BR112016027563B1 - Método para clarificação de água residual - Google Patents

Abstract

MÉTODO E APARELHO PARA CLARIFICAÇÃO DE ÁGUA RESIDUAL Um método para clarificação de água residual que opera pelo menos dois ciclos de processo alternados e iguais em dois ou mais clarificadores (1a, 1b), cada ciclo de processo consistindo em um período de alimentação com alimentação e descarga concorrentes e um período de reestabelecimento no qual lama em excesso é removida para um espessante (2a, 2b) e a manta de lama restante fica homogeneizada e pré-estabelecida, em que cada ponto de tempo em pelo menos um clarificador (1a, 1b) o período de alimentação é executado.

Description

[001] A invenção se refere a um método para clarificação de água residual que opera pelo menos dois ciclos de processo igual e alternados em dois ou mais clarificadores, cada ciclo de processo que constitui um período de alimentação com alimentação e descarga concorrente e um período de reinício em que lama de excesso é removida para um espessante e a manta de lama restante fica homogeneizada e pré-decantada.

[002] Águas residuais consistem de material orgânico incluindo suspensões orgânicas diluídas de sólidos coloidais e curáveis. A separação eficiente e rápida destes sólidos é importante, já que a separação eficiente permite maximizar a recuperação de energia e de recursos a partir dos sólidos e a separação rápida minimiza a sua ruptura e degeneração por processos hidrolíticos e subsequente liberação de energia desperdiçada sem a recuperação por processos de oxidação aeróbica. Assim, esta energia é preservada e pode ser adicionalmente espessada ou concentrada e recuperada de maneira mais eficiente usando outros processos biológicos ou térmicos. O método e o aparelho para a separação rápida e eficiente de suspensões e/ou o subsequente espessamento/concentração destas suspensões é o assunto desta invenção.

[003] Várias abordagens estão sendo usadas para alcançar a separação eficiente de orgânicos de água residual. A abordagem mais antiga é remover fisicamente apenas o material decantável usando clarificadores primários ou tanques de sedimentação. Estes clarificadores que possuem tempos de retenção hidráulica de cerca de 1 a 2 horas são usados para remover de maneira eficiente sólidos em configurações retangular ou circular. A remoção de sólidos que ocorre usando coletores no fundo do clarificador que transfere a lama para um pequeno reservatório com uma bomba para o processamento a jusante. Em alguns casos, estes sólidos são concentrados em uma zona de compactação até cerca de 1 a 2% de conteúdo de sólidos. Independentemente disto, estes sólidos geralmente precisam de espessamento adicional em um processo a jusante separado. Em alguns casos o espessamento conjunto com base na gravidade de lama de excesso a partir de um sistema de lama ativado a jusante bombeado para o clarificador primário é reportado (por exemplo, Ross e Crawford, 1985). Este método é esperado por um lado para aprimorar o desempenho de espessamento de lama ativada por resíduo e por outro lado remoção de matéria orgânica no tratamento primário.

[004] Uma modificação desta abordagem física para a separação é adicionar produtos químicos, o exemplo mais antigo sendo associado com o uso de coagulantes químicos e floculantes orgânicos para remover de maneira mais eficiente suspensões não decantáveis coloidais mais finas através de coagulação e subsequentes processos de floculação. A coagulação eficiente resulta em 'quimiossorção' de coloides orgânicos para material que é acessível à subsequente floculação. Floculação aprimorada resulta em um maior agregado de partícula que então é removido rapidamente pelos processos de decantação. Este geralmente é chamado de tratamento primário quimicamente aprimorado (CEPT) e é uma técnica aceita longa e conhecida para alcançar a separação. Eficiências típicas de um CEPT podem ser tão altas quanto 70% de remoção de sólidos e com suficientes coagulantes podem até ser excedidos estes valores. No entanto, com a adição de quantidades significativas de produtos químicos são desperdiçados se continuamente adicionado e cria lama química significativa para o processamento a jusante. Assim uma dosagem ótima de adição de metal e polimeradição pode alcançar efeitos complementares para a remoção de sólidos aprimorada (por exemplo, Neupane et al., 2008; Cassel et al., 2009).

