BRPI0508001B1 - aparelho para filtragem de um líquido contendo sólidos - Google Patents

Abstract

sistema de armazenagem em tanque incorporando clarificação por adsorção e separação por placa paralela a presente invenção refere-se a um processo de tratamento água e equipamento para a implementação do processo que são providos. o equipamento incorpora uma caldeira de clarificar de alta taxa com assentadores de placa paralela inclinada operada em série, seguido pela clarificação de adsorção com meios flutuantes.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "APARELHO PARA FILTRAGEM DE UM LÍQUIDO CONTENDO SÓLIDOS".

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um aparelho para filtragem de um líquido contendo sólidos. O aparelho incorpora uma caldeira de clarificar de alta taxa com assentadores de placa paralela inclinadas operados em série, seguidos pela clarificaçâo de adsorção com meios flutuantes.

Sumário da Invenção [002] Embora a clarificaçâo de adsorção e a separação de placa paralela sejam comumente usadas em sistemas de filtragem independentes, um sistema integrado incluindo ambos uma caldeira de clarificar de adsorção e um separador de placa paralela inclinada em combinação em um único sistema de armazenagem em tanque é desejável.

[003] Dessa maneira, em um primeiro aspecto um aparelho para filtragem de um líquido contendo sólidos, o aparelho compreendendo um separador de placa paralela inclinada e uma caldeira de clarificar de adsorção, onde o separador de placa paralela inclinada e a caldeira de clarificar de adsorção estão em uma configuração empilhada, onde a caldeira de clarificar de adsorção fica situada acima do separador de placa paralela inclinada e no qual o aparelho é configurado tal que o líquido contendo os sólidos entra primeiro no separador de placa paralela inclinada, a seguir o líquido, do qual uma porção dos sólidos foi removida, entra na caldeira de clarificar de adsorção.

[004] Em um segundo aspecto, um aparelho para filtragem de um líquido contendo sólidos é provido, o aparelho compreendendo um separador de placa paralela inclinada e uma caldeira de clarificar de adsorção, no qual o separador de placa paralela inclinada e a caldeira de [005] clarificar de adsorção estão em uma configuração lado a lado, e no qual o aparelho é configurado tal que o líquido contendo os sólidos entra primeiro no separador de placa paralela inclinada, a seguir o líquido, do qual uma porção dos sólidos foi removida, entra na caldeira de clarificar de adsorção.

[006] Em uma modalidade do segundo aspecto, o aparelho adicionalmente compreende um tanque de contato, no qual o tanque de contato fica a montante de uma entrada para dentro de uma câmara contendo o separador de placa paralela inclinada.

[007] Em uma modalidade do segundo aspecto, o aparelho adicionalmente compreende um filtro situado a jusante da caldeira de clarificar de adsorção.

[008] Em uma modalidade do segundo aspecto, o aparelho adicionalmente compreende um filtro situado a jusante do separador de placa paralela inclinada.

[009] Em uma modalidade do segundo aspecto, o aparelho adicionalmente compreende um filtro de membrana de fibra oco poroso.

[0010] Em uma modalidade do segundo aspecto, o separador de placa paralela inclinada adicionalmente compreende uma grade de difusão do ar.

[0011] Em um terceiro aspecto, um método para limpar um aparelho para filtragem de um líquido contendo sólidos é provido, o aparelho compreendendo um separador de placa paralela inclinada e uma caldeira de clarificar de adsorção, no qual o separador de placa paralela inclinada e a caldeira de clarificar de adsorção estão em uma configuração lado a lado, o método compreendendo as etapas de introduzir um líquido contendo sólidos para dentro do separador de placa paralela inclinada, por meio disso uma porção dos sólidos é removida, produzindo um líquido separado; introduzir o líquido separado para dentro de uma caldeira de clarificar de adsorção; interromper o fluxo do líqui- do contendo sólidos para dentro do separador de placa paralela inclinada; limpar com ar a caldeira de clarificar de adsorção; limpar com ar o separador de placa paralela inclinada, e abrir uma comporta de passagem para descarregar o líquido residual contendo sólidos do aparelho.

[0012] Em uma modalidade do terceiro aspecto, o método adicional mente compreende a etapa de descarregar o líquido através da caldeira de clarificar de adsorção depois da limpeza com ar da caldeira de clarificar de adsorção.

[0013] Em uma modalidade do terceiro aspecto, o método adicional mente compreende a etapa de descarregar o líquido através do separador de placa paralela inclinada depois da limpeza com ar do separador de placa paralela inclinada.

Breve Descrição dos Desenhos [0014] A Figura 1 representa um aparelho de uma modalidade preferida, utilizando uma caldeira de clarificar de adsorção e separador de placa paralela inclinada em uma configuração empilhada.

[0015] A Figura 2 representa um aparelho de uma modalidade preferida, utilizando uma caldeira de clarificar de adsorção e separador de placa paralela inclinada, bem como uma grade de ar inferior, conexão de resíduo inferior e tanque de contato.

[0016] A Figura 3 representa um aparelho de uma modalidade preferida, utilizando uma caldeira de clarificar de adsorção e separador de placa paralela inclinada, bem como uma grade de ar inferior 4, conexão de resíduo inferior e tanque de contato.

[0017] A Figura 4 representa um aparelho de uma modalidade preferida, utilizando uma caldeira de clarificar de adsorção e separador de placa paralela inclinada, bem como uma grade de ar inferior e conexão de resíduo inferior, mas sem tanque de contato.

[0018] A Figura 5 representa um aparelho de uma modalidade pre- ferida, utilizando uma caldeira de clarificar de adsorção e separador de placa paralela inclinada, bem como um aparelho utilizando uma grade de ar inferior, mas sem tanque de contato ou conexão de resíduo inferior.

[0019] A Figura 6 representa um aparelho de uma modalidade preferida, utilizando uma caldeira de clarificar de adsorção e separador de placa paralela inclinada em uma configuração lado a lado entre si e um filtro de membrana.

[0020] A Figura 7 representa um filtro de membrana no qual um jato é utilizado para injetar ar dentro de um módulo da membrana.

[0021] A Figura 8 representa um filtro de membrana no qual um jato com uma linha de ar integrada é utilizado para injetar uma mistura de ar e sedimento para dentro de um módulo da membrana.

[0022] A Figura 9 representa um filtro de membrana no qual um jato com uma linha de ar integrada é utilizado para injetar uma mistura de ar e solução misturadas para dentro de um módulo da membrana.

[0023] A Figura 10 representa um sistema de microfiltragem contínua.

