BRPI0806315A2 - sistema e método para melhorar um processo de lama ativada - Google Patents
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Abstract
SISTEMA E MéTODO PARA MELHORAR UM PROCESSO DE LAMA ATIVADA. Sistema para melhorar um processo de lama ativada que inclui pelo menos um subsistema de tanque de aeração, um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso, um orifício de injeção de floculante localizado a jusante de pelo menos um tanque de aeração, pelo menos um clarificador, um subsistema de retorno de lama ativada, um subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso e um subsistema residual.
Description
SISTEMA E MÉTODO PARA MELHORAR UM PROCESSO DE LAMA ATIVADA PEDIDOS CORRELATOS
Este pedido reivindica o benefício e prioridade do Pedido Provisório US número de série 60/879.373, depositado em 9 de janeiro de 2007, intitulado "Process For The Biochemical Treatment of Wastewater" (Processo para o tratamento bioquímico da água residual) e também reivindica o benefício e prioridade do Pedido Provisório US número de série 60/994.553, depositado em 20 de setembro de 2007, intitulado "A Process For Enhanced Biochemical Treatment of Wastewater" (Processo para melhorar o tratamento bioquímico da água residual) ambos incorporados ao presente documento como referência.
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção se refere a um sistema e método para melhorar um processo de lama ativada.
HISTÓRICO DA INVENÇÃO
As instalações para tratamento de água residual municipal e industrial freqüentemente incluem processos primários, secundários e terciários para tratamento da água residual de modo a remover os contaminantes, tais como, sólidos suspensos, orgânicos biodegradáveis, fósforo, nitrogênio, contaminantes microbiológicos e semelhantes para prover um efluente limpo. 0 efluente limpo está tipicamente sujeito às normalizações estritas locais, estaduais e federais.
Os processos de tratamento primário freqüentemente incluem crivos, câmaras com redes e/ou clarificadores primários para remoção de sólidos grandes e outras matérias suspensas de modo a prover um efluente primário. A lama ativada é um tipo de processo secundário que utiliza tanque(s) de aeração que contém(contêm) uma grande população de microorganismos que ingerem contaminantes no efluente primário para formar "flocos" biológicos. 0 oxigênio é alimentado tipicamente ao(s) tanque(s) de aeração para promover o crescimento destes flocos biológicos. A combinação*do efluente primário, ou em alguns casos do esgoto in natura e dos flocos biológicos é geralmente conhecida como licor misto. A população ou concentração de microorganismos no licor misturado é freqüentemente referida como sólidos suspensos no licor misturado (MLSS).
Após tratamento suficiente no(s) tanque(s) de aeração, os flocos biológicos no licor misturado são então tipicamente enviados a um clarificador secundário onde os flocos biológicos são separados pela gravidade do licor misturado para prover um efluente secundário e uma lama assentada. 0 efluente secundário, ou efluente "limpo" pode ser descarregado de volta para o ambiente ou processado pelos processos de tratamento terciários adicionais. A maior parte da lama assentada no clarificador secundário é tipicamente reciclada novamente para o(s) tanque(s) de aeração por um subsistema de retorno de lama ativada. A lama em excesso remanescente é dissipada do sistema para controlar a concentração de sólidos suspensos no licor misturado.
Contudo, a separação dos flocos biológicos do licor misturado no clarificador secundário se torna difícil porque os flocos biológicos são apenas marginalmente mais pesados que a água e, portanto, assentam muito lentamente. Como resultado, o clarificador secundário de um processo de lama ativada típico se encontra no gargalo da garrafa na maior parte dos processos para tratamento de água residual que utilizam lama ativada como um processo secundário. A etapa de separação de sólidos crucial dos flocos biológicos do licor misturado no clarificador secundário é, portanto, tipicamente o processo de limite de taxa que é controlado por vários fatores, mais notavelmente a gravidade específica ou densidade dos flocos biológicos.
Além disso, a separação dos sólidos no clarificador secundário nos processos típicos de lama ativada freqüentemente não é confiável devido aos muitos tipos de problemas de assentamento que são causados entre outros por: supercrescimento dos organismos filamentados, volume viscoso causado pelo supercrescimento dos organismos zoogléicos ou material polissacarídeo exocelular, flocos em pino, flocos extraviados, carga de sólidos excessiva nos clarificadores secundários, taxa de transbordamento de superfície do clarificador secundário excessiva e semelhantes.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
Portanto, é um objetivo desta invenção prover um sistema e método para melhorar um processo de lama ativada.
É um objetivo adicional desta invenção prover sistema e método que aumentem a taxa de assentamento dos flocos biológicos em um clarificador secundário.
