BRPI1103172A2

BRPI1103172A2 - estaÇço de tratamento de esgoto integrado

Info

Publication number: BRPI1103172A2
Application number: BRPI1103172-7A
Authority: BR
Inventors: Kolesnivov Vladimir Petrovich
Original assignee: Kolesnivov Vladimir Petrovich
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2011-07-15
Publication date: 2013-01-22
Also published as: IL237499A0; AR079937A1; WO2012033423A1

Abstract

ESTAÇçO DE TRATAMENTO DE ESGOTO INTEGRADO. A presente invenção refere-se à purificação de esgoto doméstico e industrial com o teor de impurezas orgânicas em BOD perfazendo 50 a 50.000 mg/dm^ 3^, matérias suspensas de 50 a 1.500 mg/dm^ 3^, gorduras até 300 mg/dm^ 3^, hidrossulfetos e hidrogênio sulfuroso, nitrogênio de amônio até 100 mg/dm^ 3^ e pode ser usada para o tratamento do esgoto produzido por residências, vilas, bairros e cidades, estações de embalamento de carne, estações de processamento de peixe, fábricas de conservas, fazendas de criação de gado, fábricas de fermento, cervejarias, moinhos de açúcar, moinhos de polpa e papel, empresas de produtos químicos e microbiológicos, etc. O objetivo tal como visto pelos projetistas da inédita estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado foi criar tais variantes que fornecessem qualidade eficiente e estável de purificação de esgoto caracterizado por altos teores de impurezas orgânicas, hidrogênio sulfuroso, hidrossulfetos, nitrogênio de amônio, e que aumentasse a segurança ambiental do esgoto purificado. O resultado técnico alcançado pelos projetistas, no modo em que eles resolveram o problema exposto, foi um alto nível de purificação de esgoto e de ar usado, assim como valiosa produção de fertilizante granulado. A natureza da invenção é que a estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado contém dispositivos de tratamento mecânico, uma câmara de mistura de esgoto e lama com uma bomba de circulação, e um dispositivo de tratamento biológico combinado, incluindo um biofiltro de alimentação plana, uma linha de pulverização, bandejas de coleta e coletores de drenagem conectados às colunas de aeração de jato de água afundadas nas zonas de aeração, e dispositivos de tratamento posterior; o dispositivo de tratamento biológico combinado cuja capacidade é de 5 a 15.000 m^ 3^/dia tem uma linha de pulverização de biofiltros que inclui bandejas com encaixes de esvaziamento e discos de reflexão, a distância das extremidades superiores de encaixes de esvaziamento de bandejas para os refletores de disco é de 0,8 a 2 m, e a distância entre os centros de bandejas e a distância entre os eixos de encaixes de bandejas é de 0,6 a 1,8 m. No caso em que o diâmetro de coluna de aeração está entre 25 e 100 mm, sua altura acima do nível de líquido nos tanques de sedimentação de aeração é de 1 ,2 a 3,5 m, e a altura de afundamento sob o nível de líquido é de 1,5 a 4 m. Ao mesmo tempo a distância entre os cortes superiores de colunas é de 50 a 500 mm e a distância entre os cortes inferiores das colunas de aeração é de 0,5 a 3 m.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE ESGOTO INTEGRADO".

Técnica Pertinente

A presente invenção refere-se ao tratamento de esgoto domés- tico e industrial com o teor de impurezas orgânicas em BOD perfazendo 50 a 50.000 mg/dm3, matérias suspensas de 50 a 1.500 mg/dm3, gorduras até 300 mg/dm3, o qual pode ser usado para a purificação do esgoto produzido por residências, vilas, bairros e cidades, instalações de empacotamento de carne, instalações de processamento de peixes, fábricas de conservas, fazendas de criação de gado, fábricas de fermento, cervejarias, moinhos de açúcar, moinhos de polpa e papel, empresas de produtos químicos e micro- biológicos, etc. A invenção também é projetada para purificar esgoto com um alto teor de hidrossuIfetos e hidrogênio sulfuroso (5 a 100 mg/dm3), nitrogênio de amônia (50 a 100 mg/dm3) por causa da decomposição das impurezas orgânicas nos coletores e receptores de estações de bombea- mento de transferência, poços de recebimento de detritos e esgoto de caixa de gordura, assim como fermentação de metano de digestores anaeróbicos. Conhecimento Anterior É conhecida uma estação de tratamento de lama ativada consis-

tindo de um biofiltro localizado acima do separador ar-tanque com tubos de entrega para aeração por jato de líquido, fixados à bandeja de coleta de bio- filtro, uma câmara de mistura e uma bomba de circulação (Certificado USSR de Autoria N0 1020379, MKI S02 F3/02 publicado em 30/05/1983). O dispo- sitivo funciona como se segue: o esgoto, após pré-tratamento (poluentes particulados removidos), é impulsionado para a câmara de mistura junta- mente com a mistura de lama impulsionada por cabeça hidrostática pelo se- parador ar-tanque. Então, a mistura de esgoto e lama é circulada pela bom- ba através do biofiltro, tubos de entrega (colunas de aeração) e separador ar-tanque. As impurezas são oxidadas biologicamente pela biocenose incor- porada à alimentação de biofiltro e micro-organismos ativos de lama no se- parador ar-tanque. Quando irrigada e impulsionada através do biofiltro, a mistura de lama é saturada com oxigênio do ar. Saturação adicional do líqui- do com oxigênio no tanque de aeração e sua mistura de conteúdo é por causa do arrasto de ar dos tubos de entrega (colunas de aeração), movi- mento de fluxo gás-líquido e flutuação de bolhas de ar. As vantagens desta estação são: alto nível de purificação de esgoto por causa da combinação das características oxidativas e melhores da biocenose de biofiltro e a micro- flora de lama ativa de tanque de aeração; aplicação, como um dispositivo básico, de uma bomba de baixa pressão simples e de baixo consumo de energia (até 0,5 kWt por um quilo de BOD removido). Os biofiltros sopram para longe hidrogênio sulfuroso e absorvem hidrossulfetos com a lama adap- tada, o que promove purificação efetiva de esgoto com um alto teor dos ditos compostos. Ao mesmo tempo aplicação de uma única estação combinada sendo uma única unidade é irracional para tratamento de esgoto dentro da faixa de capacidade entre 100 e 50.000 m3/dia uma vez que o controle de modo hidrodinâmico da estação se torna mais complicado e uma paralisação para reparo de alguns elementos é impossível.

O peso específico do biofiltro no efeito de purificação geral da estação combinada pode ser elevado e correspondentemente a diminuição de consumo de energia por meio de um projeto construtivo do biofiltro tendo uma alimentação de elementos cerâmicos modelados esfericamente com cavidades de superfície (Patente RF N0 2310499 B01D 53/18 publicada em 20/11/2007) desenvolvidos para aparelhos químicos de transferência de massa.

Também é conhecida uma estação de tratamento bioquímico de esgoto resistente, a Patente RF N0 2139257, MKI S02 F3/02, publicada em 10/10/1999, cujo tanque de aeração e biorreator são equipados com blocos de alimentação biológicos de chapas providas com furos e cerdas permitindo elevar a quantidade bruta da biomassa ativa, nitrificadores incluídos.

A mais similar por suas limitações críticas (protótipo) à invenção reivindicada é a estação de tratamento bioquímico de esgoto descrita na Pa- tente RF N0 2220915, MKI S02 F3/02, publicada em 10/01/2004. A uniformi- dade de irrigação de biofiltro de estação combinada não depende exatamen- te das válvulas de fechamento onde a mistura de esgoto e lama é impulsio- nada para as bandejas, mas também da disponibilidade dos dispositivos de redução de pressão à medida que o líquido é impulsionado para as bande- jas, por causa do movimento de onda de líquido abrupto nas seções iniciais.

A uniformidade de irrigação de alimentação de biofiltro no consumo mínimo de energia para impulsionar o líquido para o sistema de irrigação depende tanto do nível dos cortes superiores nos encaixes de esvaziamento para os discos refletivos (1 a 1,5 m) quanto das distâncias entre as bandejas e as distâncias entre os encaixes de esvaziamento. As dimensões dos encaixes de esvaziamento (4 a 10 diâmetros) mostradas nesta patente fornecem den- sidade dos jatos de líquido de caimento e diversidade dos caminhos de re- flexão de gotas de líquido. Ao mesmo tempo, como existe uma camada de microflora fixada sobre a superfície interna dos encaixes (β aprox. 1,5 mm), os diâmetros de encaixes perfazendo 20 a 35 mm e seu comprimento exce- dendo 6 diâmetros, assim como por causa das garras, diminui repentina- mente a capacidade de entrega dos encaixes e aumenta sua probabilidade de obstrução, o que exige limpeza freqüente.

A eficiência da oxidação de impurezas orgânicas nos biofiltros de estação combinada depende do projeto de alimentação. Uma alimenta- ção plana são blocos de chapas corrugadas de várias asperezas, o que faci- lita crescimento de biomassa na seção superior de alimentação e exclui en- tupimento com sedimentos nas seções média e inferior.

Entretanto, aplicação de materiais dielétricos feitos pelo homem, tais como fibra de vidro, ceramoplástico, plásticos, falha para fornecer agar- ramento suficiente entre a microflora e a superfície de alimentação. O teste de fabricação tem mostrado que o melhor agarramento entre a biomassa e a superfície de alimentação é executado por cerâmica.

A unidade de aeração de jato de água de estação combinada fornece saturação eficiente de líquido com oxigênio e agitação dos conteú- dos de tanque de aeração somente no caso dos diâmetros definidos de co- lunas de aeração e proporções definidas entre a altura de colunas acima da superfície e a altura das seções afundadas das colunas. Uma escolha corre- ta de parâmetros minimiza consumo de energia para tratamento de esgoto. A eficiência do arrasto de ar nas colunas é influenciada pelas condições sob as quais a mistura de esgoto e lama chega aos coletores de esgoto, pelas distâncias horizontais entre os cortes superiores das colunas de aeração e pela precisão de fixar os cortes superiores das colunas de aeração em rela- ção ao nível de água. As garras em forma de espiral nas seções superiores das colunas aumentam a capacidade de entupimento das colunas no caso de impurezas com fibras longas. O protótipo de estação de tratamento bio- químico de esgoto pressupõe que para mexer os conteúdos de tanque de aeração as extremidades inferiores de tubos são colocadas uniformemente acima da seção plana do fundo de tanque de aeração a uma distância de 0,2 a 0,3 m a partir dele.

Ao mesmo tempo, prevenção de deposição e decomposição de lama com um consumo mínimo de energia para a circulação de mistura de lama, mantendo a biomassa ativa da zona de aeração em um estado sus- penso, depende tanto do diâmetro de coluna de aeração, do carregamento de admissão (m3/h) e da proporção das alturas de colunas de aeração aci- ma e abaixo do nível de líquido, assim como das distâncias entre os cortes de colunas superiores e inferiores, distâncias entre as extremidades de colu- nas e do ângulo de acoplamento entre as seções planas e cônicas do fundo e o desvio de lama regular.

