PT930273E - Processo e dispositivo para o tratamento de aguas superficiais altamente carregadas de algas - Google Patents

Description

-¾ 1 -¾ 1 è η 3 0 21-3

Descrição “Processo e dispositivo para o tratamento de águas superficiais altamente carregadas de algas” A invenção refere-se a um processo e a um dispositivo para o tratamento da água para produção de água potável a partir de água potável a partir de água não tratada.

Descrevem-se combinações de processos para as águas não tratadas fortemente carregadas, no artigo com o mesmo título de Dr. H. Overath, Wiesbaden na série de publicações DVGW N.° 206, Kurs 6 : “Wasseraufbereitungstechnik fur Ingenieure”, 1980, pg. 25-1 a 25-24.

Uma comparação dos passos do processo no tratamento de água de lagos água de rios e de água do subsolo está por exemplo também no artigo de Dr. Emst Gilbert “Wirkung der Ozon bei Trinkwasseraufbereitung” no boletim N.° 95 de TU Múunchen, 1990, pg. 119 a 144.

Em especial, o tratamento das águas do Danúbio é tratado no artigo “20 Jahre Donauwasseraufbereitung im Wasserwerk Langenau der Landeswasserversorgung” de Prof. Flinspach e Dr, Wemer na LW-Schriftenreihe, Stuttgart, Heft 13, Dezembro 1993, pga. 5 a 23, onde se apresenta esquematicamente o desenvolvimento do processo para o tratamento da água do rio para obter água potável nos últimos 30 anos.

Mas, em especial o tratamento de águas dos lagos pouco profúndos, com elevada carga de impurezas, como por exemplo o Balaton, levanta problemas especiais. Um tal processo de tratamento de águas tem de ter em conta uma separação e eliminação de algas azuis e algas de Kova, das águas não tratadas altamente carregadas, bem como a separação ou a redução de matérias turvadoras e substâncias orgânicas, numa medida tal que a água satisfaça a norma europeia para a água potável (e a norma local húngara para a água potável). E então necessário que se transforme água com um número de cerca de 10 milhões de algas por litro (em especial na formação das algas) com produtos secundários, elevadas percentagens de substância orgânica e forte turvação e mau cheiro e mau sabor, em água potável que obedeça às normas. Na água purificada, são no entanto admissíveis, de acordo com as prescrições húngaras actuais, apenas 10 000 partículas mortas por litro. Um tal grau de pureza quase nunca pode obter-se com as instalações húngaras de tratamento da água actualmente existentes e o processo de tratamento das águas aí instalado com água do lago Balaton. Assim o instituto OKI (Instituto húngaro de investigação de higiene) estabelece, para quase todas as medidas da água pura produzida, um número de algas muito acima do valor limite, encontrando-se muitas vezes algas azuis, bem como muitos halogéneos, embora não deva admitir-se a existência de algas vivas na água purificada, de acordo com as próprias directivas. A condução do processo nas instalações de tratamento de águas no lago Balaton compreende em regra os passos seguintes: 1. Pré-oxidação, com Cl2 ou KMn04 ou (também em combinação) 2. Andar de floculação com filtros suspensos 3. Andar de filtros de areia, ou também com curva construção, mas não filtros de duas camadas 4. Filtros de carvão activado (existente nas instalações de tratamento de águas de Balatonfonyod, mas não existe nas de Balatonszeplak) 5.

Desinfecção com Cl2.

Com estes andares de tratamento actualmente usados não é possível, como já foi mencionado, produzir qualquer água que satisfaça às normas locais húngaras ou às normas superiores da UE para a água potável. A floculação actual não é suficientemente eficaz contra as algas. De facto foi proposto utilizar microcrivos, o que aliás apenas permitira uma retenção reduzida de cerca de 50%, no caso das algas de Kova de maiores dimensões, enquanto que, no caso das algas azuis, substancialmente mais pequenas, os microcrivos seriem completamente inúteis.

