BRPI0919152B1

BRPI0919152B1 - dispositivo de sedimentação para um fluido contendo líquido, gás e material particulado, purificador, e, método para a purificação aeróbica ou anaeróbica de um fluido de água residual

Info

Publication number: BRPI0919152B1
Application number: BRPI0919152A
Authority: BR
Inventors: Johannes Jorna Antonius; Hubertus Josef Vellinga Sjoerd
Original assignee: Paques Ip Bv
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2009-09-23
Publication date: 2019-10-22
Also published as: CN102197001B; US20110168021A1; CN102197001A; EP2346788A1; WO2010036107A1; PL2346788T3; BRPI0919152A2; US8728318B2; EP2346788B1; EP2065344A1; ES2541328T3; DK2346788T3; HUE025690T2

Abstract

dispositivo de sedimentação para um fluido contendo líquido, gás e material particulado, purificador, e, método para a purificação aeróbica ou anaeróbica de um fluido de água residual a invenção refere-se a um separador de três fases ou dispositivo de sedimentação (2) ou um digestor ( 1) compreendendo o dispositivo de sedimentação (2). o dispositivo de sedimentação pode receber um fluido contendo líquido, gás e material particulado. o dispositivo de sedimentação (2) compreende uma câmara de sedimentação (3) que deve ser preenchida com este fluido. o dispositivo também pode compreender uma descarga de líquido (5) para descarregar o líquido da câmara de sedimentação e adaptado próximo do nível do líquido (30), uma entrada de fluido ( 6) para o fornecimento do fluido na câmara de sedimentação (3), um dispositivo de separação de material particulado (7) e uma saída de lama (8) da câmara de sedimentação (3). de acordo com um método da invenção um fluxo de fluido é fornecido dentro e fora do dispositivo de sedimentação (2) e da câmara de sedimentação (3 ). de acordo com um aspecto da invenção a entrada ( 6) para a câmara de sedimentação (3) compreende um dispositivo de separação de gás (4) para a separação de gás dos canais compreendendo fluido, dita entrada (6) posicionada próxima ao nível de fluido (30). de acordo com um outro aspecto a entrada (6) e a transição (75) na câmara de sedimentação são organizadas para criar um padrão de fluxo pré-separado que compreende um fluxo de líquido geralmente laminar.

Description

[1] A invenção diz respeito a um dispositivo de sedimentação para um fluido contendo líquido, gás e material particulado. A invenção também diz respeito a um purificador compreendendo um tal dispositivo de sedimentação. Em uma outra forma de realização a invenção também diz respeito aos métodos para a purificação aeróbica ou anaeróbica de águas residuais.

[2] Tais dispositivos de sedimentação são conhecidos da técnica anterior. Um exemplo é divulgado na EP 0 820 335 A1. Os purificadores e dispositivos de sedimentação podem ser utilizados para a purificação aeróbica ou anaeróbica de águas residuais. A água residual compreende um fluido que pode conter material orgânico e/ou inorgânico dissolvido e não dissolvido.

[3] O tratamento de água residual anaeróbica é o tratamento biológico de água residual sem o uso de ar ou oxigênio elementar. Muitas aplicações são direcionadas para a remoção de poluentes orgânicos em águas residuais, pastas fluidas e lamas. Os poluentes orgânicos são convertidos por micro-organismos anaeróbicos em um gás que contém metano e dióxido de carbono, conhecido como “biogás”.

[4] No campo da engenharia de águas residuais a poluição orgânica é medida pelo peso do oxigênio que se gasta para oxidá-la quimicamente. Este peso de oxigênio é referido como a “demanda química de oxigênio (COD). A COD é basicamente uma medida do teor de matéria orgânica ou concentração. A melhor maneira de observar o tratamento água residual anaeróbica é comparar o seu equilíbrio de COD com aquele do tratamento de água residual aeróbica.

[5] No processo anaeróbico o metano pode ser um produto de

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 9/40 / 27 reação. O metano é um combustível valioso. Muito pouca COD é convertida em lamas (menos do que 10 %). Em um tratamento de água residual aeróbica geralmente mais do que 50 % é convertido.

Fundamentos [6] A maioria das usinas existentes utiliza a Manta de Lama Anaeróbica de Fluxo Ascendente (UASB) ou leito de lama granular expandido (EGSB).

[7] O processo de manta de lama anaeróbica de fluxo ascendente (UASB) é um processo de alta carga, que geralmente emprega um reator contendo um leito de lama anaeróbica granular. A água residual afluente é uniformemente distribuída sob o leito e flui de forma ascendente através do leito de biomassa. O contato de biomassa/substrato é desenvolvido através da distribuição hidráulica do fluxo e da geração de biogás. Um separador de três fases é empregado na parte superior do reator para separar o biogás e os sólidos do líquido. Para a operação apropriada o processo UASB depende do crescimento da lama granular ou floculada.

[8] A tecnologia de leito de lama granular expandida anaeróbica (EGSB) é outra tecnologia aplicada nas disposições da técnica anterior. O desempenho de lama é criticamente dependente da distribuição eficiente da corrente afluente/de reciclo para garantir um fluxo rápido e uniforme através do leito do reator e crescimento adequado da biomassa.

[9] O dispositivo sedimentador pode ser usado em combinações de diferentes técnicas (sistemas híbridos de reator) tais como filtros anaeróbicos e/ou lacustres anaeróbicos.

[10] A invenção se refere a todas as aplicações em que um fluido contém material gasoso e/ou particulado, e em que um separador de três fases ou em seguida dispositivo sedimentador é usado para pelo menos parcialmente separar as duas ou três fases deste fluido.

[11] Uma aplicação de um processo de purificação que compreende

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 10/40 / 27 um dispositivo sedimentador de acordo com a invenção compreende um reator. Exemplos são reatores aeróbicos, anaeróbicos ou anóxicos.

[12] Tecnologia de leito de lama granular anaeróbica refere-se a um conceito de reator ou purificador para o tratamento anaeróbico de águas residuais.

[13] Um reator (UASB / EGSB / aeróbico) de acordo com a invenção compreende um tanque tendo uma câmara de fermentação. A água residual é distribuída no tanque, em uma forma de realização nas entradas apropriadamente espaçadas. A água residual passa de forma ascendente através de um leito de lama (n anaeróbica) onde os microrganismos na lama entram em contato com os substratos da água residual. Em uma forma de realização o processo de degradação anaeróbica resultante na câmara de fermentação é responsável pela produção de gás (por exemplo, biogás contendo CH4 e CO2). O movimento ascendente das bolhas de gás liberadas causa turbulência hidráulica que fornece o reator de mistura sem partes mecânicas. O fluido está constantemente em movimento na câmara de fermentação devido aos fluxos de gás que encontrar seu caminho para cima através do líquido para o nível do líquido.

[14] Na parte superior do reator, a fase de água é separada dos sólidos de lama e gás em um separador de três fases (também conhecido como separador de gás-líquido-sólidos) ou dispositivo de sedimentação. O separador de três fases é comumente uma cobertura de gás com um sedimentador situado acima dele. Abaixo da abertura da cobertura de gás, placas defletoras podem ser usadas para desviar o gás para a abertura da cobertura de gás.

