BRMU8502055Y1

BRMU8502055Y1 - Disposição construtiva em sistema de tratamento de águas residuárias

Info

Publication number: BRMU8502055Y1
Application number: BRMU8502055-9Y1U
Authority: BR
Inventors: Takeshi Honda
Original assignee: Sansuy Plasticos Ind
Priority date: 2005-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2014-10-07
Also published as: US20090188850A1; PT1931602E; AR057811A4; EP1931602B1; EP1931602A1; EP1931602A4; ES2425562T3; CR9860A; BRMU8502055U; US7887705B2; PE20071010Z; WO2007036008A1; MX2008004169A; UY4148U

Description

DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS, descrito como o presente Modelo de Utilidade, apresenta uma solução nova para a conformação de um sistema de tratamento de águas residuárias industriais, agroindustriais e domésticas, [001] Campo de aplicação: [002] O presente modelo de utilidade se trata de um sistema destinado ao tratamento de águas residuárias com carga orgânica, que se constituem nos efluentes de indústrias, agroindústrias e de estabelecimentos comerciais e residenciais, permitindo a captura do biogás. O sistema permite estabilização da matéria orgânica presente nas águas residuárias reduzindo, conseqüentemente, a carga orgânica, proporcionando a produção e coleta do biogás, que é um gás combustível e pode ser utilizado para diversas finalidades. Por se tratar de meio anaeróbio o sistema é fechado, isolando as águas residuárias do contato com humanos e animais, apresentando eficiência na redução das cargas orgânicas, diminuindo odores e atração de moscas, evitando a emissão de metano para a atmosfera, reduzindo o número de coliformes fecais e possibilitando a agregação de valor econômico pelo uso apropriado do biogás. Em suma, o sistema pode ser utilizado para a melhoria da qualidade ambiental , com possibilidade de se agregar valor econômico, além do ambiental. [003] Estado da Técnica: [004] A geração de águas de residuárias, tanto em processos industriais e agroindustriais, como em estabelecimentos comerciais e residenciais , é algo preocupante quando se analisa a questão pelos aspectos ambientais envolvidos. [005] A água residuária, é constituída essencialmente pela água de suprimento da comunidade, após ter servido a uma variedade de usos e pode ser definida como uma combinação de líquidos ou água transportando resíduos removidos de residências, estabelecimentos comerciais e industriais, diversas instituições e, no meio rural, instalações para animais, agroindústrias, etc. [006] Se a água residuária for acumulada, a decomposição dos materiais orgânicos pode levar à produção de grandes quantidades de gases mal cheirosos. Acrescentando-se, a água residuária não tratada usualmente contém numerosos microrganismos patogênicos que habitam o trato intestinal humano ou animal, ou que podem estar presentes em certos resíduos industriais. Contém, também, nutrientes, os quais podem estimular o crescimento de plantas aquáticas, podem conter também compostos tóxicos. Por estas razões, a imediata remoção das águas residuárias das fontes de geração, seguida de tratamento e disposição, não somente é desejável como necessária em uma sociedade preocupada com as questões de saúde. [007] O lançamento destas águas residuárias sem tratamento prévio tem causado contaminação de solo, águas superficiais e subterrâneas, comprometendo a saúde pública e gerando, enfim, uma série de prejuízos e desconfortos a seres humanos e animais, além da emissão de gases que comprometem o meio como um todo e a qualidade de vida. [008] Os biodigestores e as lagoas anaeróbias são instalações destinadas ao armazenamento físico dos dejetos orgânicos , nos quais ocorrem as transformações bioquímicas do processo de biodigestão anaeróbia da fração orgânica contida nas águas residuárias.

As bactérias e as Archaea metanogênicas são as principais responsáveis pela degradação da fração orgânica, sendo que nos processos anaeróbios é produzido o biogás, cujo constituinte principal é o metano.

