BR112019009117A2 - sistema e método de tratamento de águas residuais por meio de eletroflotação aprimorada - Google Patents

Abstract

sistema e método de tratamento de águas residuais por meio de eletroflotação aprimorada um método de tratamento de águas residuais envolve a eletrólise de um fluxo de mistura de água do mar e águas residuais dentro de uma ou mais células eletrolíticas montadas fora de um tanque de lote. o fluxo eletrolítico é canalizado para uma câmara de supressão que é montada acima do tanque de lote. injeta-se uma solução de polímero diluída fluxo acima de uma tubulação de mistura em linha na câmara de supressão praticamente em simultâneo com o fluxo eletrolítico. a solução de polímero e o fluxo eletrolisado são dispersos como um chuveiro fino sobre a água do mar residual e águas residuais no tanque de lote. a solução de polímero facilita a floculação das partículas sólidas em suspensão e cria uma camada flutuante distinta de partículas sólidas floculadas ligadas a microbolhas. um efluente substancialmente clarificado é separado da camada floculada e neutralizado antes da descarga. a camada floculada é bombeada do tanque de lote para um sistema de secagem onde os sólidos arrastados são compactados até um nível desejado. um concentrado gerado durante a etapa de secagem de sólidos/lamas é recirculado para o tanque de lote antes da adição de água do mar durante um ciclo de tratamento subsequente como um suplemento para a água do mar.

Description

SISTEMA E MÉTODO DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS

POR MEIO DE ELETROFLOTAÇÃO APRIMORADA

DOMÍNIO TÉCNICO [0001] A presente invenção diz respeito ao tratamento de águas residuais e, em especial, à oxidação e remoção de contaminantes das águas residuais, incluindo sólidos em suspensão, matérias orgânicas, metais pesados e bactérias usando o método de eletroflotação induzida mecanicamente.

HISTÓRICO [0002] Existem alguns processos convencionais utilizados para a remoção de sólidos/impurezas suspensas na água. No entanto, cada um desses processos apresenta desvantagens associadas, conforme descrito abaixo.

[0003] A Flotação por Ar Dissolvido (DAF) é um processo de tratamento que clarifica as águas através da remoção de matéria em suspensão, tais como óleos e graxas ou sólidos. A remoção é realizada através da dissolução de ar nas águas residuais sob pressão, utilizando uma fonte externa de ar comprimido ou uma fonte de ar de uma unidade sopradora e, em seguida, liberando o ar à pressão atmosférica em uma bacia tanque de flotação. O ar libertado forma microbolhas que se aderem à matéria em suspensão nas águas residuais, fazendo a matéria em suspensão flutuar até a superfície da água, onde pode então ser removida por um dispositivo mecânico de escumação. No entanto, é difícil produzir o tamanho ideal da bolha fina (fluxo da bolha) para flutuar a matéria em suspensão de forma eficaz sem a presença de difusores especializados e dispendiosos, além de alimentadores de ar de alta pressão. Além disso, como os difusores de bolhas montados no fundo de um tanque DAF não

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2/30 podem fornecer 100% de cobertura da área de superfície do tanque, isto permite que porções da água residual sejam desviadas do processo de flotação DAF sem serem tratadas. Portanto, como a massa de sólidos flutuantes permanece na superfície da água, são necessários dispositivos mecânicos de escumação ou bombas para remover de forma eficaz os sólidos do tanque. Embora o DAF seja mecanicamente mais intensivo, ele não é adequado para locais como plataformas de perfuração offshore, onde a manutenção do equipamento é susceptível a negligências.

[0004] A eletroflotação (EF), que envolve a flutuação por bolhas geradas eletricamente, é outro processo de remoção de íons ou sólidos flutuantes, suspensos ou dissolvidos na fase líquida. A EF requer um catodo (que pode ser feito a partir de material não oxidante) e um anodo (que pode ser feito de ferro ou alumínio). Placas ou pacotes de eletrodos podem ser conectados a uma fonte de energia elétrica e posicionados dentro de um tanque de flutuação sob a superfície da água. Durante a eletrólise, as placas ou pacotes de eletrodos geram pequenas bolhas de gás (p. ex., Ch, H2) que são então ligadas aos poluentes (p. ex., sólidos em suspensão) na água antes de começarem a flutuar em um tanque de flotação onde podem ser mais facilmente coletadas e removidas. No entanto, para produzir 0 tamanho correto da bolha se requer certo controle da potência elétrica sobre as placas/pacotes de eletrodos submersos. O processo EF tradicional apresenta a desvantagem de exigir manutenção contínua devido à camada de hidratos e óxidos de ferro ou alumínio que se forma na superfície dos eletrodos, sem se separar deles, de modo que com 0 tempo a corrente elétrica diminui e, portanto, também diminui a formação de hidratos. Outra desvantagem é que os eletrodos estão sujeitos a um desgaste irregular, com a necessidade de

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3/30 uma substituição frequente antes de seu desgaste completo. Além disso, a manutenção das placas/pacotes de eletrodos requer tanto a drenagem do tanque de flotação quanto à remoção dos eletrodos do volume de água para serviço. Como as placas/pacotes de eletrodos montados no fundo do tanque muitas vezes não produzem uma cobertura de 100% da superfície de água do tanque, isto permite que partes da água residual acabem por contornar o processo de flotação, portanto, saindo da unidade do processo sem tratamento. Portanto, como a massa de sólidos flutuantes permanece na superfície da coluna de água, semelhante ao processo DAF, são necessários dispositivos mecânicos de escumação ou bombas para remover de forma eficaz os sólidos do tanque.

[0005] Por estas razões, a indústria de tratamento de águas residuais, especialmente a indústria de tratamento de esgotos marítimos, necessita de um sistema técnica e economicamente viável para a separação eficiente de sólidos, produtos orgânicos e remoção de bactérias.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0006] De acordo com uma ou mais configurações, a invenção refere-se a um sistema e método de tratamento de águas residuais. Em uma configuração, a invenção refere-se a um método de tratamento de águas residuais ou águas residuais marinhas.

[0007] De acordo com uma configuração, um sistema de tratamento de águas residuais (ou sistema de tratamento) é composto por um tanque de tratamento de esgoto dosador principal com sistema de controle de nível, um painel de controle elétrico montado localmente, uma ou mais células eletrolíticas altamente eficientes, um soprador para diluição de hidrogênio e um sistema automático de agitação/mistura de

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4/30 polímeros sobre plataforma deslizante. O sistema de tratamento inclui ainda uma unidade de decloração composta por um reservatório de armazenamento/decloração (neutralização) de sulfito/bissulfeto de sódio a granel e uma bomba de injeção química. A unidade de decloração garante que o efluente livre de cloro em conformidade com a Organização Marítima Internacional (IMO) seja descarregado no mar. As capacidades de tratamento do sistema de tratamento variam de 4,85 a 49,95 metros cúbicos por dia, utilizando um pequeno espaço físico de instalação. Em um aspecto, o sistema de tratamento é utilizado em instalações marítimas e offshore que requerem uma operação permanente ou de longo prazo para o tratamento de esgoto marítimo.