Descrição Detalhada da Modalidade Preferida [0024] A descrição seguinte e os exemplos ilustram uma modalidade preferida da presente invenção em detalhes. Esses versados na técnica reconhecerão que existem numerosas variações e modificações dessa invenção que são abrangidas por seu escopo. Dessa maneira, a descrição de uma modalidade preferida não deve ser julgada para limitar o escopo da presente invenção. Água para Tratamento [0025] O líquido que é filtrado pode incluir água, tal como água natural, água quimicamente dosada ou água que foi submetida a outros pre-tratamentos. Água tendo uma turvação influente de 25 NTÜ ou menor até 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275 ou 300 NTÜ ou mais alto pode ser tratada, de forma geral, de acordo com as modalidades preferidas. Uma variedade de tipos de água natural pode ser tratada, incluindo essas contendo turvação, cor, ferro, manganês, carbono orgânico dissolvido, microorganismos, arsênico, fosfato, sílica, radionuclídeos, chumbo e outros metais pesados, cobre, selênio e an-timônio, bem como água tendo gosto e/ou odor. Embora o aparelho das modalidades preferidas seja geralmente preferido para tratamento de água, em certas modalidades ele pode também ser utilizado para tratar outros líquidos contendo sólidos.

[0026] Em certas modalidades, pode ser preferido submeter a água a ser tratada a um pré-tratamento, tal como coagulação química ou precipitação para obter algum grau de remoção dos sólidos. A água pode ser tratada com alume, sulfato férrico, cloreto férrico, aluminato de sódio e/ou polímeros catiônicos. Em muitas situações onde sais de metais são usados, é desejável usar um polímero não iônico ou aniô-nico, de preferência em uma pequena quantidade, para melhorar a captura dos sólidos nos meios de adsorção. Em algumas situações, por exemplo, quando um filtro de meios é utilizado a jusante da caldeira de clarificar de adsorção, um polímero catiônico pode ser utilizado para melhorar o tratamento geral. Polímeros catiônicos de baixo peso molecular podem também ser usados para aumentar ou substituir os coagulantes do sal de metal na desestabilização da neutralização de carga das partículas coloidais durante o pré-tratamento.

[0027] Fósforo pode também ser removido de acordo com os métodos das modalidades preferidas. Outros elementos, tais como arsênico, urânio ou rádio, podem ser removidos por pré-tratamento químico apropriado, tal como co-precipitação com um alumínio ou sal férrico.

[0028] Opcionalmente, materiais sorventes tais como carbono ativado pulverizado, resinas de troca iônica, óxido de manganês hidratado, resina de troca iônica magnética (tal como resinas comercializadas sob a marca comercial MIEX®, disponível de Orica Advanced Water Technologies Pty. Ltd., de Ascot Vale, Victoria, Austrália) podem ser utilizados para remover certos contaminantes. Opcionalmente, um material inerte finamente dividido com uma gravidade específica maior do que água, tais como bentonita, areia sílica ou areia granada, podem ser adicionados na água natural ou na água coagulada para melhorar as características de sedimentação dos sólidos.

[0029] A água natural pode também ser tratada com um oxidante para formar óxidos de metal insolúveis, tais como hidróxido férrico ou oxido de manganês, para converter os elementos presentes como oxi-ânions, tais como o arsênico, para estados de valência preferidos para remoção pela adsorção ou co-precipitação, para realizar a destruição parcial dos compostos orgânicos dissolvidos tal como esses que contribuem para o sabor e o odor, ou para melhorar a floculação e a remoção de partícula geral através do sistema. Substâncias químicas oxídantes adequadas incluem permanganato de potássio e cloro, que podem ser dosados como gás de cloro dissolvido, como cloro eletroliti-camente gerado produzido no local ou como soluções de hipoclorito de sódio ou cálcio.

[0030] Várias substâncias químicas alcalinas ou acidiferas podem também ser adicionadas para ajustar o pH para um ponto estabelecido preferido.

Clarificador por Adsorção [0031] Um dos componentes dos sistemas das modalidades preferidas é uma caldeira de clarificar de adsorção C. Caldeiras de clarificar de adsorção são geralmente construídas como tanques contendo meios flutuantes para remoção da turvação e cor da água pré-coagulada. Tanques de aço pré-projeta d os são geralmente preferidos; entretanto, tanques de concreto ou outro material podem também ser utilizados. Tanques adequados, recipientes ou outras estruturas de contenção podem ser utilizadas, como será verificado por alguém versado na técnica. Os meios flutuantes são tipicamente restritos no tanque com uma tela de retenção, geralmente construída de alumínio ou aço inoxidável. Um meio flutuante é preferivelmente utilizado na caldeira de clarificar. A gravidade específica de tal meio pode ser menor do que 1,0, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 ou 0,1. Em uma configuração particularmente preferida, o meio flutuante compreendendo uma camada de cerca de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 ou 60 polegadas (12,7, 25,4, 38,1, 50,8, 63,5, 76,2, 88,9, 101,6, 114,3, 127,0, 139,7 ou 152,4 cm) de espessura é restrito no tanque. De preferência, o tanque contém de cerca de 38,1 ou 50,8 cm (15 ou 20 polegadas) a cerca de 101,6 ou 114,3 cm (40 ou 45 polegadas) de meios flutuantes, mais preferivelmente de cerca de 24 a cerca de 36 polegadas de meios flutuantes. Em certas modalidades, entretanto, os meios flutuantes podem compreender uma camada maior do que cerca de 152,4, 165,1, 177,8, 203,2, 228,6 ou 254,0 cm (60, 65, 70, 80, 90 ou 100 polegadas) de espessura. Meios flutuantes adequados incluem esses consistindo de contas achatadas em formato de disco de polietileno com uma superfície ligeiramente áspera, ou outros meios flutuantes comercialmente disponíveis. Dependendo de vários fatores, tais como a natureza do líquido a ser tratado e a configuração do aparelho, meios flutuantes tendo outras formas podem ser preferidos, tal como esférica, em formato de vareta, irregularmente formada ou qualquer forma adequada. Embora polietileno seja preferido, outros materiais podem também ser utilizados, tais como outros polímeros, cerâmicas, vidro, materiais metálicos, minerais ou materiais sintéticos. Os meios podem ser submetidos ao tratamento de superfície, por exemplo, ação física ou química para tornar áspero, revestimento ou outros tratamentos adequados.

[0032] Em certas modalidades, pode ser preferido utilizar um meio neutramente flutuante ou um meio com uma gravidade específica mai- or do que cerca 1,0, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8 ou 2 ou mais. Nessas modalidades, o separador de placa paralela pode ser colocado acima da caldeira de clarificar de adsorção C ou até mesmo colocado ao lado da caldeira de clarificar de adsorção C.

