BR112022012815B1 - WASTEWATER OXYGENATION SYSTEM AND METHOD AND OXYGEN INFUSION MODULE - Google Patents

WASTEWATER OXYGENATION SYSTEM AND METHOD AND OXYGEN INFUSION MODULE Download PDF

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Mark Max Mackenzie
David Wade Campbell
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Prosper Technologies, Llc
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Abstract

SISTEMAS E MÉTODOS DE INFUSÃO DE GÁS PARA TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUAIS. Este pedido está relacionado a um sistema e método de tratamento de águas residuais em que um sistema de infusão de oxigênio é usado para supersaturar águas residuais antes de processos biológicos aeróbicos, em que o oxigênio é transferido para as águas residuais livres de bolhas de oxigênio e atinge uma redução na demanda de potência para o processo de aeração de águas residuais.GAS INFUSION SYSTEMS AND METHODS FOR WASTEWATER TREATMENT. This application relates to a wastewater treatment system and method wherein an oxygen infusion system is used to supersaturate wastewater prior to aerobic biological processes, wherein oxygen is transferred to wastewater free of oxygen bubbles and achieves a reduction in power demand for the wastewater aeration process.

Description

ANTECEDENTESBACKGROUND CAMPOFIELD

[001] Este pedido está relacionado a sistemas e métodos para tratamento de águas residuais (por exemplo, águas residuais industriais e/ou municipais) e, mais especificamente, a sistemas e métodos de redução dos níveis de demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e demanda química de oxigênio (DQO) em águas residuais, otimizando o consumo de energia em sistemas de aeração utilizados em sistemas de tratamento de águas residuais.[001] This application relates to systems and methods for treating wastewater (e.g., industrial and/or municipal wastewater) and, more specifically, to systems and methods for reducing biochemical oxygen demand (BOD) levels and chemical oxygen demand (COD) in wastewater, optimizing energy consumption in aeration systems used in wastewater treatment systems.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICADESCRIPTION OF THE STATE OF THE TECHNIQUE

[002] Para proteger o meio ambiente e promover a saúde pública, as comunidades normalmente precisam de tratamento de águas residuais municipais, industriais e agrícolas. A descarga de águas residuais não tratadas não é adequada, pois dá origem a inúmeras preocupações ambientais, como a poluição dos recursos hídricos superficiais e subterrâneos. As águas residuais não tratadas contêm matéria orgânica e nutrientes que, se não forem tratados e não forem removidos do fluxo de resíduos, podem resultar em poluição ambiental. Assim, quando as águas residuais não tratadas são lançadas em corpos d'água acima do solo ou em campos de drenagem subterrâneos, o nível de oxigênio dissolvido nas águas receptoras começa a se esgotar, o que põe em risco os próprios corpos d'água, juntamente com a estação residente e a vida aquática. Além disso, em países em desenvolvimento, onde a água potável é escassa, muitas vezes é desejável recuperar o máximo possível de água reutilizável das águas residuais, em vez de descartar tanto as águas residuais quanto os contaminantes.[002] To protect the environment and promote public health, communities typically need municipal, industrial and agricultural wastewater treatment. Discharging untreated wastewater is not appropriate as it gives rise to numerous environmental concerns such as pollution of surface and underground water resources. Untreated wastewater contains organic matter and nutrients that, if not treated and removed from the waste stream, can result in environmental pollution. Thus, when untreated wastewater is discharged into above-ground water bodies or underground drainage fields, the level of dissolved oxygen in the receiving waters begins to deplete, which puts the water bodies themselves at risk, along with resident station and aquatic life. Furthermore, in developing countries where drinking water is scarce, it is often desirable to recover as much reusable water as possible from wastewater rather than disposing of both wastewater and contaminants.

[003] Para tratar as águas residuais, as comunidades em áreas altamente populosas geralmente coletam as águas residuais e as transportam através de uma série de canos subterrâneos para uma grande estação centralizada de tratamento de águas residuais. No entanto, existem vários problemas associados a grandes estações de tratamento centralizadas. As estações de tratamento de águas residuais centralizadas são projetadas e classificadas para processar uma taxa de fluxo específica de águas residuais por dia, normalmente expressa como a capacidade nominal da estação, e todas as estações de tratamento têm uma capacidade máxima de taxa de fluxo. Assim, se uma estação de tratamento centralizada receber mais águas residuais em um determinado dia do que a estação foi projetada para lidar, problemas serão encontrados. Por exemplo, quando uma estação de tratamento recebe quantidades maiores do que o normal de águas residuais brutas não tratadas, o desempenho do tratamento diminui e as águas residuais parcialmente tratadas ou não tratadas são descarregadas em um corpo receptor de água, como um rio, para não exceder a quantidade de água residual que a estação foi projetada para lidar. São necessários sistemas de tratamento de águas residuais que possam acomodar picos de capacidade.[003] To treat wastewater, communities in highly populated areas often collect wastewater and transport it through a series of underground pipes to a large centralized wastewater treatment plant. However, there are several problems associated with large centralized treatment plants. Centralized wastewater treatment plants are designed and rated to process a specific flow rate of wastewater per day, typically expressed as the plant's nominal capacity, and all treatment plants have a maximum flow rate capacity. Thus, if a centralized treatment plant receives more wastewater on a given day than the plant was designed to handle, problems will be encountered. For example, when a treatment plant receives larger than normal quantities of raw, untreated wastewater, treatment performance decreases and partially treated or untreated wastewater is discharged into a receiving body of water, such as a river, to do not exceed the amount of wastewater the plant was designed to handle. Wastewater treatment systems that can accommodate peak capacity are needed.

[004] O tratamento de águas residuais e, em particular, o tratamento de esgoto municipal geralmente requer etapas e processos aeróbicos. Nestes estágios os microrganismos presentes no efluente (matéria orgânica) quando em contato com a presença de oxigênio, promovem reação em que há a conversão da matéria orgânica em dióxido de carbono (CO2), água e compostos inertes, eliminando a carga indesejável. Para que isso ocorra, normalmente são necessários grandes volumes de oxigênio, que precisam ser colocados em contato com o efluente, a fim de garantir um ambiente aeróbico adequado e estável para atingir o processo.[004] Wastewater treatment and, in particular, municipal sewage treatment generally require aerobic steps and processes. In these stages, the microorganisms present in the effluent (organic matter) when in contact with the presence of oxygen, promote a reaction in which organic matter is converted into carbon dioxide (CO2), water and inert compounds, eliminating the undesirable load. For this to occur, large volumes of oxygen are normally required, which need to be placed in contact with the effluent, in order to guarantee an adequate and stable aerobic environment to achieve the process.

[005] Além da agitação das águas residuais para criar oxigênio disponível para os processos biológicos, muitas instalações modernas de tratamento de águas residuais incorporam sistemas de ar soprado e difusores para borbulhar ar sob pressão através das águas residuais nos tanques de aeração ou piscinas. Todos os sistemas convencionais de bolhas, sejam de bolhas grandes, bolhas pequenas ou microbolhas, perdem até 90% do oxigênio disponível para a atmosfera. Sistemas de aeração convencionais (por exemplo, sopradores e difusores) usados em instalações de tratamento de águas residuais injetam ar que contém para condições normais de pressão e temperatura apenas 23% de oxigênio, e muito é perdido para a atmosfera à medida que o ar borbulha através do efluente e sai pela superfície do efluente nos tanques de aeração. Além disso, esses sistemas de sopradores normalmente exigem grandes quantidades de energia, muitas vezes representando metade ou mais do consumo total de energia da instalação. Os mesmos sistemas de sopradores podem exigir casas de sopradores para acomodar a poluição sonora dos ventiladores, bem como sistemas de distribuição de aço inoxidável caros. O resultado é que, embora os sistemas de sopradores forneçam processos biológicos aprimorados nos tanques de aeração de uma instalação de tratamento de águas residuais, eles também são ineficientes e caros.[005] In addition to agitating wastewater to create available oxygen for biological processes, many modern wastewater treatment facilities incorporate blown air systems and diffusers to bubble air under pressure through wastewater in aeration tanks or pools. All conventional bubble systems, whether large bubbles, small bubbles or microbubbles, lose up to 90% of the oxygen available to the atmosphere. Conventional aeration systems (e.g., blowers and diffusers) used in wastewater treatment facilities inject air that contains for normal pressure and temperature conditions only 23% oxygen, and much of it is lost to the atmosphere as the air bubbles. through the effluent and exits through the effluent surface in the aeration tanks. Additionally, these blower systems typically require large amounts of energy, often representing half or more of the installation's total energy consumption. The same blower systems may require blower houses to accommodate noise pollution from the fans, as well as expensive stainless steel distribution systems. The result is that while blower systems provide enhanced biological processes in a wastewater treatment facility's aeration tanks, they are also inefficient and expensive.

SUMÁRIOSUMMARY

[006] Portanto, existe a necessidade de um sistema e método aprimorados para fornecer oxigênio às porções aeróbicas de um processo de tratamento de águas residuais. (por exemplo, tratamento de águas residuais industriais e/ou municipais). De acordo com um aspecto da divulgação, um sistema de infusão de gás melhorado e um método mais eficiente para fornecer oxigênio aos processos biológicos no tratamento de águas residuais aumenta vantajosamente a quantidade de oxigênio fornecida aos processos biológicos enquanto simultaneamente reduz o consumo total de energia do processo de tratamento de águas residuais. Além disso, o sistema de infusão de gás melhorado reduz vantajosamente os custos de instalação, operação e manutenção do sistema, ao mesmo tempo em que fornece a aplicabilidade de surtos na instalação e flutuações de capacidade.[006] Therefore, there is a need for an improved system and method for supplying oxygen to the aerobic portions of a wastewater treatment process. (e.g. industrial and/or municipal wastewater treatment). According to one aspect of the disclosure, an improved gas infusion system and a more efficient method for supplying oxygen to biological processes in wastewater treatment advantageously increases the amount of oxygen supplied to biological processes while simultaneously reducing the total energy consumption of the wastewater treatment process. Furthermore, the improved gas infusion system advantageously reduces system installation, operation and maintenance costs while providing applicability of facility surges and capacity fluctuations.

[007] De acordo com um aspecto da divulgação, um sistema de tratamento de águas residuais (por exemplo, tratamento de águas residuais industriais e/ou municipais) é fornecido compreendendo um sistema de infusão de oxigênio para transferir oxigênio para águas residuais, de modo que as águas residuais oxigenadas estejam livres de bolhas de oxigênio.[007] According to one aspect of the disclosure, a wastewater treatment system (e.g., industrial and/or municipal wastewater treatment) is provided comprising an oxygen infusion system for transferring oxygen to wastewater so as to that oxygenated wastewater is free of oxygen bubbles.

[008] De acordo com outro aspecto da divulgação, um sistema de tratamento de águas residuais compreende: um suprimento de águas residuais; um gerador de oxigênio configurado para suprir oxigênio pressurizado pelo menos 90% puro; um sistema de infusão de oxigênio compreendendo; um ou mais módulos de infusão de oxigênio compreendendo uma pluralidade de membranas ou fibras de núcleo oco microporosas hidrofóbicas; em que cada módulo de infusão de oxigênio está em comunicação fluida com o gerador de oxigênio, o oxigenador configurado para fornecer um suprimento de oxigênio pressurizado para cada membrana na pluralidade de membranas ou fibras de núcleo oco microporosas hidrofóbicas; em que o módulo de infusão de oxigênio está configurado para receber o suprimento de águas residuais de modo que as águas residuais circundam cada membrana na pluralidade de membranas ou fibras de núcleo oco microporosas hidrofóbicas; em que cada membrana ou fibra da pluralidade de membranas ou fibras de núcleo oco microporosas hidrofóbicas é configurada para permitir a transferência do oxigênio pressurizado para as águas residuais através de uma pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais; e uma descarga de águas residuais oxigenadas.[008] According to another aspect of the disclosure, a wastewater treatment system comprises: a wastewater supply; an oxygen generator configured to supply pressurized oxygen at least 90% pure; an oxygen infusion system comprising; one or more oxygen infusion modules comprising a plurality of hydrophobic microporous hollow-core membranes or fibers; wherein each oxygen infusion module is in fluid communication with the oxygen generator, the oxygenator configured to provide a supply of pressurized oxygen to each membrane in the plurality of hydrophobic microporous hollow core membranes or fibers; wherein the oxygen infusion module is configured to receive the wastewater supply such that the wastewater surrounds each membrane in the plurality of hydrophobic microporous hollow-core membranes or fibers; wherein each membrane or fiber of the plurality of hydrophobic microporous hollow-core membranes or fibers is configured to allow transfer of the pressurized oxygen to the wastewater through a plurality of micropores, such that the transfer of oxygen to the wastewater occurs freely of oxygen bubbles in wastewater; and a discharge of oxygenated wastewater.

[009] De acordo com outro aspecto da divulgação, um método de oxigenação de águas residuais para uso no tratamento aeróbico de águas residuais compreende: fornecer um suprimento de águas residuais; gerar um suprimento de oxigênio pressurizado usando um gerador de oxigênio, em que a concentração de oxigênio é de pelo menos 70%; fornecer um sistema de infusão de oxigênio compreendendo uma pluralidade de membranas ou fibras de núcleo oco microporosas hidrofóbicas em comunicação fluida com o gerador de oxigênio, em que cada membrana compreende adicionalmente uma pluralidade de microporos tendo um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm; fornecer contato direto entre o oxigênio pressurizado e as águas residuais ao transferir oxigênio através da pluralidade de microporos da membrana de modo que o oxigênio pressurizado entre nas águas residuais livres de bolhas de oxigênio; transferir oxigênio para as águas residuais para formar um efluente supersaturado tendo um nível de concentração de oxigênio acima de 60 ppm (por exemplo, acima de 62 ppm) enquanto o oxigênio dissolvido permaneceu 2-3 ppm no tanque de aeração (por exemplo, reator biológico); descarregar o efluente supersaturado para um reservatório de aeração. Adicionalmente, recircular ou usar uma corrente do licor misto do próprio tanque de aeração para ser supersaturado aumenta vantajosamente o controle e os benefícios do processo do que a supersaturação da corrente de esgoto bruto.[009] According to another aspect of the disclosure, a method of oxygenating wastewater for use in aerobic wastewater treatment comprises: providing a supply of wastewater; generate a pressurized oxygen supply using an oxygen generator, wherein the oxygen concentration is at least 70%; provide an oxygen infusion system comprising a plurality of hydrophobic microporous hollow-core membranes or fibers in fluid communication with the oxygen generator, wherein each membrane further comprises a plurality of micropores having a pore passage diameter between about 0, 01 μm and about 5 μm; provide direct contact between pressurized oxygen and wastewater by transferring oxygen through the plurality of micropores of the membrane so that pressurized oxygen enters wastewater free of oxygen bubbles; transfer oxygen to the wastewater to form a supersaturated effluent having an oxygen concentration level above 60 ppm (e.g. above 62 ppm) while the dissolved oxygen remained 2-3 ppm in the aeration tank (e.g. biological reactor ); discharge the supersaturated effluent to an aeration tank. Additionally, recirculating or using a mixed liquor stream from the aeration tank itself to be supersaturated advantageously increases process control and benefits than supersaturating the raw sewage stream.

[010] As vantagens da presente invenção incluem: (1) consumo de potência reduzido para aumentar o oxigênio disponível; (2) redução da potência de soprador de ar desperdiçada; (3) oxigenação mais eficiente e uso do oxigênio disponível; (4) redução de demanda bioquímica de oxigênio (DBO); (5) dimensão física reduzida para requisitos de sopradores reduzindo o tamanho da estação e os gastos de capital; (6) flexibilidade para aumentar o oxigênio para atender ao aumento da demanda; (7) construção modular que facilita a expansão da capacidade da estação; (8) redução do lodo produzido pelo processo de lodo ativado; (9) redução de produtos químicos utilizados no processo de lodo ativado.[010] The advantages of the present invention include: (1) reduced power consumption to increase available oxygen; (2) reduction of wasted air blower power; (3) more efficient oxygenation and use of available oxygen; (4) reduction of biochemical oxygen demand (BOD); (5) reduced physical footprint for blower requirements reducing station size and capital expenditure; (6) flexibility to increase oxygen to meet increased demand; (7) modular construction that facilitates expansion of station capacity; (8) reduction of sludge produced by the activated sludge process; (9) reduction of chemicals used in the activated sludge process.

[011] De acordo com um aspecto da divulgação, é fornecido um sistema de oxigenação de águas residuais. O sistema compreende uma fonte de oxigênio configurada para suprir oxigênio pressurizado de pelo menos 70% de pureza e um sistema de infusão de oxigênio compreendendo um ou mais módulos de infusão de oxigênio. Cada módulo de infusão de oxigênio compreende um alojamento, uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal. Cada módulo de infusão de oxigênio está em comunicação fluida com a fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal desta. O sistema de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais a partir de uma linha de suprimento de águas residuais de modo que as águas residuais fluam através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio e entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais. As águas residuais oxigenadas são descarregadas a partir do sistema de infusão de oxigênio por meio de uma conexão de rejeição de águas residuais.[011] According to one aspect of the disclosure, a wastewater oxygenation system is provided. The system comprises an oxygen source configured to supply pressurized oxygen of at least 70% purity and an oxygen infusion system comprising one or more oxygen infusion modules. Each oxygen infusion module comprises a housing, a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole, and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole. Each oxygen infusion module is in fluid communication with the oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers receive pressurized oxygen from the oxygen source through the longitudinal bore thereof. The oxygen infusion system is configured to receive a flow of wastewater from a wastewater supply line such that the wastewater flows through each of the one or more oxygen infusion modules and comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the residual waters. Oxygenated wastewater is discharged from the oxygen infusion system through a wastewater rejection connection.

[012] De acordo com outro aspecto da divulgação, é fornecido um sistema de oxigenação de águas residuais. O sistema compreende um tanque tendo uma tampa com uma abertura de entrada configurada para receber um fluxo de águas residuais através deste e um vaso tanque disposto abaixo da tampa, o vaso tanque tendo uma abertura de saída em uma extremidade distal do vaso tanque. O sistema também compreende uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjados em paralelo e dispostos no vaso tanque abaixo da tampa. Cada módulo de infusão de oxigênio compreende um alojamento e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal. Cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado para receber uma porção do fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas e cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado receber um fluxo de oxigênio pressurizado de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais. A água residual flui através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio em paralelo e o oxigênio pressurizado flui através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio em paralelo. As águas residuais oxigenadas são descarregadas a partir do tanque por meio da abertura de saída no vaso tanque.[012] According to another aspect of the disclosure, a wastewater oxygenation system is provided. The system comprises a tank having a lid with an inlet opening configured to receive a flow of waste water therethrough and a tank vessel disposed below the lid, the tank vessel having an outlet opening at a distal end of the tank vessel. The system also comprises a plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel and disposed in the tank vessel below the lid. Each oxygen infusion module comprises a housing and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole. Each of the oxygen infusion modules is configured to receive a portion of the wastewater flow such that the wastewater comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers and each of the infusion modules. oxygen tank is configured to receive a flow of pressurized oxygen so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater. Wastewater flows through the plurality of oxygen infusion modules in parallel and pressurized oxygen flows through the plurality of oxygen infusion modules in parallel. The oxygenated wastewater is discharged from the tank through the outlet opening in the tank vessel.

[013] De acordo com outro aspecto da divulgação, é fornecido um sistema de oxigenação de águas residuais. O sistema compreende um tanque tendo uma tampa com uma abertura de entrada configurada para receber um fluxo de águas residuais através deste e um vaso tanque disposto abaixo da tampa, o vaso tanque tendo uma abertura de saída em uma extremidade distal do vaso tanque. O sistema também compreende uma primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo e dispostos no vaso tanque abaixo da tampa e uma segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo e disposta no vaso tanque, a segunda matriz espaçada abaixo da primeira matriz de modo que a segunda matriz esteja em série com a primeira matriz. Cada módulo de infusão de oxigênio na primeira matriz e na segunda matriz compreende um alojamento e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal. Cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado para receber uma porção do fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas e cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado receber um fluxo de oxigênio pressurizado de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais. A água residual flui em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz, o oxigênio pressurizado flui em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz, e a água residual flui através da segunda matriz depois de fluir pela primeira matriz. As águas residuais oxigenadas são descarregadas a partir do tanque por meio da abertura de saída no vaso tanque.[013] According to another aspect of the disclosure, a wastewater oxygenation system is provided. The system comprises a tank having a lid with an inlet opening configured to receive a flow of waste water therethrough and a tank vessel disposed below the lid, the tank vessel having an outlet opening at a distal end of the tank vessel. The system also comprises a first array of oxygen infusion modules arranged in parallel and arranged in the tank vessel below the lid and a second array of oxygen infusion modules arranged in parallel and disposed in the tank vessel, the second array spaced below the first. matrix so that the second matrix is in series with the first matrix. Each oxygen infusion module in the first matrix and the second matrix comprises a housing and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around of the longitudinal hole. Each of the oxygen infusion modules is configured to receive a portion of the wastewater flow such that the wastewater comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers and each of the infusion modules. oxygen tank is configured to receive a flow of pressurized oxygen so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater. The waste water flows in parallel through the oxygen infusion modules of each of the first matrix and the second matrix, the pressurized oxygen flows in parallel through the oxygen infusion modules of each of the first matrix and the second matrix, and the wastewater flows through the second matrix after flowing through the first matrix. The oxygenated wastewater is discharged from the tank through the outlet opening in the tank vessel.

[014] De acordo com outro aspecto da divulgação, é fornecido um módulo de infusão de oxigênio. O módulo compreende um alojamento, um tubo central que se estende ao longo de um eixo do alojamento, um plugue superior fixado a uma extremidade proximal do alojamento e um plugue de fundo fixado a uma extremidade distal do alojamento. O módulo também compreende uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento e suspensas de um disco e arranjadas em torno do tubo central. As fibras microporosas ocas hidrofóbicas têm um comprimento menor que um comprimento do alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal. O módulo também compreende uma comunicação fluida de ventilação com o tubo central e com um espaço dentro do alojamento em torno do tubo central, sendo a ventilação configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvidos do módulo de infusão de oxigênio. O módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado a partir de uma fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal deste. O módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais fluam através do tubo central e para dentro do alojamento de modo que entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais. As águas residuais oxigenadas são descarregadas do alojamento através de uma ou mais aberturas distais e através do plugue de fundo.[014] According to another aspect of the disclosure, an oxygen infusion module is provided. The module comprises a housing, a central tube extending along an axis of the housing, an upper plug attached to a proximal end of the housing, and a bottom plug attached to a distal end of the housing. The module also comprises a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing and suspended from a disc and arranged around the central tube. The hydrophobic hollow microporous fibers have a length less than a housing length, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole. The module also comprises fluid ventilation communication with the central tube and with a space within the housing surrounding the central tube, the ventilation being configured to vent undissolved oxygen and nitrogen from the oxygen infusion module. The oxygen infusion module is configured to receive a flow of pressurized oxygen from an oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers receive the pressurized oxygen from the oxygen source through the longitudinal hole thereof. The oxygen infusion module is configured to receive a flow of wastewater such that the wastewater flows through the central tube and into the housing so that it contacts the circumferential wall of one or more of the plurality of microporous fibers. hydrophobic hollows so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater. Oxygenated wastewater is discharged from the housing through one or more distal openings and through the bottom plug.

[015] De acordo com outro aspecto da divulgação é fornecido um módulo de infusão de oxigênio. O módulo compreende um alojamento com uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento através da qual as águas residuais entram no alojamento. O módulo também compreende uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento e suspensas de um disco, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal. O módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado a partir de uma fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal deste. O módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais por meio de uma ou mais aberturas na parede lateral do alojamento, de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas, de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais. As águas residuais oxigenadas são descarregadas a partir do alojamento por meio de uma extremidade distal do alojamento.[015] According to another aspect of the disclosure, an oxygen infusion module is provided. The module comprises a housing with one or more openings in a side wall of the housing through which wastewater enters the housing. The module also comprises a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing and suspended from a disc, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole. The oxygen infusion module is configured to receive a flow of pressurized oxygen from an oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers receive the pressurized oxygen from the oxygen source through the longitudinal hole thereof. The oxygen infusion module is configured to receive a flow of wastewater through one or more openings in the side wall of the housing such that the wastewater contacts the circumferential wall of one or more of the plurality of microporous fibers. hydrophobic hollows, so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater. Oxygenated wastewater is discharged from the housing through a distal end of the housing.

[016] De acordo com outro aspecto da divulgação, é fornecido um método de oxigenação de águas residuais para uso no tratamento de águas residuais aeróbicas. O método compreende a etapa de gerar um suprimento de oxigênio pressurizado usando um gerador de oxigênio, em que a concentração de oxigênio é de pelo menos 70%. O método também compreende a etapa de suprir o oxigênio pressurizado a um primeiro sistema de infusão de oxigênio compreendendo um ou mais módulos de infusão de oxigênio. Cada módulo de infusão de oxigênio compreende um alojamento e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento. Cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal. Cada módulo de infusão de oxigênio está em comunicação fluida com o gerador de oxigênio, de modo que o oxigênio pressurizado seja suprido à pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas através do furo longitudinal deste. O método também compreende a etapa de suprir um fluxo de águas residuais para um ou mais módulos de infusão de oxigênio, de modo que as águas residuais fluam através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio e entrem em contato com a parede circunferencial de um ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais para formar um efluente supersaturado tendo um nível de concentração de oxigênio acima de 62 ppm. O método também compreende a etapa de descarregar o efluente supersaturado para um reservatório de aeração.[016] According to another aspect of the disclosure, a method of oxygenating wastewater for use in treating aerobic wastewater is provided. The method comprises the step of generating a pressurized oxygen supply using an oxygen generator, wherein the oxygen concentration is at least 70%. The method also comprises the step of supplying pressurized oxygen to a first oxygen infusion system comprising one or more oxygen infusion modules. Each oxygen infusion module comprises a housing and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing. Each of the hydrophobic hollow microporous fibers has a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole. Each oxygen infusion module is in fluid communication with the oxygen generator so that pressurized oxygen is supplied to the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers through the longitudinal hole thereof. The method also comprises the step of supplying a flow of wastewater to one or more oxygen infusion modules, such that the wastewater flows through each of the one or more oxygen infusion modules and comes into contact with the wall. circumferential of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater to form a supersaturated effluent having an oxygen concentration level above 62 ppm. The method also comprises the step of discharging the supersaturated effluent into an aeration reservoir.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[017] Várias modalidades são divulgadas na seguinte descrição detalhada e desenhos anexos.[017] Various embodiments are disclosed in the following detailed description and attached drawings.

[018] A Fig. 1 é um diagrama de fluxo de um exemplo de um sistema de tratamento de águas residuais do estado da técnica.[018] Fig. 1 is a flow diagram of an example of a prior art wastewater treatment system.

[019] A Fig. 2 é um diagrama de fluxo de um sistema de tratamento de águas residuais.[019] Fig. 2 is a flow diagram of a wastewater treatment system.

[020] A Fig. 3 é um diagrama de fluxo de um sistema de infusão de gás de águas residuais.[020] Fig. 3 is a flow diagram of a wastewater gas infusion system.

[021] A Fig. 4 ilustra uma vista lateral de um módulo de infusão de gás.[021] Fig. 4 illustrates a side view of a gas infusion module.

[022] A Fig. 5 ilustra uma vista em corte longitudinal de uma porção superior de um módulo de infusão de gás.[022] Fig. 5 illustrates a longitudinal sectional view of an upper portion of a gas infusion module.

[023] A Fig. 6 ilustra uma vista em corte longitudinal de uma porção inferior de um módulo de infusão de gás.[023] Fig. 6 illustrates a longitudinal sectional view of a lower portion of a gas infusion module.

[024] A Fig. 7 é uma vista isométrica da extremidade de fundo de um barril e tubo central no módulo de infusão de gás das FIGS. 4 a 6.[024] Fig. 7 is an isometric view of the bottom end of a barrel and central tube in the gas infusion module of FIGS. 4 to 6.

[025] A Fig. 8 é um diagrama de fluxo de um sistema para infusão de gás em um líquido.[025] Fig. 8 is a flow diagram of a system for infusing gas into a liquid.

[026] A Fig. 9 é uma vista lateral esquemática de um dispositivo para alojar a membrana microporosa para a transferência de um gás para um líquido.[026] Fig. 9 is a schematic side view of a device for housing the microporous membrane for transferring a gas to a liquid.

[027] A Fig. 10 é uma vista de extremidade de uma porção de um feixe de fibras microporosas usadas em um módulo de infusão de gás.[027] Fig. 10 is an end view of a portion of a bundle of microporous fibers used in a gas infusion module.

[028] A Fig. 11 ilustra um processo de tratamento de águas residuais.[028] Fig. 11 illustrates a wastewater treatment process.

[029] A Fig. 12 é uma tabela e gráfico de desempenho ilustrando a eficiência e o consumo de energia aprimorados sob várias capacidades e condições operacionais de implementações exemplares de um sistema de tratamento de águas residuais utilizando infusão de oxigênio em um processo sem bolhas.[029] Fig. 12 is a performance table and graph illustrating improved efficiency and energy consumption under various capacities and operating conditions of exemplary implementations of a wastewater treatment system utilizing oxygen infusion in a bubble-free process.

[030] A Fig. 13 é uma vista lateral de uma matriz de módulos de infusão de gás arranjados em paralelo.[030] Fig. 13 is a side view of an array of gas infusion modules arranged in parallel.

[031] A Fig. 14 é uma vista lateral de uma matriz de módulos de infusão de gás arranjados em paralelo e séries.[031] Fig. 14 is a side view of an array of gas infusion modules arranged in parallel and series.

[032] A Fig. 15 é uma vista em corte isométrico de um tanque de módulo de alto fluxo de infusão de gás contendo múltiplos módulos de infusão de gás individuais internos agrupados juntos.[032] Fig. 15 is an isometric sectional view of a high-flow gas infusion module tank containing multiple internal individual gas infusion modules grouped together.

[033] A Fig. 16 é uma vista isométrica de um tanque de módulo de alto fluxo de infusão de gás para uso em um sistema de infusão de gás.[033] Fig. 16 is an isometric view of a high-flow gas infusion module tank for use in a gas infusion system.

[034] A Fig. 17 é uma vista isométrica em corte transversal do tanque de módulo de alto fluxo de infusão de gás da FIG. 16 com múltiplos módulos de infusão de gás.[034] Fig. 17 is a cross-sectional isometric view of the high-flow gas infusion module tank of FIG. 16 with multiple gas infusion modules.

[035] A Fig. 18 é uma vista em perspectiva de uma tampa do tanque do módulo de alto fluxo de infusão de gás das FIGS. 16-17.[035] Fig. 18 is a perspective view of a tank lid of the high-flow gas infusion module of FIGS. 16-17.

[036] A Fig. 19 é uma vista em perspectiva de um suporte usado no tanque do módulo de alto fluxo de infusão de gás das FIGS. 16-17.[036] Fig. 19 is a perspective view of a support used in the tank of the high-flow gas infusion module of FIGS. 16-17.

[037] A Fig. 20A é uma vista em perspectiva de um vaso do tanque de módulo de alto fluxo de infusão de gás das FIGS. 16-17.[037] Fig. 20A is a perspective view of a vessel of the high-flow gas infusion module tank of FIGS. 16-17.

[038] A Fig. 20B é uma vista lateral esquemática do vaso na FIG. 20A.[038] Fig. 20B is a schematic side view of the vessel in FIG. 20A.

[039] A Fig. 21 ilustra uma vista em perspectiva de um módulo de infusão de gás.[039] Fig. 21 illustrates a perspective view of a gas infusion module.

[040] A Fig. 22 é um esquema de um sistema de infusão de gás usado em um teste piloto de tratamento de águas residuais.[040] Fig. 22 is a schematic of a gas infusion system used in a wastewater treatment pilot test.

[041] A Fig. 23 é um esquema mais detalhado do sistema de infusão de gás da FIG. 22.[041] Fig. 23 is a more detailed schematic of the gas infusion system of FIG. 22.

[042] A Fig. 24 é um gráfico mostrando a melhoria na remoção de DBO com o sistema de infusão de gás usado no teste piloto de tratamento de águas residuais das FIGS. 22-23.[042] Fig. 24 is a graph showing the improvement in BOD removal with the gas infusion system used in the wastewater treatment pilot test of FIGS. 22-23.

DESCRIÇÃO DETALHADADETAILED DESCRIPTION

[043] Este pedido está relacionado a sistemas e métodos para tratamento de águas residuais (por exemplo, tratamento de águas residuais industriais e/ou municipais) e mais especificamente para sistemas e métodos melhorados para facilitar os processos biológicos no tratamento de águas residuais. Vantajosamente, os sistemas e métodos descritos na presente invenção facilitam a infusão de águas residuais com oxigênio em vez de ar e a infusão de águas residuais com oxigênio de uma maneira livre de bolhas (por exemplo, de maneira sem bolhas) para supersaturar as águas residuais com oxigênio.[043] This application relates to systems and methods for wastewater treatment (e.g., industrial and/or municipal wastewater treatment) and more specifically to improved systems and methods for facilitating biological processes in wastewater treatment. Advantageously, the systems and methods described in the present invention facilitate the infusion of wastewater with oxygen instead of air and the infusion of wastewater with oxygen in a bubble-free manner (e.g., in a bubble-free manner) to supersaturate the wastewater. with oxygen.

[044] O processo de tratamento e recuperação de água a partir de águas residuais (por exemplo, qualquer água que tenha sido usada em residências, como descarga de vasos sanitários, lavagem de pratos ou banho, ou água de uso industrial, ou água de instalações agrícolas, ou mesmo água de esgotos pluviais) começa com a expectativa de que depois de tratado estará limpo o suficiente para reentrar no ambiente.[044] The process of treating and recovering water from wastewater (for example, any water that has been used in households, such as flushing toilets, washing dishes or bathing, or industrial water, or water from agricultural installations, or even water from storm sewers) begins with the expectation that once treated it will be clean enough to re-enter the environment.

[045] A qualidade da água é ditada por várias leis e regulamentos, por exemplo, a Agência de Proteção Ambiental (EPA) e a Lei da Água Limpa, e as instalações de águas residuais nos EUA operam com permissões especificadas pelo Sistema Nacional de Eliminação de Descargas de Poluentes (NPDES). De acordo com a EPA, a Lei da Água Limpa (CWA) estabelece a estrutura básica para regular as descargas de poluentes nas águas dos Estados Unidos e regular os padrões de qualidade para as águas superficiais. Sob a CWA, a EPA estabelece padrões de águas residuais para a indústria. A EPA também desenvolveu recomendações de critérios nacionais de qualidade da água para poluentes em águas superficiais. O Sistema Nacional de Eliminação de Descargas de Poluentes (NPDES) da EPA permite que o programa controle as descargas.[045] Water quality is dictated by various laws and regulations, for example, the Environmental Protection Agency (EPA) and the Clean Water Act, and wastewater facilities in the US operate with permits specified by the National Disposal System of Pollutant Discharges (NPDES). According to the EPA, the Clean Water Act (CWA) establishes the basic framework for regulating discharges of pollutants into waters of the United States and regulating quality standards for surface waters. Under the CWA, the EPA sets wastewater standards for industry. EPA has also developed national water quality criteria recommendations for pollutants in surface waters. EPA's National Pollutant Discharge Elimination System (NPDES) allows the program to control discharges.