Os sedimentos de esgoto de forma ideal contêm carbono, nitro- gênio, fósforo e elementos traços. Entretanto, qualquer possibilidade de usar sedimentos como um fertilizante é restringida por causa da capacidade vital de vermes intestinais e perturbações de odor como estes a serem introduzi- dos no solo. Aplicação de instalações de freqüência de micro-ondas elimina os vermes dos sedimentos completamente. A lama em excesso removida das estações combinadas é caracterizada por uma proporção ideal de seus elementos biogênicos, capacidade de produzir água de excelente qualidade e alta mineralização. Ausência de colonizadores primários dentro dos es- quemas de fluxo de estação de tratamento combinado, tanques de aeração e obstrução de colonizadores secundários exclui deposição e decomposição de sedimentos e correspondentemente quaisquer perturbações de odor, ao contrário das estações tradicionais cujos sedimentos contêm fermentos pu- trefativos. Isto é, por causa da lama em excesso poder ser usada como um

fertilizante.

Os principais impactos no tratamento biológico de esgoto são temperaturas de esgoto inicial e de ar de abertura. A temperatura média de esgoto nas condições meteorológicas frias nas áreas urbanas e cidades da Rússia está entre 15°C e 17°C, enquanto que em vilas médias e pequenas é de 9°C a 14°C. Dentro de tanques médios de modo de aeração, se a tempe- ratura do ar for menos de 10°C a 20°C, as temperaturas de líquido caem durante tratamento por 1°C a 3°C, e dentro de tanques de aeração de modo estendido ela cai por 4°C a 9°C, o que resulta em desaceleração de trata- mento biológico ou completa interrupção. Nos países quentes, altas tempe- raturas de esgoto e do ar, assim como luz solar direta, elevam o líquido tra- tado para até 35°C e mais, o que também afeta adversamente solubilidade do ar e velocidade de tratamento. Um projeto fechado para estações de tra- tamento de esgoto resolve parcialmente o problema de resfriamento ou a- quecimento de líquido, também a linha básica de otimização do modo de temperatura da estação e redução de consumo de energia para tratamento de ar é para elevar o fator de uso de oxigênio do ar.

À medida que o esgoto é purificado nos tanques de aeração, e- xiste um grande número de bolhas que arrebentam e formam assim, gotas chegando até a atmosfera e carregando microflora patogênica com elas. Deste modo, o ar é poluído com agentes infecciosos e de doenças de inva- são. Para desinfetar e desodorizar o ar tecnológico, as estações devem ser providas com dispositivos de tratamento de ar. Os esquemas de tratamento de ar de três e quatro estágios das estações instaladas nas cidades de Mô- naco, Nice e Antibes usam tratamento de hipoclorito úmido, soda cáustica, e todos os odores fétidos são removidos com ozônio, o que torna purificação

de ar também cara.

O objetivo tal como visto pelos projetistas das novas estações de tratamento bioquímico de esgoto foi criar tais variantes que forneceriam qualidade eficiente e estável de tratamento de esgoto caracterizado por bai- xas e altas concentrações de impurezas orgânicas, alto teor de hidrogênio sulfuroso e hidrossulfetos, nitrogênio de amônio, elevar a segurança ambien- tal do esgoto purificado e reduzir particularmente a zona de proteção sanitá- ria em volta da estação.

A solução da tarefa dos projetistas resultou em termos técnicos no aumento do desempenho das plantas e estabilidade da estação de traba- lho em várias concentrações das impurezas. Melhor desempenho e estabili- dade de trabalho predeterminaram menor consumo de energia para trata- mento de esgoto, desinfecção e desodorização de ar usado. Acima de tudo, a estação capacitou utilizar o resíduo produzindo fertilizantes granulados. Descrição da Invenção

A natureza da invenção é como se segue: a estação de trata- mento bioquímico de esgoto integrado inclui dispositivos de tratamento me- cânico, uma câmara de mistura de esgoto de lama com uma bomba de cir- culação e um dispositivo de tratamento biológico combinado incluindo um biofiltro com alimentação plana, uma linha de pulverização, bandejas de co- leta e coletores de drenagem com colunas de aeração de jato de água afun- dadas nas zonas de aeração e dispositivos de pré-tratamento; dentro do dis- positivo de tratamento biológico combinado de 5 a 15.000 m3/dia de capaci- dade, a linha de pulverização de biofiltros inclui bandejas com encaixes de esvaziamento e discos de reflexão, a distância das extremidades superiores de encaixes de esvaziamento de bandejas aos refletores de disco sendo de 0,8 a 2 m, e a distância entre os centros de bandejas e a distância entre os eixos de encaixes de bandejas sendo de 0,6 a 1,8 m. O diâmetro de coluna de aeração sendo de 25 a 100 mm, sua altura acima do nível de líquido nos tanques de sedimentação de aeração é de 1,2 a 3,5 m, e a altura de afun- damento abaixo do nível de líquido é de 1,5 a 4 m. A distância entre os cor- tes de colunas superiores é de 50 a 500 mm, e a distância entre os cortes de colunas de aeração inferiores é de 0,5 a 3 m.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: o com- primento dos encaixes de esvaziamento instalados nas bandejas de linha de pulverização está dentro de 2 a 6 diâmetros. O diâmetro dos discos de refle- xão é de 80 a 200 mm. As tubulações conduzindo a mistura de esgoto e la- ma para as bandejas de irrigação de biofiltro têm obturadores; adicionalmen- te os inícios de bandejas têm comportas, e existem placas de preparação antes dos encaixes de esvaziamentos iniciais.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: as bandejas de linha de pulverização de biofiltro são equipadas com Iasers de hélio-neônio estimulando crescimento de microflora, nitrificação e desnitrifi- cação.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: os ele-

mentos de alimentação de biofiltro são esferas de 35 a 100 mm de diâmetro com 4 a 10 cavidades cujos eixos se encontram no centro da esfera. As es- feras têm garras de superfície de 0,1 a 1,5 mm. Combinações de metais es- tão incluídas no material dos elementos. Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: a

alimentação de biofiltro é feita de chapas cerâmicas corrugadas de 0,5 a 1,5 m de largura, 0,5 a 3 m de altura, e 2 a 4 mm de espessura, com garras de superfície (asperezas) de 0,1 a 2 mm, uma armação de faixas onduladas paralelas e longitudinais de 3 a 10 mm de largura e espessura. Algumas par- tes das faixas longitudinais são feitas como divisões onduladas invasoras de a 35 mm de largura. Combinações de metais estão incluídas no material das chapas.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: o coletor de drenagem da bandeja de biofiltro é equipado com um refletor de prepara- ção. A seção superior de colunas de aeração é feita como encaixes torcidos nos soquetes fixados ao fundo de coletor de drenagem. O coletor de drena- gem é provido com um pequeno acesso para montagem de encaixes e para limpeza de tubos.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: os encaixes de drenagem das linhas de pulverização de biofiltros e os encaixes das seções superiores de colunas de aeração têm vazios em forma de espiral altos de 1 a 1,5 rotações de uma altura não maior que 0,7 diâmetro do encaixe. Além disso, a natureza da invenção é como se segue: o períme- tro externo da divisão separando o espaço de biofiltro do espaço de separa- dor ar-tanque, em uma distância de 0,5 a 1,5 m um do outro, tem furos ou válvulas de desvio de ar.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: pa-

ra os diâmetros de colunas de aeração de 25 a 100 mm, a altura dos cortes inferiores de colunas acima do fundo da zona de aeração é de 0,05 a 0,4 m, enquanto que a distância da seção inferior de colunas de aeração mais ex- ternas ao acoplamento entre as partes plana e cônica da parte inferior de separador ar-tanque é de 0,5 a 1,2 m.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: o com- primento da perna inferior da parte cônica de separador ar-tanque se iguala à metade da largura da zona de sedimentação mais 0,1 a 1,0 m. A altura da seção inferior de parte cônica da divisão separando a zona de aeração da zona de sedimentação até o fundo é de 0,5 a 1,5 m. A largura dos roletes triangulares localizados na seção plana do fundo da zona de aeração é de 0,5 a 2,0 m, enquanto que sua altura é de 0,5 a 1,5 m. A tubulação de des- carga de lama é montada ao longo do perímetro externo da parte cônica da parte inferior de separador ar-tanque e tem furos ou encaixes colocados sob o ângulo de 0 a 90° em relação ao eixo longitudinal da tubulação e localiza- dos em uma distância de 0,2 a 1,0 m uns dos outros.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: a- cima dos roletes existem blocos de alimentação biológica feitos de placas de plástico com furos de 3 a 30 mm e cerdas de 5 a 50 mm de comprimento, ou placas de cerâmica que incluem compostos de metal, com articulações ou placas fixadas de vários comprimentos (5 a 40 mm) e garras (0,1 a 1,5 mm) criando asperezas.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: a estação consiste de 2 a 4 dispositivos de tratamento biológico combinados conecta- dos à câmara de mistura de junção por meio de tubulações removendo a lama dos tanques de sedimentação de aeração. A tubulação principal da bomba de circulação de câmara de mistura é conectada às linhas de pulveri- zação dos biofiltros de tratamento biológico combinado.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: a estação para tratamento bioquímico integrado de esgoto com as impurezas orgânicas em BOD perfazendo até 3.000 mg/dm3 e gorduras até 300 mg/dm3 inclui flotadores biocoaguladores, dispositivos de tratamento biológi- co combinados, uma bomba de circulação de tubulação principal montada dentro da câmara de mistura do segundo dispositivo combinado e conectada à linha de pulverização do mesmo dispositivo, para a câmara de mistura do primeiro dispositivo combinado e para o aerador de jato de água do flotador biocoagulador ou para o dispositivo de tratamento de lama em excesso. A câmara de alimentação do aerador tem colunas de aeração de 0,3 m a 1,5 m de comprimento, seus ângulos de inclinação em relação ao pivô central sen- do de 0 a 50°, e encaixes tangenciais.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: a estação para tratamento bioquímico integrado de esgoto com as impurezas orgâni- cas em BOD perfazendo até 50.000 mg/dm3, hidrogênio sulfuroso e hidros- sulfetos, nitrogênio de amônio até 100 mg/dm3, inclui (para as concentrações de impurezas em BOD até 3.000 mg/dm3) dispositivos de tratamento mecâ- nico, e (até 50.000 mg/dm3 em BOD) biorreatores anaeróbicos, câmara de mistura de esgoto e lama com bombas de circulação e dispositivos de trata- mento biológico combinados, com a tubulação de escoamento de esgoto conectada às câmaras de mistura dos dispositivos de tratamento biológico combinados. A bomba de circulação de tubulação principal montada dentro da câmara de mistura do primeiro dispositivo combinado é conectada tanto à linha de pulverização quanto à câmara de mistura do segundo dispositivo combinado. Acima de tudo a bomba de circulação de tubulação principal montada dentro da câmara de mistura do segundo dispositivo combinado é conectada à linha de pulverização do mesmo dispositivo, para a câmara de mistura do primeiro dispositivo combinado, e para o dispositivo de tratamen- to de lama em excesso.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: o dispositivo de biorreator anaeróbico tem tubos de distribuição de líquido de circulação afundados por 0,3 m a 2,5 m, montados sob ângulos de inclina- ção de 0 a 70° em relação ao pivô central e providos com encaixes tangen- ciais.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: as câma- ras de mistura das primeira e/ou segunda estações combinadas são conec- tadas às tubulações de escoamento de peróxido de hidrogênio ligadas a e- las.

