PT82184B - Filtro de fluxo transversal respectivo suporte processo de filtracao uitlizando os mesmos e correspondente instalacao industrial - Google Patents

Filtro de fluxo transversal respectivo suporte processo de filtracao uitlizando os mesmos e correspondente instalacao industrial Download PDF

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Description

FILTRO DE FLUXO TRANSVERSAL, RESPECTIVO SUPORTE, PROCESSO DE FILTRAÇÃO UTILIZANDO OS MESMOS E CORRESPONDEN TE INSTALAÇÃO INDUSTRIAL
Descreve-se um filtro (8) de fluxo transversal fácil de limpar e em que se podem reduzir os custos, utilizando uma grande extensão de suporte de filtro (21) e estabelecendo fáceis ligações entre o tubo de fornecimento da alimentação 1 e o suporte de filtro (21). O filtro (8) possui uma espiral de extensões paralelas ou espaçadas de material de dobras duplas cujas dobras são soldadas em conjunto ao longo de costuras espaçadas longitudinais para proporcionar uma série de tubos lado-a-lado. O material de suporte de filtro é altamente flexível e tem uma expessura não superior a 1 mm. Devido ã formação tubular, o suporte de filtro (21) tem uma zona de filtro ininterrupta com uma área substancial relativa ã área total do suporte de filtro; durante a filtração (quando o suporte de filtro (21) se encontrar sob a pressão de alimentação), as paredes do tubo formam protuberâncias e a zona de filtro contrai-se unicamente pelas forças de tracção no próprio suporte de filtro(21). 0 movimento substancial ao suporte de filtro (21) é possível na direcção dos ângulos rectos em relação à sua fa ce quando as pressões sobre ambos os lados do suporte de filtro forem iguais. O suporte de filtro tem muitas aplicações, mas uma aplicação específica consiste em o filtro (8) ser ligado a jusante de um recipiente de arejamento (11) sem um recipiente intermediário, estando a saída do concentrado (2) do filtro (8) ligada ao recipiente de arejamento (11) para retorno das lamas. Isto permite que a dimensão do recipiente de are jamento (11) seja substancialmente reduzida.
Ê também descrito o processo de filtração que utiliza os referidos filtros e respectivo suporte e bem assim a coi respondente instalação industrial.
Figuras 4 e 5·
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Descrição do objecto de invento que
EPOC LIMITED, britânica, industrial, com sede em 6 Esterbrooke Street, Hide Place, Westminster, Londres SW1, Inglaterra, pretende obter em Portugal, para; FIL TRO DE FLUXO TRANSVERSAL, RESPEÇ TIVO SUPORTE, PROCESSO DE FILTRA ÇÃO UTILIZANDO OS MESMOS E CORRES PONDENTE INSTA1AÇÃO INDUSTRIAL O presente invento refere-se a uma filtração por fluxo transversal. Em termos gerais, o filtro e o método de filtra ção de acordo com o presente invento podem ser utilizados na eliminação de matérias em suspensão de qualquer dimensão, i. e., com a dimensão de grãos de areia ou inferiores e o presen te invento poderá ser utilizado, por exemplo, para desidratar ou concentrar resíduos de dragagem antes da descarga (não necessãrimente com uma membrana no suporte de filtro). contudo, o presente invento é utilizado, de preferência, para particulometrias associadas à microfiltração ou inferiores, i. e., dimensões associadas a microfiltração, ultrafiltração ou osmo se invertida. Pode considerar-se que as dimensões mínimas de partículas retidas para microfiltração e ultrafiltração variam;
—7 —8 —8 grosso modo, entre 10 e 10 m (gama coloidal) e entre 10
-9 * e 10 m (gama macromolecular), respectivamente. As partículas coloidais e os líquidos em suspensão, tal como o óleo, podiair ser retidas. Mais particularmente, o filtro e o método de fil tração de acordo com o presente invento são úteis no tratamen to de águas residuais, tanto industriais como domésticas.
Os filtros de fluxo transversal são conhecidos e compre endem um suporte de filtro que pode formar, ou simplesmente suportar, o verdadeiro material ou membrana filtrante (dinâmico) ; a membrana filtrante pode ser formada por material que circula através do suporte de filtro antes de aplicada a ali-
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mentação ou pode ser formada pela própria alimentação, quer como ingrediente inerente à alimentação, quer como um aditivo da alimentação. A membrana é, frequentemente, referida como pré-revestimento na microfiltração e como revestimento de gel na osmose invertida. Os filtros compreendem, também, uma aber tura de admissão da alimentação que ê levada para a membrana filtrante, uma abertura de saída para o produto da impregnação que passou através da membrana filtrante e uma abertura de saí da para o concentrado que não passa através da membrana filtrar te ; a abertura de saída será adaptada de modo a assegurar uma contrapressão e pode ter uma válvula de contrapressão específi ca. A alimentação passa, sob pressão, ao longo da superfície da membrana filtrante e dá origem ã ocorrência de turbulência contíguamente à membrana filtrante. É necessária uma limpeza periódica mas o filtro funciona continuamente durante longos períodos; assim que uma camada inicial de material retido se depositar no suporte de filtro, para formar a membrana, a tur bulência ocorrida inibe a ocorrência de outros depósitos assim, a formação do bolo é minimizada e mantém-se um bom flu xo através da membrana filtrante. Embora a limpeza da membrana não seja muito frequente, é importante que o suporte de fil tro possa proporcionar uma limpeza eficaz e a eliminação de ma terias que tendem a entupir os interstícios ou os poros do su porte de filtro e, gradualmente, reduzir a eficácia do filtro. Verificou-se que é difícil, a menos que se utilizem métodos ou sistemas de limpeza elaborados, retirar tal matéria de meios filtrantes realmente rígidos ou de meios filtrantes relativamente espessos, tal como o material usado na armação das mangueiras de incêndio, nas quais a matéria penetra profundamente antes da retenção.
Num filtro de fluxo transversal, o presente invento pro porciona um suporte de filtro que é altamente flexível e tem uma zona de filtro ininterrupta de área substancial que é res tringida durante a filtração, quando o suporte de filtro se encontra sob a pressão da alimentação, apenas por meio de for
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cas de tracção sobre o próprio suporte de filtro, sendo o movimento substancial do suporte de filtro possível na direcção dos ângulos rectos em relação à sua face, quando as pressões sobre ambos os lados do suporte de filtro forem iguais. O pre sente invento proporciona, também, um suporte de filtro que se encontra na forma de um material de pano duplo flexível no qual se formam tubos contínuos e isolados como um arranjo in tegral de tubos situados lado-a-lado, passando a alimentação para o interior dos tubos. 0 presente invento proporciona,ain da, um método de filtração por fluxo transversal que compreen de o uso do suporte de filtro altamente flexível, formando a zona de filtro uma protuberância para além de uma configuração planar; ou o uso do suporte de filtro flexível na forma de um material de pano duplo e passando a alimentação para o interior dos tubos. Além disso, o presente invento proporciona um suporte de filtro altamente flexível com uma resistência â tracção suficiente para proporcionar uma ârea de filtro substancial ininterrupta, sem outro suporte mecânico. O presente invento proporciona ainda, além disso, um suporte de filtro flexível que tem a forma de um material de pano duplo no qual se formam tubos contínuos e isolados sob a forma de um arranjo integral de tubos situados lado-a-lado.
O suporte de filtro de acordo com o presente invento po de ser altamente flexível e a sua flexibilidade é significati vamente superior à da armação das mangueiras de incêndio normais. A flexibilidade é tratada a seguir sob a epígrafe Teste de Flexibilidade.