Os sistemas anaeróbios atendem a uma série de resíduos com características orgânicas obtidos nos meios urbano e rural, se constituindo em importante opção para o tratamento e estabilização da matéria orgânica e para a geração do biogás. [009] Este gás pode ser utilizado na combustão direta ou como combustível para motores alternativos, na geração de energia elétrica ou para diversos tipos de equipamentos utilizados no aquecimento e refrigeração de água e ar. [010] Têm sido desenvolvidos diferentes tipos de sistemas de tratamento adequados ás águas residuárias, porém, devido aos grandes volumes gerados, os elevados custos tornam dificultosa a aplicação em larga escala dos sistemas. [011] Objetivos do Modelo: [012] Desta maneira, os objetivos do presente modelo são bastante claros, ou seja, apresentar um sistema de biodigestão anaeróbia, conjugando um biodigestor e uma lagoa anaeróbia em um só corpo, cuja construção seja simplificada em relação aos biodigestores para águas residuárias e lagoas convencionalmente utilizados, bem como proporcionar um sistema de tratamento que seja mais acessível, permitindo assim a aplicação em qualquer escala e para qualquer volume de água residuária e com possível aproveitamento do potencial energético contido nestas águas residuárias. [013] Dentro deste escopo, o presente sistema anaeróbio conjugado apresenta como principal característica o uso de um biodigestor inserido em uma lagoa, compostos por peças simples e de fácil execução, envolvendo poucos elementos de alvenaria, apresentando como principal material construtivo as mantas de PVC flexível, tornando sua construção mais simples e rápida, além de permitir sua desmontagem e montagem. [014] Cada sistema conjugado anaeróbio tem três segmentos diferenciados em seu interior, Na parte anterior, que é mais profunda, ocorrerá a entrada das águas residuárias em um compartimento central (reator), o qual se destina à contenção do lodo e permitirá fluxo ascendente. O compartimento central tem volume dimensionado conforme o tempo de retenção hidráulica desejado e compatível com a carga orgânica da água a ser tratada no sistema. Ao sair do compartimento central a água, em movimento descendente em tubos de PVC rígido, atingirá o fundo da parte anterior, ainda profunda e destinada à decantação do lodo arrastado do compartimento central.

Ao sair dos compartimentos anteriores, com maior profundidade, a água seguirá fluxo horizontal no compartimento posterior, o qual se destina à estabilização , permitindo a salda do sistema em condições para disposição final no solo, água ou para complementação do tratamento, dependendo das exigências. [015] O sistema proposto tem como elementos principais os biodigestores de construção simplificada, alguns elementos de alvenaria caixa de entrada e canaletas, tubos de plástico rígido e reservatório confeccionado em PVC flexível para recepção e armazenamento do biofertilizante. Portanto, a conformação básica é de mantas de PVC flexível, com destaque para três câmaras de fermentação (reator, câmara mais profunda e lagoa anaeróbia) e o gasômetro, sendo que estas mantas são ancoradas de maneira apropriada nas canaletas para formar os biodigestores, dispensando a utilização de elementos estruturais dispendiosos. [016] Portanto, o presente modelo apresenta como vantagem, o fato de ser de simples construção podendo ser construído em um local qualquer, apresentando um processo de instalação simplificado que dispensa o uso de mão de obra especializada, além de ser desmontável e possuir baixo custo em relação aos modelos atualmente utilizados, possibilitando a preservação do ambiente e da saúde das pessoas e dos animais. [017] Os biodigestores terão como conformação básica dois troncos de pirâmide escavados no solo, adaptados para as necessidades conforme a disponibilidade de materiais construtivos, sendo o reator existente na parte anterior moldado no próprio solo durante a escavação e revestido com mantas de PVC flexível. [018] Desta maneira, para melhor esclarecer o modelo de utilidade acima proposto, é apresentada em seguida uma descrição detalhada do mesmo, sendo ilustrado nas folhas de desenho em anexo, onde a: [019] Figura 1 - Trata-se de uma planta baixa ilustrando o sistema, detalhando a disposição das três câmaras de fermentação: reator construído com diversos materiais, câmara profunda e lagoa anaeróbia; [020] Figura 2 - Trata-se de uma vista lateral conforme o corte A-A da figura anterior, detalhando a disposição das três câmaras de fermentação: [021] Figura 3 - Trata-se de outra vista lateral, ilustrando o biodigestor conforme o corte S-S ilustrado na figura 1; [022] Figura 4 - Trata-se de detalhamento do sistema de ancoragem das mantas de PVC, superior e inferior, nas canaletas; [026] Figura 5 - Trata-se de detalhamento da saída da rede de biogás, e a; [027] Figura 6 - Trata-se de uma vista como a anterior, ilustrando a válvula de segurança na rede de biogás.