Entretanto, a natureza da invenção é como se segue: estação é equipada adicionalmente com desnitrificadores e/ou biorreator de tratamento posterior com alimentação artificial. Misturador é instalado na tubulação dis- pondo líquido clarificado da primeira e/ou da segunda estação combinada para desnitrificadores. Conduto principal de força das bombas de circulação da primeira e/ou da segunda estação combinada e tubulações alimentando solução coagulante são ligados a este misturador. Além disso, a natureza da invenção é como se segue: a alimen-

tação de biorreator é feita de chapas de plástico ou de cerâmica com articu- lações ou placas de 10 a 100 mm de comprimento com furos de 3 a 30 mm. As distâncias entre as articulações ou placas e os diâmetros dos furos dimi- nuem gradualmente da parte superior da alimentação para a sua parte infe- rior. As chapas, articulações ou placas têm garras de 0,1 a 1,5 mm. O mate- rial de alimentação inclui composições de metal.

Ao mesmo tempo, a natureza da invenção é como se segue: a estação inclui adicionalmente um filtro de sorção com uma alimentação ca- paz de adsorção química de fosfato, este filtro conectado ao dispositivo de tratamento biológico combinado e/ou desnitrificador e/ou biorreator.

Além disso, a natureza da invenção é como se segue: a estação inclui adicionalmente um dispositivo de tratamento de lama em excesso cujo espessador tem tubulações conduzindo do dispositivo de tratamento biológi- co combinado, e/ou biocoagulador e/ou biorreator anaeróbico. O espessador é conectado ao filtro-prensa de correia cujo dispositivo de impulsionamento de massa desidratada é conectado ao granulador, onde também está conec- tada uma linha de entrega (para aditivos orgânicos e/ou minerais). O disposi- tivo de impulsionamento de grânulo é conectado ao rolete transportador pro- vido com elementos de aquecimento elétrico e/ou a radiadores de freqüência de micro-onda montados sucessivamente no tanque de retenção.

E finalmente, a natureza da invenção é como se segue: Na esta- ção para tratamento biológico de esgoto de profundidade os dutos de ar dos dispositivos de tratamento biológico combinados, dispositivos de tratamento de lama em excesso, biorreatores, dependências de dispositivo de tratamen- to mecânico integrado e de coletores de areia são conectados sucessiva- mente ao encaixe de sucção de um ventilador de alta pressão cujo duto de ar principal por sua vez é conectado à câmara de irrigação do dispositivo de tratamento de ar. O dispositivo é equipado com uma linha de pulverização conectada à bomba de circulação cujo encaixe de sucção é conectado à se- ção de ajuste de ar do dispositivo. Acima da seção de ajuste de ar existe a seção acoplável dos dispositivos enchida com alimentação artificial, uma bandeja de coleta com tubos de alimentação direta de ar (seus comprimen- tos são de 1,2 - 2,5 m, eles são afundados por 0,4 a 0,7 m no líquido da se- ção de ajuste de ar e enchidos nas suas seções inferiores com tubos de pe- queno diâmetro) e tubos de ejeção de água e jato de ar que são ligados ao tanque de drenagem e são localizados a 0,6 a 1,8 m acima do líquido e a- fundados no líquido por 1 a 3 m. O dispositivo de tratamento de ar tem uma conexão para o tanque de solução de hipoclorito de sódio, tanque de solu- ção odorante e duto de ar por sua vez conectado ao eliminador de gota d'água que por sua vez é conectado ao filtro de carbono ativado e à unidade de desinfecção por ultravioleta. A comprovação da modalidade de invenção está mostrada pelos

exemplos definidos das variantes da estação para tratamento bioquímico integrado do esgoto de vários teores de impurezas orgânicas, hidrogênio sulfuroso, hidrossuIfetos e nitrogênio de amônio. Estes exemplos típicos de modo algum restringem outras versões da invenção, mas somente explicam sua essência.

Descrição Concisa das Figuras

Os exemplos definidos das variantes da estação de tratamento bioquímico de esgoto são explicados graficamente, onde:

A figura 1 mostra esquematicamente uma variante de um es- quema de fluxo para uma estação de tratamento bioquímico de esgoto inte- grado, a concentração de impurezas em BOD sendo de até 1.000 mg/dm3 e matérias suspensas de até 700 mg/dm3;

figura 2 é uma seção ampliada do biofiltro mostrado na figura 1; figura 3 é a seção A-A da figura 2;

figura 4 é uma seção ampliada da bandeja de coleta de biofiltro e do coletor de drenagem mostrados na figura 1; figura 5 é a seção B-B da figura 4;

figura 6 é o primeiro plano da chapa cerâmica corrugada de bio- filtro de alimentação;

figura 7 é uma seção de uma única chapa cerâmica corrugada; figura 8 é uma seção de diversas chapas prontamente encaixa-

das;

figura 9 é um fragmento ampliado de uma chapa cerâmica; figura 10 é uma seção de um elemento esférico de alimentação

de biofiltro;

figura 11 é a seção ampliada A-A do separador ar-tanque com roletes triangulares, blocos de alimentação biológica, colunas de aeração e tubulação de escoamento de lama;

figura 12 é a seção B-B da figura 2;

figura 13 é o primeiro plano de uma chapa de alimentação de bi-

orreator;

figura 14 é uma seção de uma chapa de alimentação de biorrea-

tor;

figura 15 mostra esquematicamente uma variante de um esque- ma de fluxo para uma estação de tratamento bioquímico de esgoto integra- do, a concentração de impurezas em BOD sendo de até 1.500 mg02/dm3, matérias suspensas de até 700 mg/dm3, hidrogênio sulfuroso e hidrossulfe- tos totais, nitrogênio de amônio de até 100 mg/dm3;

figura 16 mostra esquematicamente uma variante universal de um esquema de fluxo para uma estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado, as impurezas orgânicas BOD sendo de 1.500 a 3.000 mg02/dm3, matérias suspensas de até 1.500 mg/dm3 e gorduras de até 300 mg/dm3, assim como uma estação para as concentrações de impurezas orgânicas em BOD igualando 3.000 a 50.000 mg/dm3;

figura 17 é o esquema de fluxo de tratamento de lodo em excesso; figura 18 é o esquema de fluxo do dispositivo de tratamento de

ar usado;

figura 19 é a seção ampliada dos tubos de entrega de ar direta. Melhores Variantes da Modalidade de Invenção

A estação para tratamento bioquímico de profundidade do esgo- to cujo BOD alcança 1.000 mg/dm3 e matérias suspensas 700 mg/dm3, inclui a tubulação de alimentação de esgoto 1 conectada ao dispositivo de trata- mento mecânico integrado 2 que por sua vez é conectado por meio de uma tubulação ao coletor de areia vertical 3. A bandeja de coleta do coletor de areia vertical 3 é conectada por meio de uma tubulação de drenagem à câ- mara de mistura 4 combinada com os dispositivos de tratamento biológico 5. Os dispositivos de tratamento biológico combinados 5 consistem nos biofil- tros 6 com a alimentação 7 provida com as linhas de pulverização 8, as ban- dejas de coleta 9 e os coletores de drenagem 10. Os coletores de drenagem têm as colunas de aeração 11 fixadas a eles, as quais são afundadas nas zonas de aeração 12 dos tanques sedimentadores de aeração 13. A divisão separando o espaço de biofiltro do espaço de separador ar-tanque deve ter válvulas ou furos para o desvio de ar 14. Os tanques de sedimentação de aeração 13 das zonas de aeração 12 são separados das zonas de sedimen- tação 15 pelas divisões 16. O perímetro externo da parte cônica do fundo do separador ar-tanque 13 tem a tubulação de drenagem de lama 17. As tubu- lações de drenagem de lama 17 são conectadas à câmara de mistura 4 que tem a bomba de circulação 18. A tubulação principal 19 é conectada a am- bas as linhas de pulverização 8 dos dispositivos de tratamento biológico combinados 5 e ao dispositivo de tratamento de lama em excesso 20.

As bandejas de coleta montadas nas zonas de sedimentação 15 são conectadas por meio de uma tubulação de gravidade aos biorreatores 21. O biorreator inclui a câmara de aeração 22 com o aerador de jato de á- gua 23 e a bomba 24. Por sua vez, a bomba 24 é conectada à tubulação principal 25 com o aerador de jato de água 23, a câmara de mistura 4 e a linha de pulverização 26 do biorreator 21. A câmara de aeração 22 é sepa- rada por uma divisão da alimentação afundada contendo filtro 27. Os dispo- sitivos de tratamento biológico combinados 5 e os biorreatores 21 são co- nectados pelos dutos de ar 28 ao ventilador 29 do dispositivo de tratamento de ar usado 30.

A estrutura de linha de pulverização do biofiltro 6 inclui tubulação

principal com o obturador 31, as bandejas de distribuição 32 com as compor- tas 33, os encaixes de esvaziamento 34 e os discos de reflexão 35. Os en- caixes de esvaziamento primários 34 têm as placas de preparação 36 antes deles. As bandejas 32 são equipadas com Iasers de hélio-neônio 37.

O fundo do coletor de drenagem 10 tem os soquetes soldados

38 cujas partes inferiores têm as colunas de aeração aparafusadas 11, e as partes superiores têm os encaixes 39. Durante testes hidráulicos de água pura, eles marcam o nível de água nos encaixes, então os encaixes são de- satarraxados, chanfrados e então, aparafusados aos soquetes 38 de novo.

Os encaixes 39 têm vazios em forma de espiral. O coletor de drenagem é equipado com o refletor de preparação 40 e o acesso de atuador 41.

A alimentação de biofiltros é feita das chapas cerâmicas corru- gadas 42 com uma armação das faixas longitudinais paralelas e onduladas 43. Algumas partes das faixas longitudinais 44 são modeladas como divi-

sões onduladas. A superfície das chapas 42, exceto para as faixas 43, é ca- racterizada por evidente aspereza, isto é, as garras 45.

A alimentação artificial para biofiltros pode ser os elementos de alimentação 46 feitos como esferas com cavidades na sua superfície 47, cujos eixos se cruzam no centro da esfera.

Os dispositivos de tratamento biológico combinados têm um fun-

do do separador ar-tanque 13 separado em células pelos roletes triangulares 48 que têm blocos com a alimentação biológica 49 acima deles. As seções planas do fundo do tanque de aeração 13 têm as colunas de aeração 50. O perímetro externo da parte cônica do fundo do separador ar-tanque 13 tem a tubulação de drenagem de lama 17 com os furos ou encaixes locali- zados uniformemente 51.