[005] Outra abordagem desenvolvida nos anos de 1970 e 1980 é o processo A-B (prioridade 1979: DE2908134 Al; US4487697) que usa meios biológicos para alcançar 'biossorção' de material orgânico na etapa ÀA’ do processo de duas etapas (Bohnke, 1976; Versprille et al., 1984). Esta etapa XA' de biossorção é alcançada em uma combinação separada de reator/clarificador que é mantida em tempos de residência hidráulica e de sólidos muito curtos, o tempo de residência de sólidos tipicamente na faixa de 0,25 a 0,5 dias. Este processo de biossorção ocorre através do processo de biofloculação descrito para ocorrer usando substâncias poliméricas extracelulares bacterianas (EPS), como a bactéria nos estados fisiológicos de mudança de lama para formar agregados quando crescidos em taxas levemente menores do que as suas taxas de crescimento máximas. Esta biossorção/biofloculação resulta na remoção de suspensões coloidais e curáveis na ausência de uso de produtos químicos inorgânicos como no processo de CEPT anterior. A etapa A consiste em um reator e clarificador separados, o reator sendo operado sob condições aeróbicas e/ou anaeróbicas ou alternadas e o clarificador sendo operado para maximizar a decantação e a concentração destes sólidos para os processos a jusante. O conteúdo de sólidos destes sólidos tipicamente é de 1% e alguma quantidade de reciclo (tipicamente 30% da taxa de fluxo de influente) é necessário para manter este processo de lama ativada. O SRT do reator é controlado através de eliminação agressiva dos sólidos concentrados a partir do fundo do clarificador. A desvantagem deste processo é que a sua eficiência de separação de sólidos tipicamente está na faixa de 50 a 60% e a concentração de sólidos é apenas cerca de 1%. Adicionalmente, o processo de biofloculação não pode ser controlado com o mesmo grau de precisão que CEPT e configurações de processo, temperaturas de água residual, aeração e taxas de cisalhamento, etc afetam e produzem desempenho variável do processo de biossorção/biofloculação. Os sólidos geralmente são adicionalmente espessados em um processo a jusante, um processo tipicamente não integrado dentro do processo de separação da clarificação primária. Um processo que integra separação e armazenamento das partículas compactadas foi aplicado para correntes diluídas de uma maneira contínua a montante do tratamento primário para remoção de grão (prioridade 1976, US3.941.698).

[006] Um sumário das necessidades assim é apresentado: 1). É desejável integrar a etapa de biossorção/biofloculação dentro das remoções físicas associadas com um tanque primário ou as remoções físicas/químicas do processo de CEPT. A combinação vai criar um tanque primário mais eficiente. Isto também permite um processo que minimizar necessidades de impressão, infraestrutura, energia e equipamento. 2). Também é desejável determinar meios apropriados para espessar estes sólidos de uma maneira quase sem costuras em uma etapa de espessamento tal que os sólidos separados são concentrados de maneira eficiente com impressão, infraestrutura, energia e equipamento adicionais mínimos.

[007] O objetivo da invenção é minimizar o uso de impressão, infraestrutura, energia e equipamento se endereçar às necessidades acima é o assunto desta invenção.

[008] A presente invenção se refere a um método para clarificação de água residual que opera pelo menos dois ciclos de processo iguais e alternados em dois ou mais clarificadores, cada ciclo de processo que consiste em um período de alimentação e um período de reinício, em que em cada ponto de tempo em pelo menos um clarificador o período de alimentação é realizado, e em que o período de reinício consiste em primeira decantação, eliminação, aeração e segunda decantação.

