BRPI0620272A2 - sistema e método para a renovação de água de processo - Google Patents

Abstract

SISTEMA E MéTODO PARA A RENOVAçãO DE áGUA DE PROCESSO. A presente invenção refere-se a um sistema para renovar água de processo, particularmente, para renovar água de processo durante a fabricação de papel. O referido sistema compreende pelo menos uma unidade de renovação de água de processo, sendo que pelo menos uma das unidades de renovação de água de processo compreende reator anaeróbico misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como uma unidade de elimi nação de cal. Além disso um método para renovar água de processo, particularmente, durante a fabricação de papel, compreende pelo menos uma etapa de renovação de água de processo, na qual pelo menos uma parte da água de processo, alimentada continuamente à etapa de renovação de água de processo, é submetida a uma etapa de purificação em um reator anaeróbico que está misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como a uma etapa de descalcificação.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SISTEMA E MÉTODO PARA A RENOVAÇÃO DE ÁGUA DE PROCESSO".

A presente invenção refere-se a um sistema para o tratamento de água de processo, particularmente, para o tratamento de água de pro- cesso na fabricação de papel, sendo que o sistema inclui pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo. A presente invenção refere-se ainda a um método para o tratamento de água de processo, em particular para o tratamento de água de processo na fabricação de papel.

Uma preparação de água de processo é particularmente neces- sária em diversas áreas técnicas, em casos nos quais a água de processo é guiada no circuito no sistema correspondente, para evitar um enriquecimento de água de processo com substâncias interferentes. Isso também se aplica, particularmente, à água de processo na fabricação de papel, tanto na fabri- cação de papel de fibras novas como, particularmente, na fabricação de pa- peI de papel recuperado.

Ao longo de décadas passadas, papel tem sido crescentemente obtido de papel recuperado para baixar o consumo de energia na fabricação de papel e, particularmente, para reduzir o consumo de recursos naturais. Enquanto cerca dé 2,2 toneladas métricas (tonelada de 1.000 kg) de madei- ra são necessárias para a fabricação de uma tonelada de papel de fibra pri- mária, as necessidades de madeira na reciclagem de papel podem ser dra- maticamente baixadas ou reduzidas para zero, na dependência da propor- ção de fibras secundárias que se originam de papel recuperado, com relação à quantidade total de fibras no papel reciclado. Além disso, apenas metade da energia e apenas um terço da água fresca são necessárias na fabricação de papel reciclado, em comparação com a fabricação de papel de fibras pri- márias. A qualidade do papel reciclado, não obstante, atualmente é tão alta quanto a de papéis de fibras primárias, no que refere-se à durabilidade da tinta, desempenho de impressão, grau de brancura e resistência ao envelhe- cimento.

Na fabricação de papel de papel recuperado, o papel recuperado é primeiramente misturado com água e triturado em um despolpador ou máquina de despolpar, enquanto é agitado e misturado para dissolver as composições de fibras individuais. Subseqüentemente, dá-se uma limpeza das fibras, para remover corpos estranhos não fibrosos da polpa fibrosa, an- tes de as fibras serem opcionalmente branqueadas, e, finalmente, são pro- cessadas para papel em uma máquina de produzir papel, opcionalmente, depois da adição de uma pequena proporção de fibras primárias. Um siste- ma correspondente conseqüentemente inclui um aparelho para o tratamento de papel recuperado e uma máquina de produzir papel, sendo que o apare- lho de tratamento de papel recuperado compreende uma unidade de desfi- bragem de papel recuperado, isto é, uma despolpadora, na qual água de processo é alimentada ao papel recuperado para a redução à polpa e tritura- ção das fibras, um aparelho de classificação para a remoção de impurezas e uma unidade de espessamento da polpa para a remoção de água de pro- cesso. Também é conhecido prever dois ou mais aparelhos ou estágios de tratamento de papel recuperado, os chamados circuitos, no sistema, para aumentar a qualidade das fibras tratadas do papel recuperado. Cada circuito do aparelho de tratamento de papel recuperado e a máquina de produzir papel correspondente incluem, de preferência, suas próprias unidades de tratamento de água de processo, sendo que as unidades de tratamento de água de processo individuais são capazes de ser desacopladas uma da oura por uma unidade de espessamento da polpa disposta entre os circuitos indi- viduais.

Para poder guiar a água de processo em cada volta no circuito e, desse modo, poder minimizar a adição de água fresca, a água de proces- so tem de ser purificada até um grau necessário nas unidades de tratamento de água de processo individuais. Para esse fim, as unidades de tratamento de água de processo individuais geralmente incluem uma unidade de recu- peração de material e/ou uma unidade de remoção de material, na quais fibras contidas na água de processo são separadas mecanicamente da água de processo, a ser reconduzida, no todo ou em parte, ao aparelho de trata- mento de papel recuperado. Essas unidades de recuperação de material ou unidades de remoção de material normalmente são configuradas como sis- temas de peneiramento e/ou flutuação sob descarga de pressão (flutuação sob ar dissolvido).

Um sistema para a fabricação de papel de papel recuperado é conhecido do documento DE 40 42 224 A1, que inclui um aparelho de trata- mento de papel recuperado, que compreende um circuito, bem como uma máquina de produzir papel. O aparelho de tratamento de papel recuperado inclui uma despolpadora, na qual o papel recuperado é introduzido e é mistu- rado com água de processo para reduzir a polpa o papel usado, um estágio de classificação, que está previsto a jusante da despolpadora e no qual im- purezas são separadas da polpa suspensa fabricada na despolpadora, uma unidade de espessamento, para remover a água de processo tanto quanto possível da polpa suspensa, bem como uma unidade de tratamento de água de processo, para purificar a água de processo. A unidade de tratamento de água de processo, por sua vez, compreende, substancialmente, um aparelho de pré-purificação, um estágio de purificação anaeróbico, que inclui, por e- xemplo, um reator de ÜASB, bem como um estágio de purificação aeróbico. A água de processo purificada na unidade de tratamento de água de proces- so pode ser descarregada como águas residuais ou, de acordo com uma outra modalidade, pode ser reconduzida, em parte, à despolpadora como água de redução a polpa, e em parte, à máquina de produzir papel, sendo que, nesse caso, uma corrente parcial de água branca é adicionada à água de processo guiada através da unidade de tratamento de água do aparelho de tratamento de papel recuperado.

Os circuitos de água de processo da máquina de produzir papel e da unidade de tratamento de água não são, desse modo, desacoplados completamente um do outro nesse sistema, de modo que a qualidade da água de processo na máquina de produzir papel e a qualidade da água de processo no aparelho de tratamento de papel recuperado não podem ser controladas eficientemente e independentemente uma da outra. Uma outra desvantagem da modalidade citada por último é que é adotada uma alta du- reza da água na água de processo, devido à guia de circuito parcial e essa dureza da água pode perturbar a operação do reator de UASB anaeróbico. É sabido que microorganismos são usados em reatores anaeróbicos, para cuja função é importante que tenham um peso específico definido, para serem capazes de subir para a parte superior no reator, para separar o biogás for- mado em um separador de gás durante a degradação dos compostos orgâ- nicos da água de processo, devido ao biogás que é formado nesse processo e que adere aos péletes de microorganismos. Depois da separação do bio- gás, o peso especifico pode, particularmente, não se tornar tão grande para que os péletes de microorganismos caiam para o fundo do reator, uma vez que, de outro modo, não participam mais do processo de purificação, Porém, devido à sua estrutura e tamanho, os microorganismos agem como núcleos de cristalização para depósitos de cal, de modo que cal é depositada sobre os péletes de microorganismos a uma dureza de água específica e a valores de pH correspondentes, sendo que esses depósitos resultam em uma mu- dança incalculável no peso específico dos péletes, de modo que eles não assumem mais sua função. A atividade metabólica dos microorganismos anaeróbicos também causa uma mudança no balanço de cal/dióxido de car- bono, devido à geração de carbonato de hidrogênio (HCO3), entre outras coisas, que estimula, adicionalmente, a precipitação de cal sobre os péletes de microorganismos. A fim de garantir a função dos micropéletes, apesar da precipitação de cal sobre as mesmas, as quantidades de recirculação no reator anaeróbico têm de ser aumentadas, para manter os péletes em sus- pensão no reator, apesar de seu peso específico maior. No entanto, a quan- tidade de recirculação está sujeita a limites pela capacidade hidráulica dos separadores, por um lado, e pela necessidade de manter laminar a corrente no reator, por outro lado. Além disso, quantidades de recirculação maiores causam o escapamento de dióxido de carbono e, desse modo, uma mudan- ça adicional do balanço de cal/dióxido de carbono na direção de precipitação de cal, devido aos gradientes de pressão que se formam no lado da sucção e da pressão da bomba na linha de recirculação.