A bandeja de coleta do separador ar-tanque 13 é conectada por

meio de uma tubulação ao biorreator 21. A alimentação artificial 27 do bior- reator 21 é feita das chapas de plástico ou de cerâmica 52 que têm as articu- lações ou placas 53 fixadas a elas. As chapas são feitas com os furos 54. As chapas, articulações ou placas têm as garras 55. A variante pendente de uma estação para tratamento integrado

de esgoto doméstico e industrial com o teor de impurezas orgânicas em BOD perfazendo até 1.500 mg/dm3, matérias suspensas até 700 mg/dm3, hidrogênio sulfuroso e hidrossuIfetos totais, nitrogênio de amônio até 100 mg/dm3, também inclui a tubulação de escoamento de esgoto 1, o dispositi- vo de tratamento mecânico integrado 2, o coletor de areia 3 e a câmara de mistura 4 com a bomba de circulação 18 instalada dentro dela. A câmara de mistura 4 é conectada por meio de uma tubulação de fluxo livre ao primeiro dispositivo de tratamento biológico combinado 56. Por sua vez, a bandeja de coleta do dispositivo combinado 56 é conectada por meio de uma tubulação à câmara de mistura 57 do segundo dispositivo de tratamento biológico 58. A tubulação 59 se estendendo para as câmaras de mistura 4 e 57 conecta o tanque de dispositivo de mistura 60 com solução de peróxido de hidrogênio. A tubulação principal 61 da bomba de circulação 18, montada dentro da câ- mara de mistura 4, é conectada à linha de pulverização do biofiltro do dispo- sitivo de tratamento biológico combinado 56, à câmara de mistura 57 do dis- positivo 58 e ao misturador 62. O biofiltro do dispositivo 56 é enchido com alimentação dos elementos esféricos 46. A tubulação principal 63 da bomba de circulação 18, montada dentro da câmara de mistura 57, é conectada à linha de pulverização de biofiltro de dispositivo 58 e à câmara de mistura 4. A tubulação principal 63 é conectada ao misturador 62 montado na tubula- ção de condução de líquido clarificado, e ao dispositivo de tratamento de lama em excesso 20. O misturador 62 também tem a tubulação de alimenta- ção de solução coagulante 64 se estendendo do tanque de dispositivo de mistura 65 conectado a ele. Por sua vez o misturador 62 é conectado por meio de uma tubulação ao desnitrificador com o misturador mecânico 66. A bandeja de coleta da zona de sedimentação de desnitrificador é conectada à câmara de aeração de biorreator 21 com a alimentação artificial 27. Por sua vez, o biorreator é conectado ao filtro de sorção 67. São considera- das desinfecção e desodorização do ar usado bioquimicamente no dispo- sitivo 30.

No caso de purificar esgoto industrial cujas impurezas orgânicas perfazem em BOD 1.500 a 3.000 mg02/dm3, matérias suspensas até 1.500 mg/dm3 e gorduras até 300 mg/dm3, o esquema de fluxo inclui a tubulação de escoamento de esgoto 1, o dispositivo de tratamento mecânico integrado 2, o coletor de areia 3 e a instalação de bombeamento de esgoto 68. A tubu- lação principal de bomba é conectada à câmara de alimentação do flotador biocoagulador 69. Por sua vez, a tubulação de líquido clarificado é conecta- da à câmara de mistura 4 do primeiro dispositivo de tratamento biológico combinado 56 e à câmara de mistura 57 do segundo dispositivo de trata- mento biológico combinado 58. A tubulação principal 63 da bomba de circu- lação 18, montada dentro da câmara de mistura 57, é conectada simultane- amente à linha de pulverização de biofiltro do dispositivo 58, à câmara de mistura 4, à câmara de alimentação do aerador de jato de água do flotador biocoagulador 69 e ao dispositivo de tratamento de lama em excesso 20.

Se as concentrações de impurezas orgânicas alcançarem em BOD 3.000 a 50.000 mg/dm3, a tubulação principal da instalação de bombe- amento 68 é conectada à câmara de alimentação do flotador biocoagulador 69 ou ao biorreator anaeróbico 70. Por sua vez o biorreator anaeróbico é conectado às câmaras de mistura 4 e 57. Se o esquema de fluxo for despro- vido de flotador biocoagulador, a tubulação principal 63 da bomba de circu- lação 18, montada dentro da câmara de mistura 57, é somente conectada à linha de pulverização de biofiltro do dispositivo 58, à câmara de mistura 4 e ao dispositivo de tratamento de lama em excesso 20.

Dependendo do esquema de fluxo aceito, as tubulações de lama em excesso se estendem dos dispositivos de tratamento biológico combina- dos 5, 58, desnitrificador 66, biocoagulador 69 e do biorreator anaeróbico 70 para o espessador 71 do dispositivo de tratamento de lama em excesso 20. Do mesmo modo se estende a linha de entrega de reagentes (coagulante e/ou floculante) 72. A tubulação de sedimentos espessados é conectada ao filtro-prensa de correia 73 que por sua vez é conectado ao granulador 74, onde também é conectada a linha de entrega de aditivos orgânicos e/ou mi- nerais 75. O dispositivo de impulsionamento de grânulo é conectado ao transportador de roletes 76, os roletes tendo elementos de aquecimento elé- tricô, ou os elementos de aquecimento 77 localizados sob o transportador. O transportador tem os radiadores de micro-onda 78. Também existe o tan- que de retenção de coleta de grânulo 79.

O dispositivo de tratamento de ar usado 30 para as estações in- clui os dutos de ar 28 conectados ao encaixe de sucção do ventilador de alta pressão (HPF) 29. O duto de ar principal do HPF 29 por sua vez é conectado à câmara de irrigação 80 do dispositivo de tratamento de ar 30. O dispositivo 30 é provido com a linha de pulverização 81 conectada à bomba de circulação 82 cujo encaixe de sucção é conectado à sua seção de ajuste de ar 83. A seção de ajuste de ar 83 tem a seção acoplável 84 acima dela enchida com alimenta- ção artificial, assim como a bandeja de coleta 85 com os tubos de alimentação direta de ar 86 montados nela. Os tubos 86 são de 1,2 a 2,5 m de comprimento, afundados com 0,4 a 0,7 m de profundidade no líquido da seção de ajuste de ar e enchidos nas suas seções inferiores com os tubos de pequeno diâmetro 87. Os tubos de ejeção de água e jato de ar 88 são conectados ao coletor de dre- nagem 89, montados em uma altura de 0,6 a 1,8 m acima do líquido e afunda- dos no líquido por 1 a 3 m. O dispositivo de tratamento de ar 30 tem o tanque 90 com solução de hipoclorito de sódio, o tanque de solução odorante 91 e o duto de ar 92 conectado a ele. O duto de ar 92 por sua vez é conectado ao eliminador de gota d'água 93 que por sua vez é conectado ao filtro de carbono ativado 94 e à unidade de desinfecção por ultravioleta 95.

A estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado descrita funciona como se segue. No caso de tratamento integrado de esgoto doméstico e indus- trial com o teor de impurezas orgânicas em BOD perfazendo até 1.000 mg02/dm3, matérias suspensas até 700 mg/dm3, o esgoto é impulsionado pela tubulação 1 para o dispositivo de tratamento mecânico integrado 2 com fendas de 2 a 4 mm, onde poluentes particulados são agarrados. Então o esgoto chega ao coletor de areia vertical 3 onde a areia precipita. Depois disso o esgoto chega à câmara de mistura 4, e então, ao dispositivo de tra- tamento biológico combinado 5. A lama proveniente das zonas de aeração 12 retorna (sob pressão hidrostática) para a câmara de mistura 4 através das tubulações de fluxo livre 17. No caso da estação de tratamento bioquí- mico de esgoto descrita emprega 2 a 4 dispositivos de tratamento biológico combinados, então ela tem uma única bomba de circulação 18. Isto é condi- cionado pelas exigências construtivas para estações de tratamento, manu- seio dos fluxos hidrodinâmicos nos biofiltros e tanques de sedimentação de aeração, assim como para paralisações temporárias de alguns elementos. Um grande número de dispositivos de tratamento biológico combinados e uma única bomba de circulação 18 tornam também difícil controlar o modo hidrodinâmico de biofiltros e tanques de sedimentação de aeração. Uma in- vestigação semi-industrial mostrou que se o número dos dispositivos de tra- tamento biológico combinados for de 4 a 6, é recomendável construir a câ- mara de mistura da unidade de estação de tratamento com duas bombas trabalhando simultaneamente dividindo-as com divisões de porta de folha.

Da câmara de mistura 4 o esgoto é impulsionado através da tu- bulação principal 19, pela bomba de circulação 18, para a linha de pulveriza- ção 8 dos biofiltros 6. A tubulação 19 também conduz lama em excesso para o dispositivo 20. As válvulas 31 montadas em tubulações principais contro- lam a taxa de fluxo de esgoto para cada bandeja de distribuição 32. À medi- da que a mistura de lama chega às bandejas de distribuição estreitas 32 nas seções iniciais, especialmente quando a bomba de circulação 18 é ligada, existe movimento ondulatório grosseiro nas bandejas, o que pode resultar no líquido derramando pelas bordas. Redução da pressão de líquido e seu nive- lamento de fluxo nas bandejas é todo feito com a ajuda das comportas 33. Por causa da alta velocidade de líquido nas seções iniciais de bandejas, é dificultada a drenagem do líquido para os primeiros encaixes de drenagem 34. Para reduzir a turbulência de corrente antes dos encaixes iniciais, exis- tem as placas de preparação 36 favorecendo a drenagem do líquido para os furos de encaixes.

O fluxo de líquido através dos encaixes é controlado por meio de alterar as alturas de encaixe acima dos fundos das bandejas. Ao mesmo tempo deve ser tentado reduzir o comprimento dos encaixes, já que isto re- duz a quantidade da biomassa fixada dentro dos encaixes e aumenta cor- respondentemente sua capacidade de entrega. O comprimento recomenda- do dos encaixes montados nos inícios e extremidades das bandejas é de 2 a 6 diâmetros. A densidade dos jatos caindo é elevada por causa dos vazios dos encaixes de drenagem 34 feitos como espirais de 1 a 1,5 rotação com uma altura de menos que 0,7 diâmetro. A proporção ideal entre o consumo de energia para trabalho de

linha de pulverização e uniformidade de irrigação define os seguintes parâ- metros do sistema: no caso da distância das extremidades superiores dos encaixes de esvaziamento das bandejas da linha de pulverização para os discos de reflexão ser de 0,8 a 2 m, as distâncias entre os centros das ban- dejas e as distâncias entre os eixos dos encaixes devem permanecer dentro dos limites de 0,6 a 1,8 m.

A alimentação de biofiltros dos dispositivos 5 é feita das chapas cerâmicas corrugadas 42. Inclusão de compostos de metal no material au- menta o potencial eletrocinético da camada de material absorvente. Aderên- cia eletrostática imobiliza as colônias de micro-organismos. A armação 43 de espessamento feita como as faixas paralelas e longitudinais e as faixas lon- gitudinais com divisões onduladas pendentes 44 fornece resistência para a construção à medida que o peso da camada de biomassa cresce. A camada de microflora fixada é influenciada diretamente pela aspereza feita como as garras 45 (0,1 a 1,5 mm). Redução da aspereza das faixas 43 de até 0,1 a 0,5 mm reduz coesão com o material de alimentação, o que juntamente com as divisões onduladas 44 favorece redução de tamanho das possíveis zonas de entupimento com sedimentos e descarga de excesso de biomassa.

A superfície de alimentação forma uma camada de biomassa fi- xada cuja espessura alcança 10 mm, a qual (ao lado da microflora absor- vendo e oxidando o substrato orgânico - 50% a 70% das matérias orgânicas dissolvidas) desenvolve micro-organismos de nitrificação e desnitrificação.