[0008] O sistema de tratamento é projetado para operar no modo automático com intervenção mínima do operador. Com base na demanda de tratamento de esgoto da plataforma ou embarcação, o sistema de tratamento inicializa a transferência de esgoto e inicia o processamento do tratamento. Um modo de operação manual é fornecido para diagnóstico e solução de problemas e bombeamento de emergência e/ou descarga do sistema de tratamento.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0009] A invenção será descrita mais detalhadamente a seguir e com referência aos desenhos anexos, todos dos quais descrevem ou dizem respeito a aparelhos, sistemas e métodos da presente invenção. Nas figuras, não desenhadas em escala, cada componente similar ilustrado em várias figuras é representado por um número semelhante. Nas figuras: [0010] As Figuras IA e 1B ilustram múltiplas vistas de um sistema exemplar de tratamento de águas residuais de acordo com uma configuração.

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5/30 [0011] A Figura 2A ilustra uma célula eletrolítica de acordo com uma configuração.

[0012] A Figura 2B ilustra uma célula eletrolítica de acordo com outra configuração.

[0013] As Figuras 3A e 3B ilustram múltiplas vistas de um sistema exemplar de mistura de polímeros de acordo com uma configuração.

[0014] A Figura 4 ilustra um diagrama de blocos de um sistema exemplar de tratamento de águas residuais de acordo com uma configuração.

[0015] A Figura 5 ilustra um diagrama de blocos de um sistema exemplar para secagem da lama gerada a partir do tratamento de águas residuais para disposição em aterro de acordo com uma configuração.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO [0016] Dependendo do contexto, todas as referências abaixo à invenção podem, em alguns casos, referir-se apenas a certas configurações específicas. Em outros casos, será reconhecido que as referências à invenção irão se referir ao objeto citado em uma ou mais, mas não necessariamente em todas, as reivindicações.

[0017] Em uma configuração, a presente invenção refere-se a um sistema 100 para tratamento de águas residuais ou águas residuais marinhas contendo sólidos em suspensão e outras impurezas (por exemplo, matéria orgânica, bactérias, etc.). O sistema 100 é um sistema de tratamento por lotes que utiliza células eletrolíticas para gerar um oxidante/microbolhas eficientes e utiliza polímeros como agente de floculação para criar uma camada flutuante de sólidos em suspensão que é efetivamente removida do sistema no final de cada ciclo de tratamento.

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6/30 [0018] O termo águas residuais como usado aqui inclui qualquer água a ser tratada, como água negra e água cinzenta das plataformas offshore e embarcações marítimas, ou um fluxo de águas residuais de fontes industriais, agrícolas e municipais/residenciais, contendo poluentes sólidos de material biodegradável. Os fluxos de águas residuais marítimas geralmente incluem águas negras, águas cinzentas e suas combinações. O termo água negra refere-se à água contaminada com resíduos humanos que incluem coliformes e outros bacilos. O termo água cinzenta referese a água usada ausente de resíduos humanos, tais como água de cozinha, lavandaria, pias e chuveiros. Geralmente, as águas residuais marítimas são compostas por contaminantes orgânicos e inorgânicos tóxicos e não tóxicos, contaminantes sólidos em suspensão micro e macro, incluindo celulose, areia, granulado, biomassa humana, emulsões e gases. O potencial de poluição da água negra e água cinzenta combinadas é indicado por vários parâmetros de águas residuais, sendo estes os principais: demanda bioquímica de oxigênio (BOD), demanda química de oxigênio (COD), bactérias coliformes e sólidos em suspensão (SS). O TSS pode ser orgânico na natureza e pode servir como refúgio seguro para bactérias e outros microorganismos nocivos. Os termos águas residuais, esgoto e águas residuais marítimas são utilizados indistintamente neste documento.

[0019] Em outra configuração, a invenção refere-se a um método e/ou ciclo de tratamento de águas residuais. O método envolve eletrólise e um estágio de eletroflotação aprimorado/mecanicamente induzido para separar sólidos suspensos de forma eficiente e clarificar a água. Em uma primeira etapa, uma célula eletrolítica pode ser usada para gerar desinfetante (por exemplo, hipoclorito de sódio) que ajuda a oxidar a

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7/30 matéria orgânica e criar microbolhas (hidrogênio/oxigênio). Estas bolhas são capazes de suspender qualquer matéria sólida em suspensão no volume de água de um tanque de lote. Em uma segunda etapa, uma pequena quantidade de polímero pode ser misturada in-situ dentro de um cilindro de mistura da tubulação no sistema. O fluxo do processo através da bobina de mistura garante uma boa dispersão do polímero misturado no fluxo de águas residuais. O polímero adicionado juntamente com as microbolhas da primeira etapa criam uma condição de eletroflotação para facilitar a aglomeração sólida e a flutuação na superfície líquida. O método envolve ainda o tratamento de resíduos sólidos polimerizados úmidos/lamas geradas durante o processo de tratamento para obter um centrado e uma lama compactada para disposição em aterro. O centrado pode ser utilizado para complementar a água do mar ou reduzir o volume de água do mar utilizada durante um ciclo subsequente de tratamento de águas residuais.

[0020] FIG. IA e FIG. IB ilustram múltiplas vistas de uma configuração específica e não limitativa, exemplificando um sistema 100 para tratamento de águas residuais. O sistema 100 inclui um tanque de lote simples 105 usado para receber as águas residuais a serem tratadas. O tanque de lote 105 também é projetado para conter a água do mar que deve ser misturada com a água residual. Em uma configuração exemplar, o tanque de lote 105 é feito de aço carbono, revestido através de uma cobertura de poliuretano acrílico resistente à corrosão. O tanque de lote é configurado de tal forma que permite retirar a lama e o efluente clarificado da base do tanque. Nos tanques convencionais, conforme o efluente clarificado é retirado da base, a lama remanescente pode entupir/obstruir outros dispositivos no tanque (por exemplo, células

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8/30 eletrolíticas) causando problemas de manutenção. Assim, nos tanques convencionais, os resíduos sólidos teriam que ser removidos do topo, o que implicaria em outra operação da unidade para o processo. Isto aumenta o custo de operação ao exigir a adição de pás, escumadeiras e outros dispositivos mecânicos.

[0021] Os componentes do sistema, incluindo o tanque de lote 105, a célula eletrolítica 110, um dispositivo ou sistema de mistura de polímeros 130, etc. são adequadamente montados sobre uma plataforma deslizante 125. A plataforma deslizante 125 pode incluir uma estrutura base de aço compacta. Outros componentes do sistema são descritos com referência à FIG. 4. Equipamento de processo adicional, tais como bombas, tubos, sensores ou válvulas podem ser utilizados em todo o sistema 100. O sistema 100 está configurado para operar em modo dosador automático com intervenção mínima do operador. O sistema 100 pode inicializar a transferência de esgoto e iniciar o tratamento com base na demanda de tratamento de esgoto da embarcação marítima.

[0022] O tanque de lote 105 está em comunicação fluídica com uma célula eletrolítica 110. Como usado aqui, o termo célula eletrolítica pode abranger uma, duas ou múltiplas células eletrolíticas (por exemplo, para uso em embarcações marítimas maiores ou unidades de tratamento). A célula eletrolítica 110 está posicionada deliberadamente fora do tanque de lote 105. Isso reduz os componentes/partes contidos no tanque de lote 105. Além disso, também minimiza a corrosão/desgaste e o uso e torna mais prática a manutenção da célula eletrolítica 110.(Se a célula fosse colocada no tanque de lote, o tanque teria que ser completamente drenado antes de realizar qualquer trabalho de manutenção). É fornecida uma bomba injetora de antiespumante 442 para injetar uma pequena

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9/30 quantidade de antiespumante diluído em uma mistura oxidada de águas residuais que deixa a célula eletrolítica 110. O soprador 120 pode ser configurado para iniciar assim que energizada a célula eletrolítica 110. Uma bomba de recirculação 140 está configurada para recircular um fluxo de água residual oxidada através da bobina/tubulação de mistura em linha 135.

