BRPI0620774A2 - aparelho de meio biológico, e, método - Google Patents

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BRPI0620774A2 BRPI0620774-0A BRPI0620774A BRPI0620774A2 BR PI0620774 A2 BRPI0620774 A2 BR PI0620774A2 BR PI0620774 A BRPI0620774 A BR PI0620774A BR PI0620774 A2 BRPI0620774 A2 BR PI0620774A2
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Abstract

APARELHO DE MEIO BIOLóGICO, E, MéTODO Um aparelho de meio biológico compreendendo um núcleo central alongado e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central, adaptados para coletar organismos a partir da água. O aparelho de meio biológico pode ainda compreender pelo menos um membro de reforço associado com o núcleo central. Em uma forma de construção, o aparelho de meio biológico é utilizado em uma tone bacteriana para tratar água residual. Em outra forma de concretização, o aparelho de meio biológico é utilizado fora de uma central elétrica para minimizar questiúncula que é puxada para dentro da central através de válvulas de admissão de água.

Description

"APARELHO DE MEIO BIOLÓGICO, E, MÉTODO" Referência cruzada a Pedido Relacionado
Este pedido reivindica a prioridade de Pedido Provisório dos Estados Unidos de número de série N0 60/754.053 depositado em 27 de dezembro de 2005.
Campo Da Invenção
Esta invenção é dirigida a um aparelho de meio biológico, e mais particularmente a um aparelho de meio biológico de cordões enlaçados, útil no tratamento de água residual.
Sumário Pa Invenção
A presente invenção refere-se um aparelho de meio biológico e métodos para uso do mesmo.
Em uma forma de concretização, o aparelho de meio biológico da presente invenção compreende um núcleo central alongado, pelo menos um membro de reforço associado com o núcleo central e uma pluralidade de laços posicionados ao longo de um comprimento do núcleo central.
Em outra forma de concretização, o aparelho de meio biológico da presente invenção compreende um núcleo central alongado, em que uma largura do núcleo central não é maior que aproximadamente 10,0 milímetros e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central.
Em ainda outra forma de concretização, o aparelho de meio biológico compreende um núcleo central alongado e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central para coletar organismos a partir da água, em que o aparelho é adaptado para reter aproximadamente 68,4 kg (150,0 libras) até aproximadamente 136,08 kg (300,0 libras) libras de organismos coletados por 0,3048 m (pé).
Em uma forma de concretização do método da presente invenção, o método compreende as etapas de prover um aparelho de meio biológico compreendendo um núcleo central alongado, pelo menos um membro de reforço associado com o núcleo central e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central, prover água compreendendo pelo menos um organismo e coletar o pelo menos um organismo a partir da água com o aparelho de meio biológico.
Breve Descrição Dos Desenhos
Certas formas de concretização da invenção presentemente reivindicada invenção são ilustradas pelas figuras acompanhantes. Deve ser entendido que as figuras não estão necessariamente em escala e que detalhes não necessários para uma compreensão da invenção ou que tornam outros detalhes difíceis de serem percebidos podem ser omitidos. Deve ser entendido, evidentemente, que a invenção não é necessariamente limitada às particulares formas de concretização ilustradas aqui.
A figura 1 é uma vista frontal em perspectiva de um meio biológico de cordões enlaçados de acordo com a invenção presentemente reivindicada; e
a figura 2 é uma vista traseira do meio biológico de cordões enlaçados mostrados na figura
Descrição Detalhada
Quando usado aqui, meio biológico significa qualquer material ou substância usada em conexão com o tratamento de água. A presente invenção é dirigida a um meio biológico de cordões enlaçados, o qual compreende um núcleo central alongado e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central. Quando usado aqui, alongado significa que tem uma maior dimensão vertical que dimensão horizontal. Em uma forma de concretização, a presente invenção ainda compreende um membro de reforço associado com o núcleo central. O meio biológico da presente invenção pode ser usado em uma torre bacteriana ou em várias outras aplicações que envolvem o tratamento de água. Com referência agora à figura 1, uma forma de concretização do meio biológico de cordões enlaçados 10 da presente invenção é mostrado.
O meio biológico da figura 1 compreende um núcleo central alongado 12 incluindo um primeiro lado 14 e um segundo lado 16, uma pluralidade de laços 18 que se estendem lateralmente a partir de cada dos primeiro e segundo lados 14 e 16 e um membro de reforço 20 associado com o núcleo central. O meio biológico 10 também inclui uma porção frontal 21 e uma porção dorsal 23.