[028] Desta maneira, a "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS", é conformada basicamente por uma manta inferior (1), preferencialmente produzida em PVC, e por uma manta de cobertura (2), a qual, também é preferencialmente produzida em PVC com qualquer coloração, podendo ser de dupla face. [029] O presente modelo apresenta ainda um reator (3), uma câmara profunda (4) e uma lagoa anaeróbia (5), sendo que tais elementos podem ser escavados no solo (5) ou então construídos em alvenaria ou outro tipo de material adequado para esta finalidade. [030] A referida manta (1) é aplicada em revestimento de um buraco escavado no solo com dimensões variáveis de acordo com o projeto, sendo que lateralmente ao buraco, são construídas canaletas (6) as quais servirão para ancorar as mantas, inferior (1) e superior (2), servindo também para oferecer vedação ao substrato em fermentação e ao biogás. [031] Na manta inferior (1), aplicada nas paredes do referido buraco, são previstas pelo menos quatro aberturas, uma na parte anterior e superior para a passagem da tubulação de entrada (7) do afluente (A), outra na parte posterior para a tubulação de salda (8) do efluente tratado (E), uma terceira abertura (9), lateralmente ao biodigestor, para manejo do substrato em fermentação e uma quarta abertura para passagem dos tubos que servem para retirada do excesso de lodo gerado no reator (3). [032] O reator (3) pode ser formado por um elemento de alvenaria (10), sendo dotado de uma tubulação central (11), em cuja porção superior é apontada a tubulação de entrada (7). Na porção inferior da referida tubulação (11) são previstos tubos de passagem (12) dispostos de maneira radial, enquanto que junto ao dito elemento de alvenaria (10) são previstos outros tubos condutores (13) que levam a água residuária para fora do reator (3) para a porção inferior da câmara profunda (4). [033] A manta inferior (1) e a cobertura (2), são devidamente fixadas por meio de barras de aço ou de madeira e parafusos (17), as quais são chumbadas nas referidas canaletas (6), definindo-se uma lâmina d'água (D) que permite o isolamento e vedação, tanto do substrato em fermentação como do biogás. [034] Na referida cobertura (2), são previstas pelo menos duas aberturas, sendo a primeira para a instalação de uma válvula de saída (18) para o biogás e a outra se trata de uma passagem para uma válvula de segurança (19). A dita válvula de salda (18) é composta de uma caixa (20), na qual é depositado um fundo de cascalho (e), enquanto que a saída é conformada pela própria tubulação. Já a válvula de segurança (19) é formada por uma caixa (21), na qual se prevê um determinado volume de água, sendo a tubulação imersa no liquido. [035] A cobertura (2) configura o gasômetro que fica inflado com a formação do biogás, servindo para depósito do mesmo. [036] Portanto, conforme descrito nota-se que a "DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUARIAS", é passível de ser caracterizado como um modelo de utilidade , pois apresentou conformação de um sistema, que é prático, eficiente e mais barato que os atualmente existentes, combinando e modificando elementos conhecidos em uma nova disposição de detalhes construtivos e sendo perfeitamente passível de aplicação no tratamento de águas residuárias geradas em diversos setores no âmbito industrial, agroindustrial, comercial e residencial.

REIVINDICAÇÃO

Claims

DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA E SISTEMA DE TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS, conformada pela escavação no terreno, coberta por mantas que revestem o solo (1) e de uma cobertura (2), possuindo canaletas (6) que ancoram as mantas do solo (1) e da cobertura (2), reforçadas por elementos de fixação (17) e cobertas por uma lamina d'água (D) de isolamento e vedação, tendo o sistema a tubulação de entrada (7) do afluente (A) e a tubulação de saída (8) do efluente (E), caracterizado por possuir um reator anaeróbio (3), montado na câmara profunda (4), composto por um elemento de alvenaria (10), em cuja porção central é prevista uma tubulação (11) em cuja porção superior aponta a tubulação de entrada (7) e na porção inferior são previstos tubos de passagem (12) e junto ao elemento de alvenaria (10) são previstos tubos condutores (13), estando prevista ainda, na cobertura (2) uma abertura (9) lateral para retirada do excesso do lodo do reator, possuindo o sistema ao menos duas aberturas, uma para a instalação de uma válvula de saída do biogás (18) e a outra para passagem para uma válvula de segurança (19).