[046] Como exemplo dos padrões esperados, a demanda bioquímica de oxigênio (DBO) do efluente de água residual médio é de 300 mg/L e espera-se que o efluente depois do tratamento seja >30 mg/L. Se uma instalação de águas residuais não atender a essas expectativas, pode correr o risco de penalidades severas.[046] As an example of expected standards, the biochemical oxygen demand (BOD) of the average wastewater effluent is 300 mg/L and the effluent after treatment is expected to be >30 mg/L. If a wastewater facility fails to meet these expectations, it may be at risk of severe penalties.

[047] Com referência à Figura 1, um processo comum de tratamento de águas residuais inclui oito etapas principais, incluindo: (1) barra de triagem; (2) remoção de areia; (3) clarificação primária; (4) aeração; (5) clarificação secundária; (6) cloração/desinfecção química; (7) testes e certificação; e (8) descarga de efluentes.[047] With reference to Figure 1, a common wastewater treatment process includes eight main steps, including: (1) screening bar; (2) sand removal; (3) primary clarification; (4) aeration; (5) secondary clarification; (6) chemical chlorination/disinfection; (7) testing and certification; and (8) effluent discharge.

[048] Barra de Triagem: O processo físico de tratamento de águas residuais começa com a triagem de itens grandes que chegaram ao sistema de esgoto e, se não forem removidos, podem danificar as bombas e impedir o fluxo de água. Uma barra de triagem é geralmente usada para remover itens grandes do afluente e, finalmente, levados para um aterro sanitário. A Barra de triagem envolve a remoção de itens grandes do afluente para evitar danos às bombas, válvulas e outros equipamentos da instalação de tratamento de águas residuais.[048] Sorting Bar: The physical process of wastewater treatment begins with sorting large items that have reached the sewer system and, if not removed, can damage pumps and impede water flow. A marshalling bar is generally used to remove large items from the tributary and ultimately taken to a landfill. Screening Bar involves removing large items from the influent to prevent damage to the wastewater treatment facility's pumps, valves, and other equipment.

[049] Remoção de Areia: A areia fina que chega ao afluente precisa ser removida para evitar danos às bombas e equipamentos a jusante (ou impacto no fluxo de água). Muito pequena para ser peneirada na etapa de peneiramento da barra, essa areia precisa ser removida da câmara de areia. Existem vários tipos de câmaras de areia (horizontais, aeradas ou vórtices) que controlam o fluxo de água, permitindo que a areia mais pesada caia no fundo da câmara; a água e o material orgânico continuam a fluir para o próximo estágio do processo de tratamento de efluentes. A areia é fisicamente removida do fundo da câmara e descartada.[049] Sand Removal: Fine sand reaching the influent needs to be removed to avoid damage to downstream pumps and equipment (or impact on water flow). Too small to be screened in the bar screening step, this sand needs to be removed from the sand chamber. There are several types of sand chambers (horizontal, aerated or vortex) that control the flow of water, allowing the heavier sand to fall to the bottom of the chamber; water and organic material continue to flow to the next stage of the wastewater treatment process. The sand is physically removed from the bottom of the chamber and discarded.

[050] Clareamento Primário: Depois da etapa de remoção de areia, a separação inicial de matéria orgânica sólida é frequentemente aplicada. Os sólidos conhecidos como orgânicos/lodo afundam no fundo do tanque de clarificação primária e são bombeados para um digestor de lodo ou área de processamento de lodo (9), secos e arrastados. As taxas de decantação adequadas são um indicador chave de quão bem o clarificador está operando. Ajustar uma taxa de fluxo influente no clarificador pode ajudar o operador a ajustar as taxas de sedimentação e a eficiência.[050] Primary Bleaching: After the sand removal step, initial separation of solid organic matter is often applied. Solids known as organics/sludge sink to the bottom of the primary clarification tank and are pumped to a sludge digester or sludge processing area (9), dried and entrained. Proper decantation rates are a key indicator of how well the clarifier is operating. Adjusting an influent flow rate in the clarifier can help the operator adjust sedimentation rates and efficiency.

[051] Depois da remoção de areia, o afluente entra em grandes clarificadores primários que separam entre 25% e 50% dos sólidos no afluente. Esses grandes clarificadores (por exemplo, tanques) permitem que os sólidos pesados afundem no fundo e o afluente mais limpo flua. A eficácia da clarificação primária é uma questão de fluxo de água adequado. Se o fluxo de água for muito rápido, os sólidos não terão tempo de afundar até o fundo, resultando em impacto negativo na qualidade da água a jusante. Se o fluxo de água for muito lento, isso impactará o processo a montante.[051] After sand removal, the influent enters large primary clarifiers that separate between 25% and 50% of the solids in the influent. These large clarifiers (e.g. tanks) allow heavy solids to sink to the bottom and cleaner influent to flow. The effectiveness of primary clarification is a matter of adequate water flow. If the water flow is too fast, the solids will not have time to sink to the bottom, resulting in a negative impact on water quality downstream. If the water flow is too slow, it will impact the upstream process.

[052] Os sólidos que caem no fundo do clarificador primário são conhecidos como lodo e são bombeados regularmente para garantir que não afetem o processo de separação. O lodo é então descartado depois da remoção de qualquer água e comumente usado como fertilizante.[052] The solids that fall to the bottom of the primary clarifier are known as sludge and are pumped regularly to ensure they do not affect the separation process. The sludge is then discarded after removing any water and commonly used as fertilizer.

[053] Aeração: Depois da clarificação primária, o afluente é bombeado para um ou mais tanques de aeração. O ar é bombeado para o tanque/bacia de aeração para estimular a conversão de NH3 (amônia) para NO3 (nitrato) e fornecem oxigênio para que as bactérias continuem a se propagar e crescer. Uma vez convertido para NO3, as bactérias removem/retiram as moléculas de oxigênio das moléculas de nitrato e o nitrogênio (N) é emitido como N2Φ (gás nitrogênio). Conversão de NO3 em N2 (gás nitrogênio) ocorre em uma parte de um reator biológico (por exemplo, um tanque anóxico ou zona anóxica) onde não há oxigênio dissolvido remanescente dentro dele.[053] Aeration: After primary clarification, the influent is pumped to one or more aeration tanks. Air is pumped into the aeration tank/basin to stimulate the conversion of NH3 (ammonia) to NO3 (nitrate) and provide oxygen for the bacteria to continue to propagate and grow. Once converted to NO3, the bacteria remove/remove the oxygen molecules from the nitrate molecules and the nitrogen (N) is emitted as N2Φ (nitrogen gas). Conversion of NO3 to N2 (nitrogen gas) occurs in a part of a biological reactor (e.g., an anoxic tank or anoxic zone) where there is no dissolved oxygen remaining within it.

[054] No coração do processo de tratamento de águas residuais está o estímulo e a aceleração do processo natural das bactérias, decompondo o material orgânico. Isso começa no tanque de aeração. A principal função do tanque de aeração é bombear oxigênio para o tanque para estimular a decomposição de qualquer material orgânico (e o crescimento das bactérias), bem como garantir que haja tempo suficiente para que o material orgânico seja decomposto. A aeração pode ser alcançada com bombeamento e desarmamento de ar no tanque ou por meio de agitação agressiva que adiciona ar à água. Este processo é gerenciado para oferecer as melhores condições para o crescimento bacteriano. As bactérias aeróbicas morrerão se os níveis de oxigênio dissolvido nas águas residuais caírem abaixo de 2 ppm, reduzindo a eficiência da estação. Níveis de oxigênio dissolvido abaixo de 1 ppm resultam na prevalência de microrganismos anaeróbicos em vez de microrganismos aeróbicos. Os microrganismos anaeróbicos apresentam menor eficiência de quebra de matéria orgânica, reduzindo também a qualidade do efluente. O monitoramento de oxigênio dissolvido nesta fase da estação é crítico. Medições de amônia e nitrato são comuns para medir a eficiência das bactérias na conversão de NH3 para N2Φ.[054] At the heart of the wastewater treatment process is the stimulation and acceleration of the natural process of bacteria decomposing organic material. This starts in the aeration tank. The main function of the aeration tank is to pump oxygen into the tank to encourage the decomposition of any organic material (and the growth of bacteria), as well as ensuring that there is enough time for the organic material to be decomposed. Aeration can be achieved by pumping and pumping air into the tank or through aggressive agitation that adds air to the water. This process is managed to provide the best conditions for bacterial growth. Aerobic bacteria will die if dissolved oxygen levels in wastewater fall below 2 ppm, reducing plant efficiency. Dissolved oxygen levels below 1 ppm result in the prevalence of anaerobic microorganisms rather than aerobic microorganisms. Anaerobic microorganisms have a lower efficiency in breaking down organic matter, also reducing the quality of the effluent. Dissolved oxygen monitoring at this stage of the season is critical. Ammonia and nitrate measurements are common to measure the efficiency of bacteria in converting NH3 to N2Φ.

[055] Um parâmetro chave para medir no tratamento de águas residuais é a demanda bioquímica de oxigênio (DBO). A DBO é um indicador substituto para material orgânico presente e é usado para determinar a eficácia da quebra de material orgânico. A DBO é definida como a quantidade de oxigênio demandada pelos microrganismos no esgoto para a decomposição da matéria biodegradável em condições aeróbicas. Este é o parâmetro mais comumente usado para determinar a força da qualidade de água municipal ou orgânica. O teste padrão de DBO determina a quantidade de oxigênio necessária pelos microrganismos para a decomposição da matéria biodegradável presente na amostra de água residual em 5 dias de condição aeróbica a uma temperatura de 20 graus Celsius. É medido em mg/L.[055] A key parameter to measure in wastewater treatment is biochemical oxygen demand (BOD). BOD is a proxy indicator for organic material present and is used to determine the effectiveness of organic material breakdown. BOD is defined as the amount of oxygen demanded by microorganisms in sewage for the decomposition of biodegradable matter under aerobic conditions. This is the most commonly used parameter to determine the quality strength of municipal or organic water. The standard BOD test determines the amount of oxygen required by microorganisms to decompose the biodegradable matter present in the wastewater sample in 5 days of aerobic conditions at a temperature of 20 degrees Celsius. It is measured in mg/L.

[056] A Demanda Química de Oxigênio (DQO) é a demanda de oxigênio que é consumida pela matéria inorgânica e orgânica presente na amostra de água residual. A demanda química de oxigênio é expressa como a massa de oxigênio consumida sobre o volume da solução. Sua unidade SI é miligramas por litro (mg/L). A DBO mede a quantidade de oxigênio necessária pelos organismos aeróbicos para decompor a matéria orgânica e a DQO mede a quantidade de oxigênio necessária para decompor os constituintes orgânicos e inorgânicos presentes nas águas residuais por reação química. Portanto, o valor de DQO é maior que BDO.[056] Chemical Oxygen Demand (COD) is the demand for oxygen that is consumed by the inorganic and organic matter present in the wastewater sample. Chemical oxygen demand is expressed as the mass of oxygen consumed over the volume of solution. Its SI unit is milligrams per liter (mg/L). BOD measures the amount of oxygen required by aerobic organisms to decompose organic matter and COD measures the amount of oxygen required to decompose organic and inorganic constituents present in wastewater by chemical reaction. Therefore, the COD value is greater than BDO.

[057] Existem vários outros testes usados para garantir a quebra ideal de material orgânico (e redução de DBO), como medição de pH, temperatura, Oxigênio Dissolvido (OD), Sólidos Suspensos Totais (TSS), Tempo de Retenção Hidráulica (taxa de fluxo), Tempo de Retenção de Sólidos (quantidade de tempo que a bactéria está na câmara de aeração) e Líquido Misto de Sólidos Suspensos. O monitoramento contínuo e preciso é crucial para garantir a DBO do efluente final necessária.[057] There are several other tests used to ensure optimal breakdown of organic material (and BOD reduction), such as measuring pH, temperature, Dissolved Oxygen (DO), Total Suspended Solids (TSS), Hydraulic Retention Time (rate of flow), Solids Retention Time (amount of time the bacteria is in the aeration chamber) and Mixed Suspended Solids Liquid. Continuous and accurate monitoring is crucial to ensure the required final effluent BOD.

[058] Clarificação Secundária: As águas residuais tratadas são bombeadas do tanque de aeração para um clarificador secundário para permitir que qualquer sedimento orgânico remanescente se assente do fluxo de água tratada. À medida que o afluente sai do processo de aeração, ele flui para um clarificador secundário onde, como o clarificador primário, quaisquer sólidos (ou finos) muito pequenos afundam no fundo do tanque. Esses pequenos sólidos são chamados de lodo ativado e consistem principalmente de bactérias ativas. Parte desse lodo ativado é devolvida ao tanque de aeração para aumentar a concentração bacteriana, ajudar na propagação e acelerar a decomposição do material orgânico. O excesso é descartado. A água que flui a partir do clarificador secundário tem material orgânico substancialmente reduzido e deve estar se aproximando das especificações de efluentes esperadas.[058] Secondary Clarification: Treated wastewater is pumped from the aeration tank to a secondary clarifier to allow any remaining organic sediment to settle from the treated water stream. As the influent leaves the aeration process, it flows to a secondary clarifier where, like the primary clarifier, any very small solids (or fines) sink to the bottom of the tank. These small solids are called activated sludge and consist mainly of active bacteria. Some of this activated sludge is returned to the aeration tank to increase bacterial concentration, aid propagation and accelerate the decomposition of organic material. The excess is discarded. Water flowing from the secondary clarifier has substantially reduced organic material and should be approaching expected effluent specifications.

[059] Cloração e Desinfecção Química: Normalmente, o cloro é adicionado para matar quaisquer bactérias remanescentes (ou microorganismos nocivos) em efluentes de águas residuais depois da clarificação secundária. Com a concentração aumentada de bactérias como parte do estágio de aeração, há a necessidade de testar a presença ou ausência de bactérias no efluente de saída e desinfetar a água. Isso garante que concentrações de bactérias mais altas do que as especificadas não sejam liberadas no meio ambiente. A cloração é o tipo de desinfecção mais comum e barato, mas a desinfecção por ozônio e UV também está aumentando em popularidade. Se for usado cloro, é importante testar os níveis de cloro livre para garantir que sejam níveis aceitáveis antes de serem liberados no meio ambiente.[059] Chemical Chlorination and Disinfection: Typically, chlorine is added to kill any remaining bacteria (or harmful microorganisms) in wastewater effluents after secondary clarification. With the increased concentration of bacteria as part of the aeration stage, there is a need to test the presence or absence of bacteria in the output effluent and disinfect the water. This ensures that higher than specified concentrations of bacteria are not released into the environment. Chlorination is the most common and cheapest type of disinfection, but ozone and UV disinfection are also increasing in popularity. If chlorine is used, it is important to test free chlorine levels to ensure they are acceptable levels before being released into the environment.

[060] Testes e Certificação: Antes que o efluente seja lançado no meio ambiente, a maioria das jurisdições exige testes e/ou certificação de que as águas residuais tratadas atendem aos padrões regulatórios mínimos. Testar o nível adequado de pH, amônia, nitratos, fosfatos, oxigênio dissolvido e níveis de cloro residual para estar em conformidade com as licenças de operação da estação são essenciais para o desempenho da estação. Embora os testes sejam contínuos durante todo o processo de tratamento de águas residuais para garantir o fluxo de água, clarificação e aeração ideais, os testes finais são feitos para garantir que o efluente que sai da estação atenda às especificações da licença.[060] Testing and Certification: Before effluent is released into the environment, most jurisdictions require testing and/or certification that treated wastewater meets minimum regulatory standards. Testing for proper pH, ammonia, nitrates, phosphates, dissolved oxygen, and residual chlorine levels to comply with station operating permits is essential to station performance. While testing is continuous throughout the wastewater treatment process to ensure optimal water flow, clarification and aeration, final testing is done to ensure that the effluent leaving the plant meets permit specifications.

[061] Descarga de Efluentes: Depois de atender a todas as especificações da licença, a água limpa é reintroduzida no meio ambiente.[061] Effluent Discharge: After meeting all license specifications, clean water is reintroduced into the environment.

[062] Os sistemas de aeração convencionais usados em instalações de tratamento de águas residuais podem incluir sopradores de ar caros e ineficientes, difusores e múltiplos canos de distribuição para criar bolhas em todo o efluente no tanque de aeração. O ar é borbulhado através do efluente, mas contém apenas concentrações ambientais de oxigênio (aproximadamente 21%). O ar borbulhante através do efluente perde muito do oxigênio disponível para a atmosfera (por exemplo, devido às bolhas subindo pelo efluente e rompendo a superfície do tanque de aeração) antes que o oxigênio possa ser transferido para a água devido à pequena área de superfície das grandes bolhas. Em alguns exemplos, até 90% do oxigênio disponível em um sistema borbulhador fino pode escapar para a atmosfera.[062] Conventional aeration systems used in wastewater treatment facilities can include expensive and inefficient air blowers, diffusers and multiple distribution pipes to create bubbles throughout the effluent in the aeration tank. Air is bubbled through the effluent, but it contains only ambient concentrations of oxygen (approximately 21%). The air bubbling through the effluent loses much of the available oxygen to the atmosphere (e.g., due to bubbles rising through the effluent and breaking the surface of the aeration tank) before the oxygen can be transferred to the water due to the small surface area of the effluent. big bubbles. In some examples, up to 90% of the oxygen available in a fine bubbler system can escape into the atmosphere.

[063] Outro problema com os sistemas de aeração tradicionais está relacionado à alta demanda elétrica e custo para operar os sopradores de aeração. De fato, entre 25% e 50% dos custos operacionais das instalações tradicionais de tratamento de águas residuais podem ser atribuídos à demanda elétrica necessária em todo o sistema de tratamento. E em instalações tradicionais de tratamento de efluentes usando processos de lodo ativado, o sistema de aeração pode representar entre 50% a 70% da energia total consumida na instalação.[063] Another problem with traditional aeration systems is related to the high electrical demand and cost to operate the aeration blowers. In fact, between 25% and 50% of the operating costs of traditional wastewater treatment facilities can be attributed to the electrical demand required across the entire treatment system. And in traditional wastewater treatment facilities using activated sludge processes, the aeration system can represent between 50% and 70% of the total energy consumed in the facility.

[064] Buscando otimizar e aumentar a capacidade de tratamento de efluentes das instalações de tratamento de águas residuais, incluindo as instalações de tratamento de esgoto municipal, é divulgada uma tecnologia inovadora relacionada à transferência de oxigênio para o afluente de água residual, substituindo assim os sistemas tradicionais de sopradores de ar necessários para a aeração de processos aeróbicos. Neste sistema e processo de oxigenação por infusão de gás, gases como nitrogênio dissolvido e dióxido de carbono são removidos do meio líquido ou efluente de águas residuais e substituídos por oxigênio, criando assim um efluente oxigenado estável. Ao substituir o nitrogênio dissolvido, o CO2, e outros gases com oxigênio dissolvido (O2), o efluente atinge níveis de supersaturação, aumentando significativamente a capacidade e eficiência do processo de aeração.[064] Seeking to optimize and increase the effluent treatment capacity of wastewater treatment facilities, including municipal sewage treatment facilities, an innovative technology related to the transfer of oxygen to the wastewater influent is disclosed, thus replacing the Traditional air blower systems required for aeration of aerobic processes. In this gas infusion oxygenation system and process, gases such as dissolved nitrogen and carbon dioxide are removed from the liquid medium or wastewater effluent and replaced with oxygen, thus creating a stable oxygenated effluent. By replacing dissolved nitrogen, CO2, and other gases with dissolved oxygen (O2), the effluent reaches supersaturation levels, significantly increasing the capacity and efficiency of the aeration process.

[065] Um sistema de infusão de gás aqui descrito pode incluir um gerador de oxigênio e um módulo de infusão de gás (por exemplo, vários módulos de infusão de gás) para introduzir oxigênio no efluente de águas residuais. O gerador de oxigênio concentra o oxigênio da partir a atmosfera a níveis acima das condições ambientais e supre o oxigênio concentrado ao módulo de infusão de gás (por exemplo, aos múltiplos módulos de infusão de gás) dentro do sistema de infusão de gás. Cada módulo de infusão de gás pode incluir mais uma fibra microporosa de tubo oco. O oxigênio concentrado é suprido sob pressão para as fibras do tubo oco ou tubos no módulo de infusão de gás e o oxigênio é difundido ou transferido para o afluente de águas residuais que circunda as fibras microporosas. O oxigênio é transferido para o afluente de águas residuais de uma maneira livre de bolhas (por exemplo, sem bolhas) e em níveis de concentração de oxigênio acima dos sistemas tradicionais de soprador de ar ou borbulhador, conforme descrito abaixo.[065] A gas infusion system described herein may include an oxygen generator and a gas infusion module (e.g., multiple gas infusion modules) for introducing oxygen into the wastewater effluent. The oxygen generator concentrates oxygen from the atmosphere to levels above ambient conditions and supplies the concentrated oxygen to the gas infusion module (e.g., multiple gas infusion modules) within the gas infusion system. Each gas infusion module may include one more hollow tube microporous fiber. Concentrated oxygen is supplied under pressure to the fibers of the hollow tube or tubes in the gas infusion module and the oxygen is diffused or transferred to the wastewater influent surrounding the microporous fibers. Oxygen is transferred to the wastewater influent in a bubble-free manner (e.g., bubble-free) and at oxygen concentration levels above traditional air blower or bubbler systems as described below.

[066] A Figura 2 ilustra uma unidade de infusão de gás de estágio único 200 adequada para substituir um sistema de aeração tradicional em uma instalação de tratamento de águas residuais. A unidade de infusão de gás 200 pode ser um sistema modular e pode incluir: um alojamento 290, tal como um contêiner de transporte padrão modificado de 6,10 metros (20 pés) ou 12,20 metros (40 pés); uma conexão de suprimento de afluente de águas residuais 291; uma conexão de rejeição de águas residuais oxigenadas 292, uma ou mais conexões de potência elétrica 293, um controle de sistema 294 (por exemplo, controlador); uma linha de suprimento de afluente de águas residuais 205, uma bomba de alimentação de suprimento 210, um sistema de infusão de gás 220 (sistema de infusão de oxigênio) tendo um ou mais módulos de infusão de oxigênio 225 (por exemplo, módulos de infusão de oxigênio 225a, 225b, 225c), por exemplo alojamento em um alojamento, como um tanque e uma fonte de oxigênio. Em uma implementação, a fonte de oxigênio é um gerador de oxigênio 230. Em outra implementação, a fonte de oxigênio é um tanque de suprimento de oxigênio. Vantajosamente, a unidade de infusão de gás 200 é uma unidade autônoma que pode ser transportada como uma única unidade para uma instalação de tratamento de águas residuais, facilitando assim seu transporte e incorporação em uma instalação de tratamento de águas residuais. Em uma implementação, o controle de sistema 294 (por exemplo, controlador) pode controlar um ou ambos dentre o fluxo de oxigênio a partir do gerador de oxigênio 230 para os módulos de infusão de oxigênio 225 e o fluxo de águas residuais a partir da linha de suprimento de águas residuais 205 para os módulos de infusão de oxigênio 225.[066] Figure 2 illustrates a single-stage gas infusion unit 200 suitable for replacing a traditional aeration system in a wastewater treatment facility. The gas infusion unit 200 may be a modular system and may include: a housing 290, such as a modified standard 6.10 meter (20 foot) or 12.20 meter (40 foot) shipping container; a 291 wastewater influent supply connection; an oxygenated wastewater rejection connection 292, one or more electrical power connections 293, a system control 294 (e.g., controller); a wastewater influent supply line 205, a supply feed pump 210, a gas infusion system 220 (oxygen infusion system) having one or more oxygen infusion modules 225 (e.g., infusion modules of oxygen 225a, 225b, 225c), for example accommodation in a housing, such as a tank and an oxygen source. In one implementation, the source of oxygen is an oxygen generator 230. In another implementation, the source of oxygen is an oxygen supply tank. Advantageously, the gas infusion unit 200 is a self-contained unit that can be transported as a single unit to a wastewater treatment facility, thereby facilitating its transportation and incorporation into a wastewater treatment facility. In one implementation, system control 294 (e.g., controller) may control one or both of the flow of oxygen from the oxygen generator 230 to the oxygen infusion modules 225 and the flow of wastewater from the line from wastewater supply 205 to oxygen infusion modules 225.

[067] O afluente de águas residuais é recebido como injeção para a unidade de infusão de gás 200 a partir de uma instalação de tratamento de águas residuais, como a partir de um tanque de clarificação primário, tanque anaeróbico ou diretamente a partir de uma barra de triagem ou tanque de remoção de areia (não mostrado). Em outra implementação, descrita mais adiante, o afluente é recebido como uma injeção para o sistema de infusão de gás 200 a partir de um tanque de aeração da instalação de tratamento de águas residuais. O afluente de águas residuais entra no sistema de infusão de gás 200 através da conexão de suprimento de afluente 291 e flui através da linha de suprimento de águas residuais 205 e por meio da bomba de alimentação de suprimento 210 para o sistema de infusão de gás 220.[067] The wastewater influent is received as injection to the gas infusion unit 200 from a wastewater treatment facility, such as from a primary clarification tank, anaerobic tank, or directly from a bar. screening or sand removal tank (not shown). In another implementation, described later, the influent is received as an injection into the gas infusion system 200 from an aeration tank of the wastewater treatment facility. The wastewater influent enters the gas infusion system 200 through the influent supply connection 291 and flows through the wastewater supply line 205 and through the supply feed pump 210 to the gas infusion system 220 .

[068] O gerador de oxigênio 230 supre oxigênio com 70% a 95% de pureza, por exemplo, 92% de pureza - significativamente maior do que os níveis de oxigênio atmosférico de aproximadamente 21% no ar suprido a partir de sistemas de sopradores de ar tradicionais usados em instalações de tratamento de águas residuais - para o sistema de infusão de gás 220 por meio de uma linha de suprimento de oxigênio 231. O ar atmosférico pode ser coletado diretamente a partir do ambiente circundante pelo gerador de oxigênio 230, ou pode ser coletado através de uma admissão de ar 235 e suprido ao gerador de oxigênio 230 por meio de um duto de suprimento de ar 236.[068] The oxygen generator 230 supplies oxygen of 70% to 95% purity, e.g., 92% purity - significantly higher than atmospheric oxygen levels of approximately 21% in air supplied from air blower systems. traditional air used in wastewater treatment facilities - to the gas infusion system 220 via an oxygen supply line 231. Atmospheric air may be collected directly from the surrounding environment by the oxygen generator 230, or may be collected through an air intake 235 and supplied to the oxygen generator 230 through an air supply duct 236.

[069] O sistema de infusão de gás 220 pode incluir um ou mais módulos de infusão de gás 225 para saturar o afluente de águas residuais com oxigênio recebido pelo(s) módulo(s) de infusão de gás 225 por meio da linha de suprimento de oxigênio 231. Cada módulo de infusão de gás 225 inclui uma pluralidade de tubos ou fibras microporosas ocos com uma pluralidade de microporos com um diâmetro de poro suficiente para permitir a transferência do oxigênio concentrado para o afluente de águas residuais de uma maneira livre de bolhas (por exemplo, sem bolhas).[069] The gas infusion system 220 may include one or more gas infusion modules 225 to saturate the wastewater influent with oxygen received by the gas infusion module(s) 225 through the supply line of oxygen 231. Each gas infusion module 225 includes a plurality of hollow microporous tubes or fibers with a plurality of micropores having a pore diameter sufficient to permit transfer of the concentrated oxygen to the wastewater influent in a bubble-free manner (e.g. no bubbles).

[070] Em outra implementação, o afluente de águas residuais é suprido pela bomba de alimentação afluente 210 através da linha de suprimento afluente 205 e em um coletor afluente 215, que suporta vários arranjos de módulos de infusão de gás 225 de a partir de módulos únicos a uma matriz de 2 ou mais módulos (por exemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou mais módulos de infusão de gás 225, arranjados em paralelo) dentro do sistema de infusão de gás 220. O gerador de oxigênio 230 supre oxigênio concentrado através da linha de suprimento de oxigênio 231 para um coletor de gás 223, que suporta o suprimento de oxigênio para cada um dos módulos de infusão de gás 225 na matriz específica de módulos dentro do sistema de infusão de gás 220.[070] In another implementation, the wastewater influent is supplied by the influent feed pump 210 through the influent supply line 205 and into an influent collector 215, which supports various arrangements of gas infusion modules 225 from modules unique to an array of 2 or more modules (e.g., 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 or more gas infusion modules 225, arranged in parallel) within the gas infusion system 220. The generator oxygen supply 230 supplies concentrated oxygen through oxygen supply line 231 to a gas manifold 223, which supports the oxygen supply to each of the gas infusion modules 225 in the specific array of modules within the gas infusion system 220 .

[071] Em outra implementação, discutida adicionalmente abaixo, dois ou mais módulos de infusão de gás 225 são arranjados em série, em que o afluente de águas residuais é suprido pela bomba de alimentação afluente 210 através da linha de suprimento afluente 205 e em um coletor afluente (não mostrado), que suporta vários arranjos de módulos de infusão de gás 225 arranjados em série, tal como representados 225a e 225b na FIG. 2, dentro do sistema de infusão de gás 220. Em tal arranjo, o afluente de águas residuais saturado de oxigênio flui a partir do módulo de infusão de gás 225a e para o módulo de infusão de gás 225b onde é adicionalmente saturado com oxigênio. O gerador de oxigênio 220 supre oxigênio concentrado através da linha de suprimento de oxigênio 231 para um coletor de gás (não mostrado), que suporta o suprimento de oxigênio para cada um dos módulos de infusão de gás 225a e 225b na matriz específica de módulos dentro do sistema de infusão de gás 220.[071] In another implementation, discussed further below, two or more gas infusion modules 225 are arranged in series, wherein the wastewater influent is supplied by the influent feed pump 210 through the influent supply line 205 and into a influent collector (not shown), which supports various arrays of gas infusion modules 225 arranged in series, as depicted 225a and 225b in FIG. 2, within the gas infusion system 220. In such an arrangement, the oxygen-saturated wastewater influent flows from the gas infusion module 225a and to the gas infusion module 225b where it is further saturated with oxygen. The oxygen generator 220 supplies concentrated oxygen through the oxygen supply line 231 to a gas manifold (not shown), which supports the oxygen supply to each of the gas infusion modules 225a and 225b in the specific array of modules within of the 220 gas infusion system.

[072] Será apreciado que qualquer arranjo de módulos de infusão de gás 225 pode ser fornecida dentro do sistema de infusão de gás 220, a partir de um arranjo de uso de módulo único, para múltiplos módulos arranjados em paralelo (conforme mostrado na FIG. 13), para múltiplos módulos arranjados em série, e até mesmo múltiplos módulos arranjados em uma combinação de paralelo e série (conforme mostrado na FIG. 14), dependendo das necessidades de oxigenação da instalação de tratamento de águas residuais específica.[072] It will be appreciated that any arrangement of gas infusion modules 225 can be provided within the gas infusion system 220, from a single module usage arrangement, to multiple modules arranged in parallel (as shown in FIG. 13), for multiple modules arranged in series, and even multiple modules arranged in a combination of parallel and series (as shown in FIG. 14), depending on the oxygenation needs of the specific wastewater treatment facility.

[073] Em algumas implementações, dois estágios de infusão de gás podem ser usados para supersaturar as águas residuais com oxigênio. O primeiro estágio pode saturar o afluente de águas residuais que flui para um tanque de aeração com oxigênio dissolvido. O segundo estágio pode saturar o licor misturado a partir do tanque de aeração com oxigênio dissolvido e recircular as águas residuais saturadas de volta ao tanque de aeração.[073] In some implementations, two stages of gas infusion can be used to supersaturate wastewater with oxygen. The first stage can saturate the wastewater influent flowing into an aeration tank with dissolved oxygen. The second stage can saturate the mixed liquor from the aeration tank with dissolved oxygen and recirculate the saturated wastewater back to the aeration tank.

[074] No primeiro estágio, os geradores de oxigênio coletam o ar atmosférico (com aproximadamente 21%-23% de oxigênio) e concentram o oxigênio a partir do ar coletado para suprir o oxigênio concentrado a um(s) módulo(s) de infusão de gás em comunicação com o afluente de águas residuais. Os geradores de oxigênio concentram oxigênio em níveis que incluem: oxigênio concentrado em níveis de 90% ou mais, 80% ou mais, 70% ou mais, 60% ou mais, ou em níveis superiores aos níveis de oxigênio atmosférico ambiente e até 90% ou mais oxigênio concentrado. O oxigênio concentrado pode ser suprido a partir do gerador de oxigênio ao(s) módulo(s) de infusão de gás em níveis de 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96% ou mais de 97% de oxigênio.[074] In the first stage, oxygen generators collect atmospheric air (with approximately 21%-23% oxygen) and concentrate oxygen from the collected air to supply the concentrated oxygen to a module(s) of gas infusion in communication with the wastewater influent. Oxygen generators concentrate oxygen to levels that include: concentrated oxygen at levels of 90% or more, 80% or more, 70% or more, 60% or more, or at levels greater than ambient atmospheric oxygen levels and up to 90% or more concentrated oxygen. Concentrated oxygen can be supplied from the oxygen generator to the gas infusion module(s) at levels of 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87% , 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96% or more than 97% oxygen.

[075] Membranas de fibra de núcleo oco microporosas, transferem o oxigênio concentrado para o afluente de águas residuais. Cada membrana de fibra oca microporosa inclui vários microporos que produzem uma interface estável para transferir o oxigênio para o afluente de águas residuais sem a criação de bolhas no afluente. A introdução do oxigênio concentrado diretamente no afluente através das membranas de fibra microporosa fornece um fluido supersaturado de oxigênio sem o uso ou a necessidade de sopradores de ar ou sistemas de sopradores usados em sistemas de aeração tradicionais.[075] Microporous hollow-core fiber membranes transfer concentrated oxygen to the wastewater influent. Each microporous hollow fiber membrane includes multiple micropores that produce a stable interface to transfer oxygen to the wastewater influent without creating bubbles in the influent. Introducing concentrated oxygen directly into the influent through microporous fiber membranes provides an oxygen supersaturated fluid without the use or need for air blowers or blower systems used in traditional aeration systems.

