PT2632859E - Método de separação entre líquido e matéria em suspensão de uma lama e dispositivo de implementação de um tal método - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE SEPARAÇÃO ENTRE LIQUIDO E MATÉRIA EM SUSPENSÃO DE UMA LAMA E DISPOSITIVO DE IMPLEMENTAÇÃO DE UM TAL MÉTODO" A presente invenção refere-se a um método de separação entre a parte líquida e as matérias em suspensão de uma lama fornecida com um caudal de fluxo contínuo de QEb = V/hora.

Permite, assim, eliminar virtualmente todas as matérias em suspensão para descer o seu número abaixo de um determinado limite. A invenção também se refere a um dispositivo de tratamento de lamas que implementa um tal método.

Tem uma aplicação particularmente importante, embora não exclusiva, no domínio da desidratação de lamas e clarificação da água.

Decorre, de uma forma surpreendente, da utilização de uma energia muito forte num ambiente líquido e lamacento que permitirá, em particular, atacar as estruturas coloidais no interior de um tal efluente.

Os colóides encontram-se, realmente, presentes nas lamas de sólidos (na sua fracção orgânica), mas também na água. São, em particular, esses colóides que geram uma coloração turva e dificultam a separação entre as fases liquida e sólida e a descoloração de determinadas águas.

Conhecem-se métodos de separação de matéria sólida em suspensão, do efluente liquido no qual se encontra.

As técnicas disponíveis para a extracção de água das lamas são, essencialmente, a compactação, que aumenta o teor (em % em peso da mistura total) em composto sólido da ordem dos 5%, a centrifugação ou a filtração que aumentam, as duas, o teor em composto sólido de 18 a 25%, e, finalmente, a secagem (por combustão ou espalhamento no solo durante várias semanas), que aumenta o teor em composto sólido de 90 a 95%, e sabendo que o teor em peso do composto sólido das lamas de depuração antes do tratamento está, geralmente, compreendido entre 0,1 a 1% do peso total do efluente.

Todos estes tratamentos conhecidos da técnica anterior têm desvantagens, relacionadas com o facto de o processo de secagem não ser suficiente (compactação, centrifugação, filtração) e relacionadas com o tempo de tratamento (secagem) ou com um elevado consumo de energia (combustão).

Também se conhece (documento FR 7308654) um método de tratamento de lamas residuais, em que se alimenta um circuito estanque compreendendo uma cuba, em cujo circuito se realiza uma recirculação durante várias dezenas de minutos, introduzindo um gás contendo oxigénio no circuito a montante da cuba.

Considera-se que a retenção da lama activada na cuba durante um período de tempo suficiente para permitir a supersaturação pelo gás contendo oxigénio permite a eliminação considerável de sólidos em suspensão.

Um tal método, além de ser demorado, implementa um dispositivo bastante complicado, fonte de inúmeras obstruções. A presente invenção visa proporcionar um método e um dispositivo que respondam melhor que os anteriormente conhecidos aos requisitos da prática, especialmente na medida em que esta permita a obtenção de uma desidratação forçada muito superior à obtida com as técnicas existentes, seja aplicada isoladamente ou em combinação com tais técnicas, e muito rapidamente, e em que o método da presente invenção exija apenas alguns segundos antes de se obter um resultado.

Em particular, este método permite a obtenção de excelentes resultados para as lamas muito mineralizadas (ou seja, tendo uma % de matéria orgânica em 100% em peso de matéria seca inferior a um valor entre 5 a 15%) .

Com lamas menos mineralizadas, é possível obter um rendimento optimizado, quando este é combinado com uma ferramenta de separação complementar disposta a jusante do dispositivo (filtro de banda ou centrifugação), melhorando em mais de 10% o processo de secagem, por exemplo, 25%.

As instalações existentes podem, assim, ser facilmente melhoradas pela adição de um ou mais reactores implementando a invenção, o que, consequentemente e por exemplo, economiza os custos de transporte e de incineração final das lamas.

Também apresenta um consumo de energia muito baixo e utiliza pouco material de consumo (ar comprimido, aditivo).

Além disso, o método utiliza um dispositivo simples e muito compacto, facilmente transportável, o qual irá, por conseguinte, poder ser instalado em locais pouco acessíveis.