O suporte de filtro é dobrâvel e não hâ qualquer contac to mecânico com a área de filtração real ininterrupta do supor te de filtro, tal como seria, normalmente necessário para man ter o suporte de filtro numa direcção em ângulo recto relativamente â sua face e numa direcção oposta à do fluxo. A zona do filtro ininterrupta pode ter uma área substancial relativa mente à ârea total do suporte de filtro. A pressão da alimentação (mais especificamente a pressão diferencial ao longo do
-357075 .LHG/579P49451 suporte e da membrana filtrantes) dilata o suporte de filtro fazendo com que este forme uma protuberância e o suporte de filtro dobra-se, pelo menos até certo grau, quando a pressão ê aliviada. A ausência de contacto mecânico sobre uma grande do suporte de filtro conduz a uma utilização mais eficaz do suporte de filtro. Contudo, a principal vantagem consiste na capacidade para proporcionar uma limpeza eficaz, quer mecâni ca, quer química, do suporte de filtro, para eliminação da membrana e do material filtrado, tornada possível pela eleva da flexibilidade, a estrutura e a reduzida espessura do supor te de filtro. Para a limpeza, utiliza-se, normalmente, uma contra corrente, mas mesmo sem a contra corrente, ao retirar-se a pressão, causando, deste modo, a dobragem do suporte de filtro, pode provocar-se a libertação de algum material retido. A contra corrente pode ser obtida com um fluído aplicado à superfície exterior do suporte de filtro. O fluído pode ser âgua, ou ar comprimido, particularmente quando se filtarem fluídos oleosos ou gordurosos. POdem utilizar-se jactos finos de ar comprimido ou âgua a alta pressão, aplicados ã superfície exterior do suporte de filtro, para a aplicação da contra corrente, enquanto o filtro continua a funcionar, recuperando imediatamente depois de novo a forma, qualquer membrana - a dobragem local momentânea do suporte de filtro é efectuada in vertendo-se o gradiente hidráulico. Contudo, a contra corrente nao provoca qualquer pregueado ou plissado quando a filtra ção recomeça.
suporte de filtro pode ser dividido em forma modular e ser robusto e pode ter uma larga gama de aplicações e uma boa resistência à temperatura e aos produtos químicos, bem co mo ser relativamente barato.
O suporte de filtro pode ser feito em grandes comprimen tos, p.e., dezenas de metros, sendo o comprimento mínino preferido de um metro, reduzindo-se, deste modo, o número de ligações finais por unidade de área de suporte/membrana filtran te e reduzindo-se assim, grandemente, os custos da construção.
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O suporte de filtro não necessita, assim, necessariamente, de ser fechado num recipiente de pressão (salvo quando o exigirem razões de segurança) e podem fazer-se ligações terminais em tubo directamente, para p.e., cada tubo do suporte de fil tro. A flexibilidade auxilia a produção, a armazenagem e o uso de grandes comprimentos.
Em termos gerais, o presente invento pode ser aplicado na eliminação de matérias em suspensão de qualquer dimensão, i.e., com a dimensão de grãos de areia ou inferiores e o presente invento poderá ser utilizado, por exemplo, na desidrata ção e na concentração de resíduos de dragagem antes de descar ga (não necessariamente com uma membrana no suporte de filtro). Contudo, o presente invento é utilizado, de preferência, em particulometrias associadas ã microfiltração ou inferiores, i.e., dimensões associadas à microfiltração, ultrafiltração ou osmose invertida.
Grosso modo, pode considerar-se que as dimensões mínimas das partículas retiradas para microfiltração e ultrafiltração são “7 “8 8 “9 da ordem de 10 a 10 m (gama coloidal) e de 10 a 10 m (gama macromolecular), respectivamente. As partículas coloidais e os líquidos em suspensão, tal como o óleo, poderão ser retidos.
As aplicações gerais do presente invento incluem:
(i) técnica de separação de sólidos coloidais/em suspensão a alimentação pode ser de qualquer natureza, p.e., águas naturais e parcialemnte tratadas, águas residuais domesticas e industriais, lamas provenientes do tratamento de águas e de águas residuais domésticas e industriais, lamas provenientes, directamente, de processos industriais e desperdícios ou lamas provenientes de operações como seja a dragagem;
(ii) engrossamento de lamas;
(iii) retenção de biomassa ou lamas em reactores - o reactor pode ser aerõbico, anóxico ou anaerõbico. Numa instalação industrial utilizando lamas activadas, em que o reactor é aerc bico, a biomassa (lama activada) pode ser separada do fluxo de
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diluição mista (biomassa mais água residual) mediante utiliza ção de um filtro de fluxo transversal em vez de sedimentação, sendo a biomassa reciclada para o(s) reactor(es). Devido ã baixa taxa de assentamento da biomassa por sedimentação, a utilização do presente invento pode aumentar grandemente a concentração da biomassa no(s) reactor(es), por exemplo, de 4000 mg/1 para 20000 mg/1 ou mais. Uma vez que o tempo de per manência mínimo e, assim, a dimensão do(s) reactorí es) necessária para se alcançar um dado rendimento, se encontra, grosso modo, na proporção inversa ã concentração da biomassa, o custo financeiro do(s) reactor(es) pode ser substancialmente reduzido e pensa-se que o custo do filtro é inferior ao do tanque de sedimentação. Além disso, a qualidade do produto de impregnação pode ser superior ao proveniente de uma instalação industrial convencional de lamas activadas e pode ser equi valente ou superior ao de uma instalação industrial convencio nal quando tratado por coagulação, assentamento e filtração através de areia. O consumo de energia pode ser superior mas o aumento correspondente aos custos é inferior ã poupança que, por outro lado, se consegue.
(iv) polimento de efluentes;
(v ) pré-tratamento, com ou sem coagulação prévia ou outro tratamento químico, anteriormente à ultrafiltração e os mose invertida para a eliminação de sólidos em suspensão,par tículas coloidais e despejos orgânicos provenientes de águas, águas residuais e efluentes industriais, p.e., de texteis,pol pa e papel, açúcar, produtos químicos, curtimento, mineração, greparação de bebidas, preparação de cervejas, destilação,pro dutos alimentares, fermentação, produtos farmacêuticos e de outras indústrias de transformação;
(vi) filtração de sólidos em suspensão com fracas características de assentamento;
(vii) como substituinte e melhoramento relacionado com a sedimentação ou outros dispositivos de separação em sistemas reactores com base na separação e na reciclagem de sólidos,
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> 25 biomassa ou outros materiais, p.e., em diversas formas de fer mentadores aerõbicos, anõxicos ou anaerõbicos, para o tratanen to de águas residuais ou fermentação geral ou outros processos biológicos e bioquímicos.
A espessura do suporte de filtro consiste na distância entre faces, sendo ignorada qualquer protuberância irregular e, em relação a muitas aplicações, não é, de preferência, superior a 1 mm. Pode fazer-se uma simples medição deitando o suporte de filtro sobre um prato de prensa plano, colocando uma folha de vidro fina no topo e medindo a distância média entre o vidro e o prato de prensa. A espessura ê a do suporte de filtro tal como estaria presente no filtro antes do arranque, i.e., desprezando qualquer camada ou membrana depositada no suporte de filtro, quer para se preparar o suporte para a filtração, quer na forma de uma camada de material retido durante a filtração. Se o suporte de filtro fôr do tipo de cama das múltiplas, deve no seu conjunto, ser flexível e, de prefe rência, possuir uma espessura não superior a 1 mm. A espessura máxima preferida é de 0,6 mm e 0,8 mm e, na prática, foram uti lizadas espessuras de 0,24 mm e 0,33 mm.
O suporte de filtro preferido consiste num produto têxtil flexível ou tecido formado a partir de fibras,filamentos ou fios naturais, manufacturados ou sintéticos, ou uma sua con binação em forma fiada ou contínua e com a configuração de monofilamentos ou multifilamentos, quer de um material simples, quer de misturas de p.e.,polímeros sintéticos,tais como poliés ter,nylon e polipropileno, fibras naturais,tais como algodão, carbono de vidro,fibra de vidro,fibra de carbono e aço inoxidável .Normalmente, as fibras,os filamentos e os fios serão reu nidos no suporte de filtro por meio de um processo de tecelagem, emalhagem, não tecido ou de ligação por costura, de modo a proporcionarem um suporte de filtro auto-sustentável, altamente flexível e de baixo custo, com um grau de pressão apropriado.