[009] A abordagem proposta é para integrar uma etapa de biossorção ou biofloculação dentro de um clarificador primário ou um processo de CEPT, através do desenvolvimento de métodos e aparelho apropriados que minimizam o uso de impressão, infraestrutura, energia e equipamento, para alcançar a remoção física/biológica ou física/química/biológica combinada nestes tanques primários. Adicionalmente, os sólidos podem ser concentrados adicionalmente em um espessante que é colocado adjacente a estes tanques primários assim usando o equipamento em conjunto e usando de maneira prudente as hidráulicas disponíveis para o gerenciamento ótimo da remoção rápida e eficiente de sólidos e o subsequente espessamento destes sólidos. Existem muitos tanques primários existentes com capacidade de excesso que pode ser readaptado para alcançar estas diferentes remoções integradas em um único tanque assim economizando impressão, infraestrutura, energia e equipamento.

[0010] As modalidades descritas incluem um método e aparelho para desenvolver uma abordagem frugal para aprimorar a separação e/ou o espessamento de suspensões orgânicas, consistindo em materiais coloidais e suspensos dentro de tanques primários usando meios físicos, biológicos e se for necessário químicos. A separação é alcançada usando clarificadores alternativos que facilitam intervalos alternados de alimentação, retirada, eliminação, aeração e decantação de uma maneira para maximizar a remoção das suspensões orgânicas enquanto minimiza o uso de recursos incluindo impressão, infraestrutura, energia e equipamento. Um processo de espessamento está colocalizado com o tanque de decantação que usa em conjunto as alterações hidráulicas alcançadas usando o arranjo alternado e divide o equipamento e a infraestrutura associados com o tanque primário. Esta abordagem resulta em intensificação de processo considerável enquanto simultaneamente reduz as necessidades de energia e equipamento associadas com a separação e o espessamento de suspensões orgânicas. A abordagem alternativa permite maximizar o tratamento através da separação das etapas hidráulicas associadas com a alimentação e a retirada das etapas de processamento associadas com aeração, decantação e eliminação. A bomba de resíduo de decantador é conectada diretamente para o espessante colocalizado e o resíduo é distribuído de maneira tangencial. O transbordamento do espessante é medido até a gravidade retornar para o clarificador através da alternação dos níveis de clarificador e espessante. O compressor de ar/soprador é alojado tanto para içamento quanto para aeração.

[0011] Adicionalmente a invenção se refere a um aparelho para clarificação de água residual compreendendo pelo menos dois clarificadores que são operados em um arranjo alternado, cada um equipado com tubulação de influente próxima do fundo do clarificador; retirada de lama próximo do fundo dos clarificadores; um sistema de mistura que usa ar pressurizado; e uma tubulação de efluente próxima da superfície do clarificador. Tal aparelho está apto para a condução do método acima.

[0012] Pelo menos um espessante é provido para a concentração adicional da lama. Preferivelmente um espessante é provido para cada clarificador.

[0013] Preferivelmente um tubo de fluxo de entrada é arranjado ao longo de uma parede lateral do clarificador no seu fundo. Deste modo fluxo de entrada pode ser introduzido com velocidade muito baixa diretamente para a lama decantada no fundo. Assim a manta de lama ajuda a reter partículas introduzidas com influente e evitar que as mesmas contaminem água limpa. Adicionalmente qualquer material orgânico introduzido será absorvido pela lama no fundo do clarificador.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0014] • A figura 1 mostra a vista de perfil lateral de níveis de água e sequência de operação do aparelho de decantação e espessamento de acordo com uma modalidade de exemplo, temporizado de uma maneira sequencial a partir de a, b, c, d, e e f.

[0015] • As figuras 2a - 2e proveem uma abordagem de exemplo de ciclos de fase de trinta minutos de dois clarificadores alternados. Múltiplos clarificadores (mais do que dois) podem ser usados se for desejado em um arranjo sequenciado.

[0016] • A figura 3 mostra uma vista plana esquemática dos clarificadores alternativos. As setas mostram o movimento direcional de escoamento para os clarificadores e dentro do clarificador. O plano mostra os decantadores e os espessantes de fluxo tangencial no fundo do plano.