[0033] Em operação, a água pré-tratada, tendo passado através do assentador de placa inclinada, entra no fundo da caldeira de clarificar de adsorção C e flui para cima através da base de meios onde os sólidos são removidos. A floculação de contato e a clarificação ocorrem à medida que as partículas coaguladas se movem através da base dos meios de adsorção e são retidas. O processo é melhorado pelo contato repetido com sólidos previamente presos. Taxas de carregamento hidráulico durante a operação são geralmente de cerca de 0,0041, 0,0082, 0,0123, 0,0164 lpm/cm2 a cerca de 0,0656, 0,0697, 0,0738, 0,0779, 0,0820, 0,1025, 0,1230, 0,1435, 0,1640, 0,1845 ou 0,2050 lpm/m2 (1, 2, 3 ou 4 gpm/pé2 a cerca de 16, 17, 18, 19, 20, 25, 30, 35, 40, 45 ou 50 ou mais gpm/pé2), de preferência de cerca de 0,0205, 0,0246, 0,0287, 0,0328, 0,0369, 0,0410 lpm/cm2 a cerca de 0,0451, 0,0492, 0,0533, 0,0574 ou 0,0615 lpm/cm2 (5, 6, 7, 8, 9 ou 10 gpm/pé2 a cerca de 11, 12, 13, 14 ou 15 gpm/pé2). Entretanto, em certas modalidades, taxas de carregamento maiores ou menores podem ser utilizadas. O limite superior da turvação influente para uma caldeira de clarificar de adsorção C independente é tipicamente cerca de 75 NTU, e o limite de cor é tipicamente cerca de 25 unidades de cor. Entretanto, níveis de turvação e limites de cor maiores podem ser tolerados, particularmente quando eles são de curta duração. Turvação tão alta quanto 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475 ou 500 NTU ou mais alta pode ser tipicamente tolerada por períodos até várias horas ou mais.

[0034] A caldeira de clarificar de adsorção C é tipicamente descarregada com água natural ou algum outro líquido e incorpora um siste- ma de limpeza com ar remover os sólidos capturados. A direção do fluxo de água durante o ciclo de descarga é preferivelmente na direção ascendente. Entretanto, direção descendente, para o lado ou uma descarga em outras direções pode também ser utilizada. A limpeza com ar expande e lava os meios para remover os sólidos aderidos. Embora controle manual da descarga e/ou sistemas de limpeza com ar possa ser utilizado, é geralmente preferido utilizar controles automáticos para monitorar a unidade e prover controle durante um ciclo de descarga. Dependendo das taxas de fluxo e tipos dos meios, reduções dos sólidos suspensos de cerca de 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65% ou menos a cerca de 95% ou mais podem ser atingidos em uma caldeira de clarificar de adsorção C. Tipicamente, a caldeira de clarificar de adsorção C remove de cerca de 70% ou 75% a cerca de 80%, 85% ou 90% dos sólidos influentes.

Separador de Placa Paralela [0035] Um dos componentes dos sistemas das modalidades preferidas é um separador de placa paralela. Os separadores de placa paralela provêem uma grande área de sedimentação para os sólidos suspensos em consideravelmente menos espaço do que as caldeiras de clarificar convencionais fazem. Os sistemas tipicamente variam na capacidade de 5, 10 ou 15 gpm a vários milhões de galões por dia, usando unidades múltiplas. Taxas de carregamento hidráulico, com base na área superficial do assentador, são tipicamente de cerca de 0,0002, 0,0004, 0,0008, 0,0012, 0,0016, 0,0020, 0,0024, 0,0028, 0,0032, 0,0036, 0,0041, 0,0049, 0,00574, 0,00574, 0,0065, 0,0073, 0,0082, 0,0092, 0,0102, 0,0112, 0,0123, 0,0133, 0,0143, 0,0153, 0,0164, 0,0174, 0,0184, 0,0194 ou 0,0205 litros por minuto por centímetro quadrado (lpm/cm2) (0,05, 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,0, 1,2, 1,4, 1,6, 1,8, 2, 2,25, 2,5, 2,75, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75 ou 5 galões por minuto por pé quadrado (gpm/ft2)) ou menos até tão alto quanto cerca de 0,0246, 0,0287, 0,0328, 0,0369, 0,0410, 0,0451, 0,0492, 0,0533, 0,0574, 0,0615, 0,0820, 0,1025, 0,1230, 0,1435, 0,1640, 0,1845, 0,2050 lpm/cm2 (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 gpm/ft2) ou mais.

[0036] O desempenho dos separadores de placa paralela é geralmente igual a ou melhor do que o aparelho de clarificação convencional, provendo vantagens distintas. Vantagens dos separadores de placa paralela incluem a utilização de espaço mínimo de piso e baixos custos de manutenção, instalação e capital. Separadores de placa paralela podem incluir assentadores de placa de lamela incorporando formações de placas planas paralelas, geralmente todas alinhadas em uma orientação única, com uma distância perpendicular entre as placas de cerca de 0,25, 0,51, 0,76, 1,01, 1,27 centímetros (0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5 polegadas) ou menos a cerca de 2,54, 5,1, 7,6, 10,1, 12,7, 15,2, 17,8, 20,3, 22,8, 25,4 centímetros (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 polegadas) ou mais. Outros tipos de separadores de placa paralela incluem assentadores de tubo, nos quais lâminas finas são dispostas em uma ou mais orientações, provendo trajetórias de fluxo que podem incluir uma ou mais mudanças de direção. As lâminas finas podem ser planas, corrugadas ou incorporar várias outras configurações de superfície. Outros dispositivos de clarificação utilizam lâminas de material que são usadas para prover área de superfície adicional para os sólidos sedimentarem, para modificar a trajetória de fluxo do líquido a ser clarificado ou ambos.

[0037] Em uma modalidade preferida, o separador de placa paralela consiste de um recipiente de aço ao carbono revestido com epóxi (ou um recipiente de um outro material adequado), placas paralelas de plástico reforçadas com fibra (FRP), bocais de entrada, saída e de sedimento, funil de coleta de sedimento, zona de distribuição e alimentação de afluente, pia de efluente e abertura de acesso no funil de sedi- mento. As placas são tipicamente inclinadas em um ângulo para melhorar a rápida sedimentação. De forma geral, o ângulo de inclinação é de cerca de 15, 20, 25, 30, 35, 40 ou 45 graus ou menos a cerca de 75, 80 ou 85 graus ou mais, de preferência de cerca de 50 ou 55 graus a cerca de 65 ou 70 graus, e mais preferivelmente ainda cerca de 60 graus. Todas as placas podem ser inclinadas no mesmo ângulo, ou placas diferentes podem ser inclinadas em ângulos diferentes. Da mesma forma, uma placa pode ser curvada, de modo a prover ângulos variados de inclinação em vários pontos na sua superfície.