[0023] O sistema 100 inclui um painel de controle elétrico 150. O painel de controle 150 é simples e fácil de operar. O painel de controle 150 utiliza uma fonte de alimentação de chaveada e controladores inteligentes de relé como base para uma operação segura e eficaz do sistema 100. Todos os componentes do sistema podem ser préconectados ao painel de controle 150.

[0024] FIGS. 2A e 2B ilustram vistas isométricas de duas configurações exemplares da célula eletrolítica 110A, 110B. A célula eletrolítica pode ter uma carcaça basicamente plana/em formato de livro 110A ou cilíndrica 110B. Independentemente da geometria da carcaça (110A, 110B), a célula eletrolítica 110 está configurada para funcionar como um componente primário para a eliminação de bactérias/patógenos na água residual ao gerar hipoclorito de sódio e outros oxidantes a partir da água do mar. A célula eletrolítica 110 está equipada com um ou mais pares de eletrodos opostos (não mostrados) o que significa, por exemplo, uma fonte de alimentação CC, para aplicar corrente elétrica entre os eletrodos (não mostrados). A polaridade elétrica dos eletrodos na célula eletrolítica 110 pode ser invertida periodicamente (ou seja, a cada 24 horas quando o sistema de tratamento é operado continuamente) para minimizar a manutenção. Esta ação permite uma limpeza automática dos eletrodos para a remoção de incrustações duras (cálcio e magnésio). O

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10/30 sistema de tratamento 100 não utiliza células eletrolíticas que tenham elétrodos de sacrifício tipicamente sujeitos a desgaste irregular, com a necessidade de uma troca frequente antes de totalmente desgastados.

[0025] FIGS. 3A e 3B ilustram vistas exemplares de um sistema de mistura de polímeros 130. Um sistema de mistura de polímeros 130 é fornecido para misturar polímeros puros com um volume pré-medido de água, normalmente água potável ou água de serviço. Pode ser utilizada água potável ou não-potável, com exceção da água do mar.

[0026] Agora com referência à FIG. 3A, o sistema de mistura de polímeros 130 inclui uma câmara/coluna de mistura de polímeros 310. A câmara/coluna de mistura de polímeros 310 inclui um misturador automático de polímeros de alto cisalhamento 320 para misturar o polímero puro com água não potável, com exceção da água do mar para produzir uma solução diluída de polímeros. Devido à natureza altamente viscosa da maioria dos polímeros, a mistura adequada é essencial para permitir que o polímero se disperse no fluxo do processo efetivamente sem aglomerações de polímeros e olhos de peixe. (O olho de peixe é um polímero globular ou parcialmente hidratado causado por uma dispersão inadequada durante o processo de mistura). Em um aspecto, o misturador 320 consiste de um cabeçote de alto cisalhamento com furo quadrado.O sistema de mistura de polímeros 130 é fornecido com um motor 330 e uma caixa de junção para ligação elétrica ao motor 330. O motor 330 está funcionalmente conectado ao misturador 320 através de um eixo normalmente, uma parte transparente do tubo. A caixa de junção 340 fornece a conexão elétrica para o motor do misturador de polímeros.

[0027] Agora com referência à FIG. 3B, a câmara/coluna de mistura de polímeros 130 inclui duas chaves, uma para o nível de líquido alto 350A

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11/30 e outra para o nível de líquido baixo 350B. As chaves 350A e 350B são ajustadas em diferentes alturas para garantir que uma quantidade ideal e precisa de polímero diluído seja adicionada fluxo acima da bobina/tubulação de mistura estática em linha 135 na água residual oxidada recirculada, mesmo quando o sistema 100 estiver inclinado ou em uma posição angular, por exemplo, uma inclinação de 22,5 graus.

[0028] Com referência às FIGs.lA e IB, o polímero diluído é enviado para a câmara de supressão 115 através da adição fluxo acima da bobina/tubulação de mistura estática em linha 135 por uma bomba injetora de polímero diluído 155.

[0029] Um método exemplar de tratamento de águas residuais utilizando o sistema 100 é descrito com referência à FIG. 4. Um novo ciclo de tratamento por dosagem (batch) começa com um ciclo de enchimento em que um volume predeterminado de água do mar 405 é enviado para o tanque 105, abrindo uma válvula automática de entrada de água do mar 407. A água do mar é transferida para o tanque 105 por um pulverizador de água do mar interno 410.0 pulverizador 410 pode ser configurado ao longo de uma parte superior do tanque 105.A água do mar é um componente crítico do processo de tratamento, uma vez que a oxidação/desinfecção eletrolítica depende dela para gerar uma quantidade necessária de hipoclorito de sódio para remover de forma eficaz os elementos orgânicos e eliminar o coliforme fecal. O tanque 105 é completado até um nível de tanque predefinido com base nas medições recebidas de um sensor de nível 409. Entende-se que mais de um sensor de nível pode ser usado para detectar o nível de líquido no tanque de lote 105. Uma vez atingido o nível de água do mar predefinido no tanque de lote 105, a válvula de alimentação de água do mar 407 é configurada para

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12/30 fechar/desenergizar automaticamente.

[0030] Ao mesmo tempo que o fluxo de água do mar é adicionado ao tanque de lote 105, um fluxo do polímero puro é bombeado do tanque de armazenamento de polímero puro 430 para a câmara/coluna de mistura de polímero 310 pela bomba injetora de polímero puro 145. Um volume pré-medido de água potável ou não potável, com exceção da água do mar 435, pode ser canalizado para a câmara/coluna de mistura de polímeros 310 abrindo a válvula 437. O polímero puro e a água potável ou não potável, com exceção da água do mar, são bem misturados por um misturador de alto cisalhamento (conforme mostrado na Figura 3A) na câmara/coluna de mistura de polímeros 310 a uma taxa de fluxo préajustada para estabelecer uma solução utilizável de polímero diluído/misturado para floculação ou aglomeração de sólidos suspensos nas águas residuais.

[0031] Uma vez atingido o nível de água do mar predefinido, o sensor de nível 409 pode transmitir um sinal para uma bomba de transferência de esgoto para transferir águas residuais 415.Uma válvula de esfera de regulação de fluxo (não ilustrada), ou outro mecanismo conhecido na técnica, pode ser colocada em uma bomba de transferência de águas residuais para assegurar uma taxa de vazão desejada ou ótima para o tanque 105. As águas residuais são completadas no tanque de lote 105 até um nível predefinido. Assim que atingido o nível de enchimento predefinido, o sensor de nível 409 pode transmitir um sinal para terminar a transferência de águas residuais. As vazões desejadas ou ótimas das águas residuais e da água do mar podem depender da capacidade de tratamento do sistema 100.

[0032] Um medidor de nível de líquido/visor de nível de líquido 420

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13/30 pode ser conectado em um lado do tanque de lote 105. O medidor de nível 420 é composto por um tubo transparente. O medidor de nível 420 fornece uma indicação visual de um nível real de líquido no tanque de lote 105 assim que mudar o nível de líquido no tanque. Isso fornece um mecanismo prático para um operador monitorar e determinar os níveis reais de líquido no tanque de lote 105.

