PT790851E

PT790851E - EFFLUENT TREATMENT METHOD AND EFFLUENT TREATMENT STATION

Info

Publication number: PT790851E
Application number: PT94931718T
Authority: PT
Inventors: Andrzej Golcz
Original assignee: Andrzej Golcz
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1994-11-09
Publication date: 2000-08-31

Description

AQ08S1AQ08S1

DESCRIÇÃO "MÉTODO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES E ESTAÇÃO DE TRATAMENTO DE EFLUENTES" A presente invenção refere-se a um método de tratamento de efluentes, principalmente do tipo de tratamento contínuo, bem como a uma estação de tratamento de efluentes, principalmente do tipo de tratamento contínuo de efluentes.DESCRIPTION " EFFLUENT TREATMENT METHOD AND EFFLUENT TREATMENT STATION " The present invention relates to a method of treating effluents, mainly of the continuous treatment type, as well as to an effluent treatment plant, mainly of the continuous effluent treatment type.

Segundo os métodos conhecidos de tratamento de efluentes que consistem no aproveitamento de depósitos activos, a mistura desses depósitos activos é mantida em suspensão nos efluentes tratados e é arejada, sendo à saída dos tanques de arejamento conduzida para uma câmara secundária de sedimentação, dentro da qual ocorre a sedimentação dos produtos em suspensão através da sua precipitação. O sedimento precipitado é utilizado novamente no processo de tratamento, enquanto que o líquido decantado, em forma de efluente tratado, é conduzido para o tanque. Quando reconduzido para o processo de tratamento por recirculação, o sedimento activo conserva as suas características de tratamento quando aplicado a novas doses de efluentes brutos, com alimentação de forma contínua ou parcial durante o tratamento.According to known methods of treatment of effluents consisting of the use of active reservoirs, the mixture of these active reservoirs is kept in suspension in the treated effluents and is aerated, being at the exit of the aeration tanks conducted to a secondary sedimentation chamber, within which sedimentation of suspended products occurs through precipitation. The precipitated pellet is used again in the treatment process, while the decanted liquid, in the form of treated effluent, is conducted to the tank. When reclaimed for the recirculation treatment process, the active sludge retains its treatment characteristics when applied to new rates of raw effluent, fed continuously or partially during treatment.

Este tipo de processo de tratamento, realizado principalmente em câmaras de arejamento do tipo tanques profundos, por exemplo com profundidades superiores a 5 metros, tem a sua fundamental inconveniência na utilização prática. De facto, o sedimento activo, que se caracteriza pela capacidade relativamente fraca de sedimentação e/ou desvantajosa particularidade de flotação dos flocos de sedimento à superfície, dificulta seriamente, e em caso de tanques muito 1 sThis type of treatment process, carried out mainly in deep-tank aeration chambers, for example at depths of over 5 meters, has its fundamental inconvenience in practical use. In fact, the active sediment, which is characterized by the relatively poor sedimentation capacity and / or disadvantages of the particular flotation flotation of the sediment flocs to the surface, seriously hinders, and in case of very long tanks 1 s

L·, profundos ou em processos de sedimentação, impossibilita directamente o funcionamento do sistema de sedimentação em câmaras secundárias de sedimentação. A fim de eliminar esse fenómeno nos processos de tratamento de efluentes, efectua-se uma operação adicional que consiste em misturar os efluentes arejados através da floculação, antes deles chegarem à câmara de sedimentação, o que por sua vez, faz com que o processo de tratamento passe a ser desnecessariamente longo e, muitas vezes, pouco eficaz. A descrição da patente EP-A-0 003 548 apresenta um equipamento de tratamento biológico de efluentes, no qual foram utilizados fragmentos tipicos de camadas de liquido a escoar, cascatas ou instalações mecânicas para a desgasificação da mistura do sedimentos com água. Nesse equipamento ocorre a eliminação somente das bolhas de ar da mistura desgaseifiçada, que pela sua natureza estão ligadas mais livremente aos flocos de sedimento; por conseguinte, o rendimento de tal processo de tratamento não pode ser satisfatório. A invenção baseia-se na verificação que os flocos de sedimento activo durante a actuação nos processos conhecidos de tratamento de efluentes apresentam caracteristicas indesejáveis, o que consequentemente limita a eficiência e o rendimento desses processos.L ·, deep or in sedimentation processes, makes it impossible to directly function the sedimentation system in secondary sedimentation chambers. In order to eliminate this phenomenon in effluent treatment processes, an additional operation is performed which consists of mixing the aerated effluents through the flocculation before they reach the sedimentation chamber, which in turn causes the treatment is unnecessarily long and often ineffective. EP-A-0 003 548 discloses biological effluent treatment equipment in which typical fragments of liquid layers to be drained, cascades or mechanical installations for the degassing of the sediment mixture with water were used. In this equipment the elimination only of air bubbles of the degasified mixture, which by their nature are more freely bound to the sediment flakes; therefore, the yield of such a treatment process can not be satisfactory. The invention is based on the finding that flakes of active sludge during operation in the known processes of effluent treatment have undesirable characteristics, which consequently limits the efficiency and yield of such processes.