[15] Um dispositivo de sedimentação compreende pelo menos uma câmara de sedimentação. O fluido da câmara de processo (por exemplo, fermentação) pode entrar no dispositivo de sedimentação e na câmara de sedimentação. A circunstância preferida para a câmara de sedimentação é

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 11/40 / 27 uma turbulência relativamente baixa. O fato de que o fluido presente na câmara de sedimentação está relativamente parado, significa que as partículas que estão presentes neste fluido são capazes de sedimentar, estas partículas sendo capazes de recuar para a câmara de processo. O dispositivo de sedimentação é construído e disposto para a separação (outra) do gás e/ou líquido e/ou elementos particulados no fluido. Um dispositivo de sedimentação preferivelmente contém líquido/líquido limpo.

Invenção [16] O objetivo principal da presente invenção é fornecer um dispositivo de separação em que um líquido, gás e material particulado pode ser separado, tal que em uma saída do dispositivo de sedimentação de um líquido é coletado o qual é essencialmente livre de material particulado e/ou, preferivelmente, essencialmente livre de gás.

[17] É um objetivo desta invenção melhorar as circunstâncias para a separação do material particulado do fluido no dispositivo de sedimentação. É um outro objetivo aumentar a eficiência de separação e/ou a capacidade por unidade de volume em relação à técnica anterior.

[18] Em uma forma de realização o dispositivo de sedimentação é fornecido para os fluidos contendo líquido, gás e material particulado (lama). O dispositivo de sedimentação pode compreender:

- uma câmara de sedimentação configurado para ser preenchida com o fluido;

- uma descarga de líquido para descarregar o líquido da câmara de sedimentação, o líquido descarregado sendo disposto de modo a ser adaptado ao nível de líquido, quando em operação;

- uma entrada de fluido configurada para fornecer o fluido na câmara de sedimentação, e disposta essencialmente no mesmo nível como a descarga de líquido;

- dispositivo de separação de material particulado e

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- uma saída de lama para descarregar lama contendo fluido.

[19] No dispositivo de sedimentação, a separação do fluido é executada através de fornecer um ou mais dispositivos de separação. Uma descarga de líquido é posicionada a jusante da câmara de sedimentação. A descarga de líquido é preferivelmente uma descarga para um efluente. O líquido pode alcançar a descarga só após entrar através da entrada, passando ao longo dos dispositivos de separação e da câmara de sedimentação.

[20] O dispositivo de sedimentação é preferivelmente montado em um reator. A entrada e a saída de lama são conectadas ao reator. A saída de lama é uma saída de fluxo de retorno, que em combinação com a entrada permite um fluxo geral circulante do fluido. A força motriz para esta circulação pode ser uma diferença de densidade no fluido. Preferivelmente a força motriz do fluxo é uma diferença de densidade do fluido fora do dispositivo sedimentador que contém mais de gás (densidade mais baixa) do que dentro.

[21] A entrada é preferivelmente conectada a um compartimento de tratamento de retirada de gás de um reator. O fluxo que entra proveniente do compartimento de tratamento de retirada de gás é a soma do fluxo efluente e do fluxo de retorno da lama. O fluxo efluente também passa através do compartimento de sedimentação, onde as partículas são separadas do líquido antes do fluido ser descarregado (deixando o reator). O fluxo efluente pode ser controlado com a quantidade de influxo no reator.

[22] O líquido pode alcançar a câmara de sedimentação e o material particulado pode ser separado do líquido. O material particulado e parte do fluido pode deixar a câmara de sedimentação através de uma saída de lama, a saída que leva o material denso de volta para a câmara de processo ou de fermentação. O dispositivo de separação tal como o dispositivo de separação de material particular pode ser fornecido para auxiliar ainda mais a separação.

[23] Em uma forma de realização de acordo com a invenção o meio

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 13/40 / 27 de entrada compreende o dispositivo de separação de gás para separar o gás do fluido. Visto que os meios de entrada compreendem o dispositivo de separação de gás, e preferivelmente os meios de entrada são formados pelo dispositivo de separação de gás, a quantidade de gás presente na câmara de sedimentação será muito mais baixa que causa pouco transtorno em outra separação do material particulado do líquido. Isto aumentará a eficiência do dispositivo de sedimentação.

[24] Um dispositivo de separação de gás de acordo com a invenção compreende um dispositivo que é construído e disposto para ativamente separar o gás do fluido. O dispositivo de separação de gás de acordo com a invenção irá separar pelo menos 50 % do gás presente no fluido de dito fluido durante a passagem do fluido através do dispositivo de separação de gás. Em uma forma de realização preferida, pelo menos 70 %, e ainda mais preferível pelo menos 90 %, do teor de gás é separado do líquido.

[25] Se a entrada for conectada ao compartimento de desgaseificação e compreende o dispositivo de separação de gás de acordo com a invenção, a lama flutuante não será deixada entrar no dispositivo/câmara de sedimentação.

[26] É conhecido a partir da técnica anterior de fornecer um limite para o gás entrar na entrada/câmara de sedimentação. A partir da EP 0 820 335, é sabido de fornecer uma entrada direcionada para baixo voltada para a câmara de sedimentação. Isto, no entanto, não é um dispositivo de separação. Não é construído e disposto para separar o gás do fluido.

[27] Uma pessoa versada não estará inclinada à posição de um dispositivo de separação na entrada visto que ele irá bloquear parcialmente o influxo do fluido na câmara de sedimentação. No entanto, verificou-se surpreendentemente que a outra função de separação do gás aumenta a eficiência do dispositivo de sedimentação. O aumento da eficiência tem mais valor que a perda de fricção.

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 14/40 / 27 [28] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de gás compreende canais, preferivelmente canais oblíquos (em relação à vertical). A técnica anterior fornece diferentes formas de realização de dispositivo de separação de gás compreendendo canais alongados. Nos canais oblíquos o gás será coletado em um lado superior do canal devido à flutuação.

[29] Em uma outra forma de realização o dispositivo de separação de gás compreende uma entrada próxima ao nível do fluido e uma saída na câmara de sedimentação em um nível mais baixo. A diferença de nível irá fornecer um limite para os fragmentos gasosos alcançarem a câmara de sedimentação. As bolhas no fluido possuem uma densidade mais baixa e tendem a flutuar. Um dispositivo de separação de gás em uma forma de realização compreenderá uma divisão direcionada de forma descendente.