[076] Os sistemas de sopradores tradicionais são usados para criar bolhas de ar nas águas residuais para fornecer oxigênio disponível aos microrganismos. A unidade de infusão de gás com um ou mais módulos de infusão de gás transfere oxigênio para o efluente sem a criação de bolhas para fornecer um nível muito mais eficiente e maior de oxigenação do efluente. Isso permite períodos mais longos de retenção de oxigênio no efluente e ao longo dos tanques de aeração (ou reatores biológicos) na estação de tratamento de águas residuais, proporcionando assim um período mais longo de exposição ao oxigênio para os microrganismos na fase de aeração (ou oxigenação) de águas residuais.[076] Traditional blower systems are used to create air bubbles in wastewater to provide available oxygen to microorganisms. The gas infusion unit with one or more gas infusion modules transfers oxygen to the effluent without creating bubbles to provide a much more efficient and higher level of effluent oxygenation. This allows for longer periods of oxygen retention in the effluent and throughout the aeration tanks (or biological reactors) in the wastewater treatment plant, thus providing a longer period of oxygen exposure for microorganisms in the aeration phase (or oxygenation) of wastewater.

[077] Devido à ausência de bolhas de ar ou oxigênio nas águas residuais saturadas de oxigênio, o oxigênio dissolvido sofre um movimento molecular Browniano e o oxigênio dissolvido não é liberado porque não quebra a tensão superficial da água. Além disso, como o oxigênio é dissolvido, a assimilação de microrganismos também é facilitada pelo aumento da capacidade do processo.[077] Due to the absence of air or oxygen bubbles in oxygen-saturated wastewater, dissolved oxygen undergoes Brownian molecular motion and dissolved oxygen is not released because it does not break the surface tension of the water. Furthermore, as oxygen is dissolved, the assimilation of microorganisms is also facilitated by increasing the process capacity.

[078] Ao utilizar um sistema de oxigenação por infusão direta de gás conforme descrito na presente invenção, onde a eficiência de transferência do oxigênio para o efluente é maior que os sistemas tradicionais de sopradores de ar, obtém-se com vantagem menor consumo de energia e, consequentemente, menores custos operacionais nas estações de tratamento de esgoto. Assim, torna-se possível não só reduzir os custos operacionais das estações de tratamento de águas residuais, mas também alocar melhor os recursos energéticos e fornecer água mais limpa.[078] When using a direct gas infusion oxygenation system as described in the present invention, where the oxygen transfer efficiency to the effluent is greater than traditional air blower systems, lower energy consumption is advantageously obtained and, consequently, lower operating costs in sewage treatment plants. Thus, it becomes possible not only to reduce the operating costs of wastewater treatment plants, but also to better allocate energy resources and provide cleaner water.

[079] Além disso, com o aumento da eficiência dos processos de transferência de gás para o consumo de matéria orgânica do esgoto, a ampliação da capacidade de tratamento é vantajosamente possível sem aumentar o tamanho físico da instalação de tratamento de águas residuais. Alcançar a capacidade de tratar um aumento no fluxo dentro desta dimensão física da instalação de águas residuais, também reduz os gastos de capital associados à adição de tanques de tratamento de águas residuais e sistemas de sopradores para tratar mais fluxo em uma instalação de águas residuais devido ao aumento da população. Desta forma, a expansão da capacidade também pode facilitar o tratamento de necessidades de tratamento de esgotos em surtos ou irregulares sem aumentar a estrutura física da estação.[079] Furthermore, with the increase in the efficiency of gas transfer processes for the consumption of organic matter from sewage, the expansion of treatment capacity is advantageously possible without increasing the physical size of the wastewater treatment facility. Achieving the ability to treat an increase in flow within this physical dimension of the wastewater facility also reduces capital expenditures associated with adding wastewater treatment tanks and blower systems to treat more flow into a wastewater facility due to to the increase in population. In this way, capacity expansion can also facilitate the handling of surge or irregular sewage treatment needs without increasing the physical structure of the plant.

[080] Em uma implementação, um sistema de infusão de gás com capacidade de fluxo de águas residuais de 1 l/s (um litro por segundo) foi instalado como um fluxo lateral para uma instalação de tratamento de águas residuais existente. Os resultados da instalação de teste demonstram que:[080] In one implementation, a gas infusion system with a wastewater flow capacity of 1 l/s (one liter per second) was installed as a side flow to an existing wastewater treatment facility. The results of the test installation demonstrate that:

[081] (1) sistemas de infusão de gás consistentes com as modalidades descritas na presente invenção eliminam a necessidade de sistemas de aeração de soprador caros, ineficientes e volumosos;[081] (1) gas infusion systems consistent with the embodiments described in the present invention eliminate the need for expensive, inefficient and bulky blower aeration systems;

[082] (2) com a eliminação dos sistemas de sopradores, as casas de sopradores e outras acomodações acústicas para o equipamento dos sopradores não são necessárias;[082] (2) with the elimination of blower systems, blower houses and other acoustic accommodations for blower equipment are not required;

[083] (3) os canos de CPVC (cloreto de polivinila clorado) podem substituir os típicos canos de aço inoxidável exigidos pelos sistemas de sopradores; e[083] (3) CPVC (chlorinated polyvinyl chloride) pipes can replace the typical stainless steel pipes required by blower systems; It is

[084] (4) não são necessários difusores de ar de alto custo e manutenção intensiva, utilizados para a formação de pequenas ou microbolhas do ar suprido pelo soprador.[084] (4) high-cost and intensive-maintenance air diffusers are not necessary, used to form small or microbubbles in the air supplied by the blower.

[085] De fato, utilizando tecnologia de infusão de gás de alta eficiência, conforme divulgado na presente invenção, a remoção de alta eficiência de matéria orgânica carbonácea e nitrificação pode ser alcançada com reduções de energia que podem atingir entre 30% e 90% daquela observada em sistemas convencionais. Em algumas implementações, dispositivos de infusão de gás de alta eficiência usados como alternativa aos sistemas tradicionais de sopradores em instalações de tratamento de águas residuais alcançam uma redução de energia em relação ao sistema tradicional de 30% ou mais, 35% ou mais, 40% ou mais, 45% ou mais, 50% ou mais, 55% ou mais, 60% ou mais, 65% ou mais, ou mais de 70% (por exemplo, 75%, 80%, 85%, 90%).[085] In fact, using high-efficiency gas infusion technology as disclosed in the present invention, high-efficiency removal of carbonaceous organic matter and nitrification can be achieved with energy reductions that can reach between 30% and 90% of that observed in conventional systems. In some implementations, high-efficiency gas infusion devices used as an alternative to traditional blower systems in wastewater treatment facilities achieve an energy reduction over the traditional system of 30% or more, 35% or more, 40% or more, 45% or more, 50% or more, 55% or more, 60% or more, 65% or more, or more than 70% (e.g., 75%, 80%, 85%, 90%).

[086] A Figura 3 ilustra uma implementação, onde dois sistemas de infusão de gás são instalados no fluxo de efluentes, o primeiro promovendo a oxigenação do efluente afluente da entrada da instalação de tratamento de efluentes (por exemplo, depois da clarificação primária) e o outro promovendo a oxigenação do licor misto do tanque de aeração, que recircula de volta para o tanque de aeração. Em um tal arranjo, podem obter-se vantajosamente níveis entre 30 mg/L de oxigênio e 55 mg/L de oxigênio no afluente de entrada. Em algumas modalidades, a utilização de uma unidade de infusão de gás divulgada na presente invenção no efluente de entrada pode atingir níveis de oxigênio de: 30 mg/L a 35 mg/L de oxigênio; 35 mg/L a 40 mg/L de oxigênio; 40 mg/L a 45 mg/L de oxigênio; 45 mg/L a 50 mg/L de oxigênio; e 50 mg/L de oxigênio ou acima (por exemplo, 55 mg/L de oxigênio). Além disso, a utilização de uma segunda unidade de infusão de oxigênio para infundir licor misturado do tanque de aeração e recirculado para o tanque de aeração pode produzir níveis de oxigênio acima de 55 mg/L de oxigênio na corrente de efluente recirculada. Em algumas modalidades, a utilização de uma unidade de infusão de gás divulgada neste documento na corrente de licor misto do tanque de aeração pode produzir níveis de oxigênio na corrente de efluente recirculada de 30 ppm a 45 ppm.[086] Figure 3 illustrates an implementation, where two gas infusion systems are installed in the effluent flow, the first promoting oxygenation of the influent effluent at the inlet of the effluent treatment facility (for example, after primary clarification) and the other promoting the oxygenation of the mixed liquor from the aeration tank, which recirculates back to the aeration tank. In such an arrangement, levels between 30 mg/L of oxygen and 55 mg/L of oxygen in the inlet influent can advantageously be obtained. In some embodiments, the use of a gas infusion unit disclosed in the present invention in the incoming effluent can achieve oxygen levels of: 30 mg/L to 35 mg/L oxygen; 35 mg/L to 40 mg/L oxygen; 40 mg/L to 45 mg/L oxygen; 45 mg/L to 50 mg/L oxygen; and 50 mg/L oxygen or above (e.g. 55 mg/L oxygen). Additionally, using a second oxygen infusion unit to infuse mixed liquor from the aeration tank and recirculated to the aeration tank can produce oxygen levels in excess of 55 mg/L oxygen in the recirculated effluent stream. In some embodiments, the use of a gas infusion unit disclosed herein in the mixed liquor stream from the aeration tank can produce oxygen levels in the recirculated effluent stream of 30 ppm to 45 ppm.

[087] Os níveis de saturação de oxigênio acima das águas residuais no estágio de aeração do tratamento foram alcançados utilizando um sistema que inclui: uma bomba de recirculação de efluentes, uma câmara de pressão de infusão de gás de 60 litros com uma matriz de seis módulos de infusão de gás, cada um com fibra oca hidrofóbica microporosa membranas. As membranas de fibra oca hidrofóbicas microporosas foram supridas com 85% a 95% de gás oxigênio puro (por exemplo, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% de gás oxigênio puro) gerado por um gerador de oxigênio externo operando a uma pressão de 151,69 KPa (22 Psi). A alimentação de oxigênio a partir do gerador de oxigênio é a fonte de gás do processo de infusão de oxigênio que ocorre dentro da câmara de pressão de infusão de gás. Será apreciado que outras fontes de oxigênio podem ser utilizadas no lugar de um gerador de oxigênio (nas implementações descritas na presente invenção), incluindo oxigênio pressurizado a partir de um tanque ou outro vaso de pressão.[087] Oxygen saturation levels above the wastewater in the aeration stage of treatment were achieved using a system that includes: an effluent recirculation pump, a 60-liter gas infusion pressure chamber with a matrix of six Gas infusion modules, each with microporous hydrophobic hollow fiber membranes. The microporous hydrophobic hollow fiber membranes were supplied with 85% to 95% pure oxygen gas (e.g., 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% pure oxygen gas) generated by an external oxygen generator operating at a pressure of 151.69 KPa (22 Psi). The oxygen supply from the oxygen generator is the gas source for the oxygen infusion process that occurs within the gas infusion pressure chamber. It will be appreciated that other sources of oxygen may be used in place of an oxygen generator (in the implementations described in the present invention), including pressurized oxygen from a tank or other pressure vessel.

[088] Conforme ilustrado na Figura 3, um sistema de tratamento de águas residuais 300 utiliza modalidades do sistema de infusão de gás descrito na presente invenção e, por exemplo, pode incluir uma primeira bomba de alimentação de medição ou bomba de alimentação de afluente 310 para direcionar uma porção do afluente primário da estação de águas residuais a partir do tanque de tratamento anaeróbico ou Manta de Lodo Anaeróbico de Fluxo Ascendente (UASB) 303 por meio da linha de suprimento de afluente 305. O fluxo influente é bombeado para o primeiro sistema de infusão de gás 320 a uma taxa de, por exemplo, 25-35 litros por minuto (L/min ou LPM). O primeiro sistema de infusão de gás 320 pode ter uma câmara ou alojamento de pressão de infusão de gás 321. O afluente circula dentro do alojamento 321 através de um edutor (não mostrado) posicionado no centro da matriz de seis módulos de unidades de infusão de gás. O edutor direciona o afluente através da membrana de fibra oca hidrofóbica microporosa de maneira concomitante ou, alternativamente, de maneira contracorrente, permitindo a transferência de massa de oxigênio a partir de uma fase gasosa para uma fase aquosa e saturação para o afluente, ao mesmo tempo em que atinge uma transferência de massa de nitrogênio a partir da fase aquosa para a fase gasosa onde o nitrogênio gasoso é ventilado para fora do vaso de pressão por meio de uma válvula de liberação de pressão na câmara de pressão de infusão de gás 321.[088] As illustrated in Figure 3, a wastewater treatment system 300 utilizes embodiments of the gas infusion system described in the present invention and, for example, may include a first metering feed pump or influent feed pump 310 to direct a portion of the wastewater plant's primary influent from the anaerobic treatment tank or Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) 303 through the influent supply line 305. The influent stream is pumped to the first system of gas 320 infusion at a rate of, for example, 25-35 liters per minute (L/min or LPM). The first gas infusion system 320 may have a gas infusion pressure chamber or housing 321. The influent circulates within the housing 321 through an eductor (not shown) positioned in the center of the array of six gas infusion unit modules. gas. The eductor directs the influent through the microporous hydrophobic hollow fiber membrane in a concomitant or alternatively countercurrent manner, allowing mass transfer of oxygen from a gas phase to an aqueous phase and saturation to the influent at the same time. wherein it achieves a mass transfer of nitrogen from the aqueous phase to the gaseous phase where the nitrogen gas is vented out of the pressure vessel through a pressure release valve in the gas infusion pressure chamber 321.

[089] O nível de oxigênio dissolvido alcançado dentro do afluente na câmara de pressão de infusão de gás 321 é superior a 100 ppm (por exemplo, entre 100 ppm e 330 ppm, inclusive), superior a 200 ppm, superior a 300 ppm, e em algumas modalidades, em excesso de 330 ppm. Este nível de afluente altamente oxigenado é alcançado ao dissolver as moléculas de oxigênio em um processo de transferência de gás substancialmente livre de bolhas. Conforme usado na presente invenção, "transferência de gás livre de bolhas" ou "livre de bolhas de oxigênio" significa que 70% ou mais (por exemplo, 90% ou mais) do oxigênio dissolvido no afluente é transferido sem a criação de bolhas.[089] The level of dissolved oxygen achieved within the influent in gas infusion pressure chamber 321 is greater than 100 ppm (e.g., between 100 ppm and 330 ppm inclusive), greater than 200 ppm, greater than 300 ppm, and in some embodiments, in excess of 330 ppm. This highly oxygenated influent level is achieved by dissolving oxygen molecules in a substantially bubble-free gas transfer process. As used in the present invention, "bubble-free gas transfer" or "oxygen bubble-free" means that 70% or more (e.g., 90% or more) of the dissolved oxygen in the influent is transferred without the creation of bubbles.

[090] Na modalidade representada na Figura 3, uma pressão total de gás entre 103,42 KPa (15 psi) a 151,69 KPa (22 psi) é mantida dentro da câmara de pressão de infusão de gás 321 ao restringir o fluxo de águas residuais que saem a partir da câmara de pressão de infusão de gás 321 a uma taxa de escoamento de pelo menos 25 LPM, (por exemplo, 25 LPM, 26, LPM, 27 LPM, 28 LPM, 29 LPM, 30 LPM, 31 LPM, 32 LPM, 33 LPM, 34 LPM ou 35 LPM ou mais). Em algumas modalidades, a restrição do fluxo que sai pode ser alcançada ao fornecer um cano de saída (não mostrado) a partir da câmara de pressão de infusão de gás 321 com um diâmetro menor que o diâmetro do cano de entrada 305 da bomba de alimentação afluente 310. Alternativamente, a pressão total de gás dentro da câmara de pressão de infusão de gás 321 pode ser mantida entre 103,42 KPa (15 psi) e 151,69 KPa (22 psi), ou em níveis superiores a 151,69 KPa (22 psi) utilizando um pequeno compressor em série com o gerador de oxigênio (não mostrado) ou utilizando uma capacidade ou gerador de oxigênio de alta pressão. A taxa de fluxo de saída da câmara de pressão de infusão de gás 321 pode ser restringida ajustando uma ou mais válvulas de medição 328 na corrente de saída.[090] In the embodiment depicted in Figure 3, a total gas pressure between 103.42 KPa (15 psi) to 151.69 KPa (22 psi) is maintained within the gas infusion pressure chamber 321 by restricting the flow of wastewater exiting from the gas infusion pressure chamber 321 at a flow rate of at least 25 LPM, (e.g., 25 LPM, 26, LPM, 27 LPM, 28 LPM, 29 LPM, 30 LPM, 31 LPM, 32 LPM, 33 LPM, 34 LPM or 35 LPM or more). In some embodiments, restriction of outflow can be achieved by providing an outlet pipe (not shown) from the gas infusion pressure chamber 321 with a diameter smaller than the diameter of the inlet pipe 305 of the feed pump. influent 310. Alternatively, the total gas pressure within the gas infusion pressure chamber 321 may be maintained between 103.42 KPa (15 psi) and 151.69 KPa (22 psi), or at levels greater than 151.69 KPa (22 psi) using a small compressor in series with the oxygen generator (not shown) or using a high pressure capacity or oxygen generator. The exit flow rate of the gas infusion pressure chamber 321 can be restricted by adjusting one or more metering valves 328 in the exit stream.

[091] O primeiro sistema de infusão de gás 320 bombeia o afluente altamente oxigenado a partir do primeiro sistema de infusão de gás 320 de uma maneira sem bolhas através de um cano de suprimento 307 que contém um medidor de oxigênio dissolvido em linha 341, um medidor de fluxo em linha 342, um medidor de pH em linha 343 e outros sensores, como sensores de pressão e temperatura. Os dados que medem oxigênio dissolvido, taxa de fluxo, pH e outras condições operacionais das águas residuais altamente oxigenadas da primeira unidade de infusão de gás 320 podem ser alimentados a uma unidade de controle (não mostrada) e usados para ajustar e manter os níveis de oxigênio alvo ou desejados e taxas de fluxo do efluente altamente oxigenado. A oxigenação excessiva das águas residuais recebidas ajuda no tratamento das águas residuais, pois facilita a quebra de alguns compostos orgânicos de cadeia longa e também dos compostos orgânicos refratários. Os dados dos vários sensores podem ser coletados por um controlador lógico programável (PLC) que fornece dados em tempo real acessíveis por um módulo de controle automatizado, monitoramento pessoal no local ou remoto em uma rede.[091] The first gas infusion system 320 pumps the highly oxygenated influent from the first gas infusion system 320 in a bubble-free manner through a supply pipe 307 that contains an in-line dissolved oxygen meter 341, a in-line flow meter 342, an in-line pH meter 343, and other sensors such as pressure and temperature sensors. Data measuring dissolved oxygen, flow rate, pH, and other operating conditions of the highly oxygenated wastewater from the first gas infusion unit 320 can be fed to a control unit (not shown) and used to adjust and maintain oxygen levels. target or desired oxygen and flow rates of the highly oxygenated effluent. Excessive oxygenation of incoming wastewater helps in wastewater treatment as it facilitates the breakdown of some long-chain organic compounds and also refractory organic compounds. Data from the various sensors can be collected by a programmable logic controller (PLC) that provides real-time data accessible by an automated control module, personal monitoring on-site or remotely over a network.

[092] Na modalidade de exemplo representada na Figura 3, o afluente altamente oxigenado flui de maneira contínua a uma vazão entre 25 LPM e 35 LPM (inclusive), por exemplo 30 LPM, na entrada do tanque de aeração 350. O tanque de aeração 350 no presente exemplo pode ter um volume de aproximadamente 26 metros cúbicos de águas residuais com um tempo de retenção operacional de 7,2 horas (considerando um fluxo de entrada de 30 LPM em média além da recirculação de lodo ativado ou RAS do fundo do clarificador para o tanque de aeração). As águas residuais altamente oxigenadas entrantes são bombeadas para o tanque de aeração 350 através de um cano de suprimento de extremidade aberta 307 pelo qual as águas residuais altamente oxigenadas são liberadas abaixo da superfície das águas residuais no tanque de aeração 350, por exemplo, abaixo da superfície em até dois terços da profundidade do tanque (por exemplo, em um tanque de 3 metros de altura, as águas residuais altamente oxigenadas são liberadas no tanque de aeração 350 a uma profundidade de 2 metros abaixo da superfície). A introdução do efluente altamente oxigenado bem abaixo da superfície do tanque de aeração promove a agitação e a suspensão contínua da matéria orgânica no tanque de aeração e mantém a saturação do oxigênio no efluente. Os níveis altamente oxigenados de oxigênio dissolvido são mantidos no tanque de aeração na faixa de 2 ppm a 3 ppm (inclusive) com a finalidade de serem utilizados pelos microrganismos em um processo de tratamento aeróbico de lodo ativado onde bactérias aeróbicas na presença de oxigênio, oxidam matéria carbonácea, matéria de nitrogênio amoniacal, expulsam gases arrastados, geram um floco biológico que facilita a sedimentação de sólidos suspensos e gera um licor misto com 100-200 ml/L de lodo depois de um teste de decantação de 30 minutos.[092] In the example embodiment represented in Figure 3, the highly oxygenated influent flows continuously at a flow rate between 25 LPM and 35 LPM (inclusive), for example 30 LPM, at the inlet of the aeration tank 350. The aeration tank 350 in the present example may have a volume of approximately 26 cubic meters of wastewater with an operational retention time of 7.2 hours (assuming an inlet flow of 30 LPM on average plus recirculation of activated sludge or RAS from the bottom of the clarifier to the aeration tank). The incoming highly oxygenated wastewater is pumped to the aeration tank 350 through an open-end supply pipe 307 whereby the highly oxygenated wastewater is released below the surface of the wastewater in the aeration tank 350, e.g., below the surface up to two-thirds of the tank depth (e.g. in a 3 meter high tank, highly oxygenated wastewater is released into the aeration tank 350 at a depth of 2 meters below the surface). Introducing the highly oxygenated effluent well below the surface of the aeration tank promotes continuous agitation and suspension of organic matter in the aeration tank and maintains oxygen saturation in the effluent. Highly oxygenated levels of dissolved oxygen are maintained in the aeration tank in the range of 2 ppm to 3 ppm (inclusive) for the purpose of being used by microorganisms in an aerobic activated sludge treatment process where aerobic bacteria, in the presence of oxygen, oxidize carbonaceous matter, ammonia nitrogen matter, expel entrained gases, generate a biological floc that facilitates the sedimentation of suspended solids and generates a mixed liquor with 100-200 ml/L of sludge after a 30-minute decantation test.

[093] Simultaneamente, o efluente a partir do tanque de aeração 350 é recirculado através da linha de suprimento de recirculação de efluentes 361 pela bomba de recirculação 360 em um circuito fechado a partir da extremidade de escoamento 351 do tanque de aeração 350 e recirculado para um segundo sistema de infusão de gás 370 com a finalidade de dissolver adicionalmente quilogramas adicionais de oxigênio no fluxo de efluente de águas residuais dentro do tanque de aeração 350. A corrente recirculada usa a bomba de recirculação 360 para recircular efluente de águas residuais para o segundo sistema de infusão de gás 370 onde o efluente é oxigenado novamente desta maneira descrita com o primeiro sistema de infusão de gás 320.[093] Simultaneously, the effluent from the aeration tank 350 is recirculated through the effluent recirculation supply line 361 by the recirculation pump 360 in a closed loop from the flow end 351 of the aeration tank 350 and recirculated to a second gas infusion system 370 for the purpose of further dissolving additional kilograms of oxygen into the wastewater effluent stream within the aeration tank 350. The recirculated stream uses the recirculation pump 360 to recirculate wastewater effluent to the second gas infusion system 370 wherein the effluent is re-oxygenated in the manner described with the first gas infusion system 320.

[094] Neste processo de oxigenação secundária o efluente pode atingir um nível de saturação de oxigênio dissolvido na faixa de 30 ppm a 45 ppm.[094] In this secondary oxygenation process, the effluent can reach a dissolved oxygen saturation level in the range of 30 ppm to 45 ppm.

[095] As FIGS. 4 a 6 mostram uma implementação de um módulo de infusão de gás 400. O módulo de infusão de gás 400 inclui um alojamento tubular de parede fina 401 (por exemplo, de aço inoxidável ou outro material adequado, tal como outro metal) com um plugue de entrada 402 na extremidade superior 403 e um plugue de saída 404 na extremidade de fundo 405 deste. Flanges 406 e 407 são fornecidos nas extremidades superior e de fundo 403 e 405, respectivamente, do alojamento 401. Os plugues 402 e 404 são vedados no alojamento 401 por anéis 408. Os plugues 402 e 404 são idênticos, cada um incluindo um par de flanges espaçados 409 e 410 com uma ranhura anular 411 entre eles. Os flanges 410 atuam como assentos para grampos de duas peças 412, que prendem os plugues 402 e 404 no alojamento 401. Será apreciado que vários materiais podem ser usados para os componentes do módulo de infusão de gás, incluindo PVC (cloreto de polivinila) e CPVC (cloreto de polivinila clorado), ou outros materiais adequados.[095] FIGS. 4 to 6 show an implementation of a gas infusion module 400. The gas infusion module 400 includes a thin-walled tubular housing 401 (e.g., of stainless steel or other suitable material, such as other metal) with a plug input plug 402 at the upper end 403 and an output plug 404 at the bottom end 405 thereof. Flanges 406 and 407 are provided at the top and bottom ends 403 and 405, respectively, of housing 401. Plugs 402 and 404 are sealed in housing 401 by rings 408. Plugs 402 and 404 are identical, each including a pair of spaced flanges 409 and 410 with an annular groove 411 between them. Flanges 410 act as seats for two-piece clamps 412, which secure plugs 402 and 404 in housing 401. It will be appreciated that various materials can be used for the gas infusion module components, including PVC (polyvinyl chloride) and CPVC (chlorinated polyvinyl chloride), or other suitable materials.

[096] O oxigênio concentrado a partir de um gerador de oxigênio ou um tanque de suprimento de oxigênio é introduzido na extremidade superior 403 do alojamento através de um cotovelo 413 e uma passagem de entrada 414 no plugue 402. As águas residuais são introduzidas no alojamento 401 por meio de um acoplamento em T 415 e uma passagem de entrada 416 no centro do plugue 402. Um indicador de pressão 417 que é montado no acoplamento em T 415 monitora a pressão das águas residuais que entram no alojamento 401.[096] Concentrated oxygen from an oxygen generator or an oxygen supply tank is introduced into the upper end 403 of the housing through an elbow 413 and an inlet passage 414 in plug 402. Wastewater is introduced into the housing 401 via a T-coupling 415 and an inlet passage 416 in the center of the plug 402. A pressure indicator 417 that is mounted on the T-coupling 415 monitors the pressure of wastewater entering the housing 401.

[097] A água residual que entra na passagem de entrada 416 flui através de um acoplador curto 419 para um tubo central 420 ou núcleo que se estende substancialmente por todo o comprimento do alojamento 401.[097] Waste water entering the inlet passage 416 flows through a short coupler 419 to a central tube 420 or core that extends substantially the entire length of the housing 401.

[098] A extremidade superior do acoplador 419 é vedada no plugue 402 por anéis 421. A água residual é descarregada do tubo 420 através de quatro portas 423 no alojamento 401. Um plugue 424 no tubo 420 abaixo das portas 423 evita que as águas residuais passem pelas portas. A extremidade superior do tubo 420 se estende e está conectada a um disco de resina epóxi 425, que é montado na extremidade superior de uma luva de CPVC 426. A luva 426 é vedada no alojamento 401 por um anel tipo O 428.[098] The upper end of the coupler 419 is sealed to the plug 402 by rings 421. Waste water is discharged from the pipe 420 through four ports 423 in the housing 401. A plug 424 on the pipe 420 below the ports 423 prevents the waste water from go through the doors. The upper end of the tube 420 extends from and is connected to an epoxy resin disk 425, which is mounted to the upper end of a CPVC sleeve 426. The sleeve 426 is sealed in the housing 401 by an O-ring 428.

[099] Uma pluralidade de fibras microporosas ocas 429 do tipo descrito na Pat. No. 7.537.200, que foi emitida para Craig L. Glassford em 26 de maio de 2009, e é incorporada na presente invenção por referência em sua totalidade e para todos os fins, estende-se e é suspensa do disco 425. A ilustração das fibras 429 na FIG. 5 é meramente esquemática. Em uma implementação exemplar, um alojamento de aproximadamente 101,60 centímetros (40 polegadas) de comprimento 401 pode incluir até 5.600 fibras 429, cada uma tendo um comprimento de 35,56 centímetros (14 polegadas) e um diâmetro externo de 0,54 mm. As fibras 429 têm uma superfície externa repelente de líquidos (por exemplo, hidrofóbica). Um barril de CPVC 431 é montado e se estende para baixo da luva 426. O barril 431 é espaçado a partir do alojamento 401. As aberturas 432 no barril 431 permitem que as águas residuais entrem no espaço entre o alojamento 401 e o barril 431.[099] A plurality of hollow microporous fibers 429 of the type described in U.S. Pat. No. 7,537,200, which was issued to Craig L. Glassford on May 26, 2009, and is incorporated herein by reference in its entirety and for all purposes, extends and is suspended from disk 425. The illustration of fibers 429 in FIG. 5 is merely schematic. In an exemplary implementation, an approximately 101.60 centimeters (40 inches) long housing 401 may include up to 5,600 fibers 429, each having a length of 35.56 centimeters (14 inches) and an outer diameter of 0.54 mm. . 429 fibers have a liquid-repellent (e.g., hydrophobic) outer surface. A CPVC barrel 431 is mounted and extends below the sleeve 426. The barrel 431 is spaced from the housing 401. Openings 432 in the barrel 431 allow waste water to enter the space between the housing 401 and the barrel 431.

[100] A extremidade de fundo do tubo central 420 se estende e é suportada por uma base de trifólio 434 (vide FIG. 6), cujos braços 435 estão conectados à extremidade de fundo aberta 436 do barril 431. As lacunas 437 entre os braços 435 fornecem saídas do barril 431 para águas residuais. As águas residuais descarregadas a partir do barril 431 passam através de uma passagem de saída 438 no plugue de fundo 404, um acoplamento 439 e um tubo 440 (por exemplo, de polietileno ou outro material adequado) para um acoplamento em T 441. A água residual saturada de gás é descarregada através de um braço 442 do acoplamento 441. O gás não dissolvido das águas residuais que entram no acoplamento 441 passa por outro acoplamento em T 443 para um tanque 444 para descarga através de uma válvula de ventilação de gás 445. A abertura e o fechamento da válvula 45 são controlados por uma alavanca 446 no tanque 444 operado por um flutuador 447.[100] The bottom end of the central tube 420 extends and is supported by a trefoil base 434 (see FIG. 6), the arms 435 of which are connected to the open bottom end 436 of the barrel 431. The gaps 437 between the arms 435 provide outlets from barrel 431 for waste water. Waste water discharged from the barrel 431 passes through an outlet passage 438 in the bottom plug 404, a coupling 439 and a pipe 440 (e.g., of polyethylene or other suitable material) to a T-coupling 441. The water saturated residual gas is discharged through an arm 442 of the coupling 441. The undissolved gas from the waste water entering the coupling 441 passes through another tee coupling 443 to a tank 444 for discharge through a gas vent valve 445. Opening and closing of valve 45 is controlled by a lever 446 in tank 444 operated by a float 447.

[101] Gás não dissolvido em uma área de depósito 452 abaixo das fibras 429 passa através de um pequeno orifício 453 (vide FIG. 6) no tubo central 420 abaixo da área no barril 431 contendo os tubos microporosos 429. O orifício 453 atua para controlar o nível de gás não dissolvido e o nível de água residual no barril 431. O orifício 453 também evita que o gás saia da passagem de saída de águas residuais 439 com as águas residuais ao ventilar uma quantidade controlada de gás enquanto controla simultaneamente o nível da interface gás/líquido no aparelho. A densidade do gás é menor que a da água residual e passa preferencialmente pelo orifício 453. Nos testes, observou-se que as águas residuais podem não ser capazes de conter todo o gás em solução neste ponto, e o excesso de gás que não está completamente dissolvido nas águas residuais sairá pelo orifício 453.[101] Undissolved gas in a deposit area 452 below the fibers 429 passes through a small orifice 453 (see FIG. 6) in the central tube 420 below the area in the barrel 431 containing the microporous tubes 429. The orifice 453 acts to control the level of undissolved gas and the level of waste water in barrel 431. Orifice 453 also prevents gas from exiting the waste water outlet passage 439 with the waste water by venting a controlled amount of gas while simultaneously controlling the level of the gas/liquid interface in the device. The density of the gas is lower than that of the wastewater and preferentially passes through orifice 453. In testing, it was observed that the wastewater may not be able to contain all of the gas in solution at this point, and the excess gas that is not completely dissolved in the wastewater will exit through orifice 453.

[102] O gás que entra no tubo central 420 através do orifício 453 é descarregado através de um acoplamento curto 456, que conecta o tubo 420 a uma passagem de saída 457 no plugue de fundo 404. O gás flui através da passagem 457 e cotovelo 458 e um cano 459 para o terceiro braço 461 do acoplamento em T 443.[102] Gas entering the center tube 420 through orifice 453 is discharged through a short coupling 456, which connects the tube 420 to an outlet passage 457 in the bottom plug 404. The gas flows through the passage 457 and elbow 458 and a pipe 459 for the third arm 461 of the T-coupling 443.

[103] Em operação, as águas residuais de uma fonte desta entram no módulo de infusão de gás 400 através do acoplamento em T 415, passagem de entrada 416, acoplador 419 e tubo central 420. A água residual é descarregada do tubo através das quatro portas 423 e é distribuída sobre as superfícies externas das fibras ocas microporosas 429. Ao mesmo tempo, o gás entra no aparelho através do cotovelo 413 e da passagem de entrada 414. O gás flui para as extremidades superiores abertas das fibras ocas microporosas 429 enquanto as águas residuais estão sendo distribuídas sobre a superfície externa das fibras 429 em uma direção concomitante com o gás. A água residual continua em contato com o gás que escapa através dos poros (não mostrados) nas fibras microporosas 429, por meio do qual a água residual coleta gás em solução à medida que se desloca para baixo no barril 431. Quando a água residual sai da área do barril 431 contendo as fibras 429, ela entra na área do reservatório 452 (vide FIG. 6) onde o excesso de gás que não está completamente dissolvido coalesce e se acumula no centro do barril 431. A água residual saturada de gás é descarregada através da passagem de saída 439 no plugue 404, no tubo 440 e no acoplamento em T 441.[103] In operation, wastewater from a source thereof enters the gas infusion module 400 through tee-coupling 415, inlet passage 416, coupler 419, and center pipe 420. Wastewater is discharged from the pipe through the four ports 423 and is distributed over the outer surfaces of the microporous hollow fibers 429. At the same time, gas enters the apparatus through the elbow 413 and the inlet passage 414. The gas flows to the open upper ends of the microporous hollow fibers 429 while the wastewater is being distributed over the outer surface of the fibers 429 in a direction concomitant with the gas. The waste water remains in contact with the gas that escapes through the pores (not shown) in the microporous fibers 429, whereby the waste water collects gas in solution as it travels down the barrel 431. When the waste water exits from the barrel area 431 containing the fibers 429, it enters the reservoir area 452 (see FIG. 6) where the excess gas that is not completely dissolved coalesces and accumulates in the center of the barrel 431. The gas-saturated residual water is discharged through outlet passage 439 into plug 404, tube 440 and T-coupling 441.