Com a invenção, é possível uma operação contínua, e isto com limitações operacionais pouco exigentes. 0 tratamento de acordo com a invenção também não gera poluição, implementando, ao mesmo tempo, uma técnica que é, em si mesma, muito mais económica do que as que são conhecidas no campo da separação sólido/líquido (centrifugadora, filtro de prensa, filtro de banda, recirculação contínua de oxigénio, etc.).

Finalmente, com a invenção, obtém-se, surpreendentemente, um bolo poroso e desidratado de novo tipo constituindo um resíduo utilizável.

Com esta finalidade, a invenção proporciona, particularmente, um método de separação entre a parte liquida e as matérias em suspensão de uma lama fornecida com um caudal de fluxo continuo de QEB = V/hora, em que se injecta ar com um caudal d, caracterizado por o fluxo ser formado por, pelo menos, dois fluxos parciais, estes serem projectados um sobre o outro numa câmara fechada com um volume v < V/20, para passagem do fluxo pressurizado, sendo o ar injectado na câmara mantida a uma pressão superior a um valor determinado, e, em seguida, se filtrar ou se deixar assentar as matérias em suspensão do fluxo assim tratado num recipiente de recolha. A câmara fechada é alimentada e descarregada de forma contínua com o mesmo caudal ou substancialmente o mesmo caudal de entrada e de saída em contínuo do efluente.

Constitui, portanto, um incidente em linha do fluxo tratado sem recirculação em circuito fechado dos efluentes no interior da câmara.

De um modo vantajoso, no caso de uma decantação, a parte sólida ou bolo cai na parte inferior do recipiente, separando-se da parte líquida, que é descarregada continuamente. Câmara fechada significa uma cuba ou um reactor de volume fechado determinado compreendendo, no entanto e obviamente, os meios de entrada do fluxo contínuo e meios de saída (normalmente um tubo) do referido fluxo contínuo depois de tratado, com o mesmo caudal ou substancialmente o mesmo caudal. A câmara fechada é, portanto, uma câmara para passagem do fluxo pressurizado.

Um valor v < V/20 significa um valor inferior a ou ligeiramente inferior, com uma tolerância de cerca de + 10% a 20%.

De um modo vantajoso, v d v/25 ou d v/30.

Numa forma de realização vantajosa da invenção, conseguem-se, em particular, excelentes resultados devido a uma combinação de várias funções na mesma câmara de pequenas dimensões por meio de quatro zonas funcionais.

Uma zona de introdução de ar ligeiramente comprimido, em cuja zona também se realiza uma suspensão ou uma prevenção da decantação de partículas mais pesadas, aptas, no entanto, a subir no reactor e a sair pela parte superior com as partículas mais finas.

Uma zona de choques hidráulicos onde se realiza a introdução dos fluxos líquidos.

Uma zona de subida do leito constituído por uma quantidade em peso de, aproximadamente, 1 de gás, 0,1 de água e 0,01 de sólido. Nesta zona, uma agitação muito forte é possibilitada pela introdução de ar com a qualidade preconizada (caudal e pressão).

Uma zona de descompressão, por exemplo, regulada por uma válvula situada no topo do reactor. No exemplo desta válvula, esta deve permitir manter o reactor a uma pressão relativa de, aproximadamente, 0,5 a 2 bar.

Em formas de realização vantajosas, recorre-se, ainda, a uma e/ou a outra das seguintes disposições: injecta-se o fluxo na câmara cujo volume v < V/20 por dois orifícios idênticos e opostos entre si e situados na metade inferior da referida câmara, sendo o ar injectado abaixo dos referidos orifícios e sendo o fluxo continuamente ou intermitentemente descarregado pela parte superior, por exemplo, através de uma válvula de descarga que é accionada quando se ultrapassa um valor limite determinado; o ar é injectado com um caudal d > 1,5 QEB, por exemplo, superior a 5 QEB, a 10 QEB ou compreendido entre 1,5 vezes e 15 vezes QEB; o ar é injectado a uma pressão média. Por pressão média entende-se, compreendida entre 1,4 bar e 2,5 bar, de um modo vantajoso, entre 1,6 bar e 1,9 bar. Uma tal pressão gera bolhas maiores que estarão aptas a penetrar melhor no meio ao se distribuírem de forma aleatória na câmara, o recipiente de recolha é esvaziado continuamente por transbordamento; v < V/50; v < V/100; o caudal QEB é superior ou igual a 15 m3/h, o caudal d é superior ou igual a 25 Nm3/h e a pressão relativa na câmara é superior ou igual a 0,8 bar; o caudal QEB é superior ou igual a 20 m3/h, o caudal d é superior ou igual a 50 Nm3/h e a pressão relativa na câmara é superior a 1,2 bar; adiciona-se, pelo menos, um reagente líquido, continuamente, com um caudal q ao interior da câmara; o reagente é adicionado em proporções compreendidas entre 0,05% e 0,1% do teor de matéria seca contida na lama. Teor de matéria seca significa a % em peso de sólidos na % em peso total do efluente; o reagente líquido é um floculante orgânico de tipo catiónico; os efluentes são desgaseifiçados à saída da câmara e os gases obtidos são utilizados para o fornecimento da injecção de ar na parte inferior; o bolo obtido é recuperado e desidratado por secagem, prensagem ou centrifugação para se obter uma bolacha solidificada. A invenção também proporciona um produto obtido directamente pelo método, tal como descrito acima.