No caso de um tecido têxtil,a construção preferida con
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LHG/579P49 451 siste num pano duplo por meio do qual cada parede ou camada do pano duplo constitui um pano único homogênio e firmemente construído no seu próprio lado direito. A construção do pano duplo ér deste modo, adapatada de tal maneira que os tubos contínuos e isolados se formam como um arranjo de tubos para lelos, geralmente, no caso dos suportes de filtro tecidos ou emalhados, no sentido da urdidura.
No caso dos suportes de filtro tecidos, existe uma variedade de tecelagens para o fabrico de tubos (sarja, tecimen to liso, serapilheira, carda ou uma sua combinação). A sarja ê a tecedura preferida, proporcionando uma firmeza apropriada, bem como uma capacidade de filtração de alto fluxo - um aperto apropriado impede que, sob a pressão, se abram buracos do tamanho de uma cabeça de alfinete.
No caso dos suportes de filtro que exigem uma resistência muito elevada, poder-se-ia utilizar, em cada dobra, uma construção tecida de camada tripla ou quádrupla.
O suporte de filtro preferido é altamente flexível de modo a permitir uma limpeza fácil, p.e., contra corrente ou uma operação intermitente envolvendo a dobragem parcial do su porte de filtro e a união, p.e., num módulo de configuração espiral sem fazer rugas e a união num módulo de configuração linear sem grandes problemas de alinhamento; é apropriado para o fabrico em grandes comprimentos para minimizar o numero de ligações de tubuladuras exigidas; ê de construção rígida para separar p.e., sólidos em suspensão ou partículas flocula res de hidróxidos metálicos: possui um elevado nível de pressão para permitir que grandes comprimentos sejam unidos em mõ dulos; e a sua construção ê de modo a minimizar a retenção das partículas no próprio suporte de filtro, i.é., proporciona uma limpeza fácil e uma reduzida obstrução dos poros.
A construção preferida do suporte de filtro, para aplicações que exigem uma camada membranosa ou um pré-revestimento, susceptível de separar da água partículas, tais como flocos de alumínio ou de hidróxido fêrrico, terra de diatomáceas,
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I 25 gngmg bentonites ou outros auxiliares de filtração semelhantes,quan do o suporte de filtro é submetido a uma pressão na gama de 10 a 1000 kPa (embora estes valores não sejam exclusivos).
A capacidade de filtração depende do suporte de filtro e das características de qualquer camada ou membrana deposita da no suporte de filtro. A camada ou membrana pode ser auto-reconstituível se fôr danificada ou perfurada. A camada pode ser formada por constituintes da alimentação ou depositando-se uma camada específica de, por exemplo, flõculos de hidró xido. Podem utilizar-se revestimentos de camadas múltiplas nos quais a um primeiro revestimento de, p.e., diatomite,ben tonite ou celulose, se sobrepõe um segundo revestimento de p. e., hidróxido metálico, tal como ferro, alumínio ou hidróxido de zircónio. Em sentido genérico, a tecnologia utilizada na aplicação dos revestimentos é bem conhecida. Os diversos modos de operação possíveis podem ser considerados da seguinte maneira:
(i) suporte de filtro não tratado;
(ii) auxiliares de filtração inertes ( p.e., terra de diatomãceas, bentonite, sílica activada, fibra de amian to ou fibra celulósica) adicionados á alimentação;
(iii) hidróxido metálico (p.e., ferro, alumínio ou cálcio) adicionado à alimentação;
(iv) outros materiais, compostos ou revestimentos ligados quimicamente, ou de outro modo, ao suporte de filtro, usualmente antes da instalação.
Ao utilizar-se o presente invento, é preferível, nalgumas aplicações, evitar a adição de coagulantes à alimentação, excepto durante uma alimentação inicial para se proporcionar uma camada ou membrana de pré-revestimento. Mesmo para o tra tamento da água para usos potáveis, pode não ser necessária uma dose contínua de coagulantes ou outros produtos químicos para o tratamento da água, uma vez estabelecida a camada de pré-revestimento.
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Ο suporte de filtro preferido encontra-se na forma de um tubo apoiado nas suas extremidades, compreendido por exem pio, num arranjo integral de tubos paralelos - o diâmetro in terior do tubo pode ser de, por exemplo, 5 ou 10 a 40 mm ou até 200 mm. As vantagens de um tubo consistem no seu baixo custo, na sua elevada resistência ao rebentamento e a sua du rabilidade e os tubos permitem que sem dificuldade se propor cionem módulos etêm também menos tendência para entupir. Uma série de tubos pode proporcionar um único módulo - por exemplo, em relação a tubos com um diâmetro inferior de 25 mm, a série pode ter de 22 a 46 tubos utilizando larguras de tecedu ra padrão de um a dois metros no caso de um suporte de filtro tecido e pode ter várias centenas de metros de comprimento.
Uma série de cem metros de vinte e dois tubos de 25 mm de diâ 2 metro interior possui uma área de filtraçao de 170 m . A dura ção dos tubos pode ir de um a três anos consoante a dureza da aplicação.
O suporte de filtro fará, normalmente, parte de um módulo substituível que será constituído pela série de tubos, uniões de ligação dos tubos, canalização e válvulas. Os tubos individuais do arranjo podem ser ligados em paralelo ou em sé rie ou numa combinação de paralelo/série.
O presente invento serâ ainda descrito, a título de exemplo, com referência aos desenhos que o acompanham, nos quais:A Figura 1 é uma vista geral esquemática, apresentando uma filtração descontínua de acordo com o presente invento;
A Figura 2 é uma vista geral esquemática apresentando uma filtração de alimentação e de purga de acordo com o presen te invento;
A Figura 3 é uma vista geral esquemática,apresentando uma filtração em série decrescente de acordo com o presente invento;
A Figura 4 é uma vista geral esquemática, apresentanto uma filtração contínua de efluentes de acordo com o presente in
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vento;
A Figura 5 ê uma vista isométrica em partes destacadas de um primeiro filtro de acordo com o presente invento (sendo também apresentados dois pormenores);
A Figura 6 é um plano do filtro da Figura 5;
A Figura 7 é um corte vertical ao longo do plano VII-VII da Figura 6;
A Figura 8 ê um pormenor da Figura 7, apresentando parte da cabeça de limpeza;
As Figuras 9 e 10 são cortes transversais esquemáticos amplia dos através do suporte de filtro apresentado nas figuras 5 a 8, apresentando a Figura 9 o suporte de filtro dilatado e apre sentando a Figura 10 o suporte de filtro relaxado;
As Figuras 11 e 12 são um corte vertical esquemático e um pia no esquemático (em menor escala) de um segundo filtro de acor do com o presente invento;
As Figuras 13 e 14 são vistas do terceiro e do quarto filtros de acordo com o presente invento;
As Figuras 15 e 16 são uma vista isométrica esquemática e um corte vertical esquemático através do quinto filtro de acordo com o presente invento;
A Figura 17 é uma vista ampliada de um suporte de filtro de acordo com o presente invento e apresenta um tipo de tecedura em sarja utilizada no caso de um suporte de filtro tecido de pano duplo;
As Figuras 18a e 18b são um diagrama de tecedura de um suporte de filtro diferente de acordo com o presente invento,sendo a Figura 18b a continuação da extremidade do lado direito da Figura 18a.
A Figura 19 representa um fragmento em corte horizontal de uma variante de um método de limpeza.
Figuras 1 a 3
As figuras 1 a 3 mostram que a concentração descontínua e a filtração de alimentação e de purga ou contínua única são possíveis. As Figuras 1 a 3 apresentam linhas de alimentação,
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LHG/579P49451
- |6O$QO de reciclagem, de concentrado e de produto da impregnação 1,
2,3 e 4, recipientes de armazenagem 5, válvulas de controlo 6, bombas 7, micro-filtros de fluxo transversal 8 de acordo com o presente invento e válvulas de contrapressão 9.