[104] Quando as águas residuais são inicialmente introduzidas no módulo de infusão de gás 400, o módulo de infusão de gás 400 é completamente preenchido com ar ambiente. O ar é ventilado através do tanque 444 e da válvula 445 pela introdução de águas residuais no sistema. As águas residuais sobem no tanque 444 para fechar a válvula 445 evitando que as águas residuais escapem. O orifício 453 no tubo central 420 mantém o equilíbrio do gás/líquido na área das fibras microporosas 429 e na área de fundo do barril 431 que contém níveis mais elevados de saturação de gás do que o topo do barril.[104] When wastewater is initially introduced into the gas infusion module 400, the gas infusion module 400 is completely filled with ambient air. Air is vented through tank 444 and valve 445 by introducing wastewater into the system. Wastewater rises in tank 444 to close valve 445 preventing wastewater from escaping. Orifice 453 in central tube 420 maintains gas/liquid balance in the area of microporous fibers 429 and in the bottom area of the barrel 431 which contains higher levels of gas saturation than the top of the barrel.

[105] O gás que entra no orifício 453 e na válvula 445 depois do aparelho atingir um estado de equilíbrio deixa as águas residuais que podem conter menos gás o que permite que mais gás solúvel seja infundido nas águas residuais. O acoplamento em T de saída de gás 443 permite que as águas residuais coletadas pelo orifício 453 entrem novamente na corrente de saída de água principal que passa pelo acoplamento 441 e libera o gás que sai da solução devido à turbulência na saída de águas residuais. Além disso, o acoplamento em T 443 evita travas hidráulicas no tanque 444 ao conectar o tanque 444 ao fluxo de águas residuais que flui através do acoplamento 441. O tubo 440 através do qual as águas residuais são descarregadas do aparelho é dimensionado para permitir que uma quantidade específica de pressão seja mantida no aparelho de infusão de gás a uma taxa de fluxo específica. O tubo 440 facilita o fluxo laminar para minimizar (por exemplo, eliminar) qualquer cisalhamento causado por qualquer restrição causada pela passagem de saída 438 e seu acoplamento associado 439. O cisalhamento faz com que os gases dissolvidos saiam da solução, o que é indesejável.[105] The gas that enters the orifice 453 and the valve 445 after the apparatus reaches an equilibrium state leaves the wastewater which may contain less gas which allows more soluble gas to be infused into the wastewater. The gas outlet tee coupling 443 allows wastewater collected by orifice 453 to re-enter the main outlet water stream passing through the coupling 441 and releases the gas that comes out of solution due to turbulence in the wastewater outlet. Additionally, the T-coupling 443 prevents hydraulic locks in the tank 444 when connecting the tank 444 to the wastewater stream flowing through the coupling 441. The pipe 440 through which the wastewater is discharged from the apparatus is sized to allow a specific amount of pressure is maintained in the gas infusion apparatus at a specific flow rate. The tube 440 facilitates laminar flow to minimize (e.g., eliminate) any shear caused by any restriction caused by the outlet passage 438 and its associated coupling 439. The shear causes dissolved gases to come out of solution, which is undesirable.

[106] Deve-se notar que o tubo central 420, a luva 426, o barril 431 e o conteúdo do barril podem ser formados como um módulo, que pode ser removido do alojamento 401 ao remover os grampos 412 para desmontagem rápida (por exemplo, para facilitar manutenção do módulo de infusão de gás 400).[106] It should be noted that the center tube 420, sleeve 426, barrel 431 and barrel contents can be formed as a module, which can be removed from housing 401 by removing clips 412 for quick disassembly (e.g. , to facilitate maintenance of the gas infusion module 400).

[107] Será adicionalmente notado que em algumas implementações um ou mais gases podem ser introduzidos no aparelho (módulo de infusão de gás 400) sequencialmente ou como um gás misto. Por exemplo, o oxigênio pode ser introduzido no aparelho (módulo de infusão de gás 400) seguido pela introdução de nitrogênio no aparelho (módulo de infusão de gás 400). De tal maneira, um fluido ou água residual pode ser supersaturado com oxigênio, mantido por um período de tempo desejável, e o oxigênio pode então ser deslocado pela supersaturação subsequente do fluido oxigenado com nitrogênio.[107] It will be further noted that in some implementations one or more gases may be introduced into the apparatus (gas infusion module 400) sequentially or as a mixed gas. For example, oxygen may be introduced into the apparatus (gas infusion module 400) followed by the introduction of nitrogen into the apparatus (gas infusion module 400). In such a manner, a fluid or waste water can be supersaturated with oxygen, maintained for a desirable period of time, and the oxygen can then be displaced by subsequent supersaturation of the oxygenated fluid with nitrogen.

[108] A estrutura microporosa dentro de cada módulo de infusão de gás (por exemplo, as fibras ocas microporosas 429) pode incluir uma membrana de fibra oca hidrofóbica microporosa com um diâmetro de passagem de poro de cerca de 0,01 μm a cerca de 5 μm ("micromembrana"). A micromembrana pode ter uma pluralidade de poros, em que o diâmetro de passagem dos poros é igual ou inferior a 0,05 μm, igual ou inferior a 0,10 μm, igual ou inferior a 0,15 μm, igual ou inferior a 0,20 μm, ou igual a ou inferior a 0,25 μm. Estruturas microporosas e micromembranas são descritas na Pat. No. 6.209.855 e 7.537.200, todo o conteúdo de cada um dos quais é aqui incorporado por referência para todos os fins.[108] The microporous structure within each gas infusion module (e.g., the microporous hollow fibers 429) may include a microporous hydrophobic hollow fiber membrane with a pore passage diameter of about 0.01 μm to about 5 μm ("micromembrane"). The micromembrane may have a plurality of pores, wherein the passage diameter of the pores is equal to or less than 0.05 μm, equal to or less than 0.10 μm, equal to or less than 0.15 μm, equal to or less than 0 .20 μm, or equal to or less than 0.25 μm. Microporous structures and micromembranes are described in U.S. Pat. Nos. 6,209,855 and 7,537,200, the entire contents of each of which are incorporated herein by reference for all purposes.

[109] A Figura 8 ilustra um exemplo de aparelho de mistura de gás/líquido, incluindo: a) um revestimento 802 tendo uma entrada de gás 804, uma entrada de líquido 806 e uma saída de mistura de gás/líquido 808, b) uma membrana microporosa 810 no revestimento 802, tendo a membrana microporosa 810, i) efetivo, contato gás/líquido, diâmetros de passagem de poros geralmente na faixa de 0,01 μm a 5 μm, e ii) um lado 812 repelente ao líquido a ser misturado, a membrana microporosa 810 dividindo o interior do revestimento 814 em uma passagem de líquido, no lado repelente à água 812, entre a entrada de líquido 806 e a saída de mistura de gás/líquido 808 e uma câmara de gás da entrada de gás 804, c) um regulador de pressão de fluido conectado ao revestimento 802, compreendendo um indicador de contrapressão de líquido e medidor 818 e um regulador de pressão de gás e medidor 820, para regular a relação de pressão gás/líquido no revestimento 802 de modo que, i) a pressão do gás não excede a pressão do líquido, e ii) o líquido pressurizado não passa pelos microporos da membrana, e d) um dispositivo de condução e distribuição de mistura de gás/líquido com baixa turbulência de líquido, na forma de um cano 829, tendo um canto arredondado e conectado à saída de mistura de gás/líquido 808 e terminando abaixo de um nível de líquido 823 de um tanque 824 para distribuir suavemente a mistura gás/líquido a este.[109] Figure 8 illustrates an example of a gas/liquid mixing apparatus, including: a) a casing 802 having a gas inlet 804, a liquid inlet 806 and a gas/liquid mixing outlet 808, b) a microporous membrane 810 in the coating 802, the microporous membrane 810 having, i) effective, gas/liquid contact, pore passage diameters generally in the range of 0.01 μm to 5 μm, and ii) a liquid-repellent side 812 to be mixed, the microporous membrane 810 dividing the interior of the liner 814 into a liquid passage, on the water-repellent side 812, between the liquid inlet 806 and the gas/liquid mixing outlet 808 and a gas chamber of the inlet gas 804, c) a fluid pressure regulator connected to the casing 802, comprising a liquid backpressure indicator and gauge 818 and a gas pressure regulator and gauge 820, for regulating the gas/liquid pressure ratio in the casing 802 of so that, i) the gas pressure does not exceed the liquid pressure, and ii) the pressurized liquid does not pass through the micropores of the membrane, and d) a gas/liquid mixture conduction and distribution device with low liquid turbulence, in the shaped like a pipe 829, having a rounded corner and connected to the gas/liquid mixture outlet 808 and terminating below a liquid level 823 of a tank 824 to smoothly distribute the gas/liquid mixture thereto.

[110] O aparelho também pode incluir saídas de gás 805 para remover qualquer líquido que possa ser coletado na câmara de gás 802. A saída de gás 805 também é útil para conectar dois ou mais revestimentos 802 em fluxo em série.[110] The apparatus may also include gas outlets 805 to remove any liquid that may collect in the gas chamber 802. The gas outlet 805 is also useful for connecting two or more liners 802 in series flow.

[111] No aparelho mostrado na FIG. 8 pode incluir ainda uma válvula de gás 821, um cilindro de oxigênio de alta pressão 822, o tanque de mistura de gás/líquido de topo aberto 824, formando um vaso de recepção para mistura de gás/líquido, uma bomba de líquido de velocidade variável 826, um regulador e indicador de pressão de líquido 828 e um analisador de oxigênio dissolvido 830. Os medidores de vazão de gás 852 e 854 podem ser fornecidos em conjunto com uma válvula de gás 856. A alimentação líquida pode ser suprida a partir do tanque 858 e controlada com precisão pela linha de retorno 860 e válvula 862. No contexto de tratamento de águas residuais, o tanque 858 pode ser o tanque de aeração de um sistema de águas residuais ou o UASB[111] In the apparatus shown in FIG. 8 may further include a gas valve 821, a high pressure oxygen cylinder 822, the open top gas/liquid mixing tank 824 forming a receiving vessel for gas/liquid mixing, a high speed liquid pump variable 826, a liquid pressure regulator and indicator 828, and a dissolved oxygen analyzer 830. Gas flow meters 852 and 854 may be provided in conjunction with a gas valve 856. Liquid feed may be supplied from the tank 858 and precisely controlled by return line 860 and valve 862. In the context of wastewater treatment, tank 858 may be the aeration tank of a wastewater system or the UASB

[112] Na FIG. 9, partes semelhantes às mostradas na FIG. 8 são designados pelos mesmos números de referência e a descrição anterior é invocada para descrevê-los.[112] In FIG. 9, parts similar to those shown in FIG. 8 are designated by the same reference numbers and the previous description is invoked to describe them.

[113] Na FIG. 9, a membrana microporosa 810 compreende um de um feixe de fibras microporosas ocas 827, cada uma com um lado externo repelente a líquidos 812 e vedado em discos de resina epóxi 831 e 832, que, por sua vez, são vedados no invólucro 802 por anéis tipo “O” 834 e 836 respectivamente. A montagem compreendendo o feixe de fibras microporosas 827 e os discos 831 e 832, são suportados por um tubo de suporte central 838 que é vedado no invólucro e espaça os discos 831 e 832 para fornecer câmaras plenas 840 e 841. A câmara plena 840 recebe gás da entrada 804, enquanto a câmara plena 841 passa gás para a saída 805 para o medidor de fluxo 854.[113] In FIG. 9, the microporous membrane 810 comprises one of a bundle of hollow microporous fibers 827, each with a liquid-repellent outer side 812 and sealed in epoxy resin discs 831 and 832, which, in turn, are sealed in the casing 802 by “O” rings 834 and 836 respectively. The assembly, comprising the microporous fiber bundle 827 and the discs 831 and 832, is supported by a central support tube 838 that is sealed to the housing and spaced the discs 831 and 832 to provide plenum chambers 840 and 841. The plenum chamber 840 receives gas from inlet 804, while plenum chamber 841 passes gas to outlet 805 to flow meter 854.

[114] As extremidades superiores das fibras microporosas 827 têm extremidades abertas expostas acima do disco 831, para a câmara plena 840.[114] The upper ends of the microporous fibers 827 have open ends exposed above the disc 831, to the plenum chamber 840.

[115] As extremidades inferiores das fibras microporosas 827 têm extremidades abertas expostas abaixo do disco 832 para a câmara plena 841.[115] The lower ends of the microporous fibers 827 have open ends exposed below the disc 832 to the plenum chamber 841.

[116] O tubo de suporte central 838 fornece a entrada de líquido 806 e possui portas de saída de líquido 842 para a porção do interior do revestimento 802 entre os discos 831 e 832.[116] The central support tube 838 provides the liquid inlet 806 and has liquid outlet ports 842 for the interior portion of the liner 802 between the discs 831 and 832.

[117] A saída de mistura de gás/líquido 808 é uma das duas saídas semelhantes, sendo a outra designada pelo número de referência 809. Ambas as saídas 808 e 809 estão conectadas ao cano 829 (FIG. 9).[117] Gas/liquid mixture outlet 808 is one of two similar outlets, the other being designated by reference number 809. Both outlets 808 and 809 are connected to pipe 829 (FIG. 9).

[118] Em outras modalidades, a saída 808 ou 809 é usada para recircular a mistura gás/líquido para enriquecimento adicional de gás.[118] In other embodiments, outlet 808 or 809 is used to recirculate the gas/liquid mixture for additional gas enrichment.

[119] Na FIG. 10, partes semelhantes às mostradas na FIGS. 8 e 9 são designados pelos mesmos números de referência e a descrição anterior é invocada para descrevê-los.[119] In FIG. 10, parts similar to those shown in FIGS. 8 and 9 are designated by the same reference numbers and the previous description is invoked to describe them.

[120] A FIG. 10 mostra uma porção 844 das fibras microporosas ocas 827 (FIG. 9) antes de serem bobinadas no feixe de fibras microporosas 827. As fibras microporosas 827 formam a urdidura de uma estrutura de malha aberta tecida, com fibras sólidas 846, de substância repelente de líquidos semelhante às fibras microporosas, formando a trama.[120] FIG. 10 shows a portion 844 of the hollow microporous fibers 827 (FIG. 9) before they are wound onto the microporous fiber bundle 827. The microporous fibers 827 form the warp of an open mesh structure woven, with solid fibers 846, of heat-repellent substance. liquids similar to microporous fibers, forming the weave.

[121] Em operação utilizando a modalidade de exemplo das Figuras 810, o gás oxigênio foi misturado com água líquida, o tanque de topo aberto 824 (FIG. 8) tinha uma capacidade de 240 L e tinha ~90 cmx45 cmx60 cm de altura.[121] In operation using the example embodiment of Figures 810, oxygen gas was mixed with liquid water, the open top tank 824 (FIG. 8) had a capacity of 240 L and was ~90 cmx45 cmx60 cm high.

[122] As fibras microporosas ocas 827 (FIGS. 9 e 10) cada um tinha um diâmetro externo de cerca de 0,54 mm e eram feitos de polietileno ou polipropileno, ambos repelentes à água. A faixa de tamanho dos microporos foi controlada no processo de fabricação da fibra microporosa para produzir diâmetros de passagem predeterminados e efetivos, através das paredes das fibras microporosas ocas. A pressão de passagem do gás para o líquido das membranas microporosas era da ordem de 275,79 KPa (40 psi) (2,8 kg por cm2). A área de superfície específica do feixe de fibras microporosas ocas era de cerca de 3.000 metros quadrados por metro cúbico de volume.[122] The hollow microporous fibers 827 (FIGS. 9 and 10) each had an outer diameter of about 0.54 mm and were made of polyethylene or polypropylene, both of which are water repellent. The size range of the micropores was controlled in the microporous fiber manufacturing process to produce predetermined and effective passage diameters through the walls of the hollow microporous fibers. The pressure at which the gas passes into the liquid of the microporous membranes was in the order of 275.79 KPa (40 psi) (2.8 kg per cm2). The specific surface area of the hollow microporous fiber bundle was about 3,000 square meters per cubic meter of volume.

[123] Mais especificamente, a Tabela I a seguir fornece detalhes de duas fibras de polietileno diferentes usadas nos testes.[123] More specifically, Table I below provides details of two different polyethylene fibers used in the tests.

[124] εp é a porosidade média das fibras, Do é o diâmetro externo das fibras em mícrons, e Di é o diâmetro interno das fibras em mícrons.[124] εp is the average porosity of the fibers, Do is the external diameter of the fibers in microns, and Di is the internal diameter of the fibers in microns.

[125] A Tabela II a seguir fornece detalhes de fibras agrupadas usadas em módulos que formam o aparelho mostrado na FIG. 2 para testes diferentes.[125] Table II below provides details of bundled fibers used in modules that form the apparatus shown in FIG. 2 for different tests.

[126] TABELA II L é o comprimento das fibras em cm, N° é o número de fibras no feixe Dc é o diâmetro interno do feixe em cm, e Dg é o diâmetro externo do feixe em cm.[126] TABLE II L is the length of the fibers in cm, N° is the number of fibers in the bundle, Dc is the internal diameter of the bundle in cm, and Dg is the external diameter of the bundle in cm.

[127] A Figura 11 ilustra um exemplo de modalidade de um processo 1000 para utilização de infusão de oxigênio no tratamento de águas residuais incluindo as etapas de: (1) fornecer 1110 um sistema de infusão de oxigênio compreendendo: um gerador de oxigênio e um ou mais módulos de infusão de gás tendo uma pluralidade de membranas microporosas; (2) receber águas residuais afluentes e fornecer 1115 as águas residuais afluentes a um ou mais módulos de infusão de gás como uma taxa de fluxo especificada; (4) concentrar oxigênio 1120 do ar atmosférico para níveis acima das condições ambientais; (5) fornecer 1125 o oxigênio concentrado para um ou mais módulos de infusão de gás a uma pressão para facilitar a transferência de oxigênio para o afluente de água residual; (6) infundir 1130 as águas residuais afluentes com o oxigênio concentrado através da membrana microporosa de uma forma de transferência de gás sem bolhas que inibe a formação de bolhas de oxigênio nas águas residuais afluentes; (7) descarregar 1135 as águas residuais afluentes do sistema de infusão de oxigênio para um tanque de aeração de uma instalação de tratamento de águas residuais, em que as águas residuais descarregadas têm uma saturação de oxigênio de 20 ppm a 30 ppm (inclusive) ou superior (por exemplo, igual ou superior a 30 ppm, entre 30 ppm e 60 ppm (inclusive), entre 50 ppm e 100 ppm (inclusive), entre 75 ppm e 150 ppm (inclusive), e igual ou superior a 150 ppm); e (8) manter 1140 as águas residuais no tanque de aeração em níveis de oxigênio dissolvido de 1,5 ppm a 3 ppm, em que o processo de manutenção dos níveis de oxigênio desejados pode ser feito por uma alimentação constante de águas residuais oxigenadas ou recirculação de águas residuais oxigenadas através de um gás de segundo estágio unidade de infusão.[127] Figure 11 illustrates an example embodiment of a process 1000 for using oxygen infusion in wastewater treatment including the steps of: (1) providing 1110 an oxygen infusion system comprising: an oxygen generator and an or more gas infusion modules having a plurality of microporous membranes; (2) receiving influent wastewater and supplying 1115 the influent wastewater to one or more gas infusion modules at a specified flow rate; (4) concentrate oxygen 1120 from atmospheric air to levels above ambient conditions; (5) supplying 1125 the concentrated oxygen to one or more gas infusion modules at a pressure to facilitate the transfer of oxygen to the wastewater influent; (6) infusing 1130 the influent wastewater with concentrated oxygen through the microporous membrane in a bubble-free gas transfer manner that inhibits the formation of oxygen bubbles in the influent wastewater; (7) discharge 1135 the influent wastewater from the oxygen infusion system to an aeration tank of a wastewater treatment facility, wherein the discharged wastewater has an oxygen saturation of 20 ppm to 30 ppm (inclusive) or higher (for example, equal to or greater than 30 ppm, between 30 ppm and 60 ppm (inclusive), between 50 ppm and 100 ppm (inclusive), between 75 ppm and 150 ppm (inclusive), and equal to or greater than 150 ppm) ; and (8) maintaining 1140 the wastewater in the aeration tank at dissolved oxygen levels of 1.5 ppm to 3 ppm, wherein the process of maintaining the desired oxygen levels can be accomplished by a constant feed of oxygenated wastewater or recirculation of oxygenated wastewater through a second-stage gas infusion unit.

[128] Exemplos:[128] Examples:

[129] As modalidades da presente invenção foram testadas em várias taxas de fluxo e condições de pressão para alcançar os seguintes resultados listados na Tabela III: [129] Embodiments of the present invention have been tested at various flow rates and pressure conditions to achieve the following results listed in Table III:

[130] Os “Números da indústria” para os requisitos de consumo de O2 usando técnicas convencionais de aeração são tipicamente cerca de 1,5 kg O2 por kg DBO consumido. Isso é muito maior do que os números observados nos testes da Tabela III (~0,30) com água infundida com oxigênio. Testes posteriores analisaram a redução do nitrogênio (compostos). Com base na redução de amônia observada nesses testes posteriores e no conhecido O2 (4,57 kgO2 por kg N), estima-se que aproximadamente 100 mg/min de oxigênio dissolvido foram utilizados em cada uma das execuções acima mostradas na Tabela III. Isso reduz ainda mais o O2 consumo de cerca de 0,15 kg por kg DBO, e faz um argumento ainda mais forte para o uso de um processo de oxigênio infundido.[130] The “Industry Numbers” for O2 consumption requirements using conventional aeration techniques are typically about 1.5 kg O2 per kg BOD consumed. This is much higher than the numbers observed in Table III tests (~0.30) with oxygen-infused water. Subsequent tests analyzed the reduction of nitrogen (compounds). Based on the ammonia reduction observed in these later tests and the known O2 (4.57 kgO2 per kg N), it is estimated that approximately 100 mg/min of dissolved oxygen was used in each of the above runs shown in Table III. This further reduces O2 consumption to approximately 0.15 kg per kg BOD, and makes an even stronger case for the use of an oxygen infused process.

[131] Eficiência em relação aos sistemas tradicionais de sopradores de ar:[131] Efficiency over traditional air blower systems:

[132] Verificou-se que eficiências significativas podem ser obtidas usando o sistema de infusão de oxigênio livre de bolhas e o processo da presente invenção para substituir os sistemas de aeração tradicionais usando dispositivos sopradores de ar. Por exemplo, um sistema de tratamento de águas residuais convencional usando ar soprado pode atingir 1,0 KgO2/KgDBO, mantendo 0,5 ppm a 2,0 ppm de Oxigênio dissolvido residual no tanque de aeração, enquanto consome entre 12 e 13 Kilowatts de potência por dia. Um sistema semelhante que substitui os sopradores de ar no tanque de aeração pelo sistema de infusão de oxigênio de acordo com algumas modalidades descritas na presente invenção pode atingir aproximadamente 0,3 KgO2/KgDBO, mantendo 10 ppm a 20 ppm de oxigênio dissolvido residual no tanque de aeração, consumindo entre 3 e 4 Kilowatts por dia de potência. Isso representa um aumento de dez vezes no oxigênio dissolvido enquanto diminui o consumo de potência em até 60% ou mais.[132] It has been found that significant efficiencies can be obtained using the bubble-free oxygen infusion system and the process of the present invention to replace traditional aeration systems using air blowing devices. For example, a conventional wastewater treatment system using blown air can achieve 1.0 KgO2/KgBOD, maintaining 0.5 ppm to 2.0 ppm of residual dissolved Oxygen in the aeration tank, while consuming between 12 and 13 Kilowatts of power per day. A similar system that replaces the air blowers in the aeration tank with the oxygen infusion system in accordance with some embodiments described in the present invention can achieve approximately 0.3 KgO2/KgBOD while maintaining 10 ppm to 20 ppm residual dissolved oxygen in the tank of aeration, consuming between 3 and 4 Kilowatts of power per day. This represents a tenfold increase in dissolved oxygen while decreasing power consumption by up to 60% or more.

[133] Em uma implementação, um sistema de tratamento de águas residuais de teste tendo capacidade de 300 L/min usando o sistema de infusão de oxigênio para a aeração do esgoto forneceu o fator de eficiência biológica desejado de aproximadamente 0,3 KgO2/KgDBO, com os seguintes parâmetros: a DBO do afluente antes da oxigenação pode ser de aproximadamente 475 ppm; a DBO do efluente a partir do tanque de aeração pode ser de aproximadamente 20 ppm; usando um total de 9 módulos de infusão de gás com uma taxa de fluxo afluente para cada unidade de 150 L/min e uma taxa de fluxo de oxigênio para cada unidade de 4 L/min a uma pressão de 137,90 KPa (20 psi) resultou em aproximadamente 91% de dissolução do Oxigênio fornecido, uso total de potência de aproximadamente 7,75 KW, tendo uma taxa total de suprimento de oxigênio de aproximadamente 36 L/min, tratando aproximadamente 18 m3/h, o que resultou adicionalmente em uma taxa de consumo de potência de 0,43 KWH/m3 de esgoto tratado. O oxigênio pode ser suprido, por exemplo, usando um Concentrador de Oxigênio Airsep (Modelo AS-D100) tendo capacidade de aproximadamente 40 L/min.[133] In one implementation, a test wastewater treatment system having a capacity of 300 L/min using the oxygen infusion system for sewage aeration provided the desired biological efficiency factor of approximately 0.3 KgO2/KgBOD , with the following parameters: the BOD of the influent before oxygenation can be approximately 475 ppm; the BOD of the effluent from the aeration tank can be approximately 20 ppm; using a total of 9 gas infusion modules with an influent flow rate for each unit of 150 L/min and an oxygen flow rate for each unit of 4 L/min at a pressure of 137.90 KPa (20 psi ) resulted in approximately 91% dissolution of the supplied Oxygen, total power use of approximately 7.75 KW, having a total oxygen supply rate of approximately 36 L/min, treating approximately 18 m3/h, which additionally resulted in a power consumption rate of 0.43 KWH/m3 of treated sewage. Oxygen can be supplied, for example, using an Airsep Oxygen Concentrator (Model AS-D100) having a capacity of approximately 40 L/min.

[134] Em outra implementação, um sistema de tratamento de águas residuais de teste com capacidade de 500 L/min utilizando o sistema de infusão de oxigênio para a aeração do esgoto forneceu o fator de eficiência biológica desejado de aproximadamente 0,3 KgO2/KgDBO, com os seguintes parâmetros: a DBO do afluente antes da oxigenação pode ser de aproximadamente 475 ppm; a DBO do efluente a partir do tanque de aeração pode ser de aproximadamente 20 ppm; usando um total de 15 módulos de infusão de gás com uma taxa de fluxo de afluente para cada unidade de 150 L/min e uma taxa de fluxo de oxigênio para cada unidade de 4 L/min a uma pressão de 137,90 KPa (20 psi) resultou em um uso total de potência de aproximadamente 13 KW, tendo uma taxa total de suprimento de oxigênio de aproximadamente 60 L/min, tratando aproximadamente 30 m3/h, o que resultou adicionalmente em uma taxa de consumo de potência de 0,43 KWH/m3 de esgoto tratado. O oxigênio pode ser suprido, por exemplo, usando um Concentrador de Oxigênio Airsep (Modelo AS- E160) com capacidade de aproximadamente 40 L/min.[134] In another implementation, a test wastewater treatment system with a capacity of 500 L/min using the oxygen infusion system for sewage aeration provided the desired biological efficiency factor of approximately 0.3 KgO2/KgBOD , with the following parameters: the BOD of the influent before oxygenation can be approximately 475 ppm; the BOD of the effluent from the aeration tank can be approximately 20 ppm; using a total of 15 gas infusion modules with an influent flow rate for each unit of 150 L/min and an oxygen flow rate for each unit of 4 L/min at a pressure of 137.90 KPa (20 psi) resulted in a total power usage of approximately 13 KW, having a total oxygen supply rate of approximately 60 L/min, treating approximately 30 m3/h, which additionally resulted in a power consumption rate of 0. 43 KWH/m3 of treated sewage. Oxygen can be supplied, for example, using an Airsep Oxygen Concentrator (Model AS-E160) with a capacity of approximately 40 L/min.

[135] A Figura 12 inclui uma tabela que mostra os parâmetros de desempenho e medidas de eficiência para sistemas de vários tamanhos que incorporam modalidades exemplares do sistema de infusão de gás descrito na presente invenção. Será apreciado que o oxigênio disponível durante a aeração das águas residuais é aumentado e o consumo de potência é reduzido em relação aos sistemas de aeração tradicionais.[135] Figure 12 includes a table showing performance parameters and efficiency measurements for systems of various sizes incorporating exemplary embodiments of the gas infusion system described in the present invention. It will be appreciated that the oxygen available during wastewater aeration is increased and power consumption is reduced relative to traditional aeration systems.

[136] Em outras modalidades de exemplo, vários arranjos dos módulos de infusão de gás dentro da unidade de infusão de gás podem ser modificados para maximizar o fluxo através das membranas microporosas enquanto minimiza a potência necessária para bombear o efluente de água residual através da unidade de infusão de gás. Os módulos de infusão de gás podem ser arranjados em série, em paralelo, uma combinação de em série e em paralelo, ou agrupados em grupos específicos com alojamentos comuns para fornecer eficiência otimizada.[136] In other example embodiments, various arrangements of the gas infusion modules within the gas infusion unit can be modified to maximize flow through the microporous membranes while minimizing the power required to pump the wastewater effluent through the unit. of gas infusion. Gas infusion modules can be arranged in series, in parallel, a combination of series and parallel, or grouped into specific groups with common housings to provide optimized efficiency.

[137] A Figura 13 ilustra um exemplo de uma matriz de múltiplas unidades 1310 de módulos de infusão de gás arranjados em paralelo. Conforme representado, a matriz de múltiplas unidades 1310 inclui múltiplos módulos de infusão de gás 1315, cada um compreendendo um alojamento, conexões para fluxo que entra e o fluxo que sai de águas residuais e oxigênio concentrado e um arranjo de fibras de núcleo oco microporosas, conforme descrito nas Figuras 4 a 7, e em outras partes desta divulgação. A matriz 1310 compreende ainda uma entrada de águas residuais 1320 para fornecer águas residuais à matriz. A entrada 1320 está em comunicação com o cano de suprimento 1332 que alimenta as águas residuais para cada módulo de infusão 1315. O cano de suprimento 1332 pode estar em conexão direta entre quaisquer dois ou mais módulos de infusão 1315, conectando cada módulo de infusão 1315 em série. Alternativamente, o cano de suprimento 1332 pode ser substituído por um coletor conectando cada módulo de infusão 1315 em série. A matriz 1310 compreende adicionalmente o cano de descarga 1324 para carregar as águas residuais infundidas com oxigênio a partir dos módulos de infusão 1315 e longe da matriz 1310 através da saída de águas residuais 1326. O cano de descarga 1324 pode estar em conexão direta entre quaisquer dois ou mais módulos de infusão 1315, conectando cada módulo de infusão 1315 em série. Alternativamente, o cano de descarga 1324 pode ser substituído por um coletor conectando cada módulo de infusão 1315 em série. A conexão de oxigênio ou descarga de gás conforme descrito anteriormente nesta divulgação não é mostrada na Figura 13. A modalidade exemplar da matriz 1310 inclui quinze módulos de infusão em paralelo. Será apreciado que qualquer número de módulos 1315 em uma única matriz 1310 arranjados em paralelo são contemplados na presente invenção, de dois módulos a cinquenta ou mais. O número de módulos depende dos níveis de infusão de oxigênio necessários e da aplicabilidade de bombeamento da instalação de tratamento de águas residuais visada.[137] Figure 13 illustrates an example of an array of multiple units 1310 of gas infusion modules arranged in parallel. As depicted, the multi-unit array 1310 includes multiple gas infusion modules 1315, each comprising a housing, connections for inflow and outflow of wastewater and concentrated oxygen, and an array of microporous hollow-core fibers. as described in Figures 4 through 7, and elsewhere in this disclosure. The matrix 1310 further comprises a wastewater inlet 1320 for supplying wastewater to the matrix. Inlet 1320 is in communication with supply pipe 1332 that feeds wastewater to each infusion module 1315. Supply pipe 1332 may be in direct connection between any two or more infusion modules 1315, connecting each infusion module 1315 in series. Alternatively, the supply pipe 1332 can be replaced with a manifold connecting each infusion module 1315 in series. The array 1310 further comprises the discharge pipe 1324 for carrying oxygen-infused wastewater from the infusion modules 1315 and away from the array 1310 through the wastewater outlet 1326. The discharge pipe 1324 may be in direct connection between any two or more infusion modules 1315, connecting each infusion module 1315 in series. Alternatively, the discharge pipe 1324 can be replaced with a manifold connecting each infusion module 1315 in series. The oxygen connection or gas discharge as described previously in this disclosure is not shown in Figure 13. The exemplary embodiment of the array 1310 includes fifteen infusion modules in parallel. It will be appreciated that any number of modules 1315 in a single array 1310 arranged in parallel are contemplated in the present invention, from two modules to fifty or more. The number of modules depends on the required oxygen infusion levels and the pumping applicability of the targeted wastewater treatment facility.