Em consequência dessa verificação, e de acordo com a invenção, foram desenvolvidas operações e meios técnicos, que provocaram a formação de novas caracteristicas nos flocos de sedimento activo, permitindo aumentar de forma significativa a eficiência e o rendimento do tratamento de efluentes. 2 V.As a result of this verification and in accordance with the invention, operations and technical means have been developed, which have caused the formation of new characteristics in the active sludge flakes, allowing a significant increase in the efficiency and the efficiency of the effluent treatment. 2 V.

L-Cj ^ 0 método de tratamento de efluentes, principalmente o tratamento continuo, consiste numa mistura de efluentes e de sedimento activo; o arejamento dessa mistura em tanques, e em seguida, a sua transferência para uma câmara secundária de sedimentação; desgasificação e, novamente, a utilização dos sedimentos de retorno acumulados na câmara secundária de sedimentação durante o processo de arejamento de efluentes, de acordo com a invenção, sendo esta caracterizada pelo facto de a mistura arejada de efluentes e o sedimento activo, antes de serem conduzidos para a câmara secundária de sedimentação, serem submetidos a desgasificação a pressão reduzida, com vantagem em condições de pressão muito reduzida no valor de 90 - 97% de vácuo, sendo que, antes de ocorrer a mencionada desgasificação de pressão reduzida, a mistura é submetida a fluxo turbulento, de preferência pela aplicação duma quantidade adicional de ar. A estação de tratamento de efluentes, principalmente de tratamento continuo de efluentes, compreende um tanque de arejamento da mistura de efluentes e de sedimento activo, e sobretudo, um tanque de sedimentação de ligação unidireccional e recirculação para a câmara secundária de sedimentação através de uma tubagem em forma da letra U invertida, onde um dos membros constitui o colector de condução, e outro o colector de retorno.The method of treating effluents, especially continuous treatment, consists of a mixture of effluents and active sludge; the aeration of this mixture in tanks, and then its transfer to a secondary sedimentation chamber; degassing and again the use of accumulated return sediments in the secondary sedimentation chamber during the effluent aeration process according to the invention, which is characterized in that the aerated effluent mixture and the active sediment, before being to the secondary sedimentation chamber, are subjected to degassing at reduced pressure, advantageously under very low pressure conditions of 90 - 97% vacuum, before the said degassing of reduced pressure occurs, the mixture is subjected to turbulent flow, preferably by the application of an additional amount of air. The effluent treatment plant, mainly of continuous effluent treatment, comprises an aeration tank for the effluent mixture and active sludge, and in particular a sedimentation tank for unidirectional connection and recirculation to the secondary sedimentation chamber through a pipeline in the form of the inverted letter U, where one of the members forms the conduction manifold, and another the return manifold.

Segundo a invenção, o mais importante é que o sistema seja equipado com elementos de desgasificação de pressão reduzida em forma de uma câmara intermediária com um espaço nela segregado para a absorção de gases que, pelo menos numa parte, une as extremidades superiores de ambos os colectores e constitui a ligação do tanque de arejamento ou a sua câmara separada à câmara secundária de sedimentação ou à sua câmara separada, e têm além disso meios que provocam o movimento turbulento da mistura de efluentes e de sedimento activo que chega à câmara intermediária, estando estes meios instalados com. a finalidade 3 r de provocar o fluxo turbulento entre o tanque de arejamento e os meios de desgasificação de pressão reduzida. 0 espaço de absorção de gases é ligado à fonte de pressão reduzida, com vantagem a uma bomba de sucção ou de pressão.According to the invention, the most important is that the system is equipped with reduced pressure degassing elements in the form of an intermediate chamber with a space therein segregated for the absorption of gases which, at least in part, joins the upper ends of both collectors and forms the connection of the aeration tank or its separate chamber to the secondary sedimentation chamber or to its separate chamber, and furthermore have means which cause turbulent movement of the mixture of effluents and active sediment which reaches the intermediate chamber, these media installed with. the purpose of causing the turbulent flow between the aeration tank and the reduced pressure degassing means. Advantageously, the gas absorption space is connected to the reduced pressure source, advantageously to a suction or pressure pump.