[30] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de gás compreende uma série de placas paralelas oblíquas. Um dispositivo de sedimentação de placa oblíqua ou placa inclinada ou sedimentador de colono lamelas permite a separação de uma fração a partir de um fluido. O fluido será fornecido em uma parte superior da construção e circulará em uma direção parcialmente descendente. Um fluxo direcionado de forma descendentemente através de uma tal estrutura de placas, resultará na coleta de gás perto de um lado inferior da placa superior, enquanto que o material particulado irá coletar perto de um lado superior da placa inferior entre os quais o canal é formado. Durante o fluxo oblíquo, as bolhas de gás nele presentes se elevarão, como um resultado da sua capacidade de subida, mais abruptamente do que outras partes do fluido e finalmente entrará em contato com um lado inferior da placa obliquamente colocada. As bolhas de gás acumuladas coletadas no lado inferior da placa resultarão em uma desaceleração do fluxo de gás (para baixo), e eventualmente causará uma inversão na direção de fluxo da parte gasosa, de volta à entrada do separador de gás. A coleta de gás resultará em um contra fluxo que contraria o fluxo de fluido direcionado de forma

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 15/40 / 27 descendente em um lado inferior acima da placa superior. O gás será descarregado a partir da construção da placa através da entrada no mesmo lado onde ele entrou.

[31] O dispositivo de separação de gás de acordo com uma forma de realização preferida não apenas separará as bolhas de gás pesado, mas também as partículas mais pesadas irão sedimentar sobre as placas do separador. A lama irá se acumular sobre as placas inferiores. Devido ao contato de fricção (carga de lama; viz. Kg de lama/h) o fluxo da lama coletada sobre as placas de sedimentação é mais baixo do que o fluxo de fluido entre as placas.

[32] As placas inclinadas do dispositivo de separação de acordo com a invenção geralmente serão adaptadas em um ângulo de 30° a 80° com a horizontal. Em uma forma de realização, este ângulo medirá 55° a 65°. O valor pode depender das condições do processo e da composição do fluido a ser tratado. Um ângulo de cerca de 50° a 65°, tal como, por exemplo, um ângulo ao redor de 55°, foi mostrado de produzir bons resultados sob diversas condições de processo e com relação às diversas composições do fluido a ser tratado.

[33] Um fluxo semi-laminar entre as placas, em que as partículas presentes no fluido podem ser facilmente sedimentadas, pode ser efetuado de acordo com a invenção onde as placas são adaptadas na disposição de sobreposição em intervalos horizontais mútuos de cerca de 2 a 18 cm, preferivelmente de 4 a 12 cm, ainda mais preferivelmente de 8 a 13 cm. Tais placas, com um comprimento de pelo menos 50 cm, preferivelmente 80 cm, e em uma forma de realização preferida pelo menos 115 cm, são usadas na forma de realização preferida para a separação de gás. Em uma forma de realização as placas são no máximo de 200 cm de comprimento.

[34] Um fluxo semi-laminar de acordo com um aspecto da invenção compreende um fluxo do fluido que está perto de um fluxo laminar

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 16/40 / 27 da parte líquida do fluido. O fluxo não é turbulento. Preferivelmente o fluxo do líquido no dispositivo de sedimentação e preferivelmente quando o fluxo alcança a câmara de sedimentação está perto da laminar. Em seguida referência será feita a um fluxo semi-laminar que irá se referir a uma combinação de um fluxo de líquido geralmente laminar e outros fluxos, tais como um fluxo de lama. Estes fluxos de lama podem ser laminares e podem estar em uma velocidade similar ou mais baixa da velocidade de fluxo, por exemplo, devido à carga de lama e/ou densidade de lama.

[35] Em uma forma de realização o fluido em primeiro lugar atinge ou quase atinge o nível de água de um tanque, depois disso o compartimento de desgaseificação do tanque, o tanque sendo equipado com um dispositivo de sedimentação de acordo com a invenção. A maior parte do gás já está liberada do líquido antes de entrar no dispositivo de sedimentação. O fluido é forçado para baixo ao longo de uma placa inclinada do dispositivo de separação de gás. Mais a jusante perto de uma extremidade das placas oblíqua, os sólidos continuam seu caminho de forma descendente para dentro da câmara de sedimentação. A câmara de liquidação compreende uma cavidade no dispositivo de sedimentação de volume adequado.

[36] Em uma forma de realização preferida, as partículas de lama são transferidas de volta para a câmara de processo. Uma saída adequada é posicionada na câmara de sedimentação permitindo um fluxo para fora da câmara de sedimentação. Em uma forma de realização preferida um fluxo de partículas de lama da entrada do dispositivo de sedimentação através da câmara de sedimentação é mais ou menos fluxo não interrompido.

[37] Em uma forma de realização um fluxo para o dispositivo de descarga de líquido é fornecido na câmara de sedimentação, em que o fluxo em direção ao dispositivo de descarga de líquido é direcionado pelo menos parcialmente em uma direção oposta em relação ao fluxo de entrada da entrada na câmara de sedimentação. O fluxo de entrada para dentro da câmara

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 17/40 / 27 de separação é nesta forma de realização não direcionada para a descarga de líquido. Isso dificulta ainda mais as partículas de lama de alcançar a descarga de líquido. Em uma forma de realização um fluxo de descarga é fornecido o qual se submete a um fluxo de líquido para fora do fluxo de entrada na câmara de sedimentação. Em uma forma de realização o fluxo em direção à descarga de líquido é direcionado para cima.

[38] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de gás que forma a entrada da câmara de sedimentação é disposto para ter uma capacidade de aproximadamente 1,5 a 4 x vezes o fluxo de descarga de líquido do dispositivo de sedimentação.

[39] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de gás, e preferivelmente as placas oblíquas são construídas e dispostas para obter um fluxo semi-laminar do fluido que entra na câmara de sedimentação. Um tal fluxo semi-laminar é o preferido, visto que ele está livre de transtornos, e as subsequentes etapas de separação podem ser executadas sem muito transtorno.

[40] Em uma forma de realização as placas oblíquas do dispositivo de separação de gás são dispostas para causar um fluxo geralmente descendente na câmara de sedimentação. Em uma forma de realização o dispositivo de separação de material particulado é disposto para causar um fluxo em uma direção geralmente ascendente a partir da câmara de sedimentação para a descarga de líquido.

[41] Em uma forma de realização na transição entre o dispositivo de separação de gás e a câmara de sedimentação uma placa defletora direcionada de forma descendente é fornecida. A placa defletora pode direcionar o fluxo em uma direção descendente geralmente vertical.

[42] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de particulado está posicionado a jusante da câmara de sedimentação e a montante da descarga de líquido.

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 18/40 / 27 [43] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de gás e o dispositivo de separação de particulado são posicionados de modo adjacente com relação à câmara de sedimentação. Em uma forma de realização, o fluxo de entrada na câmara de sedimentação e o fluxo de saída da câmara de sedimentação estão posicionados de forma adjacente. Ambos os dispositivos de separação são conectados à câmara de sedimentação. Um fluxo de descarga em direção a descarga de líquido alcançará a descarga (efluente) somente após a passagem do dispositivo de separação de material particulado. Mesmo embora uma pessoa versada fique relutante para colocar em posição os fluxos opostos um ao outro, verificou-se que, em geral, os transtornos no fluxo na câmara de sedimentação permanecem muito baixos e que, de fato, a eficiência de separação na câmara de sedimentação foi aumentada.