[0017] • A figura 4 é um gráfico mostrando o desempenho de sólidos suspensos totais de efluente médio de um piloto de decantador de exemplo comparado com um controle de tanque primário.

[0018] • A figura 5 é um gráfico mostrando o desempenho de demanda química de oxigênio média de um piloto de decantador de exemplo comparado com um controle de tanque primário.

[0019] • A figura 6 é um gráfico mostrando o fracionamento da demanda química de oxigênio de influente e de efluente para um piloto de decantador de exemplo comparado com um controle de tanque primário.

[0020] • A figura 7 é um gráfico mostrando um exemplo de perfil de velocidade do espessante de fluxo tangencial em revoluções por minuto.

[0021] • A figura 8 é um gráfico mostrando um exemplo de desempenho de espessamento de a espessante de fluxo tangencial.

[0022] • A figura 9 é um esquema de fluxo mostrando uma integração possível do método da invenção para um processo de clarificação global.

[0023] • A figura 10 é outro esquema de fluxo mostrando uma integração alternativa do método da invenção.

[0024] • A figura 11 é a uma vista plana esquemática de outra modalidade dos clarificadores alternativos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0025] As modalidades descritas proveem um decantador para remover suspensões orgânicas em um processo de tratamento de água residual através de um decantador de adsorção ativada alternativo. O material removido por este decantador inclui sólidos coloidais e particulados. A abordagem usada para remover os sólidos é para prover apenas tempo de aeração suficiente para promover a agregação de sólidos e a remoção de sólidos coloidais através de processos de biossorção e biofloculação, mas não tempo suficiente para causar a oxidação substancial de material orgânico degradável prontamente solúvel ou para a hidrólise substancial e a ruptura de sólidos coloidais. O aparelho é projetado de uma maneira a produzir um projeto compacto com pequena impressão e infraestrutura (aproximadamente 30 a 60 min de tempo de residência hidráulica) para as remoções associadas e energia e equipamento reduzidos necessários para a remoção destes sólidos.

[0026] A Figura 1 mostra uma vista plana do aparelho para a clarificação de água residual. Ele compreende pelo menos dois clarificadores alternativos 1a, 1b. A figura mostra dois clarificadores 1a, 1b, apesar de múltiplos clarificadores certamente serem factíveis. Cada clarificador 1a, 1b é equipado com tubulação de influente localizada preferivelmente próximo do fundo do clarificador 1a, 1b. A Figura 1 mostra a distribuição no sentido do comprimento da alimentação ao longo do fundo do clarificador 1a, 1b para evitar a turbulência localizada excessiva. A Figura 2a até a Figura 2c, respectivamente mostram a localização da alimentação e retirada de lama próximo do fundo dos clarificadores 1a, 1b. A Figura 1 e a Figura 2d mostram um sistema de mistura para agitação preferivelmente usando bolhas de ar grosseiras pressurizadas e uma grade de aeração preferivelmente com difusor de bolhas finas localizado no fundo do clarificador 1a, 1b. A Figura 2a mostra um tubo de efluente próximo da superfície do clarificador 1a, 1b.

[0027] A Figura 2c. mostra que cada clarificador 1a, 1b é conectado de maneira hidráulica com um aparelho de espessamento opcional de uma maneira tal que os sólidos residuais a partir do clarificador 1a, 1b são alimentados para um espessante opcional 2a, 2b. O transbordamento a partir do aparelho de espessamento sob condições ótimas (tal como na Figura 2c) escoa por gravidade para o clarificador 1a, 1b. O fluxo subjacente a partir do espessante escoa para uma unidade de processamento de lama a jusante, e é controlado por uma válvula de efluente (Figura 2a).