A Figura 3 apresenta uma configuração de módulos em série decrescente, tal como a que seria usada numa operação contínua num grande estabelecimento industrial; por exemplo, o numero de filtros 8 nas fases individuais pode ser 16-8-4-2-1 e um deles pode obter-se, por exemplo, 50% ou 60% de recupera10 ção de água por fase. Pode ser necessário um bombeamento interfâsico.
Figura 4
A Figura 4 apresenta o tratamento de efluentes primários dos esgotos por meio de um processo de lamas activadas. A linha de alimentação 1 leva o efluente do esgoto a um dispositivo 10 para peneiramento e eliminação das impurezas e, a seguir, a um tanque de sedimentação primário 11, estando representada uma tubagem de lamas 12. Do tanque 11 a alimentação passa para um reactor na forma de um recipiente de arejamento de la mas activadas 13. A lama está continuamente a ser retirada do recipiente 13 pela bomba 7, mas a lama concentrada ê devolvida ao longo da tubagem 2, passando o concentrado desprezado (lama excedente) ao longo da tubagem 3. Devido à capacidade do filtro 8 para trabalhar continuamente durante longos perío dos, o recipiente 13 pode trabalhar com concentrações de lama muito elavadas, podendo atingir mesmos os 15% (peso em seco).
Figuras 5-10
As Figuras 5 a 10 apresentam uma disposição em espiral de um suporte de filtro 21 de acordo com o presente invento. O suporte de filtro 21 encontra-se na forma de um arranjo integral de pano duplo formando um grande número de tubos (ver Figuras 9 e 10). O suporte de filtro 21 pode ser idêntico ao do Exem35 pio 1 que se segue. 0 suporte de filtro 21 está contido num
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LHG/579P49451
I tanque anular de produto de impregnação 22 e está suspenso na posição por meio de uma espiral de aço inoxidável 23 ou outro suporte apropriado sobre o qual se faz deslizar o tubo de topo (ou ao qual foi unido) que, por sua vez, se encontra suspenso sobre, por exemplo, um elemento dentado de suporte 24 por meio de ganchos de aço inoxidável 25 ou outro método de suspensão apropriado. Podem introduzir-se no tubo de fundo do suporte de filtro 21 pesos apropriados 26 para o manter suspen so na vertical. Os restantes tubos estão aptos para a operação de filtração.
As ligações de alimentação e retorno 27 são efectuadas nas extremidades dos tubos e estas ligações 27 podem ser executadas, consoante se desejar, em tubuladuras, variando as li gações individuais aos tubos de modo a serem adaptadas as apli cações. A Figura 7 indica uma disposição possível. As ligações 27 taparão uma pequena extensão na extremidade de cada tubo de filtração mas esta é muito pequena em relação ã área contínua, inferior a 1%. A bomba 7 estã ligada à linha de alimentação 1. Tal como se pode observar, o produto de impregnação escorre para fora do suporte de filtro 21 e é recolhido no fundo do tanque 22.
As Figuras 6 a 8 apresentam de forma esquemática, uma cabeça de limpeza 28 compreendendo dois ramos que está adaptada para passar ao longo de um percurso em espiral entre as espiras do suporte de filtro 21 e que projecta um fluído a partir de cada ramo em direcções radiais opostas sobre o suporte de filtro 21 para limpar e para estabilizar o suporte de filtro 21 durante a operação de limpeza; podem existir, por exemplo, bocais apropriados dispostos a intervalos sobre dois ramos.Os ramos da cabeça de limpeza 28 são constituídos por tubagens ligadas por uma tubagem flexível 29 a uma tubagem do sistema de distribuição de fluídos 30.
Aquando do arranque, é fornecido um pré-revestimento a partir de um tanque de alimentação (nao representado) que é
57075
LHG/579P49451 reciclado até que o fluxo da membrana indique que foi aplicado um pré-revestimento suficiente. Dá-se, então, um ciclo de filtração normal que dura um longo período. Quando fôr necessá ria uma limpeza, quer a intervalos de tempo pré-determinados, quer pela redução do fluxo da membrana a um valor mínimo,a ali mentação ou é interrompida ou fornecida a um fluxo reduzido, proporcionando o relaxamento dos tubos de suporte de filtro;a água de limpeza é bombeada através da cabeça de limpeza 28,f a zendo flectir o suporte de filtro para dentro em ambas as direcções (para a frente e para trãs), abrindo os poros e descar regando partículas a partir do suporte de filtro. A cabeça de limpeza 28 desloca-se lentamente ao longo do percurso em espi ral do suporte de filtro 21. O fluxo de água, exterior ou interior aos tubos, é devolvido ao tanque de abastecimento 5 ou ê escoado. Em relação a depósitos pesados no interior dos tubos do suporte de filtro 21, prefere-se que o fluxo de alimen tação seja fornecido aos tubos para evitar a acumulação de de pósitos nos tubos e possíveis entupimentos.
fluído de limpeza fornecido ã cabeça de limpeza 28 po de ser, como variante, de ar comprimido ou outro gás, misturas de ar ou outro gãs e água e pode conter produtos químicos de limpeza.
Figuras 11 e 12
As figuras 11 e 12 apresentam outra disposição para a utiliza ção do mesmo suporte de filtro 21. Neste caso, diversos supor tes de filtro 21 são dispostos em configuração linear e supor tados por colunas apropriadas 31. A Figura 11 apresenta o por menor de corte vertical de uma coluna de suporte de metal tuba lar 31 e a Figura 12 um plano geral das colunas de suporte 31 e de elementos de suporte longitudinais 32. As colunas 31 repetem-se a intervalos apropriados determinados a partir de considerações sobre construção de estruturas. Os suportes de filtro 21 estão suspensos em posição por meio de um elemento de aço inoxidável ou outros elementos de suporte apropriados
57075
LHG/579P49451 sobre os quais se fez deslizar o tubo de topo, ou se uniu de qualquer outra maneira, que por sua vez ê ligado a um ele mento de suporte longitudinal 32. Os elementos de suporte lon gitudinais 32 são ligados às colunas 31 e deslocam-se continuamente na direcção longitudinal em relação ao comprimento dos suportes de filtro 21.
As ligações de alimentação e retorno às extremidades dos tubos do suporte de filtro 21 são semelhantes às das Figu ras 5-10. Ê utilizado um tanque rectangular de produto de impregnação 22 para recolher o produto de impregnação provenien te do suporte do filtro. Múltiplas cabeças de limpeza 28 deslocando-se na direcção longitudinal funcionam de modo semelhante ao descrito nas Figuras 6-8; são transportadas num car ro 33 que se desloca sobre trilhas colocadas em elementos 34 e os elementos 35 superiores deslizam ao longo dos lados dos elementos longitudinais 32.
Figura 13
A Figura 13 representa um filtro 8 em que o suporte de filtro se encontra na forma de duas teias 41, passando a alimentação entre as teias 41. Tal como mostra a Figura 13, quando em fun cionamento, as teias 41 formam pertuberâncias, dispostas de tal maneira que quase não tocam nas paredes de um tanque contentor 42 deixando assim desobstruída quase toda a área do su porte de filtro. Os tanques 42 podem ser construídos em baterias e o fluxo pode ser escolhido consoante se desejar. As li gações da alimentação e do concentrado 1, 3 podem estar nas extremidades dos tanques 42 ou nas partes laterais. Entre as teias 41 ê introduzido um espaçador de malhas 43 de modo a que, para a operação de contra corrente, permaneça um espaço de drenagem entre as teias 41.
Figura 14
A Figura 14 apresenta uma disposição diferente de um filtro semelhante ao da Figura 13, mas utilizando a série de tubos
57075
LHG/579P49451 múltiplos 21 descrita anteriormente. 0 tanque 44 tem um perfil de modo a seguir o perfil superficial do arranjo 21, com espa ço suficiente para evitar que o arranjo 21 toque nos lados do tanque 44. Poder-se-ia utilizar uma disposição semelhante em relação ãs ligações 27 no filtro das Figuras 5 a 10.