É, portanto, objetivo da presente invenção, pôr à disposição um sistema para o tratamento de água de processo, bem como um método cor- respondente, no qual a água de processo é purificada eficientemente, sendo que, particularmente, a dureza da água e a qualidade da água de processo podem ser controladas diretamente e que também é particularmente apro- priado para o tratamento de água de processo com uma alta dureza de á- gua, tal como água de processo em um sistema para a fabricação de papel de papel recuperado. A água tratada deve ser, particularmente, purificada, de modo que uma perturbação da operação de um reator aeróbico, devido a fenômenos de precipitação de cal, pode ser evitada com segurança.

Esse objetivo é satisfeito de acordo com a invenção por um sis- tema de acordo com a reivindicação 1 e, particularmente, por um sistema que inclui pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo, sendo que pelo menos uma das unidades de tratamento de água de proces- so compreende um reator anaeróbico misturado com microorganismos anae- róbicos, bem como uma unidade de eliminação de cal.

Como a pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo inclui um reator anaeróbico misturado com microorganismos anae- róbicos, as impurezas contidas na água de processo, particularmente, as impurezas orgânicas e biológicas, podem ser removidas eficientemente. De- vido à pureza obtida desse modo, a água de processo pode ser guiada com- pletamente ou pelo menos quase complementa ao circuito, sem que as im- purezas sejam enriquecidas pela guia pelo circuito. Isso permite uma mini- mização de necessidades de água fresca do sistema. Como a unidade de tratamento de água de processo inclui uma unidade de eliminação de cal, em adição ao reator anaeróbico, a dureza da água na água de processo, guiada no circuito, pode, além disso, ser controlada de modo que não se formem depósitos de cal no reator anaeróbico, que perturbam os microorga- nismos contidos no reator anaeróbico, com o que a eficiência do reator ana- eróbico é otimizada. No total, o sistema de acordo com a invenção torna possível, portanto, uma guia de circuito quase completa da água de proces- so e o controle eficiente da qualidade da água de processo. Uma outra van- tagem do sistema de acordo com a invenção pode ser encontrada no fato de que a água de processo tratada anaerobicamente está carregada com mi- croorganismos anaeróbicos que não conseguem sobreviver, ou que não conseguem sobreviver em uma quantidade apreciável, em um ambiente ae- róbico, tal como ò que está presente nos estágios de processo e nos recipi- entes de tratamento de água, por exemplo, de modo que um crescimento de microorganismos nas partes de sistema correspondentes, tal como ocorre em sistemas com reatores que incluem microorganismos aeróbicos, pode ser evitado com segurança.

O sistema de tratamento de água de processo de acordo com a presente invenção pode, em geral, ser integrado em qualquer sistema, no qual água de processo é guiada no circuito. Particularmente na fabricação de papel, a água de processo é poluída com quantidades significativas de impurezas, de modo que o sistema de acordo com a invenção é particular- mente apropriado para a purificação de água de processo formada na fabri- cação de papel, independentemente do fato de ser água de processo para a fabricação de papel de fibras novas ou água de processo de um sistema pa- ra a fabricação de papel de papel recuperado.

Nesse caso, o sistema de acordo com a invenção inclui, além da pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo, pelo menos um aparelho de preparação de material e/ou pelo menos uma máquina de produzir papel, sendo que pelo menos uma das unidades de tratamento de água de processo compreende um reator anaeróbico misturado com micro- organismos anaeróbicos, bem como uma unidade de eliminação de cal, as- sociada com o pelo menos um aparelho de preparação de material e/ou a pelo menos uma máquina de produzir papel.

Particularmente, quando o sistema de acordo com a invenção é um sistema para a fabricação de papel de papel recuperado, o mesmo tem, de preferência, um aparelho de tratamento de papel recuperado como apa- relho de preparação de material para a fabricação de material de fibras do papel recuperado e/ou uma máquina de produzir papel para a fabricação de papel de polpa, sendo que o aparelho de papel recuperado tem um ou mais estágios e pelo menos um desses estágios e/ou a máquina de produzir pa- pel incluem sua própria unidade de tratamento de água de processo, sendo que pelo uma das unidades de tratamento de água de processo inclui um reator anaeróbico misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como uma unidade de eliminação de cal. Particularmente, quando a máquina de produzir papel e cada estágio ou cada circuito do aparelho de tratamento de papel recuperado inclui uma unidade de tratamento de água de processo, que compreende um reator anaeróbico, bem como uma unidade de elimina- ção de cal, a qualidade da água de processo, isto é, a quantidade de impu- rezas contida na água de processo, pode ser controlada separadamente pa- ra cada circuito. Um controle de qualidade de água otimizada é tornado pos- sível, desse modo, na fabricação de papel de papel recuperado.

Pará obter um uso eficiente do papel recuperado usado no sis- tema, bem como das fibras incluídas no mesmo, em um outro desenvolvi- mento da idéia da invenção é proposto que sejam previstas uma unidade de recuperação de material e/ou uma unidade de remoção de material na pelo menos uma unidade de tratamento de processo. São obtidos bons resulta- dos, particularmente, quando a unidade de recuperação de material ou a unidade de remoção de material é feita como uma combinação de um apare- lho de recuperação de material (por exemplo, um aparelho com uma barreira de tela) e um aparelho de microflutuação (ou aparelho de flutuação de des- carga de pressão) em série, como uma cascata. No primeiro estágio, que é feito, de preferência, como filtração de pulverização, as fibras úteis são re- cuperadas, enquanto no segundo estágio, a saber, a remoção de material, os materiais finos são removidos da água de processo.

De acordo com uma outra modalidade preferida, a pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo inclui, além disso, uma unidade de filtração para separar as partículas sólidas contidas na água de processo. Essa unidade de filtração está, de preferência, disposta a jusante da unidade de eliminação de cal, bem como a jusante do reator anaeróbico.

A unidade de eliminação de cal pode estar disposta, em geral, na pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo, a montante ou a jusante do reator anaeróbico. Como o frete em massa, isto é, a concen- tração de sólidos na água de processo, é mais baixo a jusante do reator a- naeróbico do que a montante do reator anaeróbico, a disposição da unidade de eliminação de cal a jusante do reator anaeróbico é vantajosa, particular- mente, em sistemas de fabricação de papel, com os quais são fabricados papéis gráfico. A disposição da unidade de eliminação de cal a montante do reator anaeróbico, por outro lado, é particularmente sensível com sistemas correspondentes, quando um alto número de fibras está contido na água de processo e as fibras devem ser retornadas depois da separação de material. Na modalidade preferida, na qual a pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo inclui uma unidade de recuperação de material feita como um aparelho de microflutuação ou como aparelho de flutuação de des- carga de pressão e/ou uma unidade de remoção de material, a unidade de eliminação de cal também está, de preferência, disposta no tratamento do reator anaeróbico na pelo menos uma unidade de preparação de água de processo, uma vez que a unidade de eliminação de cal pode, então, ser combinada em um aparelho com o aparelho de microflutuação ou aparelho de flutuação de descarga de pressão.