[0033] A bomba do triturador/moinho 425 é então energizada. A válvula 422 é aberta e um fluxo de água residual e uma mistura de água do mar do fundo do tanque de lote 105 é encaminhado através do triturador 425. O triturador 425 está configurado para triturar ou macerar com eficiência os sólidos encontrados no fluxo de águas residuais até um tamanho de partícula menor, visando fornecer numerosas áreas de alta superfície para melhorar o tratamento e para ajudar a mistura de resíduos a passar através das superfícies carregadas da célula eletrolítica 110 sem o risco de obstruir/cobrir a célula.

[0034] A válvula de desvio 427 é ativada ou energizada para permitir a passagem da mistura de águas residuais maceradas para a célula eletrolítica 110. A válvula 427 pode ser uma válvula solenoide de descarga de vedação. A célula eletrolítica 110 é energizada e a mistura de água residual macerada é efetivamente eletrolisada entre eletrodos opostos para formar oxidantes mistos. Os oxidantes incluem principalmente hipoclorito de sódio. O hipoclorito de sódio pode oxidar de forma eficaz a mistura de águas residuais. O hipoclorito de sódio remove uma quantidade significativa de elementos orgânicos e elimina o coliforme fecal. Quando em operação, a célula eletrolítica 110 pode gerar bolhas de gás finas para suporte das partículas no nível de interface da superfície da água. A recirculação da mistura de águas residuais pode continuar por um

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14/30 período de tempo predeterminado. Por exemplo, a lama residual pode ser recirculada através da célula eletrolítica 110 por cerca de 5 a 20 minutos. A mistura oxidada/eletrolisada é canalizada da célula eletrolítica para uma câmara de supressão 115 que está em comunicação fluídica com o tanque de lote 105. O soprador 120 pode ser configurado para iniciar assim que energizada a célula eletrolítica 110. Um soprador regenerativo 120 é usado para forçar o ar ambiente na linha de ventilação.

[0035] Um tanque de armazenamento de desespumante 440 é fornecido para armazenar um ou mais agentes desespumantes ou antiespumantes diluídos. Em um aspecto, o desespumante é um desespumante orgânico. O desespumante pode ser derivado de ácidos graxos tall oil (TOFA) e polióis de ocorrência natural para formar um diéster de poliol. Durante o ciclo de oxidação/eletrolise, uma bomba injetora de desespumante 442 é ativada para injetar uma pequena quantidade do desespumante diluído a partir do tanque de armazenamento de desespumante 440 na mistura oxidada de águas residuais, deixando a célula eletrolítica 110. O desespumante é usado para controlar qualquer acúmulo excessivo de espuma que ocorra a partir de qualquer gás arrastado dentro dos sólidos suspensos e minimizar a formação de espuma no fluxo oxidado que sai da célula eletrolítica 110. Além disso, normalmente, as bolhas menores coalescem em bolhas maiores, uma vez que costumam rolar pela superfície de cátodo dos eletrodos na célula eletrolítica 110. Os inventores descobriram que a introdução do desespumante desencoraja essa ação coalescente.

[0036] Durante a eletrólise, são produzidas pequenas bolhas de hidrogênio, oxigênio e outros gases residuais como subprodutos. Estes gases são arrastados no fluxo oxidado. Ao sair da célula eletrolítica 110, o

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15/30 processo/fluxo oxidado misturado com hipoclorito de sódio e gases é encaminhado para uma câmara de supressão 115. A câmara de supressão 115 é montada sobre o tanque de lote 105. Conforme o fluxo de processo misturado com hipoclorito de sódio e gases entra na câmara de supressão 115, os gases arrastados produzidos durante a reação de eletrólise são diluídos com o ar ambiente até menos de 25% do nível explosivo inferior ou LEL de hidrogênio no ar. Os gases diluídos são expelidos positivamente da câmara de supressão 115 para um local seguro através de uma linha de expulsão 445. Isso garante que pelo menos as bolhas de gás de processo maiores sejam descarregadas para a atmosfera de forma segura. Deste modo, o fluxo do processo restante é substancialmente desgaseificado, com exceção das micro/pequenas bolhas de gás arrastadas.

[0037] A câmara de supressão 115 inclui ainda um pacote de coalescência de distribuição 450. O pacote de coalescência consiste de uma pluralidade de placas difusoras ou de desvio de fluxo integral contidas em uma caixa/contêiner. O fluxo oxidado contendo as microbolhas é direcionado sobre o pacote de coalescência 450. O fluxo é distribuído através das placas 450 de onde cai/dispersa na superfície da água no tanque de lote 105 como gotículas finas ao invés de uma corrente ou fluxo contínuo. O pacote de coalescência 450 aumenta a área da superfície de contato da corrente para dispersar e remover sua energia de fluxo.

[0038] O fundo da câmara de supressão 115, que contém as placas 450, abre para o tanque de lote 105. A câmara de supressão 115 retarda o fluxo da corrente e assegura que as partículas sólidas na corrente não se separem. O sensor 409 controla o volume de enchimento e assegura que seja mantida uma folga de ar predeterminado entre a base do pacote de

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16/30 coalescência 450 e a superfície da água no tanque de lote 105. Esta folga de ar predeterminada é pré-ajustada, por exemplo, para cerca de 2 a 8 polegadas, e preferencialmente entre 3 a 6 polegadas. Esta folga préajustada garante uma separação eficaz de sólidos no tanque de lote 105. [0039] O polímero puro/concentrado pode ser armazenado em um tanque/contêiner de polímero puro 430.0 tanque de armazenamento de polímeros puros 430 também pode ser montado sobre uma plataforma deslizante (por exemplo, 125 mostrado nas Figuras IA e 1B). Em alternativa, o polímero pode ser retirado de um contêiner ou recipiente de armazenamento (não ilustrado). O polímero é um floculante/desidratante que promove a agregação ou aglomeração de sólidos suspensos em águas residuais. O polímero pode ser um polímero catiônico. Em um aspecto, o polímero catiônico é uma poliacrilamida catiônica. Por exemplo, o polímero é um copolímero de acrilamida e um monômero catiônico quaternizado (ou uma emulsão inversa de poliacrilamida) de elevada massa molecular. O polímero catiônico é um agente floculante solúvel em água, eficaz numa vasta faixa de pH (4,0 9,0).

[0040] Conforme descrito anteriormente, a câmara/coluna de mistura de polímeros 310 inclui duas chaves 350A e 350B para detectar um primeiro nível ou um alto nível da solução de polímeros e um segundo ou um baixo nível da solução de polímeros. É fundamental monitorar os níveis de polímero na câmara/coluna de mistura de polímeros 310, a fim de cumprir as normas de descarga da IMO. Duas chaves são essenciais para garantir que uma quantidade correta de mistura de polímero seja adicionada ao tanque de lote 105. Através de experimentos, os inventores descobriram que quando o sistema de tratamento estava em uma posição

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17/30 inclinada, ter apenas uma única chave não era suficiente para produzir uma quantidade desejada de mistura de polímero na solução de dosagem (batch). Portanto, a câmara/coluna de mistura de polímeros 310 foi configurada com duas chaves como um recurso de segurança para permitir um melhor controle sobre o processo de tratamento.

[0041] A bomba de recirculação 140 é energizada e começa a recircular o fluxo de águas residuais oxidadas através da bobina/tubulação de mistura em linha 135 de volta para a câmara de supressão 115. A bomba injetora de polímero diluído 155 também é energizada. Esta solução de polímero misturado é depois adicionada e injetada fluxo acima da bobina/tubulação de mistura em linha 135 pela bomba injetora de polímero diluído 155. Semelhante ao fluxo de processo substancialmente desgaseificado, a solução de polímero é deixada cair das placas 450 no tanque de lote 105. Após o ciclo de recirculação do fluxo de águas residuais oxidadas e de injeção de polímero diluído estar completo, um tempo de permanência curto e silencioso (por exemplo, cerca de 5-15 minutos e, preferencialmente, cerca de 10 minutos) é observado no tanque de lote. O tempo de permanência silencioso facilita a concentração de sólidos no fluxo oxidado como uma camada de massa flutuante na superfície do volume líquido do tanque de lote 105 e a separação do efluente transparente da camada flutuante.

