BR112021004936A2 - método para evitar o aumento inseguro de pressão em pressão - Google Patents

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Abstract

Método para a operação eficiente de um aparelho de tratamento de resíduos que compreende reatores sequenciais por batelada anaeróbios-aeróbios (SBR). O método compreende a transferência sincronizada de resíduos entre os reatores, para evitar o aumento inseguro de pressão no reator anaeróbio e atingir níveis inseguros.

Description

MÉTODO PARA EVITAR O AUMENTO INSEGURO DE PRESSÃO EM
PRESSÃO Campo da Invenção
[001] A presente invenção refere-se a um método para a operação eficiente de um aparelho de tratamento de resíduos que compreende reatores sequenciais por batelada anaeróbios-aeróbios (SBR). Mais particularmente, o método compreende a transferência sincronizada de resíduos entre os reatores do aparelho. Fundamentos da Invenção
[002] A digestão anaeróbia (AD) é um processo biológico que decompõe os materiais orgânicos (matérias-primas) na ausência de oxigênio (condições anaeróbicas) em biogás, contendo principalmente metano (CH4) e dióxido de carbono (CO2). Um aparelho de reator sequencial por batelada anaeróbio-aeróbio (SBR) compreende tanto um reator anaeróbio quanto um reator aeróbio, onde o influente do reator aeróbio é pré-tratado no reator anaeróbio. Em um SBR, a quantidade de resíduos diários é tratada em bateladas. O aparelho de reator sequencial por batelada anaeróbio-aeróbio (SBR) é um arranjo bem conhecido na técnica, no qual reatores por batelada anaeróbio e aeróbio são operados.
[003] O resíduo de matéria-prima é primeiro alimentado ao reator anaeróbio e, em seguida, os resíduos tratados são transferidos do reator anaeróbio para o reator aeróbio. O reator anaeróbio compreende um coletor de gás para coleta do biogás produzido durante a decomposição da matéria-prima no reator.
[004] O biogás produzido durante a digestão anaeróbia faz com que a pressão se acumule no reator anaeróbio. A capacidade do reator para resíduos e biogás é limitada pelo tamanho do reator. Verificou-se agora que, para operar eficazmente uma pluralidade de reatores do tipo descrito acima, é vantajoso realizar uma transferência regulada de resíduos entre os reatores.
Essa transferência de resíduos resulta em uma operação eficiente do sistema, bem como evita que a pressão se acumule dentro do reator anaeróbio e atinja níveis inseguros.
[005] De acordo com a presente invenção, a alimentação de resíduos na instalação é sincronizada com a transferência de resíduos do reator anaeróbio para o reator aeróbio em um aparelho de SBR anaeróbio-aeróbio.
[006] Os objetivos e vantagens acima e outros da invenção se tornarão evidentes à medida que a descrição prossegue. Sumário da Invenção
[007] A presente invenção provê vantajosamente um método para evitar o aumento inseguro de pressão em pressão em pelo menos um reator anaeróbio de um sistema que compreende um arranjo de reator sequencial por batelada anaeróbio-aeróbio (SBR), compreendendo pelo menos um reator anaeróbio e um reator aeróbio, enquanto evita vácuo no segundo reator anaeróbio, cada um desses reatores estando em comunicação de reciclagem com pelo menos um outro reator, compreendendo as etapas de: i) alimentar um resíduo de matéria-prima para o dito pelo menos um reator anaeróbio; e simultaneamente, ii) transferir a mesma porção de resíduos do dito pelo menos um reator anaeróbio para o dito reator aeróbio.
[008] Em algumas modalidades, o método compreende adicionalmente iii) transferir uma porção de lodo ativado residual (WAS) do dito reator aeróbio para o dito pelo menos um reator anaeróbio; e simultaneamente, iv) descarregar uma porção de WAS do dito pelo menos um reator anaeróbio. Breve Descrição dos Desenhos
[009] Nos desenhos: a FIG. 1 é uma representação esquemática de um aparelho que opera de acordo com a invenção. Descrição detalhada