As extremidades inferiores do colector de condução e do colector de retorno estão submersas no, ou ligadas apropriadamente ao tanque de arejamento da mistura de sedimento activo e à câmara secundária de sedimentação ou à câmara segregado do tanque e à câmara secundária separada de sedimentação.The lower ends of the return manifold and the return manifold are submerged in, or properly connected to, the aerating tank of the active sediment mixture and to the sedimentation secondary chamber or to the segregated chamber of the tank and to the separate sedimentation secondary chamber.

Os meios que provocam o movimento turbulento compreendem um orifício no colector de condução, situado acima do nível de arejamento de efluentes que enchem o tanque de efluentes tratados ou o espaço nele separado. É vantajoso situar a bomba de sucção no colector de condução ou, como alternativa, no colector de retorno. 0 objecto da invenção é apresentado em pormenor mediante um exemplo de execução, visível no desenho em anexo, onde a fig.l representa o equipamento de tratamento de efluentes em forma de um esquema parcial, enquanto que a fig.2 apresenta o mesmo equipamento aplicado à estação de tratamento de efluentes com o tanque de sedimentação. 0 aparelho de desarejamento 1 constitui, em princípio, um tubo em forma da letra U invertida, onde um dos membros constitui o colector de condução 2, e o outro o colector de retorno 3, sendo que a parte que une as extremidades superiores define a câmara intermediária 4 com o espaço 5 de desarejamento de gases dela separado. As extremidades inferiores do colector 4 r L-Cj de condução 2 e do colector de retorno 3 estão submersos no, ou ligados apropriadamente ao tanque de arejamento da mistura de sedimento activo e à câmara secundária de sedimentação ou estão ligados à câmara separada 7 do tanque e à câmara separada 8 da câmara secundária de sedimentação, tal como é apresentado na fig.l. 0 colector de condução 2 é equipado com um orifício 6, situado acima do nível "a" de efluentes arejados que enchem o tanque de efluentes tratados ou a câmara separada dentro dele 7 . 0 espaço 5 de absorção de gases está ligado à fonte de pressão reduzida, por exemplo, por meio de uma bomba de sucção não representada no desenho. A fig. 2 apresenta o aparelho de desarejamento 1, situado entre a última e a mais alta câmara 9 de sedimentação do sistema de arejamento da mistura de sedimento activo em efluentes tratados e a câmara secundária de sedimentação 10.The turbulent movement means comprises a hole in the conduction manifold, located above the aeration level of effluents filling the treated effluent tank or the space therein separated. It is advantageous to place the suction pump in the manifold or, alternatively, in the return manifold. The object of the invention is presented in detail by means of an exemplary embodiment, visible in the accompanying drawing, in which Fig. 1 represents the effluent treatment apparatus in the form of a partial diagram, while Fig. 2 shows the same equipment applied to the effluent treatment plant with the sedimentation tank. The deaeration apparatus 1 is in principle a U-shaped inverted tube, wherein one of the members constitutes the conduction manifold 2, and the other the return manifold 3, wherein the part joining the upper ends defines the intermediate chamber 4 with the gas deaeration space 5 separate therefrom. The lower ends of the conducting manifold 4R L-Cj 2 and the return manifold 3 are submerged in, or suitably connected to, the aeration tank of the active sediment mixture and to the sedimentation secondary chamber or are connected to the separate chamber 7 of the tank and to the separate chamber 8 of the sedimentation secondary chamber, as shown in Fig. The manifold 2 is equipped with an orifice 6, located above the level " a " of aerated effluents filling the treated effluent tank or the separate chamber therein 7. The gas absorption space 5 is connected to the source of reduced pressure, for example by means of a suction pump not shown in the drawing. FIG. 2 shows the deaeration apparatus 1 situated between the last and the highest sedimentation chamber 9 of the aeration system of the active sludge mixture in treated effluents and the sedimentation secondary chamber 10.