O núcleo central 12 pode ser construído em várias maneiras e ser feito de vários materiais. Em uma forma de construção, o núcleo central 12 é tricotado. A porção tricotada do núcleo 12 pode compreender poucas (por exemplo, quatro a seis), fileiras pelo comprimento de pontos de ligação 22. O núcleo 12 pode ser formado a partir de materiais similares a fios.
Material tipo fio, apropriado, pode incluir, por exemplo, poliéster, poliamida, cloreto de polivinilideno, polipropileno e outros materiais conhecidos por aqueles de conhecimento na arte. O material tipo fio pode ser de construção de filamento, ou a fio curto fiado. A largura lateral / do núcleo central 12 é relativamente estreita e é sujeita a variação. Em certas formas de concretização, a largura lateral / não é maior que aproximadamente 10,0 mm, é tipicamente entre aproximadamente 3,0 mm e aproximadamente 8,0 mm ou entre aproximadamente 4,0 mm e aproximadamente 6,0 mm.
Como mostrado na figura 1, a pluralidade de laços 18 se estende lateralmente a partir do primeiro e segundo lados 14 e 16 do núcleo central 12. Como pode ser visto, a pluralidade de laços é configurada para coletar vários tipos de organismos a partir da água. A pluralidade de laços oferece flexibilidade em forma para acomodar colônias em crescimento de organismos. Ao mesmo tempo, a pluralidade de laços 18 permite circulação de ar, de modo que, quando o meio biológico é empregado em uma torre bacteriana, as colônias em crescimento de organismos podem consumir suficiente oxigênio para sobreviver por um tempo suficientemente longo para eliminar toxinas a partir da água residual.
A pluralidade de laços 18 é tipicamente construída do mesmo material que o núcleo central 12, e pode também incluir comprimentos laterais variáveis /'. A largura lateral /" de cada laço da pluralidade de laços 18 pode estar dentro da faixa de entre aproximadamente 10,0 mm e aproximadamente 15,0 mm. Se os laços forem demasiadamente grandes, eles podem ficar saturados com organismos, o que poderia reduzir ou tornar impossível a captura de organismos adicionais.
Como pode ser visto, a extensão lateral do núcleo 12 é, em contraste, insignificante vis-a-vis a extensão lateral total de cada laço da pluralidade de laços. Isto é, o núcleo central 12 ocupa entre aproximadamente 1/7 a 1/5 da largura lateral total do aparelho de meio biológico. De fato, o núcleo central 12 é apenas perceptível quando da observação da porção dorsal 23 do aparelho de meio biológico 10, como visto na figura 2, o núcleo central aparece aproximadamente totalmente oculto a partir da vista por meio da pluralidade de laços 18 que se estendem lateralmente.
O núcleo central 12 pode opcionalmente ser reforçado através do uso do membro de reforço 20, o qual tipicamente se estende ao longo e se interconecta com o núcleo central. Quando usado aqui, o termo membro de reforço significa qualquer material ou substância adicionada ao núcleo central que é feita de um material diferente que aquele do núcleo central. O material do membro de reforço 20 tipicamente tem uma mais alta resistência à tração que aquela do núcleo central 12 e pode ter uma faixa de resistências à ruptura entre aproximadamente 22,7 kg (50,0 libras) e aproximadamente 6,80 m (15,00 libras). Assim, o membro de reforço 20 pode ser construído de vários materiais, incluindo filamento sintético de alta resistência, fita e fio de aço inoxidável ou outro fio de aço. Dois materiais particularmente úteis são Kevlar® e Tensylon®. De acordo com outro aspecto da invenção, um método para produzir o aparelho de meio biológico é provido. O método compreende as etapas de tricotar o material tipo fio para formar o núcleo central 12, e puxar a pluralidade de laços 18 a partir do mesmo, de modo que os laços são posicionados ao longo do núcleo central 12. Máquinas de tricotar disponíveis de Comez SpA da Itália podem ser empregadas para esta finalidade. Em adição, um ou mais membros de reforço 20 podem ser adicionados ao núcleo central 12 em várias maneiras.