[0042] As placas 450 localizadas na câmara de supressão 115 são configuradas de modo que o fluxo de água residual oxidada contendo polímero diluído seja disperso em um chuveiro atenuante sobre a interface de superfície líquida do volume 105 do tanque. Posteriormente, uma massa de sólidos suspensos bastante flutuante é formada na superfície da água, onde microbolhas são ligadas às massas aglomeradas.

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As partículas aglomeradas formam uma camada flutuante na superfície superior da água do tanque de lote 150. Este fenômeno é denominado eletroflotação. Assim, as partículas sólidas do fluxo original de águas residuais são agora suspensas pelas bolhas de gás na superfície da água do tanque de lote como uma camada flutuante, enquanto abaixo desta camada flutuante há um efluente tratado substancialmente límpido que pode ser descarregado ao mar.

[0043] O polímero tem duas funções. Em primeiro lugar, atrai impurezas sólidas suspensas nas águas residuais e neutraliza sua carga superficial. A neutralização da carga é a fundamental para o processo de eletroflotação. Em segundo lugar, atua como um floculante para iniciar a aglomeração das impurezas sólidas contidas no fluxo de águas residuais oxidadas. As microbolhas arrastadas do processo de eletrólise são impactadas na interface da superfície da água e promovem a flutuação das partículas aglomeradas encontradas no fluxo da água residual. A densidade das partículas aglomeradas é tal que se mantém acima da superfície de um efluente substancialmente clarificado.

[0044] Após o tempo de permanência, a válvula 459 é acionada pela solenoide para facilitar a passagem do efluente clarificado. Uma bomba de recirculação 140 é energizada para retirar um efluente clarificado através da válvula 457 e enviar ao mar ou para qualquer local designado. Antes da descarga ao mar, um fluxo de efluente clarificado é neutralizado pela adição de um produto químico à base de sulfato. Um fluxo tratado neutralizado 485 agora está substancialmente livre de qualquer cloro residual. Conforme o efluente clarificado é removido, a camada de lama aglomerada pegajosa desce pelas paredes do tanque de lote 105 e se adere nas laterais do tanque. Em um aspecto, uma porção de uma ou mais

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19/30 paredes laterais do tanque de lote 105 inclina-se para dentro para facilitar o deslizamento da lama até o fundo do tanque 105. O separador de sólidos 455 é configurado próximo ao fundo do tanque de lote 105.0 separador de sólidos 455 é composto por um acessório de tubulação dotado de uma tampa em forma de cogumelo. O separador de sólidos 455 é configurado para garantir que não haja contaminação cruzada da lama aglomerada com o efluente clarificado durante a bombeamento ou descarga. Em outras configurações, a tampa pode ter a forma de sino, convexo ou guarda-chuva. Em outro aspecto, o separador de sólidos 455 pode ser um acessório de tubulação P-trap.

[0045] O separador de sólidos 455 é ainda mais configurado para evitar o bombeamento da lama com sobrenadante/efluente clarificado. Um nível de parada pode ser definido na superfície superior do separador de sólidos 455.Assim que o sensor 409 detectar que o nível de efluente atingiu o nível de parada, a bomba de recirculação 140 é desenergizada. Esta ação interrompe a drenagem do efluente clarificado do tanque de lote 105 para que a massa de aglomerado não seja descarregada juntamente com o efluente clarificado. Assim, o separador de sólidos 455 atua como um coletor para a massa aglomerada (devido à consistência/densidade da aglomeração).

[0046] Um pequeno volume de efluente clarificado pode permanecer no tanque de lote 105. O tanque de lote 105 inclui ainda um pulverizador de lavagem 460.0 pulverizador de lavagem 460 fica dentro do tanque de lote 105, abaixo de um pulverizador de água do mar 410 e acima de um separador de resíduos sólidos 455. O pulverizador 460 executa uma lavagem interna de todas as partículas sólidas ou detritos ao longo das paredes internas do tanque 105 no início de cada ciclo de

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20/30 enchimento. O pulverizador de lavagem 460 pode ser usado para misturar os sólidos remanescentes no tanque de lote 105 com o efluente residual clarificado para criar uma lama. Esta etapa de lavagem do tanque permite uma limpeza adequada das paredes laterais do tanque 105 e facilita a mistura adequada da lama para permitir a retirada do tanque 105 durante o ciclo de descarga de sólidos. A lama inclui cerca de 0,8-2,5 % de sólidos em peso. A válvula 422 é reposicionada (ou energizada) para retirar a lama através do fundo do tanque separador de resíduos sólidos 455. O triturador 425 é energizado para recircular a lama através das válvulas 427 e 462 e voltar para o tanque de lote 105. Esta etapa é chamada de Etapa de Enxágue para preparar os sólidos úmidos restantes para a descarga. Após um curto período de tempo, a válvula 462 é reposicionada para permitir a descarga para o sistema de secagem/manipulação de sólidos ou para o tanque de armazenamento de sólidos do cliente. A bomba do triturador 425 transfere os sólidos úmidos até que detectada uma medição do nível de desligamento baixo por um sensor de nível 409 no tanque de lote 105. Ao atingir o nível de desligamento baixo, a bomba do triturador 425 é desenergizada. A válvula de descarga 462 é desenergizada e volta para sua posição normal. Isso basicamente fecha um ciclo completo de tratamento de dosagem (batch). O tanque de lote 105 agora está vazio novamente, e a água do mar pode começar a enchê-lo para o próximo ciclo de tratamento. O ciclo automático da operação de dosagem pode continuar a não ser que o sistema 100 seja fisicamente retirado do modo de operação automático ou a menos que o sistema detecte uma falha ou alarme.

[0047] Com referência novamente ao processo de neutralização, em um aspecto, é fornecida uma unidade de decloração 480. A unidade de

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21/30 decloração 480 inclui uma bomba injetora química ou uma bomba de medição 475. O efluente substancialmente tratado e clarificado que sai do tanque de lote 105 pode ser desclorado pela adição de quantidades ideais de um ou mais produtos químicos de decloração, tais como bissulfito de sódio, sulfito de sódio, tiossulfato de sódio ou dióxido de enxofre antes de sua descarga ao mar. Um sinal de partida pode ser enviado à unidade de decloração 480 para injetar um produto químico de decloração no fluxo de descarga de efluentes clarificados. O efluente desclorado é bombeado para fora até que detectado um ponto de comutação de nível baixo pelo sensor 409 no tanque de lote 105. Isto desenergiza a bomba de recirculação 140 e o sinal de decloração é removido. A válvula de descarga de efluente 459 é desenergizada de volta para sua posição normal.

[0048] O teor de cloro do efluente descarregado (< 0,5 mg/L) é configurado para atender os requisitos da Resolução MEPC.227(64) da IMO para liberação de efluentes para o ambiente marinho sem processamento adicional. O efluente desclorado é ambientalmente seguro e substancialmente livre de cloro residual.