[138] A Figura 14 ilustra um exemplo de uma matriz de várias unidades 1410 de módulos de infusão de gás compreendendo uma primeira matriz 1440 com módulos individuais arranjados em paralelo conforme descrito em relação à matriz na Figura 13 e uma segunda matriz 1445 também com módulos individuais arranjados em paralelo como descrito em relação à matriz na Figura 13. A primeira matriz 1440 e a segunda matriz 1445 estão arranjadas juntas em série com a saída 1426 da primeira matriz 1440 levando à entrada 1421 da segunda matriz 1445. A matriz de múltiplas unidades 1410 de módulos de infusão de gás representa um processo de infusão de dois estágios em que as águas residuais são infundidas com oxigênio em um primeiro estágio através da primeira matriz 1440 e, em seguida, infundidas novamente com oxigênio adicional em um segundo estágio 1445, de modo que antes das águas residuais serem descarregadas da matriz de múltiplas unidades 1410 fluiu através de dois conjuntos de módulos de infusão 1415a e 1415b. A implementação ilustrada fornece múltiplas unidades de módulo de infusão arranjadas em paralelo para fornecer volume de processamento com uma segunda matriz em série com a primeira, em que a segunda matriz também tem múltiplos módulos de infusão arranjados em paralelo para fornecer volume de processamento. Conforme representado, a matriz de múltiplas unidades 1410 inclui múltiplos módulos de infusão de gás 1315, cada um compreendendo um alojamento, conexões para a influxo e escoamento de águas residuais e oxigênio concentrado e um arranjo de fibras de núcleo oco microporosas, conforme descrito nas Figuras 4 a 7, e em outras partes desta divulgação. A primeira matriz 1440 compreende ainda uma entrada de águas residuais 1420 para fornecer águas residuais à matriz. A entrada 1420 está em comunicação com o cano de suprimento 1422 que alimenta as águas residuais para cada módulo de infusão 1415a. A primeira matriz 1440 compreende adicionalmente o cano de descarga 1424 para carregar as águas residuais infundidas com oxigênio a partir dos módulos de infusão 1415a e para longe da primeira matriz 1440 por meio da saída de águas residuais 1426. A primeira matriz 1440 fornece um primeiro estágio para infusão de gás. As águas residuais oxigenadas da saída 1426 fluem através do cano de transferência 1427 e para dentro da entrada 1421 da segunda matriz 1445.[138] Figure 14 illustrates an example of an array of multiple units 1410 of gas infusion modules comprising a first array 1440 with individual modules arranged in parallel as described with respect to the array in Figure 13 and a second array 1445 also with modules 13. The first array 1440 and the second array 1445 are arranged together in series with the output 1426 of the first array 1440 leading to the input 1421 of the second array 1445. The multi-unit array 1410 of gas infusion modules represents a two-stage infusion process in which wastewater is infused with oxygen in a first stage through the first matrix 1440 and then infused again with additional oxygen in a second stage 1445, from so that before the wastewater was discharged from the multi-unit array 1410 it flowed through two sets of infusion modules 1415a and 1415b. The illustrated implementation provides multiple infusion module units arranged in parallel to provide processing volume with a second array in series with the first, wherein the second array also has multiple infusion modules arranged in parallel to provide processing volume. As depicted, the multi-unit array 1410 includes multiple gas infusion modules 1315, each comprising a housing, connections for the inflow and outflow of wastewater and concentrated oxygen, and an array of microporous hollow-core fibers, as described in FIGS. 4 to 7, and elsewhere in this disclosure. The first array 1440 further comprises a wastewater inlet 1420 for supplying wastewater to the array. Inlet 1420 is in communication with supply pipe 1422 that feeds wastewater to each infusion module 1415a. The first array 1440 further comprises the discharge pipe 1424 for carrying the oxygen-infused wastewater from the infusion modules 1415a and away from the first array 1440 via the wastewater outlet 1426. The first array 1440 provides a first stage for gas infusion. Oxygenated wastewater from outlet 1426 flows through transfer pipe 1427 and into inlet 1421 of second array 1445.

[139] A segunda matriz 1445 compreende adicionalmente uma entrada de águas residuais 1421 para fornecer águas residuais à segunda matriz. A entrada 1421 está em comunicação com o cano de suprimento 1423 que alimenta as águas residuais para cada módulo de infusão de segundo estágio 1415b. A segunda matriz 1445 compreende adicionalmente o cano de descarga 1425 para carregar as águas residuais infundidas com oxigênio a partir dos módulos de infusão 1415b e longe da matriz de múltiplas unidades 1410 por meio da saída de águas residuais 1427. A segunda matriz 1445 fornece um segundo estágio para infusão de gás. As águas residuais oxigenadas a partir da saída 1427 fluem para fora da matriz de múltiplas unidades 1410 e normalmente para uma lagoa, tanque ou piscina de retenção de aeração.[139] The second array 1445 further comprises a wastewater inlet 1421 for supplying wastewater to the second array. Inlet 1421 is in communication with supply pipe 1423 that feeds wastewater to each second stage infusion module 1415b. The second array 1445 further comprises the discharge pipe 1425 for carrying the oxygen-infused wastewater from the infusion modules 1415b and away from the multi-unit array 1410 via the wastewater outlet 1427. The second array 1445 provides a second stage for gas infusion. Oxygenated wastewater from outlet 1427 flows out of the multi-unit array 1410 and typically into an aeration retention pond, tank, or pool.

[140] A modalidade exemplar da matriz 1410 inclui doze módulos de infusão com os seis primeiros módulos de infusão arranjados em paralelo e os seis segundos também arranjados em paralelo, em que os primeiros seis módulos estão em série com os segundos seis módulos, de modo que as águas residuais fluam através de pelo menos um módulo no primeiro agrupamento de módulos e pelo menos um módulo no segundo agrupamento de módulos. Será apreciado que qualquer número de módulos 1415 em uma única matriz 1440 ou 1445 são contemplados na presente invenção, de um ou dois módulos a cinquenta ou mais. Será apreciado adicionalmente que mais de duas matrizes podem ser arranjadas em série, tais como 3, 4, 5 ou mais matrizes, cada uma contendo qualquer número de módulos arranjados em paralelo. O número de módulos depende dos níveis de infusão de oxigênio necessários e da aplicabilidade de bombeamento da instalação de tratamento de águas residuais visada para atingir o objetivo desejado de águas residuais supersaturadas com oxigênio, minimizando a demanda elétrica para bombear a água e aerar o efluente.[140] The exemplary embodiment of array 1410 includes twelve infusion modules with the first six infusion modules arranged in parallel and the second six also arranged in parallel, wherein the first six modules are in series with the second six modules, so that wastewater flows through at least one module in the first module grouping and at least one module in the second module grouping. It will be appreciated that any number of modules 1415 in a single array 1440 or 1445 are contemplated in the present invention, from one or two modules to fifty or more. It will be further appreciated that more than two arrays may be arranged in series, such as 3, 4, 5 or more arrays, each containing any number of modules arranged in parallel. The number of modules depends on the required oxygen infusion levels and the pumping applicability of the targeted wastewater treatment facility to achieve the desired objective of oxygen supersaturated wastewater while minimizing the electrical demand to pump the water and aerate the effluent.

[141] A conexão de oxigênio ou descarga de gás conforme descrito anteriormente nesta divulgação não é mostrada na Figura 14.[141] The oxygen connection or gas discharge as described earlier in this disclosure is not shown in Figure 14.

[142] A Figura 15 mostra um tanque de infusão de gás 1515 (por exemplo, tanque de módulo de alto fluxo) com uma tampa 1510 e um alojamento 1517 (um vaso tanque) que pode conter múltiplos módulos de infusão de gás 1550, cada um tendo um arranjo dos feixes de fibra de núcleo oco microporosos conforme descrito nas Figuras 4 a 7 e em outros lugares nesta divulgação (por exemplo, o módulo de infusão de gás 1700 descrito abaixo). Cada módulo de infusão de gás 1550 pode conter entre um e quarenta ou mais feixes de fibras, de modo que as águas residuais sejam fornecidas ao tanque de infusão de gás 1515 para envolver os múltiplos módulos de infusão de gás 1150 dentro do alojamento 1517, reduzindo vantajosamente o número de conexões e perdas de tubulação (por exemplo, em comparação com o módulo de infusão de gás 400 nas FIGS. 4-7, devido à ausência de componentes como os cotovelos 413 e 458, plugue de entrada 402, plugue de saída 404, etc.). Embora não mostrado na FIG. 15, o oxigênio pode ser fornecido através dos feixes de fibras, de maneira concomitante com as águas residuais introduzidas no tanque de infusão 1515, de modo que o oxigênio seja transferido através dos feixes de fibras na forma de bolhas para as águas residuais para supersaturar as águas residuais com oxigênio. As águas residuais podem entrar no tanque de infusão 1515 através da abertura 1512 (abertura de entrada) na parte superior do tanque de infusão 1515 e podem sair do tanque de infusão 1515 através da abertura 1522 (abertura de saída) na parte do fundo do tanque 1515. Em uma implementação, as águas residuais podem fluir da abertura 1522 para uma abertura 1512 de outro tanque de infusão de gás 1515, proporcionando assim um sistema de infusão de gás onde os tanques de infusão de gás 1515 são arranjados em série e as águas residuais fluem através dos tanques de infusão de gás 1515 em série, e flui através de cada um dos módulos de infusão de gás 1550 em cada tanque de infusão de gás 1515 em paralelo.[142] Figure 15 shows a gas infusion tank 1515 (e.g., high-flow module tank) with a lid 1510 and a housing 1517 (a tank vessel) that can contain multiple gas infusion modules 1550, each one having an arrangement of microporous hollow core fiber bundles as described in Figures 4 to 7 and elsewhere in this disclosure (e.g., the gas infusion module 1700 described below). Each gas infusion module 1550 may contain between one and forty or more fiber bundles such that wastewater is supplied to the gas infusion tank 1515 to wrap the multiple gas infusion modules 1150 within the housing 1517, reducing advantageously the number of connections and piping losses (e.g., compared to the gas infusion module 400 in FIGS. 4-7, due to the absence of components such as elbows 413 and 458, inlet plug 402, outlet plug 404, etc.). Although not shown in FIG. 15, oxygen may be supplied through the fiber bundles concomitantly with the wastewater introduced into the infusion tank 1515, so that the oxygen is transferred through the fiber bundles in the form of bubbles to the wastewater to supersaturate the fiber bundles. wastewater with oxygen. Wastewater can enter the brew tank 1515 through the opening 1512 (inlet opening) in the upper part of the brew tank 1515 and can exit the brew tank 1515 through the opening 1522 (outlet opening) in the bottom part of the tank 1515. In one implementation, wastewater may flow from opening 1522 to an opening 1512 of another gas infusion tank 1515, thereby providing a gas infusion system where gas infusion tanks 1515 are arranged in series and the waters waste flows through the gas infusion tanks 1515 in series, and flows through each of the gas infusion modules 1550 in each gas infusion tank 1515 in parallel.

[143] As Figuras 16-17 mostram um tanque de infusão de gás 1600 (por exemplo, um saturador em linha ou ILS, um tanque de módulo de alto fluxo) com uma pluralidade de módulos de infusão de gás 1700 arranjados em paralelo. Para maior clareza e para mostrar certa estrutura do tanque de infusão de gás 1600, alguns dos módulos de infusão de gás 1700 não são mostrados no tanque de infusão 1600 da FIG. 17. O tanque de infusão de gás 1600 (por exemplo, vários tanques de infusão de gás 1600, por exemplo conectados em paralelo) pode ser incorporado em uma unidade de infusão de gás (por exemplo, tal como uma unidade de infusão de gás autônoma semelhante à unidade de infusão de gás 200 descrita acima em conexão com FIG. 2). Por exemplo, o tanque de infusão de gás 1600 (por exemplo, vários tanques de infusão de gás 1600 conectados em paralelo) pode substituir o sistema de infusão de gás 220 na FIG. 2. Por conseguinte, os componentes e a descrição acima para a unidade de infusão de gás 200 são entendidos como aplicáveis a um sistema que incorpora o tanque de infusão de gás 1600 (por exemplo, vários tanques de infusão de gás 1600 conectados em paralelo) em uma unidade autônoma.[143] Figures 16-17 show a gas infusion tank 1600 (e.g., an in-line saturator or ILS, a high-flow module tank) with a plurality of gas infusion modules 1700 arranged in parallel. For clarity and to show certain structure of the gas infusion tank 1600, some of the gas infusion modules 1700 are not shown in the infusion tank 1600 of FIG. 17. The gas infusion tank 1600 (e.g., several gas infusion tanks 1600, e.g. connected in parallel) may be incorporated into a gas infusion unit (e.g., such as a stand-alone gas infusion unit similar to the gas infusion unit 200 described above in connection with FIG. 2). For example, the gas infusion tank 1600 (e.g., multiple gas infusion tanks 1600 connected in parallel) may replace the gas infusion system 220 in FIG. 2. Accordingly, the above components and description for the gas infusion unit 200 are understood to apply to a system incorporating the gas infusion tank 1600 (e.g., multiple gas infusion tanks 1600 connected in parallel) in a stand-alone unit.

[144] O tanque de infusão de gás 1600 tem uma tampa 1610 e um vaso tanque 1620 ao qual a tampa 1610 pode ser acoplada (por exemplo, por meio de flanges F tanto na tampa 1610 quanto no vaso tanque 1620). A tampa 1610 tem uma abertura 1612 por meio da qual as águas residuais podem entrar no tanque de infusão de gás 1600, um indicador de pressão 1614 fixado a uma porta 1613 (vide FIG. 18) e um acoplamento 1615 (vide FIG. 18) por meio do qual o oxigênio (por exemplo, de um gerador de oxigênio ou tanque de oxigênio) pode ser introduzido no tanque de infusão de gás 1600. Em uma implementação, a porta 1613 pode ser uma porta de indicador de 0,635 centímetros (% de polegada). Em uma implementação, o acoplamento 1615 pode ser um acoplamento de 1,905 centímetros (% de polegada) (por exemplo, acoplamento de aço inoxidável). Em uma implementação, o vaso tanque 1620 pode ter uma altura de aproximadamente 132,08 centímetros (52 polegadas).[144] The gas infusion tank 1600 has a lid 1610 and a tank vessel 1620 to which the lid 1610 can be coupled (e.g., via flanges F on both the lid 1610 and the tank vessel 1620). The lid 1610 has an opening 1612 through which wastewater can enter the gas infusion tank 1600, a pressure indicator 1614 attached to a port 1613 (see FIG. 18), and a coupling 1615 (see FIG. 18). whereby oxygen (e.g., from an oxygen generator or oxygen tank) may be introduced into gas infusion tank 1600. In one implementation, port 1613 may be a 0.635 centimeter indicator port (% of inch). In one implementation, coupling 1615 may be a 1.905 centimeter (% inch) coupling (e.g., stainless steel coupling). In one implementation, the tank vessel 1620 may have a height of approximately 132.08 centimeters (52 inches).

[145] Com referência à FIG. 17, o tanque de infusão de gás 1600 tem (em ordem) uma câmara plena superior 1602, uma primeira matriz 1605 de módulos de infusão de gás 1700, uma câmara intermediária 1603, uma segunda matriz 1606 de módulos de infusão de gás 1700 e uma câmara plena inferior 1604. Conforme discutido acima, as águas residuais entram no tanque de infusão de gás 1600 por meio da abertura 1612 e as águas residuais saem do tanque de infusão de gás 1600 por meio quebra-sifão ou tubo 1670 e abertura 1622. Em uma implementação, a abertura 1622 pode estar a aproximadamente 96,52 centímetros (38 polegadas) do flange F do vaso tanque 1620. O vaso tanque 1620 tem um dreno 1624 por meio do qual o vaso tanque 1620 pode ser drenado de líquido. O dreno 1624 pode estar localizado a uma distância H1 do flange F do vaso tanque 1620, como mostrado na FIG. 20B. Em uma implementação, a distância H1 pode ser cerca de 121,92 centímetros (48 polegadas). Em uma implementação, o vaso tanque 1620 tem um diâmetro interno de 91,44 centímetros (36 polegadas) (por exemplo, cerca de 1 m), mas pode ter um diâmetro diferente em outras implementações. Em uma implementação, a primeira matriz 1605 e a segunda matriz 1606 podem ter, cada uma, 150 módulos de infusão de gás 1700. No entanto, em outras implementações, a primeira matriz 1605 e a segunda matriz 1606 podem ter um número diferente de módulos de infusão de gás 1700 (por exemplo, maior que 150 módulos ou menor que 150 módulos). Em outra implementação, o tanque de infusão de gás 1600 tem apenas a primeira matriz 1605 de módulos de infusão de gás 1700 e exclui a segunda matriz 1606 de módulos de infusão de gás 1700.[145] With reference to FIG. 17, the gas infusion tank 1600 has (in order) an upper plenum chamber 1602, a first array 1605 of gas infusion modules 1700, an intermediate chamber 1603, a second array 1606 of gas infusion modules 1700, and a lower plenum chamber 1604. As discussed above, wastewater enters the gas infusion tank 1600 through opening 1612 and wastewater exits the gas infusion tank 1600 through siphon breaker or tube 1670 and opening 1622. In In one implementation, the opening 1622 may be approximately 96.52 centimeters (38 inches) from the flange F of the tank vessel 1620. The tank vessel 1620 has a drain 1624 through which the tank vessel 1620 may be drained of liquid. Drain 1624 may be located at a distance H1 from flange F of tank vessel 1620, as shown in FIG. 20B. In one implementation, the H1 distance might be about 121.92 centimeters (48 inches). In one implementation, the tank vessel 1620 has an internal diameter of 91.44 centimeters (36 inches) (e.g., about 1 m), but may have a different diameter in other implementations. In one implementation, the first array 1605 and the second array 1606 may each have 150 gas infusion modules 1700. However, in other implementations, the first array 1605 and the second array 1606 may have a different number of modules. of gas infusion 1700 (e.g. greater than 150 modules or less than 150 modules). In another implementation, the gas infusion tank 1600 has only the first array 1605 of gas infusion modules 1700 and excludes the second array 1606 of gas infusion modules 1700.

[146] Com referência à primeira matriz 1605 de módulos de infusão de gás 1700, os módulos de infusão de gás 1700 estão dispostos entre uma primeira placa 1635 e uma segunda placa 1637, a primeira placa 1635 tendo aberturas 1636 e a segunda placa 1637 tendo aberturas 1638 que se alinham umas com as outras. Cada um dos módulos de infusão de gás 1700 está disposto entre e alinhado com uma das aberturas 1636 na primeira placa 1635 e uma das aberturas 1638 na segunda placa 1637. Uma placa 1630 é espaçada acima da primeira placa 1635 (por exemplo, por espaçadores entre a placa 1630 e a primeira placa 1635, tais como saliências em uma parte inferior da placa 1630) para definir uma lacuna G1 entre a placa 1630 e a primeira placa 1635. Uma escora cruzada 1650 (ver FIG. 19) é localizada sob a segunda placa 1637 e suporta a primeira matriz 1605 de módulos de infusão de gás 1700. A escora cruzada 1650 tem um par de braços 1652 que se cruzam e um recesso 1654 (por exemplo, par de recessos 1654) em uma borda inferior da escora cruzada 1650.[146] With reference to the first array 1605 of gas infusion modules 1700, the gas infusion modules 1700 are disposed between a first plate 1635 and a second plate 1637, the first plate 1635 having openings 1636 and the second plate 1637 having 1638 openings that line up with each other. Each of the gas infusion modules 1700 is disposed between and aligned with one of the openings 1636 in the first plate 1635 and one of the openings 1638 in the second plate 1637. One plate 1630 is spaced above the first plate 1635 (e.g., by spacers between the plate 1630 and the first plate 1635, such as protrusions on a lower portion of the plate 1630) to define a gap G1 between the plate 1630 and the first plate 1635. A cross strut 1650 (see FIG. 19) is located under the second plate 1637 and supports the first array 1605 of gas infusion modules 1700. The cross strut 1650 has a pair of intersecting arms 1652 and a recess 1654 (e.g., pair of recesses 1654) in a lower edge of the cross strut 1650 .

[147] Com referência à segunda matriz 1606 de módulos de infusão de gás 1700, os módulos de infusão de gás 1700 estão dispostos entre uma terceira placa 1645 e uma quarta placa 1647, a terceira placa 1645 tendo aberturas 1646 e a quarta placa 1647 tendo aberturas 1648 que se alinham umas com as outras. Cada um dos módulos de infusão de gás 1700 é disposto entre e alinhado com uma das aberturas 1646 na terceira placa 1645 e uma das aberturas 1648 na quarta placa 1647. Uma placa 1640 é espaçada acima da terceira placa 1645 (por exemplo, por espaçadores entre a placa 1640 e a terceira placa 1645, tais como saliências em uma parte inferior da placa 1640) para definir uma lacuna G2 entre a placa 1640 e a terceira placa 1645. Uma escora cruzada 1650 (ver FIG. 19) é localizada sob a quarta placa 1647 e suporta a segunda matriz 1606 de módulos de infusão de gás 1700. O recesso 1654 tem um contorno que geralmente coincide com o contorno do tubo 1670 sobre o qual a escora cruzada 1650 é posicionada.[147] With reference to the second array 1606 of gas infusion modules 1700, the gas infusion modules 1700 are disposed between a third plate 1645 and a fourth plate 1647, the third plate 1645 having openings 1646 and the fourth plate 1647 having 1648 openings that line up with each other. Each of the gas infusion modules 1700 is disposed between and aligned with one of the openings 1646 in the third plate 1645 and one of the openings 1648 in the fourth plate 1647. One plate 1640 is spaced above the third plate 1645 (e.g., by spacers between plate 1640 and third plate 1645, such as protrusions on a lower portion of plate 1640) to define a gap G2 between plate 1640 and third plate 1645. A cross strut 1650 (see FIG. 19) is located under the fourth plate 1647 and supports the second array 1606 of gas infusion modules 1700. The recess 1654 has a contour that generally coincides with the contour of the tube 1670 upon which the cross strut 1650 is positioned.

[148] Com referência continuada à FIG. 17, a placa 1640 é espaçada da segunda placa 1637 para definir a câmara intermediária 1603 entre estas. A câmara intermediária 1603 é dimensionada para inibir (por exemplo, prevenir) a turbulência de fluxo para minimizar (por exemplo, evitar) que o oxigênio saia da solução nas águas residuais infundidas. A placa 1630 tem uma abertura central O1 e a placa 1640 tem uma abertura central O2. Um encaixe 1680 é acoplado à placa 1630 para fornecer comunicação fluida com a lacuna G1. Um tubo, mangueira ou cano (não mostrado) pode acoplar ao encaixe 1680 e a um lado inferior do acoplamento 1615 para fornecer uma passagem de fluxo por meio do qual o oxigênio (por exemplo, de um gerador de oxigênio ou tanque de oxigênio) pode ser introduzido na lacuna G1 e assim, os módulos de infusão de gás 1700 da primeira matriz 1605. Vantajosamente, a lacuna G1 permite a equalização de pressão para o oxigênio injetado na lacuna G1 de modo que os módulos de infusão de gás 1700 da primeira matriz 1605 sejam fornecidos com oxigênio na mesma pressão e taxa de fluxo. Adicionalmente, a distribuição de oxigênio por meio da lacuna G1 (por exemplo, em comparação com a estrutura, por exemplo, cotovelo 413 e plugue no módulo de infusão de gás 400 das FIGS. 4-7) simplifica a distribuição de oxigênio para a pluralidade de módulos de infusão de gás 1700 e reduz o número de conexões e perdas (por exemplo, devido à tubulação que é excluída usando a lacuna G1 para distribuir a distribuição de oxigênio aos módulos de infusão de gás 1700).[148] With continued reference to FIG. 17, the plate 1640 is spaced from the second plate 1637 to define the intermediate chamber 1603 between them. The intermediate chamber 1603 is sized to inhibit (e.g., prevent) flow turbulence to minimize (e.g., prevent) oxygen from coming out of solution in the infused wastewater. Plate 1630 has a central opening O1 and plate 1640 has a central opening O2. A socket 1680 is coupled to the plate 1630 to provide fluid communication with the G1 gap. A tube, hose, or pipe (not shown) may couple to fitting 1680 and a lower side of coupling 1615 to provide a flow passage through which oxygen (e.g., from an oxygen generator or oxygen tank) can be introduced into the gap G1 and thus the gas infusion modules 1700 of the first array 1605. Advantageously, the gap G1 allows pressure equalization for the oxygen injected into the gap G1 so that the gas infusion modules 1700 of the first array 1605 are supplied with oxygen at the same pressure and flow rate. Additionally, the delivery of oxygen through the gap G1 (e.g., compared to the structure, e.g., elbow 413 and plug in the gas infusion module 400 of FIGS. 4-7) simplifies the delivery of oxygen to the plurality of gas infusion modules 1700 and reduces the number of connections and losses (e.g., due to piping that is excluded using gap G1 to distribute oxygen delivery to the gas infusion modules 1700).

[149] Embora não mostrado, um encaixe (semelhante ao encaixe 1680) é acoplado à placa 1640 para fornecer comunicação fluida com a lacuna G2. Um tubo, mangueira ou cano (não mostrado) pode acoplar ao encaixe e um acoplamento 1628 em uma parede lateral do vaso tanque 1620 (ver FIGS. 20A- 20B) para fornecer uma passagem de fluxo por meio do qual o oxigênio (por exemplo, a partir de um gerador de oxigênio ou tanque de oxigênio) pode ser introduzido na lacuna G2 e, assim, nos módulos de infusão de gás 1700 da segunda matriz 1606. Vantajosamente, a lacuna G2 permite a equalização de pressão para o oxigênio injetado na lacuna G2 de modo que os módulos de infusão de gás 1700 da segunda matriz 1606 sejam fornecidos com oxigênio na mesma pressão e taxa de fluxo. Adicionalmente, a distribuição de oxigênio por meio da lacuna G2 (por exemplo, em comparação com a estrutura, por exemplo, cotovelo 413 e plugue no módulo de infusão de gás 400 das FIGS. 4-7) simplifica a distribuição de oxigênio para a pluralidade de módulos de infusão de gás 1700 e reduz o número de conexões e perdas (por exemplo, devido à tubulação que é excluída usando a lacuna G1 para distribuir a distribuição de oxigênio aos módulos de infusão de gás 1700).[149] Although not shown, a socket (similar to socket 1680) is coupled to plate 1640 to provide fluid communication with gap G2. A tube, hose or pipe (not shown) may couple to the fitting and coupling 1628 on a side wall of the tank vessel 1620 (see FIGS. 20A-20B) to provide a flow passage through which oxygen (e.g., from an oxygen generator or oxygen tank) can be introduced into the gap G2 and thus into the gas infusion modules 1700 of the second array 1606. Advantageously, the gap G2 allows pressure equalization for the oxygen injected into the gap G2 so that the gas infusion modules 1700 of the second array 1606 are supplied with oxygen at the same pressure and flow rate. Additionally, the delivery of oxygen through the gap G2 (e.g., compared to the structure, e.g., elbow 413 and plug in the gas infusion module 400 of FIGS. 4-7) simplifies the delivery of oxygen to the plurality of gas infusion modules 1700 and reduces the number of connections and losses (e.g., due to piping that is excluded using gap G1 to distribute oxygen delivery to the gas infusion modules 1700).

[150] O oxigênio pode ser fornecido ao acoplamento 1615 e ao acoplamento 1628 pela mesma fonte (por exemplo, gerador de oxigênio ou tanque de oxigênio). Em uma implementação, um medidor de vazão pode estar em comunicação fluida com o acoplamento 1615 e o acoplamento 1628 para regular independentemente o fluxo de oxigênio através dos acoplamentos 1615, 1628 (por exemplo, de modo que o oxigênio injetado através do acoplamento 1628 esteja a uma pressão de cerca de 6,89 KPa (1 psi) maior que o oxigênio injetado através do acoplamento 1615). Os medidores de vazão podem opcionalmente ser controlados por um controlador (por exemplo, uma unidade microcontroladora ou MCU, um processador de computador, etc.),[150] Oxygen may be supplied to coupling 1615 and coupling 1628 from the same source (e.g., oxygen generator or oxygen tank). In one implementation, a flow meter may be in fluid communication with the coupling 1615 and the coupling 1628 to independently regulate the flow of oxygen through the couplings 1615, 1628 (e.g., so that oxygen injected through the coupling 1628 is at a pressure of about 6.89 KPa (1 psi) greater than the oxygen injected through coupling 1615). Flow meters can optionally be controlled by a controller (e.g. a microcontroller unit or MCU, a computer processor, etc.),

[151] Em operação, as águas residuais entram na câmara plena superior 1602 do tanque de infusão de gás 1600 por meio da abertura 1612 e passa através da abertura O1 na placa 1630 e ao longo de uma passagem de fluxo F1 para um espaço acima da segunda placa 1637. O nível de líquido de águas residuais aumenta no referido espaço acima da segunda placa 1637, à medida que as águas residuais fluem em torno de todos os módulos de infusão de gás 1700 na primeira matriz 1605, até atingir as aberturas dos módulos de infusão de gás 1700, conforme discutido abaixo, e as águas residuais fluem para os módulos de infusão de gás 1700. Enquanto as águas residuais fluem através dos módulos de infusão de gás 1700 da primeira matriz 1605, as águas residuais são infundidas com oxigênio, que é introduzido no topo dos módulos de infusão de gás 1700 por meio da lacuna G1. A estrutura do módulo de infusão de gás 1700 é descrita adicionalmente abaixo. As águas residuais infundidas com oxigênio saem dos módulos de infusão de gás 1700 da primeira matriz 1605 por meio das aberturas 1638 na segunda placa 1637 e na câmara intermediária 1603.[151] In operation, wastewater enters the upper plenum chamber 1602 of the gas infusion tank 1600 through opening 1612 and passes through opening O1 in plate 1630 and along a flow passage F1 to a space above the second plate 1637. The wastewater liquid level increases in said space above the second plate 1637, as wastewater flows around all of the gas infusion modules 1700 in the first array 1605, until it reaches the openings of the modules. of gas infusion modules 1700, as discussed below, and the wastewater flows to the gas infusion modules 1700. As the wastewater flows through the gas infusion modules 1700 of the first array 1605, the wastewater is infused with oxygen, which is introduced into the top of the gas infusion modules 1700 through gap G1. The structure of the gas infusion module 1700 is further described below. Oxygen-infused wastewater exits the gas infusion modules 1700 of the first die 1605 through openings 1638 in the second plate 1637 and the intermediate chamber 1603.

[152] Uma vez na câmara intermediária 1603, a água residual passa através da abertura O2 na placa 1640 e ao longo de uma passagem de fluxo F2 para um espaço acima da quarta placa 1647. O nível de líquido de águas residuais aumenta no referido espaço acima da quarta placa 1647, à medida que as águas residuais fluem em torno de todos os módulos de infusão de gás 1700 na segunda matriz 1606, até atingir as aberturas dos módulos de infusão de gás 1700, e as águas residuais fluem para os módulos de infusão de gás 1700. Enquanto as águas residuais fluem através dos módulos de infusão de gás 1700 da segunda matriz 1606, as águas residuais são infundidas com oxigênio, que é introduzido no topo dos módulos de infusão de gás 1700 por meio da lacuna G2. As águas residuais saturadas com oxigênio saem dos módulos de infusão de gás 1700 da segunda matriz 1606 por meio das aberturas 1648 na quarta placa 1647 e na câmara de plena inferior 1604. A água residual (saturada com oxigênio por meio da primeira matriz 1605 e segunda matriz 1606 de módulos de infusão de gás 1700) sai da câmara de plena inferior 1604 por meio do tubo 1670 e abertura 1622.[152] Once in the intermediate chamber 1603, the waste water passes through opening O2 in the plate 1640 and along a flow passage F2 to a space above the fourth plate 1647. The waste water liquid level increases in said space above the fourth plate 1647, as the wastewater flows around all of the gas infusion modules 1700 in the second array 1606, until it reaches the openings of the gas infusion modules 1700, and the wastewater flows into the gas infusion modules 1700. gas infusion 1700. As wastewater flows through the gas infusion modules 1700 of the second array 1606, the wastewater is infused with oxygen, which is introduced into the top of the gas infusion modules 1700 through gap G2. The oxygen-saturated wastewater exits the gas infusion modules 1700 of the second array 1606 through openings 1648 in the fourth plate 1647 and the lower plenum chamber 1604. The wastewater (saturated with oxygen via the first array 1605 and second array 1606 of gas infusion modules 1700) exits the lower plenum chamber 1604 via tube 1670 and opening 1622.

[153] Com referência continuada à FIGS. 16-17 e 20A, o gás não dissolvido das águas residuais saturadas (por exemplo, oxigênio não dissolvido, excesso de nitrogênio removido das águas residuais devido à infusão de oxigênio nas águas residuais) pode passar através de um acoplamento T 1674 para uma ventilação 1676. O referido gás pode passar através da mangueira 1672 à medida que as águas residuais saturada saiam da abertura 1622 e/ou pode passar através de encaixe 1626 no vaso tanque 1620 (ver FIG. 20A) ao qual o acoplamento T 1674 se acopla. O encaixe 1626 pode, em uma implementação, estar localizado no vaso tanque 1620, de modo que é uma localização vertical que coincide com uma localização logo abaixo das aberturas dos módulos de infusão de gás 1700. A localização do encaixe 1626 fornece o nível de líquido para as águas residuais no vaso tanque 1620. Em uma implementação, o encaixe 1626 pode ter um diâmetro de 5,08 centímetros (2 polegadas) e estar aproximadamente a 59,69 centímetros (23 % polegadas) do flange F do vaso tanque 1620.[153] With continued reference to FIGS. 16-17 and 20A, undissolved gas from saturated wastewater (e.g., undissolved oxygen, excess nitrogen removed from wastewater due to infusion of oxygen into wastewater) may pass through a T coupling 1674 to a vent 1676 Said gas may pass through hose 1672 as saturated wastewater exits opening 1622 and/or may pass through fitting 1626 in tank vessel 1620 (see FIG. 20A) to which T-coupling 1674 couples. The fitting 1626 may, in one implementation, be located in the tank vessel 1620, such that it is a vertical location that coincides with a location just below the openings of the gas infusion modules 1700. The location of the fitting 1626 provides the liquid level for wastewater in tank vessel 1620. In one implementation, fitting 1626 may have a diameter of 5.08 centimeters (2 inches) and be approximately 59.69 centimeters (23 percent inches) from flange F of tank vessel 1620.

[154] O tanque de infusão de gás 1600 fornece um arranjo paralelo em série para infusão de gás (por exemplo, infusão de oxigênio) de águas residuais. As águas residuais fluem em paralelo através dos módulos de infusão de gás 1700 de cada uma da primeira matriz 1605 e da segunda matriz 1606. Adicionalmente, as águas residuais fluem em série a partir da primeira matriz 1605 para a segunda matriz 1606. O arranjo paralelo em série melhora vantajosamente o desempenho do tanque de infusão de gás 1600 porque é realizada infusão adicional das águas residuais com oxigênio, em comparação com um tanque de infusão de gás que tinha apenas uma matriz de módulos de infusão de gás 1700. Adicionalmente, o tanque de infusão de gás 1600, em comparação com o módulo de infusão de gás 400 nas FIGS. 4-7, tem uma arquitetura simplificada para distribuir oxigênio aos módulos de infusão de gás 1700 da primeira matriz 1605 e da segunda matriz 1606 que evita ter que alimentar oxigênio individualmente para cada um dos módulos de infusão de gás 1700 por meio de encaixes e tubos separados, reduzindo assim tempo e materiais necessários para montar o sistema, assim como reduzir (por exemplo, eliminar) possíveis pontos de falha devido ao uso de múltiplos encaixes e mangueiras, que não são necessários no tanque de infusão de gás 1600. Adicionalmente, porque as águas residuais passam em série através da primeira matriz 1605 e da segunda matriz 1606 dos módulos de infusão de gás 1700 (por exemplo, duas passagens através de módulos de infusão de gás), o tanque de infusão de gás 1600 exclui o uso de uma bomba de recirculação, uma vez que não é necessário recircular águas residuais através de uma matriz de módulos de infusão de gás para obter múltiplas passagens através dos módulos de infusão de gás (por exemplo, duas passagens já são alcançadas fluindo águas residuais através da primeira matriz 1605 e da segunda matriz 1606).[154] The gas infusion tank 1600 provides a series-parallel arrangement for gas infusion (e.g., oxygen infusion) of wastewater. Wastewater flows in parallel through gas infusion modules 1700 from each of the first array 1605 and second array 1606. Additionally, wastewater flows in series from the first array 1605 to the second array 1606. The parallel arrangement in series advantageously improves the performance of the gas infusion tank 1600 because additional infusion of the wastewater with oxygen is performed, compared to a gas infusion tank that had only one array of gas infusion modules 1700. Additionally, the tank gas infusion module 1600, compared to the gas infusion module 400 in FIGS. 4-7, has a simplified architecture for delivering oxygen to the gas infusion modules 1700 of the first array 1605 and the second array 1606 that avoids having to feed oxygen individually to each of the gas infusion modules 1700 via fittings and tubes. separate, thereby reducing time and materials required to assemble the system, as well as reducing (e.g. eliminating) possible points of failure due to the use of multiple fittings and hoses, which are not required on the 1600 gas infusion tank. Additionally, because wastewater passes in series through the first array 1605 and the second array 1606 of the gas infusion modules 1700 (e.g., two passes through gas infusion modules), the gas infusion tank 1600 precludes the use of a recirculation pump, since it is not necessary to recirculate wastewater through an array of gas infusion modules to achieve multiple passes through the gas infusion modules (e.g. two passes are already achieved by flowing wastewater through the first array 1605 and the second matrix 1606).