Portanto, até agora tem-se defendido a ideia de que, para as pequenas algas azuis, seja em geral uma filtração insuficiente, de modo que, no caso da pré--oxidação das águas não tratadas provenientes do Balaton, sempre se usou cloro, dióxido de cloro e KMn04. Mas precisamente para a água potável a produzir.

No caso do processo de tratamento actualmente usado para a água do lado Balaton é usual uma floculação por meio da adição principalmente de A12S04, entre 30 e 40 g/m3 e, no caso de um número de algas mais elevado, por exemplo durante a floração das algas, entre 80 e 100 g/m3. Neste caso, devido à falta de C02 na água do lado Balaton, provocada pelo elevado consumo de dióxido de carbono pelas algas que crescem no Balaton, observa-se também uma precipitação de Ca. A importante adição do produto de floculação com A12S04 conduz a um abaixamento do valor do pH, abaixo do valor de equilíbrio, de modo que a água tratada toma-se, além disso, mesmo corrosiva. A concentração global das matérias carbonadas orgânicas pode medir-se acima do chamado DOC (= dissolved organic carbon - carbono orgânico dissolvido, bem como do COD (= Chemical organic carbon - carbono orgânico químico necessário, em húngaro chamado valor KOI). Devido aos elevados valores de cabomo orgânico dissolvido, que na água purificada deveria estar entre 1 e 2 mg/1 (DOC) ou, respectivamente 1 e 2,5 mg/1 (KOI, COD), mas que no processo usado actualmente para o tratamento da água do lago Balaton se situa de facto acima dos 3 mg/1, não é possível a esterilização ulterior com dióxido de cloro, por causa da percentagem demasiado elevada de substâncias orgânicas na água potável. O objectivo da presente invenção consiste portanto em apresentar um processo para o tratamento da água, do tipo mencionado na introdução, com águas não tratadas provenientes de rios, lagos, barragens, etc. que estão carregadas, em elevado grau, com microrganismos, em especial zooplácton, fitoplácton e algas, eficientes e o mais económico possível, com ampla utilização das instalações de tratamento existentes para as transformar em água potável que obedeça às normas.

De acordo com a invenção, este problema é resolvido por um processo para o tratamento de águas a partir das águas não tratadas, com os passos seguintes: a) Imobilização e/ou morte dos microrganismos existentes na água não tratada, em especial bactérias, vírus e algas, bem como a oxidação das matérias orgânicas existentes na água; b) Ia floculação das substâncias contidas na água a tratar, por adição de pelo menos um produto de floculação; c) Ia filtração da água floculada, para redução do teor de microrganismos mortos e para a redução dos valores DOC (DOC = dissolved organic carbon = carbono orgânico dissolvido) e a turbidez da água; d) 2a floculação, por adição de um produto de floculação; e) 2a filtração da água floculada para redução adicional das matérias orgânicas e/ou inorgânicas na água e da turbidez da água; = 7# f) Oxidação das substâncias orgânicas residuais existentes na água; g) Filtração da água tratada com um filtro de carvão granulado.

Com o processo de acordo com a invenção, que foi ensaiado pela primeira vez para o tratamento de água do lago Balaton, numa instalação piloto, podem também tratar-se águas carregadas com microrganismos, para obter água potável impecável. Atendendo à crescente poluição das águas interiores, é particularmente importante a possível eliminação das algas, bem como a redução do valor DOC e da turvação, para a manutenção dos valores a observar de acordo com as normas legais para a água potável na água purificada. No tratamento das águas, desempenham também um importante papel os custos do processo, os quais são, no processo de acordo com a invenção, consideravelmente mais baixos comparados como utilizados actualmente. Uma outra vantagem do processo de acordo com a invenção consiste no facto de poder atingir-se a qualidade exigida para a água potável com meios simples, em especial com, em grande parte, as instalações já existentes e de já não haver na água tratada praticamente nenhum ferro nem manganês. E além disso vantajoso, no processo de acordo com a invenção, o facto de melhorarem enormemente o cheiro, a cor e o sabor da água, de se eliminar a vegetação biológica na água produzida, sendo também eliminados os vestígios de fenóis. No caso dos processos actualmente usados, por exemplo para a água do lado Balaton, adiciona-se usualmente também gás cloro e KMn04, antes de uma eventual filtração, o que perturba o processo de decomposição das substâncias orgânicas, produz halogéneos na água tratada e promove a cancerigenosidade e a teratologicidade, o que é evitado pelo processo de acordo com a invenção. E particularmente preferido, no passo a), fazer uma ozonização da água não