Também propõe uma bolacha de lama solidificada obtida com o método descrito acima, que é caracterizada por apresentar uma porosidade compreendida entre 5% e 15%. A invenção também proporciona um dispositivo para implementar o método, tal como descrito acima.

Propõe, ainda, um dispositivo de separação entre a parte liquida e as matérias em suspensão de uma lama fornecida com um caudal de fluxo continuo de QEb = V/h, compreendendo meios de fornecimento de ar com um caudal d e um recipiente de recolha e de decantação das matérias em suspensão do fluxo assim tratado, bem como meios de descarga continua da sua parte liquida sobrenadante para o exterior do referido recipiente, caracterizado por compreender uma câmara fechada com um volume v < V/20, compreendendo, pelo menos, dois orifícios idênticos e opostos entre si na metade inferior da referida câmara, meios de captação da lama e de fornecimento à referida câmara do fluxo de lama assim captada em, pelo menos, dois fluxos parciais, respectivamente injectado, cada fluxo, por um dos referidos orifícios, estando os meios de fornecimento de ar à câmara com um caudal d adaptados para injectar ar abaixo dos referidos orifícios, e meios de descarga do fluxo de modo contínuo ou intermitente, sendo a pressão na câmara superior a um valor limite predeterminado.

De um modo vantajoso, o dispositivo está configurado de modo que o fluxo seja descarregado pela parte superior através de uma válvula de descarga que é accionada quando o referido valor limite determinado é ultrapassado.

Também de um modo vantajoso, os meios de descarga em contínuo da parte líquida sobrenadante são formados por um dispositivo de transbordamento gravitacional.

Numa forma de realização vantajosa, v < V/50. Também de um modo vantajoso, v < V/100. A invenção também proporciona um dispositivo em que são proporcionados meios de fornecimento de um reagente líquido com um caudal determinado directamente para dentro da câmara. A invenção é definida pelas reivindicações. A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que se segue de formas de realização dadas a seguir, a título de exemplo não limitativo. A descrição recorre aos desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é um diagrama esquemático que ilustra o método de tratamento de acordo com a invenção. - A Figura 2 é um esquema de funcionamento de uma forma de realização de um dispositivo de acordo com a invenção. A Figura 3 é uma vista que ilustra esquematicamente a transformação de uma lama utilizando um dispositivo de acordo com uma forma de realização da invenção. A Figura 1 mostra os princípios do método de separação entre líquido e sólido de uma lama, de acordo com a forma de realização da invenção mais particularmente descrita no presente documento.

Num reactor 1 formado por uma câmara 2, oblonga, estendida em torno de um eixo 3, com um pequeno volume V, por exemplo, da ordem de 50 litros, injectam-se os efluentes (setas 4) por duas entradas 5, 6 opostas e simétricas em relação ao eixo 3 da câmara.

As entradas estão localizadas na parte inferior da câmara, por exemplo, a uma distância h do fundo 7 da câmara, entre um quinto e um terço da altura H da câmara.

Estas duas entradas, localizadas em frente uma da outra, permitem um fornecimento pressurizado do fluxo de água com uma grande carga de matéria seca (MS), (por exemplo, τ de MS 10%/peso total), o que resulta num choque considerável quando os dois fluxos se encontram na zona 8.