[0038] As placas são tipicamente separadas por cerca de 1,27 centímetros a cerca de 15,2 centímetros (½ polegada a cerca de seis polegadas), de preferência cerca de 5,08 centímetros (duas polegadas) de separação. Taxas de carregamento hidráulico típicas variam de 0,0002, 0,0004, 0,0006, 0,0008 ou 0,0010 ou menos lpm/cm2 (0,05, 0,1, 0,15, 0,2 ou 0,25 ou menos gpm/pé2) da área efetiva para precipitados do tipo de hidróxido leve a 0,0012, 0,0016, 0,0020, 0,0024, 0,0028, 0,0032 ou 0,0036 lpm/m2 (0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8 ou 0,9 gpm/pé2) mais alta da área efetiva para clarificação da água de superfície. Taxas de carregamento maiores ou menores podem ser preferidas em certas modalidades. A área efetiva é definida como a área de superfície das placas inclinadas disponível para sedimentação.

[0039] O sistema pode ser configurado tal que os sólidos sedimentados são coletados no fundo do tanque, tendo sedimentado nas placas e tendo se movido para baixo das placas sob a influência da gravidade. Alternativamente, o assentador pode ser projetado de modo que o sedimento é coletado para o topo das placas permitindo um movimento de fluxo cruzado do sedimento através das placas para um sistema coletor de sedimento localizado em um lado do tanque. Com qualquer tipo de coletor de sedimento, provisão pode ser feita para coletar uma porção do sedimento e reciclá-lo para um ponto próximo da introdução do coagulante na água natural, ou algum outro ponto no sistema. Essa recirculação do floco pré-formado geralmente melhora a formação e o crescimento do floco que pode ser sedimentado.

[0040] Bacias de mistura e floculação instantâneas podem ser utilizadas em conjunto com o separador de placa paralela, especialmente se o sistema utiliza coagulantes e/ou floculantes. Acionamentos de flo-culador de velocidade variável são tipicamente utilizados nas bacias de floculação. Sistemas de pré-tratamento químico, sistemas de bom-beamento de sedimento, coberturas de tanque e revestimentos especiais também estão disponíveis. Tanques separados para rápida mistura e floculação podem ser providos se tempos de detenção específicos para aplicações específicas são desejáveis. Condições de mistura rápida podem também ser providas pelo uso de misturadores estáticos. Tempos de detenção longos para a mistura rápida e a floculação podem resultar em economia significativa no consumo químico e taxas de geração de sedimento e custo de disposição. O sistema mostrado na Figura 1 usa o volume em formato de funil imediatamente a montante do sistema assentador da placa como um volume de floculação. Se esse volume não é suficiente para pré-tratamento adequado, então volumes separados de floculação e rápida mistura podem ser providos a montante.

Sistema Integrado [0041] A Figura 1 representa um dispositivo de uma modalidade preferida. O dispositivo combina duas tecnologias para darificação da água: separação de placa paralela inclinada (separador de placa paralela inclinada) e darificação de adsorção (caldeira de clarificar de ad-sorção). Ambos os métodos são capazes de produzir água tratada de alta qualidade. Quando a turvação ou o conteúdo de sólidos da água é aumentado, entretanto, ambos têm desvantagens que causam um impacto negativo na sua eficiência de tratamento da água. A separação com o separador de placa paralela inclinada S geralmente exige área de placa projetada adicional por taxas de fluxo provida por mais placas, um ângulo de inclinação reduzido ou uma profundidade de placa maior de modo a produzir efluente com poucos sólidos suspensos e/ou turvação. As unidades da caldeira de clarificar de adsorção C geralmente exigem mais descarga e uma possível redução na taxa de fluxo quando os sólidos da água de alimentação são aumentados.

[0042] Pela combinação dos dois processos em um único sistema operado em série, uma água de alimentação com altos níveis de sólido pode ser tratada com eficiência melhorada. Nos dispositivos das modalidades preferidas, a porção do dispositivo direcionada para a separação com separador de placa paralela inclinada S reduz o nível de sólidos influentes tal que uma concentração de sólidos de baixa a normal é direcionada para a unidade da caldeira de clarificar de adsorção C. Concentrações normais de sólidos são tipicamente definidas como de cerca de 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ou 30 NTU, entretanto, em certas modalidades concentrações de sólidos maiores ou menores podem ser consideradas como normais, por exemplo, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 ou 19 NTU ou 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 ou 100 ou NTU mais alta. Como discutido acima, a caldeira de clarificar de adsorção C é capaz de lidar com até 300 NTU ou mais por períodos curtos de umas poucas horas ou menos.

[0043] Em certas modalidades, um sistema de reciclo de sedimento é incorporado dentro do sistema para retornar os sólidos da área da placa de sedimentação para o fluxo da água influente. Lá, o contado dos sólidos adicionais é provido, o que estimula um sólido mais facilmente sedimentado para a separação com separador de placa paralela inclinada S.

[0044] A disposição do separador de placa paralela inclinada S e caldeira de clarificar de adsorção C em uma configuração empilhada é representada na Figura 1. No desenho, um tanque de contato 1 provendo cerca de 1, 1,5 ou 2 minutos ou menos a 2,5, 3, 3,5 ou 4 minutos ou mais de tempo de coagulação/floculação fica situado antes da entrada para a câmara contendo o separador de placa paralela inclinada S e caldeira de clarificar de adsorção C. O tanque de contato 1 pode ser expandido ou eliminado, dependendo das condições específicas do local. As Figuras 2 até 5 representam várias configurações do aparelho das modalidades preferidas, incluindo uma configuração incluindo uma grade de ar inferior 2, conexão de resíduo inferior 4 e tanque de contato 1 (Figura 2), uma configuração incluindo uma grade de ar superior, conexão de resíduo inferior 4 e tanque de contato 1 (Figura 3), uma configuração incluindo uma grade de ar inferior 2 e conexão de resíduo inferior 4, mas sem tanque de contato 1 (Figura 4) e uma configuração incluindo uma grade de ar inferior 2, mas sem tanque de contato 1 ou conexão de resíduo inferior 4 (Figura 5).