Inclusão de partículas de metal no material da alimentação 7 aumenta o efeito eletrocinético que aumenta o potencial da camada de ali- mentação absorvente. Um teste semi-industrial mostrou acúmulo de biomas- sa compacto (cuja espessura alcançou 5 a 7 mm) nas chapas com pulveri- zação catódica eletroacústica de compostos de metal por causa de implan- tação na camada de superfície de alimentação de vários compostos tais co- mo carbonetos, carbonitretos, intermetais, etc. Estas inclusões de metal são catalisadores elevando a atividade dinâmica dos micro-organismos. Os cen- tros ativos de alimentação absorvem moléculas de substâncias de reação, sua concentração aumenta o que afeta positivamente a aderência da cama- da de superfície. Combinação dos fatores mecânicos estruturais, cinéticos e elétricos estabiliza nitrificação e desnitrificação, elevando assim o nível de degradação das impurezas contendo nitrogênio na estação.

Tratamento por radiação de laser da mistura de esgoto e lama ativa circulando nas bandejas de linha de pulverização de biofiltros com a ajuda de Iasers de hélio-neônio 37 em um modo de varredura estimula o crescimento das bactérias ativas de biomassa, especialmente o crescimento dos micro-organismos de nitrificação e desnitrificação. Tratamento de lama por radiação de teste com Iasers de hélio-neônio, o comprimento de onda sendo de 632,8 nm, durante 3 minutos, mostrou um crescimento de 5,9 ve- zes do número de bactérias dentro de uma hora após o tratamento. Aumento da atividade biológica de micro-organismos reduz o efeito negativo da so- brecarga de microflora no caso de um aumento abrupto das cargas de esta- ção orgânicas e hidráulicas. A mistura de esgoto e lama, após ela ter passado pela alimenta-

ção 7 dos biofiltros 6, é coletada com a ajuda das bandejas 9 e conduzida para os coletores de drenagem 10. Drenagem desorganizada de líquido, dis- tância insuficiente entre os centros dos cortes superiores das colunas de aeração 11, desvio nas alturas de encaixes acima dos fundos de coletores de drenagem, todos induzem movimento caótico de líquido, o que resulta em uma menor efetividade de arrasto de ar nas colunas de aeração. Isto é por- que a seção superior dos coletores de drenagem deve ter os refletores de preparação 40 para aceitar e impulsionar para baixo o fluxo de líquido. Ex- tinção de pressão favorece fluxo de líquido uniforme para os cortes superio- res das colunas de aeração. A distância recomendada entre os cortes de colunas de 25 a 100 mm de diâmetro na seção superior dentro dos limites de 50 a 500 mm reduz a turbulência dos fluxos de líquido nos coletores 10 e favorece sua distribuição uniforme entre as colunas. Orientação exata dos cortes superiores das colunas no nível de água é feita por meio de aparafu- samento e desatarraxamento dos encaixes 39, e chanfradura. Cavidades de vórtice fortes para sucção de ar nas colunas de aeração 11 são favorecidas por vazios internos em forma de espiral nos encaixes 39, uma vez que eles estabilizam em rotações de sentido horário à medida que o líquido flui para dentro dos tubos. Tal como mostrado por uma investigação semi-industrial, a altura ideal de esvaziamento está entre 0,5 diâmetro. Os encaixes 39 são montados e as colunas de aeração 11 limpadas por meio dos acessos 41. A efetividade da transferência de massa de oxigênio do ar para o

líquido e da agitação de conteúdo da zona de aeração depende dos seguin- tes fatores principais: diâmetro de coluna de aeração, capacidade de líquido (m3/h), proporção entre a altura de coluna de aeração acima do líquido e a altura da seção afundada de coluna, profundidade da zona de aeração, co- locação de colunas na zona de aeração e configuração de separador ar- tanque.

Os diâmetros internos de colunas de aeração são recomenda- dos para ficar entre 40 e 70 mm. Diâmetros de 25 a 40 mm também são a- ceitáveis para estações de menores faixas de capacidades, também neste caso a capacidade m3/h e a quantidade do ar envolvido são especialmente influenciadas de maneira ruim pelo fato de que o lado de dentro dos tubos sujando por biocenose é β « 1,5 mm, por causa de que os tubos devem ser limpados regularmente. Aplicação de diâmetros de 70 a 100 mm (com um maior desvio através das colunas) também fornece um maior coeficiente de transferência de massa (Cs) dentro da capacidade de tubos (por exemplo, se dy é 70 mm, q = 9 a 19 m3/h), e isto também reduz a efetividade de agitação do conteúdo total da zona de aeração. Para fornecer choque suficiente dos fachos de ar-água sobre o fundo, o fluxo de líquido de projeto recomendado (m3/h) através das colunas não deve ser menor que metade do total das ca- pacidades mínimas e máximas formando cavidades de vórtice.

Prosseguindo dos valores ideais: consumo de energia para cir- culação de líquido através do biofiltro para as colunas de aeração - o tan- que de aeração - a câmara de mistura, a profundidade de construção de estação de tratamento e manutenção de colunas de aeração, a altura reco- mendada das colunas acima do nível de líquido no tanque de aeração para os dispositivos de tratamento biológico combinados de faixa de capacidades de 5 a 50 m3/dia, é de 1,2 a 1,8 m, a seção afundada de coluna é recomen- dada para permanecer entre 1,5 e 2 m, enquanto que a altura de cortes infe- riores de colunas acima do fundo deve permanecer entre 0,05 e 0,2 m; se a faixa de capacidades for de 100 a 15.000 m3/dia, a altura superior de seção de coluna deve estar entre 2 e 3,5 m, a altura de seção afundada de coluna entre 2,5 e 4 m, a altura de cortes inferiores de colunas acima do fundo entre 0,15 e 0,4 m. A distância entre os cortes inferiores das colunas de aeração adjacentes (25 a 100 mm) e essas colunas montadas diagonalmente deve ser de 0,5 a 3 m. Para reduzir o tamanho do fundo do tanque de aeração são recomendados os roletes triangulares 48 montados na seção plana do fundo da zona de aeração. O tamanho ideal dos roletes 48, prosseguindo das condições do tamanho máximo da zona de reação, efetividade de agi- tação de lama líquida e evitação de deposição de lama, são como se segue: largura de 0,5 a 2,0 m; altura de 0,5 a 1,5 m. No caso de sedimentação de flocos de lama dentro da zona de sedimentação 15 do separador ar-tanque 13 podem existir zonas estagnadas onde as seções cônica e plana do fundo do tanque de aeração articulam, com decomposição adicional e emersão de lama extinta. Isto é porque a distância mínima das extremidades inferiores das colunas mais externas de diâmetro de 25 a 50 mm para o canto não de- ve exceder 0,5 a 0,7 m, enquanto que para diâmetros de 50 a 100 mm a mesma não deve exceder 0,7 a 1,2 m. O comprimento da perna inferior da parte cônica da zona de sedimentação 15 deve perfazer uma metade da Iar- gura da zona de sedimentação mais 0,1 a 1,0 m. Ao mesmo tempo a distân- cia do fundo da parte cônica da separação de divisão das zonas de aeração e de sedimentação para o fundo deve perfazer 0,5 a 1,5 m. Para impedir redução do choque dos fluxos de gás e líquido deixando as extremidades inferiores das colunas de aeração 11, a tubulação de mistura de lama e cor- respondentemente deterioração das condições hidrodinâmicas de agitação do conteúdo do separador ar-tanque 13, a tubulação 17 é montada além do perímetro externo da parte cônica da parte inferior de separador ar-tanque com os furos ou encaixes 51 localizados sob o ângulo de 0 a 90° em relação ao eixo longitudinal da tubulação e em uma distância de 0,2 a 1,0 m uns dos outros.

No caso seguido todos os parâmetros mencionados de colunas de aeração e colocação de dispositivos estruturais de separador ar-tanque, o choque de fachos tanque-ar no fundo da zona de aeração, o movimento hi- drodinâmico dos fluxos de fluido e emersão de bolhas de ar excluem qual- quer deposição e decomposição de lama ativa.

Para fixar e desenvolver a microflora oxidando as matérias orgâ- nicas e executando nitrificação, os reservatórios das zonas de aeração dos tanques de sedimentação de aeração dos dispositivos de tratamento biológi- co combinados têm, acima dos roletes 48, os blocos de alimentação biológi- ca 49 feitos de placas de plástico com furos de 3 a 30 mm e cerdas de 5 a 50 mm de comprimento. Os blocos 49 também podem ser feitos de chapas cerâmicas com furos de 3 a 30 mm e garras modeladas como articulações ou placas de 5 a 40 mm de comprimento. As chapas, articulações ou placas têm evidentes asperezas na forma de garras. Esta aspereza favorece fixa- ção de microflora imobilizada sobre a superfície de alimentação. Inclusão de compostos de metal no material aumenta a aderência eletrostática de micro- flora, o que, juntamente com a redução de turbulência dos fluxos de líquido dentro da alimentação, favorece desenvolvimento de lama de nitrificação mais antiga. Redução da turbulência de fluxos de líquido na alimentação re- duz retirada da lama ativa adaptada. A concentração da biomassa ativa den- tro da alimentação afundada 49 pode alcançar 10 g/dm3 Os volumes de reação das zonas de aeração e de sedimentação

oxidam a parte restante das impurezas orgânicas (30% a 50%) sob baixas cargas na lama aprox. 0,1 a 0,2 g BOD/giama dia, mineralização da biomassa de resíduo da alimentação de biofiltros. O teor de cinza da lama durante nitri- ficação desenvolvida e desnitrificação parcial se iguala a 33% a 42%, a re- sistência específica de capacidade de produção de água média é de 38 a 45-10"10 cm/g. A lama em excesso contém carbono, nitrogênio, fósforo e e- Iementos traço, é caracterizada por alta mineralização, capacidade de pro- dução de água pura, não decompõe e assim, após tratamento adicional, po- de ser usada como um fertilizante. A água purificada é drenada das zonas de sedimentação 15 pa-

ra as bandejas de coleta e conduzida para os biorreatores de purificação posterior de esgoto integrados 21, onde, nas câmaras de aeração 22, é satu- rada adicionalmente com oxigênio dissolvido com a ajuda dos aeradores de jato de água 23 e das bombas de circulação 24. As bombas 24 são equipa- das com mangueiras flexíveis controlando a profundidade de afundamento. Depois disso a água atravessa a camada de alimentação 27.

A alimentação de biorreatores pode ser feita das placas de plás- tico ou de cerâmica 52 com as articulações ou placas 53 de 10 a 100 mm de comprimento fixadas e os furos 54 de 3 a 30 mm de diâmetro. Estes furos otimizam o modo hidrodinâmico do líquido dentro do biorreator nas incha- ções de biomassa (o que aumenta o fator de aplicação de volume de alimen- tação). A superfície de alimentação desenvolve biocenose específica usando durante sua vida útil as concentrações residuais das matérias orgânicas e nitrogênio de amônio. A aspereza (as garras 55) favorece melhor fixação de microflora imobilizada. Para intensificar formação de biomassa fixada sobre a superfície de alimentação, a alimentação é ativada por meio de inclusão de compostos de metal na sua composição. O líquido impulsionado dos disposi- tivos 5 para os biorreatores 21 também contém flocos leves de lama extinta. À medida que a água se desloca através da alimentação 27, os flocos são agarrados fisicamente por causa da filtragem de líquido por meio de bioce- nose, o que é favorecido por menores distâncias entre as articulações ou placas na seção superior de alimentação (3 a 5 mm) e formação de uma camada de microflora de 1 a 1,5 mm de espessura nela.