[0049] O efluente desclorado 485 pode ser drenado por gravidade através da tubulação. Por exemplo, o sistema 100 pode incluir uma bomba centrífuga de aço inoxidável (não ilustrada) para descarregar o efluente desclorado para fora. O efluente descarregado é constituído por coliformes fecais inferiores a 100 ufc/100 ml, BODs inferior a 17 mg/L, COD inferior a 84 mg/L, TSS inferior a 23 mg/L, pH entre 6 e 8,5 e cloro residual total inferior a 0,5 mg/L.

[0050] Em um aspecto, um sensor/transmissor de turbidez online 470 monitora os níveis de turbidez/sólidos suspensos totais no efluente claro tratado antes de ser desclorado e descarregado ao mar. O sensor de

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22/30 turbidez online 470 pode ser posicionado de forma que possa detectar a turbidez (na Unidade de Turbidez Nefelométrica (NTU)) no efluente de descarga antes e/ou depois da injeção do produto químico de decloração. [0051] Em um aspecto, o descarte de 0,8 a 2,5 % em peso de sólidos úmidos/lamas 465 pode ser coletado em um tanque de coleta/equalização de esgoto sem plataforma deslizante. O tanque de coleta/equalização de esgoto (não apresentado) pode ser fornecido por um cliente/usuário do sistema 100.

[0052] Em outro aspecto, a descarga de 0,8 a 2,5 % em peso de sólidos úmidos/lamas 465 do tanque de lote 105 pode ser submetida a tratamento adicional, como por exemplo, tratamento de secagem. FIG. 5 ilustra um diagrama de blocos exemplar para um sistema 500 para secagem ou compactação da lama gerada durante o processo de tratamento de águas residuais descrito anteriormente com referência à FIG. 4. O sistema de secagem 500 é um sistema de secagem de lamas por centrifugação. O sistema de secagem 500 é configurado para uma secagem eficaz da lama, que contém 0,8-2,5 % de sólidos úmidos, até um ponto em que a lama seca contenha 10-13 % de sólidos em peso. A lama seca pode ser classificada como um resíduo sanitário tipo Classe B que pode ser descartado em um Aterro Sanitário Municipal Classe B aprovado, sem a necessidade de tratamento adicional em terra em um local de tratamento municipal. O funcionamento deste sistema de secagem 500 pode ser automatizado. O sistema de secagem 500 pode se comunicar com o sistema de tratamento 100 através de um painel de controle do sistema de centrífuga (não mostrado).

[0053] O sistema de secagem 500 é operado em modo automático. O sistema de secagem 500 está configurado para transmitir um sinal,

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23/30 denominado sinal de centrífuga pronta para receber quando estiver pronto para iniciar as operações de secagem em uma descarga de lama recebida do sistema de tratamento 100.

[0054] Com referência agora à FIG. 4 e FIG. 5, quando a lama do sistema de tratamento 100 estiver pronta para ser enviada para o sistema de secagem 500, a bomba trituradora 425 envia um sinal de 0,8 a 2,5 % em peso de sólidos úmidos/fluxo de lama 465 para o tanque de coleta de lama 510 juntamente com um sinal, tal como, um sinal de transferência de lama para a unidade de centrifugação 530 até o tanque de lote 105 estar vazio. Durante o processo de secagem da lama, o tanque de coleta de lama 510 é utilizado como tanque de compensação.

[0055] Na ausência do sistema de secagem 500, o cliente teria de lidar com a questão do armazenamento de uma grande massa e volume de lamas a bordo de uma embarcação. Por exemplo, um grande volume de lama (contendo 0,8 a 2,5 % de sólidos em peso) é gerado após o primeiro ciclo de tratamento. O cliente precisaria de um depósito com uma capacidade enorme para armazenar este volume de resíduos de lama dependendo da duração do armazenamento. No processo de secagem dos sólidos úmidos a 0,8-2,5 % em peso, este é compactado para cerca de 10 a 13 % em peso de sólidos concentrados. O centrado obtido a partir do processo de secagem pode ser reutilizado recirculando-o de volta para o tanque de lote, reduzindo assim o volume de água do mar utilizada. Assim, o cliente teria de armazenar apenas um pequeno volume de lama compactada a bordo da embarcação. A válvula 555 é uma válvula de esfera acionada que é aberta para permitir que o fluxo do centrado 560 seja direcionado de volta para o tanque de lote 105 na unidade de tratamento.

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24/30 [0056] Depois que o centrado 560 é enviado de volta para o sistema de tratamento 100, o volume do tanque de coleta de lama 510 é transferido para o tanque de recirculação 520 via fluxo gravitacional através da válvula liga/desliga 516. Isto esvazia o tanque de coleta de lama 510, estando pronto para receber um próximo lote de resíduos de lamas/sólidos úmidos do sistema de tratamento 100.

[0057] O sistema de secagem 500 pode então enviar um sinal, tal como um sinal de centrífuga pronta para receber para o sistema de tratamento 100 em preparação para o próximo lote de transferência de lama do sistema de tratamento 100. O sistema de secagem 500 começa a funcionar quando o tanque de recirculação 520 estiver cheio.

[0058] A bomba de recirculação 526 retira a lama do tanque de recirculação 520. A bomba 526 passa o fluxo de lama através da centrífuga 530. Na centrífuga 530, a força centrífuga, que é gerada por rotações de alta velocidade, é usada para separar os sólidos arrastados do fluido. A centrífuga 530 inclui uma cuba centrífuga interna para receber o fluido (não mostrado). Em um aspecto, conforme descrito nas Patentes dos EUA 6,224,532, 6,461,286, 6,478,724, 6,932,757 e 7,044,904, cujo conteúdo das mesmas está incorporado por referência neste documento, a centrífuga 530 pode incluir um fuso mestre configurado para girar em torno de um eixo, em que a cuba centrífuga interna está ligada ao fuso mestre para girar com ele; um eixo de transmissão; e uma lâmina de raspagem ligada ao eixo de transmissão para girar com ele, em que a lâmina de raspagem pode remover seletivamente os sólidos acumulados em uma superfície interna da cuba centrífuga; e um mecanismo de embreagem. Quando a lama entra na centrífuga giratória, forma um anel próximo das paredes da

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25/30 cuba centrífuga. Devido à força centrífuga, o material sólido mais denso desidratado se move para fora em direção às paredes da centrífuga enquanto, ao mesmo tempo, o líquido transborda da centrífuga sendo drenado por gravidade para o tanque de recirculação 520. O líquido é relativamente desprovido de sólidos. Os 10 a 13 % de sólidos em peso são retidos nas paredes da centrífuga. Isto continua por um intervalo de tempo predefinido enquanto o fluido é separado dos sólidos arrastados do fluxo. Ao término do período de tempo predefinido, a centrifugação diminui até parar e os sólidos desidratados são raspados da centrífuga através de raspadores internos. Como esses sólidos são raspados/deslocados da cuba, eles podem cair por gravidade no recipiente de coleta de sólidos secos 540. O recipiente de coleta de sólidos secos 540 pode ser colocado abaixo da centrífuga 530.

[0059] Durante esta operação completa, os detectores de nível 514 e 524 podem monitorar os níveis nos tanques associados 510 e 520. Os tanques 510 e 520 estão equipados com os respiradouros atmosféricos 512 e 522, respectivamente. Toda água centrada 550 restante no tanque de recirculação 520 pode ser descarregada através das válvulas 528 e 545 a partir do sistema de secagem 500.

[0060] Em um aspecto, o sistema de secagem pode compactar a lama de 0,8-2,5% a 10-13% de sólidos em peso, reduzindo assim a massa e o volume de lama que precisa ser eliminado. O cliente então precisa apenas se preocupar em descartar 10-13% de sólido em peso. O sistema de secagem 500 opera simultaneamente com o sistema de tratamento por dosagem 100 (batch).