tratada. Além da morte e da imobilização das bactérias, dos vírus e das algas, a ozonização provoca uma oxidação de substâncias orgânicas, pesticidas, herbicidas, fenóis etc., bem como também uma oxidação de substâncias orgânicas. Entre outras coisas, verifica-se também uma precipitação do ferro e do manganês. Nesta variante do processo é particularmente vantajoso o efeito da floculação do ozono de determinadas matérias existentes na água. Uma parte das substâncias orgânicas existentes na água é fortemente reduzida pelo tratamento com ozono, devido à desintegração e a uma microfloculação. A oxidação é feita por radicais OH. Entre outras coisas, os fenóis são desintegrados em cerca de 90% dentro de 100 s e os ácidos húmidos dentro de poucos segundos. Em contraste com a pré-oxidação até agora usual, com Cl2, que aumenta o teor do DOC, reduzem-se, pela adição de 03, os valores do carbono. A pré-oxidação usual, com cloro em grandes quantidades, devido à forte carga de algas, pode mesmo conduzir a que a água produzida seja tóxica. Pelo contrário, por meio da ozonização consegue-se obter adicionalmente uma notável microfloculação, pelo que, no passo de floculação seguinte, se toma necessária uma quantidade de produto de floculação consideravelmente menor.

Em alternativa, ou adicionalmente à ozonização, pode adicionar-se, no passo a), também H2O2 à água não tratada. Aumentam-se então ainda mais os efeitos positivos atrás descritos, da ozonização, sendo os microrganismos existentes na água não tratada mortos numa parte importante.

Um outro aperfeiçoamento resulta de uma imobilização adicional dos microrganismos no passo a), por irradiação de ultravioletas da água não tratada.

De preferência adiciona-se à água a tratar, no passo b), um ou mais produtos de floculação, numa quantidade de cerca de 1/2 a 11/2 g/m3. 7

Como produto de floculação, utiliza-se, de preferência, FeCl3.

Simultaneamente, pode regular-se, no passo b), o valor pH da água a tratar. Em especial pode adicionar-se ácido clorídrico ou ácido sulfurico, para baixar o valor de pH demasiado elevado, podendo portanto impedir-se uma precipitação de fracções de Ca da água a tratar. A primeira filtração, no passo c) do processo, faz-se vantajosamente com uma duração da filtração superior a um dia. Em seguida faz-se a limpeza do filtro utilizado, a fim de remover da água a grande quantidade de microrganismos extintos no passo a) e produzido uma redução dos valores DOC e da turbidez. A limpeza do filtro ou do filtro usado na primeira filtração faz-se, de preferência, vantajosamente por lavagem com uma corrente de água com grande velocidade.

Quando da 2a floculação que se segue, no passo (d), do processo, adiciona-se de preferência uma quantidade mais ou menos dupla da usada no passo b) do processo do produto de floculação, de preferência entre 1,5 a 2,5 g/m3. É vantajosa também uma adição de policloreto de alumínio à água a tratar, no passo d) do processo. A segunda filtração, feita no passo e), é realizada, de preferência, numa instalação de filtro com duas camadas. Esta instalação é operada como filtro de câmara, de modo que a velocidade de filtração tenha um valor entre 5 e 10 m/h. O material no filtro de duas camadas é, em especial antes de o filtro começar a funcionar, após um tempo de repouso, desintegrado por meio de passagens de ar de curta duração através do filtro, sendo a quantidade de ar doseada de modo que se mantenha a separação do material da estrutura do filtro de duas camadas 3

Por meio da primeira filtração, no passo c) do processo, anterior à segunda filtração no passo e) do processo é possível, apesar da carga mais elevada de água mão tratada, obter tempos de filtração de cerca de 48 a 72 horas, visto que o filtro fino é consideravelmente aliviado pelo filtro grosseiro, montado anteriormente.