É um objetivo adicional desta invenção prover sistema e método que eliminem problemas associados às taxas de assentamento lento dos flocos biológicos no clarificador secundário. É um objetivo adicional desta invenção prover sistema e método que aumentem a capacidade de um sistema de lama ativada.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que removam efetivamente os contaminantes da água residual.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que apresentem custo beneficio.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que sejam mais confiáveis.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que sejam mais robustos.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que melhorem a remoção de contaminantes da água residual.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que melhorem a remoção de sólidos suspensos da água residual.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que possam aumentar a concentração de MLSS desta forma aumentando a capacidade.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que possam aumentar o fluxo de água residual e/ou carga de modo a aumentar a capacidade.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que possam aumentar a concentração de MLSS para melhorar a nitrificação de amônia no licor misturado.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que melhorem a remoção de nitrogênio da água residual. É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que melhorem a remoção de fósforo da água residual.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que reduzam a marca de um sistema de lama ativada.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que reduzam os custos de instalação e necessidades de solo.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que permitam a utilização de tanques de aeração e clarificadores menores.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método que possam prover um efluente secundário de alta qualidade.
É um objetivo adicional desta invenção, prover sistema e método no qual o efluente secundário de alta qualidade pode satisfazer as normalizações locais, estaduais e federais para águas residuais.
A presente invenção, contudo, em outras concretizações, não precisa alcançar todos estes objetivos e as reivindicações neste documento não devem se limitar as estruturas ou métodos capazes de obter estes objetivos.
Esta invenção caracteriza um sistema para melhorar um processo de lama ativada que inclui, pelo menos, um tanque de aeração para recepção de um fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado. Um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso inclui um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, agente de acréscimo de peso virgem, e agente de acréscimo de peso reciclado para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados. Um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração introduz um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e fornece aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados. Pelo menos um clarificador separa e coleta os flocos biológicos pesados do licor misturado para prover um efluente secundário e uma lama assentada. Um subsistema de retorno de lama ativada recicla a maior parte da lama assentada para o tanque de aeração. Um subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso remove e cisalha a lama assentada remanescente e recupera o agente de acréscimo de peso da mesma e reintroduz o agente de acréscimo de peso no subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso. Um subsistema residual desgasta a lama assentada remanescente do subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
Em uma concretização, a energia do tanque de mistura da combinação pode estar na faixa de cerca de 0,0395 kW/m3 a cerca de 2,633 Kw/m3. O subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso pode incluir um subsistema de armazenamento para armazenamento do agente de acréscimo de peso virgem e dispensa do agente de acréscimo de peso virgem no tanque de mistura. A capacidade do sistema de lama ativada pode ser aumentada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado no tanque de aeração por redução da quantidade de lama assentada dissipada pelo subsistema residual. A quantidade de lama assentada dissipada pelo subsistema residual pode ser reduzida para aumentar a concentração de sólidos suspensos no licor misturado para melhorar a nitrificação de amônia no licor misturado. A nitrificação pode ser melhorada por acréscimo da quantidade de oxigênio dissolvido introduzido no tanque de aeração. 0 tanque de aeração pode incluir pelo menos uma zona anóxica configurada para remover nitrogênio do licor misturado. 0 tanque de aeração pode incluir pelo menos uma zona anaeróbica configurada para remoção de fósforo do licor misturado. Um coagulante pode ser adicionado ao tanque de aeração, ao tanque de impregnação, ou ao orifício de injeção de floculante para remover fósforo por precipitação e/ou coagulação. O agente de acréscimo de peso pode incluir magnetita. O floculante pode incluir um polímero catiônico e/ou aniônico. A razão do agente de acréscimo de peso para o licor misturado pode ser superior a cerca de 1:5 para 1. O subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso pode incluir um misturador de cisalhamento em linha para separação dos flocos biológicos do agente de acréscimo de peso. O subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso pode incluir um separador magnético de tambor umectado de passagem simples para recuperação do agente de acréscimo de peso da lama assentada remanescente e para introdução do agente de acréscimo de peso recuperado no tanque de impregnação. O efluente secundário pode ter uma concentração total de sólidos suspensos inferior a cerca de 30 mg/L. O subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso pode dispensar o licor misturado do tanque de aeração no tanque de impregnação e retornar os flocos biológicos pesados de volta para o tanque de aeração. 0 subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso pode estar localizado a montante do tanque de aeração e antes do clarificador secundário.
Esta invenção também caracteriza um sistema para melhorar um processo de lama ativada incluindo pelo menos um tanque de aeração para recepção do fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado. Um subsistema de impregnação inclui um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, material inorgânico magneticamente separável, virgem, e material inorgânico magneticamente separável reciclado para impregnar o material inorgânico magneticamente separável nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados. Um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração introduz um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e para provisão de aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados. Pelo menos um clarificador separa e coleta os flocos biológicos pesados do licor misturado para prover um efluente secundário e uma lama assentada. Um subsistema de retorno de lama ativada recicla a maior parte da lama assentada para o tanque de aeração. Um subsistema de recuperação remove e cisalha a lama assentada remanescente e recupera o material inorgânico magneticamente separável da mesma e reintroduz o material inorgânico magneticamente separável no subsistema de impregnação de material inorgânico magneticamente separável. Um subsistema residual dissipa a lama remanescente do subsistema de recuperação de material inorgânico magneticamente separável de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
Em uma concretização, o material inorgânico magneticamente separável inclui magnetita.