Por outras palavras, o bombear das águas exteriores (não representado) introduzidas na câmara do reactor 1 de pequena dimensão, pelas duas entradas frente a frente, permite um choque entre os fluxos na zona 8, devido à pressão de saída da ou das bombas de alimentação (não mostradas), que depende do nível de água das referidas bombas de alimentação a montante das entradas e das queda de pressão no circuito.

Normalmente, ao utilizar bombas industriais comercialmente disponíveis e um circuito sem muitos incidentes, consegue-se obter facilmente uma pressão de 2 bar à saída 9 das entradas na câmara. A energia cinética de bombagem é convertida em energia de choque, maximizada pelo aumento da velocidade de introdução na câmara para a saída 9 das entradas dos ajustes de dimensões reduzidas, mas compatíveis com a granulometria máxima da lama.

Além disso, e de acordo com a forma de realização da invenção mais particularmente descrita no presente documento, introduz-se uma quantidade de ar sobrepressurizado (seta 10) por baixo da zona 8.

Sobrepressurizado significa uma ligeira sobrepressão, que pode estar compreendida entre 0,1 bar relativo e 1 bar relativo em relação à pressão atmosférica, por exemplo, 0,8 bar relativo.

Esta introdução de ar é realizada através de uma rampa 11 de distribuição de ar, por exemplo, uma rampa formada por um tubo circular, em serpentina ou longilíneo, que permite conduzir bolhas de ar e distribuí-las sobre a superfície de câmara, por orifícios 12, distribuídos ao longo do referido tubo 13. O ar também pode ser fornecido por uma entrada na parte inferior. A rampa está localizada abaixo da reunião dos efluentes na zona 8, por exemplo, entre um décimo e um quinto da altura H da câmara, e gera grandes bolhas B, por exemplo, bolhas com um diâmetro compreendido entre 1 mm e 1 cm.

Esta introdução de ar aumenta o nível de energia da câmara, em sobrepressão em relação à sua saída 14 de descarga dos efluentes após tratamento.

Também se obtém, na parte 15 superior da câmara, uma zona 16 funcional, na qual se realiza uma mistura de alta turbulência animada com movimentos brownianos (linha 17 a tracejado).

Na parte 18 inferior do reactor, de um modo bem conhecido, proporciona-se uma purga 19 dos elementos muito densos que não se escapam através do topo do reactor, e que é esvaziada sequencialmente.

Na saída 14 do reactor, sai o ar, a água e as lamas que, após decantação, dão uma água transparente, fisicamente separada da matéria sólida, com um teor de matéria sólida muito baixo, em particular, inferior a 30 mg/L ou mesmo 10 mg/L, enquanto, inicialmente, poderia ser, aproximadamente, superior a 500 mg/L. A matéria sólida sem colóides obtida a este nível é mais porosa e, consequentemente, facilmente compactável. É mesmo possível, dependendo do teor de matéria orgânica inicial, ser directamente transformada em grânulos à saída do reactor. O ar é introduzido a uma pressão média, por exemplo, compreendida entre 1,6 bar e 1,9 bar absoluto relativamente à pressão na própria câmara, de modo a poder haver bolhas de grandes dimensões no meio, que podem penetrar no mesmo e serem distribuídas aleatoriamente no reactor para se alcançar a mistura esperada. 0 ar é, também, introduzido com um caudal d elevado, isto é, 1,5 vezes a 15 vezes (em Nm3/h) o QEB da água de entrada (em m3/h) . 0 gás extraído do reactor sai com a água e a lama com o caudal do compressor e pode ser recuperado, tratado e, se necessário, reciclado para ser reutilizado na parte inferior do reactor.

Deve salientar-se que a presença de matérias grosseiras, do tipo areia, cascalho, etc., aumenta o número de choques e, assim, melhora o processo. A pressão na câmara é, por sua vez, configurada e/ou ajustada para optimizar a energia interna através da geração de um fluxo ascendente que sai pelo topo.

Uma tal pressão é, assim, determinada em função das caracteristicas de funcionamento do circuito (nível de água das bombas) , mas também do tipo de efluentes e dos caudais de tratamento desejado. A dimensão final escolhida do reactor também será determinada pelos especialistas na técnica com base nos conhecimentos de base do engenheiro no campo da engenharia química e dos diagramas de fluxo. A pressão e a saída são, por exemplo, asseguradas por meio de uma válvula que liberta o fluxo quando a pressão dada é excedida.

Como o método de acordo com a invenção utiliza uma agitação em três fases, sólida, liquida e gasosa, é necessário, à saída, uma separação que tenha em conta a desgaseificação da fase sólida mais densa que a água e a descarga da água.