As substâncias orgânicas residuais existentes na água são oxidadas no passo (f) do processo, mais precisamente por adição de ozono ou por adição de peróxido, ou por adição de uma combinação de ambos, à água a tratar.

De preferência, a quantidade de ozono adicionado situa-se entre cerca de 1/3 a 1 g/m3, de modo que a matéria orgânica residual se decompõe ainda em matéria facilmente desintegrável biologicamente. E particularmente preferido que a filtração da água a tratar se faça, no passo (g) do processo, com um filtro de carvão granulado que trabalha biologicamente por adsorção, que apresenta uma população de bactérias para a desintegração adicional de substâncias orgânicas. Regra geral, retiram-se compostos inorgânicos, tais como ferro e manganês, durante a Ia filtração, no passo (c) do processo e a 2a filtração, no passo c) do processo, muito consideravelmente na água a tratar, seduzindo-se também os valores DOC bem como a turbidez, para próximo dos valores finais. Depois do tratamento ulterior de oxidação da água, no passo f) do processo, obtém--se, no passo g) do processo, na filtração biológica por adsorção na filtração no filtro de carvão activado, uma outra desintegração das substâncias orgânicas restantes. Os valores do DOC podem ser reduzidos a 1 - 2 mg/1. E importante que, na oxidação no passo (f) do processo, se optimize a quantidade do produto de oxidação na água tratada fornecida de modo tal que a actividade biológica da população de bactérias no filtro de carvão activado montado ,7% a seguir, não seja impedida e as substâncias orgânicas desintegradas na água sejam bastante absorvidas pelo carvão activado.

Numa outra variante preferida do processo, os filtros utilizados nos passos (e) e (g) são lavados em contracorrente, de tempos a tempos, de acordo com as necessidades, com ar e/ou água, enquanto que os filtros utilizados na primeira filtração, na fase (c) do processo, quando forem construídos como filtros de grãos flutuantes, devem ser lavados apenas com água. A velocidade da corrente de lavagem pode ser optimizada individualmente, de acordo com a dimensão das instalações e de acordo com o tipo da água não tratada, com a qual a instalação é alimentada.

Numa variante particularmente preferida do processo, a lavagem em contracorrente faz-se com uma quantidade parcial da água produzida proveniente do passo g) do processo. Então, a parte da água purificada necessária para a lavagem em contracorrente é derivada e dirigida para trás, a fim de poder fazer-se a lavagem em contracorrente com água limpa, sem gérmes. A quantidade principal da água tratada obtida no passo g) do processo é levada para uma bacia de água pura, adicionando-se, de preferência, antes da introdução uma pequena quantidade de cloro ou dióxido de cloro, para estabelecer condições correctas no sistema de alimentação e, deste modo, nem levantar problemas com a formação de halo-formas nem à recontaminação da água tratada.

No quadro da presente invenção cabe, além do processo atrás descrito, também uma instalação de tratamento da água para a produção de água potável a partir de água não tratada, com um andar de pré-tratamento, no qual pode ser introduzida a água a tratar, para uma grande imobilização e/ou extinção dos microrganismos nela contidos, em especial bactérias, vírus e algas e para a oxidação de matérias orgânicas na água, com um primeiro andar de floculação, montado a seguir, para a floculação das substâncias existentes na água a tratar, por meio da adição de um agente de floculação, com um primeiro andar de filtração, montado a seguir, para a redução do teor de microrganismos mortos e para a redução do valor do DOC (DOC = dissolved organic carbon) e da turbidez da água, com um segundo andar de floculação montado depois do primeiro andar de floculação e dele separado, com um segundo andar de filtração, montado depois do primeiro andar de filtração e separado do mesmo, para a separação por filtração das substâncias floculadas no segundo andar de floculação, da água a tratar, com um de oxidação para a desintegração das substâncias orgânicas residuais na água tratada para dar substâncias susceptíveis de ser desintegradas biologicamente, e com um andar de filtração com filtro de carvão granulado, montado a seguir, para outra filtração da água tratada.

