meias-carcaças 35.

[069] Cada meia-concha 35 tem um contorno exterior cilíndrico e, conforme mostrado na figura 3, um corte em forma de U. É atravessada em seu centro por uma abertura 36 e, em sua periferia, por uma pluralidade de perfurações 37 distribuídas uniformemente ao longo de um círculo que é concêntrico com as referidas meias-carcaças 35. As duas meiascarcaças 35 são feitas de polipropileno. Em variantes, outros materiais adequados podem ser implementados. As duas meias-carcaças 35 são concebidas para serem unidas de forma fixa uma à outra para formar um alojamento interno hermeticamente selado 40 capaz de receber um elemento de mancal de rolo, como, por exemplo, fileiras duplas de mancais de rolo esféricos (não representados). As aberturas 36 permitem a passagem da segunda parte de tubulação 30.

[070] O mancal 34 é montado como segue. Um elemento de mancal de rolo (não mostrado) encontra alojado em uma meia-concha 35. Uma segunda meia-concha 35 é presa à primeira, uma vedação que não é mostrada sendo interposta entre estes dois elementos. O mancal 34 é então unido de forma rígida à parede lateral 23 do tambor do filtro 20 por meio de parafusos que passam através das perfurações 37 e que cooperam com porcas unidas de forma fixa à parede lateral 23.

[071] O mancal 34 compreende meios para a introdução de um novo lubrificante no alojamento 40, no qual é colocado o elemento de mancal. Nesta forma de realização, esses meios para a introdução compreendem um distribuidor de graxa (não mostrado) que pode ser feito por um operador para cooperar com uma bomba de graxa. A lubrificação é preferencialmente feita antes do dispositivo ser, primeiro, colocado em serviço e, em seguida, uma vez por ano (manutenção anual). O mancal 34 também tem meios para a descarga de um lubrificante usado presente neste alojamento 40. Nesta forma de realização, eles compreendem um parafuso que é enroscado dentro de um alojamento de abertura em forma complementar ao alojamento 40, no qual o elemento de mancal está situado, uma vedação sendo interposta entre a cabeça do parafuso e o semimancal 35 no qual é alojado.

Claims

Dispositivo para o tratamento de água compreendendo:
- - uma zona de tratamento biológico (13) que aloja uma pluralidade de discos biológicos (16) montados sobre um eixo (17) susceptível de ser accionado em rotação,
- - uma zona de filtragem (14) alojando um tambor de filtro (20) montado no mesmo eixo geométrico que os referidos discos biológicos (16),
- - meios para transmitir (39) água biologicamente tratada vinda da dita zona de tratamento biológico (13) dentro do referido tambor de filtro (20),
- - meios para a desobstrução do dito tambor de filtro (20) colocados fora do referido tambor de filtro (20),
- - meios de recolhimento de lamas (24) colocados no interior do referido tambor de filtro (20) de frente para os meios de desobstrução e ligados a uma tubulação (28, 29, 30) para a descarga das ditas lamas para fora do dito tambor de filtro (20),
CARACTERIZADO pelo fato de que os lados do referido tambor de filtro (20) são fechados por paredes laterais sólidas (22, 23) e por a referida tubulação de descarga (28, 29, 30) compreender uma parte (30) que se estende no eixo geométrico do referido eixo (17) através de uma primeira das ditas paredes laterais (23), montado em rotação em torno deste eixo, a segunda parede lateral (22) do dito tambor de filtro (20) sendo rigidamente unido ao referido eixo (17) e os referidos meios de recolhimento de lamas (24) estão montados de modo a serem móveis em rotação em torno do referido eixo geométrico de frente para a superfície interna do referido tambor de filtro (20).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida primeira parede lateral (23) está montada de modo a ser móvel em rotação em torno da referida porção de tubulação para descarga (30) por meio de um mancal vedado (34).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido mancal vedado (34) compreende duas meias-carcaças (35) e pelo menos um elemento de mancal de rolos, ditas duas meias-carcaças (35) definindo um alojamento (40) para o referido pelo menos um elemento de mancal de rolos.
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que os referidos meios invólucros (35) são feitos de plástico.
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende meios para a introdução de um lubrificante fresco no referido mancal vedado (34).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende meios para a descarga de um lubrificante usado a partir do interior do dito mancal vedado (34).
Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADO pelo fato de que os referidos meios de recolhimento de lamas preferencialmente compreendem uma calha (24), a referida calha (24) estando ligada à referida porção de tubulação (30) por meio de um braço (32), uma extremidade do qual está fixamente unido à referida calha (24), e a outra extremidade do qual está montado de modo a ser móvel em rotação sobre a referida porção de tubulação (30).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida calha (24) está nivelada com a superfície interna do referido tambor de filtro (20).
Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a referida calha (24) tem uma seção em forma de um “V”, a entrada da referida tubulação da abertura de descarga (28, 29, 30) na parte inferior do dito "V".