Figuras 15 e 16
As figuras 15 e 16 apresentam um filtro de baixo custo. Uma série de tubos múltiplos 21 é suportada por tirantes 51 fixados a postes 52. A Figura 16 apresenta duas séries 21, uma por cima da outra, mas pode haver uma série ou conjuntos paralelos de séries. A(s) série(s) 21 estâ(ão) cobertaí s) por uma corfe na 53 que pende de cada lado e que pode ser uma película ou folha plástica, tal como polietileno ou polipropilo. A cortina 53 pende para dentro de uma tina de recolha 54 na qual o produto de impregnação ê reunido. Cada fila de uma série de tubos múltiplos 21 podia ter até, digamos, 80 m de comprimen2 to - podendo uma fila de 10 m filtrar 3 a 4 m por hora, o su ficiente para fornecer água a uma pequena aldeia. Para a contra corrente pode utilizar-se uma agulheta manual.
Figura 19
A Figura 19 apresenta uma disposição de limpeza na qual barras 61 (que podem ter a forma de rolos) se deslocam ao longo da face exterior de cada lado do suporte de filtro 21. As barras têm um diâmetro de 50% a 100% do diâmetro de um tubo individual do suporte 21. As barras 61 fazem flectir ambos os lados do suporte de filtro para dentro e são apresentadas como redu zindo o diâmetro do tubo em cerca de 50%, mas a redução poderia ser de cerca de 5%, 25%, 75%, 90% ou 100% (completamente fechado), consoante as circunstâncias. As barras 61 deslocam o material que se encontra no suporte de filtro 21 e limpam, deste modo, o suporte de filtro 21. Mais particularmente, jul ga-se que se forma um colo venturi dentro do filtro (desde que os tubos não estejam completamente fechados) e que se po35
-1657075
LHG/579P49451 de aspirar o ar através do filtro
PORTUGA) 1 71-
(pode obter-se o mesmo to com os jactos de ar em direcções opostas, ver Figuras
8). Verificou-se que esta forma de limpeza era eficaz ao trar-se matérias em suspensão de tipo flocular.
As barras 61 deverão estar interligadas a todos os efei e
filtu-
bos do suporte de filtro, que pode ser como o das Figuras
5-10 ou como o das Figuras 11 e 12, sendo as barras 61 montadas como (e em vez de) as cabeças de limpeza 28. Como variante desta disposição, suspende(m)-se o(s) suporte(s) de filtro 21 de modo a que as espiras ou filas contíguas se toquem praticamente, digamos com 1 mm de intervalo e colocam-se digamos 5 filas ou espiras semelhantes do suporte de filtro entre cada par de barras 21, sendo cada espira ou fila comprimida.
Exemplo 1 (Arranjo de Tubos)
Teceu-se uma série de tubos 21 na forma de um tecido contínuo numa construção de pano duplo, sendo vinte e quatro tubos for mados, adaptando-se a tecedura, o esboço e o plano de cavilhas (peg plan) durante a tecelagem de modo a formarem-se tubos con tínuos no sentido da urdidura do pano, separados por linhas transversais formadas pelo interface da tecedura (tal como mos tram as Figuras 18a e 18b). Se fossem utilizados teares maiores, o número e a largura dos tubos podia ser formado. Outras maneiras de formar tubos, sem ser por pontos intercalados ou pelo cruzamento da trama, incluem subsequentes costura, colagem ou análogos.
Um tecido específico foi o seguinte fc>s números entre parêntesis indicam a gama, ou alternativas, dos valores visados, embora estes não sejam exclusivos):
Largura da Chapa - 1050 mm (500 - 3000);
Comprimento da Chapa - 95 mm (0,5 ou 10 - 200);
Diâmetro interior do Tubo - 25 mm (5 ou 10 - 200);
Largura do suporte do filtro num dos lados de um tubo
-39 mm;
Ârea do suporte de filtro
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LHG/579P49451
formada por um dos lados de um tubo
Ãrea total disponível para o suporte da membrana (22 tubos)
Largura da costura entre os tubos
Urdidura
Trama
Peso
Tecedura
Fio
Urdidura
Trama
-3,7 m2;
- 163 m2;
- 4,5 mm(l - 5) ;
- 80 extremidades por cm (25 - 80 ou 150) ;
- 46 batidas por cm ( 10 - 50 ou 100);
- 434 g por metro quadrado (100 ou 200 - 1000 ou 1500) - isto refere-se a ambas as camadas ou dobras e inclui as costuras;
- 2x2, apresentada na Figura 17 ou, mais especificamente, tal como é apresentada nas Figuras 18a e 18b (sar jas tais como 1x2 ou 2x1) ;
- Poliéster (as variantes são indicadas noutro ponto.
- 280 g/104 (Decitex), 72 filamentos com um diâmetro de 18,8 mícrons por fio, alongamento na ruptura de 47% + 12%, resistência ã ruptura de 10,7 Newtons + 12%; baixo encolhimento, compacta, elevada tenacidade;
- 440 g/104m (Decitex), 120 filamentos com um diâmetro de 18,2 mícrons por fio;tex turizada ao ar; emaranhado;
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LHG/579P49451
IÉÉ1
Abertura da malha
Ãrea de abertura
- não medida (5 ou 20 - 300 mícrons);
- não medida, mas houve uma perda de 15 - 21 m /minuto de ar por 2 m de suporte de filtro a 1,5 kPa;
Espessura de uma parede de tubo
Extensão em suspensão num teste de flexibilidade es pecífico (ver adiante efectuado em duas amostras ligeiramente diferentes (A e B) do tecido do Exemplo 1
0,33 mm (0,1 - 0,8);
- 40 e 56 mm(10-80 ou 100) - num teste semelhante, uma extensão de 100 mm sofreu uma inclinação de cerca de 809 em relação a am bas as amostras.
As figuras 18a e 18b representam um diagrama de tecedura convencional. A tira é tomada segundo a largura do tecido e mostra o modelo de repetição, que será repetido um certo numero de vezes de acordo com o número de tubos. Neste modelo, as zo nas marcadas com um x representam as costuras (ou as orlas) e as zonas marcadas com um os tubos; as zonas marcadas com serão, elas próprias, repetidas segundo a largura desejada do tubo, digamos sete vezes. Um quadrado a preto representa o lo cal onde um fio da urdidura se eleva por acima de um fio da trama. Tecem-se dois panos ou dobras, um por cima do outro, mas o emaranhado de ambas as dobras dã-se nas orlas ou nas costuras; a disposição ê de modo a que os fios da trama de uma dobra de um tubo se tornem, então, nos fios da trama da outra dobra do tubo contíguo. É aplicada uma tira de uma solução de cloreto de polivinilo não completamente curada ao longo das
-19η
B-ι |ί ΐ -
V *· ** I
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costuras (num processo como o do Zimmercoating”) num dos lados ou em cada um dos lados do tecido após a tecedura, impreg nando o tecido; esta tira pode ser mais larga do que a costu ra, digamos com uma margura de 15 mm. Subsequentemente, o tecido é aquecido até cerca de 170°C num estirador ou máquina semelhante para curar completamente o cloreto de polivinilo. As tiras ficam ligadas ao poliester tecido e formam uma vedação forte e durável nas zonas ou costuras em que se juntam as duas dobras do tecido; isto evita o gotejamento nos sítios das costuras e reduz o tempo que leva a formar o pré-revestimento. As tiras podiam também ser aplicadas às orlas. Durante o processo de aquecimento, o tecido pode ser encolhido pelo calor ou fixado pelo calor.
tecido é de um tipo que quando submeft&do a uma pressão de 600 kPa durante um período de três anos, a áre« de corte transversal do tubo formada pelo tecido não alarga por deformação plástica mais do que 5 Se ocorrer uma exten sibilidade excessiva, quer durante a pressão inicial e quer como resultado de deformação plástica, dar-se-à um escoamento total inaceitável - uma baixa extensibilidade será inferior a 10 ou, de preferência, a 5 %·
Os tubos são altamente flexíveis e, quando não submetidos a pressão, dobram de tal modo que o seu corte transversal deixa de ser circular para ser, aproximadamente, um polígono plano com um espaço de Imm entre os dois lados maiores (comparar as Figuras 9 θ 10).