[44] Uma saída do dispositivo de separação de gás é preferivelmente direcionada para longe de uma direção de entrada do dispositivo de separação de particulado. Em uma forma de realização o dispositivo de descarga de líquido é posicionado a jusante do dispositivo de separação de particulado, e o líquido a ser descarregado necessitará de ser concluído fora do fluxo de saída do dispositivo de separação de gás a fim de alcançar a descarga de líquido.

[45] Em uma forma de realização vantajosa o fluxo de saída do dispositivo de separação de gás é direcionado para baixo, enquanto um fluxo de líquido é obtido pela dobra para fora do líquido de dito fluxo descendente. Isto irá aumentar a eficiência de separação da câmara de sedimentação mediante a indução de pouco ou nenhum transtorno.

[46] Em uma forma de realização a câmara de sedimentação compreende uma saída para o material fluido e particulado, dita saída em uma forma de realização forma uma fenda ou abertura longitudinal, e em uma forma de realização compreendendo uma fenda variável para controlar o

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 19/40 / 27 fluxo.

[47] Em uma forma de realização o dispositivo de separação de particulado e o dispositivo de descarga de gás compreendem placas oblíquas. Em uma forma de realização as placas paralelas oblíquas formam o dispositivo de separação de gás e o dispositivo de separação de particulado, separados por uma placa de separação. Tal construção é rentável.

[48] De acordo com um aspecto da invenção um purificador é fornecido, por exemplo, para a purificação aeróbica ou anaeróbica de águas residuais. Em uma forma de realização, o purificador compreende um tanque de processo tendo uma câmara de reação tal como uma câmara de fermentação. Em uma forma de realização um dispositivo de sedimentação é parte do purificador. O dispositivo de sedimentação pode ser adaptado dentro do purificador ou colocado externamente. Em uma forma de realização o dispositivo de sedimentação é fabricado separadamente. Em uma forma de realização o dispositivo de sedimentação compreende uma combinação de características do dispositivo de sedimentação acima descrito. O dispositivo de sedimentação possui uma entrada perto do nível de fluido do tanque. O posicionamento da entrada do sedimentador próximo ao nível de fluido resultará de uma forma geral a desgaseificação quase completa do fluido antes de entrar no dispositivo de sedimentação, resultando em um influxo baixo de gás do dispositivo de sedimentação.

[49] Em uma forma de realização, o purificador de acordo com a invenção compreende um compartimento de desgaseificação. O compartimento de desgaseificação é preferivelmente situado junto ou adjacente a um dispositivo de sedimentação. Em uma forma de realização um primeiro compartimento rico em gás é ligado à câmara de processo (por exemplo, fermentação).

[50] Em uma outra forma de realização os dispositivos de captura de gás são adaptados entre a câmara de fermentação e a entrada da câmara de

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 20/40 / 27 sedimentação do dispositivo de sedimentação. Os dispositivos de captura de gás capturam as bolhas de gás que se elevam na câmara de fermentação.

[51] Na parte superior, próximo ao nível de fluido, de uma câmara de desgaseificação, o gás é capaz de escapar do líquido. O gás de escape pode ser descarregado, após o que um fluido permanece o qual é mais fraco em gás. O fluido, que é mais fraco em gás, é subsequentemente conduzido para a frente através da entrada do dispositivo de sedimentação de modo a alcançar a câmara de sedimentação. Uma vez que em uma forma de realização o fluido sofre um movimento descendente através do dispositivo de separação de gases formado por placas oblíquas em uma disposição de sobreposição, uma parte das bolhas de gás pode fluir de volta na direção oposta de modo a escapar do fluido no topo da câmara de desgaseificação e ser capaz de ser descarregado. As partículas sedimentadas na câmara de sedimentação e no compartimento de desgaseificação serão devolvidas para a câmara de processo assistida pelo fluxo através de uma saída de lama do dispositivo de sedimentação perto da parte inferior da câmara de sedimentação conectada a essa câmara de processo.

[52] Usando um tal purificador, a água residual tal como a água residual proveniente, por exemplo, de cervejarias ou da indústria de alimentos, ou água residual contendo sólidos em suspensão, pode ser muito bem limpa.

[53] Em uma forma de realização a água residual é bombeada de um poço de bomba para o reator. Antes de entrar no reator a água residual pode ser misturada com a água de recirculação do reator. Esta recirculação pode fornecer suficiente mistura dentro do reator. Na corrente misturada de água residual e água de circulação (fluxo de alimentação do reator), os nutrientes e cáusticos podem ser dosados.

[54] Em uma forma de realização o biogás produzido se eleva para a parte superior do reator e é liberado a partir da fase de água em um topo

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 21/40 / 27 livre do reator. Preferivelmente a água e a lama fluem para dentro do separador de gás do dispositivo de sedimentação ou separador de 3 fases de acordo com a invenção. A elevação de biogás no reator cria um assim chamado ascensor de gás. Portanto, mais água está fluindo para a entrada do dispositivo de sedimentação do que o fluxo efluente real que está deixando o reator/câmara de sedimentação através da descarga de líquido. Isto resulta em uma circulação sobre o separador de gás.

[55] O efluente do reator flui até o separador de material particulado, em uma forma de realização formada por placas sobrepostas oblíquas, onde o material fino em suspensão é separado da água. O líquido é descarregado como efluente que flui através da barragem de excesso na calha central do efluente. A partir desta calha o efluente deixa o reator através de, por exemplo, um tubo vertical interno (fechamento de água) para impedir que o biogás escape através de um tubo de efluente.

[56] Mediante o uso de separadores de placa no dispositivo de sedimentação uma grande superfície de sedimentação é criada (superfície projetada), o que resulta em uma melhor separação. Além da remoção de lama a água residual tratada também é parcialmente desgaseificada no separador de 3 fases.

[57] A fim de proporcionar mistura suficiente no reator, em uma forma de realização o fluido é circulado sobre o reator por uma bomba de baixo cisalhamento. Este fluido de circulação é, em uma forma de realização, tomado de um anel perfurado, que está localizado sob o separador de 3 fases/dispositivo de sedimentação de acordo com a invenção. Portanto, o fluxo de recirculação não influencia o fluxo ascendente no separador de 3 fases.

[58] A invenção ainda se refere a um método para a purificação anaeróbica ou aeróbica da água residual utilizando um dispositivo de acordo com a invenção.

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 22/40 / 27 [59] De acordo com um outro aspecto da invenção um método para a purificação aeróbica ou anaeróbica de um fluido de água residual é fornecido usando um dispositivo de sedimentação tendo uma câmara de sedimentação para conter o fluido em que um fluxo do fluido contendo líquido, gás e material particulado é fornecido através da câmara de sedimentação. Em uma forma de realização o fluxo é fornecido por diferenças de densidade no fluido. Em uma forma de realização do método o material gasoso e particulado é separado do fluido no dispositivo de sedimentação. O fluido é descarregado após a purificação suficiente como efluente. Em uma forma de realização o fluxo compreende um fluxo laminar. De preferência, o fluxo laminar é fornecido como fluxo de fluido na câmara de sedimentação. O fluxo laminar é um fluxo estável sem turbulências perturbadoras, que podem perturbar as propriedades de sedimentação de um dispositivo de sedimentação.