No mencionado aparelho de desarejamento 1, o movimento e o fluxo turbulento da mistura de efluentes e do sedimento activo anteriormente arejada, são obtidos pela sucção de quantidades adicionais de ar através do orifício 6, situado acima do nível do líquido que enche a câmara 7 do tanque de arejamento. Nesse caso, e a fim de provocar esse fluxo, é aproveitado o fenómeno de bomba gigante. Introduzida uma certa quantidade de ar adicional, é provocada a desejada diminuição do peso específico da mistura, que a seguir é submetida a sucção juntamente com os gases incluídos na mistura. 5In said deaeration apparatus 1, the movement and turbulent flow of the effluent mixture and the previously aerated active sludge are obtained by suctioning additional amounts of air through the orifice 6, located above the level of the liquid which fills the chamber 7 of the aeration tank. In this case, and in order to cause this flow, the phenomenon of giant pump is used. By introducing a certain amount of additional air, the desired weight reduction of the mixture is caused which is then sucked together with the gases included in the mixture. 5

tt

ExemploExample

Numa estação típica de tratamento de efluentes, equipada com um tanque de mistura de efluentes e de sedimentos activos, ocorre o tratamento eficaz e eficiente de efluentes, introduzidos em quantidade de 100 m3/hora e com a carga de impurezas de 30 kg de 02/hora. Após a instalação do equipamento de desarejamento, de acordo com a invenção, aumentou-se de uma forma significativa a capacidade de sedimentação de sedimento activo, e consequentemente surgiu a possibilidade de aumentar a quantidade de sedimento no sistema de tratamento, e finalmente a obtenção de capacidade de um tratamento eficaz e eficiente de efluentes com o rendimento de pelo menos 50% ou maior, sem a necessidade de se utilizarem tanques adicionais de arejamento.In a typical effluent treatment station, equipped with an effluent mixing tank and active sediment, there is an effective and efficient treatment of effluents, introduced in an amount of 100 m3 / hour and with an impurity load of 30 kg of 02 / hour. After installation of the deaeration equipment according to the invention, the sedimentation capacity of the active sediment was significantly increased, and consequently the possibility of increasing the amount of sediment in the treatment system was increased, and finally obtaining ability to effectively and efficiently treat effluents with yield of at least 50% or greater without the need for additional aeration tanks.

Esse efeito é possível de se obter através do desarejamento da mistura de efluentes e de sedimento activo anteriormente arejada, em condições de pressão reduzida criadas pelo equipamento de desarejamento, de acordo com o invento, os flocos de sedimento activo que rodeiam as microbolhas de gás retidas ficam destituídos desse gás, que em condições definidas de pressão reduzida sofrem um aumento múltiplo e em consequência disso ocorre a separação dessas microbolhas dos flocos o que provoca a quase total degradação da estrutura de flocos. A seguir, continuando o fluxo no aparelho de desarejamento, em condições de diminuição da pressão reduzida, ocorre novamente uma rápida ligação dos diferentes flocos de sedimento entre si, que revelam após a operação de desarejamento consideravelmente maior peso especifico e em consequência consideravelmente maior capacidade de sedimentação.This effect is achieved by deaerating the effluent mixture and previously aerated sludge under reduced pressure conditions created by the deaeration equipment according to the invention, the active sludge flakes surrounding the retained gas microbubbles are devoid of this gas, which under defined conditions of reduced pressure suffer a multiple increase and as a consequence of this the separation of these microbubbles from the flakes takes place which causes almost the complete degradation of the flake structure. Thereafter, the flow continues in the deaeration apparatus under conditions of reduced pressure, again a rapid connection of the different sediment flocs occurs again, which reveal after the deaeration operation considerably greater specific weight and consequently considerably higher capacity of sedimentation.

Cria-se assim a possibilidade de controlar o processo de tratamento de efluentes que contêm no sedimento activo quantidades de microorganismos filiformes consideráveis, o que é 6 mais proveitoso para o decurso do processo, sem perturbar a capacidade de sedimentação do sedimento, o que era impossível de se obter através da aplicação de processos conhecidos.This creates the possibility of controlling the process of treatment of effluents containing in the active sediment amounts of considerable filiform microorganisms, which is more useful for the course of the process, without disturbing the sedimentation capacity of the sediment, which was impossible to be achieved by the application of known processes.