Numa forma de realização vantajosa, é adicionado, ainda, um coagulante (por exemplo, cal, cloreto de ferro).

Esta adição complementar é realizada, por exemplo, na zona 16 funcional.

Assim, com um reactor de 55 litros e com um diâmetro dos bocais de injecção nesse reactor com 40 mm, pode-se tratar até 20 m3/h de lama.

Surpreendentemente, também se observa, com o método da invenção, que, quando a pressão no reactor é superior, em pressão relativa, a 0,8 bar, o caudal QEb de alimentação das águas lamacentas, por exemplo, formadas por lamas de espalhamento no solo com uma carga em MES de 5%, sendo os referidos MES resultantes da degradação biológica de erva dos pântanos, argila, areia e vários resíduos petrolíferos em quantidades residuais (< 1 ss) excede 15 m3/h e o caudal d de ar é superior a 25 m3/h, se obtém uma separação excelente com uma velocidade máxima de decantação de uma lama que, após a secagem, apresenta um aspecto granular e poroso novo.

Com um reactor de 55 litros e bocais de injecção do efluente, no interior, de 40 mm, obtêm-se valores de velocidade de percussão extremamente rápidos e tempos de permanência no reactor que são particularmente curtos [cf. Quadro I abaixo].

QUADRO I

Devido à invenção é, portanto, possível obter uma desidratação forçada muito superior à obtida pelas técnicas existentes e em poucos segundos. A título de exemplo, incluiu-se, no Quadro II a seguir, o melhoramento Δ em secura obtido com o método de acordo com a invenção para uma lama de estação de depuração industrial em Fos sur Mer, pouco mineralizada (90% de matéria orgânica) no campo da petroquímica. A comparação é feita entre um simples tratamento com filtro de banda (tela filtrante na qual se despeja água e lama por bombeamento e estas são transportadas entre rolos espremedores) e o mesmo filtro de banda após pré-tratamento com o método de acordo com a invenção.

Para um volume de câmara v = 551, fez-se variar os parâmetros de caudal de lama QEB (m3/h), de caudal de gás

(N m3/h) , a pressão P relativa no interior da câmara (bar) para uma carga em MS determinada na entrada da câmara (em g/L).

Os resultados são, ainda, dados com base no estado inicial das lamas, i. e., fresca (sem decantação), pouco fresca (depois de um dia a decantar) ou fermentada (vários dias em decantação na ausência de oxigénio). Vê-se que um forte caudal de gás (oito vezes o caudal de lama) e uma pressão elevada na câmara (1,3 bar) melhora em 48,8% a secura (ensaio N° 10) para uma carga inicial bastante baixa (MS de 8,2 g/L).

Em média (ver ensaio N° 13 a 16), com uma lama fresca com uma carga de 32,4 g/L para um caudal de gás vinte vezes superior ao das lamas e uma pressão de 1 bar relativa na câmara, o método de acordo com a invenção melhora a secura (Taxa de Matéria Seca (MS), em peso, em relação ao peso total da lama, i. e.: MS + liquido) de 24 a 36,4%, ou seja, uma média de 30%.

QUADRO II

Mostrou-se, em seguida, no Quadro III, um exemplo dos resultados obtidos com um dispositivo único (sem tratamento adicional) sobre sedimentos (lama muito mineralizada) e com um tratamento adicional (filtro de banda). 0 tratamento com a invenção só deve ser comparado com o filtro de banda que não exceda um melhoramento da secura de 15 a 18%.

Excelentes resultados são, aqui, conseguidos, mesmo sem tratamento adicional com filtro ou centrifugadora.

QUADRO III

Além de uma economia significativa de tempo no tratamento, um baixo consumo de energia eléctrica, ar comprimido e/ou aditivos são necessários. 0 tamanho compacto da câmara permite transportá-la facilmente e permite a sua instalação em locais de acesso difícil, permitindo, ao mesmo tempo, uma operação contínua de grande simplicidade. 0 tratamento de acordo com a invenção não gera poluição e este é realizado numa instalação muito mais económica em comparação com outros sistemas de tratamento possíveis para o único trabalho de separação líquido/sólido, como centrifugadoras, filtros de prensa, filtros de banda, etc.