[0028] Os níveis de clarificadores 1a, 1b e espessantes são arranjados de maneira hidráulica para permitir preferivelmente que o fluxo de gravidade do espessante 2a, 2b transborde de volta para o clarificador 1a, 1b durante o período de resíduo do clarificador (Figura 2c). A extração do resíduo a partir do clarificador 1a, 1b também mostrada na Figura 2c permite que o nível de água no clarificador 1a, 1b caia abaixo do nível de efluente de uma maneira que a subsequente aeração preferivelmente não leva ao transbordamento de sólidos a partir do clarificador 1a, 1b para o efluente.

[0029] A Figura 1 mostra que o resíduo a partir do clarificador 1a, 1b é bombeado através de um tubo de drenagem separado de maneira adequada a partir do tubo de alimentação para minimizar condições de curto circuito e condições turbulentas; e conectado com uma bomba de transporte aéreo em uma sequência alternativa preferivelmente usando a mesma fonte de ar pressurizado que o sistema de mistura de ar. Difusores de bolhas finas ou de bolhas grosseiras são usados para transferir ar e para misturar/agitar os conteúdos do clarificador 1a, 1b. O difusor está localizado no fundo do clarificador 1a, 1b e é mostrado na vista plana da figura 1. A figura descreve como um exemplo de grade quadrada para o difusor de bolhas finas e a distribuição no sentido do comprimento dos difusores de bolhas grosseiras usados para a agitação.

[0030] O aparelho de decantação usa ar onde, preferivelmente uma configuração de pelo menos dois sopradores é usada com um soprador provendo ar para erguer a lama residual, e subsequentemente ambos os sopradores proveem ar para o sistema de mistura de aeração e de ar e uma válvula de comutação que direciona o ar pressurizado do mesmo conjunto de sopradores para o outro clarificador.

[0031] As figuras 2a, 2b, 2c, 2d e 2e descrevem as fases dos ciclos de processo. A Figura 3 provê distribuição de ciclo de tempo de trinta minutos de duas fases para as diferentes etapas de processamento descritas nas figuras 2a, 2b, 2c, 2d e 2e. A clarificação e o espessamento de água residual operam pelo menos dois ciclos de processo iguais e alternados; cada ciclo de processo consistindo em um período de alimentação do tempo de ciclo total dividido pelo número de clarificadores. Assim, na modalidade de exemplo da Figura 3, para dois clarificadores alternativos 1a, 1b, o período de alimentação é de 15 minutos, metade do tempo de ciclo total. A Figura 2a mostra a primeira fase onde a alimentação é adicionada para um decantador não misturado e com o fluxo de alimentação de clarificador empurrando para fora o fluxo de descarga de sobrenadante durante o mesmo período. Preferivelmente durante esta fase, o fluxo subjacente de espessante é alimentado para a unidade de processamento de lama a jusante.

[0032] Subsequente à fase de alimentação, o decantador continua a concentrar lama e decantar se for desejado (Figura 2b).

[0033] Na subsequente fase de retirada de lama mostrada na Figura 2c, fluxo de lama decantada é extraído a partir do decantador e introduzido para um espessante opcional; com o transbordamento de espessante retornado para o clarificador 1a, 1b.

[0034] A Figura 2d mostra o tempo de ciclo para período de contato de mistura de ar suficiente e a Figura 2e mostra um período de decantação antes do próximo período de alimentação e descarga. Nesta modalidade, o período de mistura de ar e os períodos de decantação são de seis minutos cada um como mostrado na Figura 3. O período de contato de mistura de ar é usado para agitar lama decantada, incorporar lama flutuante, e permitir a produção de substâncias poliméricas extracelulares por organismos heterotróficos (especialmente quando taxas de crescimento estão levemente abaixo das taxas de crescimento máximas do organismo) e a subsequente sorção de matéria orgânica coloidal e solúvel.