[0010] Em uma modalidade, a presente invenção opera em um aparelho de reator sequencial por batelada anaeróbio-aeróbio (SBR) com pelo menos um reator anaeróbio e um reator aeróbio, em comunicação de reciclagem, e compreende as etapas de: i) alimentar resíduos de matéria-prima para o pelo menos um reator anaeróbio; e simultaneamente, ii) transferir resíduos do pelo menos um reator anaeróbio para o reator aeróbio.
[0011] Uma das vantagens alcançadas pela invenção é a de evitar o aumento inseguro de pressão em pelo menos um reator anaeróbio enquanto evita vácuo no segundo reator anaeróbio. A regulação da pressão permite a operação eficiente e constante do aparelho que permite que a desnitrificação atinja a taxa de pico no SBR. A desnitrificação ocorre simultaneamente com a taxa de pico de decomposição da matéria orgânica no SBR Anaeróbio.
[0012] Conforme usado neste documento, o termo “matéria-prima” se refere ao material orgânico a ser tratado. Em algumas modalidades, a matéria- prima pode ser lodo de esgoto, resíduos de gado, resíduos de alimentos e bebidas, incluindo matadouro, resíduos de padaria ou cervejaria, e resíduos agrícolas, mas a invenção não está limitada a qualquer material de alimentação específico.
[0013] Conforme usado neste documento, o termo “comunicação de reciclagem” é usado para indicar que o líquido, resíduos, lodo ou gás podem ser reciclados de um componente da instalação para outro, ou seja, os resíduos são transferidos entre os componentes da instalação. O termo também abrange a transferência de porções de resíduos. Por conseguinte, deve ser entendido que um reator é considerado encontrado em comunicação de reciclagem com outro reator se ele transferir resíduos de si mesmo para outro reator, ou receber resíduos transferidos para ele de outro reator, mesmo que não possa transferir resíduos para outro reator.
[0014] Será reconhecido pelo versado na técnica, que em algumas modalidades, onde o aparelho compreende mais de um reator anaeróbio, os reatores anaeróbios estão em comunicação de reciclagem uns com os outros de modo que a pressão seja uniforme, ou alternativamente, que a transferência simultânea de resíduos esteja ligada entre esses reatores.
[0015] De acordo com algumas modalidades, a invenção pode ser aplicada a um aparelho de SBR anaeróbio-aeróbio, tal como aquele esquematicamente representado na Fig. 1. O aparelho 100 compreende dois reatores anaeróbios 102, 103 e um reator aeróbio 104. Os resíduos de matéria- prima 101 são alimentados através da linha 140 em bateladas para o primeiro reator anaeróbio 102. Simultaneamente, os resíduos são transferidos através da linha 141 em bateladas do segundo reator anaeróbio 103 para o reator aeróbio 104. O aparelho compreende um recipiente de descarga 110 e um recipiente de efluente 112 e condutos, tais como 140, 141, 105, 106 para facilitar o fluxo de resíduos através dos reatores do aparelho. Em algumas modalidades, o biogás 111 pode ser coletado dos reatores anaeróbios 102, 103 via 107.
[0016] Em algumas modalidades, os resíduos são transferidos através da linha 105 do reator aeróbio 104 para o segundo reator anaeróbio 103 e, simultaneamente, uma porção inferior dos resíduos é descarregada através da linha 109 do primeiro reator anaeróbio 102.
[0017] Conforme usado neste documento, o termo “resíduo” se refere ao material que pode ser retirado da porção inferior de um reator. A este respeito, a porção inferior será normalmente considerada o terço inferior do reator, mas o ponto de retirada pode estar localizado em várias alturas e posições no reator e não está limitado a qualquer local particular.
[0018] A presente invenção é aplicável a qualquer aparelho de reator sequencial por batelada anaeróbio-aeróbio (SBR), que pode compreender um ou mais reatores anaeróbios, pelo menos um reator aeróbio e qualquer número de tanques ou recipientes de reserva e tratamento. Esses tanques podem ser, mas não estão limitados a, tanques de água para conter o efluente de água, tanques de coleta para conter matéria-prima a ser alimentada ao aparelho, tanques para conter os resíduos descarregados ou tanques para posterior tratamento e purificação do efluente de água.