[0045] Outras configurações podem também ser utilizadas, dependendo da aplicação particular e outras exigências do sistema. Por exemplo, a disposição do separador de placa paralela inclinada S e caldeira de clarificar de adsorção C em uma configuração lado a lado é particularmente preferida. Uma tal configuração lado a lado, incluindo um separador de placa inclinada, uma bomba entre estágios, uma caldeira de clarificar de adsorção C, um tubo de distribuição de coleta de água e um filtro de membrana é ilustrada na Figura 6. No sistema representado na Figura 6, a água flui para cima através do assentador de placa inclinada, até através da caldeira de clarificar de adsorção C e para baixo através do filtro de membrana.

[0046] Uma seção de filtro pode também seguir a caldeira de clarificar de adsorção C em uma unidade de tratamento acondicionada. O filtro pode incluir um filtro de meios contendo uma base de areia, an- tracito, carbono ativado granular, areia verde de manganês, qualquer um dos meios previamente listados revestidos com hidróxido de manganês, qualquer combinação desses meios particulares, ou qualquer outro granular adequado ou outros meios de filtragem. O filtro pode funcionar primariamente como uma adsorção ou contator de troca iô-nica, em cujo caso os meios podem incluir carbono ativado granular, hidróxido férrico granular, alumina ativada, resina de troca iônica ou quaisquer outros meios de adsorção adequados.

[0047] O filtro pode também incluir um filtro de membrana. O filtro de membrana pode incluir uma membrana submersa, na qual os elementos de membrana são imersos em um tanque durante a filtragem e o fluxo do filtrado é conduzido pelo diferencial de pressão entre o líquido do tanque e o lado do filtrado da membrana. Esse diferencial de pressão pode se elevar somente devido à gravidade, ou pode ser ampliado pela sucção provida por uma bomba de filtrado, por uma pressão positiva provida no tanque ou por qualquer combinação desses. O filtro de membrana pode também incluir um sistema de membrana pressurizado, onde os módulos da membrana são envolvidos nos alojamentos, cada alojamento contendo um ou mais módulos de membrana. Filtros de membrana pressurizados são geralmente operados com a pressão provida por uma bomba de alimentação, mas a força de acionamento pode também ser provida pela gravidade, pela sucção da bomba ou por qualquer combinação desses métodos.

[0048] Qualquer sistema de filtro de membrana adequado pode ser utilizado com os sistemas de separador de placa paralela e de caldeira de clarificar de adsorção C das modalidades preferidas, mas particularmente os sistemas preferidos utilizam um sistema de microfiltra-gem contínua (CMF-S) ou um sistema de filtragem com biorreator de membrana (MBR).

[0049] Tais sistemas de filtragem de membrana são projetados para puxar o filtrado de um reservatório do substrato de líquido pelo uso de fibras ocas microporosas imersas dentro do substrato. As fibras podem ser orientadas em qualquer orientação adequada; entretanto, uma orientação vertical é particularmente preferida para facilidade e eficiência de fabricação, operação e manutenção. As Figuras 7, 8 e 9 ilustram projetos preferidos para sistemas de filtragem representativos. As figuras mostram uma unidade de filtragem em "trevo" compreendendo quatro submódulos. Tipicamente, uma pluralidade de tais unidades de filtragem, mais comumente em uma "prateleira" linear, é imersa no reservatório do substrato. As unidades de filtragem ilustradas incluem um subtubo de distribuição de filtrado (não mostrado) e um subtubo de distribuição de substrato de ar/líquido, que recebem as extremidades superior e inferior, respectiva mente, dos quatro submódulos.

[0050] Cada subtubo de distribuição inclui quatro encaixes circulares ou áreas de recepção, cada uma das quais recebe uma extremidade de um dos submódulos. Cada submódulo é estrutural mente definido por um pote cilíndrico superior (não mostrado) e um pote cilíndrico inferior. Nas modalidades preferidas, uma gaiola (não mostrada) conecta os potes superior e inferior e prende as fibras. Alternativamente, um ou mais anéis, laços ou outras estruturas podem também ser utilizadas para prender as fibras, ou as fibras ficam soltas. No lugar de uma configuração de gaiola, varetas podem ser utilizadas para conectar os potes superior e inferior, ou outras disposições podem ser utilizadas. Os potes firmam as extremidades das fibras ocas no módulo MBR e podem ser formados de um material resinoso, polimérico ou outro adequado. As extremidades da gaiola ou de outro elemento de sustentação, se utilizado, são preferivelmente fixadas nas superfícies externas dos potes. Cada pote e extremidade associada da gaiola são recebidos juntos dentro de um dos encaixes circulares de cada subtu- bo de distribuição. Os subtubos de distribuição e potes dos submódu-los são acoplados juntos com o auxílio de grampos circulares, vedações de anel em O ou semelhantes.

[0051] Cada submódulo preferivelmente inclui fibras dispostas verticalmente entre o seu porte superior e inferior. As fibras preferivelmente têm um comprimento um tanto mais longo do que a distância entre os potes, tal que as fibras podem se mover lateralmente. Dependendo da aplicação, o comprimento das fibras pode ser ajustado para prover vários graus de folga. Quando movimento reduzido das fibras é desejado, uma gaiola pode ser utilizada para circundar firmemente as fibras do submódulo de modo que, em operação, as fibras externas tocam a gaiola, e o movimento lateral das fibras é restrito pela gaiola. Os lú-mens das extremidades inferiores das fibras são tipicamente reduzidos dentro do pote inferior, enquanto as extremidades superiores das fibras não são reduzidas, permitindo a remoção do filtrado dos lúmens das membranas com a aplicação de uma pressão transmembrana.

[0052] Durante a filtragem, um substrato de líquido é introduzido para dentro da região das fibras ocas, entre os potes superior e inferior. Uma bomba (não mostrada) pode ser utilizada para aplicar sucção no tubo de distribuição do filtrado, criando um diferencial de pressão através das paredes das fibras, fazendo com que o filtrado passe do substrato para dentro dos lúmens das fibras. O filtrado flui para cima através dos lúmens da fibra para dentro do subtubo de distribuição do filtrado, através do tubo de retirada do filtrado e para cima para dentro do tubo de distribuição do filtrado para ser coletado fora de um reservatório. Para aplicações onde a aeração do substrato é desejada, o pote inferior pode incluir uma pluralidade de furos, fendas ou passagens se estendendo da sua face inferior para sua face superior, de modo que uma mistura das bolhas de ar e substrato líquido no subtubo de distribuição de substrato de ar/líquido pode fluir para cima através do pote inferior para ser descarregada entre as extremidades inferiores das fibras. Alternativamente, o ar pode ser injetado para dentro da região circundando as membranas por meio de tubos, lâminas perfuradas ou semelhante separados do pote inferior.