Resultados particularmente bons também são obtidos, particu- larmente, com relação à remoção de impurezas da água de processo, quan- do a unidade de eliminação de cal da pelo menos uma unidade de tratamen- to de água de processo é um aparelho de flutuação de descarga de pressão. Com flutuação de descarga de pressão, a água de processo a ser tratada é primeiramente ajustada para um pH neutro ou alcalino, apropriado para for- mação de cal, pela adição de um agente de ajuste de pH, por exemplo, lixí- via de sódio, sendo que o referido pH está, de preferência, entre 7 e 10, de preferência, particularmente entre 7 e 9 e, de modo particularmente preferi- do, entre 7,5 e 8,5. Opcionalmente, um agente de precipitação e/ou um ad- juvante de floculação podem ser misturados com a água, para estimular a formação de cal. Subseqüentemente, o gás de pressão, de preferência, ar comprimido, é adicionado à mistura produzida desse modo e essa mistura é pressurizada, antes de a mistura pressurizada ser expandida ou exposta a uma pressão reduzida em um reator de flutuação de descarga de pressão em um reator de flutuação de descarga de pressão, sendo que o gás de pressão adicionado previamente irrompe da água, pelo menos em grande parte, na forma de bolhas de gás, e corre para cima. Nesse contexto, as bo- lhas de gás arrastam os flocos de cal contidos na água, de modo que os mesmos são separados da água.

Para obter uma separação de cal eficiente, em um outro desen- volvimento da idéia da invenção é proposto configurar o aparelho de flutua- ção de descarga de gás de tal modo que a diferença de pressão entre a pressurização e a expansão perfaz pelo menos 200 kPa (2 bar), de prefe- rência, pelo menos 300 kPa (3 bar), de modo particularmente preferido, pelo menos 400 kPa (4 bar), e, de modo especialmente preferido, pelo menos 500 kPa (5 bar). Quanto maior a diferença de pressão citada acima, tanto menores são as bolhas de gás que se formam durante a expansão, de modo que uma separação de cal aumentada é obtida, devido à relação de superfí- cie para volume maior das bolhas de gás.

O aparelho de flutuação de descarga de pressão inclui, de prefe- rência, um dispositivo de precipitação, no qual cal é precipitada da água de processo pela adição de uma substância, selecionada do grupo que inclui agentes de ajuste de pH, agentes de precipitação, adjuvantes de floculação e quaisquer combinações desejadas dos mesmos e um dispositivo de sepa- ração de cal, no qual cal precipitada é separada da água de processo. Por exemplo, o dispositivo de precipitação pode incluir um dispositivo de ajuste de pH, bem como uma linha de abastecimento para agente de precipitação e/ou adjuvante de floculação, enquanto o dispositivo de separação de cal compreende, de preferência, uma unidade de mistura para gás de pressão, um reator de solução de gás para a solução física do gás de pressão na á- gua de processo, bem como um reator de flutuação de descarga de pressão.

Alternativamente à modalidade acima citada, a eliminação de cal também pode dar-se depois da precipitação correspondente por meio de uma força centrífuga, por exemplo, usando uma centrífuga ou usando um ciclone.

Para obter uma mistura homogênea da água de processo com a substância selecionada do grupo que inclui o agente de ajuste de pH, agen- tes de precipitação, adjuvantes de floculação e quaisquer combinações de- sejadas dos mesmos na modalidade acima mencionada, o sistema de acor- do com a invenção tem, de preferência, uma unidade de mistura para a mis- tura homogênea da pelo menos uma substância citada acima.

Na modalidade mencionada acima, tanto o dispositivo de precipi- tação como o dispositivo de separação de cal podem ser dispostos a jusante do reator anaeróbico. Mas, também é igualmente possível dispor o dispositi- vo de precipitação e o dispositivo de separação de cal, em cada caso, a montante do reator anaeróbico ou dispor o dispositivo de precipitação a ju- sante do reator anaeróbico e dispor o dispositivo de separação de cal a mon- tante do reator anaeróbico, sendo que no caso citado por último, uma linha de corrente parcial, que leva do reator anaeróbico para o dispositivo de pre- cipitação de onde a água de processo deixa o dispositivo de precipitação é guiado por meio de uma linha correspondente para o dispositivo de separa- ção de cal e com uma linha de desvio, que leva do reator anaeróbico, passa pelo dispositivo de precipitação, para dentro da unidade de filtração. A mo- dalidade citada por última é particularmente vantajosa com sistemas para a fabricação de papel de tecido que não contém cinzas. Nas duas modalida- des citadas por último, nas quais pelo menos o dispositivo de separação de cal está disposto a montante do reator anaeróbico, esse dispositivo de sepa- ração de cal é feito, de preferência, como um aparelho de flutuação de des- carga de pressão, que pode ser integrado na unidade de recuperação de material, feito, de preferência, como um aparelho de microflutuação e/ou na unidade de remoção de material.

Todos os tipos de reatores anaeróbicos, conhecidos do versado na técnica, podem ser usados como o reator anaeróbico misturado com mi- croorganismos anaeróbicos, por exemplo, reatores de lodo de contato, reato- res de UASB, reatores de EGSB, reatores de camada fixa e reatores de ca- mada fluidificada, sendo que bons resultados são obtidos, particularmente, com reatores de UASB e reatores de ESGB. Um reator de pré-acidificação pode ser ligado antes do reator anaeróbico e a água de processo é submeti- do à acidogênese e/ou hidrólise no mesmo, antes de ser alimentada ao rea- tor anaeróbico. Enquanto polímeros, tais como polissacarídeos, polipeptídios e gorduras são degradados para seus monômeros, tais como açúcar, ami- noácidos e ácidos graxos durante a hidrólise enzimática por exoenzimas que se originam de microorganismos, esses monômeros são convertidos na aci- dogênese em ácidos orgânicos, álcoois, aldeídos, hidrogênio e dióxido de carbono por microorganismos acidogênicos.

De acordo com a invenção, o aparelho de preparação de materi- al do sistema inclui um ou mais estágios, sendo que bons resultados são obtidos, particularmente, com 1 a 3 estágios de preparação de material, sendo que os estágios individuais são mutuamente desacoplados um do ou- tro por um estágio de espessamento da polpa. O aparelho de preparação de material inclui, de modo particularmente preferido, dois estágios mutuamente desacoplados. No caso de um sistema para a fabricação de papel de papel recuperado, no qual o aparelho de preparação de material está configurado como um aparelho de tratamento de papel recuperado, o(s) estágio(s) de preparação de material é/são realizados como estágios de tratamento de papel.

Independentemente do número de estágios do aparelho de pre- paração de material, de acordo com uma outra modalidade preferida da pre- sente invenção é tomada uma medida de que em um sistema para a prepa- ração de papel, tanto em pelo menos um dos estágios do aparelho de prepa- ração de material como da máquina de produzir papel, cada um dos mes- mos inclui sua própria unidade de tratamento de água de processo, sendo que as unidades de tratamento de água de processo têm, em cada caso, um reator anaeróbico, bem como uma unidade de eliminação de cal.

Em um outro desenvolvimento da idéia da invenção é proposto que todos os estágios do aparelho de preparação de material e da máquina de produzir papel incluam, em cada caso, sua própria unidade de tratamento de água de processo, com um reator anaeróbico, bem como uma unidade de eliminação de cal. Como a máquina de produzir papel e cada estágio ou ca- da circuito do aparelho de preparação de material incluem uma unidade de tratamento de água de processo, que compreende um reator anaeróbico, bem como uma unidade de eliminação de cal, a qualidade da água de pro- cesso, isto é, a quantidade de impurezas contidas na água de processo, po- de ser controlada separadamente para cada circuito. Um controle de quali- dade de água otimizado é, desse modo, tornado possível na fabricação de papel.

O sistema de acordo com a invenção inclui, além disso, de pre- ferência, um aparelho de purificação de águas residuais, por meio do qual a água de processo guiada no circuito é purificada e é drenada do sistema para substituir essa parte com água fresca.

Nesse sentido, o aparelho de purificação de águas residuais po- de incluir um ou mais dispositivos, que são selecionados do grupo que inclui unidades de remoção de material, unidades de refrigeração, unidades de tratamento de águas residuais biológicas e quaisquer combinações deseja- das das mesmas.

Na modalidade citada acima, uma linha de corrente parcial está, de preferência, prevista no sistema que leva de volta do aparelho de purifi- cação de águas residuais para o aparelho de preparação de material e/ou para a máquina de produzir papel.