[60] O fluxo laminar é preferivelmente direcionado de forma vertical. Preferivelmente, o material particulado é passado ao longo do fluxo laminar para uma saída da câmara de sedimentação de volta para dentro da câmara de fermentação. Em uma forma de realização um fluxo de descarga, preferivelmente um fluxo para a descarga de líquido, é direcionado para fora do fluxo laminar. De preferência, o influxo de fluido na câmara de sedimentação é pré-separado, por exemplo, as fases líquidas e sólidas já foram parcialmente separadas.

[61] Preferivelmente, um fluxo de descarga de líquido é direcionado para fora do influxo na câmara de sedimentação. De preferência, o fluxo de entrada é direcionado em uma direção geralmente oposta longe da saída de descarga. Contrário ao conhecimento do homem versado, um tal fluxo direcionado oposto/perpendicular causa poucos transtornos, especialmente se já uma primeira etapa de separação foi alcançada entre a fase líquida e de lama, mas a eficiência de separação é melhorada. De acordo

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 23/40 / 27 com um outro aspecto um método de purificação aeróbica ou anaeróbica de um fluido de água residual é fornecido usando um dispositivo de sedimentação tendo uma câmara de sedimentação para conter o fluido em que um fluxo do fluido contendo líquido, gás e material particulado é fornecido através da câmara de sedimentação. O material gasoso e particulado é separado do fluido em um dispositivo de sedimentação. O líquido é descarregado como efluente. Um fluxo de líquido é fornecido dentro e fora do dispositivo de sedimentação através de uma câmara de sedimentação. Os fluxos de fluido no dispositivo de sedimentação perto de um nível de líquido do fluido. O método de acordo com a invenção é caracterizado pelo fato de que o gás é separado do fluido durante o fornecimento do fluido na câmara de sedimentação. A separação de gás faz parte do dispositivo de sedimentação, e a separação ativa de gás do fluido é uma primeira etapa do dispositivo de sedimentação que impede o gás de penetrar na câmara de sedimentação e que causa transtornos.

[62] Embora a invenção irá ser aqui descrita com referência às formas de realização específicas, ficará claro para o leitor versado que a invenção não se limita a estas formas de realização específicas. A invenção abrange qualquer combinação dos aspectos inventivos de acordo com a invenção compreendendo qualquer um dos aspectos explícitos ou implícitos tais como aqui divulgados. A divulgação do pedido não se limita à combinação dos aspectos de acordo com as reivindicações anexas e pode ser direcionada a qualquer um dos aspectos explícitos ou implícitos como aqui divulgados.

[63] A invenção será explicada com maiores detalhes abaixo com referência aos desenhos anexos. Um purificador de acordo com a invenção é ilustrado por meio de exemplo nestes desenhos, em que:

[64] a Figura 1 é uma vista esquemática de um dispositivo de tratamento de águas residuais de acordo com uma forma de realização da

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 24/40 / 27 invenção;

[65] a Figura 2 mostra uma forma de realização do dispositivo de sedimentação de acordo com a invenção;

[66] as Figuras 3 - 4 mostram vistas frontais de um corte transversal de um dispositivo de sedimentação de acordo com a invenção; e [67] a Figura 5 mostra uma vista lateral de um corte transversal de um dispositivo de separação de gás de acordo com uma forma de realização da invenção.

[68] A Figura 1 mostra um dispositivo de limpeza 1, aqui também referido como um reator ou digestor. Preferivelmente o digestor 1 é um reator UASB, porém as aplicações da invenção não se limitam aos reatores UASB e podem relacionar-se a EGSB, reatores aeróbicos ou tipos semelhantes de reatores. O dispositivo de limpeza 1 pode ser usada como um tratamento de águas residuais. O dispositivo de limpeza 1 é capaz de executar um processo de remoção de contaminantes das águas residuais. Inclui processos físicos, químicos e biológicos para remover os contaminantes físicos, químicos e biológicos. Seu objetivo é produzir uma corrente de resíduos (ou efluente tratado) e um resíduo sólido ou lama adequado para descarga ou reutilização de volta para o meio ambiente. O dispositivo de purificação pode ser usado em usinas industriais para tratar a substância líquida de águas servidas utilizando os processos biológicos anaeróbicos ou aeróbicos.

[69] A fim de utilizar menos espaço, tratar os resíduos difíceis, lidar com fluxo intermitente ou alcançar altos padrões ambientais, vários projetos de estações de tratamento híbrido foram produzidos. Tais estações frequentemente combinam todos ou pelo menos dois estágios dos três principais estágios de tratamento em um estágio combinado.

[70] A presente invenção está na área de purificação anaeróbica de águas residuais e mais em particular sistemas de leito de lama anaeróbicos, tais como os sistemas de Manta de Lama Anaeróbica de Fluxo Ascendente

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 25/40 / 27 (UASB).

[71] O reator 1 é fornecido com um separador de três fases ou dispositivo de sedimentação 2 de acordo com a invenção. Nesta forma de realização específica um dispositivo de sedimentação 2 é fornecido para um reator de manta de lama anaeróbica de fluxo ascendente. No entanto, o dispositivo de sedimentação 2 de acordo com a invenção não se limita às aplicações em reatores UASB.

[72] O dispositivo de limpeza 1 ainda compreende uma câmara de processo 25, tal como uma câmara de fermentação, acima da qual existe adaptado o dispositivo de sedimentação 2.

[73] O dispositivo de limpeza 1 ainda compreende uma câmara de desgaseificação 50. Na parte superior da câmara de desgaseificação 50 se fornece uma descarga de gás 27 e em uma forma de realização um dispositivo de pulverização 51 para pulverizar a água com o objetivo de liberar bolhas de gás ligadas às partículas flutuantes de ditas partículas. Na parte superior da câmara de desgaseificação 50, no nível da água 30, uma descarga (não representada) para as partículas flutuantes pode ser fornecida.

[74] A UASB utiliza um processo anaeróbico que forma uma manta 12 de lama granular 23 que se coloca em suspensão no tanque 24. De modo a formar uma manta 12, na forma de realização específica como mostrada na Figura 1, a água residual flui do tanque afluente 21 através de uma bomba centrífuga 22 para dentro do tanque 24 através do fornecimento 19 e consequentemente para dentro do tanque24 do reator UASB com o dispositivo de sedimentação 2.

[75] Em uma forma de realização uma disposição de recirculação 18 é adaptada na câmara de processo 25. A disposição de recirculação permite ainda a mistura do fluido presente no reator. A recirculação pode utilizar o mesmo fornecimento 19 como o tanque afluente 21 para reentrar na câmara de processo 25.

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 26/40 / 27 [76] Na forma de realização mostrada a água residual flui de forma ascendente através da manta 12 e o material orgânico é processado (degradado) pelos microrganismos (an-)aeróbicos. O fluxo ascendente se mistura com a manta 12 e a coloca em suspensão. O tempo de retenção de sólidos difere do tempo de retenção hidráulica que permite a degradação destes sólidos.