[0053] Em uma modalidade, o sistema inclui um tubo de distribuição de ar perto das bases das unidades de filtragem, como representado na Figura 10. O tubo de distribuição de ar pode incluir um conduto de ar horizontal um pouco acima dos subtubos de distribuição de ar. O conduto de ar horizontal pode utilizar conexões inferiores para superfícies superiores centrais dos subtubos de distribuição de ar, as conexões inferiores suprindo ar para os subtubos de distribuição de ar. Cada subtubo de distribuição de ar propaga o ar para as faces inferiores dos quatro potes inferiores da unidade de filtragem, o ar então fluindo para cima através de furos ou passagens nos potes inferiores. Um ou mais conta-gotas de ar verticais podem ser utilizados entre as unidades de filtragem para organizar o ar de cima do tanque para baixo para o tubo de distribuição de ar horizontal.

[0054] O subtubo de distribuição de filtrado pode ser conectado em um tubo de retirada de filtrado verticalmente orientado que por sua vez se conecta em um tubo de distribuição de filtrado (não mostrado) que recebe o filtrado de todas as unidades de filtragem (tal como a unidade de trevo ilustrada) de uma prateleira. O tubo de retirada de filtrado fica em comunicação de fluido com as faces superiores dos potes superiores dos submódulos, de modo que o filtrado pode ser removido através do tubo de retirada. Além disso, o sistema pode incluir uma linha de ar que injeta ar para dentro da margem aberta sob o subtubo de distribuição de substrato de ar/líquido. A linha de ar pode injetar ar através do topo do subtubo de distribuição de substrato de ar/líquido e para dentro da margem aberta, ou alternativamente a linha de ar pode ser integrada com a linha provendo substrato líquido para mistura de jato. Embora tais modalidades sejam particularmente preferidas, outras disposições podem também ser utilizadas, como será verificado por alguém versado na técnica.

[0055] É desejável prover alimentações químicas adicionais para o sistema entre cada estágio de separação. Isso permite que um ambiente químico diferente seja criado em cada estágio de separação, dessa maneira melhorando ou otimizando o desempenho de cada estágio. Além do mais, as condições de remoção para contaminantes diferentes podem ser otimizadas em cada estágio. Por exemplo, se ferro, manganês e alumínio devem ser removidos no sistema, a água natural pode ser arejada para formar floco de hidróxido férrico. O pH na caldeira de clarificar pode ser ajustado para cerca de pH 6,5 para minimizar a solubilidade do alumínio e dessa maneira atingir máxima remoção de alumínio através do assentador de placa e estágios clarificados de adsorção. Uma substância química oxidante pode ser adicionada para oxidar o óxido de manganês, e o pH no sistema de filtro pode ser ajustado para acima do pH 8,0. Um polímero pode ser adicionado no efluente da caldeira de clarificar de adsorção C para maximizar a captura de manganês na seção do filtro, que preferivelmente utiliza meios revestidos com óxido de manganês. Outros pH’s podem ser preferidos se contaminantes diferentes estão presentes.

[0056] Substâncias químicas podem também ser adicionadas para melhorar o desempenho de separação de cada estágio, ou para otimizar o desempenho geral do sistema. Por exemplo, o transporte de polímero não reagido das caldeiras de clarificar de adsorção ou outros tipos de caldeiras de clarificar é conhecido para produzir rápido desenvolvimento de perda na altura de carga nos sistemas de filtro de meios e rápido entupimento dos sistemas de filtro de membrana. Uma substância química pode ser adicionada no efluente da caldeira de clarificar de adsorção C para reagir com ou destruir um pouco ou todo esse transporte de polímero, A substância química pode ser uma espécie carregada com carga oposta ao polímero, um oxidante, um sólido ou colóide finamente dividido ou outra substância química adequada. Lavagem de retorno [0057] Em certas modalidades preferidas, uma lavagem de retorno é conduzida para limpar os meios de filtragem. É geralmente preferido combinar ar e água simultaneamente pela duração da lavagem de retorno, A lavagem combinada com ar e água provê uma ação de limpeza vigorosa para limpar os meios, durante o que todos os meios de filtro são levantados para a superfície da base por uma ação de bom-beamento de levantamento/ar. A água da lavagem de retomo altamente agitada estimula conluios intensos dos grãos dos meios para efetivamente separar e desalojar os sólidos aderidos do fundo da base para o topo, onde eles são removidos. A ação de limpeza combinada de ar e água é efetiva em taxas de subfluidificação, reduzindo o volume de água de lavagem de retorno exigida e o volume de resíduo de lavagem de retorno produzido. Defletores de calha de lavagem especial-mente projetados podem ser utilizados opcionalmente para eliminar a perda dos meios. O desempenho de limpeza superior dos métodos de lavagem de retorno das modalidades preferidas minimiza o entupimento químico e biológico dos meios de filtro, eliminando a necessidade de limpeza química cara ou a substituição dos meios.

[0058] Vantagens do método de lavagem de retorno podem incluir maior energia de limpeza, desempenho de limpeza superior, funcionamentos mais longos do filtro, taxas de uso de água de lavagem de retorno significativamente menores, custos de operação menores, flexibilidade na seleção dos meios tal como a capacidade de usar meios maiores, eliminação da necessidade de sistemas de limpeza química adicionais e custos reduzidos de bombeamento e canalização.

[0059] Em um processo de lavagem de retorno preferido, uma etapa de escoamento em declive é seguida por uma etapa de limpeza com ar. Depois da etapa de limpeza com ar, é conduzida uma etapa onde a limpeza com ar é provida em combinação com a água com baixa taxa. A limpeza com ar é então terminada, e a água com baixa taxa é provida por um período de tempo, depois do que a taxa aumenta para a taxa de água de alta taxa. A duração preferida para a etapa de escoamento em declive é tipicamente de cerca de 0,25, 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3 ou 3,5 minutos ou menos a cerca de 4,5, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5 ou 10 minutos ou mais, de preferência cerca de 4 minutos. A duração preferida da limpeza com ar somente é de cerca de 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,25, 1,5, 1,75, 2, 2,25, 2,5, ou 2,75 minutos ou menos a cerca de 3,25, 2,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 8, 9 ou 10 minutos, de preferência cerca de 3 minutos. A duração preferida da etapa de limpeza com ar e de água com baixa taxa é cerca de 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1,25, 1,5 ou 1,75 minutos ou menos a cerca de 2,25, 2,5, 2,75, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,5, 5, 5,5, 6, 7, 8, 9 ou 10 minutos ou mais, de preferência cerca de 2 minutos ou menos. A taxa de água é preferivelmente aumentada acima de cerca de 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4, 4,5, 5, 5,5, 6 ou 6,5 minutos ou menos a cerca de 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20 minutos ou mais, de preferência acima de cerca de 7 minutos, para a taxa de água de alta taxa. O tempo de lavagem de retorno total é preferivelmente de cerca de 5 ou 10 minutos ou menos a cerca de 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 ou 60 minutos ou mais, de preferência cerca de 11, 12, 13, 14, 15, 16 ou 17 minutos a cerca de 19, 20, 21, 22, 23 ou 24 minutos, e mais preferivelmente cerca de 18 minutos.