Um outro objetivo da presente invenção é um método para o tra- tamento de água de processo, particularmente, para o tratamento de água de processo na fabricação de papel, que compreende pelo menos uma eta- pa de tratamento de água de processo, sendo que pelo menos uma parte da água de processo sendo alimentada continuamente à etapa de tratamento de água de processo é submetida a uma etapa de purificação em um reator anaeróbico misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como uma etapa de descalcificação.

A água de processo, que é continuamente alimentada à etapa de tratamento de água de processo, de preferência, vem de um aparelho de preparação de material, por exemplo de um aparelho de tratamento de papel recuperado e/ou de uma máquina de produzir papel.

Em um outro desenvolvimento da idéia da invenção é proposto que a água de processo seja submetida a uma etapa de flutuação de des- carga de pressão na etapa de descalcificação. Na modalidade acima mencionada, a diferença de pressão entre a pressurização e a expansão na etapa de flutuação de descarga de pressão perfaz, de preferência, pelo menos 200 kPa (2 bar), de modo particularmente preferido, pelo menos 300 kPa (3 bar), de modo especialmente preferido, pelo menos 400 kPa (4 bar) e, modo destacadamente preferido, 500 kPa (5 bar).

O método de acordo com a invenção é realizado, de preferência, no sistema descrito previamente, de acordo com a invenção.

A presente invenção é descrita, a seguir, apenas a título de exemplo, com referência a modalidades vantajosas e aos desenhos anexos.

Mostram:

Figura 1 uma vista esquemática de um sistema para a fabrica- ção de papel dê papel recuperado, de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção.

Figura 2 uma vista esquemática de um estágio de um aparelho de preparação de material, de acordo com uma segunda modalidade da pre- sente invenção.

Figura 3 uma vista esquemática de um estágio de um aparelho de preparação de material, de acordo com uma terceira modalidade da pre- sente invenção.

O sistema mostrado na figura 1 inclui um aparelho de tratamento de papel recuperado 100, bem como uma máquina de produzir papel 200, disposta a jusante do mesmo e ligada ao aparelho de tratamento de papel recuperado 100. Nesse contexto, o aparelho de tratamento de papel recupe- rado 100 inclui dois estágios ou circuitos 101a e 101b, substancialmente de- sacoplados um do outro e indicado pelos quadros tracejados em cadeia na figura 1.

O primeiro estágio 101a do aparelho de tratamento de papel 100 inclui uma entrada de matéria-prima 102, uma despolpadora ou máquina de reduzir a polpa 105, um dispositivo de classificação 110a, bem como uma unidade de espessamento da polpa 115a, que estão dispostos seqüencial- mente e estão ligados um ao outro. No sentido da presente invenção, uma despolpadora ou máquina de reduzir a polpa 105 não é entendida apenas como um dispositivo, tal como mostrado esquematicamente, na figura 1, que consiste em uma parte de aparelho, mas, de preferência, particularmente também, como uma combinação de aparelho, que inclui uma pluralidade de partes de aparelho individuais e que contém todos os componentes ou uni- dades necessárias para reduzir a polpa. O mesmo aplica-se ao dispositivo de classificação 110a, à unidade de espessamento da polpa 115a e todos os outros componentes mostrados na figura 1.

A máquina de reduzir a polpa 105 e o dispositivo de classifica- ção 110a estão ligados, em cada caso, a uma unidade de tratamento de re- jeitos 118a por meio de uma linha.

O primeiro estágio 101 do aparelho de tratamento de papel re- cuperado 100 inclui, além disso, uma unidade de tratamento de água de processo 116a, à qual é alimentada por meio de linhas correspondentes da unidade de tratamento de rejeitos 118a, do aparelho de classificação 110a, bem como da unidade de espessamento da polpa 115a, a água de processo formada nessas partes do sistema. Nesse contexto, o aparelho de classifica- ção 110a também pode incluir uma série de dispositivos de classificação (não mostrados). A unidade de tratamento de água de processo 116a con- siste em uma unidade de recuperação de material 120a, um reator anaeróbi- co 125a misturado com microorganismos anaeróbicos, uma unidade de eli- minação de cal 130a, bem como uma unidade de filtração 140a, que estão dispostos seqüencialmente e estão ligados um ao outro. Uma linha de retor- no 145a leva de volta a unidade de filtração 140a pra a máquina de reduzir a polpa 105. Além da unidade de recuperação de material 120a ou em vez da unidade de recuperação de material 120a, pode estar prevista uma unidade de remoção de material (não mostrada) no aparelho de tratamento de papel recuperado 100.

Diferentemente do primeiro estágio 101a, o segundo estágio 101b do aparelho de tratamento de papel recuperado 100 inclui um aparelho de classificação 110b ligado à unidade de espessamento da polpa 115a, uma unidade de oxidação ou unidade de redução 112, bem como uma uni- dade de espessamento da polpa 115b, que estão dispostos seqüencialmen- te e estão ligados um ao outro. Além disso, o segundo estágio 101b tem uma unidade de tratamento de água de processo 116b que é feita análoga a unidade de tratamento de água 116a do primeiro estágio 101a, sendo que a unidade de filtração 140b do segundo estágio 101 b do aparelho de tratamen- to de papel recuperado 100 está ligada por meio de uma linha de retorno 145b ao aparelho de classificação 110b e por meio de uma linha de corrente parcial 170a à linha de retorno 145a do primeiro estágio 101a do aparelho de tratamento de papel recuperado 100, vinda da unidade de filtração 140a. Enquanto o aparelho de classificação 110b e a unidade de oxidação ou uni- dade de redução 112 estão ligados por meio de linhas correspondentes a uma unidade de tratamento de rejeitos 118b, a unidade de espessamento da polpa 115b está ligada diretamente na unidade de recuperação de material 120b da unidade de tratamento de água de processo 116b. Além disso, uma linha leva da unidade de oxidação ou unidade de redução 112 para a unida- de de recuperação de material 120b.

A máquina de produzir papel 200 inclui um classificador centrífu- go 202, um aparelho de classificação fina 204, uma parte de formação 206 da máquina de produzir papel, uma parte de pressão 208 da máquina de produzir papel, bem como uma parte de secagem 210, que estão dispostas seqüencialmente e estão ligadas uma à outra. O classificador centrífugo 202 e o aparelho de classificação fina 204 estão ligados a uma unidade de tra- tamento de rejeitos 212 e a parte de formação 206 da máquina de produzir papel e a parte de pressão 208 da máquina de produzir papel estão ligadas a uma unidade de recuperação de fibras 214. Além disso, a unidade de tra- tamento de rejeitos 212 e a unidade de recuperação de fibras 214 estão li- gadas por meio de linhas correspondentes a uma unidade de tratamento de água de processo 216, que consiste em uma unidade de remoção de mate- rial 220, um reator anaeróbico 225 misturado com microorganismos anaeró- bicos, uma unidade de eliminação de cal 230 e uma unidade de filtração 240. Além disso, uma linha de retorno 270 leva da unidade de filtração 240 da máquina de produzir papel 200 para a linha 170 do segundo estágio 101b do aparelho de tratamento de papel recuperado 100. A unidade de recupe- ração de fibras 214 e a unidade de remoção de material 220 também podem ser combinadas em uma parte de aparelho, feita, por exemplo, como uma microflutuação.

Além disso, uma linha de água fresca 280, por meio da qual á- gua fresca pode ser abastecida à máquina de produzir papel, está prevista na região da máquina de produzir papel 200. Nesse sentido, a linha de abas- tecimento de água fresca 280 pode abrir-se em diversos pontos na máquina de produzir papel 200, por exemplo, na linha de abastecimento ao classifica- dor centrífugo 202 e/ou na parte de formação 206 da máquina de produzir papel e/ou na parte de pressão 208 da máquina de produzir papel, de modo que a posição exata da linha de abastecimento de água fresca 280 não é mostrada na figura 1. Além disso, uma linha de águas residuais 300 está prevista no sistema, por meio da qual águas residuais podem ser drenadas do sistema. A linha de águas residuais 300 também pode estar disposta em diferentes posições do sistema, por exemplo, na linha 170, de modo que a posição exata da linha de águas residuais 300 também não é mostrada na figura 1. A linha de águas residuais 300 leva a uma unidade de remoção de material 305 mecânica, após a qual estão ligadas uma unidade de refrigera- ção 310, bem como uma unidade de purificação de águas residuais biológi- cas 315. Uma linha leva da unidade de purificação de águas residuais bioló- gicas 315, que pode incluir uma unidade de eliminação e uma unidade de filtração, para águas públicas 400, por exemplo, para um rio; mas, uma cor- rente parcial das mesmas também pode ser conduzida de volta à máquina de produzir papel ou ao tratamento de polpa, caso necessário.