[155] Em uma implementação, o tanque de infusão de gás 1600 pode ser operado a uma taxa de fluxo máxima de águas residuais de aproximadamente 1700 LPM a 137,90 KPa (20 psi) e uma taxa de vazão máxima de oxigênio de 315 LPM (por exemplo, para supersaturar as águas residuais com oxigênio). O oxigênio seria distribuído substancialmente à mesma pressão (por exemplo, cerca de 3,45 KPa (0,5 psi) maior que a pressão de líquido) para facilitar a transferência de oxigênio para as águas residuais dentro dos módulos de infusão de gás 1700 (por exemplo, para inibir ou impedir que as águas residuais quebrem a tensão superficial dos poros nas fibras do módulo de infusão de gás 1700 e inundem as fibras). Em outra implementação, o tanque de infusão de gás 1600 pode ser operado a uma taxa de fluxo máxima de águas residuais de aproximadamente 1700 LPM a 206,84 KPa (30 psi) e uma taxa de vazão máxima de oxigênio de 400 LPM (por exemplo, para supersaturar as águas residuais com oxigênio).[155] In one implementation, the gas infusion tank 1600 may be operated at a maximum wastewater flow rate of approximately 1700 LPM at 137.90 KPa (20 psi) and a maximum oxygen flow rate of 315 LPM (e.g. to supersaturate wastewater with oxygen). The oxygen would be delivered at substantially the same pressure (e.g., about 3.45 KPa (0.5 psi) greater than liquid pressure) to facilitate the transfer of oxygen to the wastewater within the gas infusion modules 1700 ( for example, to inhibit or prevent wastewater from breaking the surface tension of the pores in the fibers of the gas infusion module 1700 and flooding the fibers). In another implementation, the gas infusion tank 1600 may be operated at a maximum wastewater flow rate of approximately 1700 LPM at 206.84 KPa (30 psi) and a maximum oxygen flow rate of 400 LPM (e.g. , to supersaturate wastewater with oxygen).

[156] A FIG. 21 mostra uma vista esquemática de um dos módulos de infusão de gás 1700, que tem um alojamento 1710 com uma ou mais aberturas 1712 (por exemplo, um par de aberturas em lados opostos do alojamento 1710). O módulo de infusão de gás 1700 tem uma altura H2 e aloja múltiplas fibras 1720. As fibras 1720 podem ser semelhantes (por exemplo, idênticas) às fibras 429 do módulo de infusão de gás 400 nas FIGS. 4-7. As fibras 1720 podem em uma implementação ser uma fibra oca microporosa de 540 mícrons (de polietileno) com um diâmetro externo de cerca de 0,5 mm, uma espessura de parede de 95 mícrons que define um furo central (por exemplo, canal, passagem) de cada uma das fibras 1720 e cerca de 75% de porosidade com um tamanho de poro nominal de cerca de 0,1 mícrons. As fibras 1720 podem ser tecidas em conjunto com fibras ou hastes hidrofóbicas sólidas, de uma maneira semelhante à mostrada na FIG. 10, para formar uma urdidura de uma estrutura de malha aberta tecida ou uma esteira (por exemplo, para facilitar ou melhorar o contato entre as águas residuais e as fibras 1720). A esteira pode então ser enrolada e inserida no alojamento 1710. Em uma implementação, oito fibras 1720 são tecidas juntas para fazer a esteira. Em uma implementação, a esteira pode ter um comprimento de cerca de 76,2 centímetros (30 polegadas) (na direção das fibras 1720) e uma largura de cerca de 62,23 centímetros (24% polegadas). Em outra implementação, as fibras 1720 podem ser uma fibra oca microporosa de 270 mícrons com um diâmetro externo de cerca de 0,25 mm. Em uma implementação, o comprimento das fibras 1720 nos módulos de infusão de gás 1700 está entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas), tal como cerca de 25,40 centímetros (10 polegadas). As fibras 1720 podem ser mantidas no alojamento 1710 por um disco (por exemplo, um disco de resina epóxi semelhante ao disco de resina 425 no módulo de infusão de gás 400 nas FIGS. 4-7).[156] FIG. 21 shows a schematic view of one of the gas infusion modules 1700, which has a housing 1710 with one or more openings 1712 (e.g., a pair of openings on opposite sides of the housing 1710). The gas infusion module 1700 has a height H2 and houses multiple fibers 1720. The fibers 1720 may be similar (e.g., identical) to the fibers 429 of the gas infusion module 400 in FIGS. 4-7. The fibers 1720 may in one implementation be a 540 micron microporous hollow fiber (polyethylene) with an outer diameter of about 0.5 mm, a wall thickness of 95 microns that defines a central hole (e.g., channel, passage ) of each of the fibers 1720 and about 75% porosity with a nominal pore size of about 0.1 microns. The fibers 1720 may be woven together with solid hydrophobic fibers or rods in a manner similar to that shown in FIG. 10, to form a warp of a woven open mesh structure or a mat (e.g., to facilitate or improve contact between wastewater and fibers 1720). The mat can then be rolled up and inserted into the housing 1710. In one implementation, eight fibers 1720 are woven together to make the mat. In one implementation, the belt may have a length of about 76.2 centimeters (30 inches) (in the 1720 fiber direction) and a width of about 62.23 centimeters (24% inches). In another implementation, the fibers 1720 may be a 270 micron microporous hollow fiber with an outer diameter of about 0.25 mm. In one implementation, the length of the fibers 1720 in the gas infusion modules 1700 is between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters (13 inches), such as about 25.40 centimeters (10 inches). The fibers 1720 may be held in the housing 1710 by a disc (e.g., an epoxy resin disc similar to the resin disc 425 in the gas infusion module 400 in FIGS. 4-7).

[157] Em uma implementação, o alojamento 1710 tem um diâmetro interno de cerca de 5,08 centímetros (2 polegadas) e o número de fibras 1720 no alojamento 1710 é 3200, as fibras 1720 (e o alojamento 1710) tendo um comprimento de 25,40 centímetros (10 polegadas). As fibras 1720 têm um fator de empacotamento no alojamento 1710 de cerca de 38% (por exemplo, 38% do espaço no alojamento 1710 é ocupado pelas fibras 1720). O módulo de infusão de gás 1700 pode ser operado com um fluxo de líquido de água residual de 18 LPM a 137,90 KPa (20 psi) e um fluxo de oxigênio de 1,2 LPM com 92% de pureza.[157] In one implementation, the housing 1710 has an internal diameter of about 5.08 centimeters (2 inches) and the number of fibers 1720 in the housing 1710 is 3200, the fibers 1720 (and the housing 1710) having a length of 25.40 centimeters (10 inches). The fibers 1720 have a packing factor in the housing 1710 of about 38% (e.g., 38% of the space in the housing 1710 is occupied by the fibers 1720). The 1700 Gas Infusion Module can be operated with a wastewater liquid flow of 18 LPM at 137.90 KPa (20 psi) and an oxygen flow of 1.2 LPM at 92% purity.

[158] O tanque de infusão de gás 1600 (por exemplo, saturador em linha) com os módulos de infusão de gás 1700 como descrito acima pode ser usado em um sistema de infusão de gás para infundir águas residuais com oxigênio de uma maneira que melhore vantajosamente a eficiência da estação de tratamento de águas residuais em aproximadamente 50%. Abaixo estão exemplos de cálculos para a operação de um sistema de infusão de gás utilizando o tanque de infusão de gás 1600 incorporando os módulos de infusão de gás 1700 conforme descrito acima.[158] The gas infusion tank 1600 (e.g., in-line saturator) with the gas infusion modules 1700 as described above may be used in a gas infusion system to infuse wastewater with oxygen in a manner that improves advantageously the efficiency of the wastewater treatment plant by approximately 50%. Below are example calculations for the operation of a gas infusion system utilizing the gas infusion tank 1600 incorporating the gas infusion modules 1700 as described above.

[159] A Tabela IV abaixo mostra os parâmetros de projeto para uma estação de tratamento de águas residuais (ETAR). Tabela IV. Parâmetros Operacionais da Estação de Tratamento de Águas Residuais (WWTP) Entrada WWTP [159] Table IV below shows the design parameters for a wastewater treatment plant (WWTP). Table IV. Wastewater Treatment Plant (WWTP) Operating Parameters WWTP Entry

[160] A Tabela V abaixo mostra os parâmetros de projeto para um dos módulos de infusão de gás 1700. Tabela V. Parâmetros de projeto para 1 Módulo de Infusão de Gás [160] Table V below shows the design parameters for one of the 1700 gas infusion modules. Table V. Design parameters for 1 Gas Infusion Module

[161] A Tabela VI abaixo mostra o desempenho de saída para um dos módulos de infusão de gás 1700. Tabela VI. Desempenho de Saída para 1 Módulo de Infusão de Gás [161] Table VI below shows the output performance for one of the 1700 gas infusion modules. Table VI. Output Performance for 1 Gas Infusion Module

[162] A Tabela VII abaixo mostra o desempenho de saída para a estação de tratamento de águas residuais (ETAR). Tabela VII. Desempenho de Saída para Estação de Tratamento de Águas [162] Table VII below shows the output performance for the wastewater treatment plant (WWTP). Table VII. Output Performance for Water Treatment Plant

[163] A Tabela VIII abaixo mostra os parâmetros de projeto para o sistema de infusão de gás usando o tanque de infusão de gás 1600 (saturador em linha ou ILS) com os módulos de infusão de gás 1700 conforme descrito acima para atender o desempenho de rejeição para a estação de tratamento de águas residuais (ETAR). Tabela VIII. Projeto de Saturador em linha Projeto multimódulo de ILS [163] Table VIII below shows the design parameters for the gas infusion system using the 1600 gas infusion tank (in-line saturator or ILS) with the 1700 gas infusion modules as described above to meet the performance of rejection to the wastewater treatment plant (WWTP). Table VIII. In-line Saturator Design Multi-module ILS Design

[164] Conforme mostrado nas Tabelas IV a VIII, a fim de atender o desempenho de rejeição da estação de tratamento de águas residuais (ETAR), o sistema de infusão de gás precisa de pelo menos 4,4 unidades de ILS ou tanques de infusão de gás 1600, ou cinco tanques de infusão de gás 1600. Os cinco tanques de infusão de gás 1600 podem fazer parte de uma unidade ou sistema de infusão de gás independente, semelhante à unidade de infusão de gás 200 na FIG. 2, onde os cinco tanques de infusão de gás 1600 podem ser operados em paralelo. Os cálculos mostram que tal unidade ou sistema de infusão de gás usando os tanques de infusão de gás 1600 e os módulos de infusão de gás 1700 descritos na presente invenção alcançariam vantajosamente uma redução no uso de potência ou melhoria na eficiência de pelo menos 50% (por exemplo, 0,16 kWh/m3 para o sistema de infusão de gás versus 0,33 kWh/m2 para o sistema de soprador de ar convencional). Eficiências mais altas podem ser atingidas onde o fator de eficiência biológica é menor que 1,00 KgO2/KgDBO.[164] As shown in Tables IV to VIII, in order to meet the rejection performance of the wastewater treatment plant (WWTP), the gas infusion system needs at least 4.4 units of ILS or infusion tanks of gas 1600, or five gas infusion tanks 1600. The five gas infusion tanks 1600 may be part of an independent gas infusion unit or system, similar to the gas infusion unit 200 in FIG. 2, where the five gas infusion tanks 1600 can be operated in parallel. Calculations show that such a gas infusion unit or system using the gas infusion tanks 1600 and the gas infusion modules 1700 described in the present invention would advantageously achieve a reduction in power usage or improvement in efficiency of at least 50% ( e.g. 0.16 kWh/m3 for the gas infusion system versus 0.33 kWh/m2 for the conventional air blower system). Higher efficiencies can be achieved where the biological efficiency factor is less than 1.00 KgO2/KgBOD.

[165] As Figuras 22-23 mostram um diagrama esquemático de um teste piloto do sistema de tratamento de águas residuais 1800 utilizando módulos de infusão de gás e unidades ou sistemas de infusão de gás de acordo com uma ou mais modalidades descritas acima (por exemplo, unidade de infusão de gás 200 na FIG. 2, módulos de infusão de gás 400 nas FIGS. 4-7). A FIG. 22 mostra um diagrama esquemático mais simplificado e a FIG. 23 mostra um diagrama esquemático mais detalhado. A Figura 24 mostra um gráfico mostrando a melhoria na remoção de DBO com o sistema de infusão de gás usado no teste piloto de tratamento de águas residuais das FIGS. 22-23.[165] Figures 22-23 show a schematic diagram of a pilot test of the wastewater treatment system 1800 using gas infusion modules and gas infusion units or systems in accordance with one or more embodiments described above (e.g. , gas infusion unit 200 in FIG. 2, gas infusion modules 400 in FIGS. FIG. 22 shows a more simplified schematic diagram and FIG. 23 shows a more detailed schematic diagram. Figure 24 shows a graph showing the improvement in BOD removal with the gas infusion system used in the wastewater treatment pilot test of FIGS. 22-23.

[166] O sistema 1800 inclui uma primeira unidade de infusão de gás ou primeiro saturador em linha 1810 e uma segunda unidade de infusão de gás ou segundo saturador em linha 1820. O primeiro saturador em linha 1810 e o segundo saturador em linha 1820 podem ser semelhantes às unidades de infusão de gás ou saturadores em linha descritos acima (por exemplo, a unidade de infusão de gás 200 na FIG. 2) que utilizam módulos de infusão de gás descritos acima (por exemplo, os módulos de infusão de gás 400 nas FIGS. 4-7).[166] The system 1800 includes a first gas infusion unit or first in-line saturator 1810 and a second gas infusion unit or second in-line saturator 1820. The first in-line saturator 1810 and the second in-line saturator 1820 may be similar to the gas infusion units or in-line saturators described above (e.g., the gas infusion unit 200 in FIG. 2) that utilize gas infusion modules described above (e.g., the gas infusion modules 400 in the FIGS. 4-7).

[167] O primeiro saturador em linha 1810 recebe águas residuais a partir de um cano entre um tanque de tratamento anaeróbico ou Manta de Lodo Anaeróbico de Fluxo Ascendente (UASB) e um tanque de aeração da estação de tratamento de águas residuais, como mostrado na FIG. 23. O primeiro saturador em linha 1810 infunde as águas residuais com oxigênio (por exemplo, da maneira descrita acima, transferindo oxigênio para as águas residuais usando as fibras no(s) módulo(s) de infusão de gás) e distribui as águas residuais saturadas de oxigênio a um reator biológico 1830 (por exemplo, também referido a um tanque de aeração em estações de tratamento de águas residuais). A água residual é recirculada do reator biológico 1830 por meio de uma bomba 1840 para o segundo saturador em linha 1820. O segundo saturador em linha 1820 infunde as águas residuais recirculadas com oxigênio (por exemplo, desta maneira que o primeiro saturador em linha 1810) e distribui as águas residuais saturadas de oxigênio ao reator biológico 1830. As águas residuais são transferidas do reator biológico 1830 para um tanque clarificador 1850. Uma porção do fluxo de águas residuais é recirculada do tanque clarificador 1850 para o reator biológico 1830 por meio de uma bomba de recirculação 1860 e o efluente é descarregado do tanque clarificador 1850 (por exemplo, para o tanque de aeração da estação de tratamento de águas residuais existente, como mostrado na FIG. 23).[167] The first in-line saturator 1810 receives wastewater from a pipe between an anaerobic treatment tank or Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) and a wastewater treatment plant aeration tank, as shown in FIG. 23. The first in-line saturator 1810 infuses the wastewater with oxygen (e.g., in the manner described above, transferring oxygen to the wastewater using the fibers in the gas infusion module(s)) and distributes the wastewater saturated with oxygen to a biological reactor 1830 (e.g., also referred to as an aeration tank in wastewater treatment plants). Wastewater is recirculated from the biological reactor 1830 via a pump 1840 to the second in-line saturator 1820. The second in-line saturator 1820 infuses the recirculated wastewater with oxygen (e.g., in this manner as the first in-line saturator 1810). and distributes the oxygen-saturated wastewater to the biological reactor 1830. The wastewater is transferred from the biological reactor 1830 to a clarifier tank 1850. A portion of the wastewater stream is recirculated from the clarifier tank 1850 to the biological reactor 1830 through a recirculation pump 1860 and the effluent is discharged from the clarifier tank 1850 (e.g., to the aeration tank of the existing wastewater treatment plant, as shown in FIG. 23).

[168] Durante o teste piloto do sistema 1800, o primeiro saturador em linha 1810 supriu águas residuais saturadas de oxigênio a uma taxa de fluxo entre 20 LPM e 60 LPM, tais como 30 LPM (em média) e com oxigênio dissolvido entre 30 ppm e 70 ppm, tal como 62 ppm para o reator biológico 1830. A bomba 1840 recirculou águas residuais do reator biológico 1830 para o segundo saturador em linha 1820 a uma taxa de fluxo entre 90 LPM e 150 LPM, tal 150 LPM (ou uma média de 120 LPM), e o segundo saturador em linha 1820 supriu águas residuais saturadas de oxigênio a uma taxa de fluxo de 90 LPM e 150 LPM, tal como 150 LPM (ou uma média de 120 LPM) e com oxigênio dissolvido entre 30 ppm e 70 ppm, tal como 62 ppm, para o reator biológico 1830. O reator biológico 1830 operou em um tempo de retenção hidráulica (HRT) de 7,2 horas (por exemplo, a quantidade de tempo que as águas residuais permaneceram no reator biológico 1830 antes de ser descarregado a partir deste). As águas residuais fluíram entre o segundo saturador em linha 1820 e o tanque clarificador 1850 a uma taxa de fluxo de 60 LPM, um fluxo de 30 LPM foi recirculado pela bomba de recirculação 1860 do tanque clarificador 1850 para o segundo saturador em linha 1820 e um fluxo de 30 LPM de efluente final foi descarregado do tanque clarificador 1850 (por exemplo, para o tanque de aeração da estação de tratamento de águas residuais existente). O tanque clarificador 1850 também operou com um tempo de retenção hidráulica (HRT) de 7,2 horas. O primeiro saturador em linha 1810 e o segundo saturador em linha 1820 operaram a pressões entre 137,90 KPa (20 psi) e 206,84 KPa (30 psi) (por exemplo, uma média de 172,37 KPa (25 psi)).[168] During pilot testing of the 1800 system, the first 1810 in-line saturator supplied oxygen-saturated wastewater at a flow rate between 20 LPM and 60 LPM, such as 30 LPM (on average), and with dissolved oxygen between 30 ppm and 70 ppm, such as 62 ppm for the biological reactor 1830. The pump 1840 recirculated wastewater from the biological reactor 1830 to the second in-line saturator 1820 at a flow rate between 90 LPM and 150 LPM, such as 150 LPM (or an average of 120 LPM), and the second in-line saturator 1820 supplied oxygen-saturated wastewater at a flow rate of 90 LPM and 150 LPM, such as 150 LPM (or an average of 120 LPM) and with dissolved oxygen between 30 ppm and 70 ppm, such as 62 ppm, for the biological reactor 1830. The biological reactor 1830 operated at a hydraulic retention time (HRT) of 7.2 hours (e.g., the amount of time that wastewater remained in the biological reactor 1830 before being downloaded from this). Wastewater flowed between the second in-line saturator 1820 and the clarifier tank 1850 at a flow rate of 60 LPM, a flow of 30 LPM was recirculated by the recirculation pump 1860 from the clarifier tank 1850 to the second in-line saturator 1820 and a flow of 30 LPM of final effluent was discharged from the clarifier tank 1850 (e.g., to the aeration tank of the existing wastewater treatment plant). The 1850 clarifier tank also operated with a hydraulic retention time (HRT) of 7.2 hours. The first in-line saturator 1810 and the second in-line saturator 1820 operated at pressures between 137.90 KPa (20 psi) and 206.84 KPa (30 psi) (e.g., an average of 172.37 KPa (25 psi)) .

[169] Como mostrado na FIG. 24, o sistema 1800 atingiu vantajosamente uma redução de 95% na DBO no fluxo de efluente, superando a meta de remoção de 80% necessária. Uma vez que o sistema 1800 atingiu o estado estacionário de operação, atingiu uma redução de 87% na DBO no fluxo de efluente (excedendo a meta de remoção de 80% necessária), acima de uma redução inicial de 44% quando o sistema 1800 foi inicialmente colocado em operação. A redução melhorada de 95% em DBO no fluxo de efluente foi alcançada após, entre outras modificações, um aumento no HRT àquele mostrado na FIG. 22, e o aumento na taxa de fluxo de recirculação para o segundo saturador em linha 1820 mostrado na FIG. 22. Em outra implementação, o primeiro saturador em linha 1810 pode ser excluído e apenas o segundo saturador em linha 1820 pode ser operado no sistema 1800 para fornecer águas residuais saturada de oxigênio ao reator biológico 1830. Será apreciado que um sistema de infusão de gás otimizado para um sistema de aeração de água residual utilizando um arranjo equilibrado de módulos de infusão de gás pode atingir os níveis de oxigênio por quilowatt-hora obtidos na divulgação na presente invenção. Os módulos de infusão de gás e sistemas de infusão de gás (por exemplo, unidades de infusão de gás) descritos na presente invenção fornecem várias vantagens no tratamento de águas residuais. Por exemplo, como a infusão de águas residuais com oxigênio ocorre de uma maneira de transferência de gás livre de bolhas, menos oxigênio é perdido para o ambiente a partir de bolhas que quebram a tensão superficial do tanque de aeração, permitindo a saturação de águas residuais com oxigênio para melhorar o processo biológico em o tanque de aeração (por exemplo, reator biológico), como por oxigenação mais eficiente e uso de oxigênio disponível. Como um resultado, uma redução significativa em potência (por exemplo, em até 50%, 60% ou mais) é alcançada, pois os sopradores de ar e outros equipamentos normalmente usados em estações de tratamento de águas residuais para o processo de aeração podem ser substituídos e/ou aumentados com sistemas de infusão de gás descritos na presente invenção. Adicionalmente, os módulos e sistemas de infusão de gás descritos na presente invenção atingem vantajosamente uma redução de demanda de oxigênio bioquímico (BOD) (por exemplo, até 95%, como mostrado na FIG. 24), permitem uma dimensão física reduzida para os requisitos do soprador, reduzindo assim o tamanho da estação e os gastos de capital. Adicionalmente, os módulos e sistemas de infusão de gás descritos na presente invenção fornecem vantajosamente um plano de tratamento de águas residuais com flexibilidade para aumentar o oxigênio para atender ao aumento de demanda. Adicionalmente, a construção modular dos sistemas de infusão de gás (por exemplo, capacidade de usar múltiplas unidades de infusão de gás, por exemplo, em paralelo) facilita a expansão da capacidade da estação.[169] As shown in FIG. 24, the 1800 system advantageously achieved a 95% reduction in BOD in the effluent stream, exceeding the required 80% removal target. Once the 1800 system reached steady state operation, it achieved an 87% reduction in BOD in the effluent stream (exceeding the required 80% removal target), up from an initial 44% reduction when the 1800 system was initially put into operation. The improved 95% reduction in BOD in the effluent stream was achieved after, among other modifications, an increase in HRT to that shown in FIG. 22, and the increase in recirculation flow rate for the second in-line saturator 1820 shown in FIG. 22. In another implementation, the first in-line saturator 1810 may be deleted and only the second in-line saturator 1820 may be operated in the system 1800 to supply oxygen-saturated wastewater to the biological reactor 1830. It will be appreciated that a gas infusion system Optimized for a wastewater aeration system using a balanced arrangement of gas infusion modules can achieve the oxygen levels per kilowatt-hour obtained in the disclosure of the present invention. The gas infusion modules and gas infusion systems (e.g., gas infusion units) described in the present invention provide several advantages in wastewater treatment. For example, because the infusion of wastewater with oxygen occurs in a bubble-free gas transfer manner, less oxygen is lost to the environment from bubbles that break the surface tension of the aeration tank, allowing wastewater saturation. with oxygen to improve the biological process in the aeration tank (e.g. biological reactor), such as by more efficient oxygenation and use of available oxygen. As a result, a significant reduction in power (e.g. by up to 50%, 60% or more) is achieved, as air blowers and other equipment normally used in wastewater treatment plants for the aeration process can be replaced and/or augmented with gas infusion systems described in the present invention. Additionally, the gas infusion modules and systems described in the present invention advantageously achieve a reduced biochemical oxygen demand (BOD) (e.g., up to 95%, as shown in FIG. 24), allow for a reduced physical size to the requirements of the blower, thus reducing station size and capital expenditure. Additionally, the gas infusion modules and systems described in the present invention advantageously provide a wastewater treatment plan with the flexibility to increase oxygen to meet increased demand. Additionally, the modular construction of gas infusion systems (e.g., ability to use multiple gas infusion units, e.g., in parallel) facilitates expansion of station capacity.

Modalidades AdicionaisAdditional Modalities

[170] Em modalidades da presente divulgação, um sistema de aumento para um copo acetabular pode estar de acordo com qualquer uma das seguintes cláusulas:[170] In embodiments of the present disclosure, an augmentation system for an acetabular cup may be in accordance with any of the following clauses:

[171] Cláusula 1. Um sistema de oxigenação de águas residuais, compreendendo: uma fonte de oxigênio configurada para suprir oxigênio pressurizado de pelo menos 70% de pureza; e um sistema de infusão de oxigênio compreendendo um ou mais módulos de infusão de oxigênio, cada módulo de infusão de oxigênio compreendendo um alojamento, uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, cada módulo de infusão de oxigênio estando em comunicação fluida com a fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal desta, em que o sistema de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais a partir de uma linha de suprimento de águas residuais, de modo que as águas residuais fluam através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio e entrem em contato com a parede circunferencial de um ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do sistema de infusão de oxigênio por meio de uma conexão de rejeição de águas residuais.[171] Clause 1. A wastewater oxygenation system, comprising: an oxygen source configured to supply pressurized oxygen of at least 70% purity; and an oxygen infusion system comprising one or more oxygen infusion modules, each oxygen infusion module comprising a housing, a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, each oxygen infusion module being in fluid communication with the oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers receive pressurized oxygen from the oxygen source through of the longitudinal bore thereof, wherein the oxygen infusion system is configured to receive a flow of wastewater from a wastewater supply line, such that the wastewater flows through each of the one or more wastewater modules. infusion of oxygen and come into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater, the oxygenated wastewater discharged from the oxygen infusion system through a wastewater rejection connection.

[172] Cláusula 2. O sistema da cláusula 1, em que a fonte de oxigênio é um gerador de oxigênio configurado para receber ar atmosférico por meio de uma admissão de ar.[172] Clause 2. The system of clause 1, wherein the source of oxygen is an oxygen generator configured to receive atmospheric air through an air intake.

[173] Cláusula 3. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm.[173] Clause 3. The system of any preceding clause, wherein the micropores have a pore passage diameter between about 0.01 μm and about 5 μm.

[174] Cláusula 4. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas).[174] Clause 4. The system of any preceding clause, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters (13 inches).

[175] Cláusula 5. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que aproximadamente 38%.[175] Clause 5. The system of any preceding clause, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the oxygen infusion module housing of no more than approximately 38%.

[176] Cláusula 6. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.[176] Clause 6. The system of any preceding clause, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the one or more oxygen infusion modules has a porosity of 75%.

[177] Cláusula 7. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.[177] Clause 7. The system of any preceding clause, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the oxygen infusion module.

[178] Cláusula 8. O sistema de qualquer cláusula anterior, compreendendo ainda um alojamento que aloja a fonte de oxigênio e o sistema de infusão de oxigênio para fornecer uma unidade de infusão de gás autônoma.[178] Clause 8. The system of any preceding clause, further comprising a housing housing the oxygen source and the oxygen infusion system to provide a self-contained gas infusion unit.

[179] Cláusula 9. O sistema da cláusula 8, em que o alojamento que aloja a fonte de oxigênio e o sistema de infusão de oxigênio é um contêiner de transporte com um comprimento de 6,10 metros (20 pés) a 12,20 metros (40 pés).[179] Clause 9. The system of clause 8, wherein the housing housing the oxygen source and the oxygen infusion system is a shipping container with a length of 6.10 meters (20 feet) to 12.20 meters (40 feet).

[180] Cláusula 10. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio de maneira concomitante.[180] Clause 10. The system of any previous clause, in which wastewater and pressurized oxygen flow through the one or more oxygen infusion modules in a concomitant manner.

[181] Cláusula 11. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o sistema de infusão de oxigênio inclui alojamento que aloja os um ou mais módulos de infusão de oxigênio.[181] Clause 11. The system of any preceding clause, wherein the oxygen infusion system includes housing that houses the one or more oxygen infusion modules.

[182] Cláusula 12. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que os um ou mais módulos de infusão de oxigênio são uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjados em paralelo de modo que as águas residuais fluam através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio em paralelo e de modo que o oxigênio pressurizado flua através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio em paralelo.[182] Clause 12. The system of any preceding clause, wherein the one or more oxygen infusion modules are a plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel so that wastewater flows through the plurality of infusion modules of oxygen in parallel and so that pressurized oxygen flows through the plurality of oxygen infusion modules in parallel.

[183] Cláusula 13. O sistema da Cláusula 12, em que a pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjados em paralelo é alojada em um tanque de infusão de gás.[183] Clause 13. The system of Clause 12, wherein the plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel are housed in a gas infusion tank.

[184] Cláusula 14. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que os um ou mais módulos de infusão de oxigênio incluem uma primeira matriz de uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo e uma segunda matriz de uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo, a segunda matriz arranjada em série com a primeira matriz, de modo que as águas residuais fluam em paralelo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz, de modo que o oxigênio pressurizado flua em paralelo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz e de modo que as águas residuais fluam através da segunda matriz depois de fluir através da primeira matriz.[184] Clause 14. The system of any preceding clause, wherein the one or more oxygen infusion modules include a first array of a plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel and a second array of a plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel. oxygen infusion arranged in parallel, the second array arranged in series with the first array, so that the wastewater flows in parallel through the plurality of oxygen infusion modules of each of the first array and the second array, so that pressurized oxygen flows in parallel through the plurality of oxygen infusion modules of each of the first matrix and the second matrix and so that wastewater flows through the second matrix after flowing through the first matrix.

[185] Cláusula 15. O sistema da cláusula 14, em que a primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio é espaçada verticalmente acima da segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio.[185] Clause 15. The system of clause 14, wherein the first array of oxygen infusion modules is vertically spaced above the second array of oxygen infusion modules.

[186] Cláusula 16. O sistema de qualquer uma das cláusulas 14-15, em que o oxigênio pressurizado é introduzido na pluralidade de módulos de infusão de oxigênio por meio de uma lacuna entre um par de placas dispostas acima da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio, a referida lacuna facilitando a distribuição do oxigênio pressurizado na mesma pressão e taxa de fluxo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio.[186] Clause 16. The system of any of clauses 14-15, wherein pressurized oxygen is introduced into the plurality of oxygen infusion modules through a gap between a pair of plates disposed above the plurality of infusion modules of oxygen, said gap facilitating the distribution of pressurized oxygen at the same pressure and flow rate through the plurality of oxygen infusion modules.

[187] Cláusula 17. O sistema de qualquer cláusula anterior, compreendendo ainda um controlador configurado para controlar um ou ambos dentre o fluxo de águas residuais e o fluxo de oxigênio pressurizado através dos um ou mais módulos de infusão de gás.[187] Clause 17. The system of any preceding clause, further comprising a controller configured to control one or both of the flow of wastewater and the flow of pressurized oxygen through the one or more gas infusion modules.

[188] Cláusula 18. O sistema da cláusula 1, em que os um ou mais módulos de infusão de oxigênio incluem um primeiro módulo de infusão de oxigênio e um segundo módulo de infusão de oxigênio, o segundo módulo de infusão de oxigênio arranjado em série com o primeiro módulo de infusão de oxigênio de modo que as águas residuais fluam através do primeiro módulo de infusão de oxigênio e, em seguida, fluam através do segundo módulo de infusão de oxigênio.[188] Clause 18. The system of clause 1, wherein the one or more oxygen infusion modules include a first oxygen infusion module and a second oxygen infusion module, the second oxygen infusion module arranged in series with the first oxygen infusion module so that wastewater flows through the first oxygen infusion module and then flows through the second oxygen infusion module.

[189] Cláusula 19. O sistema de qualquer cláusula anterior, compreendendo ainda uma ventilação de gás configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvido a partir do sistema de infusão de oxigênio.[189] Clause 19. The system of any preceding clause, further comprising a gas vent configured to vent oxygen and undissolved nitrogen from the oxygen infusion system.

[190] Cláusula 20. O sistema de qualquer cláusula anterior, em que o alojamento de cada módulo de infusão de oxigênio inclui uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio das quais as águas residuais entram no módulo de infusão de oxigênio.[190] Clause 20. The system of any preceding clause, wherein the housing of each oxygen infusion module includes one or more openings in a side wall of the housing through which waste water enters the oxygen infusion module.

[191] Cláusula 21. O sistema da cláusula 20, em que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.[191] Clause 21. The system of clause 20, wherein the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing.

[192] Cláusula 22. Um sistema de oxigenação de águas residuais, compreendendo: um tanque tendo uma tampa com uma abertura de entrada configurada para receber um fluxo de águas residuais através deste e um vaso tanque disposto abaixo da tampa, o vaso tanque tendo uma abertura de saída em uma extremidade distal do vaso tanque; e uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjados em paralelo e dispostos no vaso tanque abaixo da tampa, cada módulo de infusão de oxigênio compreendendo um alojamento, e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado para receber uma porção do fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas e em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais e em que as águas residuais fluam através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio em paralelo e de modo que o oxigênio pressurizado flua através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio em paralelo, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do tanque por meio da abertura de saída no vaso tanque.[192] Clause 22. A wastewater oxygenation system, comprising: a tank having a lid with an inlet opening configured to receive a flow of wastewater therethrough and a tank vessel disposed below the lid, the tank vessel having a outlet opening at a distal end of the tank vessel; and a plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel and disposed in the tank vessel below the lid, each oxygen infusion module comprising a housing, and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, wherein each of the oxygen infusion modules is configured to receive a portion of the wastewater flow so that the wastewater comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers and wherein each of the oxygen infusion modules is configured to receive a flow of pressurized oxygen such that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater and in which the wastewater flows through the plurality of oxygen infusion modules in parallel and so that pressurized oxygen flows through the plurality of oxygen infusion modules in parallel, oxygenated wastewater discharged from the tank through the outlet opening in the tank vessel.