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26/30 [0061] Em um aspecto, o tratamento de águas residuais pode ser realizado a bordo de uma embarcação marítima. Este tratamento a bordo geralmente é utilizado naqueles locais onde há acesso limitado a uma estação de tratamento de água municipal ou instalação equivalente. Exemplos de tais locais são navios e plataformas de perfuração off-shore.

[0062] Uma ou mais configurações do sistema têm um espaço físico reduzido e, ao reduzir o número de componentes e a complexidade de separar sólidos e líquidos em águas residuais (válvulas automáticas, número de células eletrolíticas, estrutura de suporte de aço para manutenção de rotina, fonte de alimentação, sistemas de controle), o sistema é mais fácil de operar. Isso também reduz os custos de material e de fabricação.

[0063] Testes de Certificação de Homologação de Tipo [0064] Os testes de certificação de homologação foram realizados no sistema de tratamento do Requerente sob a supervisão do órgão certificador Bureau Veritas (BV). O sistema de tratamento foi operado de acordo com as Diretrizes de Testes de Desempenho para Estações de Tratamento de Esgoto em relação aos Padrões de Efluentes adotadas pelo Comitê de Proteção do Ambiente Marinho (MEPC) da Organização Marítima Internacional (IMO) na resolução MEPC 2(VI) de 3 de dezembro de 1976; e alterações aplicadas no MEPC 159(55) de 13 de outubro de 2006 e MEPC 227(64) de 5 de outubro de 2012.

[0065] Características de Esgoto Bruto para Testes de Tipo: A qualidade do esgoto bruto durante todo o período de teste de tipo atende aos requisitos estipulados na Seção 5.2 da resolução MEPC.227(64). A Tabela 1 lista a média geométrica e os valores mínimos e máximos de TSS, BODs, COD e Turbidez para esgoto bruto (influente).

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Tabela 1 - Características do Esgoto Bruto durante o Teste de Tipo do Sistema de Tratamento

Parâmetro	Unidade	MEPC.227(64) Requisitos para Testes em Terra	Média Geométrica	Mínimo	Máximo
TSS	mg/L	500 (mínimo)	796	497	1.303
BODs	mg/L	Não especificado	211	127	281
COD	mg/L	Não especificado	1.041	852	1.436
Turbidez	NTU	Não especificado	427	190	590
PH	-	Não especificado	7,1	6,7	7,4
FC	CFU/100 mL	Não especificado	>17,222	9.200	>20,000

Notas: TSS - Sólidos Suspensos Totais, BODs - Demanda Bioquímica de Oxigênio de 5 dias, COD - Demanda Química de Oxigênio, FC Coliforme Fecal, TRC - Cloro Residual Total, TN - Nitrogênio Total e TP - Fósforo Total. Para cálculos geométricos, os valores de FC analisados como >20.000 CFU/100 mL são considerados como 20.000 CFU/100 mL.

[0066] Características do efluente de decloração nos ensaios Tipo: Este fluxo representa o efluente liberado que sai do sistema de tratamento. A Tabela 2 lista a média geométrica, mínima, e os valores máximos de TSS, BODs, COD e Turvação dos efluentes de decloração.

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Tabela 2- Características do efluente de decloração obtidas pelo Sistema de Tratamento

Parâmetro	Unidade	Limite de Efluentes por IMO MEPC.227(64)	Limites de efluentes revistos para OMNIPURE™ Série 64 Gen II STPs (Fator de Diluição: 0,67)	Média Geométrica	Mín.	Máx.
TSS	mg/L	35 x Qí/Qe	23 (35x0,67)	14	9	35
BODs	mg/L	25 x Qí/Qe	17 (25x0,67)	13	2	23
COD	mg/L	125 x Q/Qe	84 (125 x 0,67)	48	40	60
FC	CFU/100mL	100	100	23	1	609
PH	unidade	6 a 8,5	6 a 8,5	7,0	6,7	7,4
TRC	mg/L	<0,5	<0,5	0,06	0,00	0,49
TN	mg/L	20 (ou redução de 70%)	20 (ou redução de 70%)	NA	NA	NA
TP	mg/L	1 (ou redução de 70%)	1 (ou redução de 70%)	NA	NA	NA

Notas: TSS - Sólidos Suspensos Totais, BODs - Demanda Bioquímica de Oxigênio de 5 dias, COD - Demanda Química de Oxigênio, FC - Coliforme Fecal, TRC - Cloro Residual Total, TN - Nitrogênio Total, TP - Fósforo Total, NA - Não analisado. Para cálculos geométricos, os valores de TRC registrados como 0,0 mg/L são considerados como 0,001 mg/L, enquanto que os valores de BODs registrados como <2,0 mg/L são considerados como 2,0 mg/L.

[0067] Portanto, a presente invenção está bem adaptada para atingir os fins e vantagens mencionados, bem como aqueles que lhe são inerentes. A descrição anterior não se visa limitar a invenção, que pode

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29/30 ser utilizada de acordo com diferentes aspectos ou configurações sem se afastar de seu âmbito de aplicação e cujo alcance é definido de forma unívoca pelas reivindicações anexas. A discussão de documentos, atos, materiais, dispositivos, artigos e semelhantes é incluída nesta especificação apenas com a finalidade de fornecer um contexto para a presente invenção. Não é sugerido ou representado que qualquer ou todas estas matérias fizessem parte da base do estado da técnica anterior ou fossem do conhecimento geral comum no domínio relevante da presente invenção antes da data de prioridade de cada reivindicação do presente pedido.

[0068] Além disso, as configurações ilustrativas específicas acima mencionadas podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas dentro do escopo e da finalidade da presente invenção. Embora os sistemas e métodos sejam descritos em termos de consistindo de, contendo ou incluindo vários dispositivos/componentes ou etapas, entende-se que os sistemas e métodos também podem consistir essencialmente de ou consistir de nos vários componentes e etapas. Sempre que divulgada uma faixa numérica com um limite inferior e um limite superior, qualquer número e qualquer intervalo incluído dentro dessa faixa é especificamente divulgado. Em particular, cada faixa de valores (da forma de aproximadamente a a cerca de b ou, de forma equivalente, de aproximadamente a a b) aqui divulgados deve ser entendida como indicando todos os números e intervalos compreendidos dentro da faixa de valores mais ampla. Além disso, os termos das reivindicações têm seu significado claro e comum, a não ser que explícita e claramente definidos de outra forma pelo titular da patente. Além disso, os artigos indefinidos um ou uns, conforme usados nas reivindicações,

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30/30 são aqui definidos para significar um ou mais de um dos elementos que apresenta. Se houver algum conflito nos usos de uma palavra ou termo nesta especificação e uma ou mais patentes ou outros documentos que possam ser aqui incorporados por referência, devem ser adotadas as definições que sejam consistentes com esta especificação.