[0060] Em um outro método de lavagem de retorno preferido, a limpeza com ar e água de baixa taxa são providas por cerca de 0,25, 0,5, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4,5, 5, 5,5, 6, 6,5, 7 ou 7,5 minutos ou menos a cerca de 8,5, 9, 9,5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20 minutos ou mais, de preferência cerca de 8 minutos. A seguir, a limpeza com ar é terminada e a taxa de água é aumentada até a taxa de água de alta taxa acima de cerca de 0,25, 0,5, 0,75, 1, 1,5, 2, 2,5, 3, 3,5, 4 ou 4,5 minutos ou menos a cerca de 5,5, 6 ou 6,5, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20 minutos ou mais, preferivelmente acima de cerca de 5 minutos, para a taxa de água de alta taxa. O tempo de lavagem de retorno total para esse método é preferivelmente de cerca de sete minutos a cerca de vinte minutos, mais preferivelmente cerca de treze minutos.

[0061] Embora geralmente seja preferido utilizar limpeza com ar e água simultânea para pelo menos uma porção do ciclo de lavagem de retorno, outros métodos de lavagem de retorno podem também ser utilizados que utilizam várias combinações das etapas de limpeza com ar e/ou água, conduzidas simultânea ou separadamente, em taxas diferentes, e por durações diferentes, como adequado para os meios de filtragem particulares e a configuração de sistema utilizada.

Limpeza da caldeira de clarificar [0062] A limpeza do sistema de caldeira de clarificar é preferivelmente realizada de acordo com qualquer um dos dois métodos seguintes. Método 1 [0063] O método 1 utiliza uma etapa de limpeza com ar e uma descarga de líquido para limpar o sistema de caldeira de clarificar, seguido pela remoção dos sólidos desalojados. Quando a perda na altura de carga através da caldeira de clarificar alcança um ponto preesta-belecido, ou a duração de tempo foi excedida, a caldeira de clarificar é tirada fora da linha para remover os sólidos acumulados. O fluxo influente é interrompido e uma limpeza com ar é iniciada. A limpeza com ar pode ser conduzida intermitente ou continuamente. Se conduzida in- termitentemente, é geralmente preferido que a limpeza com ar seja conduzida em ciclos de cerca de 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 ou 2 minutos a cerca de 2,25, 2,5, 2,75, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15 minutos de ar ativado seguido por cerca de 0,1, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6, 0,7, 0,8, 0,9, 1, 1,1, 1,2, 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9 ou 2 minutos a cerca de 2,25, 2,5, 2,75, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 7,5, 8, 8,5, 9, 9,5, 10, 11, 12, 13, 14 ou 15 minutos de ar desligado (ou ar em uma taxa de fluxo menor, por exemplo, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35%, 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 5% ou menos da taxa de fluxo maior, ou com ar ativado). A aeração pode ser provida onde o ar fica na forma de bolhas de tamanhos uniformes, ou uma combinação de tamanhos diferentes de bolha pode ser utilizada, por exemplo, bolhas grossas e/ou bolhas finas. Ciclos regulares ou irregulares (nos quais os tempos de ar ativado e ar desligado variam) podem ser utilizados, como podem ciclos senoidais, triangulares ou de outros tipos, onde a taxa de ar não é variada em um modo descontínuo, mas ao invés disso em um modo gradual, em uma taxa preferida ou taxa variada. Parâmetros de ciclo diferentes podem ser combinados e variados, como adequado.

[0064] A taxa de fluxo do ar provida para a caldeira de clarificar durante a limpeza com ar pode variar dependendo do projeto do sistema, mas geralmente de cerca de 0,30 ou menos a cerca de 915, 1220, 1525, 1830, 2135, 2440, 2745, 3050 ou mais centímetros cúbicos padrões por minuto por centímetro quadrado (pcm3/m/cm2) (0,01 ou menos a cerca de 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 ou mais pés cúbicos padrões por minuto por pé quadrado (scfm/pés2)) é utilizado, de preferência de cerca de 1,52, 3,05, 15,25, 30,50, 61,00, 91,50, 122,00, 152,50 pcm3/m/cm2 a cerca de 183,00, 213,50, 244,00, 274,50, 305.00, 335,50, 366,00, 396,50, 427,00, 457,50, 488,00, 518,50, 549.00, 579,50, 610,00 pcm3/m/cm2 (0,05, 0,1, 0,5, 1, 2, 3, 4 ou 5 scfm/pés2 a cerca de 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ou 20 scfm/pés2). Embora ar seja geralmente preferido para uso no processo de limpeza com ar, qualquer gás ou mistura de gases adequada pode ser utilizada. Geralmente, a limpeza com ar é iniciada depois de uma perda na altura de carga de cerca de 60,96 a 121,92 cm (dois pés a cerca de quatro pés), ou depois da operação do dispositivo de cerca de 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 horas a cerca de 10, 11, 12, 13 ou 14 horas. Entretanto, em certas modalidades, pode ser preferido iniciar a limpeza com ar em uma perda na altura de carga maior do que 121,92 cm (quatro pés) ou menor do que 60,96 cm (dois pés), ou depois de uma duração de operação mais longa ou mais curta. A quantidade de sólidos na água a ser tratada pode causar impacto na freqüência da limpeza com ar desejada. De forma geral, quanto mais sólidos presentes, maior a freqüência da limpeza com ar preferida para uma ótima eficiência de filtragem.

[0065] O sistema de suporte para o separador de placa paralela inclinada S tipicamente incorpora uma grade de difusão de ar. Ar, ou um outro gás adequado, passa através do separador de placa paralela inclinada S e para cima através dos meios da caldeira de clarificar de adsorção C. O ar desaloja os sólidos acumulados no separador de placa paralela inclinada S e expande os meios da caldeira de clarificar de adsorção C para permitir a remoção dos sólidos capturados. Os meios da caldeira de clarificar de adsorção C podem expandir para dentro da seção do separador de placa paralela inclinada S para prover limpeza adicional das placas.