A estrutura tubular preferida do suporte de filtro que comporta uma elevada flexibilidade, firmeza de tecedura de modo a permitir a separação de sólidos em suspensão e um tipo de tecedura que facilite a limpeza, tem ainda de proporcionar um coeficiente de pressão apropriado para permitir longas extensões tubulares (até 200 m) que serão ligadas em série ou em paralelo. As pressões de rebentamento dos tubos preferidas são superiores a 1000 kPá ou numa gama mais ampla desde 400 kPa a 8000 kPa, consoante o material de construção do suporte de filtro. No caso dos suportes de filtro
1. ·' LHG/5791P49451
Λ15 tecidos, o modelo de tecedura e os tipos de fibras, filamentos e fios são escolhidos de modo a minimizarem a abertura dos poros do suporte de filtro durante a operação sob pressão,
Em grandes extensões de suporte de filtro ou de tubos compreendendo o suporte de filtro, o abaixamento da pressão de atrito pode ser elevado e o bombeamento interfásico pode ser uma exigência para aplicação de altas velocidades, 0 coeficiente des extensões rie.
de pressão deverá ser de modo a permitir grantubulares (até 200 m) que serão ligadas em séNa prática, as velocidades situam-se, normal, de 1-3 ou 5 m/s, sendo de esperar uma queda de kPa - 25OO kPa em relação a uma extensão tubuPode viuma velocidade de, digamos, 3 m/s na extremidade de ad mente na gama pressão de 65 lar de cem metros com um diâmetro interno de 25 mm sar-se missão de um tubo e de 1 m/s na extremidade de saída. 0 fluxo de água inerente é, normalmente, superior a 1500 litros/m h a 150 kPa mas, usualmente, este número é reduzido do pré-revestimento até um grau que depende dos micos ou substâncias utilizadas sobre pela adição produtos quíinformação as dimensões dos módulos em relação a tubos com um diâinterno de 25 mm, tal como os anteriormente referidos, Para fins experimentais, , tendo os módulos si(diâmetro x altura)
Quadro 1 proporciona alguma metro considerando um módulo de 22 tubos, utilizou-se o filtro das Figuras 5 a 10 do montados num tanque cujas dimensões são apresentadas no
Quadro 1
Extensão dos Tubos área da, Membrana
Dimensão do Tanque
QUADRO 1
m 1 50 100 200
2 m : 85 I70 34o
m s 1.7x1.2 2.2x1.2 3.0x1.2
LHG/579F%9H51
Exemplo 2 (Processo)
Como exemplo, utilizou-se um modo de operação de concentração descontínua, com base na velocidade mínima de saída. 0 filtro utilizado foi o das Figuras 5 a. 7, tendo o tanque 1,2 m de altura, a disposição era a da Figura 1 e o suporte de filtro utilizado foi o da Figura 1. Os pormenores são os seguintes:
Fluidez prevista Fluxo previsto 1000 m3/d 250 l/m2.h (6m3/m2.d)
Sólidos em suspensão (SS)
previstos na alimentação 50 mg/1
Velocidade tubular mínima 1 m/s
Recuperação de água 98 % l! V
Ligação paralela
Fluxo de saída calculado 935 m3/d (1 m/s)
Fluxo de admissão calculado 1915 m3/d (s. 1 m/s)
Área de membrana 163 m2
Extensão tubular 95 rn
Queda da pressão 140 kPa
Variação da pressão 34o kPa (pressão de en-
trada) -
200 kPa (pressão de saí-
Concentração SS dinal da) 2500 mg/1
Ao reduzir-se o número de tubos paralelos e ao aumentar-se a extensão tubular, reduz-se o volume de bombeamento.
Exemplo 3 (Processo Específico)
Montou-se uma pequena unidade piloto numa fábrica para se tratarem os efluentes da fábrica para a eliminação da matéria orgânica e dos sólidos em suspensão. 0 efluente foi doseado com 25 mg/1 de Fe+++, sob a forma de sul
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LHG/579P49451
Exemplo 2 (Processo)
Como exemplo, utilizou-se um modo de operação de concentração descontínua, com base na velocidade mínima de saída.O fil tro utilizado foi o das Figuras 5 a 7, tendo o tanque 1,2 m de altura, a disposição era a tro utilizado foi o da Figura tes:
Fluidez prevista
Fluxo previsto
Sólidos em suspensão(SS) previstos na alimentação Velocidade tubular mínima Recuperação de água Ligação paralela Fluxo de saída calculado Fluxo de admissão calculado Area da membrana Extensão tubular Queda da pressão Variação da pressão Concentração SS final la Figura 1 e o suporte de fil.. Os pormenores são os seguin1000m3/d
250 l/m2.h (6m3/m2.d) mg/1 m/s
98%
935 m3/d (1 m/s)
1915 m3/d (2.1 m/s)
163 m2 m
140 kPa
340-200 kPa
2500 mg/1
Ao reduzir-se o numero de tubos paralelos e ao aumentar-se a extensão tubular, reduz-se o volume de bombeamento.
Exemplo 3 (Processo Específico)
Montou-se uma pequena unidade piloto numa fábrica para se tra tarem os efluentes da fábrica para a eliminação da matéria or gânica e dos sólidos em suspensão. O efluente foi doseado com 25 mg/1 de Fe , sob a forma de sulfato ferrico. As condições de funcionamento foram as seguintes:
Filtro - o das Figuras 5 a 10
Suporte de filtro - o do exemplo 1
Membrana - auto-formada
57.Ό75
LHG/579PW51 fato férfico. As condições tess
Filtro
Suporte de filtro
Membrana
Pressão de admissão
Pressão de saída
Temperatura
Área do tubo de filtro
de funcionamento foram as seguin-
- o das Figuras 5 a 10
- o do Exemplo 1
- auto-formada = 240 ltPa - 420 kPa = 40 kPa - 65 kPa = ambiente = 11 m2 fluxo do produto de impregnação foi de
25O a 320 1/m h, nesta gama de condições de funcionamento em relação a uma concentração descontínua de alimentação introduzida no filtro de 7^00 a 21500 mg/1 de sólidos em sus pensão medidos na extremidade de rejeição do filtro. 0 produto de impregnação continha menos de 0,3 mg/1 de sólidos em suspensão.