[193] Cláusula 23. O sistema da cláusula 22, em que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm.[193] Clause 23. The system of clause 22, wherein the micropores have a pore passage diameter of between about 0.01 μm and about 5 μm.

[194] Cláusula 24. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-23, em que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas).[194] Clause 24. The system of any one of clauses 22-23, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters ( 13 inches).

[195] Cláusula 25. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-24, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que aproximadamente 38%.[195] Clause 25. The system of any one of clauses 22-24, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the oxygen infusion module housing of no more than approximately 38%.

[196] Cláusula 26. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-25, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.[196] Clause 26. The system of any one of clauses 22-25, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%.

[197] Cláusula 27. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-26, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.[197] Clause 27. The system of any of clauses 22-26, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the infusion module of oxygen.

[198] Cláusula 28. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-27, em que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de gás de maneira concomitante.[198] Clause 28. The system of any of clauses 22-27, wherein wastewater and pressurized oxygen flow through the gas infusion modules in a concomitant manner.

[199] Cláusula 29. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-28, em que a pluralidade de módulos de infusão de oxigênio arranjados em paralelo incluem uma primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo e uma segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo, a segunda matriz arranjada em série com a primeira matriz, de modo que as águas residuais fluam em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz, de modo que o oxigênio pressurizado flua em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz e de modo que as águas residuais fluam através da segunda matriz depois de fluir através da primeira matriz.[199] Clause 29. The system of any one of clauses 22-28, wherein the plurality of oxygen infusion modules arranged in parallel includes a first array of oxygen infusion modules arranged in parallel and a second array of oxygen infusion modules arranged in parallel. oxygen infusion arranged in parallel, the second array arranged in series with the first array, so that the wastewater flows in parallel through the oxygen infusion modules of each of the first array and the second array, so that the oxygen pressurized flow in parallel through the oxygen infusion modules of each of the first matrix and the second matrix and so that wastewater flows through the second matrix after flowing through the first matrix.

[200] Cláusula 30. O sistema da cláusula 29, em que a primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio é espaçada verticalmente acima da segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio.[200] Clause 30. The system of clause 29, wherein the first array of oxygen infusion modules is spaced vertically above the second array of oxygen infusion modules.

[201] Cláusula 31. O sistema de qualquer uma das cláusulas 29-30, em que o oxigênio pressurizado é introduzido na pluralidade de módulos de infusão de oxigênio por meio de uma lacuna entre um par de placas dispostas acima da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio, a referida lacuna facilitando a distribuição do oxigênio pressurizado na mesma pressão e taxa de fluxo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio.[201] Clause 31. The system of any of clauses 29-30, wherein pressurized oxygen is introduced into the plurality of oxygen infusion modules through a gap between a pair of plates disposed above the plurality of infusion modules of oxygen, said gap facilitating the distribution of pressurized oxygen at the same pressure and flow rate through the plurality of oxygen infusion modules.

[202] Cláusula 32. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-31, compreendendo ainda um controlador configurado para controlar um ou ambos dentre o fluxo de águas residuais e o fluxo de oxigênio pressurizado através dos um ou mais módulos de infusão de gás.[202] Clause 32. The system of any one of clauses 22-31, further comprising a controller configured to control one or both of the flow of wastewater and the flow of pressurized oxygen through the one or more gas infusion modules.

[203] Cláusula 33. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-32, compreendendo ainda uma ventilação de gás configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvido a partir do sistema de infusão de oxigênio.[203] Clause 33. The system of any of clauses 22-32, further comprising a gas vent configured to vent oxygen and undissolved nitrogen from the oxygen infusion system.

[204] Cláusula 34. O sistema de qualquer uma das cláusulas 22-33, em que o alojamento de cada módulo de infusão de oxigênio inclui uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio das quais as águas residuais entram no módulo de infusão de oxigênio.[204] Clause 34. The system of any of clauses 22-33, wherein the housing of each oxygen infusion module includes one or more openings in a side wall of the housing through which waste water enters the oxygen infusion module. oxygen infusion.

[205] Cláusula 35. O sistema da cláusula 34, em que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.[205] Clause 35. The system of clause 34, wherein the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing.

[206] Cláusula 36. Um sistema de oxigenação de águas residuais, compreendendo: um tanque tendo uma tampa com uma abertura de entrada configurada para receber um fluxo de águas residuais através deste e um vaso tanque disposto abaixo da tampa, o vaso tanque tendo uma abertura de saída em uma extremidade distal do vaso tanque; uma primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo e disposta no vaso tanque abaixo da tampa; e uma segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio arranjada em paralelo e disposta no vaso tanque, a segunda matriz espaçada abaixo da primeira matriz de modo que a segunda matriz esteja em série com a primeira matriz, cada módulo de infusão de oxigênio na primeira matriz e a segunda matriz compreendendo um alojamento, e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado para receber uma porção do fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas e em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais e em que as águas residuais fluam em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz, o oxigênio pressurizado flui em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio de cada uma da primeira matriz e da segunda matriz e as águas residuais fluem através da segunda matriz após fluir através da primeira matriz, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do tanque por meio da abertura de saída no vaso tanque.[206] Clause 36. A wastewater oxygenation system, comprising: a tank having a lid with an inlet opening configured to receive a flow of wastewater therethrough and a tank vessel disposed below the lid, the tank vessel having a outlet opening at a distal end of the tank vessel; a first array of oxygen infusion modules arranged in parallel and disposed in the tank vessel below the lid; and a second array of oxygen infusion modules arranged in parallel and disposed in the tank vessel, the second array spaced below the first array so that the second array is in series with the first array, each oxygen infusion module in the first array and the second matrix comprising a housing, and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole, wherein each of the oxygen infusion modules is configured to receive a portion of the wastewater stream such that the wastewater comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers and wherein each of the infusion modules oxygen tank is configured to receive a flow of pressurized oxygen so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater and wherein the wastewater flows in parallel through the oxygen infusion modules of each of the first matrix and the second matrix, the pressurized oxygen flows in parallel through the oxygen infusion modules of each of the first matrix and the second matrix, and The wastewater flows through the second matrix after flowing through the first matrix, the oxygenated wastewater discharged from the tank through the outlet opening in the tank vessel.

[207] Cláusula 37. O sistema da cláusula 36, em que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm.[207] Clause 37. The system of clause 36, wherein the micropores have a pore passage diameter of between about 0.01 μm and about 5 μm.

[208] Cláusula 38. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-37, em que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas).[208] Clause 38. The system of any one of clauses 36-37, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters ( 13 inches).

[209] Cláusula 39. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-38, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que aproximadamente 38%.[209] Clause 39. The system of any one of clauses 36-38, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the oxygen infusion module housing of no more than approximately 38%.

[210] Cláusula 40. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-39, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.[210] Clause 40. The system of any of clauses 36-39, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%.

[211] Cláusula 41. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-40, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.[211] Clause 41. The system of any one of clauses 36-40, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the infusion module of oxygen.

[212] Cláusula 42. O sistema de quaisquer cláusulas 36-41, em que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de gás de maneira concomitante.[212] Clause 42. The system of any clauses 36-41, in which wastewater and pressurized oxygen flow through the gas infusion modules in a concomitant manner.

[213] Cláusula 43. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-42, em que a primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio é espaçada verticalmente acima da segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio.[213] Clause 43. The system of any of clauses 36-42, wherein the first array of oxygen infusion modules is spaced vertically above the second array of oxygen infusion modules.

[214] Cláusula 44. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-43, em que o oxigênio pressurizado é introduzido na pluralidade de módulos de infusão de oxigênio na primeira matriz e na segunda matriz por meio de uma lacuna entre um par de placas dispostas acima da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio, a referida lacuna facilitando a distribuição do oxigênio pressurizado na mesma pressão e taxa de fluxo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio.[214] Clause 44. The system of any of clauses 36-43, wherein pressurized oxygen is introduced into the plurality of oxygen infusion modules in the first array and the second array through a gap between a pair of plates arranged above the plurality of oxygen infusion modules, said gap facilitating delivery of the pressurized oxygen at the same pressure and flow rate through the plurality of oxygen infusion modules.

[215] Cláusula 45. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-44, compreendendo ainda um controlador configurado para controlar um ou ambos dentre o fluxo de águas residuais e o fluxo de oxigênio pressurizado através dos um ou mais módulos de infusão de gás.[215] Clause 45. The system of any one of clauses 36-44, further comprising a controller configured to control one or both of the flow of wastewater and the flow of pressurized oxygen through the one or more gas infusion modules.

[216] Cláusula 46. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-45, compreendendo ainda uma ventilação de gás configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvido a partir do sistema de infusão de oxigênio, a ventilação de gás em comunicação fluida com um encaixe em uma parede lateral do tanque e com um tubo de quebra-sifão acoplado à abertura de saída.[216] Clause 46. The system of any of clauses 36-45, further comprising a gas vent configured to vent oxygen and undissolved nitrogen from the oxygen infusion system, the gas vent in fluid communication with a fitting on a side wall of the tank and with a siphon breaker tube coupled to the outlet opening.

[217] Cláusula 47. O sistema de qualquer uma das cláusulas 36-46, em que o alojamento de cada módulo de infusão de oxigênio inclui uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio das quais as águas residuais entram no módulo de infusão de oxigênio.[217] Clause 47. The system of any of clauses 36-46, wherein the housing of each oxygen infusion module includes one or more openings in a side wall of the housing through which waste water enters the oxygen infusion module. oxygen infusion.

[218] Cláusula 48. O sistema da cláusula 47, em que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.[218] Clause 48. The system of clause 47, wherein the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing.

[219] Cláusula 49. Um módulo de infusão de oxigênio, compreendendo: um alojamento; um tubo central que se estende ao longo de um eixo do alojamento; um plugue de topo fixado a uma extremidade proximal do alojamento; um plugue de fundo fixado a uma extremidade distal do alojamento; uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento e suspensas a partir de um disco e arranjadas em torno do tubo central, as fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um comprimento menor que um comprimento do alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal; e uma ventilação em comunicação fluida com o tubo central e com um espaço dentro do alojamento em torno do tubo central, a ventilação sendo configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvido a partir do módulo de infusão de oxigênio, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado a partir de uma fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal deste, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais fluam através do tubo central e para dentro do alojamento de modo que entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do alojamento por meio de uma ou mais aberturas distais e por meio do plugue de fundo.[219] Clause 49. An oxygen infusion module, comprising: a housing; a central tube extending along an axis of the housing; a butt plug secured to a proximal end of the housing; a butt plug secured to a distal end of the housing; a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers arranged in the housing and suspended from a disk and arranged around the central tube, the hydrophobic hollow microporous fibers having a length less than a length of the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a hole longitudinal and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole; and a vent in fluid communication with the central tube and with a space within the housing surrounding the central tube, the vent being configured to vent oxygen and undissolved nitrogen from the oxygen infusion module, wherein the oxygen infusion module oxygen is configured to receive a flow of pressurized oxygen from an oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers receive the pressurized oxygen from the oxygen source through the longitudinal hole thereof, in which the oxygen infusion module oxygen is configured to receive a flow of wastewater so that the wastewater flows through the central tube and into the housing so that it comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater, the oxygenated wastewater discharged from the housing through one or more distal openings and through the butt plug.

[220] Cláusula 50. O módulo da cláusula 49, em que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm.[220] Clause 50. The module of clause 49, wherein the micropores have a pore passage diameter between about 0.01 μm and about 5 μm.

[221] Cláusula 51. O módulo de qualquer uma das cláusulas 49-50, em que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas).[221] Clause 51. The modulus of any one of clauses 49-50, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters ( 13 inches).

[222] Cláusula 52. O módulo de qualquer uma das cláusulas 49-51, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que aproximadamente 38%.[222] Clause 52. The module of any one of clauses 49-51, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than approximately 38%.

[223] Cláusula 53. O módulo de qualquer uma das cláusulas 49-52, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.[223] Clause 53. The module of any one of clauses 49-52, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%.

[224] Cláusula 54. O módulo de qualquer uma das cláusulas 49-53, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.[224] Clause 54. The module of any one of clauses 49-53, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the infusion module of oxygen.

[225] Cláusula 55. O módulo de qualquer uma das cláusulas 49-54, em que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de gás de maneira concomitante.[225] Clause 55. The module of any of clauses 49-54, wherein wastewater and pressurized oxygen flow through the gas infusion modules in a concomitant manner.

[226] Cláusula 56. Um módulo de infusão de oxigênio, compreendendo: um alojamento com uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio da qual as águas residuais entram no alojamento; e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, e suspensas a partir de um disco, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado a partir de uma fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal deste, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais por meio de uma ou mais aberturas na parede lateral do alojamento, de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do alojamento por meio de uma extremidade distal do alojamento.[226] Clause 56. An oxygen infusion module, comprising: a housing with one or more openings in a side wall of the housing through which wastewater enters the housing; and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, and suspended from a disk, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole, wherein the module oxygen infusion module is configured to receive a flow of pressurized oxygen from an oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers receive the pressurized oxygen from the oxygen source through the longitudinal hole thereof, in which the module oxygen infusion pump is configured to receive a flow of wastewater through one or more openings in the side wall of the housing such that the wastewater comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater, the oxygenated wastewater discharged from the housing through from a distal end of the housing.

[227] Cláusula 57. O módulo da cláusula 56, em que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm.[227] Clause 57. The module of clause 56, wherein the micropores have a pore passage diameter between about 0.01 μm and about 5 μm.

[228] Cláusula 58. O módulo de qualquer uma das cláusulas 56-57, em que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas).[228] Clause 58. The modulus of any one of clauses 56-57, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters ( 13 inches).

[229] Cláusula 59. O módulo de qualquer uma das cláusulas 56-58, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que aproximadamente 38%.[229] Clause 59. The module of any one of clauses 56-58, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than approximately 38%.

[230] Cláusula 60. O módulo de qualquer uma das cláusulas 56-59, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.[230] Clause 60. The module of any of clauses 56-59, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%.

[231] Cláusula 61. O módulo de qualquer uma das cláusulas 56-60, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.[231] Clause 61. The module of any one of clauses 56-60, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the infusion module of oxygen.

[232] Cláusula 62. O módulo de qualquer uma das cláusulas 56-61, em que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de gás de maneira concomitante.[232] Clause 62. The module of any of clauses 56-61, wherein wastewater and pressurized oxygen flow through the gas infusion modules in a concomitant manner.

[233] Cláusula 63. O módulo de qualquer uma das cláusulas 56-62, em que a uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.[233] Clause 63. The module of any of clauses 56-62, wherein the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing.

[234] Cláusula 64. Um método de oxigenação de águas residuais para uso de tratamento aeróbico de águas residuais, compreendendo: gerar um suprimento de oxigênio pressurizado usando um gerador de oxigênio, em que a concentração de oxigênio é pelo menos 70%; suprir o oxigênio pressurizado a um primeiro sistema de infusão de gás compreendendo um ou mais módulos de infusão de gás, cada módulo de infusão de gás compreendendo um alojamento, uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, cada módulo de infusão de gás estando em comunicação fluida com o gerador de oxigênio de modo que o oxigênio pressurizado seja suprido à pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas através do furo longitudinal deste; suprir um fluxo de águas residuais para um ou mais módulos de infusão de gás de modo que as águas residuais fluam através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de gás e entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais para formar um efluente supersaturado tendo um nível de concentração de oxigênio acima de 62 ppm; e descarregar o efluente supersaturado para um reservatório de aeração.[234] Clause 64. A method of oxygenating wastewater for aerobic wastewater treatment use, comprising: generating a supply of pressurized oxygen using an oxygen generator, wherein the oxygen concentration is at least 70%; supply pressurized oxygen to a first gas infusion system comprising one or more gas infusion modules, each gas infusion module comprising a housing, a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, each gas infusion module being in fluid communication with the oxygen generator so that pressurized oxygen is supplied to the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers through of the longitudinal hole thereof; supply a flow of wastewater to one or more gas infusion modules such that the wastewater flows through each of the one or more gas infusion modules and comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater to form a supersaturated effluent having a level oxygen concentration above 62 ppm; and discharge the supersaturated effluent to an aeration reservoir.

[235] Cláusula 65. O módulo da cláusula 64, em que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre cerca de 0,01 μm e cerca de 5 μm.[235] Clause 65. The module of clause 64, wherein the micropores have a pore passage diameter of between about 0.01 μm and about 5 μm.

[236] Cláusula 66. O módulo de qualquer uma das cláusulas 64-65, em que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre cerca de 22,86 centímetros (9 polegadas) e cerca de 33,02 centímetros (13 polegadas).[236] Clause 66. The modulus of any one of clauses 64-65, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between about 22.86 centimeters (9 inches) and about 33.02 centimeters ( 13 inches).

[237] Cláusula 67. O método de qualquer uma das cláusulas 64-66, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que aproximadamente 38%.[237] Clause 67. The method of any one of clauses 64-66, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the oxygen infusion module housing of no more than approximately 38%.

[238] Cláusula 68. O método de qualquer uma das cláusulas 64-67, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos um ou mais módulos de infusão de gás tem uma porosidade de 75%.[238] Clause 68. The method of any one of clauses 64-67, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the one or more gas infusion modules has a porosity of 75%.

[239] Cláusula 69. O método de qualquer uma das cláusulas 64-68, em que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de gás são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de gás.[239] Clause 69. The method of any one of clauses 64-68, wherein the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each gas infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the infusion module of gas.

[240] Cláusula 70. O método de qualquer uma das cláusulas 64-69, compreendendo ainda: suprir o oxigênio pressurizado a um segundo sistema de infusão de gás em que o segundo sistema de infusão de gás compreende um ou mais módulos de infusão de gás, cada módulo de infusão de gás compreendendo um alojamento, uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, cada módulo de infusão de gás estando em comunicação fluida com o gerador de oxigênio de modo que o oxigênio pressurizado seja suprido à pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas através do furo longitudinal deste; suprir efluente a partir do reservatório de aeração para um ou mais módulos de infusão de gás do segundo sistema de infusão de gás de modo que o efluente flua através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de gás e entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para o efluente através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais para formar um efluente supersaturado tendo um nível de concentração de oxigênio acima de 62 ppm; e descarregar o efluente supersaturado no reservatório de aeração.[240] Clause 70. The method of any of clauses 64-69, further comprising: supplying pressurized oxygen to a second gas infusion system wherein the second gas infusion system comprises one or more gas infusion modules , each gas infusion module comprising a housing, a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole, each module of gas infusion being in fluid communication with the oxygen generator so that pressurized oxygen is supplied to the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers through the longitudinal hole thereof; supply effluent from the aeration reservoir to one or more gas infusion modules of the second gas infusion system so that the effluent flows through each of the one or more gas infusion modules and comes into contact with the wall circumferential of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that pressurized oxygen is transferred to the effluent through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater to form a supersaturated effluent having an oxygen concentration level above 62 ppm; and discharge the supersaturated effluent into the aeration tank.

[241] Cláusula 71. O método da Cláusula 70, compreendendo ainda: descarregar águas residuais do reservatório de aeração em que um processo biológico no reservatório de aeração atingiu um nível de aproximadamente 0,9 KgO2/KgDBO.[241] Clause 71. The method of Clause 70, further comprising: discharging waste water from the aeration reservoir where a biological process in the aeration reservoir has reached a level of approximately 0.9 KgO2/KgBOD.

[242] Cláusula 72. O método da Cláusula 70 em que as águas residuais são descarregadas no reservatório de aeração de modo que uma demanda de potência de um processo de tratamento de águas residuais esteja entre 0,16 KWH/m3 de águas residuais tratadas e 0,75 KWH/m3 de esgoto tratado.[242] Clause 72. The method of Clause 70 wherein wastewater is discharged into the aeration reservoir such that a power demand of a wastewater treatment process is between 0.16 KWH/m3 of treated wastewater and 0.75 KWH/m3 of treated sewage.

[243] Cláusula 73. O método da Cláusula 70 em que as águas residuais são descarregadas no reservatório de aeração de modo que uma demanda de potência de um processo de tratamento de águas residuais seja aproximadamente 0,35 KWH/m3 de águas residuais tratadas.[243] Clause 73. The method of Clause 70 wherein wastewater is discharged into the aeration reservoir so that a power demand of a wastewater treatment process is approximately 0.35 KWH/m3 of treated wastewater.

[244] Cláusula 74. O método de qualquer uma das Cláusulas 64-73, compreendendo ainda suprir um ou mais gases ao primeiro sistema de infusão de gás após suprir o oxigênio pressurizado ao primeiro sistema de infusão de gás, os um ou mais gases configurados para fluir através das fibras microporosas ocas hidrofóbicas no alojamento e entrar em contato com as águas residuais fluindo através dos um ou mais módulos de infusão de gás por meio da pluralidade de microporos a fim de substituir o oxigênio nas águas residuais com os um ou mais gases, os um ou mais gases transferidos para as águas residuais livres de bolhas.[244] Clause 74. The method of any of Clauses 64-73, further comprising supplying one or more gases to the first gas infusion system after supplying pressurized oxygen to the first gas infusion system, the one or more configured gases to flow through the hydrophobic hollow microporous fibers in the housing and contact the wastewater flowing through the one or more gas infusion modules through the plurality of micropores in order to replace the oxygen in the wastewater with the one or more gases , the one or more gases transferred to bubble-free wastewater.

[245] Cláusula 75. O método da Cláusula 74, em que os um ou mais gases é um gás misto.[245] Clause 75. The method of Clause 74, wherein the one or more gases is a mixed gas.

[246] Embora certas modalidades das invenções tenham sido descritas, essas modalidades foram apresentadas apenas a título de exemplo e não se destinam a limitar o escopo da divulgação. De fato, os novos métodos e sistemas descritos na presente invenção podem ser incorporados em uma variedade de outras formas. Adicionalmente, várias omissões, substituições e alterações nos sistemas e métodos descritos na presente invenção podem ser feitas sem se afastar do espírito da divulgação. As reivindicações anexas e seus equivalentes destinam-se a cobrir tais formas ou modificações que se enquadram no escopo e no espírito da divulgação. Por conseguinte, o escopo das presentes invenções é definido apenas por referência às reivindicações anexas.[246] Although certain embodiments of the inventions have been described, these embodiments have been presented by way of example only and are not intended to limit the scope of the disclosure. Indeed, the novel methods and systems described in the present invention can be incorporated in a variety of other forms. Additionally, various omissions, substitutions and changes in the systems and methods described in the present invention may be made without departing from the spirit of the disclosure. The appended claims and their equivalents are intended to cover such forms or modifications as fall within the scope and spirit of the disclosure. Accordingly, the scope of the present inventions is defined only by reference to the appended claims.

[247] Recursos, materiais, características ou grupos descritos em conjunto com um aspecto, modalidade ou exemplo particular devem ser entendidos como aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade ou exemplo descrito nesta seção ou em qualquer outro lugar neste relatório descritivo, a menos que seja incompatível com este. Todos os recursos divulgados neste relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações, resumos e desenhos anexos) e/ou todas as etapas de qualquer método ou processo assim divulgado podem ser combinadas em qualquer combinação, exceto combinações em que pelo menos alguns desses recursos e/ou etapas são mutuamente exclusivas. A proteção não se restringe aos detalhes de quaisquer modalidades anteriores. A proteção se estende a qualquer nova, ou a qualquer nova combinação, dos recursos divulgados neste relatório descritivo (incluindo quaisquer reivindicações anexas, resumo e desenhos), ou a qualquer nova, ou qualquer nova combinação, das etapas de qualquer método ou processo assim divulgado.[247] Features, materials, characteristics or groups described in conjunction with a particular aspect, embodiment or example should be understood as applicable to any other aspect, embodiment or example described in this section or elsewhere in this specification, unless it is incompatible with this. All features disclosed in this specification (including any attached claims, abstracts and drawings) and/or all steps of any method or process so disclosed may be combined in any combination, except combinations in which at least some of such features and/or steps are mutually exclusive. Protection is not restricted to the details of any previous arrangements. Protection extends to any new, or any new combination, of the features disclosed in this specification (including any attached claims, abstract and drawings), or to any new, or any new combination, of the steps of any method or process so disclosed. .

[248] Adicionalmente, certos recursos que são descritos nesta divulgação no contexto de implementações separadas também podem ser implementados em combinação em uma única implementação. Por outro lado, vários recursos que são descritos no contexto de uma única implementação também podem ser implementados em múltiplas implementações separadamente ou em qualquer subcombinação adequada. Além disso, embora os recursos possam ser descritos acima como atuando em certas combinações, um ou mais recursos de uma combinação reivindicada podem, em alguns casos, ser extirpados da combinação e a combinação pode ser reivindicada como uma subcombinação ou variação de uma subcombinação.[248] Additionally, certain features that are described in this disclosure in the context of separate implementations may also be implemented in combination in a single implementation. On the other hand, multiple features that are described in the context of a single implementation can also be implemented in multiple implementations separately or in any suitable subcombination. Furthermore, although features may be described above as acting in certain combinations, one or more features of a claimed combination may, in some cases, be excised from the combination and the combination may be claimed as a subcombination or variation of a subcombination.

[249] Além disso, embora operações possam ser retratadas nos desenhos ou descritas no relatório descritivo em uma ordem particular, tais operações não precisam ser realizada na ordem particular mostrada ou em ordem sequencial, ou que todas as operações sejam realizadas, para alcançar resultados desejáveis. Outras operações que não são retratadas ou descritas podem ser incorporadas nos métodos e processos de exemplo. Por exemplo, uma ou mais operações adicionais podem ser realizadas antes, depois, simultaneamente ou entre qualquer uma das operações descritas. Adicionalmente, as operações podem ser rearranjadas ou reordenadas em outras implementações. Os técnicos no assunto apreciarão que, em algumas modalidades, as etapas reais tomadas nos processos ilustrados e/ou divulgados podem diferir daquelas mostradas nas figuras. Dependendo da modalidade, certas das etapas descritas acima podem ser removidas, outras podem ser adicionadas. Adicionalmente, os recursos e atributos das modalidades específicas divulgadas acima podem ser combinados de diferentes maneiras para formar modalidades adicionais, todas as quais se enquadram no escopo da presente divulgação. Ademais, a separação de vários componentes do sistema nas implementações descritas acima não deve ser entendida como exigindo tal separação em todas as implementações, e deve ser entendido que os componentes e sistemas descritos podem geralmente ser integrados juntos em um único produto ou empacotados em múltiplos produtos.[249] Furthermore, although operations may be depicted in the drawings or described in the specification in a particular order, such operations need not be performed in the particular order shown or in sequential order, or that all operations be performed, to achieve desirable results. . Other operations that are not depicted or described may be incorporated into the example methods and processes. For example, one or more additional operations may be performed before, after, simultaneously or between any of the described operations. Additionally, operations can be rearranged or reordered in other implementations. Those skilled in the art will appreciate that, in some embodiments, the actual steps taken in the illustrated and/or disclosed processes may differ from those shown in the figures. Depending on the embodiment, certain of the steps described above may be removed, others may be added. Additionally, features and attributes of the specific embodiments disclosed above may be combined in different ways to form additional embodiments, all of which fall within the scope of the present disclosure. Furthermore, the separation of various system components in the implementations described above should not be understood as requiring such separation in all implementations, and it should be understood that the components and systems described can generally be integrated together into a single product or packaged into multiple products. .

[250] Para fins desta divulgação, certos aspectos, vantagens e novos recursos são descritos na presente invenção. Não necessariamente todas tais vantagens podem ser realizadas de acordo com qualquer modalidade particular. Assim, por exemplo, os técnicos no assunto reconhecerão que a divulgação pode ser concretizada ou realizada de uma maneira que alcance uma vantagem ou um grupo de vantagens conforme ensinado na presente invenção sem necessariamente alcançar outras vantagens conforme ensinado ou sugerido na presente invenção.[250] For purposes of this disclosure, certain aspects, advantages and new features are described in the present invention. Not necessarily all such advantages can be realized according to any particular embodiment. Thus, for example, those skilled in the art will recognize that the disclosure may be embodied or carried out in a manner that achieves an advantage or group of advantages as taught in the present invention without necessarily achieving other advantages as taught or suggested in the present invention.

[251] A linguagem condicional, tal como “pode”, “poderia”, “pudesse” ou “pode”, a menos que especificamente indicado de outra forma, ou de outra forma entendida dentro do contexto usado, geralmente tem a intenção de transmitir que certas modalidades incluem, enquanto outras modalidades não incluem, certos recursos, elementos e/ou etapas. Assim, tal linguagem condicional geralmente não se destina a implicar que recursos, elementos e/ou etapas sejam de qualquer forma necessários para uma ou mais modalidades ou que uma ou mais modalidades necessariamente incluam lógica para decidir, com ou sem injeção ou solicitação de usuário, se esses recursos, elementos e/ou etapas estão incluídos ou devem ser realizados em qualquer modalidade particular.[251] Conditional language, such as “may,” “could,” “could,” or “might,” unless specifically stated otherwise, or otherwise understood within the context used, is generally intended to convey that certain embodiments include, while other embodiments do not include, certain features, elements and/or steps. Thus, such conditional language is generally not intended to imply that features, elements, and/or steps are in any way necessary for one or more embodiments or that one or more embodiments necessarily include logic for deciding, with or without user injection or request, whether these features, elements and/or steps are included or required to be performed in any particular embodiment.

[252] A linguagem conjuntiva, tal como a frase “pelo menos um de X, Y e Z”, a menos que especificamente indicado de outra forma, é entendida de outra forma com o contexto usado em geral para transmitir que um item, termo, etc., pode ser X, Y, ou Z. Assim, tal linguagem conjuntiva geralmente não se destina a implicar que certas modalidades requerem a presença de pelo menos um de X, pelo menos um de Y e pelo menos um de Z.[252] Conjunctive language, such as the phrase “at least one of , etc., may be X, Y, or Z. Thus, such conjunctive language is generally not intended to imply that certain embodiments require the presence of at least one of X, at least one of Y, and at least one of Z.

[253] O idioma do grau usado na presente invenção, como os termos “aproximadamente”, “sobre”, “geralmente” e “substancialmente”, conforme usados na presente invenção, representam um valor, quantidade ou característica próxima ao valor, quantidade ou característica declarada que ainda realiza uma função desejada ou alcança um resultado desejado. Por exemplo, os termos “aproximadamente”, “cerca de”, “geralmente” e “substancialmente” podem se referir a uma quantidade que está dentro de menos de 10% de, dentro de menos de 5% de, dentro de menos de 1% de, dentro de menos de 0,1% e dentro de menos de 0,01% do valor declarado. Como outro exemplo, em certas modalidades, os termos “geralmente paralelo” e “substancialmente paralelo” referem-se a um valor, quantidade ou característica que se afasta de exatamente paralelo por menos ou igual a 15 graus, 10 graus, 5 graus, 3 graus, 1 grau ou 0,1 grau.[253] The degree language used in the present invention, such as the terms “approximately”, “about”, “generally” and “substantially”, as used in the present invention, represent a value, quantity or characteristic proximate to the value, quantity or stated characteristic that further performs a desired function or achieves a desired result. For example, the terms “approximately”, “about”, “generally” and “substantially” can refer to an amount that is within less than 10% of, within less than 5% of, within less than 1 % of, within less than 0.1% and within less than 0.01% of the declared value. As another example, in certain embodiments, the terms “generally parallel” and “substantially parallel” refer to a value, quantity, or characteristic that departs from exactly parallel by less than or equal to 15 degrees, 10 degrees, 5 degrees, 3 degrees, 1 degree or 0.1 degree.

[254] O escopo da presente divulgação não se destina a ser limitado pelas divulgações específicas de modalidades preferidas nesta seção ou em outras partes neste relatório descritivo, e pode ser definido pelas reivindicações como apresentadas nesta seção ou em qualquer outro lugar neste relatório descritivo ou conforme apresentado no futuro. A linguagem das reivindicações deve ser interpretada amplamente com base na linguagem empregada nas reivindicações e não limitada aos exemplos descritos no presente relatório descritivo ou durante o processo do pedido, cujos exemplos devem ser interpretados como não exclusivos.[254] The scope of the present disclosure is not intended to be limited by the specific disclosures of preferred embodiments in this section or elsewhere in this specification, and may be defined by the claims as set forth in this section or elsewhere in this specification or as per presented in the future. The language of the claims should be interpreted broadly based on the language employed in the claims and not limited to the examples described in the present specification or during the application process, which examples should be interpreted as non-exclusive.

[255] É claro que a descrição anterior é a de certos recursos, aspectos e vantagens da presente invenção, às quais podem ser feitas várias alterações e modificações sem se afastar do espírito e escopo da presente invenção. Além disso, os dispositivos descritos na presente invenção não precisam apresentar todos os objetos, vantagens, recursos e aspectos discutidos acima. Assim, por exemplo, os técnicos no assunto reconhecerão que a invenção pode ser concretizada ou realizada de uma maneira que alcance uma vantagem ou um grupo de vantagens conforme ensinado na presente invenção sem necessariamente alcançar outras vantagens como pode ser ensinado ou sugerido na presente invenção. Além disso, enquanto várias variações da invenção tenham sido mostradas e descritas em detalhes, outras modificações e métodos de uso, que estão dentro do escopo desta invenção, serão prontamente aparentes para técnicos no assunto com base nesta divulgação. É contemplado que várias combinações ou subcombinações desses recursos específicos e aspectos de modalidades podem ser feitas e ainda estão dentro do escopo da invenção. Por conseguinte, deve ser entendido que vários recursos e aspectos das modalidades divulgadas podem ser combinados ou substituídos um pelo outro a fim de formar modos variados dos dispositivos discutidos.[255] It is clear that the foregoing description is that of certain features, aspects and advantages of the present invention, to which various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Furthermore, the devices described in the present invention do not need to have all of the objects, advantages, features and aspects discussed above. Thus, for example, those skilled in the art will recognize that the invention may be embodied or performed in a manner that achieves an advantage or group of advantages as taught in the present invention without necessarily achieving other advantages as may be taught or suggested in the present invention. Furthermore, while several variations of the invention have been shown and described in detail, other modifications and methods of use, which are within the scope of this invention, will be readily apparent to those skilled in the art based on this disclosure. It is contemplated that various combinations or subcombinations of these specific features and aspects of embodiments may be made and are still within the scope of the invention. Accordingly, it is to be understood that various features and aspects of the disclosed embodiments may be combined or substituted for one another to form varying modes of the discussed devices.