[0066] A agitação somente do ar ocorre por um período de tempo (tipicamente de cerca de 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 45, 50 ou 55 segundos a cerca de 5,5, 6, 6,5, 7, 8,5, 9, 9,5 ou 10 ou mais minutos, de preferência de cerca de um minuto a cerca de 1,25, 1,5, 1,75, 2, 2,25, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75 ou 5 minutos) antes de uma descarga de água natural ou descarga de outro líquido adequado para cima através da unidade. A comporta de passagem é então aberta para permitir que os sólidos sejam descarregados para resíduos através da calha de resíduo e canalização. A limpeza com ar e descarga com água tipicamente continuam por cerca de menos do que cerca de 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 45, 50 ou 55 segundos a cerca de 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 ou 60 ou mais minutos, de preferência de cerca de 1 minuto a cerca de 1,25, 1,5, 1,75, 2, 2,25, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75, 5, 5,5, 6, 6,5, 7, 8,5, 9, 9,5 ou 10 minutos. O ar é então descontinuado e uma descarga somente com água continua por cerca de menos do que cerca de 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 45, 50 ou 55 segundos a cerca de 5,5, 6, 6,5, 7, 8,5, 9, 9,5, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25 ou 30 ou mais minutos, de preferência de cerca de 1 minuto a cerca de 1,25, 1,5, 1,75, 2, 2,25, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75 ou 5 minutos. No fim do ciclo, a comporta de passagem é fechada e o fluxo tratado é enviado para o efluente. Além dos métodos da limpeza com ar e descarga com água discutidos acima, a limpeza química pode também ser utilizada. Método 2 [0067] O método 2 utiliza uma etapa de limpeza com ar para limpar o sistema da caldeira de clarificar, seguido pela remoção dos sólidos desalojados. Quando a perda na altura de carga através da caldeira de clarificar alcança um ponto preestabelecido, ou a duração de tempo tiver sido excedida, a caldeira de clarificar é tirada fora da linha para remover os sólidos acumulados. O fluxo influente é interrompido e uma limpeza com ar é iniciada. A limpeza com ar pode ser conduzida intermitente ou continuamente, como descrito acima em relação ao Método 1. O sistema de suporte pode ser configurado como descrito acima em relação ao Método 1.

[0068] A agitação somente com ar ocorre por um período de tempo (geralmente de cerca de 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 45, 50 ou 55 segundos a cerca de 5,5, 6, 6,5, 7, 8,5, 9, 9,5 ou 10 ou mais minutos, de preferência de cerca de um minuto a cerca de 1,25, 1,5, 1,75, 2, 2,25, 3, 3,25, 3,5, 3,75, 4, 4,25, 4,5, 4,75 ou 5 minutos), depois do que o cano de resíduo no fundo da caldeira de clarificar é aberto e os sólidos na caldeira de clarificar são descarregados em resíduo do fundo do tanque. A limpeza com ar é então descontinuada antes que os meios sejam perdidos em resíduos. Depois que o escoamento em declive está completo, o tanque é reabastecido.

[0069] Em certas modalidades preferidas, um módulo de desinfec-ção pode ser incorporado no sistema a jusante do filtro e esse pode incorporar radiação ultravioleta ou um desinfetante químico tal como cloro. Ambas a desinfecção com ultravioleta e química podem ser usadas em alguns casos. A incorporação de um módulo de desinfecção é particularmente útil nas aplicações de tratamento de água potável municipal porque ela permite que o sistema seja creditado com eficiência muito elevada na desativação dos patogêneos.

[0070] Sistemas e métodos relacionados com as modalidades preferidas são descritos no Pedido Provisório U.S. co-pendente N° 60/556.141, depositado em 24 de março de 2004. Todas as referências citadas aqui são incorporadas aqui por referência na sua integridade, e são por meio disso tornadas uma parte desse relatório descritivo. Até a extensão que as publicações e patentes ou pedidos de patentes incorporados por referência contradigam a descrição contida no relatório descritivo, o relatório descritivo é planejado para suplantar e/ou tomar precedência sobre qualquer tal material contraditório.

[0071] O termo "compreendendo" como usado aqui é sinônimo de "incluindo", "contendo" ou "caracterizado por", e é inclusivo ou aberto e não exclui adicional, não citado, elementos ou etapas de método.

[0072] Todos os números que expressam quantidades de ingredientes, condições de reação e assim por diante usados no relatório descritivo e reivindicações devem ser entendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo "cerca de". Dessa maneira, a menos que indicado ao contrário, os parâmetros numéricos apresentados no relatório descritivo e reivindicações anexas são aproximações que podem variar dependendo das propriedades desejadas buscadas para ser obtidas pela presente invenção. No mínimo, e não como uma tentativa para limitar a aplicação da doutrina de equivalentes ao escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deve ser interpretado à luz do número de dígitos significativos e aproximações de arredondamento ordinárias.

[0073] A descrição acima descreve vários métodos e materiais da presente invenção. Essa invenção é suscetível a modificações nos métodos e materiais, bem como alterações nos métodos de fabricação e aparelho. Tais modificações se tornarão evidentes para esses versados na técnica a partir de uma consideração dessa descrição ou prática da invenção descrita aqui. Conseqüentemente, não é planejado que essa invenção seja limitada às modalidades específicas reveladas aqui, mas que ela cubra todas as modificações e alternativas que surjam dentro do escopo verdadeiro e espírito da invenção como personificado nas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Aparelho para filtragem de um líquido contendo sólidos, o aparelho compreendendo: um separador de placa paralela inclinada (S), e uma caldeira de clarificar de adsorção (C), onde o separador de placa paralela inclinada (S) e a caldeira de clarificar de adsorção (C) estão em uma configuração empilhada, onde a caldeira de clarificar de adsorção (C) está situada acima do separador de placa paralela inclinada (S), ou em uma configuração lado-a-lado, e onde o aparelho é configurado para prover um caminho de fluxo de líquido tal que o líquido contendo sólidos entra primeiro no separador de placa paralela inclinada (S), a seguir o líquido, do qual uma porção dos sólidos foi removida, entra na caldeira de clarificar de adsorção (C), e caracterizado pelo fato de que, o dito aparelho compreende ainda uma grade de difusão de ar (4) posicionada no caminho de fluxo de líquido entre o separador de placa inclinada (S) e a caldeira de clarificar de adsorção (C).

2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um tanque de contato (1), onde o tanque de contato (1) fica a montante da entrada para uma câmara contendo o separador de placa paralela inclinada (S).

3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um filtro (6) situado a jusante da caldeira de clarificar de adsorção (C).

4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende um filtro (6) situado a jusante do separador de placa paralela inclinada (S).

5.

Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que compreende um filtro de membrana (6) de fibra oca porosa.