Esta invenção caracteriza adicionalmente um sistema para melhorar um processo de lama ativada que inclui pelo menos um tanque de aeração para recepção do fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado. Um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso localizado a montante do tanque de aeração inclui um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, agente de acréscimo de peso virgem, e agente de acréscimo de peso reciclado para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados. Um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração introduz um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e para provisão de aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados. Pelo menos um clarificador separa e coleta os flocos biológicos pesados do licor misturado para prover um efluente secundário e uma lama assentada. Um subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso remove e cisalha a lama assentada remanescente e recupera o agente de acréscimo de peso da mesma e reintroduz o agente de acréscimo de peso no subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso. Um subsistema residual dissipa a lama remanescente do subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
Esta invenção também caracteriza um sistema para melhorar um processo de lama ativada que inclui pelo menos um tanque de aeração para recepção do fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado. Um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso inclui um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, agente de acréscimo de peso virgem, e agente de acréscimo de peso reciclado para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados. Um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração introduz um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e fornece aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados.
Esta invenção caracteriza adicionalmente um método para melhorar um processo de lama ativada, o método incluindo as etapas de: a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado, b) impregnação de um agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados, c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados, d) separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado em pelo menos um clarificador secundário para prover um efluente secundário e uma lama assentada, e) reciclagem da maior parte da lama assentada para a etapa a) , f) remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma para reintrodução do agente de acréscimo de peso na etapa b), e g) dissipação da lama assentada remanescente na etapa f) de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
Em uma concretização, o agente de acréscimo de peso pode ser impregnado nos flocos biológicos na etapa b) por mistura do licor misturado e dos flocos biológicos em um nível de energia predeterminado. A energia da mistura pode estar na faixa de cerca de 0,0395 kW/m3 a cerca de 2,633 kW/m3. A capacidade do processo de lama ativada pode ser aumentada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado na etapa a) por redução da quantidade da lama assentada removida nas etapas f) e g). A nitrificação de amônia no líquido misturado pode ser melhorada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado por redução da quantidade da lama assentada removida nas etapas f) e g). A nitrificação pode ser melhorada por acréscimo da quantidade de oxigênio introduzido ao licor misturado na etapa a). A remoção de nitrogênio do licor misturado pode ser melhorada por utilização de pelo menos uma zona anóxica. A remoção de fósforo da lama assentada pode ser melhorada por utilização de pelo menos uma zona anaeróbica. O método pode incluir, adicionalmente, a etapa de adição de um coagulante para remoção de fósforo por precipitação e/ou por coagulação. O agente de acréscimo de peso pode incluir magnetita. O floculante pode incluir um polímero catiônico e/ou aniônico. A razão do agente de acréscimo de peso para o licor misturado pode ser superior a cerca de 1:5 para 1. O método pode incluir, adicionalmente, a etapa de separação do agente de acréscimo de peso da lama assentada e cisalhada da etapa f) por utilização de um separador magnético de tambor umectado de passagem simples. O efluente secundário pode ter uma concentração total de sólidos suspensos inferior a cerca de 30 mg/L.
Esta invenção também caracteriza um método para melhorar um processo de lama ativada, o método incluindo as etapas de a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado, b) impregnação de um material inorgânico magneticamente separável nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados, c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados, d) separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado em pelo menos um clarificador secundário para prover um efluente secundário e uma lama assentada, e) reciclagem da maior parte da lama assentada para a etapa a), f) remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do material inorgânico magneticamente separável da mesma para reintrodução do material inorgânico magneticamente separável na etapa b), e g) dissipação da lama assentada remanescente na etapa f) de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
Em uma concretização, o material inorgânico magneticamente separável pode incluir magnetita.
Esta invenção caracteriza adicionalmente um método para melhorar um processo de lama ativada, o método incluindo as etapas de a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado, b) impregnação de um agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados, c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados, d) separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado em pelo menos um clarificador secundário para prover um efluente secundário e uma lama assentada, e) remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma para reintrodução do agente de acréscimo de peso na etapa b), e f) dissipação da lama assentada remanescente na etapa e) de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
Esta invenção também caracteriza um método para melhorar um processo de lama ativada, o método incluindo as etapas de a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado, b) impregnação de um agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados, e c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados.