Uma primeira maneira em que o meio biológico 10 pode ser reforçado é por meio da adição de um ou mais membros de reforço 20 à trama do núcleo 12 durante a etapa de tricotagem. Estes membros de reforço 20 podem ser dispostos em uma relação substancialmente paralela com respeito à urdidura do núcleo 12 e costurados por pontos na estrutura compósita do núcleo 12. Como será apreciado, o uso destes membros de reforço permite que a largura do núcleo central 12 seja reduzida em relação aos núcleos centrais do conhecido meio biológico, sem significantemente colocar em risco a resistência à tração do núcleo.
Em uma forma de construção, dois membros de reforço 20 são empregados, com um membro disposto em cada lado do núcleo 12. Com referência novamente à figura 1, dois membros de reforço 24 e 26, na forma de cordões externos, são mostrados.
Uma segunda maneira em que o meio biológico 10 pode ser reforçado é através da introdução de um ou mais membros de reforço 20 em uma operação de torção, subseqüente à etapa de tricotagem. Este método permite a introdução paralela dos membros de reforço tensionados no núcleo central 12, com o núcleo central 12 acondicionando ao redor estes membros de reforço 20,
Em adição, tanto a primeira como a segunda maneiras de incorporar os membros de reforço 20 podem ser combinadas. Assim, um ou mais membros de reforço 20 podem ser assentados dentro do núcleo central 12 durante o processo de tricotar, e então um ou mais membros de reforço 20 podem ser introduzidos durante a subseqüente etapa de torção. Estes membros de reforço 20 poderiam ser os mesmos ou diferentes (por exemplo, durante tricotagem, Kevlar® poderia ser usado, e durante torção, fio de aço inoxidável poderia ser introduzido).
De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, métodos para usar o aparelho de meio biológico 10, acima descrito, são providos. O aparelho de meio biológico 10 pode ser usado em uma torre bacteriana ou centrais elétricas externas com admissões de água.
Quando usada em uma torre bacteriana para tratar água residual, uma pluralidade de meadas de meio biológico de cordões enlaçados é suspensa verticalmente na torre bacteriana. Quando as gotas de água residual caem nas meadas de meio biológico, microorganismos continuamente crescem sobre as meadas, particularmente dentro e ao redor dos laços.
O crescente peso desta biomassa tende a causar com que as meadas de meio biológico desejem se estirar ou "fluir." Se isto ocorrer, as meadas de meio biológico podem se encurvar e passar os limites das suas vizinhas, quando o meio biológico cresce, este adensamento causado por encurvamento permitirá com que a bactéria cresça junto, e, assim, crie "ligações em ponte", com conseqüente deterioração o processo de purificação de água residual. Graças à estreita dimensão do núcleo central 12, todavia, as acima descritas construções de meio biológico ajudam a mitigar este problema de "fluência", pois o meio biológico individual dentro da torre bacteriana ocupa larguras laterais relativamente pequenas, permitindo o espaço adicional entre cada aparelho de meio biológico.
Ainda, a presença dos membros de reforço 20 pode ajudar em prover uma redução de estiramento nas estruturas de fios de aço e de filamentos da invenção. Acredita-se que, ao longo destas linhas, o meio biológico 10 dos inventores da presente invenção pode suportar mais libras de peso por pé de meio biológico que as estruturas conhecidas. Os inventores verificaram que um aparelho de meio biológico 10 de acordo com a presente invenção pode prover até 136,08 kg (300 libras) de peso por 0,3048 m (pé). Isto tem as vantagens de reduzir o risco do rendimento de meio biológico ceder ou até mesmo se romper durante o uso em uma torre bacteriana, e permite que a torre bacteriana processe um maior volume de água residual antes de precisar de preparação para reduzir o crescimento dos microorganismos.
Em uma modificação, o Kevlar (marca registrada), Tensylon (marca registrada), fio de aço, etc. podem ser introduzidos sob tensão sem a etapa de torção. A estrutura agora tricotada é carregada em uma torre bacteriana em uma tal maneira que uma pequena área de fundação e pequenas áreas de fundação são, todas, posicionadas na posição exata umas em relação às outras; esta configuração permitindo a máxima disponibilidade de ar através de todas as estruturas de meio.