A microflora fixada formada sobre a superfície da alimentação 27 absorve e oxida as impurezas orgânicas residuais e transforma adicional- mente os compostos contendo nitrogênio. Estes processos biológicos são providos com oxigênio do ar exigido com a ajuda da bomba 24 e do aerador de jato de água 23. As matérias suspensas acumulam, os biorreatores 21 são parcialmente esvaziados e a alimentação regenerada com o ajuda da linha de pulverização 26 e da bomba 24. Então, a bomba é afundada no po- ço de biorreator e o líquido é bombeado para longe através da tubulação 25 para a câmara de mistura 4 dos dispositivos 5.

A tubulação 19 entrega toda a lama em excesso para o disposi- tivo de tratamento de lama em excesso 20. O ar das dependências de dis- positivo de tratamento mecânico integrado 2, dos coletores de areia 3, dos dispositivos de tratamento biológico combinados 5, dos biorreatores 21 e dos dispositivos 20 é retirado pelo ventilador 29 e impulsionado para o dispositi- vo de tratamento de ar usado 30.

No caso de tratamento integrado de esgoto doméstico e indus- trial com o teor de impurezas orgânicas em BOD perfazendo até 1.500 mg02/dm3, matérias suspensas até 700 mg/dm3, hidrogênio sulfuroso e hi- drossulfetos, nitrogênio de amônio até 100 mg/dm3, o esgoto é impulsionado através da tubulação 1 para o dispositivo de tratamento mecânico integrado 2, e então para o coletor de areia 3. Da bandeja de coleta do coletor de areia 3 o esgoto chega à câmara de mistura 4 onde ele é misturado juntamente com a lama líquida circulante dos primeiros dispositivos de tratamento bioló- gico combinados 56 e com 30% a 35% de solução de peróxido de hidrogênio conduzida através da tubulação 59 proveniente do tanque de dispositivo de mistura 60. Então a mistura de esgoto, lama e reagente é bombeada pela bomba de circulação 18 para a tubulação principal 61 para a linha de pulve- rização dos dispositivos de biofiltro 56. Depois disso o líquido atravessa a alimentação do biofiltro 46, é drenado para as colunas de aeração e então é misturado com a lama ativa do separador ar-tanque. Introdução de um rea- gente no dispositivo 56 oxida hidrogênio sulfuroso e hidrossulfetos transfor- mando-os em enxofre e sulfatos coloidais e reduzindo seu efeito inibitório sobre a biocenose. Acima de tudo, de acordo com as investigações, a con- centração do oxigênio dissolvido no esgoto aumenta em até 5 a 6 mg/dm3, o que intensifica tratamento biológico. Introdução de peróxido de hidrogênio na câmara de mistura do primeiro dispositivo de tratamento biológico combina- do é recomendável se a concentração de compostos de enxofre restaurados exceder 20 mg/dm3. A dose de peróxido de hidrogênio foi definida empirica- mente considerando a concentração inicial dos compostos de enxofre res- taurados, e ela perfaz 10 a 100 mg/dm3. No caso de múltiplas irrigações e contatos entre o líquido de re-

síduo e a biocenose da superfície de alimentação de biofiltro, e lama ativa da zona de reação do separador ar-tanque (1 a 3 horas), hidrogênio sulfuro- so passa por desgaseificação, os compostos de enxofre restaurados são oxidados em forma de reagente e bioquimicamente, as impurezas orgânicas são biodegradadas 50% a 70% em BOD, e existe desnitrificação parcial (10% a 15%). A formação de uma microflora específica (bactérias de enxo- fre, filamentoso, micro-organismos de tionila, bactérias anammox) absorven- do e oxidando hidrossulfetos, assim como executando desnitrificação parcial nos dispositivos de biofiltro 56, é favorecida pelos elementos esféricos 46 com 8 cavidades 47 cujos eixos se encontram no centro da esfera. Fixação e desenvolvimento de microflora são favorecidos pela aspereza da superfície de elementos de alimentação (0,1 a 1,5 mm), redução de turbulência e maior tempo de contato entre o líquido defluente e a biomassa dos reservatórios de alimentação. Também é recomendável usar elementos com 4 a 10 cavi- dades. Investigações industriais de longo prazo têm mostrado que o diâme- tro ideal dos elementos esféricos é de 70 mm, já que neste caso a alimenta- ção não é entupida. Ao mesmo tempo, como purificado é esgoto com o teor das impurezas orgânicas em BOD menor que 100 mg/dm3, pode-se usar elementos de alimentação de um diâmetro mínimo de 35 mm, mesmo se concentrações BOD excederem 300 mg/dm3 para 100 mm. Na produção de elementos para aderência eletrostática e efeito catalítico em microflora, é recomendável usar argilas com um alto teor de ferro e alumínio. O material cerâmico de alimentação pode incluir adicionalmente composições de metal de alta fusão.

Bombeamento para a câmara de entrada 4 do primeiro dispositi- vo 56 de alguma parte do líquido de circulação da tubulação principal 63 do segundo dispositivo 58 reduz carga de matérias orgânicas na biocenose do primeiro dispositivo 56 (e assim sobrecarga de microflora é evitada). A bio- massa em excesso contendo quantidades significativas de matérias orgâni- cas não oxidadas adsorvidas do dispositivo 56 é mineralizada no dispositivo 58. Com este propósito a lama introduzida é bombeada através da tubulação 61 para a câmara de mistura 57 do dispositivo 58.

Depois disso, o líquido clarificado do dispositivo da zona de se- dimentação 56 é impulsionado para a câmara de mistura 57 do dispositivo 58. No mesmo lugar, através da tubulação 1, é conduzida alguma parte do esgoto inicial, e através da tubulação 59 é conduzida solução de peróxido de hidrogênio do reservatório 60. Introdução de peróxido de hidrogênio na câ- mara de mistura 57 do segundo dispositivo 58 é recomendável no caso de o composto de enxofre restaurado residual após o primeiro dispositivo combi- nado exceder 5 mg/dm3. Então a mistura de esgoto, lama e reagente é bom- beada através da tubulação principal 63 com a ajuda da bomba de circula- ção 18 para a linha de pulverização de biofiltro do dispositivo 58, onde a par- te remanescente das impurezas orgânicas é absorvida e oxidada adicional- mente. Neste estágio e no caso de a carga de matérias orgânicas na lama ser baixa (0,05 a 0,2 kg/BOD por 1 kg de substância livre de cinza), existe oxidação completa de impurezas orgânicas e nitrificação refinada e desnitri- ficação parcial de compostos contendo nitrogênio. O período da permanên- cia de esgoto é de 4 a 7 horas. Para ativar tratamento biológico no caso de sobrecarga de microflora dentro do dispositivo 56, 10% a 30% do líquido cir- culante é bombeado pela tubulação principal 63 do segundo dispositivo de tratamento biológico combinado 58 para a câmara de mistura 4 do dispositi- vo 56. Se o teor de nitrogênio de amônio no esgoto inicial exceder 30 mg/dm3, o substrato do desnitrificador 66 é alguma parte da mistura de lama do dispositivo 58, a qual é bombeada através da tubulação principal 63 para o misturador 62. A lama líquida também é parcialmente bombeada através da tubulação 63 para o dispositivo de tratamento de lama em excesso 20.

A alimentação de biofiltros dos dispositivos 56, 58 pode ser feita dos elementos esféricos 46 e/ou das placas de cerâmica corrugadas 42. Para fixar e desenvolver a microflora oxidando hidrossuIfetos e

executando nitrificação, os blocos de alimentação biológica 49 devem ser instalados dentro dos reservatórios das zonas de tanques de sedimentação de aeração dos dispositivos 56 e/ou 58.

Depois disso, o esgoto purificado da zona de sedimentação do dispositivo 58 chega ao misturador 62, onde, por meio da bomba de circula- ção 18, também é impulsionada a lama líquida (substrato) da câmara de mistura 4 do primeiro dispositivo 56, ou substrato da câmara de mistura 57 do segundo dispositivo 58. O misturador 62 pode aceitar 2% a 5% da solu- ção coagulante para remoção de reagente de fosfatos. A mistura resultante é impulsionada através da tubulação para o desnitrificador com o misturador mecânico 66. Quando no desnitrificador, nitrogênio de nitratos é transforma- do em formas de nitrogênio volátil. Fosfatos solúveis interagem com o produ- to de hidrólise coagulante, o que resulta na formação de coagulado precipi- tando juntamente com lama ativa na seção inferior do desnitrificador 66. O resultado é que o esgoto, após ter atravessado o desnitrificador, reduz suas concentrações de nitrito e fosfatos de nitrogênio . Uma investigação experimental tem demonstrado que o coagulante mais efetivo é coagulante contendo alumínio modificado por carbono ativado. A dose de coagulante em AI2O3, em virtude da quantidade destinada para a absorção de lama ati- va dos produtos de hidrólise de coagulante, perfaz 20 a 60 mg/dm3.

Introdução de coagulante intensifica adicionalmente desidrata- ção no dispositivo de tratamento de lama em excesso 20. Depois disso o esgoto é impulsionado através da bandeja de coleta do desnitrificador 66 por meio de tubulação para a câmara de aeração 22 do biorreator 21 equipado com o aerador de jato de água 23 onde o nitro- gênio volátil é soprado para longe e o líquido é saturado com oxigênio do ar.

Então, à medida que o líquido se desloca do fundo para cima ele entra em contato com a alimentação artificial 27.

Se a qualidade de purificação é para ser elevada em BOD e ma- térias suspensas até 3 mg/dm3, fósforo até 0,2 mg/dm3 e nitrogênio de amô- nio até 0,4 mg/dm3, o esquema de fluxo tratamento é acrescido do filtro de sorção 67. O esgoto é impulsionado para o filtro de purificação posterior 67 com uma alimentação de duas camadas. Entrando em contato com a primei- ra camada, o esgoto purificado biologicamente é liberado de partículas finas tais como flocos de lama e hidroxocomplexos de alumofosfato; entrar em contato com a outra camada remove ortofosfatos dissolvidos resultantes de absorção de produto químico por causa da interação intermolecular entre ortofosfatos e a superfície de grãos de alimentação. Os materiais de alimen- tação do biorreator 21 e do filtro 67 são regenerados regularmente com as bombas 18.

A lama e sedimentos do biorreator 21 e do filtro 67 são conduzi- dos para longe através da tubulação principal do dispositivo de tratamento de lama em excesso 20 ou na câmara de mistura dos dispositivos 56 e 58.

No caso de tratamento de esgoto industrial com o teor de impu- rezas orgânicas em BOD perfazendo 1.500 a 3.000 mg02/dm3, matérias suspensas até 1.500 mg/dm3 (teor de cinza excedendo 30%), e gorduras até 300 mg/dm3, o esgoto sendo primeiro purificado mecanicamente nos disposi- tivos 2, 3, é impulsionado pela estação de bomba 68 para o flotador biocoa- gulador69.