[0035] Lama ativada a partir de outro processo a jusante ou paralelo pode ser adicionada ao clarificador 1a, 1b para aprimorar a remoção de material orgânico. Coagulantes químicos (químicos) também podem ser adicionados para a alimentação antes de entrar o clarificador 1a, 1b. Opcionalmente polímeros são adicionados no clarificador 1a, 1b preferivelmente durante a fase de mistura para aprimorar a remoção de material orgânico. A Figura 4 mostra o desempenho do decantador AAA comparado com um controle primário para biossorção AAA onde apenas ar é adicionado (PS apenas), para lama ativada residual a partir de outro processo adicionado (PS+WAS), e para a adição combinada de WAS e coagulantes químicos (PS+WAS+químicos). A figura mostra aprimoramentos consideráveis para a remoção de total sólidos suspensos com cada uma destas opções emendadas sucessivas. A Figura 5 mostra a remoção da demanda química de oxigênio (COD) para cada uma das opções mencionadas acima. Novamente, existem aprimoramentos consideráveis de AAA (PS apenas, PS+WAS e PS+WAS+químicos) contra um controle primário.

[0036] A Figura 6 mostra as frações de particulado (sólidos decantáveis), coloides, e material solúvel no influente e no efluente de um decantador AAA contra um controle primário.

[0037] Menores concentrações de frações particuladas e coloidais no efluente são desejáveis. O decantador AAA (PS apenas), o melhorador de WAS (PS+WAS), e melhoradores químicos (PS+WAS+químicos) consistentemente possuem menos particulados e COD coloidal comparados com o controle que sugere o desempenho de processo superior para a remoção eficiente destas suspensões orgânicas. Na Figura 6, a COD solúvel de alguma forma é removida pelas opções de decantador AAA, mas muito ainda está disponível para os processos a jusante (tal como para a desnitrificação ou remoção biológica de fósforo). Assim o decantador AAA mostra eficiência destacável para a remoção de particulados e coloides usando biossorção (e quimiossorção opcional) e biofloculação (e floculação química opcional), enquanto permite que a fração solúvel passe através.

[0038] O resíduo a partir do clarificador 1a, 1b é alimentado de maneira tangencial ao espessante 2a, 2b para induzir uma corrente circular gentil para aprimorar desempenho de espessamento. A Figura 7 mostra as rpm tangenciais durante a introdução da alimentação e o momento retido mesmo após a adição de alimentação ser interrompida (em geral após 15 minutos). A capacidade do espessante de manter este momento substancialmente reduz Yat-holing' e curto circuito de sobrenadante de espessante através da manta espessada. Este fluxo lento também permite espessamento rápido e aprimorado. A Figura 8 mostra o desempenho de espessamento para as lamas de AAA (PS apenas, PS+WAS, PS+WAS+produtos químicos). O espessante é capaz de espessar concentrações de sólidos que excedem 30.000 mg/L (3%) com apenas um projeto raso permitido para a demonstração piloto. Clarificadores maiores e mais profundos 1a, 1b podem permitir o espessamento rápido em excesso de 5% de sólidos.

[0039] Processos de decantação e de biossorção comumente são aplicados para a remoção de orgânicos (principalmente compostos de carbono) e não para a remoção de nitrogênio. De maneira a aprimorar a remoção de nitrogênio a seguinte solução mostrada na Figura 9 foi desenvolvida:

[0040] A unidade que consiste em dois clarificadores 1a, 1b e espessantes 2a, 2b como descritos acima é referida no total como decantador AAA 1. Este decantador AAA 1 é projetado de um modo que a capacidade máxima iguala duas vezes o fluxo de clima seco máximo (2 * Qdw).

[0041] Em 13 o fluxo de descarga do decantador AAA 1 é dividido em um primeiro efluente 9 e uma alimentação 7 para um filtro de gotejamento 12. Esta alimentação 7 deve igualar pelo menos o fluxo de clima seco máximo Qdw. No filtro de gotejamento 12 quase toda a amônia será oxidada para NOx e a corrente de reciclo que contem nitrato 8 contendo nitrato e a lama residual do filtro de gotejamento será alimentada principalmente para o influente do decantador AAA 1.