BREVE DESCRIÇÃO DAS VÁRIAS VISTAS DOS DESENHOS
Outros objetivos, aspectos e vantagens poderão ocorrer aos versados na técnica da descrição que se segue de uma concretização preferida e dos desenhos apensos, onde:
A figura 1 é uma vista tridimensional de uma concretização do sistema para melhorar um processo de lama ativada desta invenção;
A figura 2 é uma vista tridimensional mostrando um exemplo de um agente de acréscimo de peso impregnado nos flocos biológicos de acordo com esta invenção;
A figura 3A é uma vista lateral esquemática de uma concretização de um misturador de cisalhamento em linha empregado com o sistema de recuperação de agente de acréscimo de peso mostrado na figura 1;
A figura 3B é uma vista superior esquemática do misturador do cisalhador em linha mostrado na figura 3A;
A figura 4 é um diagrama em bloco esquemático de uma concretização do tanque de aeração mostrado na figura 1 incluindo uma zona anóxica configurada para remover nitrogênio e uma zona anaeróbica configurada para remover fósforo;
A figura 5 é um diagrama em bloco esquemático de outra concretização do sistema para melhorar um processo de lama ativada desta invenção;
A figura 6 é um diagrama em bloco esquemático ainda de outra concretização do sistema para melhorar um processo de lama ativada desta invenção; e
A figura 7 é um diagrama em bloco esquemático mostrando as etapas primárias do método para melhorar um processo de lama ativada desta invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Além da concretização preferida ou concretizações reveladas a seguir, esta invenção é capaz de outras concretizações e de ser praticada ou realizada de várias formas. Assim, deve ser entendido que a invenção não está limitada em sua aplicação aos detalhes de construção e as disposições dos componentes estabelecidos na descrição que se segue ou ilustrados nos desenhos. Se apenas uma concretização for descrita aqui, as reivindicações no presente documento não estarão limitadas a aquela concretização. Além disto, as reivindicações no presente documento não devem ser lidas como restritivas, a menos que exista evidência clara e convincente manifestando uma determinada exclusão, restrição ou renúncia.
É mostrada na figura 1 uma concretização do sistema 10 para melhorar um processo de lama ativada desta invenção. 0 sistema 10 inclui pelo menos um tanque de aeração 12 que recebe um fluxo de água residual (efluente primário) 14 pela tubulação 16. O tanque de aeração 12 introduz oxigênio dissolvido 18 da tubulação 20 exposto ao ar ambiente 22 na população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos 23 no licor misturado 24 (uma combinação de água residual 14 e flocos biológicos 23 definida pela concentração de sólidos suspensos no licor misturado (MLSS), por exemplo, cerca de 8.000 mg/L, ou concentração semelhante de MLSS conhecida pelos versados na técnica.
O sistema 10 também inclui subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 2 6 com tanque de impregnação 28 e misturador 3 0 que recebe licor misturado 24 do tanque de aeração 12 pela tubulação 32. Tanque de impregnação 28 também recebe agente de acréscimo de peso virgem, indicado em 33, por exemplo, da tremonha de alimentação 34 pela tubulação 36, e agente de acréscimo de peso reciclado, indicado em 38, do subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso 74 (discutido abaixo). O subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 2 6 combina o licor misturado 24, o agente de acréscimo de peso virgem, e o agente de acréscimo de peso reciclado no tanque de impregnação 28 para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos 23 suspensos no licor misturado 24 para formar flocos biológicos pesados. Em uma concretização, o misturador 30 utiliza uma energia de mistura na faixa de cerca de 0,0395 kW/m3 a cerca de 2,633 kW/m3, por exemplo, cerca de 0,658 kW/m3, ou qualquer outra energia de mistura semelhante que seja suficiente para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos 23 suspensos no licor misturado 24 para formar flocos biológicos pesados. Os flocos biológicos pesados são então enviados ao tanque de aeração 12 pela tubulação 37. Em um exemplo, o agente de acréscimo de peso pode ser magnetita, ou qualquer agente de acréscimo de peso semelhante ou material inorgânico magneticamente separável conhecido dos versados na técnica que aumenta a densidade dos flocos biológicos. Conforme discutido em maiores detalhes a seguir, o aumento da densidade dos flocos biológicos 23 por formação de flocos biológicos pesados promove o assentamento rápido dos flocos no clarificador secundário 46. A figura 2 mostra um exemplo do agente de acréscimo de peso 4 0 impregnado nos flocos biológicos 23 para formar flocos biológicos pesados 25.
O sistema 10, figura 1, também inclui orifício de injeção de floculante 42 localizado a montante do tanque de aeração 12 o qual introduz o floculante 44 no licor misturado 24 na tubulação 35. 0 floculante 44 melhora o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados suspensos no licor misturado 24 no clarificador secundário 46 e estabelece aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados no clarificador secundário 46. Em um exemplo, o floculante 44 pode ser polímero catiônico ou aniônico, tal como Drewfloc® 2270 (Ashland Chemical, New Jersey), ou qualquer polímero de tipo semelhante conhecido dos versados na técnica.
A aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados constitui flocos biológicos pesados maiores de modo a prover assentamento rápido dos flocos biológicos pesados na zona de assentamento 64 do clarificador 46. O floculante 44 também melhora o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados na zona de espessamento 66 do clarificador 46 por redução do tamanho, e aumento da densidade dos flocos biológicos pesados. Isto cria canais entre os flocos biológicos pesados o que permite que água na parte inferior 69 do clarificador 46 escoe na direção da parte superior 71 do clarificador 46 e os flocos biológicos pesados escoem na direção da parte inferior 69 na zona de espessamento 66 do clarificador secundário 46 para melhorar o processo de espessamento.