[0019] Exemplos ilustrativos e não limitativos de reatores anaeróbios adequados para operação no contexto da invenção são um reator sequencial por batelada anaeróbio (ASBR). O reator anaeróbio pode compreender um coletor de gás para coletar biogás, incluindo metano.
[0020] Exemplos ilustrativos e não limitativos de reatores aeróbios adequados para operação no contexto da invenção são um reator sequencial por batelada (SBR). O reator aeróbio pode compreender um dispositivo de aeração para fornecer ar ou oxigênio ao reator.
[0021] Os reatores estão em comunicação uns com os outros através de um conduto, canal, cano ou tubo adequado para a transferência de líquido, resíduo, lodo ou gás de um componente da instalação para outro. Bombas e meios acionados por gravidade podem ser incluídos em um conduto, conduto, canal, cano ou tubo para facilitar a transferência de líquido, resíduo, lodo ou gás. Em alguns casos, o conduto, canal, cano ou tubo pode compreender adicionalmente válvulas capazes de abrir e fechar para regular o fluxo de resíduos.
[0022] Em algumas modalidades, o método compreende adicionalmente: iii) transferir uma porção de lodo ativado residual (WAS), como definido daqui em diante, do dito reator aeróbio para o dito pelo menos um reator anaeróbio; e simultaneamente, iv) descarregar uma porção de lodo ativado residual (WAS) do dito pelo menos um reator anaeróbio.
[0023] Conforme usado aqui, o termo “porção” denota um volume de resíduos ou lodo que é determinado de acordo com o tamanho dos reatores no aparelho. Consequentemente, será reconhecido pelo versado na técnica que o volume da dita porção é escalonável e é definido de acordo com a capacidade da instalação e outras considerações. O volume da dita porção também pode variar de acordo com os componentes da instalação de onde e para a qual a porção está sendo transferida.
[0024] Tal como aqui usado, o termo “lodo ativado residual” ou “WAS” refere-se a sólidos sedimentados na porção inferior do reator, contendo partículas e organismos vivos. O dito WAS pode ocupar diferentes alturas da porção inferior do reator e, normalmente, formará um lodo que é fluido.
[0025] Como será reconhecido pelo versado na técnica, uma das vantagens da invenção é que ela provê um método simples para ajuste de pressão em um aparelho de SBR anaeróbio-aeróbio para prevenir o aumento inseguro de pressão no reator anaeróbio, proporcionando assim uma operação mais segura e mais facilmente equalizada do sistema.
[0026] Embora modalidades exemplificativas da invenção tenham sido descritas, será entendido que a invenção pode ser realizada com muitas variações, modificações e adaptações, sem exceder o escopo das reivindicações.

Claims (4)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para evitar o aumento inseguro de pressão em pressão em pelo menos um reator anaeróbio de um sistema que compreende um arranjo de reator sequencial por batelada anaeróbio-aeróbio (SBR), caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um reator anaeróbio e um reator aeróbio, enquanto evita vácuo no segundo reator anaeróbio, cada um dos ditos reatores estando em comunicação de reciclagem com pelo menos um outro reator, compreendendo as etapas de: i) alimentar um resíduo de matéria-prima para o dito pelo menos um reator anaeróbio; e simultaneamente, ii) transferir a mesma porção de resíduos do dito pelo menos um reator anaeróbio para o dito reator aeróbio.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: iii) transferir uma porção de lodo ativado residual (WAS) do dito reator aeróbio para o dito pelo menos um reator anaeróbio; e simultaneamente, iv) descarregar uma porção de WAS do dito pelo menos um reator anaeróbio.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um reator anaeróbio compreende dois reatores em comunicação de reciclagem um com o outro, de modo que a pressão no mesmo seja uniforme.
4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende dois reatores anaeróbios e um aeróbio.
biogás
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