Conveniência de incluir biocoaguladores no esquema de fluxo de tratamento é estipulada pelo seguinte: precipitação de matérias suspensas (50%-70%); remoção parcial de impurezas orgânicas (15%-20%) por causa das propriedades de sorção da lama em excesso removida, floculação e flo- tação; compactação de biomassa em excesso e impurezas (7 a 15 g/dm3) antes destas serem conduzidas para a seção de desidratação mecânica; cargas orgânicas parciais e pH médio.

A câmara de entrada do aerador de jato de água do flotador bio- coagulador 69 também recebe através da tubulação 63, a lama ativa da câ- mara de mistura 57. A câmara de alimentação tem colunas de aeração de 0,3 a 1,5 m de comprimento fixadas a ela, seu ângulo de inclinação em rela- ção ao pivô central sendo de 0 a 50°, equipadas com encaixes tangenciais. O fluxo de líquido leva, através das colunas de aeração, ar a qb ~ 0,8 m3/m3 de líquido (por uma única coluna). A mistura de esgoto e lama é revolvida dentro do flotador biocoagulador 69 com a ajuda de colunas com encaixes tangenciais. O contato lama com água continua dentro da câmara de flocu- lação por 8 a 20 min. Aquelas partículas de gordura flutuando com as bolhas de ar são removidas pelo movimento de ondulação de líquido para a bandeja de coleta. A efetividade de remoção de gordura no flotador biocoagulador perfaz 60% a 80%. Depois da câmara de floculação, a mistura de lama se desloca através do cone de expansão para a zona de sedimentação onde a mistura de lama é dividida. Depois disso o líquido de resíduo sedimentado é impulsionado para as câmaras de mistura dos dispositivos de tratamento biológico combinados 56 e 58 onde as gorduras remanescentes (60 a 100 mg/dm3) e matérias orgânicas dissolvidas são absorvidas e oxidadas.

No caso de tratamento de esgoto industrial com o teor de impu- rezas orgânicas em BOD perfazendo 3.000 a 50.000 mg02/dm3, matérias suspensas até 1.500 mg/dm3, o esgoto, após seu tratamento mecânico, é impulsionado através da tubulação para o flotador biocoagulador 69 e/ou diretamente para a seção inferior do biorreator anaeróbico 70.

Os tubos conduzindo líquido para o dispositivo 70 são colocados uniformemente ao longo do perímetro, as distâncias da parte cônica do fun- do sendo de 100 a 200 mm, o que fornece distribuição uniforme de fluxos para cima dentro do biorreator 70 e lavagem da lama anaeróbica de sedi- mentação. O esgoto que chega entra em contato com a mistura de lama (concentração de biomassa « 10 a 20 g/dm3) em um modo de contrafluxo durante 1 a 8 horas. A mistura de esgoto e lama é agitada com a ajuda da bomba de circulação admitindo a lama de sedimentação da seção inferior do biorreator anaeróbico e impulsionando-a através da tubulação para a seção superior do reator. A lama é introduzida e seu conteúdo é agitado com a aju- da de um sistema de distribuição consistindo de diversos tubos de 0,3 a 2,5 m de comprimento, seu ângulo de inclinação em relação ao pivô central sendo de 0 a 70°, equipado com dobras tangenciais revolvendo a mistura de lama no reator.

A lama anaeróbica absorve e oxida 50% a 70% das impurezas orgânicas e 60% a 80% das matérias suspensas. Fermentação de metano aumenta a concentração de hidrogênio sulfuroso e hidrossuIfetos até 100 mg/dm3 e diminui o pH ambiente até 4-5.

Depois disso o líquido impulsionado do biorreator anaeróbico é direcionado através da tubulação para a câmara de mistura dos dispositivos de tratamento biológico combinados 56, 58. Então a mistura de esgoto e Ia- ma, por meio da bomba de circulação de tubulação principal 18 montada dentro da câmara de mistura do primeiro dispositivo combinado 56, é impul- sionada para a linha de pulverização dos dispositivos 56, assim como para a câmara de mistura do segundo dispositivo combinado 58. Através da tubula- ção principal da bomba de circulação 18, montada dentro da câmara de mis- tura 57 do segundo dispositivo combinado 58, a mistura de lama é impulsio- nada para a linha de pulverização do dispositivo 58, para a câmara de mistu- ra 4 e para o dispositivo de tratamento de lama em excesso 20. Para os mesmos lugares também é impulsionado o precipitado condensado da parte cônica do biocoagulador 69 e/ou do biorreator anaeróbico 70. Os recursos de projeto dos dispositivos de tratamento biológico

combinados, o esquema de dois estágios com dispositivos de tratamento biológico combinados conectados sucessivamente, e aplicação de peróxido de hidrogênio fornecem completa remoção de hidrogênio sulfuroso e hidros- sulfetos.

Efeito de pH negativo em purificação aeróbica diminui sucessi-

vamente por causa de diluição repetida de líquido de resíduo com lama ativa circulando nas câmaras de mistura e mistura de lama entrando em contato primeiro com as biocenoses dos biofiltros adaptados para baixos valores de pH.

Dependendo do esquema de fluxo de tratamento aceito, o dis- positivo 20 tem tubulações de lama em excesso se estendendo para ele a partir dos dispositivos de tratamento biológico combinados 5, 58, biorreator anaeróbico 70 e do desnitrificador 66. Também existe uma possibilidade de conectar o biocoagulador 69 ao dispositivo 20. As tubulações são conecta- das ao espessador 71 dos dispositivos 20. Se existir uma necessidade de aumentar o efeito de espessamento de lama e sedimentos, ao espessador, também é conectada a linha de entrega de coagulantes e/ou floculantes 72. Então o precipitado condensado é impulsionado para o filtro-prensa faixa 73, onde é formada a massa de umidade predeterminada de 75% a 85%. Massa desidratada vai para o granulador 74 onde também é conectada a linha de entrega para aditivos orgânicos e/ou minerais 75. Os aditivos orgânicos e minerais podem ser pó de serra, casca de semente de girassol e fertilizantes minerais. Os grãos são obtidos de 74 para os roletes transportares 76 com os elementos de aquecimento elétrico 77 incorporados. Os elementos de aquecimento 77 também podem ser colocados sob o transportador de role- tes e aquecer os grãos. Roletes de revolvimento têm garras deslocando os grãos. Radiadores de micro-onda 78 montados acima do transportador se- cam adicionalmente e eliminam vermes do conteúdo de grãos. Depois disso os grãos são derramados no tanque de coleta 79.

O ar dos dispositivos de tratamento e pós-tratamento mecânico, biológico é impulsionado pelo ventilador 29 para o dispositivo de tratamento de ar 30 onde ele inicialmente atravessa a câmara de irrigação 80 onde en- tra em contato com a solução de hipoclorito de sódio alimentada para o sis- tema de irrigação 81 pela bomba de circulação 82. Irrigação e movimento de ar e gotas de solução de hipoclorito de sódio através da alimentação artificial da seção 84 resulta em contato interfases. Depois disso o ar, através dos tubos de fornecimento direto 86, é impulsionado para a seção de bolhas 83 onde bolhas de ar mais uma vez contactam a solução. Eficácia, na seção inferior dos tubos 86, dos tubos de menor diâmetro 87 divide o ar de saída em pequenas bolhas, o que favorece melhor contato de superfície entre as fases. O ar se elevando, pelo duto de ar 92, chega ao separador de gotas 93. À medida que o líquido flui através da bandeja de coleta 85 para o cole- tor de drenagem 89 e após para os tubos de ejeção de água e jato de ar 88, alguma parte do ar alcançando o dispositivo 30 (0,5 a 0,7 m3/m3 do líquido) é sugada nos tubos. Emersão adicional das bolhas de ar agita os conteúdos da seção de ajuste de ar 83 e intensivamente renova a superfície de contato gás com líquido dos conteúdos totais. Nova solução é injetada pelo tanque de hipoclorito 90. No caso de emergência, odorante pode ser entregue pelo tanque 91. O ar, após sua purificação úmida no duto de ar 92, chega ao se- parador de gotas 93. Depois disso, o ar é impulsionado para tratamento pos- terior para os dispositivos de desinfecção por ultravioleta 95.

Um funcionamento de modo falho no tratamento de esgoto bio- químico pode resultar em uma ruptura de processo total e consequentemen- te em odores censuráveis. Isto é porque, como a estação de tratamento está em operação de emergência, o esquema de fluxo de tratamento de ar deve incluir os filtros de carbono ativado 94 que, juntamente com odorantes, ex- cluem completamente quaisquer odores censuráveis. Ejeção de uma peque- na parte de pequenas gotinhas de hipoclorito do separador de gotas 93 im- pede formação de microflora dentro dos poros de alimentação ativada. Aquecimento (regeneração de alimentação) usualmente acontece no perío- do após a falha. Após o ar ter atravessado filtros de carbono, ele é impulsio- nado para os dispositivos de desinfecção por ultravioleta 95. Aplicação Industrial

É recomendável usar a estação de tratamento bioquímico de es-

goto integrado para a purificação de esgoto doméstico e industrial produzido por residências, vilas, bairros e cidades, estações de embalamento de carne, estações de processamento de peixe, fábricas de conservas, fazendas de criação de gado, fábricas de fermento, cervejarias, moinhos de açúcar, moi- nhos de polpa e papel, empresas de produtos químicos e microbiológicos, etc.

O nível de purificação de esgoto doméstico e industrial com BOD perfazendo 100 a 1.500 mg/dm3, matérias suspensas até 700 mg/dm3, é de 98% a 99%. No caso de o esgoto BOD ser somente 50 a 100 mg/dm3, os biofiltros da estação executam sorção e oxidação de 70% a 80% das impu- rezas orgânicas. A biomassa separada da alimentação de biofiltro reabaste- ce a camada de lama suspensa no separador ar-tanque, o que resulta no efeito de purificação de até 99%.

Tal como mostrado por meio de testes semi-industriais e indus- triais, a estação de tratamento bioquímico integrado pendente fornece com- pleta remoção de hidrogênio sulfuroso e hidrossulfetos, redução da concen- tração de nitrogênio de amônio de 100 mg/dm3 até 0,5 mg/dm3 e fósforo até 0,2 mg/dm3.

Inclusão de flotadores biocoaguladores no esquema de fluxo de tratamento biológico de esgoto de dois estágios com dispositivos combina- dos resulta nos parâmetros de esgoto concentrado (teor BOD até 3.000 mg/dm3, gorduras até 300 mg/dm3 e matérias suspensas até 1.500 mg/dm3) para os valores igualando 10 a 15 mg/dm3.

Inclusão de biorreatores anaeróbicos no esquema de fluxo da estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado fornece efetiva purifi- cação de esgoto convincente (teor BOD até 50.000 mg/dm3). A estação proposta resolve um problema complexo de tratamen-

to de esgoto, tratamento de ar usado e valiosa produção de fertilizante gra- nulado.

Quando comparada com estações de aeração convencionais, o consumo da energia necessária para tratamento bioquímico é 2 a 3 vezes menor; o pessoal reduz por 50% a 70%; a área de estação de tratamento também é 3 vezes menor, e a zona sanitária e higiênica pode ser de 50 a 100 m dependendo da capacidade de estação.