Na realidade, os vários andares da instalação de tratamento da água de acordo com a invenção, bem como os vários passos do processo atrás descritos são conhecidos em si, mas apenas a combinação dos vários andares, pela ordem em que atrás foram descritos, conduz aos efeitos positivos de acordo com a invenção, no sentido de uma solução do problema atrás proposto, a resolver pela invenção. Precisamente porque os vários andares já existem em muitas instalações de tratamento da água, ou apresentam ligeiras modificações, é que a combinação total até agora desconhecida, na forma da instalação de tratamento da água de acordo com a presente invenção, é extraordinariamente económica na sua instalação.

Uma forma de realização particularmente preferida da instalação de 11 tratamento da água de acordo com a invenção compreende o andar de pré-tratamento de um dispositivo para a ozonificação da água a tratar.

Em alternativa, ou adicionalmente, o andar de pré-tratamento pode no entanto também apresentar um dispositivo para a adição de H202 à água a tratar. E também importante um aperfeiçoamento no qual o andar de pré-tratamento compreende um dispositivo para a irradiação com luz ultravioleta da água a tratar. Deste modo, a fracção de microrganismos que não foi afectada pela oxidação pode pelo menos ser imobilizada, impedida de ulterior multiplicação e morta então definitivamente em andares subsequentes, sendo separados da água tratada por filtração. São particularmente preferidas formas de realização da instalação de tratamento das águas de acordo com a invenção, nas quais o primeiro andar de filtração compreende um filtro de leito flutuante e/ou um filtro de corrente ascendente e/ou um filtro de grãos flutuantes e/ou um filtro com areia e/ou um filtro cheio com hidroantracite-H.

Em especial no caso da utilização de filtros de areia, utiliza-se de preferência uma granulometria de 0,35 - 0,5 mm.

De maneira muito particularmente preferida, o segundo andar de filtração compreende uma instalação de filtração de duas camadas. Numa forma de realização aperfeiçoada desta realização a instalação de filtração de duas camadas apresenta uma câmara superior, de acumulação, com uma altura de pelo menos 2 m ou mais, que pode ser simultaneamente usada para o amadurecimento da floculação.

Uma outra forma de realização aperfeiçoada vantajosa caracteriza-se pelo facto de a instalação de filtração de duas camadas apresentar uma camada de areia, de preferência areia de quartzo, com uma granulometria de 0,35 - 0,5 mm ou de 0,4 - 0,6 mm e uma camada de hidroantracite-H, situada por cima da mesma, com uma granulometria de 1,4 —2,5 mm. Deste modo reduzem-se ainda mais os valores DOC (ou os correspondentes valores KOI/COD) na água tratada. O número de algas restante situa-se neste andar de filtração já na proximidade do valor limite pretendido, ou mesmo inferior, e a turbidez da água baixa para 0,2 a 0,5 NTU, o que representa já um bom valor. A camada de areia no filtro de duas camadas apresentará, regra geral, uma altura de 3/4 - 1 1/4 m, de preferência 0,8 a 1,2 m e a camada de hidroantracite-H uma altura de 1 a 1 1/2 m. Devido à grande porosidade da hidroantracite-H grosseira pode aqui íncluir-se a maior parte das substâncias a separar por filtração, sem que se estabeleça uma subida rápida de perda de pressão, enquanto que a purificação fina, importante para a qualidade da água, é feita na camada de areia fina situada por baixo.

Em formas aperfeiçoadas preferidas, a instalação de filtração de duas camadas apresenta um fundo porta-injectores especial, no qual assenta uma camada de apoio de granulometria elevada, sobre a qual assenta por sua vez uma camada de grãos finos.