Claims (65)

1. Sistema de oxigenação de águas residuais, compreendendo: uma fonte de oxigênio configurada para suprir oxigênio pressurizado de pelo menos 85% de pureza; e um sistema de infusão de oxigênio (1600) compreendendo um ou mais módulos de infusão de oxigênio (1700), cada módulo de infusão de oxigênio (1700) compreendendo um alojamento (1710), uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) dispostas no alojamento (1710), cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, cada módulo de infusão de oxigênio (1700) estando em comunicação fluida com a fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal desta, em que o sistema de infusão de oxigênio (1600) é configurado para receber um fluxo de águas residuais a partir de uma linha de suprimento de águas residuais, de modo que as águas residuais fluam através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio (1700) e entrem em contato com a parede circunferencial de um ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do sistema de infusão de oxigênio (1600) por meio de uma conexão de rejeição de águas residuais; caracterizado pelo fato de que os um ou mais módulos de infusão de oxigênio (1700) incluem uma primeira matriz (1605) de uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjada em paralelo e uma segunda matriz (1606) de uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjada em paralelo, a segunda matriz (1606) arranjada em série com a primeira matriz (1605), de modo que as águas residuais fluam em paralelo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) de cada uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606), de modo que o oxigênio pressurizado flua em paralelo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) de cada uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606) e de modo que as águas residuais fluam através da segunda matriz (1606) depois de fluir através da primeira matriz (1605); em que o oxigênio pressurizado é introduzido na pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) em qualquer uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606) por meio de uma lacuna (G1, G2) entre um par de placas (1630, 1635, 1640, 1645) dispostas acima da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) em qualquer uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606), a referida lacuna (G1, G2) facilitando distribuição do oxigênio pressurizado em uma mesma pressão e taxa de fluxo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700).1. Wastewater oxygenation system, comprising: an oxygen source configured to supply pressurized oxygen of at least 85% purity; and an oxygen infusion system (1600) comprising one or more oxygen infusion modules (1700), each oxygen infusion module (1700) comprising a housing (1710), a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) disposed in the housing (1710), each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, each oxygen infusion module (1700) being in fluid communication with the oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) receive pressurized oxygen from the oxygen source through the longitudinal hole thereof, wherein the oxygen infusion system (1600) is configured to receive a flow of wastewater from a wastewater supply line such that the wastewater flows through each of the one or more oxygen infusion modules (1700) and contacts the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater, the oxygenated wastewater discharged from the oxygen infusion system (1600) through a wastewater reject connection; characterized in that the one or more oxygen infusion modules (1700) include a first array (1605) of a plurality of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel and a second array (1606) of a plurality of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel, the second array (1606) arranged in series with the first array (1605), so that wastewater flows in parallel through the plurality of oxygen infusion modules (1700) of each of the first array (1605) and the second array (1606), such that pressurized oxygen flows in parallel through the plurality of oxygen infusion modules (1700) of each of the first array (1605) and the second matrix (1606) and such that wastewater flows through the second matrix (1606) after flowing through the first matrix (1605); wherein pressurized oxygen is introduced into the plurality of oxygen infusion modules (1700) in either the first array (1605) and the second array (1606) through a gap (G1, G2) between a pair of plates ( 1630, 1635, 1640, 1645) disposed above the plurality of oxygen infusion modules (1700) in either of the first matrix (1605) and the second matrix (1606), said gap (G1, G2) facilitating oxygen delivery pressurized at the same pressure and flow rate through the plurality of oxygen infusion modules (1700). 2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a fonte de oxigênio é um gerador de oxigênio configurado para receber ar atmosférico por meio de uma admissão de ar.2. System according to claim 1, characterized by the fact that the oxygen source is an oxygen generator configured to receive atmospheric air through an air intake. 3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre 0,01 μm e 5 μm.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the micropores have a pore passage diameter between 0.01 μm and 5 μm. 4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre 22,86 centímetros (9 polegadas) e 33,02 centímetros (13 polegadas).4. System according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between 22.86 centimeters (9 inches) and 33.02 centimeters (13 inches) . 5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que 38%.5. System according to any one of claims 1 to 4, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than 38%. 6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.6. System according to any one of claims 1 to 5, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the one or more oxygen infusion modules has a porosity of 75%. 7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.7. System according to any one of claims 1 to 6, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the oxygen infusion module. oxygen infusion. 8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um alojamento que aloja a fonte de oxigênio e o sistema de infusão de oxigênio para fornecer uma unidade de infusão de gás autônoma.8. System according to any one of claims 1 to 7, characterized by the fact that it further comprises a housing that houses the oxygen source and the oxygen infusion system to provide a self-contained gas infusion unit. 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o alojamento que aloja a fonte de oxigênio e o sistema de infusão de oxigênio é um contêiner de transporte com um comprimento de 6,10 metros (20 pés) a 12,19 metros (40 pés).9. System according to claim 8, characterized by the fact that the housing housing the oxygen source and the oxygen infusion system is a shipping container with a length of 6.10 meters (20 feet) to 12 .19 meters (40 feet). 10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio de maneira concomitante.10. System according to any one of claims 1 to 9, characterized by the fact that wastewater and pressurized oxygen flow through the one or more oxygen infusion modules concomitantly. 11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o sistema de infusão de oxigênio inclui alojamento que aloja os um ou mais módulos de infusão de oxigênio.11. System according to any one of claims 1 to 10, characterized by the fact that the oxygen infusion system includes housing that houses the one or more oxygen infusion modules. 12. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio é espaçada verticalmente acima da segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio.12. The system of claim 1, wherein the first array of oxygen infusion modules is vertically spaced above the second array of oxygen infusion modules. 13. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um controlador configurado para controlar um ou ambos dentre o fluxo de águas residuais e o fluxo de oxigênio pressurizado através dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio.13. System according to any one of claims 1 to 12, characterized by the fact that it further comprises a controller configured to control one or both of the flow of waste water and the flow of pressurized oxygen through the one or more infusion modules of oxygen. 14. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ventilação de gás configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvidos a partir do sistema de infusão de oxigênio.14. System according to any one of claims 1 to 13, characterized by the fact that it further comprises a gas vent configured to vent undissolved oxygen and nitrogen from the oxygen infusion system. 15. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o alojamento de cada módulo de infusão de oxigênio inclui uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio das quais águas residuais entram no módulo de infusão de oxigênio.15. System according to any one of claims 1 to 14, characterized by the fact that the housing of each oxygen infusion module includes one or more openings in a side wall of the housing through which waste water enters the oxygen infusion module. oxygen infusion. 16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.16. System according to claim 15, characterized by the fact that the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing. 17. Sistema de oxigenação de águas residuais, compreendendo: um tanque (1600) tendo uma tampa (1610) com uma abertura de entrada (1612) configurada para receber um fluxo de águas residuais através deste, e um vaso tanque (1620) disposto abaixo da tampa (1610), o vaso tanque (1620) tendo uma abertura de saída (1622) em uma extremidade distal do vaso tanque (1620); e uma pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjados em paralelo e dispostos no vaso tanque abaixo da tampa, cada módulo de infusão de oxigênio (1700) compreendendo um alojamento (1710), e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) dispostas no alojamento (1710), cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio (1700) é configurado para receber uma porção do fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) e em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio (1700) é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais e em que as águas residuais fluam através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) em paralelo e de modo que o oxigênio pressurizado flua através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) em paralelo, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do tanque por meio da abertura de saída (1622) no vaso tanque (1620); caracterizado pelo fato de que a pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjados em paralelo incluem uma primeira matriz (1605) de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjada em paralelo e uma segunda matriz (1606) de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjada em paralelo, a segunda matriz (1606) arranjada em série com a primeira matriz (1605), de modo que as águas residuais fluam em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio (1700) de cada uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606), de modo que o oxigênio pressurizado flua em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio (1700) de cada uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606) e de modo que as águas residuais fluam através da segunda matriz (1606) depois de fluir através da primeira matriz (1605); em que o oxigênio pressurizado é introduzido na pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) em qualquer da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606) por meio de uma lacuna (G1, G2) entre um par de placas (1630, 1635, 1640, 1645) dispostas acima da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700), a referida lacuna (G1, G2) facilitando a distribuição do oxigênio pressurizado em uma mesma pressão e taxa de fluxo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700); em que o alojamento de cada módulo de infusão de oxigênio inclui uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio das quais as águas residuais entram em cada módulo de infusão de oxigênio.17. Wastewater oxygenation system, comprising: a tank (1600) having a lid (1610) with an inlet opening (1612) configured to receive a flow of wastewater therethrough, and a tank vessel (1620) disposed below of the lid (1610), the tank vessel (1620) having an outlet opening (1622) at a distal end of the tank vessel (1620); and a plurality of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel and disposed in the tank vessel below the lid, each oxygen infusion module (1700) comprising a housing (1710), and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720 ) arranged in the housing (1710), each of the hydrophobic hollow microporous fibers (1720) having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, wherein each of the oxygen infusion modules (1700) is configured to receive a portion of the wastewater flow such that the wastewater contacts the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) and in which each of the oxygen infusion modules ( 1700) is configured to receive a flow of pressurized oxygen so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores such that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater and wherein wastewater flows through the plurality of oxygen infusion modules (1700) in parallel and such that pressurized oxygen flows through the plurality of oxygen infusion modules (1700) in parallel, the oxygenated wastewater discharged from from the tank through the outlet opening (1622) in the tank vessel (1620); characterized in that the plurality of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel include a first array (1605) of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel and a second array (1606) of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel. oxygen (1700) arranged in parallel, the second array (1606) arranged in series with the first array (1605), so that wastewater flows in parallel through the oxygen infusion modules (1700) of each of the first array (1605) and the second matrix (1606), so that pressurized oxygen flows in parallel through the oxygen infusion modules (1700) of each of the first matrix (1605) and the second matrix (1606) and so that the wastewater flows through the second matrix (1606) after flowing through the first matrix (1605); wherein pressurized oxygen is introduced into the plurality of oxygen infusion modules (1700) in either of the first array (1605) and the second array (1606) through a gap (G1, G2) between a pair of plates (1630 , 1635, 1640, 1645) arranged above the plurality of oxygen infusion modules (1700), said gap (G1, G2) facilitating the distribution of pressurized oxygen at the same pressure and flow rate through the plurality of infusion modules oxygen (1700); wherein the housing of each oxygen infusion module includes one or more openings in a side wall of the housing through which wastewater enters each oxygen infusion module. 18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre 0,01 μm e 5 μm.18. System according to claim 17, characterized by the fact that the micropores have a pore passage diameter between 0.01 μm and 5 μm. 19. Sistema, de acordo com a reivindicação 17 ou 18, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre 22,86 centímetros (9 polegadas) e 33,02 centímetros (13 polegadas).19. System according to claim 17 or 18, characterized by the fact that each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between 22.86 centimeters (9 inches) and 33.02 centimeters (13 inches). 20. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 19, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que 38%.20. System according to any one of claims 17 to 19, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than 38%. 21. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 20, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.21. System according to any one of claims 17 to 20, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%. 22. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 21, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.22. System according to any one of claims 17 to 21, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the oxygen infusion module. oxygen infusion. 23. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 22, caracterizado pelo fato de que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de oxigênio de maneira concomitante.23. System according to any one of claims 17 to 22, characterized by the fact that wastewater and pressurized oxygen flow through the oxygen infusion modules concomitantly. 24. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio é espaçada verticalmente acima da segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio.24. The system of claim 17, wherein the first array of oxygen infusion modules is vertically spaced above the second array of oxygen infusion modules. 25. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 24, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um controlador configurado para controlar um ou ambos dentre o fluxo de águas residuais e o fluxo de oxigênio pressurizado através dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio.25. System according to any one of claims 17 to 24, characterized by the fact that it further comprises a controller configured to control one or both of the flow of waste water and the flow of pressurized oxygen through the one or more infusion modules of oxygen. 26. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 a 25, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ventilação de gás configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvidos a partir do sistema de infusão de oxigênio.26. System according to any one of claims 17 to 25, characterized by the fact that it further comprises a gas vent configured to vent undissolved oxygen and nitrogen from the oxygen infusion system. 27. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.27. The system of claim 17, wherein the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing. 28. Sistema de oxigenação de águas residuais, compreendendo: um tanque (1600) tendo uma tampa (1610) com uma abertura de entrada (1612) configurada para receber um fluxo de águas residuais através deste e um vaso tanque (1620) disposto abaixo da tampa (1610), o vaso tanque (1620) tendo uma abertura de saída (1622) em uma extremidade distal do vaso tanque (1620), caracterizado pelo fato de que: uma primeira matriz (1605) de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjada em paralelo e disposta no vaso tanque (1620) abaixo da tampa (1610); e uma segunda matriz (1606) de módulos de infusão de oxigênio (1700) arranjada em paralelo e disposta no vaso tanque (1620), a segunda matriz espaçada abaixo da primeira matriz (1605) de modo que a segunda matriz (1606) esteja em série com a primeira matriz (1605), cada módulo de infusão de oxigênio (1700) na primeira matriz (1605) e na segunda matriz (1606) compreendendo um alojamento (1710), e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) dispostas no alojamento (1710), cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio (1700) é configurado para receber uma porção do fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) e em que cada um dos módulos de infusão de oxigênio (1700) é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais e em que as águas residuais fluam em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio (1700) de cada uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606), o oxigênio pressurizado flui em paralelo através dos módulos de infusão de oxigênio (1700) de cada uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606) e as águas residuais fluem através da segunda matriz (1606) após fluir através da primeira matriz (1605), as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do tanque (1600) por meio da abertura de saída (1622) no vaso tanque (1620); em que o oxigênio pressurizado é introduzido na pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700) em qualquer uma da primeira matriz (1605) e da segunda matriz (1606) por meio de uma lacuna (G1, G2) entre um par de placas (1630, 1635, 1640, 1645) dispostas acima da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700), a referida lacuna (G1, G2) facilitando a distribuição do oxigênio pressurizado em uma mesma pressão e taxa de fluxo através da pluralidade de módulos de infusão de oxigênio (1700).28. Wastewater oxygenation system, comprising: a tank (1600) having a lid (1610) with an inlet opening (1612) configured to receive a flow of wastewater therethrough and a tank vessel (1620) disposed below the cover (1610), the tank vessel (1620) having an outlet opening (1622) at a distal end of the tank vessel (1620), characterized by the fact that: a first array (1605) of oxygen infusion modules (1700 ) arranged in parallel and disposed in the tank vessel (1620) below the lid (1610); and a second array (1606) of oxygen infusion modules (1700) arranged in parallel and disposed in the tank vessel (1620), the second array spaced below the first array (1605) such that the second array (1606) is in series with the first matrix (1605), each oxygen infusion module (1700) in the first matrix (1605) and the second matrix (1606) comprising a housing (1710), and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) disposed in the housing (1710), each of the hydrophobic hollow microporous fibers (1720) having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, in which each of the oxygen infusion modules (1700) is configured to receive a portion of the wastewater stream such that the wastewater contacts the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) and wherein each of the oxygen infusion modules (1700) is configured to receive a flow of pressurized oxygen so that the pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater and in which wastewater flows in parallel through the oxygen infusion modules (1700) of each of the first matrix (1605) and the second matrix (1606), the pressurized oxygen flows in parallel through the oxygen infusion modules (1700) of each of the first matrix (1605) and the second matrix (1606) and the wastewater flows through the second matrix (1606) after flowing through the first matrix (1605), the oxygenated wastewater discharged from the tank (1600) by middle of the outlet opening (1622) in the tank vessel (1620); wherein pressurized oxygen is introduced into the plurality of oxygen infusion modules (1700) in either the first array (1605) and the second array (1606) through a gap (G1, G2) between a pair of plates ( 1630, 1635, 1640, 1645) arranged above the plurality of oxygen infusion modules (1700), said gap (G1, G2) facilitating the distribution of pressurized oxygen at the same pressure and flow rate through the plurality of oxygen infusion modules (1630, 1635, 1640, 1645) oxygen infusion (1700). 29. Sistema, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre 0,01 μm e 5 μm.29. System according to claim 28, characterized by the fact that the micropores have a pore passage diameter between 0.01 μm and 5 μm. 30. Sistema, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre 22,86 centímetros (9 polegadas) e 33,02 centímetros (13 polegadas).30. System according to claim 28 or 29, characterized by the fact that each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between 22.86 centimeters (9 inches) and 33.02 centimeters (13 inches). 31. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que 38%.31. System according to any one of claims 28 to 30, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than 38%. 32. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 31, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.32. System according to any one of claims 28 to 31, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%. 33. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 32, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.33. System according to any one of claims 28 to 32, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the oxygen infusion module. oxygen infusion. 34. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 33, caracterizado pelo fato de que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de oxigênio de maneira concomitante.34. System according to any one of claims 28 to 33, characterized by the fact that wastewater and pressurized oxygen flow through the oxygen infusion modules concomitantly. 35. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 34, caracterizado pelo fato de que a primeira matriz de módulos de infusão de oxigênio é espaçada verticalmente acima da segunda matriz de módulos de infusão de oxigênio.35. The system of any one of claims 28 to 34, wherein the first array of oxygen infusion modules is spaced vertically above the second array of oxygen infusion modules. 36. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 35, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um controlador configurado para controlar um ou ambos dentre o fluxo de águas residuais e o fluxo de oxigênio pressurizado através dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio.36. System according to any one of claims 28 to 35, characterized by the fact that it further comprises a controller configured to control one or both of the flow of waste water and the flow of pressurized oxygen through the one or more infusion modules of oxygen. 37. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 36, caracterizado pelo fato de que compreende ainda uma ventilação de gás configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvidos a partir do sistema de infusão de oxigênio, a ventilação de gás em comunicação fluida com um encaixe em uma parede lateral do vaso tanque e com um tubo de quebra- sifão acoplado à abertura de saída.37. System according to any one of claims 28 to 36, characterized by the fact that it further comprises a gas vent configured to vent undissolved oxygen and nitrogen from the oxygen infusion system, the gas vent in fluid communication with a fitting in a side wall of the tank vessel and with a siphon break tube coupled to the outlet opening. 38. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 37, caracterizado pelo fato de que o alojamento de cada módulo de infusão de oxigênio inclui uma ou mais aberturas em uma parede lateral do alojamento por meio das quais águas residuais entram no módulo de infusão de oxigênio.38. System according to any one of claims 28 to 37, characterized by the fact that the housing of each oxygen infusion module includes one or more openings in a side wall of the housing through which waste water enters the oxygen infusion module. oxygen infusion. 39. Sistema, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.39. The system of claim 38, wherein the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing. 40. Módulo de infusão de oxigênio caracterizado pelo fato de que compreende: um alojamento (401); um barril (431) compreendendo uma abertura (432) e se estendendo ao longo de um eixo do alojamento (401), em que o barril (431) é espaçado do alojamento (401); um tubo central (420) que se estende ao longo de um eixo do alojamento (401); um plugue de topo (402) fixado a uma extremidade proximal do alojamento; um plugue de fundo (404) fixado a uma extremidade distal do alojamento; uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (429) dispostas no alojamento (401) e suspensas a partir de um disco (425) e arranjadas em torno do tubo central (420), as fibras microporosas ocas hidrofóbicas (429) tendo um comprimento menor que um comprimento do alojamento (401), cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas (429) tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal; e uma área de depósito (452) posicionada abaixo da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (429); uma ventilação (445) em comunicação fluida com o tubo central (420) e com um espaço dentro do alojamento em torno do tubo central (420), a ventilação (445) sendo configurada para ventilar oxigênio e nitrogênio não dissolvidos a partir do módulo de infusão de oxigênio, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado a partir de uma fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (429) receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal deste, em que oxigênio não dissolvido na área de depósito (452) entra no tubo central (420) por meio de um orifício (453) do tubo central (420), em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais de modo que as águas residuais fluam através do tubo central (420) e para dentro do alojamento (401) de modo que entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (429) de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do alojamento (401) por meio de uma ou mais aberturas distais e por meio do plugue de fundo (404); e em que a abertura (432) do barril (431) é configurada para permitir que águas residuais entrem em um espaço entre o alojamento (401) e o barril (431).40. Oxygen infusion module characterized by the fact that it comprises: a housing (401); a barrel (431) comprising an opening (432) and extending along an axis of the housing (401), wherein the barrel (431) is spaced from the housing (401); a central tube (420) extending along an axis of the housing (401); a butt plug (402) secured to a proximal end of the housing; a bottom plug (404) secured to a distal end of the housing; a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (429) disposed in the housing (401) and suspended from a disc (425) and arranged around the central tube (420), the hydrophobic hollow microporous fibers (429) having a length of less than a length of housing (401), each of the hydrophobic hollow microporous fibers (429) having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole; and a deposit area (452) positioned below the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (429); a vent (445) in fluid communication with the central tube (420) and with a space within the housing surrounding the central tube (420), the vent (445) being configured to vent undissolved oxygen and nitrogen from the oxygen infusion, wherein the oxygen infusion module is configured to receive a flow of pressurized oxygen from an oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (429) receive the pressurized oxygen from the source of oxygen through the longitudinal hole thereof, in which undissolved oxygen in the deposit area (452) enters the central tube (420) through an orifice (453) of the central tube (420), in which the oxygen infusion module is configured to receive a flow of wastewater such that the wastewater flows through the central tube (420) and into the housing (401) so that it contacts the circumferential wall of one or more of the plurality of hollow microporous fibers hydrophobic (429) so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater, the oxygenated wastewater discharged from of the housing (401) through one or more distal openings and through the bottom plug (404); and wherein the opening (432) of the barrel (431) is configured to allow waste water to enter a space between the housing (401) and the barrel (431). 41. Módulo, de acordo com a reivindicação 40, caracterizado pelo fato de que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre 0,01 μm e 5 μm.41. Module according to claim 40, characterized by the fact that the micropores have a pore passage diameter between 0.01 μm and 5 μm. 42. Módulo, de acordo com a reivindicação 40 ou 41, caracterizado pelo fato que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre 22,86 centímetros (9 polegadas) e 33,02 centímetros (13 polegadas).42. Module according to claim 40 or 41, characterized by the fact that each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between 22.86 centimeters (9 inches) and 33.02 centimeters (13 inches). 43. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 40 a 42, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que 38%.43. Module according to any one of claims 40 to 42, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than 38%. 44. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 40 a 43, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.44. Module according to any one of claims 40 to 43, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%. 45. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 40 a 44, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.45. Module according to any one of claims 40 to 44, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the oxygen infusion module. oxygen infusion. 46. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 40 a 45, caracterizado pelo fato de que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de oxigênio de maneira concomitante.46. Module according to any one of claims 40 to 45, characterized by the fact that wastewater and pressurized oxygen flow through the oxygen infusion modules concomitantly. 47. Módulo de infusão de oxigênio, compreendendo: um alojamento (1710) com uma ou mais aberturas (1712) em uma parede lateral do alojamento por meio da qual as águas residuais entram no alojamento (1710); e uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) dispostas no alojamento (1710), e suspensas a partir de um disco, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de oxigênio pressurizado a partir de uma fonte de oxigênio de modo que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) receba o oxigênio pressurizado a partir da fonte de oxigênio através do furo longitudinal deste, em que o módulo de infusão de oxigênio é configurado para receber um fluxo de águas residuais por meio das uma ou mais aberturas (1720) na parede lateral do alojamento (1710), de modo que as águas residuais entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais, as águas residuais oxigenadas descarregadas a partir do alojamento (1710) por meio de uma extremidade distal do alojamento caracterizado pelo fato de que o módulo de infusão de oxigênio recebe o fluxo de águas residuais conforme um nível de águas residuais externo ao alojamento (1710) e circundando o alojamento (1710) aumenta e atinge a uma ou mais aberturas (1712) na parede lateral do alojamento (1710), permitindo que o fluxo de águas residuais seja derramado no alojamento (1710) por meio das uma ou mais aberturas (1712).47. An oxygen infusion module, comprising: a housing (1710) with one or more openings (1712) in a side wall of the housing through which wastewater enters the housing (1710); and a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) disposed in the housing (1710), and suspended from a disk, each of the hydrophobic hollow microporous fibers (1720) having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall at around the longitudinal hole, wherein the oxygen infusion module is configured to receive a flow of pressurized oxygen from an oxygen source such that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) receive the pressurized oxygen from the source of oxygen through the longitudinal hole thereof, wherein the oxygen infusion module is configured to receive a flow of waste water through the one or more openings (1720) in the side wall of the housing (1710), so that the waste water contact the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) so that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater, the oxygenated wastewater is discharged from the housing (1710) through a distal end of the housing characterized by the fact that the oxygen infusion module receives the flow of wastewater at a level of wastewater external to the housing (1710) and surrounding the housing (1710) increases and reaches one or more openings (1712) in the side wall of the housing (1710), allowing the wastewater flow to be poured into the housing (1710) through the one or more openings (1712). 48. Módulo, de acordo com a reivindicação 47, caracterizado pelo fato de que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre 0,01 μm e 5 μm.48. Module according to claim 47, characterized by the fact that the micropores have a pore passage diameter between 0.01 μm and 5 μm. 49. Módulo, de acordo com a reivindicação 47 ou 48, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre 22,86 centímetros (9 polegadas) e 33,02 centímetros (13 polegadas).49. Module according to claim 47 or 48, characterized by the fact that each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between 22.86 centimeters (9 inches) and 33.02 centimeters (13 inches). 50. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 49, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de oxigênio de não mais que 38%.50. Module according to any one of claims 47 to 49, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the housing of the oxygen infusion module of no more than 38%. 51. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 50, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos módulos de infusão de oxigênio tem uma porosidade de 75%.51. Module according to any one of claims 47 to 50, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the oxygen infusion modules has a porosity of 75%. 52. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 51, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de oxigênio são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de oxigênio.52. Module according to any one of claims 47 to 51, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each oxygen infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the oxygen infusion module. oxygen infusion. 53. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 52, caracterizado pelo fato de que as águas residuais e o oxigênio pressurizado fluem através dos módulos de infusão de oxigênio de maneira concomitante.53. Module according to any one of claims 47 to 52, characterized by the fact that wastewater and pressurized oxygen flow through the oxygen infusion modules concomitantly. 54. Módulo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 47 a 53, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais aberturas são um par de aberturas em lados opostos do alojamento.54. Module according to any one of claims 47 to 53, characterized in that the one or more openings are a pair of openings on opposite sides of the housing. 55. Método de oxigenação de águas residuais para uso de tratamento aeróbico de águas residuais, compreendendo: gerar um suprimento de oxigênio pressurizado usando um gerador de oxigênio, em que o oxigênio pressurizado tem uma concentração de pelo menos 85%; suprir o oxigênio pressurizado a um primeiro sistema de infusão de gás (1600) compreendendo um ou mais módulos de infusão de gás (1700), cada módulo de infusão de gás (1700) compreendendo um alojamento (1710), uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) dispostas no alojamento (1710), cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, cada módulo de infusão de gás (1700) estando em comunicação fluida com o gerador de oxigênio de modo que o oxigênio pressurizado seja suprido à pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) através do furo longitudinal deste; suprir um fluxo de águas residuais para os um ou mais módulos de infusão de gás (1700) de modo que as águas residuais fluam através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de gás (1700) e entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas (1720) de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para as águas residuais através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais para formar um efluente supersaturado tendo um nível de concentração de oxigênio acima de 62 ppm; e descarregar o efluente supersaturado em um reservatório de aeração; caracterizado pelo fato de que suprir o oxigênio pressurizado para o primeiro sistema de infusão de gás (1600) compreende adicionalmente introduzir o oxigênio pressurizado por meio de uma lacuna (G1, G2) entre um par de placas (1630, 1635, 1640, 1645) dispostas acima dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio (1700), a referida lacuna (G1, G2) facilitando a distribuição do oxigênio pressurizado em uma mesma pressão e taxa de fluxo através dos um ou mais módulos de infusão de oxigênio (1700).55. A method of oxygenating wastewater for aerobic wastewater treatment use, comprising: generating a supply of pressurized oxygen using an oxygen generator, wherein the pressurized oxygen has a concentration of at least 85%; supply pressurized oxygen to a first gas infusion system (1600) comprising one or more gas infusion modules (1700), each gas infusion module (1700) comprising a housing (1710), a plurality of hollow microporous fibers hydrophobic modules (1720) disposed in the housing (1710), each of the hydrophobic hollow microporous fibers (1720) having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall surrounding the longitudinal hole, each gas infusion module (1700) being in fluid communication with the oxygen generator so that pressurized oxygen is supplied to the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) through the longitudinal hole thereof; supply a flow of wastewater to the one or more gas infusion modules (1700) such that the wastewater flows through each of the one or more gas infusion modules (1700) and comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers (1720) such that pressurized oxygen is transferred to the wastewater through the plurality of micropores, such that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater to form a supersaturated effluent having an oxygen concentration level above 62 ppm; and discharging the supersaturated effluent into an aeration reservoir; characterized by the fact that supplying the pressurized oxygen to the first gas infusion system (1600) further comprises introducing the pressurized oxygen through a gap (G1, G2) between a pair of plates (1630, 1635, 1640, 1645) arranged above the one or more oxygen infusion modules (1700), said gap (G1, G2) facilitating the distribution of pressurized oxygen at the same pressure and flow rate through the one or more oxygen infusion modules (1700) . 56. Método, de acordo com a reivindicação 55, caracterizado pelo fato de que os microporos têm um diâmetro de passagem de poro entre 0,01 μm e 5 μm.56. Method according to claim 55, characterized by the fact that the micropores have a pore passage diameter between 0.01 μm and 5 μm. 57. Método, de acordo com a reivindicação 55 ou 56, caracterizado pelo fato de que cada uma da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um comprimento entre 22,86 centímetros (9 polegadas) e 33,02 centímetros (13 polegadas).57. The method of claim 55 or 56, wherein each of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a length between 22.86 centimeters (9 inches) and 33.02 centimeters (13 inches). 58. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 55 a 57, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas tem um fator de empacotamento dentro do alojamento do módulo de infusão de gás de não mais que 38%.58. Method according to any one of claims 55 to 57, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers has a packing factor within the gas infusion module housing of no more than 38%. 59. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 55 a 58, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas para cada um dos um ou mais módulos de infusão de gás tem uma porosidade de 75%.59. Method according to any one of claims 55 to 58, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers for each of the one or more gas infusion modules has a porosity of 75%. 60. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 55 a 59, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de cada módulo de infusão de gás são tecidas em uma esteira configurada para ser enrolada e disposta no alojamento do módulo de infusão de gás.60. Method according to any one of claims 55 to 59, characterized by the fact that the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers of each gas infusion module are woven into a mat configured to be coiled and disposed in the housing of the gas infusion module. gas infusion. 61. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 55 a 60, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: suprir o oxigênio pressurizado a um segundo sistema de infusão de gás em que o segundo sistema de infusão de gás compreende um ou mais módulos de infusão de gás, cada módulo de infusão de gás compreendendo um alojamento, uma pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas dispostas no alojamento, cada uma das fibras microporosas ocas hidrofóbicas tendo um furo longitudinal e uma pluralidade de microporos em uma parede circunferencial em torno do furo longitudinal, cada módulo de infusão de gás estando em comunicação fluida com o gerador de oxigênio de modo que o oxigênio pressurizado seja suprido à pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas através do furo longitudinal deste; suprir efluente a partir do reservatório de aeração para os um ou mais módulos de infusão de gás do segundo sistema de infusão de gás de modo que o efluente flua através de cada um dos um ou mais módulos de infusão de gás e entrem em contato com a parede circunferencial de uma ou mais da pluralidade de fibras microporosas ocas hidrofóbicas de modo que o oxigênio pressurizado seja transferido para o efluente através da pluralidade de microporos, de modo que a transferência de oxigênio para as águas residuais ocorra livre de bolhas de oxigênio nas águas residuais para formar um efluente supersaturado tendo um nível de concentração de oxigênio acima de 62 ppm; e descarregar o efluente supersaturado no reservatório de aeração.61. Method according to any one of claims 55 to 60, characterized by the fact that it further comprises: supplying pressurized oxygen to a second gas infusion system wherein the second gas infusion system comprises one or more gas infusion modules gas infusion, each gas infusion module comprising a housing, a plurality of hydrophobic hollow microporous fibers disposed in the housing, each of the hydrophobic hollow microporous fibers having a longitudinal hole and a plurality of micropores in a circumferential wall around the longitudinal hole , each gas infusion module being in fluid communication with the oxygen generator so that pressurized oxygen is supplied to the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers through the longitudinal bore thereof; supply effluent from the aeration reservoir to the one or more gas infusion modules of the second gas infusion system so that the effluent flows through each of the one or more gas infusion modules and comes into contact with the circumferential wall of one or more of the plurality of hydrophobic hollow microporous fibers so that pressurized oxygen is transferred to the effluent through the plurality of micropores, so that the transfer of oxygen to the wastewater occurs free of oxygen bubbles in the wastewater to form a supersaturated effluent having an oxygen concentration level above 62 ppm; and discharge the supersaturated effluent into the aeration reservoir. 62. Método, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que as águas residuais são descarregadas no reservatório de aeração de modo que uma demanda de potência de um processo de tratamento de águas residuais esteja entre 0,16 KWH/m3 de águas residuais tratadas e 0,75 KWH/m3 de esgoto tratado.62. Method according to claim 61, characterized by the fact that wastewater is discharged into the aeration reservoir so that a power demand of a wastewater treatment process is between 0.16 KWH/m3 of water treated wastewater and 0.75 KWH/m3 of treated sewage. 63. Método, de acordo com a reivindicação 61, caracterizado pelo fato de que as águas residuais são descarregadas no reservatório de aeração de modo que uma demanda de potência de um processo de tratamento de águas residuais seja 0,35 KWH/m3 de águas residuais tratadas ou menos.63. Method according to claim 61, characterized by the fact that wastewater is discharged into the aeration reservoir so that a power demand of a wastewater treatment process is 0.35 KWH/m3 of wastewater treated or less. 64. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 55 a 63, caracterizado pelo fato de que compreende ainda suprir um ou mais gases ao primeiro sistema de infusão de gás após suprir o oxigênio pressurizado ao primeiro sistema de infusão de gás, os um ou mais gases configurados para fluir através das fibras microporosas ocas hidrofóbicas no alojamento e entrar em contato com as águas residuais fluindo através dos um ou mais módulos de infusão de gás por meio da pluralidade de microporos a fim de substituir o oxigênio nas águas residuais com os um ou mais gases, os um ou mais gases transferidos para as águas residuais livres de bolhas.64. Method according to any one of claims 55 to 63, characterized by the fact that it further comprises supplying one or more gases to the first gas infusion system after supplying pressurized oxygen to the first gas infusion system, the one or more more gases configured to flow through the hydrophobic hollow microporous fibers in the housing and contact the wastewater flowing through the one or more gas infusion modules through the plurality of micropores in order to replace the oxygen in the wastewater with the one or more gases, the one or more gases transferred to bubble-free wastewater. 65. Método, de acordo com a reivindicação 64, caracterizado pelo fato de que os um ou mais gases é um gás misto.65. Method according to claim 64, characterized by the fact that the one or more gases is a mixed gas.
BR112022012815-0A 2021-05-06 2022-05-03 WASTEWATER OXYGENATION SYSTEM AND METHOD AND OXYGEN INFUSION MODULE BR112022012815B1 (en)

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