Na operação do sistema, papel recuperado é introduzido conti- nuamente por meio da entrada de matéria-prima 102 na máquina de reduzir a polpa 105 do primeiro estágio 101a do aparelho de tratamento de papel recuperado 100, sendo que o papel recuperado é misturado com água de processo abastecida por meio da linha de retorno 145a, e é triturado para a recuperação das fibras. Enquanto as fibras recuperadas na máquina de re- duzir a polpa 105 são movidas continuamente para o aparelho de classifica- ção 110a como uma suspensão de fibras, a água de processo que se forma na máquina de reduzir a polpa 105 e pode incluir resíduos de fibras, é guia- da primeiramente para a unidade de tratamento de rejeitos 118a e, de lá, após separação dos rejeitos, para a unidade de recuperação de material 120a da unidade de preparação de água de processo 116a do aparelho de papel recuperado 100. No aparelho de classificação 110a, partes leves ou pesadas, não pertencentes, que são maiores do que fibras, tais como impu- rezas grossas na forma de filmes plásticos e pedaços de plástico são sepa- rados da suspensão de fibras, por exemplo, por barreiras de tela, e, tipica- mente, em estágios múltiplos. Além disso, também pode ser realizada uma flutuação no aparelho de classificação, pra o fim da eliminação de pigmen- tos, partículas de tinta e corante (eliminação de tinta). Além disso, materiais finos e cinzas podem ser separadas na lavagem do material. A suspensão de fibras é espessada pela remoção de água de processo na unidade de espessamento da polpa 115a, que está disposta a jusante do aparelho de classificação 110a e que está, de preferência, formado como filtro de espes- samento da polpa e/ou como prensa de rosca, para mover uma suspensão de fibras espessada da unidade de espessamento da polpa 115a para o a- parelho de classificação 110b do segundo estágio 101b do aparelho de tra- tamento de papel recuperado 100. Uma corrente parcial da água de proces- so formada no aparelho de classificação 110a é guiada para a unidade de tratamento de rejeitos 118a, enquanto a outra corrente parcial da água de processo formada no aparelho de classificação 110a, junto com a água de processo formada na unidade de espessamento da polpa 115a do primeiro estágio 101a, é guiada diretamente, por meio de linhas correspondentes, à unidade de recuperação de material 120a da unidade de tratamento de água de processo 116a do primeiro estágio 101a do aparelho de tratamento de papel recuperado 100, no qual a polpa da água de processo contida no mesmo é separada, que é novamente alimentada ao processo de tratamen- to. A unidade de recuperação de material 120a está, de preferência, configu- rada como um aparelho de flutuação de descarga de pressão.

Alternativamente a isso, uma corrente parcial da água de pro- cesso removida da unidade de espessamento da polpa 115a ou a água de processo total removida da unidade de espessamento da polpa 115a pode ser conduzida de volta, diretamente, à máquina de reduzir a polpa 105, isto é, enquanto se desvia da unidade de tratamento de água de processo 116a.

Particularmente no tratamento de papel, no qual a água de processo tem uma concentração baixa de sólidos, tal como na fabricação de papel gráfico, a unidade de recuperação de material 120a, 120b ou a unidade de remoção de material 122, 220 pode ser omitida.

No sistema mostrado na figura 1, a água de processo formada na unidade de tratamento de rejeitos 118a é conduzida à unidade de recupe- ração de material 120a. Alternativamente a isso, porém, também é possível drenar a água de processo formada na unidade de tratamento de rejeitos 118a como águas residuais do aparelho de tratamento de papel recuperado 101a e, por exemplo, guiar a mesma por meio da linha de águas residuais 300 para a unidade de remoção de material 305 mecânica e, subseqüente- mente, através da unidade de refrigeração 310 e a unidade de purificação de águas residuais biológicas 315.

Água de processo liberada de polpa é guiada continuamente da unidade de recuperação de material 120a para o reator anaeróbico 125a misturado com microorganismos anaeróbicos, no qual impurezas químicas e biológicas são degradadas pelo efeito dos microorganismos anaeróbicos na água de processo. Nesse contexto, um estágio de refrigeração (não mostra- do) e um reator de pré-acidificação (não mostrado), no qual a água de pro- cesso é submetida à acidogênese e/ou hidrólise, podem ser ligados antes do reator anaeróbico 125a para a finalidade de ajustar a água de processo para um âmbito de temperatura otimizado. A água de processo liberada desse modo de impurezas químicas e biológicas é conduzida do reator anaeróbico 125a para a unidade de eliminação de cal 130a, que está disposta a jusante e que está formada, de preferência, como um aparelho de flutuação de des- carga de pressão. Os carbonatos e carbonatos de hidrogênio presentes na água de processo são em grande parte precipitados como cal e removidos da água de processo nessa unidade de eliminação de cal 130a. Além disso, uma chamada "oxidação de flash" dá-se na unidade de eliminação de cal 130a, na qual produtos finais metabólicos dos microorganismos formados no reator anaeróbico 125a, são oxidados pelo ar dissolvido abastecido ou por superssaturação de ar, sendo que dá-se uma degradação oxidativa das im- purezas e/ou materiais perturbadores contidas na água de processo e uma emissão de odores é extensamente reduzida. A precipitação de cal ocorre nesse contexto por mudança do balanço de cal/dióxido de carbono, sendo que a referida precipitação de cal é obtida pela adição de substâncias quími- cas apropriadas, particularmente, um agente de ajuste de pH, pelo qual o pH da água de processo é ajustado para um valor neutro ou alcalino, que per- faz, de preferência, entre 7 e 10, de modo particularmente preferido, entre 7 e 9 e, de modo especialmente preferido, entre 7,5 e 8,5. Além disso, para esse fim, podem ser adicionados agentes de precipitação e/ou adjuvantes de floculação á água de processo, para facilitar a precipitação de cal e a forma- ção de flocos de cal com um tamanho apropriado para uma separação efici- ente. Além disso, gás de pressão, por exemplo, ar comprimido, é introduzido no aparelho de flutuação de descarga de pressão e a mistura gerada desse modo é pressurizada, antes da mistura ser exposta a uma pressão reduzida. O gás de pressão irrompe da mistura e corre para cima no aparelho na for- ma de pequenas bolhas, sendo que sólidos, particularmente, os flocos de cal formados, são arrastados e separados da água de processo. A água de pro- cesso purificada, descalcificada desse modo, é alimentada do aparelho de eliminação de cal 130a a uma unidade de filtração 140a, que está formada, por exemplo, como uma unidade de filtração de areia, para remover o mate- rial em partículas remanescente da água de processo. Além disso, uma uni- dade de dessalinização (não mostrada) pode ser ligada depois da unidade de filtração 140a.

A água de processo purificada e descalcificada na unidade de tratamento de processo 116a no primeiro estágio 101a do aparelho de tra- tamento de papel recuperado 100 é conduzida de volta por meio da linha de retorno 145a à despolpadora ou máquina de reduzir a polpa 105.