Em outras formas de realização preferidas das instalações de tratamento da água da presente invenção, monta-se, depois do segundo andar de floculação e/ou do segundo andar de filtração, uma bacia para o armazenamento intermédio da água tratada. Antes da sua recondução para o andar de tratamento seguinte. Nesta bacia de armazenamento intermédio pode a água conduzida do filtro de duas camadas atrás descrito, através de tubeiras especiais, para o fundo do filtro, continuar a ser 4

4 I 13 conduzida. A água que continua a ser conduzida deste andar, para o seu tratamento, possui um valor de pH de equilíbrio, uma turbidez muito reduzida e valores DOC que são já os valores das águas potáveis fornecidas para a rede de distribuição nas actuais instalações do Balaton.

Numa forma de realização preferida da instalação de tratamento da água de acordo com a invenção, o andar de oxidação colocado depois do segundo andar de filtração contém um dispositivo para a ozonificação da água a tratar. Complementarmente, ou em alternativa, pode prever-se também um dispositivo para a adição de peróxido (H202). O andar de filtração de carvão granulado, na instalação de tratamento da água de acordo com a invenção compreende, de preferência, como já atrás se descreveu, um filtro de carvão activado que funciona por adsorção biologicamente, o qual apresenta uma população de bactéria para a decomposição adicional de substâncias orgânicas a partir da água tratada. O carvão activado é constituído por cristais mínimos de grafite, com um imenso sistema de câmaras ocas de dimensão molecular. Daí resulta uma superfície interior extraordinariamente grande, na qual se depositam as moléculas de todos os tipos, por meio de forças físicas de atracção ou pela qual podem ser absorvidas. O carvão granulado actua também cataliticamente para afastar o produto de oxidação residual da água tratada.

De preferência, o filtro de carvão activado contém partículas de carvão extrudidas com um diâmetro de 2/4 a 1 mm, de preferência < 0,9 mm.

Em formas de realização preferidas, o carvão activado é feito à base de material orgânico, em especial turfa, lenhite ou hulha. O carvão activado granulado deve ser, em qualquer caso, apropriado para 3 uma reactivação, em especial para uma reactivação térmica até uma temperatura superior a 900°C, e apresentar uma elevada pureza, em especial um teor de As < 5 ppm. A camada de carvão activado deve ter uma altura de camada de cerca de 1 3/4 a 2 1/2 m e ser operado de modo que a velocidade de filtração tenha um valor entre 5 e 10 m/h.

Como já foi descrito atrás, a quantidade de agente de oxidação fornecida à água a tratar, no andar de oxidação (em especial ozono) é fornecida em condições óptimas de modo a actividade biológica da população de bactérias no andar de activação não seja perturbada.

Por baixo da camada de carvão activado, pode prever-se uma camada de hidroantracite-H. A granulometria da hidroantracite-H deve ser escolhida entre 0,6 mm e 1,6 mm e a altura da camada correspondente às necessidades da água produzida, em condições óptimas. Este andar provoca também, além disso, um tratamento cuidado da água.

Depois do andar de filtração com carvão granulado, a água potável obtida satisfaz completa e totalmente os valores limites legais, relativamente às substâncias inorgânicas, apresenta um valor de DOC de 1,0 a 2,0 mg/1, bem como uma turbidez da água de 0,2 a 0,5 NTU e o número de algas observado situa-se igualmente abaixo dos valores limites prescritos.

Finalmente, é preferida uma outra forma de realização da instalação de tratamento da água de acordo com a invenção, na qual se monta, depois do andar de filtração com filtros de carvão granulado, uma bacia para água de lavagem, para a qual é conduzida uma parte da água tratada que sai do andar de filtração com filtro »7ί£ de carvão granulado, para a limpeza em contracorrente dos filtros. A bacia de água de lavagem é dimensionada de modo tal que a quantidade de água retirada seja suficiente para a lavagem em contracorrente dos filtros, seja conduzida para a bacia.

No caso de a água a tratar apresentar uma menor carga de algas e substâncias orgânicas, podem contomar-se o Io andar de floculação e o Io andar de filtração e fazer a regulação do pH no 2o andar de floculação, para optimização do processo.