Os flocos de sedimento activo na suspensão que enche a câmara secundária de sedimentação, após a sua desgasificação, como resultado dos processos que ocorrem nos próprios flocos, produzem gás, que no entanto não se liga às microbolhas nos flocos de sedimento, mas se dissolve na mistura submetida a prévia desgasificação.The flakes of active sediment in the suspension filling the sedimentation secondary chamber, after degassing, as a result of the processes occurring in the flakes themselves, produce gas, which does not, however, bind to the microbubbles in the sediment flakes, but dissolves in the mixture subjected to prior degassing.

Constatou-se que o sedimento activo, submetido a desgasificação de pressão reduzida, agrupado em câmara de sedimentação secundária, e posteriormente conduzido por retorno ao processo de arejamento, como sedimento de retorno, é caracterizado pela maior capacidade de absorção de impurezas incluídas em efluentes conduzidos a tratamento, acelerando definitivamente o processo do seu tratamento, incluindo também a eliminação de impurezas de fósforo.It was found that the active sediment, subjected to reduced pressure degassing, grouped in a secondary sedimentation chamber, and later conducted by return to the aeration process, as a return sediment, is characterized by the greater absorption capacity of impurities included in conducted effluents to treatment, definitively accelerating the process of its treatment, including also the elimination of phosphorus impurities.

Constatou-se também que esse sedimento é também consideravelmente mais resistente às repentinas sobrecargas de novas impurezas.It has also been found that this sediment is also considerably more resistant to the sudden overload of new impurities.

Lisboa, 07 de Junho de 2000Lisbon, June 7, 2000

O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIALTHE OFFICIAL AGENT OF INDUSTRIAL PROPERTY

77

Claims

A method of treatment of effluents, mainly by continuous treatment, which consists of a mixture of effluents and active sludge; aeration of this mixture in tanks, and then its transfer to a secondary sedimentation chamber; degassing and again utilization of accumulated return sediments in the secondary sedimentation chamber during the effluent aeration process, characterized in that the aerated mixture of effluents and active sediment is subjected to pressure degassing before being brought to the secondary sedimentation chamber reduced pressure, prior to the occurrence of said degassing at reduced pressure, the mixture is subjected to turbulent flow, advantageously by the application of an additional amount of air.

An effluent treatment plant, in particular a continuous effluent treatment, comprising an aeration tank for the effluent mixture and active sludge, and more particularly a sedimentation tank for unidirectional connection and recirculation to the secondary sedimentation chamber through a inverted U-shaped pipe, wherein one of the members constitutes the manifold, and the other is the return manifold, equipped with indirect pressure degassing elements (1) in the form of an indirect chamber (4), in a space separate from it (5), at least in part constituting the zone connecting the upper ends of the two manifolds (2, 3) and constituting the connection of the aeration tank or the space separated from the chamber (7) to the chamber (10) or its separate chamber (8), and further comprises means (6) for causing turbulent movements in the effluent mixture with the active sediment which reaches the intermediate chamber (4), said means (6) for the production of turbulent flow between the aeration tank and the reduced pressure degassing means.

A station according to claim 2, characterized in that the suction space (5) is connected to the reduced pressure source, advantageously to a suction pump.

A station according to claim 2, characterized in that the lower ends of the drive manifold (2) and the return manifold (3) are submerged in, or suitably connected to, the aeration tank of the active sediment mixture and to the chamber secondary sedimentation chamber, or the separate chamber (7) of the tank and the separate chamber (8) of the sedimentation secondary chamber.

A station according to claim 2 or 4, characterized in that the means causing the turbulent movement comprises an orifice (6) in the manifold (2) above the level (a) of the aerated effluents filling the tank of the treated effluents or the separate chamber (7).

A station according to claim 2 or 4, characterized in that a suction and pressure pump is provided in the manifold (2).

A station according to claims 2 or 4, characterized in that a suction and pressure pump is provided in the return manifold (3). Lisbon, June 07, 2000 THE OFFICIAL AGENT OF INDUSTRIAL PROPERTY *

2