Claims

1. Estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado con- tendo dispositivos de tratamento mecânico, uma câmara de mistura de esgo- to e lama com uma bomba de circulação e um dispositivo de tratamento bio- lógico combinado incluindo um biofiltro com uma alimentação plana, uma linha de pulverização, bandejas de coleta e coletores de drenagem que são conectados às colunas de aeração de jato de água afundadas em zonas de aeração, e dispositivos de tratamento posterior, caracterizada pelo fato de que, no dispositivo de tratamento biológico combinado de 5 a 15.000 m3/dia de capacidade, a linha de pulverização de biofiltros inclui bandejas com en- caixes de esvaziamento e discos de reflexão, a distância das extremidades superiores de encaixes de esvaziamento de bandejas para os refletores de disco sendo de 0,8 a 2 m, e a distância entre os centros de bandejas e a dis- tância entre os eixos de encaixes de bandejas sendo de 0,6 a 1,8 m, assim como pelo fato de que o diâmetro de coluna de aeração varia de 25 a 100 mm, sua altura acima do nível de líquido nos tanques de sedimentação de aeração é de 1,2 a 3,5 m, e a altura de afundamento sob o nível de líquido é de 1,5 a 4 m; a distância entre os cortes superiores de colunas é de 50 a 500 mm, e a distância entre os cortes inferiores de colunas de aeração é de 0,5 a 3 m.

2. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o comprimento dos encaixes de esvaziamento instalados nas bandejas de linha de pulverização está dentro de 2 a 6 diâmetros; o diâmetro dos discos de reflexão é de 80 a 200 mm, e as tubulações conduzindo a mis- tura de esgoto e lama para as bandejas de irrigação de biofiltro têm obtura- dores e, adicionalmente, nos inícios de bandejas existem comportas, en- quanto que antes dos encaixes de esvaziamento iniciais existem placas de preparação.

3. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as bandejas de linha de pulverização de biofiltro são equipadas com Iasers de hélio-neônio estimulando crescimento de microflora, nitrifica- ção e desnitrificação.

4. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os elementos de alimentação de biofiltro são esferas de 35 a 100 mm de diâmetro com 4 a 10 cavidades cujos eixos se encontram no centro da esfera; as esferas têm garras de superfície de 0,1 a 1,5 mm, e o material dos elementos inclui combinações de metais.

5. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a alimentação de biofiltro é feita de chapas de cerâmicas corru- gadas de 0,5 a 1,5 m de largura, 0,5 a 3 m de altura e 2 a 4 mm de espessu- ra, com garras de superfície (asperezas) de 0,1 a 2 mm, uma armação de faixas onduladas paralelas e longitudinais de 3 a 10 mm de largura e espes- sura; alguma parte das faixas longitudinais feita como divisões onduladas invasoras de 10 a 35 mm de largura, e o material das chapas inclui combi- nações de metais.

6. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o coletor de drenagem da bandeja de biofiltro é equipado com um refletor de preparação, a seção superior de colunas de aeração é feita como encaixes torcidos nos soquetes fixados ao fundo de coletor de drena- gem, e o coletor de drenagem é provido com um pequeno acesso para mon- tagem de encaixes e para limpeza de tubos.

7. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que os encaixes de drenagem das linhas de pulverização de biofiltros e os encaixes das seções superiores de colunas de aeração têm vazios em forma de espiral elevada de 1 a 1,5 rotação de uma altura não maior do que 0,7 diâmetro do encaixe.

8. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o perímetro externo da divisão separando o espaço de biofiltro do espaço de separador ar-tanque, em uma distância de 0,5 a 1,5 m um do outro, tem furos ou válvulas de desvio de ar.

9. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que, para os diâmetros de colunas de aeração de 25 a 100 mm, a altura dos cortes inferiores de colunas acima do fundo da zona de aeração é de 0,05 a 0,4 m, enquanto que a distância da seção inferior de colunas de aeração mais externas para o acoplamento entre as partes plana e cônica da parte inferior de separador ar-tanque é de 0,5 a 1,2 m.

10. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o comprimento da perna inferior da parte cônica de separador ar-tanque se iguala à metade da largura da zona de sedimentação mais 0,1 a 1,0 m, a altura da seção inferior de parte cônica da divisão separando a zona de aeração da zona de sedimentação até o fundo é de 0,5 a 1,5 m, e a largura dos roletes triangulares localizados na seção plana do fundo da zona de aeração é de 0,5 a 2,0 m, enquanto que sua altura é de 0,5 a 1,5 m; a tubulação de drenagem de lama é montada ao longo do perímetro externo da parte cônica da parte inferior de separador ar-tanque e tem furos ou en- caixes colocados sob o ângulo de 0 a 90° em relação ao eixo longitudinal da tubulação e em uma distância de 0,2 a 1,0 m uns dos outros.

11. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que acima dos roletes existem blocos de alimentação biológica feitos de placas de plástico com furos de 3 a 30 mm e cerdas de 5 a 50 mm de comprimento, ou placas de cerâmica que incluem compostos de metal, com articulações ou placas fixadas de vários comprimentos (5 a 40 mm) e garras (0,1 a 1,5 mm) criando aspereza.

12. Estação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ela consiste de 2 a 4 dispositivos de tratamento biológico combi- nados conectados à câmara de mistura de junção por meio de tubulações removendo a lama dos tanques de sedimentação de aeração, e a tubulação principal da bomba de circulação de câmara de mistura é conectada às Ii- nhas de pulverização dos biofiltros de tratamento biológico combinado.

13. Estação para tratamento bioquímico integrada de esgoto com as impurezas orgânicas em BOD perfazendo até 3.000 mg/dm3 e gor- duras até 300 mg/dm3, incluindo flotadores biocoaguladores, dispositivos de tratamento biológico combinados, caracterizada pelo fato de que a bomba de circulação de tubulação principal é montada dentro da câmara de mistura do segundo dispositivo combinado e conectada à linha de pulverização do mesmo dispositivo, à câmara de mistura do primeiro dispositivo combinado e ao aerador de jato de água do flotador biocoagulador ou ao dispositivo de tratamento de lama em excesso, assim como pelo fato de que a câmara de alimentação do aerador tem colunas de aeração de 0,3 m a 1,5 m de com- primento, seus ângulos de inclinação em relação ao pivô central sendo de 0 a 50°, e encaixes tangenciais.

14. Estação para tratamento bioquímico integrado de esgoto com o teor de impurezas orgânicas em BOD perfazendo até 50.000 mg/dm3, hidrogênio sulfuroso e hidrossulfetos, nitrogênio de amônio até 100 mg/dm3, incluindo (para a concentração de impurezas em BOD perfazendo até 3.000 (mg/dm3) dispositivos de tratamento mecânico e em BOD até 50.000 mg/dm3, biorreatores anaeróbicos, uma câmara de mistura de esgoto e lama com bombas de circulação e dispositivos de tratamento biológico combinados, caracterizada pelo fato de que a tubulação de escoamento de esgoto é co- nectada às câmaras de mistura de dispositivos de tratamento biológico com- binados, e a tubulação principal da bomba de circulação montada dentro da câmara de mistura do primeiro dispositivo combinado é simultaneamente conectada à linha de pulverização, assim como à câmara de mistura do se- gundo dispositivo combinado; e a bomba de circulação de tubulação princi- pal, montada dentro da câmara de mistura do segundo dispositivo combina- do, é conectada à linha de pulverização deste dispositivo, à câmara de mis- tura do primeiro dispositivo combinado e ao dispositivo de tratamento de la- ma em excesso.

15. Estação de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pe- lo fato de que tubos de distribuição de líquido de circulação dentro do dispo- sitivo de biorreator anaeróbico são afundados por 0,3 a 2,5 m, seu ângulo de inclinação em relação ao pivô central sendo de 0 a 70°, e são equipados com encaixes tangenciais.

16. Estação de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pe- lo fato de que as câmaras de mistura das primeira e/ou segunda estações combinadas têm tubulações de escoamento de peróxido de hidrogênio co- nectada a elas.

17. Estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado, ca- racterizada pelo fato de que é equipada adicionalmente com desnitrificado- res e/ou biorreator de tratamento posterior com alimentação artificial. Mistu- rador é instalado na tubulação dispondo líquido clarificado da primeira e/ou segunda estações combinadas para desnitrificadores. Conduto principal de força das bombas de circulação das primeira e/ou segunda estações combi- nadas e tubulações alimentando solução coagulante são ligadas a este mis- turador.

18. Estação de acordo com a reivindicação 17, caracterizada pe- lo fato de que a alimentação de biorreator é feita de chapas de plástico ou de cerâmica com articulações ou placas de 10 a 100 mm de comprimento com furos de 3 a 30 mm, e as distâncias entre as articulações ou placas e os di- âmetros dos furos diminuem gradualmente da parte superior da alimentação para a sua parte inferior; as chapas, articulações ou placas têm garras de 0,1 a 1,5 mm, e a estrutura de material de alimentação inclui composições de metal.

19. Estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado, ca- racterizada pelo fato de que ela inclui adicionalmente um filtro de absorção com uma alimentação capaz de adsorção química de fosfato, este filtro co- nectado ao dispositivo de tratamento biológico combinado e/ou ao desnitrifi- cador e/ou ao biorreator.

20. Estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado, ca- racterizada pelo fato de que ela inclui adicionalmente um dispositivo de tra- tamento de lama em excesso cujo espessador tem tubulações conduzindo a partir dos dispositivos de tratamento biológico combinados, e/ou biocoagula- dor e/ou do biorreator anaeróbico; o espessador por sua vez é conectado ao filtro-prensa de correia cujo dispositivo de impulsionamento de massa desi- dratada é conectado ao granulador, onde também é ligada a linha de entre- ga (para aditivos orgânicos e/ou minerais); o dispositivo de impulsionamento de grânulo é conectado ao transportador de roletes provido com elementos de aquecimento elétrico e/ou com os radiadores de freqüência de micro- onda montado sucessivamente acima do transportador, que por sua vez é conectado ao tanque de retenção.

21. Estação de tratamento bioquímico de esgoto integrado, ca- racterizada pelo fato de que dutos de ar provenientes dos dispositivos de tratamento biológico combinados, dispositivos de tratamento de lama em excesso, biorreatores, dependências de dispositivo de tratamento mecânico integrado e coletores de areia são conectados sucessivamente ao encaixe de sucção de um ventilador de alta pressão cujo duto de ar principal por sua vez é conectado à câmara de irrigação do dispositivo de tratamento de ar. O dispositivo é equipado com uma linha de pulverização conectada à bomba de circulação cujo encaixe de sucção é conectado à seção de ajuste de ar do dispositivo. Acima da seção de ajuste de ar existe a seção acoplável dos dispositivos enchida com alimentação artificial, uma bandeja de coleta com tubos de alimentação direta de ar (seus comprimentos são de 1,2 - 2,5 m, eles são afundados por 0,4 a 0,7 m no líquido da seção de ajuste de ar e enchidos nas suas seções inferiores com tubos de pequeno diâmetro) e tu- bos de ejeção de água e jato de ar que são ligados ao tanque de drenagem e são localizados em 0,6 a 1,8 m acima do líquido e afundados no líquido por 1 a 3 m. O dispositivo de tratamento de ar tem uma conexão para o tan- que de solução de hipoclorito de sódio, tanque de solução odorante e duto de ar por sua vez conectado ao eliminador de gota d'água que por sua vez é conectado ao filtro de carbono ativado e unidade de desinfecção por ultravi- oleta.