O clarificador secundário 46 separa e coleta os flocos biológicos pesados do licor misturado empregando o subsistema de prateleiras ou sifão 6 7 de modo a prover efluente secundário ou limpo 50 na tubulação 52 e lama assentada 54 na parte inferior 69 do clarificador 46. Uma vez que os flocos biológicos pesados possuem uma gravidade especifica maior que os flocos biológicos não impregnados, por exemplo, cerca de 2,5, eles assentam mais rápido no clarificador secundário 46 que os flocos biológicos não impregnados utilizados em um sistema típico para um processo de lama ativada. Assim, o clarificador secundário 46 separa efetiva e eficazmente os flocos biológicos pesados do licor misturado para prover o efluente secundário 50. Como resultado, o tempo necessário para separar os flocos biológicos pesados do licor misturado 24 do sistema 10 é reduzido quando comparado ao processo de lama ativada típico. Isto aumenta a capacidade do sistema 10 de processar água residual 14. Portanto, o sistema 10 é mais eficaz, eficiente, confiável, apresenta custo benefício e mais robusto que um sistema típico para um processo de lama ativada. Além disto, o tamanho do clarificador 4 6 e/ou o tanque de aeração 12 pode ser reduzido, permitindo que o sistema 10 trate a mesma quantidade de água residual em uma marca menor. Isto reduz os custos de instalação e requisitos de solo do sistema 10. Adicionalmente, os problemas associados ao processo de separação dos flocos biológicos do licor misturado no clarificador secundário, conforme discutidos na Seção de Histórico são aliviados.
O sistema 10 preferivelmente inclui subsistema de retorno de lama ativada 70 que recicla a maior parte da lama assentada 54 no clarificador secundário 42 para o tanque de aeração 12 pela tubulação 72 empregando a bomba 47.
O sistema 10 inclui de modo ideal, subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso 74 que recebe a lama assentada remanescente não enviada ao tanque de aeração 12 pela tubulação 74 e recupera o agente de acréscimo de peso da lama assentada e reintroduz o agente de acréscimo de peso no subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 26, conforme indicado em 38. Em um projeto, o subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso 74 inclui misturador de cisalhamento 78 em linha, o qual cisalha a lama assentada remanescente na tubulação 76 para separar o agente de acréscimo de peso na lama assentada na tubulação 76 do licor misturado. A figura 3A mostra uma vista lateral de um exemplo do misturador de cisalhamento 78 em linha que inclui rotor 80 e estator 82. O misturador de cisalhamento 78 é projetado tal que exista uma tolerância próxima entre a rotor 80 e estator 82. Em operação, o rotor 80 é acionado em velocidades altas, por exemplo, superiores a cerca de 10.000 rpm na direção 83 da figura 3B. O resultado é um efeito de cisalhamento que separa o agente de acréscimo de peso dos flocos biológicos na lama assentada remanescente na tubulação 7 6 para facilitar a recuperação do agente de acréscimo de peso pelo subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso 74.
O subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso 74 pode incluir separador magnético de tambor umectado de passagem simples 80, figura 1, que recupera o agente de acréscimo de peso separado da lama assentada remanescente processada pelo misturador de cisalhamento 78 em linha e reintroduz o agente de acréscimo de peso recuperado no subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 26, conforme mostrado em 38. Detalhes adicionais do separador magnético de tambor umectado de passagem simples 80 são também revelados no Pedido Número de Série 11/893.350, copendente, depositado em 15 de agosto de 2007, intitulado "Fluidic Sealing System For a Separador magnético de tambor úmido" por um ou mais dos inventores do presente incorporado ao presente documento como referência.
O sistema 10 também inclui preferivelmente o subsistema residual 82 que dissipa a lama assentada remanescente do subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso 74, tipicamente processada pelo separador magnético de tambor úmido 80, de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado 24 no tanque de aeração 12.
A capacidade do sistema 10 de processar água residual 14 pode ser aumentada por acréscimo da concentração de MLSS no tanque de aeração 12 por redução da quantidade de lama assentada dissipada pelo subsistema residual 82. A quantidade de lama assentada dissipada pelo subsistema residual 82 pode também ser reduzida para aumentar a concentração de MLSS no tanque de aeração 12 para melhorar a nitrificação de amônia no licor misturado 24. O processo de nitrificação também pode ser adicionalmente melhorado por acréscimo da quantidade de oxigênio dissolvido 18 introduzida no tanque de aeração 12 pela tubulação 20.
O tanque de aeração 12', figura 4, onde partes semelhantes receberam números semelhantes, pode incluir zona anóxica 84 com misturador 83 configurado para remover nitrogênio do licor misturado 24. Neste exemplo, a tubulação de reciclo 100 conectada ã tubulação 35 recicla licor misturado 24 para a zona anóxica 84, conforme mostrado pelas setas 101. O tanque de aeração 12' também pode incluir zona anaeróbica 86 com misturador 87 configurada para remover fósforo do licor misturado 24. Neste exemplo, tubulação 72 do subsistema de retorno de lama ativada 70 recicla a lama assentada para a zona anaeróbica 84. Muitas outras configurações de remoção de nutrientes biológicos podem ser utilizadas, conforme conhecido dos versados na técnica.