Na figura 2, mostra-se um esquema de funcionamento de um dispositivo 20 de acordo com a forma de realização da invenção mais particularmente descrita no presente documento. O dispositivo 20 permite a separação entre a parte liquida e a matéria seca da lama fornecida em 21, com um caudal em fluxo continuo de QEb = V/h, sendo o fornecimento em 21 separado, em seguida, em dois, para abastecer as entradas 22.

Mais precisamente, o dispositivo 20 compreende uma câmara E de aço inoxidável, fechada, com um volume v < V/20, por exemplo, de 55 litros, para um caudal Q = V/h, de 1,5 m3/h, compreendendo, pelo menos, dois orifícios ou entradas 22 idênticos e opostos entre si, situados na metade 23 inferior da câmara, por exemplo, a uma distância igual a um terço da altura da câmara. A câmara é, por exemplo, constituída por uma parte 24 cilíndrica terminada, na parte superior e na parte inferior, por duas zonas 25 cónicas idênticas, por exemplo, com ângulos de vértice da ordem dos 120°.

Cada extremidade é, ela própria, terminada por um tubo superior 26 e inferior 27. O tubo 27 inferior está ligado a uma conduta 28 de descarga intermitente, dotada com uma válvula 29, do material 30 em suspensão, que foi decantado no fundo 27 da câmara. 0 dispositivo 20 compreende, ainda, meios 31 de fornecimento de ar 32 à câmara com um caudal d, por baixo dos orifícios 22 .

Este fornecimento é realizado, por exemplo, por intermédio de um tubo 33 rectilineo ou tubagem de pequeno diâmetro, por exemplo, com um diâmetro de 5 cm, com um comprimento substancialmente igual ao diâmetro da câmara cilíndrica, compreendendo bocais 34 distribuídos uniformemente de saída do ar comprimido de uma forma distribuída na câmara, geradores de bolhas de grandes dimensões que irão criar uma agitação considerável, (círculos 35). São proporcionados meios 36 bem conhecidos de fornecimento de um reagente 37 líquido, por exemplo, um coagulante. São, por exemplo, formados por um recipiente 38 de armazenamento, que alimenta, por meio de uma bomba 39 doseadora e uma válvula 40 telecomandada, o interior da câmara por cima das entradas 22, na zona de turbulência. O dispositivo 20 compreende, ainda, meios 41 de descarga contínua do líquido que penetrou na câmara por intermédio de uma válvula 42, a qual se abre acima de uma pressão determinada na câmara, por exemplo, 1,3 bar.

Também é possível não proporcionar a válvula, constituindo o próprio circuito a jusante a queda de pressão necessária para manter uma sobrepressão relativa da câmara. O efluente 43 é, então, descarregado pela parte superior, desembocando num recipiente 44 de decantação bem conhecido.

Por exemplo, este recipiente 44 de decantação é constituído por uma cuba 45 cilíndrica, na qual desemboca o tubo 46 de descarga, abaixo do nível 47 de funcionamento, para limitar as turbulências. 0 recipiente 44 esvazia-se por transbordamento em 48, através de uma parte 49 de cuba lateral não turbulenta separada do resto da cuba por uma parede perfurada em diferentes locais. A matéria 50 sólida decantada é descarregada pela parte 51 inferior para ser tratada posteriormente. A figura 3 mostra, numa vista de topo, o dispositivo 20 da figura 2 que permite obter, a partir da lama 52, a bolacha 53, de acordo com a invenção.

Na descrição que se segue, utilizam-se os mesmos números de referência para designar os mesmos elementos. A partir da lama ou efluente 52 com uma carga de material em suspensão, que é bombeada para um meio 54 por intermédio de uma bomba 55 tendo um nível Ho de água com um caudal QEB, abastece-se a câmara E através de duas entradas 22 opostas localizadas frente a frente. Assim, obtém-se em cada entrada um caudal dividido por dois QEB/2. O fornecimento de ar 32 é realizado por baixo das entradas, como descrito acima, por uma entrada 56.

Um reagente (coagulante, tal como cloreto de ferro ou cal), bem conhecido e adaptado pelos especialistas na técnica em função dos efluentes tratados, é continuamente fornecido à câmara E a partir do recipiente 38, através da bomba 39 doseadora.

Os efluentes, depois de tratados na câmara como descrito acima, são descarregados pela parte superior, em 41, para se obter o efluente 57 desfragmentado e sem colóides, como mostrado esquematicamente na figura 3.