A suspensão de fibras espessada drenada da unidade de es- pessamento da polpa 115a do primeiro estágio 101a do aparelho de trata- mento de papel recuperado 100 move-se para o estágio de classificação 110b e, de lá, para uma unidade de oxidação ou unidade de redução 112, antes de a suspensão de fibras ser espessada na unidade de espessamento da polpa 115a no segundo estágio 101b, a fim de remover tanta água de processo quanto possível da suspensão de fibras. Analogamente ao primeiro estágio 101a do aparelho de tratamento de papel recuperado 100, a água de processo formada no aparelho de classificação 110b e uma corrente parcial das águas residuais formadas na unidade de oxidação ou unidade de redu- ção 112 são guiadas para a unidade de tratamento de rejeitos 118b e a água de processo formada ali é conduzida à unidade de recuperação de material 120b. A outra corrente parcial da água de processo formada na unidade de oxidação ou unidade de redução 112, bem como a água de processo forma- da na unidade de espessamento da polpa 115a são conduzidas diretamente à unidade de recuperação de material 120b da unidade de tratamento de água de processo 116b do segundo estágio 101b do aparelho de tratamento de papel recuperado 100 e são purificadas e descalcificadas na unidade de tratamento de água de processo 116b. A água de processo tratada desse modo move-se na parte maior da unidade de filtração 140b por meio da linha 170 e da linha retorno 145b de volta para o aparelho de classificação 110b, enquanto qualquer excesso possível de água de processo é guiada de volta por meio da linha de corrente parcial 170a ao primeiro estágio 101a do apa- relho de tratamento de papel recuperado 100 e é conduzido para a linha de retorno 145a, que leva à máquina de reduzir a polpa 105.

Na máquina de produzir papel 200, a suspensão de polpa es- pessada, abastecida continuamente da unidade de espessamento da polpa 115b é processada para papel por meio do classificador centrífugo 202, no qual pares com um peso específico mais alto ou mais baixo do que água são separadas, o aparelho de classificação fina 204, a parte de formação 206 da máquina de produzir papel, a parte de pressão 208 da máquina de produzir papel e a parte de secagem 210. Enquanto a água de processo formada nas partes de sistema 202 e 204 é guiada à unidade de tratamento de rejeitos 212, a água de processo formada nas partes de sistema 206 e 208 é condu- zida à unidade de recuperação de fibras 214. Enquanto os rejeitos são feitos espessos na unidade de tratamento de rejeitos 212, a água de processo ori- ginada da parte de formação 206 da máquina de produzir papel e da parte de pressão 208 da máquina de produzir papel é submetida a uma remoção prévia de material na unidade de recuperação de fibras 214 e as fibras são separadas do mesmo. Água de processo formada na unidade de tratamento de rejeitos 212 e na unidade de recuperação de fibras 214 é levada continu- amente para a unidade de tratamento de água de processo 216 da máquina de produzir papel 200 e, de lá, corre seqüencialmente através da unidade de remoção de material 220, do reator anaeróbico 225, da unidade de elimina- ção de cal 230 e da unidade de filtração 240, que funcionam tal como as par- tes de sistema correspondentes descritas previamente das unidades de tra- tamento de água de processo 116a, 116b do aparelho de tratamento de pa- pel recuperado 100. Alternativamente a isso, a água de processo formada na unidade de tratamento de rejeitos 212 pode ser drenada do sistema como águas residuais e apenas a água de processo formada na unidade de recu- peração de fibras 214 pode ser conduzida continuamente através da unida- de de tratamento de água de processo 216 da máquina de produzir papel 200. A água de processo purificada e descalcificada, removida da unidade de filtração 240, é em grande parte conduzida de volta para o classificador centrífugo 202 da máquina de produzir papel 200 por meio da linha de retor- no 270 e da linha de corrente parcial 270b, enquanto qualquer excesso pos- sível de água de processo é conduzida por meio da linha de corrente parcial 270a à linha 170, vinda da unidade de filtração 140b do segundo estágio 101b do aparelho de tratamento de papel recuperado 100.

Admite-se que um circuito de água de processo completamente fechado, em geral, é possível, mas resultaria em enriquecimento de materi- ais perturbadores no longo prazo, que, finalmente, prejudicariam a eficiência do sistema. Uma parte relativamente pequena de água fresca, com relação à quantidade de água de processa guiada no circuito, é, portanto, alimentada ao processo, de preferência, à máquina de produzir papel 200, por meio da linha de abastecimento de água frescas 280. Uma quantidade corresponden- te de água de processo é removida do processo por meio da linha de águas residuais 300 e é purificada adicionalmente por meio da unidade de remoção de materia l305, a unidade de refrigeração 310 e a unidade de purificação de águas residuais biológicas 315, que também pode incluir uma unidade de eliminação de cal e/ou uma unidade de filtração, antes dessa corrente ser drenada para águas públicas 400 como águas residuais. Além disso, as á- guas residuais opcionalmente drenadas, tal como mencionado acima, das unidades de tratamento de rejeitos 118a, 118b, 212 também podem ser re- movidas do processo por meio da linha de águas residuais 300 e podem ser purificadas por meio da unidade de remoção de material 305, a unidade de refrigeração 310 e a unidade de águas residuais biológicas 315.

A disposição das unidades de eliminação de cal 130a, 130b, 230 mostrada na figura 1 é particularmente preferida na fabricação de papéis gráficos, porque o frete em massa, isto é a concentração de sólidos na água de processo, é comparativamente pequeno.

A modalidade mostrada na figura 1, é um sistema para a fabri- cação de papel de papel recuperado. Nesse contexto, as máquinas de redu- zir a polpa 105, dispositivos de classificação 110a, 110b, unidades de es- pessamento da polpa 115a, 115b, unidade de oxidação ou unidade de redu- ção 112, classificador centrífugo 202, aparelho de classificação fina 204, par- te de formação 206 da máquina de fabricação de papel e parte de pressão 208 da máquina de fabricação de papel, mostrados na figura 1, são mostra- dos apenas esquematicamente e não reproduzem o sistema de fabricação de papel até o último detalhe. Por exemplo, um dos dois aparelhos de classi- ficação 110a, 110b ou os dois aparelhos de classificação 110a, 110b tam- bém podem ser feitos em estágios múltiplos e, conseqüentemente, incluem uma seqüência de dispositivos de classificação.

O sistema de acordo com a invenção igualmente pode ser um sistema para a fabricação de papel de fibras novas ou qualquer outro siste- ma desejado, no qual está prevista pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo, sendo que pelo menos uma das unidades de trata- mento de água de processo tem um reator anaeróbico misturado com micro- organismos anaeróbicos, bem como uma unidade de eliminação de cal. No caso citado por último, as máquinas de reduzir a polpa 105, dispositivos de classificação 110a, 110b, unidades de espessamento da polpa 115a, 115b, unidade de oxidação ou unidade de redução 112, classificador centrífugo 202, aparelho de classificação fina 204, parte de formação 206 da máquina de produzir papel e parte de pressão 208 da máquina de produzir papel, mostrados na figura 1, foram substituídos por outros aparelhos ou partes de aparelho correspondentes.

Na figura 1, o sistema inclui uma preparação de polpa de dois estágios. Naturalmente, também é possível prever dois ou mais estágios de preparação de material paralelos, particularmente, para a fabricação de pa- pel de camadas múltiplas.

Na figura 2, uma vista esquemática de um estágio 101a de um aparelho de preparação de papel recuperado, com uma unidade de trata- mento de água de processo 116a de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção é mostrada, que pode substituir a unidade de trata- mento de água de processo 116a correspondente do primeiro estágio 101a do aparelho de tratamento de papel recuperado 100 do sistema mostrado na figura 1. Alternativamente a isso, também é possível substituir todas as uni- dades de tratamento de água de processo 116a, 116b, 216 do sistema mos- trado na figura 1, em cada caso, por uma unidade de tratamento de água de processo 116a, tal como mostrada na figura 2.

O estágio 101a mostrado na figura 2, em contraste com a unida- de de tratamento de água de processo 116a mostrada na figura 1, tem, além da unidade de recuperação de material 120a, uma unidade de remoção de material 122, que está disposta entre a unidade de recuperação de material 120a e o reator anaeróbico 125a. Uma linha de retorno 124 leva da unidade de recuperação de material 120 para a máquina de reduzir a polpa 105.

Em uma outra diferença da modalidade mostrada na figura 1, o estágio 101a mostrado na figura 2 não inclui nenhuma unidade de tratamen- to de rejeitos 118a. Alternativamente a isso, porém, uma unidade de trata- mento de rejeitos (não mostrada) também pode estar prevista na modalidade mostrada na figura 2, à qual a água de processo formada na máquina de reduzir a polpa 105 e uma corrente de parcial da água de processo formada no aparelho de classificação 110a são alimentadas por meio de linhas cor- respondentes e da qual a água de processo removida na unidade de trata- mento de rejeitos é conduzida para a unidade de recuperação de material 120a ou é removida do sistema como águas residuais.