[77] Como mencionado anteriormente, o equipamento de purificação anaeróbica mostrado na Figura 1 compreende um recipiente ou tanque elevado 24. Na extremidade inferior do dispositivo de limpeza 1, é fornecido uma zona de mistura 17 para o afluente introduzido através do fornecimento 19. A zona de mistura 17 pode ser executada de várias maneiras. Uma maneira vantajosa de executar a zona de mistura é fornecendo um sistema de admissão de acordo com a WO 92/01637.

[78] Na parte superior do tanque de reator 24, uma saída de efluente, por exemplo, meios de coleta de água na forma de calhas de descarga 26 ou outros meios estão adaptados os quais são conectados a um tubo de efluentes 29 para descarregar o efluente purificado. Os meios de coleta de água estão localizados no nível da superfície do líquido 30 no tanque de reator 24.

[79] A câmara de processo ou fermentação 25 e o dispositivo de sedimentação 2 podem ser separados um do outro por meio de tampas de separação (não demonstrado), como conhecidas da EP-A1-0.244.029 e EPA1-0.193.999. Em uma forma de realização o tanque de reator 24 é adaptado com uma disposição de coleta de gás para a coleta e remoção de gás (não mostrado). A disposição de coleta de gás pode compreender uma multiplicidade de capas/tampas. Por disposição de coleta de gás as capas podem ser dispostas em uma camada ou várias camadas, tais como três camadas. O reator é à prova de gás fechado na parte superior.

[80] Em operação as bolhas de gás 34 são produzidas, fluindo de

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 27/40 / 27 forma ascendente 35, que estabeleceu o fluido no dispositivo de sedimentação 2 em movimento violento, em que as partículas de lama 23 e outras partículas giram através do fluido. Na parte superior do tanque 24, o gás é capaz de escapar do fluido. O gás de escape pode ser então descarregado, após o que um fluido permanece o qual é mais pobre em gás.

[81] O fluido 35 agora mais pobre em gás, é subsequentemente conduzido adiante. Uma parte do fluido irá retornar para a parte inferior do tanque 24.

[82] Parte do fluido 35 pode entrar no dispositivo de sedimentação 2 e alcançar a parte inferior da câmara de sedimentação 3 do dispositivo de sedimentação 2. O fluxo no dispositivo de sedimentação 2 é o resultado das diferenças de densidade da lama no reator/câmara de sedimentação. Quando o gás é liberado perto da superfície 30, ele terá uma densidade mais baixa.

[83] Durante o movimento descendente através do dispositivo de separação de gás 4 que forma a entrada 6 do dispositivo de sedimentação 2 para entrar na câmara de sedimentação 3, uma parte remanescente das bolhas de gás que ainda estão sendo transportadas pode fluir de volta em direção oposta de modo a escapar do fluido na parte superior da câmara de desgaseificação 31 e é descarregada. O fluido é subsequentemente conduzido através do compartimento de sedimentação 3. As partículas presentes no fluido são capazes de serem depositadas a partir do fluido. As partículas depositadas caem em direção ao fundo da câmara de sedimentação 3 e fazem o seu caminho ao longo da saída de lama 8 formada por uma fenda 15 de volta para a câmara de processo 25.

[84] Em uma forma de realização, o gás é formado na câmara de sedimentação. Na câmara de sedimentação, apesar do fato de que a turbulência de transtorno a partir do gás deve estar ausente, ainda é possível o gás escapar.

[85] A tarefa do dispositivo de sedimentação 2 é separar o líquido

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 28/40 / 27 do gás e da lama. O líquido pode deixar o dispositivo de limpeza 1 através de uma descarga de líquido na forma da saída de efluente 26. O gás é coletado na descarga de gás ou saída de gás 27 a partir de onde o gás pode alcançar um sistema de coleta de gás 28. O sistema coletor de gás 28 pode ser formado por um tampão de gás conectado pelo conduto 33 com a descarga de gás 27.

[86] Em uma forma de realização preferida mostrada na Figura 2, o dispositivo de sedimentação 2 compreende uma câmara de sedimentação 3. Na câmara de sedimentação 3, pelo menos uma parte da fração de líquido e fração de material particulado é geralmente separada. Antes de alcançar a câmara de sedimentação 3, o fluido deve entrar no dispositivo de sedimentação 2 através da entrada 6 e terá que passar o dispositivo de separação de gás 4 em que o gás é ativamente separado do líquido e da lama. A entrada para a câmara de sedimentação 3 pode ser formada pelo dispositivo de separação de gás 4.

[87] O dispositivo de sedimentação 2 de acordo com a forma de realização da figura 2 compreende um dispositivo de descarga de líquido 5 para descarregar o líquido da câmara de sedimentação 3 adaptado próximo ao nível de líquido 30. Em uma forma de realização preferida a saída de efluente 26 é usada. A quantidade de líquido descarregada pode ser controlada pela bomba afluente 22.

[88] O líquido limpo pode alcançar a saída de efluente 26, mais especificamente a calha 26 após passar através da câmara de sedimentação 3 e do dispositivo de separação de material particulado 7, por exemplo, seguindo as setas de fluxo de fluido 10 e 40. A calha 26 e o dispositivo de separação de material particulado 7 juntos formam o dispositivo de descarga de líquido 5 de acordo com uma forma de realização da invenção. O dispositivo de descarga de líquido 5 é aquela parte do dispositivo de sedimentação 2 que está conectada à câmara de sedimentação 3 e que é disposta e construída para eventualmente obter o líquido purificado.

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 29/40 / 27 [89] Na forma de realização específica como mostrada na figura 2, o dispositivo de sedimentação 2 compreende o dispositivo de separação de gás 4 tendo canais 9 formados entre as placas oblíquas 13. A entrada 6 do dispositivo separador 4 é posicionada próxima ao nível de fluido 30 e uma saída 11 desta é posicionada na transição 75 para a câmara de sedimentação 3 em um nível inferior (H1). As placas 13 são posicionadas em uma disposição de sobreposição. O dispositivo de separação de gás 4 como um todo, forma a entrada de fluido da câmara de sedimentação 3.

[90] Os materiais a serem utilizados para estas placas 13 podem ser os materiais padrão, tais como aço, aço revestido, plásticos tais como polipropileno, plásticos reforçados com fibra (epóxi e/ou resinas de poliéster insaturadas) e similares.

[91] A Figura 5 mostra uma vista em corte transversal das placas

13. Durante o fluxo descendente do fluido ao longo das placas adaptadas obliquamente 13, um fluxo semi-laminar será formado em que as partículas mais pesadas ainda presentes no fluido serão facilmente depositadas em um lado superior 70. Perto da transição 75 as placas de 13 na câmara de sedimentação 3, o influxo de fluido continuará seu movimento de fluxo para dentro da câmara de sedimentação. As bolhas de gás 34 e as partículas flutuantes mais leves se elevarão verticalmente, ou em qualquer caso de forma mais acentuada do que o próprio fluido, como um resultado da força de levantamento ascendente que é assim encontrada. Estas bolhas e as partículas mais leves são depois forçadas a fazer contato com uma face oblíqua de um lado inferior de uma placa 13 e a força de levantamento fará com que esses fragmentos gasosos e partículas mais leve se elevem em uma direção oposta 59 com relação ao fluido que afunda 58. O gás e as partículas mais leves sairão do dispositivo de separação de gás na entrada 6.