Outras aplicações específicas
Outras aplicações específicas são as seguintes:
- tratamento de descargas excedentes clarificadoras de lamas activadas quer com efluentes domésticos, quer com efluentes industriais, antes da osmose invertida;
- tratamento de descarga de água de arrefecimento antes da osmose onvertida;
tratamento de efluentes de refinarias de petróleo com ól£ os vestigiais e partículas coloidais/em suspensão, antes da osmose invertida;
- eliminação de ferro coloidal dos circuitos de produtos condensados (p.e., centrais eléctricas com um sistema de arrefecimento a seco);
- tratamento de efluentes de polpa/papel, p.e., licor de sulfito de cálcio da lavagem da polpa, efluentes de des35
XHG/579?W51
cargas clarificadoras de máquinas de papel, efluentes de aparas de máquinas de papel, efluentes da fase de cloração de fábricas de polpa e, de um modo geral, águas resi. duais de máquinas de papel;
tratamento de efluentes de fábricas de curtumes de três tipos diferentes, designadamente, efluentes de cura da pele, do tratamento húmido de curtumes (wet-blue tannery) e de efluentes combinados de tratamento com cal, leite de cal e
V *'
- 2 3a-
57075
LHG/579P49451 banho de crómio;
- filtração de licores de fermentação;
- tratamento de efluentes de fábricas de fermento;
- tratamento de efluentes de tingimentos de texteis de poliês ter;
- tratamento de efluentes de tipografias;
- tratamento da água para eliminação de constituintes inorgânicos, tal como cálcio precipitado e, possivelmente, a dure za do magnésio durante a operação de abrandamento da água;
- eliminação de fosfatos;
- unidades de fornecimento de água engarrafada;
- desenvolvimento de um sistema pouco dispendioso de membrana para rejeição parcial do sal;
- num sistema de tratamento de efluentes anõxicos para a desnitrificação da água (reduzindo-se a concentração de nitratos) - desenvolve-se, aerõbicamente, uma biomassa pelo fornecimento de um composto orgânico apropriado, tal como o me tanol, a um fermentador arejado simples misturado de maneira uniforme semeado com p.e., lama activada; quando a biomassa se tiver desenvolvido até atingir uma concentração su ficiente, a água contendo o nitrato é introduzida e o areja mento ê desligado, satisfazendo os compostos orgânicos, tal como metanol, a carência de oxigénio da biomassa e reduzindo-se o ião de nitrato a azoto gasoso; a biomassa é separada através do filtro de acordo com o presente invento e devolvida ao fermentador, sendo o produto de impregnação água desnitrifiçada;
- substituição da fase de sedimentação de um reactor de contacto anaeróbico pelo filtro de acordo com o presente inven to para se poder trabalhar com concentrações mais elevadas de biomassa e reduzir, deste modo, os tempos de retenção.
de Flexibilidade
foi efectuado um teste específico de flexibili
57075
LHG/579P49451 dade (SFT) no tecido do Exemplo 1 para se determinar a extensão saliente ou em suspensão que proporcionou um ângulo de in cidência ou ângulo de inclinação de 452. Verificou-se então que o Padrão Britânico (BS) 3356:1961 descreve um teste semelhante, sendo a única diferença significativa no processo, a adopção de um ângulo de inclinação de 41,59. O SFT é, assim,o teste BS 3356:1961 substituindo um ângulo de 459 pelo ângulo de 41,59 do teste BS. Contudo, em suspensão a extensão é expressa de tal modo que, no teste BS, a extensão de esforço de flexão representa metade da extensão em suspensão. Na gama em questão, a correlação parecia boa, sendo a extensão do esforço de flexão BS igual â extensão em suspensão SFT dividi^ da por 2,1 (ver o Quadro 2 adiante). No Quadro 3 adiante, os valores com um asterisco foram calculados nesta base.
No teste, corta-se uma tira rectangular de uma única dobra (ou parede) do suporte de filtro (se houver um tubo, de modo a que o eixo do tubo fique paralelo ao lado mais longo do rectângulo); se as costuras forem revestidas, a tira deve ser cortada de forma a não incluir qualquer revestimento.
Uma vez que uma tal tira sõ proporcionará a extensão de esforço de flexão ou em suspensão axial em relação a um tubo, pode calcular-se a flexibilidade na direcção a 909, proporcionando-se a extensão de esforço de flexão ou em suspensão transversal. De preferência, a rigidez de flexão axial e transversal é grosso modo, semelhante e ê preferível que uma não seja superior â outra mais do que dez ou cinco mas, de pre ferência, três vezes; mais geralmente, prefere-se que a rigidez de flexão seja, grosso modo, a mesma em todas as direcções, não sendo a rigidez de flexão, em qualquer direcção, dez, cinco ou três vezes superior a qualquer outra noutra direcção. O diâmetro do tubo era demasiado pequeno para proporcionar em ensaio tiras adequadas para medições transversais e os cálculos foram efectuados utilizando-se tiras cortadas transversal mente em relação a série de tubos, comparando-se o esforço de flexão com o dos tubos completos na direcção axial - em cada
-2557075
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caso, ο tubo foi alisado com as paredes opostas em contacto. 0 Quadro 4 apresenta esses resultados. Não se conseguiu obter um resultado transversal em relação ã mangueira de incêndio, mas crê-se que a rigidez de flexão transversal ê muito superior à rigidez de flexão axial.
Os resultados do teste anteriormente descrito não eliminam o efeito do peso do material. Quando relacionado com uma gama de pesos limitada, tal como acontece com as formas de realiza ção preferidas, de acordo com o presente invento, isto não tem grande significado. O BS 3356:1961 explica como obter-se um valor de peso corrigido, designadamente a rigidez de flexão. Pode obter-se um valor de peso corrigido SFT equivalente ou - 3 uma rigidez SFT pela formula 0,1 P^E em que P^ representa o peso em g/m^ e E representa a extensão em suspensão em cms. O teste original foi efectuado com um tecido de dobras duplas com um peso de 434 g/m (peso de parede única 217 g/m ) ; a ex tensão em suspensão real foi de 40 mm mas o máximo preferido foi de 80 ou 100 mm; estas extensões proporcionam extensões de esforço de flexão BS máximas preferidas de cerca de 38 ou 48 mm (digamos 40 ou 50 mm), uma rigidez SFT máxima de 11110,4 ou 21700 mg.cm (digamos 11100 ou 22000 (mg.cm) e uma rigidez de flexão BS máxima de 1191 ou 2400 mg.cm (digamos 1200 ou 2400 ou, de preferência, 2500 mg.cm).
Os quadros 2 a 4 adiante apresentam os resultados médios do teste em relação a quatro amostras apropriadas e em relação a uma carcaça de mangueira de incêndio relativamente flexível. As amostras A e B estão de acordo com o Exemplo 1 e as Amostras C e D foram efectuadas de acordo com o Exemplo 1 mas tecidas com 22 tubos (e a Amostra C é de tecedura ligeiramente diferente). As tiras cortadas tinham 200x25 mm.
57075
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QUADRO 2
Extensão em suspensão BS mm Extensão em suspensão SFT mm Razão SFT/BS
Amostra B 52.1 56.0 1.07
Amostra C 48.5 51.4 1.06
Amos‘tra D 69.3 72.9 1.05
Carcaça de mangueira de incêndio 77.9 81.2 1.04
Q U A D R 0 3
Amostra A
Amostra B
Amostra C
Amostra D
Carcaça de mangueira de incêndio
EX tensão de esforço de flexão BS cm Rigidez de flexão BS mg.cm Extensão em suspensão SFT mm Rigidez SFT mg.cm Peso g/m2
1.90* 149* 4.00 1389 217
2.60 368 5.60 3670 209
2.43 267 5.14 2526 186
3.46 868 7.29 8097 209
3.90 5101 8.12 46150 862
QUADRO 4
Extensão de esforço de flexão BS(tubo) cm Rigidez de flexão BS (tubo) mg.cm Extensão em suspensão SFT (tubo) cm Rigidez SFT (tubo) mg.cm Pes< g/m
Tubo da amostra A (axial) 4.68 4449 9.68 39366 434
Tibo da amostra A (transversal) 3.50 1861 7.20 161 99 43 4
Tubo da carcaça de mangueira de incêndio (axial) 7.30 67533 15.9 697816 173 6
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O depósito do primeiro pedido para o invento acima descrito, foi efectuado na Grã-Bretanha em 12 de Março de 1985 sob ο N9. 85θ635θΡ e® 19 de Agosto de 1985 sob o N». 8520736.

Claims (18)

  1. -REIVINDICAÇÕES1* - Filtro de fluxo transversal (8) compreendendo um suporte de filtro flexível (21) disposto de tal mo do que tem uma zona de filtro ininterrupta de área substancial, e uma conduta (27) para alimentar líquido a ser filtrado ao suporte de filtro (21), encontrando-se o suporte de filtro (21) na forma de um material que têm duas pregas que estão 11 gadas em paralelo, costuras espaçadas para formar uma série integral de tubos separados, contínuos, colocados lado a lado, estando a conduta (27) disposta de modo a alimentar o líquido a cada um dos tubos, caracterizado pelo facto de as cos turas serem suficientemente fortes para resistirem a uma pres são de 400 kPa nos tubos e pelo facto de cada parede de cada tubo ser altamente flexível e ser retraída durante a filtração, quando o suporte de filtro (21) está sob pressão de alimentação, apenas por forças de tracção sobre a própria parede, e ser um movimento substancial da parede na direcção dos ângulos rectos em relação a sua face, quando as pressães sobre ambos os lados do suporte de filtro (21) forem iguais, pelo que o filtro pode ser utilizado para microfiltração ou para ultrafiltração ou para osmose inversa.