Claims (24)

1. Um método para o tratamento de águas residuais, constituído pelo seguinte:

enchimento de um tanque de lote com água do mar até este atingir um primeiro nível predeterminado;

transferência das águas residuais para o tanque de lote até que a mistura de água do mar e de águas residuais no tanque de lote atinja um segundo nível predeterminado, em que as águas residuais incluam partículas sólidas em suspensão;

submetendo um fluxo da mistura de água do mar e águas residuais à eletrólise dentro de uma célula eletrolítica, em que a célula eletrolítica é montada fora do tanque de lote;

tubulação do fluxo de eletrólise para uma câmara de supressão, em que a câmara de supressão é montada acima do tanque de lote e em que o fluxo de eletrólise consiste de bolhas de gás micro/finas arrastadas geradas durante a eletrólise;

injeção de uma solução de antiespumante diluída através de uma bomba de injeção química a partir de uma câmara de armazenamento de antiespumante na saída da célula eletrolítica;

injeção de uma solução de polímero diluída fluxo acima de uma tubulação de mistura em linha, em que a solução de polímero é introduzida na câmara de supressão praticamente em simultâneo com a corrente eletrolítica;

permissão da dispersão da solução de polímero e do fluxo eletrolítico como um chuveiro fino sobre a água do mar residual e águas de rejeito no tanque de lote, em que a solução de polímero facilita a floculação das partículas sólidas em suspensão;

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2/6 criação de uma camada flutuante distinta das partículas sólidas floculadas ligadas às microbolhas; e separação de um efluente substancialmente clarificado da camada floculada.

2. O método de acordo com a Reivindicação 1, que consiste ainda da maceração das partículas sólidas em suspensão antes da etapa de eletrólise.

3. O método de acordo com a Reivindicação 1, em que a solução de antiespumante controla a formação excessiva de espuma no fluxo eletrolítico antes de ser canalizada para a câmara de supressão.

4. O método de acordo com a Reivindicação 1, que consiste ainda da mistura, em um sistema de mistura de polímeros in situ, de um polímero catiônico puro com um volume predeterminado de água de serviço para produzir a solução de polímero diluída, em que o sistema de mistura de polímeros consiste de uma câmara/coluna de mistura de polímeros.

5. O método de acordo com a Reivindicação 4, em que, simultaneamente com a transferência da água do mar para o tanque de lote, ocorre o bombeamento do polímero catiônico puro para a câmara/coluna de mistura de polímeros para a etapa de mistura.

6. O método de acordo com a Reivindicação 4, que consiste ainda de fornecer para a câmara/coluna de mistura de polímeros um primeiro comutador superior e um segundo comutador inferior para a detecção dos níveis da solução de polímero na câmara/coluna de mistura de polímeros, assegurando assim a adição de uma quantidade ideal da solução de polímero ao tanque de lote.

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7. 0 método de acordo com a Reivindicação 1, que consiste ainda da facilitação de um ciclo de sedimentação para permitir a separação do efluente substancialmente clarificado da camada floculada.

8. O método de acordo com a Reivindicação 1, que consiste ainda da descarga do efluente clarificado a partir do tanque de lote.

9. O método de acordo com a Reivindicação 8, em que a descarga do efluente clarificado termina assim que atingido um terceiro nível predeterminado.

10. O método de acordo com a Reivindicação 9, que consiste ainda da pulverização do tanque de lote com uma lama misturada para remover partículas sólidas residuais que residem ao longo de uma parede interna do tanque de lote.

11. O método de acordo com a Reivindicação 8, que consiste ainda da neutralização do cloro residual no efluente clarificado com uma ou mais substâncias químicas antes da fase de descarga.

12. O método de acordo com a Reivindicação 11, que consiste ainda da medição da turbidez do efluente clarificado antes e/ou depois da fase de neutralização.

13. O método de acordo com a Reivindicação 8, que consiste ainda do aprisionamento substancial da camada floculada no tanque de lote, utilizando um dispositivo que impeça sua descarga com o efluente clarificado.

14. O método de acordo com a Reivindicação 13, que consiste ainda do bombeamento da camada floculada a partir do tanque de lote para um tanque de lama até ser detectado um nível de fechamento no tanque de lote, em que o nível de fechamento corresponde a um tanque de lote praticamente vazio.

Petição 870190041967, de 03/05/2019, pág. 41/129

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15. 0 método de acordo com a Reivindicação 14, que consiste ainda da retomada do enchimento do tanque de lote com água do mar para dar início a um ciclo subsequente de tratamento das águas residuais.

16. O método de acordo com a Reivindicação 13, que inclui ainda o bombeamento da camada floculada para um sistema de secagem, em que o sistema de secagem consiste de uma unidade de centrifugação para secagem de sólidos úmidos/lamas, através da qual os sólidos arrastados são compactados até o nível desejado.

17. O método de acordo com a Reivindicação 16, que consiste ainda da recirculação de um centrado gerado durante a etapa de secagem de sólidos/lamas para o tanque de lote para uso durante um ciclo de tratamento subsequente.

18. O método de acordo com a Reivindicação 17, em que o centrado é reintroduzido no tanque de lote antes da adição de água do mar durante o ciclo de tratamento subsequente e em que o centrado complementa a água do mar.

19. Um sistema de tratamento de águas residuais, constituído pelo seguinte:

um tanque de lote para o recebimento de águas residuais e água do mar, em que as águas residuais são constituídas por partículas sólidas em suspensão;

uma célula eletrolítica em comunicação operável com o tanque de lote de água, em que a célula eletrolítica é montada fora do tanque de lote e em que um fluxo da mistura da água do mar e das águas residuais é submetido à eletrólise dentro de uma célula eletrolítica, em que o fluxo eletrolítico consiste de bolhas de gás micro/finas arrastadas geradas durante a eletrólise;

Petição 870190041967, de 03/05/2019, pág. 42/129

5/6 uma câmara de supressão, em que a câmara de supressão é montada acima do tanque de lote e está em comunicação fluídica com o tanque de lote; e um sistema de mistura de polímeros in situ para misturar um polímero puro com um fluxo de água de serviço para produzir uma solução polimérica, em que a solução polimérica facilita a floculação das partículas sólidas em suspensão em que o tanque de lote consiste de um ou mais sensores, em que um ou mais sensores estão configurados para detecção de:

um primeiro nível predeterminado, em que o primeiro nível predeterminado corresponde a um nível de enchimento de água do mar predeterminado no tanque de lote;

um segundo nível predeterminado, em que o segundo nível predeterminado corresponde a um nível de enchimento de águas residuais predeterminado no tanque de lote;

em que a câmara de supressão é constituída por um pacote de coalescência com placas difusoras de fluxo integrais para dispersão da solução polimérica e do fluxo de eletrólise como um chuveiro fino sobre a água do mar residual e águas residuais no tanque de lote, de modo a criar uma camada flutuante distinta das partículas sólidas floculadas ligadas às microbolhas com efluente substancialmente clarificado abaixo da camada floculada.

20. O sistema de acordo com a Reivindicação 19, em que o sistema é montado sobre patins.

Petição 870190041967, de 03/05/2019, pág. 43/129

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21. 0 sistema de acordo com a Reivindicação 19, que consiste ainda de um injetor antiespuma, em que o injetor antiespuma está localizado fora do tanque de lote e próximo da célula eletrolítica.

22. O sistema de acordo com a Reivindicação 19, que consiste ainda de um injetor de decloração para neutralizar o efluente clarificado, em que o injetor de decloração está localizado nas proximidades de um porto para descarga do efluente clarificado.

23. O sistema de acordo com a Reivindicação 19, que consiste ainda de um sistema de secagem, em que o sistema de secagem inclui uma centrífuga para recebimento das partículas sólidas floculadas sob a forma de lama úmida.

24. O sistema de acordo com a Reivindicação 23, em que o sistema de secagem consiste ainda de uma tubulação para a circulação de um centrado gerado a partir da centrifugação/secagem das partículas sólidas floculadas/lama úmida para o tanque de lote.