Em outra forma de concretização, o meio biológico 10 da presente invenção pode ser usado para tratar água que entra nas válvulas de admissão de água de centrais elétricas. Em muitos casos, as válvulas de entrada de centrais elétricas puxam organismos na forma larval de músculos (freqüentemente conhecida como "questiúncula") que tipicamente crescem em grandes corpos de água, como lagos. Este "questiúncula" eventualmente se transforma em músculos totalmente crescidos que podem danificar seriamente os sistemas de filtração das centrais elétricas. Para agir contra este problema, uma armação do meio biológico 10 da presente invenção pode ser submersa no exterior das válvulas de admissão de água das centrais elétricas. Visto que a pluralidade de laços 18 pode formar uma armadilha para a questiúncula antes de ele entrar na central elétrica, os números de músculos que crescem dentro da central elétrica visada são reduzidos, ajudando assim a minimizar o dano acima mencionado dos sistemas de filtração de centrais elétricas.
Variações, modificações e outras implementações do que está aqui descrito ocorrerá para aqueles de conhecimento comum na arte sem fugir do espírito e escopo da invenção. Por conseguinte, a invenção não é, de maneira alguma, ilimitada pela descrição ilustrativa precedente.

Claims (25)

1. Aparelho de meio biológico, caracterizado pelo fato de que compreende: um núcleo central alongado; pelo menos um membro de reforço associado com o núcleo central; e uma pluralidade de laços posicionados ao longo de um comprimento do núcleo central.
2. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o núcleo central é construído de um material tipo fio.
3. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -2, caracterizado pelo fato de que o material tipo fio compreende pelo menos um de um filamento contínuo e um fio curto fiado.
4. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -2, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de reforço tem uma resistência à tração mais alta que aquela do material tipo fio.
5. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -2, caracterizado pelo fato de que o material tipo fio é selecionado a partir do grupo consistindo de poliéster, poliamida, cloreto de polivinilideno e polipropileno.
6. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -2, caracterizado pelo fato de que o material tipo fio é de construção tricotada e o pelo menos um membro de reforço é costurado por pontos dentro do núcleo central.
7. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que uma largura do núcleo central não é maior que aproximadamente 5 milímetros.
8. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que uma largura do núcleo central é entre aproximadamente 1/7 a aproximadamente 1/5 da largura lateral total do aparelho de meio biológico.
9. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de reforço se estende ao longo e interconecta-se com o núcleo central.
10. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de reforço é pelo menos parcialmente tricotado dentro do núcleo central.
11. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de reforço e o núcleo central são torcidos um em torno do outro.
12. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de reforço é introduzido no núcleo central sob tensão.
13. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -1, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um membro de reforço é construído de um material selecionado a partir do grupo consistindo de filamento sintético, fita e fio de aço inoxidável, de alta resistência.
14. Aparelho de meio biológico, caracterizado pelo fato de que compreende: um núcleo central alongado, em que uma largura do núcleo central não é maior que aproximadamente 10,0 milímetros; e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central.
15. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -14, caracterizado pelo fato de que a dimensão de largura do núcleo central é entre aproximadamente 3,0 mm e aproximadamente 8,0 mm.
16. Aparelho de meio biológico de acordo com a reivindicação -14, caracterizado pelo fato de que ainda compreende pelo menos um membro de reforço.
17. Aparelho de meio biológico, caracterizado pelo fato de que compreende: um núcleo central alongado; e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central para coletar organismos a partir da água, em que o aparelho é adaptado para reter aproximadamente 68,4 kg (150,0 libras) a aproximadamente 136,08 kg (300,0 libras) libras de organismos coletados por 0,3048 m (pé).
18. Aparelho de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que ainda compreende um membro de reforço associado com o núcleo alongado.
19. Método, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: prover um aparelho de meio biológico compreendendo um núcleo central alongado, pelo menos um membro de reforço associado com o núcleo central e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central; prover água compreendendo pelo menos um organismo; e coletar o pelo menos um organismo a partir da água com o aparelho de meio biológico.
20. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda provê o núcleo central construído de um material tipo fio.
21. Método de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que ainda provê o material tipo fio compreendendo pelo menos um de um filamento contínuo e um fio curto fiado.
22. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de posicionar o aparelho de meio biológico dentro de uma torre bacteriana.
23. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de posicionar o aparelho de meio biológico submerso abaixo da água.
24. Método de acordo com a reivindicação 21, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de posicionar o aparelho de meio biológico em um fluxo de água.
25. Método de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que ainda compreende a etapa de prover outro aparelho de meio biológico compreendendo um núcleo central alongado, pelo menos um membro de reforço associado com o núcleo central e uma pluralidade de laços posicionados ao longo do núcleo central, em que o aparelho de meio biológico e o outro aparelho de meio biológico são afastados.
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