    25 - Filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a flexibilidade do suporte de filtro (21) ser tal que a extensão saliente de uma única prega do suporte de filtro (21) em pelo menos uma direcção não ser superior a 100 mm no referido teste de flexibilidade específico exposto adiante.
  2. 3* - Filtro de acordo com a reivindicação 1,
    I jlhg/579p^9^51 caracterizado pelo facto de a rigidez de flexão de uma única prega do suporte de filtro (21) não ser superior a 22000 mg.cm em, pelo menos, uma direcção, no referido teste de flexibilidade específico exposto adiante.
  3. 4* - Filtro de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a rigidez de flexão de uma única prega do suporte de filtro (21) em pelo menos uma direcção nãc ser superior a 2500 mg.cm no teste do Padrão Britânico (British Standard) 3356:1961.
  4. 5S - Filtro de acordo com as reivindicaçães anterioree, caracterizado pelo facto de a rigidez de flexão de uma única prega do suporte de filtro (21, 41) em qualquer direcção não ser superior a dez vezes do que em qualquarloutrg direcção.
    65 - Filtro de acordo com qualquer das reivindlcaçães anteriores, caracterizado pelo facto de duas pregas estarem emaranhadas juntamente nas costuras.
    75 - Filtro de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de o suporte de filtro (21) ser tecido.
  5. 8» - Filtro de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a tecedura ser formada por fios se prolongam longitudinalmente dos referidos tubos e fios se prolongam transversalmente dos referidos tubos, e nas costuras fios transversais de uma prega passarem sob pelo jnenos um fio transversais da outra longitudinal sobre o qual passam os fioe prega.
    95 - Filtro de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de os fios transversais de uma prega um tubo se tornarem os fios transversais da outra prega do tubo seguinte, cruzando-se assim os fios transversais uns soos outros nas costuras.
    105 - Filtro de acordo com a reivindicação
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    8 ou 9, caracterizado pelo facto de os fios longitudinais e transversais serem fios de urdidura e de trama, respectivamen te.
  6. 11» - Filtro de aoordo com qualquer das re_i vindicaçSes anteriores, caracterizado pelo facto de cada prega do suporte de filtro (21) ter uma espessura de parede não superior a 1 mm.
  7. 12» - Filtro de acordo com qualquer das rejÍ vindicaçães anteriores, caracterizado pelo facto de a cabeça de limpeza (28) deslocável em relação ao suporte de filtro (21), ser proporcionada para projectar pelo menos um jacto de fluído nas paredes respectivas dos tubos na direcção oposta à direcção de filtração, dobrando assim as paredes para dentro.
  8. 13» - Filtro de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo facto de os jactos respectivos de fluí do serem aplicados em direcçães opostas às paredes opostas dos respectivos tubos.
  9. 14» - Filtro de acordo com qualquer das rei vindicaçOes 1 a 11, caracterizado pelo facto de os meios de limpeza (28 ou 61) serem deslocáveis ao longo da parte exterjL or do suporte de filtro (21) para dobrar as paredes dos tubos para dentro e deslocar o material das paredes e, deste modo, limpar o suporte do filtro (21).
  10. 15» - Filtro de acordo com qualquer das rei, vindicaçães 1 a 11, caracterizado pelo facto de os meios de limpeza (28 ou 61) serem deslocáveis ao longo da parte exterjL or do suporte de filtro (21) para dobrar as respectivas paredes dos tubos para dentro e formarem um tubo benturi dentro de cada tubo, deslocando, deste modo, o material nas paredes e limpando o suporte de filtro (21).
  11. 16» - Filtro de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de os meios de limpeza (28 ou 61) serem deslocáveis ao longo da parte exterior de cada parts
    - 30 LHG/579P^9^51 IP FEV.1987 ^'10 de dos respectivos tubos para dobrar as paredes para dentro e deslocar o material nas paredes e limpando, deste modo, o suporte de filtro (21),
  12. 17® - Filtro de acordo com qualquer das rei^ vindicaçSes 14 a 16, caracterizado pelo facto de os meios de limpeza serem constituídos por um elemento (61) que entra em contacto fisicamente a respectiva parede do tubo.
  13. 18í - Filtro de acordo com qualquer das red. vindicaçães anteriores, caracterizado pelo facto de o suporte de filtro (21) ter a forma de uma espiral com espaços entre as espiras, prolongando-se os referidos tubos numa configuração em espiral de modo que o material de alimentação passa em tomo da espiral.
  14. 19® - Filtro de acordo com qualquer das rei. vindicaçães 1 a 17, caracterizado pelo facto de ter um certo número d® suportes de filtro (21) paralelos uns aos outros e espaçados uns dos outros.
  15. 20* - Processo de filtração por fluxo tranjs versai, compreendendo a utilização de um filtro (8) que tem um suporte de filtro flexível (21) disposto de tal modo que tem uma Zona de filtro ininterrupta de área substancial, e que utiliza uma conduta (27) para alimentar líquido a ser filtrado ao suporte de filtro (21) sendo o suporte de filtro (21) na forma de um material que tem duas pregas, as quais es tão ligadas conjuntamente em paralelo, costuras espaçadas para formar uma série integral de tubos separados, contínuos,C£ locados lado-a-lado, alimentando a conduta (27) o líquido a cada um dos tubos, caracterizado pelo facto de as costuras se rem suficientemente fortes para resistirem a uma pressão relativa de 400 kPa nos tubos, sendo a filtração uma microfiltração, ultrafiltração ou osmose inversa, e pelo facto de cada paredé de cada tubo ser altamente flexível e ser retraída durante a filtração, quando o tubo está sob a pressão do mat£ rial de alimentação, apenas por forças de tracção sobre a pró pria parede, sobressaindo as paredes dos tubos durante a filtração, e sendo possível um movimento substancial das paredes na direcção dos ângulos rectos em relação aos tubos quando as pressões sobre ambos os lados das paredes são iguais.
  16. 21* - Suporte de filtro flexível (21) para o filtro (8) de acordo com a reivindicação 1, sendo o suporte de filtro (21) na forma de um material que tem duas pregas que estão ligadas conjuntamente em paralelo, costuras espaçadas para formar uma série integral de tubos separados, contínuos, colocados lado a lado, por dentro dos quais será alimer tado o líquido a ser filtrado, caracterizado pelo facto de aa costuras serem suficientemente fortes para resistirem a uma pressão relativa de 400 kPa nos tubos, dfe modo que o suporte de filtro (21) possa ser utilizado para microfiltração ou para ultrafiltração ou para osmose inversa, e pelo facto de cada tubo ser altamente flexível e ser retraído durante a filtração, quando os tubos estão sob a pressão do material de alimentação, apenas por forças de tracção na própria parede, e um movimento substancial da parede ser possível na direcção dos ângulos rectos em relação à sua face quando as pressões sobre ambos os lados da parede são iguais.
  17. 22* - Suporte de filtro de acordo com a rej. vindicação 21, caracterizado pelo facto de possuir as características definidas em qualquer das reivindicações 2 a 11.
  18. 23* - InstalaçSo industrial para o tratamento de efluentes, caracterizada pelo facto de compreender o filtro (8) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 18, e um recipiente reactor (5, 6, 13) ligado a montante do filtro (8) substancialmente sem recipiente intermediário,ten do o filtro (8) uma saída de concentrado (2) ligada ao reci-
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