[92] As partículas de lama 23 que estão presentes no fluxo de fluido 65 no dispositivo de separação de gás 4 são capazes de sedimentar sobre a

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 30/40 / 27 área superficial 70 das placas 13. As partículas de lama 23 são arrastadas 58 para baixo com o fluxo 60 entre as placas 13 do nível H2 para H1. O dispositivo de separação de gás 4, ou mais de uma forma geral a entrada 6 da câmara de sedimentação 3, é disposto e construído para permitir parcialmente a floculação em caso de lama floculante 23 e eventualmente criar um fluxo de fluido para dentro da câmara de sedimentação em que o fluido contém um fluxo de partículas 23.

[93] Em uma forma de realização específica, a (dispositivo formador da) entrada (da câmara de sedimentação 3) compreende pelo menos dois ou mais dispositivos de separação, por exemplo, pelo menos, três placas sobrepostas oblíqua 13, tubos, canos, etc. para ainda pré-separar o fluxo de fluido 65, que compreende os compartimentos lama-fluido, em pelo menos dois ou mais fluxos de fluido geralmente laminares 65 (adjacentes de acordo com a figura 5).

[94] O fluxo de fluido que alcança a câmara de sedimentação 3 terá uma disposição semi-laminar ou padrão de influxo, como é mais claro a partir da Figura 5. A porção de líquido 62 é cercada por duas porções de lama 23. Na transição 75 de placas 13 na câmara de sedimentação 3 o líquido e a fração de lama são pelo menos parcialmente separados de acordo com o método mostrado nas figuras 2 e 5.

[95] No final das placas 13 próximo à transição 75 na câmara de sedimentação 3, as placas 13 podem ser providas com uma placa defletora 66. A placa defletora 66 nesta forma de realização é posicionada verticalmente (de forma descendente) e funciona como uma guia para o fluxo do fluido para dentro da câmara de sedimentação 3, orientando o fluxo em um padrão de fluxo geralmente direcionado de forma vertical. Este padrão de fluxo vertical é menos perturbador para as partículas de lama pesada pré-sedimentada sob a força de gravidade porque a direção do deslocamento é idêntica. O padrão de fluxo verticalmente descendente pode continuar na forma geralmente pré-

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 31/40 / 27 separada quando deixa a disposição de placa 4.

[96] O dispositivo de separação de gás 4 de acordo com uma forma de realização compreende uma série de placas paralelas oblíquas 13 adaptadas em intervalos horizontais mútuos de 2 a 18 cm, de preferência13 cm. Em uma forma de realização o dispositivo de separação 4 compreende os canais. Os canais possuem uma entrada 6 próxima ao nível de água 30, H2. A saída dos tubos perto de H1 pode compreender um gancho/placa defletora 66 para guiar o fluido/líquido de lama em um padrão de fluxo vertical.

[97] Como mencionado anteriormente, a câmara de sedimentação 3 compreende uma saída de lama 8, preferivelmente adaptada perto da parte inferior da câmara de sedimentação 3. Na presente forma de realização a saída de lama 8 é formada por uma fenda 15, de preferência uma fenda variável 15, para efetuar o fluxo de fluido e para permitir que a lama sedimentada retorne ao reator 25 (como visto na Fig. 1). As formas de realização específicas são descritas com maiores detalhes com referência às Figuras 3 - 4.

[98] Em uma forma de realização preferida o dispositivo de limpeza 1 compreende um dispositivo de sedimentação 2, em que uma posição dos meios de saída 8 pode ser disposta pelo menos dentro e fora do padrão de fluxo do fluido ou direção de deslocamento do fluxo que entra na câmara de sedimentação 3. Isso permitirá o controle do transtorno dos padrões de fluido na câmara de sedimentação. Se os meios de saída 8 forem posicionados em uma linha direta do padrão de fluxo de entrada, o fluxo de entrada pode deixar a câmara de sedimentação sem causar muito transtorno na câmara de sedimentação 3.

[99] Em uma forma de realização a descarga de líquido 5 é disposta para criar um fluxo fora do padrão de influxo de fluido que entra na câmara de sedimentação. Preferivelmente o dispositivo de descarga de líquido e em particular a entrada para a descarga é disposto e construído para ainda separar o padrão de fluxo pré-separado do fluido que entra na câmara de

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 32/40 / 27 sedimentação, em que o dispositivo de descarga de líquido fornece uma força suficiente para a parte de curvatura 40 de uma porção de líquido fora do padrão de influxo. Visto que o líquido pode deixar a câmara de sedimentação 3 através da descarga de líquido como efluente, parte do influxo na câmara de sedimentação não será devolvida através da saída de lama de volta para o reator. A energia cinética do fluxo através da entrada e saída da saída de lama é consideravelmente maior do que a energia cinética do fluxo para a descarga de líquido.

[100] A câmara de sedimentação é de tamanho adequado para permitir a posterior separação do padrão de influxo pré-separado do fluido na câmara de sedimentação. Em uma forma de realização o padrão de fluxo vertical compreende um padrão de lama e líquido em uma primeira direção, enquanto que um dispositivo de descarga de líquido 5 é fornecido adjacente a dito padrão, adjacente em uma segunda direção. Isto está em conformidade com a forma de realização mostrada na Figura 2.

[101] Em uma forma de realização o padrão de fluxo de entrada é fornecido em uma parte central de uma câmara de sedimentação, em que o dispositivo de descarga de líquido é fornecido em ambos os lados do padrão de fluxo para permitir a curvatura fora do fragmento de líquido em ambos os lados do padrão de fluxo pré-separado. Isto aumentará ainda mais a eficiência do dispositivo de sedimentação 2.

[102] Como parte da descarga de líquido, um dispositivo de separação de material particulado 7 é posicionado a jusante da câmara de sedimentação 3 e a montante da calha de efluente 26, que é disposta e construída para ativamente separar as partículas do fluido 40. Na forma de realização de acordo com a Fig. 3 - 4 o dispositivo de separação de material particulado se estende por uma diferença de altura de H3 para H4.

[103] Em uma forma de realização específica o dispositivo de separação de material particulado 7 compreende igualmente uma estrutura

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[104] Na forma de realização específica de acordo com a figura 2 o dispositivo de separação de gás 4 e o dispositivo de separação de material particulado 7 compreendem as mesmas placas 13/14. O dispositivo de separação de gás 4 e o dispositivo de separação de material particulado 7 são separados por uma placa de separação 77. A placa de separação 77 nesta forma de realização pode ser usada para estabelecer uma relação entre o dispositivo de separação 4,7. Nesta forma de realização específica, como mostrado nas figuras de 2 a 4, a relação é 2:1 (separação de particulado: separação de gás).