Em uma concretização, coagulante 88, figura 1, pode ser adicionado ao tanque de aeração 12, conforme mostrado em 90, para remoção de fósforo do licor misturado 24 por precipitação e/ou coagulação, conforme conhecido pelos versados na técnica. Em outros projetos, coagulante 8 8 pode ser adicionado ao orifício de injeção de floculante 42, conforme mostrado em 92, para remover fósforo por precipitação e/ou coagulação. Ainda em outro exemplo, coagulante 8 8 pode ser adicionado ao tanque de impregnação 28, conforme mostrado em 94, para remoção de fósforo por precipitação e/ou coagulação.
Em uma concretização, a razão do agente de acréscimo de peso, por exemplo, magnetita ou materiais semelhantes, conhecidos dos versados na técnica, para o licor misturado 24 é superior a cerca de 1,5 para 1,0. Em um exemplo, efluente secundário 50 possui uma concentração de sólidos suspensos inferior a cerca de 3 0 mg/L, que pode satisfazer diretrizes locais, estaduais e federais para efluente secundário 50.
Embora, conforme mostrado acima com referência à figura 1, o sistema 10 inclua o subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 26 que recebe licor misturado do tanque de aeração 12 pela tubulação 32 e dispense os flocos biológicos pesados no tanque de aeração pela tubulação 37, isto não constitui uma limitação necessária desta invenção. Em outra concretização, o subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 26a, figura 5, onde partes semelhantes receberam números semelhantes, recebe licor misturado 24 do tanque de aeração 12 pela tubulação 32 e dispensa os flocos biológicos pesados processados pelo subsistema de impregnação de acréscimo de peso 26a, através da tubulação 37 para a tubulação 35 entre o tanque de aeração 12 e clarificador secundário 12.
Em outro projeto, o sistema 10a, figura 6, onde partes semelhantes receberam números semelhantes, inclui subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso 26b que está localizado entre o tanque de aeração 12 e o clarificador secundário 46. Neste exemplo, água residual 14 pode ser de um sistema de processamento de cervejaria ou sistema de processamento semelhante que possui uma alta concentração de matéria orgânica biodegradável na água residual que chega 14. Neste projeto, o sistema IOa não necessita do subsistema de retorno de lama ativada 70 conforme mostrado nas figuras 1 e 5 uma vez que organismos suficientes crescem da remoção de matéria orgânica do influente para manter uma população de microorganismos apropriada no licor misturado 24.
O método para melhorar um processo de lama ativada desta invenção preferivelmente compreende as etapas de: recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado, etapa a) 200; figura 7, impregnação do agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados, etapa b) 202; introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados, etapa c) 204; separação e coleta dos flocos biológicos do licor misturado em pelo menos um clarificador para prover um efluente secundário e uma lama assentada, etapa d) 206; remoção e cisalhamento da lama assentada e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma para reintrodução do agente de acréscimo de peso na etapa b) 202, etapa f) 208; e dissipação da lama assentada remanescente na etapa f) 208 de modo a controlar a população no licor misturado, etapa g) 210. Os detalhes operacionais das etapas 200-210 são discutidos em detalhes acima com referência às figuras 1-6.
Em uma concretização, o método pode incluir a etapa de aumento da capacidade do processo de lama ativada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado na etapa a) 200 por redução da quantidade da lama assentada removida na etapa f) 208 e etapa g) 210. A nitrificação de amônia no licor misturado pode ser melhorada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado por redução da quantidade da lama assentada removida na etapa f) 208 e etapa g) 210. A nitrificação pode ser melhorada por acréscimo de oxigênio introduzido ao licor misturado na etapa a) 200. A remoção de nitrogênio do licor misturado pode ser melhorada por utilização de pelo menos uma zona anóxica na etapa a) 200.
A remoção de fósforo da lama assentada pode ser melhorada por utilização de pelo menos uma zona anaeróbica na etapa a) 200.
O método de melhora de um processo de lama ativada também pode incluir a etapa de adição de um coagulante para remoção de fósforo por precipitação e/ou por coagulação. 0 método de melhora de um processo de lama ativada pode utilizar um agente de acréscimo de peso que inclui magnetita ou agente de acréscimo de peso ou material inorgânico magneticamente separável semelhante conhecido pelos versados na técnica. O método pode utilizar um floculante que inclui um polímero catiônico e/ou aniônico.
Em um exemplo, a razão do agente de acréscimo de peso ao licor misturado pode ser superior a cerca de 1,5 a 1,0. O método de melhora de um processo de lama ativada também pode incluir a etapa de separação do agente de acréscimo de peso da lama assentada e cisalhada da etapa f) 208 por utilização de um separador magnético de tambor umectado de passagem simples, por exemplo, separador magnético de tambor úmido 80, figura 1. Em uma concretização, o efluente secundário pode ter uma concentração de sólidos suspensos totais inferior a cerca de 30 mg/L.
Embora os aspectos específicos da invenção sejam mostrados em alguns desenhos e não em outros, isto é apenas para conveniência que cada aspecto possa ser combinado com qualquer ou todos os outros aspectos de acordo com a invenção. As palavras "incluindo", "compreendendo", "possuindo", e "com" são usadas no presente documento para serem interpretadas ampla e compreensivãmente e não são limitadas a qualquer interconexão física. Além disto, quaisquer concretizações reveladas no presente pedido não devem ser consideradas como as únicas concretizações possíveis. Outras concretizações ocorrerão aos versados na técnica e estão dentro das reivindicações que se seguem.