[0042] O filtro de gotejamento 12 também é conectado com um digestor 4 e uma unidade de desidratação 5. Os orgânicos capturados serão alimentados a partir dos espessantes integrados 2a, 2b para o digestor 4 e os licores de desidratação podem ser alimentados a partir da unidade de desidratação 5 diretamente para o filtro de gotejamento 12 para a remoção de amônia.

[0043] A corrente de reciclo 8 é limitada de maneira a manter o fluxo através do decantador AAA 1 próximo do valor máximo de duas vezes o fluxo de clima seco máximo (2 * Qdw), mas para não exceder este valor. O excesso de fluxo da unidade de separação 3 é separado como um segundo efluente 10. Junto com primeiro efluente 9 compõe o efluente 11.

[0044] O nitrato será introduzido junto com o carbono do refugo bruto para a manta de lama do decantador AAA. Esta configuração vai permitir as taxas de desnitrificação e também vai contribuir para o desempenho de remoção de orgânicos já que os aceptores de elétron estarão disponíveis não apenas durante os períodos de aeração, mas também durante períodos não aerados. A mitigação do odor representa um benefício adicional de reciclagem de nitrato já que o nitrato aumenta o potencial redox no reator AAA minimizando os processos de degradação anaeróbica.

[0045] A qualidade do efluente 11 pode ser otimizada dependendo da porção de efluente AAA 9 com nitrato mínimo e a porção de efluente de filtro de gotejamento de segundo efluente 10 com amônia mínima enviada para o efluente 11. Alternativamente em um esquema de fluxo simplificado todo o efluente de filtro de gotejamento pode ser reciclado diretamente para o decantador AAA 1 sem a instalação de uma unidade de separação 3.

[0046] Outra abordagem para lidar com diferentes taxas de fluxo de entrada de maneira a otimizar o volume e a impressão do sistema de remoção de orgânicos é mostrada na Figura 10. Neste caso, o decantador AAA 1 deve ser projetado para fluxo de clima seco apenas. Fluxo de influente de excesso pode ser direcionado para um decantador primário convencional 21 em paralelo com o decantador AAA 1 para lidar com os seguintes cenários de escoamento: fluxo de clima seco: Para manter o sistema de tratamento primário operativo também em dias de clima seco um fluxo de influente mínimo para o tanque primário deve ser provido ou o fluxo de influente 14 para o decantador AAA 1 deve ser ajustado para uma taxa máxima de raspagem dos picos de fluxo de clima seco e alimentação deste diferencial 15 para o tratamento primário.

[0047] Fluxo de clima úmido: Todo o fluxo de influente em excesso para o fluxo de projeto do decantador AAA 1 é alimentado para o tratamento primário através de desvio 16. Distribuição de fluxo é controlada por uma válvula de influente 18 e um medidor de fluxo.

[0048] Redundância e manutenção: No caso de o decantador AAA precisar ser colocado fora de linha, todo o fluxo de influente é alimentado para o decantador primário. No caso de o decantador primário precisar ser colocado fora de linha, o fluxo de projeto é alimentado para o decantador AAA e o fluxo de excesso é desviado 16 para o tratamento biológico a jusante 17.

[0049] O decantador AAA tipicamente é projetado para ca. 2 horas de tempo de retenção hidráulica em fluxo de clima seco e o decantador primário é projetado para ca. 0,5 horas de tempo de retenção hidráulica em fluxo de clima úmido. Isto quer dizer em um fator de pico de ca. 2,5 o requisito de volume para o decantador primário será cerca de metade do volume de reator do decantador AAA 1.