Além disso, um dispositivo de precipitação 135 está previsto na unidade de tratamento de água de processo 116a, a jusante do reator anae- róbico 125, e tem duas linhas de abastecimento 136, 137, por meio das quais agentes de ajuste de pH, tal como lixívia de sódio, agentes de precipi- tação, tal como cloreto de polialumínio e/ou adjuvantes de floculação, tal como poliacrilamida podem ser abastecidos. Uma linha de desvio 139 leva do reator anaeróbico 125a, passando pelo dispositivo de precipitação 135, para a unidade de filtração 140a, e guia uma linha de corrente parcial 126 ao dispositivo de precipitação 135. Uma linha de retorno de corrente parcial 138 está prevista para o dispositivo de precipitação 135 para a unidade de remo- ção de material 122.

Na operação do estágio 101a mostrado na figura 2, a água de processo, formada continuamente na máquina de reduzir a polpa 105, no aparelho de classificação 110a e na unidade de espessamento da polpa 115a, é conduzida para a unidade de recuperação de material 120a e, de lá, para a unidade de remoção de material 122. Enquanto fibras mais grossas são retidas na unidade de recuperação de material 120a e são conduzidas de volta para a máquina de reduzir a polpa 105 por meio da linha de retorno 124, a água de processo formada na unidade de recuperação de material 120a é conduzida para a unidade de remoção de material 122, na qual mate- rial em partículas orgânicas e/ou inorgânicas finas é separado da água de processo. A água de processo é conduzida continuamente da unidade de remoção de material 122 para o reator anaeróbico 125a. Uma corrente prin- cipal de pelo menos 50% da água de processo que deixa o reator anaeróbi- co 125a é guiada de volta por meio da linha de desvio 139, para a unidade de filtração 140a e, de lá, por meio da linha de retorno 145a, para a máquina de reduzir a polpa 105. A outra corrente parcial, de menos de 50% da água de processo, que deixa o reator anaeróbico 125a, é conduzida por meio da linha de corrente parcial 126 para o dispositivo de precipitação de cal 135, ao qual agente de ajuste de pH, bem como agente de precipitação e/ou ad- juvante de floculação são, além disso, alimentados por meio das linhas de alimentação 136, 137, para precipitar cal na água de processo. A corrente parcial da água de processo, que deixa o dispositivo de precipitação de cal 135, é guiada de voíta por meio da linha de retorno de corrente parcial 138 para a unidade de remoção de material 122, configurada como uma unidade de microflutuação, na qual a cal precipitada é separada da água de proces- so.

Essa modalidade é particularmente apropriada para a fabricação de papel tecido de papel recuperado.

Embora a modalidade mostrada na figura 2 tenha sido descrita com referência a um sistema de tratamento de papel recuperado, a unidade de tratamento de água de processo 116a, mostrada na figura 2, naturalmen- te, também pode ser prevista em um sistema para a fabricação de papel de fibras novas ou em qualquer outro sistema desejado, no qual está prevista pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo.

Na figura 3, é mostrada uma vista esquemática de um estágio 101a de um aparelho de tratamento de papel recuperado com uma unidade de tratamento de água de processo 116a de acordo com uma terceira moda- lidade da presente invenção, que pode substituir a unidade de tratamento de água de processo 116a correspondente do primeiro estágio 101a do apare- lho de tratamento de papel recuperado 100 do sistema mostrado na figura 1. Alternativamente a isso, também é possível substituir todas as unidades de tratamento de água de processo 116a, 116b, 216 do sistema mostrado na figura 1, em cada caso, por uma unidade de tratamento de água de processo mostrada na figura 3.

Na unidade de tratamento de água de processo 116a, mostrada na figura 3, um dispositivo de precipitação 135 está disposto a montante da unidade de recuperação de material 120a e tem duas linhas de abasteci- mento 136, 137, por meio das quais agentes de ajuste de pH, tal como lixívia de sódio, agentes de precipitação, tal como cloreto de polialumínio, e/ou ad- juvantes de floculação, tal como poliacrilamida, podem ser alimentados ao dispositivo de precipitação 135. Alternativamente a isso, uma unidade de tratamento de rejeitos (não mostrada), descrita com relação à modalidade mostrada na figura 1, também pode estar prevista nessa modalidade.

Na operação dessa unidade de tratamento de água de processo 116a, a água de processo formada na máquina de reduzir a polpa 105, no aparelho de classificação 110a e na unidade de espessamento da polpa 115a é conduzida continuamente para o dispositivo de precipitação 135, no qual os carbonatos e carbonatos de hidrogênio contidos na água de proces- so são precipitados como cal da água de processo pelo ajuste de condições de precipitação correspondente pela adição de um agente de ajuste de pH, agente de precipitação e/ou adjuvante de floculação. A mistura criada desse modo é conduzida à unidade de recuperação de material 120a, configurada como aparelho de flutuação de descarga de pressão, no qual as fibras conti- das na água de processo e os flocos de cal contidos na água de processo são separados. A unidade de recuperação de material 120a conseqüente- mente funciona, simultaneamente, como uma unidade de separação de cal.

Depois da separação da cal e das fibras, a água de processo corre através do reator anaeróbico 125a e da unidade de filtração 140a, an- tes de a água de processo ser guiada de volta por meio da linha de retorno 145a à unidade de recuperação de material 120a, 120b e/ou a unidade de remoção de material (não mostrada).

Vantajosamente, com relação ao sistema mostrado na figura 1, a unidade de eliminação de cal é, desse modo, combinada com a máquina de reduzir a polpa 105 na unidade de tratamento de água de processo 116a, mostrada na figura 3.

LISTAGEM DE REFERÊNCIA

100 material/aparelho de tratamento de papel recuperado

101a primeiro estágio/aparelho de tratamento de papel recuperado 101b segundo estágio do material/aparelho de tratamento de papel recuperado

102 entrada de matéria-prima

105 despolpadora/máquina de reduzir a polpa

110a, 110b aparelho de classificação

112 unidade de oxidação/unidade de redução

115a, 115b unidade de espessamento da polpa

116a, 116a unidade de tratamento de água de processo do material/ apare- lho de tratamento de papel recuperado

118a, 118b unidade de tratamento de rejeitos

120a, 120b unidade de recuperação de material

122 unidade de remoção de material

124 linha de retorno

125a, 125b reator anaeróbico

126 linha de corrente parcial

130a, 130b unidade de eliminação de cal

135 unidade de precipitação de cal

136 linha de abastecimento para agente de ajuste de pH

137 linha de abastecimento para agente de precipitação/adjuvante de floculação

138 linha de retorno de corrente parcial

139 linhadedesvio

140a, 140b unidade de filtração

145a, 145b linha de retorno

170 linha

170a linha de corrente parcial

200 máquina de produzir papel

202 classificador centrífugo

204 aparelho de classificação fina

206 parte de formação de máquina de produzir papel

208 parte de pressão de máquina de produzir papel

210 parte de secagem 212 unidade de tratamento de rejeitos

214 unidade de recuperação de fibras

216 unidade de tratamento de água de processo da máquina de pro- duzir papel

220 unidade de remoção de material

225 reator anaeróbico

230 unidade de eliminação de cal

240 unidade de filtração

270 linha de retorno

270a, 270b linha de corrente parcial

280 linha de abastecimento de água fresca

300 linha de águas residuais

305 unidade de remoção de material mecânica

310 unidade de refrigeração

315 unidade de purificação de águas residuais biológicas

400 águas públicas

Claims (26)

1. Sistema que compreende pelo menos uma unidade de trata- mento de água de processo (116a, 116b, 216), caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das unidades de tratamento de água de processo (116a, 116b, 216) tem um reator anaeróbico (125a, 125b, 225) misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como uma unidade de eliminação de cal (130a, 130b, 230).