Este efluente desfragmentado e sem colóides é, depois, fornecido ao recipiente 45 de decantação. Depois de uma decantação que ocorre continuamente em segundos, observa-se, em seguida, em 58, uma água extremamente clara que deixa passar, por exemplo, 99% da luz que a atravessa, e mesmo 99,5%.

Em 59, após um possível tratamento complementar de compactação em 60, obtém-se uma bolacha de lama particularmente vantajosa, arejada, solidificada e apresentando uma excelente porosidade compreendida entre 5% e 15%.

Um tal produto obtido com o método de acordo com a invenção é novo e vai formar material para utilização subsequente, como húmus, como matéria-prima na construção, etc.

Vai, agora, ser descrito, recorrendo à figura 3, o funcionamento de uma depuração de acordo com a forma de realização da invenção mais particularmente descrita no presente documento. A partir de um meio, por exemplo, um rio 54 carregado de lama 52, essa lama é extraída por bombagem (55).

Num exemplo de aplicação, o teor em lama, i. e., a percentagem em matéria particulada de matéria seca está, por exemplo, compreendido entre 3 e 10%.

Esta lama alimenta a câmara E, por exemplo, com um volume V = 100 L, com um caudal compreendido, por exemplo, entre 5 e 50 m3/h, por exemplo, 15 m3/h.

Como descrito acima, este efluente é injectado no reactor através das duas entradas 22 opostas. Simultaneamente, fornece-se ar pela rampa 33 inferior do reactor com um caudal mais elevado, por exemplo, 25 Nm3/h. A pressão no interior do mesmo está compreendida entre 0,3 e 1,5 bar relativo, por exemplo, superior a 0,8 bar relativo, dependendo do nível de água da bomba e/ou das bombas de fornecimento dos efluentes, bem como da queda de pressão criada pela própria câmara e pela válvula 42 de descarga localizada na parte superior da referida câmara. A pressão no interior do reactor pode ser, em particular, regulada por intermédio dessa válvula superior. O efluente assim misturado e abastecido com ar, mantém-se no reactor por um período de tempo correspondendo à proporção relativa entre os caudais, o volume e a pressão. É mantido, por exemplo, durante um tempo de permanência de alguns segundos, por exemplo, menos de 1 min, antes de ser descarregado.

Este tempo pode mesmo ser muito menor, porque com um caudal de efluente superior a 20m3/h o tempo de permanência na câmara pode, por exemplo, ser inferior a 10 segundos. O caudal de abastecimento de lama tem, por sua vez, um efeito directo sobre a velocidade de percussão de acordo com o quadro apresentado acima, sabendo que o tempo de contacto e de permanência no reactor pressurizado também influencia a velocidade de formação de flocos e a sua decantação. O fluxo de ar e a influência da pressão no reactor também são elementos que, tendo em conta o resultado desejado, irão ser adaptados de uma forma que se encontra ao alcance dos especialistas na técnica.

Depois de as lamas serem tratadas, saem do reactor a uma pressão correspondendo à pressão de escoamento do caudal do fluido no tubo 43, no recipiente 45 de decantação, no qual a decantação irá ser efectuada de uma forma bem conhecida. A água obtida em sobrenadante é de elevada pureza e é continuamente descarregada em 58. A lama obtida na parte inferior do recipiente de decantação é descarregada de forma continua ou de forma descontinua, de acordo com determinados períodos de tempo, por exemplo, uma vez por dia. O fato de descarregar essa lama muito rapidamente aumenta a sua qualidade, especialmente no que diz respeito à sua boa porosidade. 0 tratamento realizado pelo método e reactor de acordo com a invenção permite, assim, obter um bolo poroso e desidratado, sendo a lama recuperada vazia, seca e manipulável. Bastam algumas horas, em comparação com os três meses no âmbito de uma utilização denominada de secagem convencional, para obter um resultado comparável, sendo, ainda, as características da lama obtida muito melhores com a invenção, porque esta é mais facilmente reciclável.

Como é evidente e como resulta, também, do que foi acima exposto, a presente invenção não está limitada às formas de realização particulares descritas mais particularmente. Engloba, pelo contrário, todas as variantes, incluindo aquelas em que os orifícios podem ser agulhetas, tubos penetrando no interior da câmara para minimizar a distância entre as saídas e aumentar a força dos choques.