Além disto, qualquer emenda apresentada durante o prosseguimento do pedido de patente não será considerada uma renúncia a qualquer elemento reivindicatório apresentado no pedido conforme depositado: os versados na técnica não poderão esperar um esboço de uma reivindicação que englobe literal e razoavelmente todos os equivalentes possíveis, muitos deles não sendo previstos na época da emenda e estando assim além da interpretação que possa ser restituída (se alguma), também os fundamentos racionais da emenda devem apresentar não mais que uma relação tangencial com os muitos equivalentes e/ou a existência de muitas outras razões pelas quais não se espera sejam descritos pelo depositante determinados substitutos que não os primordiais para qualquer elemento reivindicatório emendado.
Claims (41)
1. Sistema para melhorar um processo de lama ativada, caracterizado por compreender: pelo menos um tanque de aeração para recepção do fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, de modo a promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso incluindo um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, agente de acréscimo de peso virgem, e agente de acréscimo de peso reciclado para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado, de modo a formar flocos biológicos pesados; um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração, para introdução de um floculante ao licor misturado, de modo a melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e para provisão de aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados; pelo menos um clarificador para separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado, de modo a prover um efluente secundário e uma lama assentada; um subsistema de retorno de lama ativada para reciclagem da maior parte da lama assentada para o tanque de aeração; um subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso para remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma e reintrodução do agente de acréscimo de peso no subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso; e um subsistema residual para dissipação da lama assentada remanescente do subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso, de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a energia do tanque de mistura está na faixa de cerca de 0,0395 kW/m3 a cerca de -2,633 kW/m3.
3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso inclui um subsistema de armazenamento, para armazenamento do agente de acréscimo de peso virgem e dispensa do agente de acréscimo de peso virgem no tanque de mistura.
4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a capacidade do sistema é aumentada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado no tanque de aeração, por redução da quantidade da lama assentada dissipada pelo subsistema residual.
5. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de lama assentada dissipada pelo subsistema residual é reduzida, para aumentar a concentração de sólidos suspensos no licor misturado de modo a melhorar a nitrificação de amônia no licor misturado.
6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a nitrificação é melhorada por acréscimo da quantidade de oxigênio dissolvido introduzido no tanque de aeração.
7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o tanque de aeração inclui pelo menos uma zona anóxica configurada para remover nitrogênio do licor misturado.
8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o tanque de aeração inclui pelo menos uma zona anaeróbica configurada para remoção de fósforo da lama assentada.
9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um coagulante é adicionado ao tanque de aeração para remoção de fósforo por precipitação e/ou coagulação.
10. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um coagulante é adicionado ao tanque de impregnação para remoção de fósforo por precipitação e/ou coagulação.
11. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um coagulante é adicionado ao orifício de injeção de floculante para remoção de fósforo por precipitação e/ou coagulação.
12. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o agente de acréscimo de peso inclui magnetita.
13. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o floculante inclui um polímero catiônico e/ou aniônico.
14. Sistema, de acordo cora a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a razão do agente de acréscimo de peso para o licor misturado é superior a cerca de 1:5 para 1.
15. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso inclui um misturador de cisalhamento em linha para separação dos flocos biológicos do agente de acréscimo de peso.
16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso inclui um separador magnético de tambor umectado de passagem simples para recuperação do agente de acréscimo de peso da lama assentada remanescente e para introdução do agente de acréscimo de peso recuperado no tanque de impregnação.
17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o efluente secundário possui uma concentração total de sólidos suspensos inferior a cerca de 30 mg/L.
18. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso dispensa o licor misturado do tanque de aeração no tanque de impregnação e retorna os flocos biológicos pesados de volta para o tanque de aeração.
19. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso está localizado a montante do tanque de aeração e antes do clarificador secundário.
20. Sistema para melhorar um processo de lama ativada, caracterizado por compreender: pelo menos um tanque de aeração para recepção de um fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; um subsistema de impregnação incluindo um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, material inorgânico magneticamente separável, virgem e material inorgânico magneticamente separável reciclado para impregnar o material inorgânico magneticamente separável nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração para introdução de um floculante ao licor misturado, de modo a melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e para provisão de aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados; pelo menos um clarificador para separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado para prover um efluente secundário e uma lama assentada; um subsistema de retorno de lama ativada para reciclagem da maior parte da lama assentada para o tanque de aeração; um subsistema de recuperação para remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do material inorgânico magneticamente separável da mesma e reintrodução do material inorgânico magneticamente separável no subsistema de impregnação de material inorgânico magneticamente separável; e um subsistema residual para dissipação da lama remanescente do subsistema de recuperação de material inorgânico magneticamente separável, de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
21. Sistema, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o material inorgânico magneticamente separável inclui magnetita.