[0050] A Figura 11 similar com os decantadores primários o decantador AAA 1 preferivelmente mostra uma geometria estirada com a largura dos reatores 1a, 1b similar com a largura dos espessantes integrados 2a, 2b. Esta modalidade provê os esquemas de fluxo com o reator esquerdo na fase de reciclo de lama enquanto o reator direito está em um modo de enchimento e retirada. Pelo menos um tubo de drenagem 23 para a reciclagem de lama é necessário (por exemplo instalado ao longo da parede de lado de comprimento no fundo) além do tubo de influente 24 (por exemplo, instalado ao longo da parede de lado do comprimento oposta no fundo). O içamento por ar 26 (por exemplo, instalado no espaço de canto entre octógono de espessante e parede lateral) suga a camada de lama decantada através do tubo de drenagem conectado e empurrado para a lama residual de maneira diagonal na superfície de água para o espessante. Licor de excesso a partir do espessante pode ser retornado através do espaço de canto 27 para o reator. O fluxo de influente é introduzido para a manta de lama através das aberturas laterais do tubo de influente 24. Ao longo do caminho de fluxo para o tubo de efluente submerso 25 (por exemplo, instalado próximo da superfície de água no lado do comprimento oposto do tubo de influente) os sólidos decantados e orgânicos ficam adsorvido pela biomassa na manta de lama.

[0051] A invenção não está limitada às estruturas, métodos e instrumentalidades descritas acima e mostradas nos desenhos. A invenção é definida pelas reivindicações definidas abaixo.

Claims (8)

1. Método para clarificação de água residual, que opera pelo menos dois ciclos de processo alternados e iguais em dois ou mais clarificadores (1a, 1b), cada ciclo de processo consistindo em um período de alimentação com alimentação e descarga concorrentes e um período de reestabelecimento no qual o excesso de lama é removido para um espessante (2a, 2b) e a manta de lama restante fica homogeneizada e pré-decantada, caracterizado pelo fato de que: em cada ponto de tempo em pelo menos um clarificador (1a, 1b) o período de alimentação é executado, durante o qual a água residual é conduzida para uma região de fundo do clarificador (1a, 1b) para uma manta de lama de modo a empurra para fora o fluxo de descarga através de uma tubulação efluente perto da superfície do clarificador (1a, 1b); e, a duração do período de alimentação se iguala a um tempo de ciclo total dividido pelo número de clarificadores (1a, 1b) e o período de reestabelecimento consiste em primeira decantação, eliminação, arejamento e segunda decantação.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a eliminação é conduzida por lama de transporte aéreo do clarificador (1a, 1b) para o espessante (2a, 2b), onde a lama é transferida de cada clarificador (1a, 1b) para um espessante separado (2a, 2b) alocado ao clarificador (1a, 1b).

3. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os níveis dos clarificadores (1a, 1b) e espessantes (2a, 2b) são hidraulicamente arranjados para permitir que o fluxo de gravidade do espessante (2a, 2b) retransborde ao clarificador (1a, 1b) durante o período de desperdício do clarificador.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que, durante o período de alimentação, o fluxo de alimentação empurra para fora o fluxo de descarga sobrenadante restante enquanto mantém quase constante o nível de água.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a lama ativada de outro processo é adicionada ao clarificador (1a, 1b) para melhorar a remoção do material orgânico e preferencialmente um coagulante é adicionado à alimentação antes da entrada do clarificador (1a, 1b) e, opcionalmente, polímeros são adicionados no clarificador (1a, 1b) durante a fase de mistura para melhorar a remoção do material orgânico.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o período de arejamento é usado para agitar a lama decantada, incorporar a lama flutuante, e permitir a produção de substâncias poliméricas extracelulares por organismos heterotróficos e a sorção subsequente de matéria orgânica solúvel e coloidal.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a absorção de fósforo biológica é intensificada no clarificador pela adição de biomassa de uma unidade de tratamento biológica a jusante ou pela reciclagem de biomassa do espessante alocado (2a, 2b).

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte do efluente dos clarificadores (1a, 1b) é tratada em um filtro de gotejamento (12) e realimentada para os clarificadores (1a, 1b), onde uma parte do fluxo influente aos clarificadores pode ser desviada para um decantador primário paralelo ou diretamente para um tratamento biológico a jusante.

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