Lisboa, 8 de Janeiro de 2015

Claims (21)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método de separação entre a parte líquida e as matérias em suspensão de uma lama fornecida com um caudal de fluxo continuo de QEB = V/hora, sendo V um volume no qual se injecta ar com um caudal d, caracterizado por o fluxo ser formado por, pelo menos, dois fluxos (4) parciais, estes serem projectados um sobre o outro numa câmara (2, E) fechada com um volume v < V/20, para passagem do fluxo pressurizado, sendo ar (10) injectado na câmara mantida a uma pressão superior a um valor determinado, e, em seguida, se filtrar ou se deixar assentar as matérias em suspensão do fluxo assim tratado num recipiente (45) de recolha no qual a parte (50) sólida ou bolo cai na parte inferior do recipiente ao se separar da parte liquida que é descarregada de forma continua.
2. 2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o ar ser injectado com um caudal d > 1,5 QEB.
3. 3. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o ar ser injectado com uma pressão compreendida entre 1,4 bar e 2,5 bar.
4. 4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por se injectar o fluxo na câmara com um volume v < V/20 por dois orifícios (5, 6; 22) idênticos e opostos entre si situados na metade inferior da referida câmara, sendo o ar injectado abaixo dos referidos orifícios e o fluxo ser descarregado de forma contínua ou intermitentemente pela parte superior.
5. 5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o recipiente (45) de recolha ser continuamente esvaziado por transbordamento.
6. 6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por v < V/50.
7. 7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por de v < V/100.
8. 8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o caudal QEb ser superior ou igual a 15 m3/h, o caudal d ser superior ou igual a 25 m3/h e a pressão relativa na câmara ser superior ou igual a 0,8 bar.
9. 9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o caudal QEb ser superior ou igual a 20 m3/h, o caudal d ser superior ou igual a 50 m3/h e a pressão relativa na câmara ser superior a 1,2 bar.
10. 10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por se adicionar, pelo menos, um reagente (37) líquido, continuamente, com um caudal q ao interior da câmara.
11. 11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o reagente ser adicionado na zona de turbulência da câmara em proporções compreendidas entre 0,05% e 0,1% do teor de matéria seca contida na lama.
12. 12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por não se adicionar qualquer floculante a montante e/ou na câmara.
13. 13. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os efluentes serem desgaseifiçados à saída da câmara e os gases obtidos serem utilizados para o fornecimento da injecção de ar na parte inferior.
14. 14. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o bolo obtido ser recuperado e desidratado por secagem, prensagem ou centrifugação para se obter uma bolacha solidificada.
15. 15. Bolacha de lama solidificada obtida pelo método de acordo com a reivindicação 14, caracterizada por apresentar uma porosidade compreendida entre 5% e 15%.
16. 16. Dispositivo de separação entre a parte líquida e as matérias em suspensão de uma lama fornecida com um caudal de fluxo contínuo de QEB = V/h, sendo V um volume, compreendendo meios (11) de fornecimento de ar com um caudal d e um recipiente (45) de recolha e de filtração ou de decantação das matérias em suspensão do fluxo assim tratado, bem como meios (48) de descarga contínua da sua parte líquida sobrenadante para o exterior do referido recipiente, caracterizado por compreender uma câmara (2, E) fechada com um volume v < V/20, compreendendo, pelo menos, dois orifícios idênticos e opostos entre si na metade (23) inferior da referida câmara, meios de captação da lama e de fornecimento à referida câmara do fluxo de lama assim captada em, pelo menos, dois fluxos parciais, respectivamente injectado, cada fluxo, por um dos referidos orifícios, estando os meios de fornecimento de ar à câmara com um caudal d adaptados para injectar ar abaixo dos referidos orifícios, e meios de descarga do fluxo de modo contínuo ou intermitente, sendo a pressão na câmara superior a um valor limite predeterminado.
17. 17. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o fluxo ser descarregado pela parte superior através de uma válvula (42) de descarga accionada quando o referido valor limite determinado é ultrapassado.
18. 18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 e 17, caracterizado por os meios de descarga em continuo da parte liquida sobrenadante serem formados por um dispositivo de transbordamento gravitacionai.
19. 19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado por v < V/50.
20. 20. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por v < V/10 0.
21. 21. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 20, caracterizado por compreender meios (36) de fornecimento de um reagente liquido com um caudal determinado directamente para a câmara. Lisboa, 8 de Janeiro de 2015