22. Sistema para melhorar um processo de lama ativada, caracterizado por compreender: pelo menos um tanque de aeração para recepção do fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso localizado a montante do tanque de aeração incluindo um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, agente de acréscimo de peso virgem, e agente de acréscimo de peso reciclado para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração para introdução de um floculante ao licor misturado, de modo a melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e para provisão de aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados; pelo menos um clarificador para separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado para prover um efluente secundário e uma lama assentada; um subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso para remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma e reintrodução do agente de acréscimo de peso no subsistema de impregnação do agente de acréscimo de peso; e um subsistema residual para dissipação da lama remanescente do subsistema de recuperação de agente de acréscimo de peso, de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
23. Sistema para melhorar um processo de lama ativada, caracterizado por compreender: pelo menos um tanque de aeração para recepção do fluxo de água residual e para introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, de modo a promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; um subsistema de impregnação de agente de acréscimo de peso incluindo um tanque de impregnação para combinação do licor misturado, agente de acréscimo de peso virgem, e agente de acréscimo de peso reciclado para impregnar o agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; e um orifício de injeção de floculante localizado a montante do tanque de aeração para introdução de um floculante ao licor misturado, de modo a melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e para provisão de aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados.
24. Método para melhorar um processo de lama ativada, o método caracterizado por compreender as etapas de: a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, de modo a promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; b) impregnação do agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados; d) separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado em pelo menos um clarificador secundário para prover um efluente secundário e uma lama assentada; e) reciclagem da maior parte da lama assentada na etapa a); f) remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma para reintrodução do agente de acréscimo de peso na etapa b); e g) dissipação da lama assentada remanescente na etapa f) de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
25. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o agente de acréscimo de peso é impregnado nos flocos biológicos na etapa b) por mistura do licor misturado e dos flocos biológicos em um nível de energia predeterminado.
26. Método, de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de que a energia da mistura está na faixa de cerca de 0,0395 kW/m3 a cerca de 2,633 kW/m3.
27. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a capacidade do processo de lama ativada é aumentada por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado na etapa a) por redução da quantidade da lama assentada removida nas etapas f) e g).
28. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a nitrificação de amônia no líquido misturado é melhorada, por acréscimo da concentração de sólidos suspensos no licor misturado por redução da quantidade da lama assentada removida nas etapas f) e g).
29. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado pelo fato de que a nitrificação é melhorada, por acréscimo da quantidade de oxigênio introduzido ao licor misturado na etapa a).
30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que a remoção de nitrogênio do licor misturado é melhorada, pela utilização de pelo menos uma zona anóxica.
31. Método, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que a remoção de fósforo da lama é melhorada, pela utilização de pelo menos uma zona anaeróbica.
32. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por incluir ainda a etapa de adição de um coagulante para remoção de fósforo por precipitação e/ou por coagulação.
33. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o agente de acréscimo de peso inclui magnetita.
34. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o floculante inclui um polímero catiônico e/ou aniônico.
35. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a razão do agente de acréscimo de peso para o licor misturado é superior a cerca de 1:5 para 1.
36. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado por incluir ainda a etapa de separação do agente de acréscimo de peso da lama assentada e cisalhada da etapa f) pela utilização de um separador magnético de tambor umectado de passagem simples.
37. Método, de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que o efluente secundário possui uma concentração total de sólidos suspensos inferior a cerca de 30 mg/L.
38. Método para melhorar um processo de lama ativada, o método caracterizado por compreender as etapas de: a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, de modo a promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; b) impregnação de um material inorgânico magneticamente separável nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados; d) separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado em pelo menos um clarificador secundário, de modo a prover um efluente secundário e uma lama assentada; e) reciclagem da maior parte da lama assentada para a etapa a); f) remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do material inorgânico magneticamente separável da mesma para reintrodução do material inorgânico magneticamente separável na etapa b); e g) dissipação da lama assentada remanescente na etapa f) , de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
39. Método, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que o material inorgânico magneticamente separável inclui magnetita.
40. Método para melhorar um processo de lama ativada, o método caracterizado por incluir as etapas de: a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, de modo a promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; b) impregnação de um agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; c) introdução de um floculante ao licor misturado para melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados; d) separação e coleta dos flocos biológicos pesados do licor misturado, em pelo menos um clarificador secundário para prover um efluente secundário e uma lama assentada; e) remoção e cisalhamento da lama assentada remanescente e recuperação do agente de acréscimo de peso da mesma, para reintrodução do agente de acréscimo de peso na etapa b); e f) dissipação da lama assentada remanescente na etapa e) de modo a controlar a população de microorganismos no licor misturado.
41. Método para melhorar um processo de lama ativada, o método caracterizado por compreender as etapas de: a) recepção de um fluxo de água residual e introdução de oxigênio dissolvido em uma população de microorganismos, para promover o crescimento dos flocos biológicos em um licor misturado definido por uma concentração de sólidos suspensos no licor misturado; b) impregnação de um agente de acréscimo de peso nos flocos biológicos suspensos no licor misturado para formar flocos biológicos pesados; e c) introdução de um floculante ao licor misturado, de modo a melhorar o assentamento e espessamento dos flocos biológicos pesados e estabelecer aglomeração dos flocos biológicos não impregnados e/ou flocos biológicos parcialmente impregnados com os flocos biológicos pesados.
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