2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, para a fabricação de papel, caracterizado pelo fato de que o sistema inclui pelo menos um a- parelho de preparação de material (100) e/ou pelo menos uma máquina de produzir papel (200), sendo que pelo menos uma das unidades de tratamen- to de água de processo (116a, 116b, 216) compreende um reator anaeróbico (125a, 125b, 225) misturado com microorganismos anaeróbicos e uma uni- dade de eliminação de cal (130a, 130b, 230), associado com o pelo menos um aparelho de preparação de material (100) e/ou a pelo menos uma má- quina de produzir papel (200).

3. Sistema de acordo com a reivindicação 2, para a fabricação de papel de papel recuperado, caracterizado pelo fato de que o sistema compreende um aparelho de tratamento de papel recuperado (100) como o aparelho de preparação de material (100), para a fabricação de polpa do papel recuperado, e/ou uma máquina de produzir papel (200), para a fabri- cação de papel da polpa, sendo que o aparelho de tratamento de papel re- cuperado (100) tem um ou mais estágios (101a, 101b) e pelo menos um desses estágios (101a, 101b) e/ou a máquina de produzir papel (200) inclu- em sua própria unidade de tratamento de água de processo (116a, 116b, -216), sendo que pelo menos uma das unidades de tratamento de água de processo (116a, 116b, 216) compreende um reator anaeróbico (125a, 125b, -225) misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como uma unidade de eliminação de cal (130a, 130b, 230).

4. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de tra- tamento de água de processo (116a, 116b, 216) compreende, além disso, uma unidade de recuperação de material (120a, 120b, 220) e/ou uma unida- de de remoção de material (122).

5. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizada pelo fato de que a pelo menos uma unidade de tra- tamento de água de processo (116a, 116b, 216) compreende, além disso, uma unidade de filtração (140a, 140b, 240), que está disposta a jusante da unidade de eliminação de cal (130a, 130b, 230), bem como a jusante do rea- tor anaeróbico (125a, 125b, 225).

6. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizada pelo fato de que a unidade de eliminação de cal (130a, 130b, 230) está disposta a montante do reator anaeróbico (125a, -125b, 225) na pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo (116a, 116b, 216).

7. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a -5, caracterizada pelo fato de que a unidade de eliminação de cal (130a, -130b, 230) está disposta a jusante do reator anaeróbico (125a, 125b, 225) na pelo menos uma unidade de tratamento de água de processo (116a, -116b, 216).

8. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizada pelo fato de que a unidade de eliminação de cal (130a, 130b, 230) é um aparelho de flutuação de descarga de pressão.

9. Sistema de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que o aparelho de flutuação de descarga de pressão está configura- do de tal modo que a diferença de pressão entre a pressurização e a expan- são perfaz pelo menos 200 kPa (2 bar), de preferência, pelo menos 300 kPa (3 bar), de modo particularmente preferido, pelo menos 400 kPa (4 bar), e, de modo especialmente preferido, pelo menos 500 kPa (5 bar).

10. Sistema de acordo com a reivindicação 8 ou reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que o aparelho de flutuação de descarga de pres- são inclui um dispositivo de precipitação (135), no qual cal é precipitada da água de processo pela adição de uma substância selecionada do grupo que inclui agentes de ajuste de pH, agentes de precipitação, adjuvantes de flocu- lação e quaisquer combinações desejadas dos mesmos e um dispositivo de separação de cal, no qual cal precipitada é separada da água de processo.

11. Sistema de acordo com a reivindicação 10, caracterizada pelo fato de que o mesmo compreende uma unidade de mistura para a mis- tura homogênea de uma substância selecionada do grupo que inclui agentes de ajuste de pH, agentes de precipitação, adjuvantes de floculação e quais- quer combinações desejadas dos mesmos na água de processo.

12. Sistema de acordo com uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de precipitação (135) e o dispo- sitivo de separação de cal estão dispostos, em cada caso, a jusante, ou, em cada caso, a montante do reator anaeróbico (125a, 125b, 225).

13. Sistema de acordo com a reivindicação 10 ou 11, caracteri- zada pelo fato de que o dispositivo de precipitação (135) está disposto a ju- sante do reator anaeróbico (125a, 125b, 225) e o dispositivo de separação está disposto a montante do reator anaeróbico (125a, 125b, 225), sendo que uma linha de corrente parcial (126) leva do reator anaeróbico (125a, 125b, -225) para o dispositivo de precipitação (135), do qual a água de processo, que deixa o dispositivo de precipitação (135) é guiada por meio da linha (138) para o dispositivo de separação de cal e, com uma linha de desvio (139), que leva do reator anaeróbico (125a, 125b, 225), passando pelo dis- positivo de precipitação (135), para a unidade de filtração (140a).

14. Sistema de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo fato de que o dispositivo de separação de cal está simultaneamente configurado como uma unidade de recuperação de material (120a, 120ab, -220) e/ou como uma unidade de remoção de material (122).

15. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a unidade de preparação de material (100) compreende 1 a 3 estágios (101a, 101b) e, de modo particu- larmente preferido, dois estágios (101a, 101b), que são mutuamente de de- sacoplados um do outro por um estágio de espessamento da polpa (115a).

16. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que pelo menos um dos estágios (101a, 101b) do aparelho de preparação de material (100) e a máquina de produzir papel (200) incluem, em cada caso, sua própria unidade de trata- mento de água de processo (116a, 16b, 216), sendo que cada uma das uni- dades de tratamento de água de processo (116a, 116b, 216) tem um reator anaeróbico (125a, 125b, 225), bem como uma unidade de eliminação de cal (130a, 130b, 230).

17. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que todos os estágios (101a, 101b) do aparelho de preparação de material (100) e a máquina de produzir papel (200) incluem, em cada caso, sua própria unidade de tratamento de água de processo (116a, 16b, 216), sendo que as unidades de tratamento de água de processo (116a, 116b, 216) têm, em cada caso, um reator anaeróbico (125a, 125b, 225), bem como uma unidade de eliminação de cal (130a, -130b, 230).

18. Sistema de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o mesmo compreende um apa- relho de purificação de águas residuais, por meio do qual a água de proces- so é purificada e é drenada do sistema.

19. Sistema de acordo com a reivindicação 18, caracterizada pelo fato de que uma linha de corrente parcial leva do aparelho de purifica- ção de águas residuais de volta para o aparelho de preparação de material (100) e/ou para a máquina de produzir papel (200).

20. Sistema de acordo com a reivindicação 18 ou reivindicação -19, caracterizada pelo fato de que o aparelho de águas residuais compreen- de um ou mais dispositivos que são selecionados do grupo que inclui unida- des de remoção de material (305), unidades de refrigeração (310), unidades de tratamento de águas residuais biológicas (315) e quaisquer combinações desejadas das mesmas.

21. Método para o tratamento de água de processo, particular- mente, para o tratamento de água de processo na fabricação de papel, que compreende pelo menos uma etapa de tratamento de água de processo, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte da água de processo, alimentada continuamente à etapa de tratamento de água de processo, é submetida a uma etapa de purificação em um reator anaeróbico (125a, -125b, 225) misturado com microorganismos anaeróbicos, bem como a uma etapa de descalcificação.

22. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pe- lo fato de que a água de processo, alimentada continuamente à etapa de tratamento de água de processo, vem de um aparelho de preparação de ma- terial (100) e/ou de uma máquina de produzir papel (200).

23. Método de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pe- lo fato de que á água de processo, alimentada à etapa de tratamento de á- gua de processo, vem de pelo menos um estágio de um aparelho de trata- mento de papel recuperado (100) e/ou de uma máquina de produzir papel (200).

24. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 23, caracterizado pelo fato de que a água de processo é submetida a uma etapa de flutuação de descarga de pressão na etapa de descalcificação.

25. Método de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pe- lo fato de que a diferença de pressão entre a pressurização e a expansão na etapa de flutuação de descarga de pressão perfaz pelo menos 200 kPa (2 bar), de preferência, pelo menos 300 kPa (3 bar), de modo particularmente preferido, pelo menos 400 kPa (4 bar), e, de modo especialmente preferido, pelo menos 500 kPa (5 bar).

26. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 a 25, caracterizado pelo fato de que o mesmo é realizado em um sistema como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20.