[105] As partículas 23 que entram na câmara de sedimentação 3 a maior parte permanecerá na parte de fluxo verticalmente direcionado e fluirão através da câmara de sedimentação 3 na direção da saída de lama 8 formado pela saída 15.

[106] A câmara de sedimentação 3 compreende um alojamento parcialmente em forma de V. Na forma de realização específica de acordo com a Figura 2, uma extremidade ascendente da câmara de sedimentação compreende o dispositivo de separação de material gasoso/particulado 4,7. Outros lados da câmara de sedimentação compreendem paredes verticais, e duas paredes inclinadas 42 e 43. Na forma de realização específica de acordo com a figura 2 a câmara de sedimentação 3 possui uma saída de projeção descendente em forma de V 15.

[107] As paredes 42 e 43 são articuladas, mas podem ser fixadas em

Petição 870190074401, de 02/08/2019, pág. 34/40 / 27 uma posição, através de um quadro comum 37/38. O controle da posição das paredes 42,43 permite o controle do tamanho e posição da fenda 15. O dispositivo de sedimentação 2 pode compreender um acionador para controlar a posição das paredes 42,43.

[108] Mediante a movimentação de uma ou ambas as paredes 42,43 de quadros comuns 37/38, o fluxo de fluido 62 pode ser afetado. As Figuras

3-4 mostram três diferentes posições das paredes 42/43. A posição da fenda é controlada para se corresponder com a intensidade de formação de gás no reator 25 combinada com a profundidade da câmara de sedimentação.

[109] A Figura 3 mostra uma posição de paredes 42/43 em operação durante um arranque ou em situação de baixa formação de gás. A saída 15 é posicionada mais ou menos no caminho do fluxo de entrada na câmara de sedimentação. Tal posição é benéfica se a formação de gás for baixa. A abertura 15 é posicionada de modo a não formar uma restrição do fluxo de gás dentro e fora do dispositivo de sedimentação 2.

[110] A Figura 4 mostra um estado diferente do dispositivo de sedimentação 2 para uma variedade de gás médio. Agora, um fluxo externo necessita fazer uma “revolução” de modo a fluir para fora da fenda 15. Isto irá restringir o fluxo.

[111] Dentro do escopo da invenção várias modificações são possíveis. As formas de realização desenhadas e descritas são apenas exemplos. Todas as formas de realização têm em comum que uma parte significativa, próximo de 100 %, do gás não é deixada entrar na câmara de sedimentação. A capacidade de carga do dispositivo de sedimentação é consideravelmente aumentada como um resultado da tranquilidade devido à separação de gás mais no início e adicional. Além disso, um fluxo semilaminar é obtido na câmara de sedimentação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de sedimentação (2) para um fluido contendo líquido, gás e material particulado, compreendendo:

- uma câmara de sedimentação (3) configurada para ser enchida com o fluido;

- uma descarga de líquido (5) configurada para descarregar o líquido da câmara de sedimentação, a descarga de líquido (5) sendo disposta de modo a estar perto do nível de líquido (30) quando em operação;

- uma entrada de fluido (6) configurada para fornecer o fluido na câmara de sedimentação (3) e disposta essencialmente no mesmo nível como a descarga de líquido (5);

- um dispositivo de separação de material particulado (7) posicionado entre a câmara de sedimentação (3) e a descarga de líquido (5); e

- uma saída de lama (8) da câmara de sedimentação (3) caracterizado pelo fato de que a entrada (6) compreende um dispositivo de separação de gás (4) arranjado para a separação de gás a partir do fluido, o dispositivo de separação de gás (4) compreendendo uma série de placas oblíquas (13), as placas (13) sendo dispostas em disposição sobreposta e paralela com seus eixos longitudinais em um ângulo com a horizontal tal que o fluido fornecido através da entrada (6) é motivado para fluir obliquamente de forma descendente ao longo das placas oblíquas enquanto que as bolhas de gás (34) e/ou partículas leves do material particulado contido no líquido são motivados a serem coletados em um lado inferior de uma ou mais das placas (13), para fluir de forma ascendente e sair do dispositivo de separação de gás (4) na entrada (6).
2. Dispositivo de sedimentação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação de gás (4) compreende uma entrada (6) em um nível elevado próximo ao nível de fluido (30, H2) e uma saída (75) posicionada na câmara de sedimentação (3) em um

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2 / 4 nível inferior (H1).
3. Dispositivo de sedimentação de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que as placas oblíquas (13) do dispositivo de entrada (4) têm um comprimento de pelo menos 50 cm e são adaptadas em uma disposição sobreposta em intervalos horizontais mútuos de cerca de 2 a 18 cm, de modo a criar um fluxo semi-laminar do fluido para dentro da câmara de sedimentação (3).
4. Dispositivo de sedimentação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação de material particulado (7) compreende uma série de placas paralelas oblíquas (14).
5. Dispositivo de sedimentação de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as placas paralelas oblíquas (13) do dispositivo de separação de gás (4) e as placas paralelas oblíquas (14) do dispositivo de separação de material particulado (7) são construídas e dispostas para causar um fluxo na direção descendente a partir da entrada (6) até a câmara de sedimentação (3) e um fluxo na direção ascendente a partir da câmara de sedimentação (3) até a descarga de líquido (5).
6. Dispositivo de sedimentação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as placas paralelas oblíquas (13,14) possuem um comprimento de 50 a 200 cm, preferivelmente de 80 a 140 cm.
7. Dispositivo de sedimentação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação de gás (4) e o dispositivo de separação de material particulado (7) são posicionados de forma adjacente acima e conectados com a câmara de sedimentação (3).
8. Dispositivo de sedimentação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a saída de lama

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3 / 4 (8) é adaptada perto da parte inferior da câmara de sedimentação (3) e é formada por uma fenda (15).
9. Dispositivo de sedimentação de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a saída de lama (8) pode ser posicionada pelo menos dentro e fora do caminho de fluxo do fluido que entra na câmara de sedimentação (3) através da entrada (4,6).
10. Dispositivo de sedimentação de acordo com a reivindicação 1 ou 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de separação do material particulado (7) e o dispositivo de separação de gás (4) são separados por uma placa de separação (77).
11. Dispositivo de sedimentação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as placas oblíquas do dispositivo de separação de gás (4) são adaptadas em um ângulo de 30° a 65°, preferivelmente em um ângulo de 55° a 65°.
12. Dispositivo de sedimentação de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a placa oblíqua do dispositivo de separação de gás (4) compreende uma placa defletora (66) posicionada verticalmente de modo a guiar o fluxo geralmente de forma descendente.
13. Purificador (1) para a purificação aeróbica ou anaeróbica de água residual, caracterizado pelo fato de que compreende:

- uma câmara de reação (24) compreendendo uma câmara de processo (25), tal como uma câmara de fermentação;

- dispositivo de sedimentação (2) de acordo com uma das reivindicações precedentes, que é adaptado acima da câmara de processo (25);

- um compartimento de desgaseificação (50) conectado a uma entrada (4,6) do dispositivo de sedimentação (2) posicionado próximo do nível de fluido (30).