Outras vantagens da invenção resultam da descrição e dos desenhos. Igualmente, as características atrás referidas e as que ainda serão apresentadas, podem ser utilizadas, de acordo com a invenção, quer individual mente, quer em quaisquer combinações das mesmas. As formas de realização ilustradas e descritas não devem entender-se como uma sua enumeração fechada, mas sim como tendo um carácter exemplificativo para a protecção da invenção.

Descreve-se agora com mais pormenor a invenção que está representada nos desenhos anexos, cujas figuras representam: A fig. 1, uma primeira forma de realização da instalação para o tratamento da água de acordo com a invenção; e A fig. 2, uma outra forma de realização, com uma instalação de filtração com leito flutuante como Io andar de filtração.

De acordo com a invenção, propõe-se para o tratamento da água, a partir de uma água não tratada com uma carga elevada, por exemplo como a água retirada de água pouco profundas, contaminadas por micróbios e algas, um processo com os seguintes passos: a) Imobilização e/ou extinção de microrganismos, em especial bactérias, vírus e algas existentes na água não tratada, bem como a oxidação das matérias 16

TíS Λ organicas na agua; b) Primeira floculação das substâncias contidas na âgua a tratar, por adição de pelo menos um produto de floculação, c) Pnmeira filtração da água floculada, para a redução do teor de microrganismos mortos e para a redução dos valores DOC (DOC = dissolved organic carbon = carbono orgânico dissolvido) e da turbidez da água; d) Segunda floculação, por adição de um produto de floculação; e) Segunda filtração da água floculada, para maior redução das matérias orgânicas e/ou inorgânicas na água e da turbidez da água, f) Oxidação das substâncias orgânicas residuais existentes na água; g) Filtração da água tratada com um filtro de carvão granulado.

Esta condução do processo foi ensaiada pela primeira vez numa instalação piloto, com água do lado Balaton. A instalação foi optimizada de modo que os valores limites locais para a água potável fossem mantidos na água produzida na instalação ou pudessem mesmo ser inferiores. Em especial, optimizaram-se a construção dos andares de filtração, bem como a constituição do material e dos grãos, as velocidades do processo e os tempos de contacto, nos andares de tratamento, bem como as quantidades dos produtos de flotação e dos meios de oxidação adicionadas, a temperaturas da água não tratada entre 3°C a 24°C. O processo é apropriado não só para o tratamento da água do Balaton, mas também para a água não tratada de rios, lagos e barragens, bem como outras águas pouco profundas altamente carregadas de microrganismos. A elevada carga orgânica especialmente das pequenas algas azuis que, de outro modo são retiradas por filtração, pode ser decisivamente reduzida. ?íd

Por meio da oxidação segue-se, com a matéria orgânica, simultaneamente uma microfloculação, sendo a mesma retirada, por meio da primeira floculação que se segue da água produzida e na 2a floculação e na 2a filtração é obtida o valor normal da turbidez. Do mesmo modo, a matéria orgânica que não foi completamente retirada na primeira filtração pode ser eliminada grandemente da água produzida na segunda filtração, de modo que, depois da oxidação seguinte e depois da passagem pelo filtro de carvão granulado, consegue-se obter uma pureza particularmente elevada da água produzida.

Mesmo no caso de uma carga particularmente elevada na água não tratada -na água do lado Balaton, observaram-se alguns milhões de algas por litro, na época da floração das algas - obtém-se por introdução da primeira filtração, uma separação por filtração decisiva de todas as substâncias contidas na água. A primeira filtração com a respectiva primeira floculação é conduzida de modo que a duração da filtração é aproximadamente de um dia, até à realização da lavagem dos filtros e igualmente os tempos de filtração na segunda filtração podem atingir 2 a 3 dias, mesmo no caso dos maiores tempos de carga. A oxidação do passo f) serve para a ulterior decomposição da matéria orgânica residual na água produzida, de modo que pode fazer-se uma melhor adsorção no filtro de carvão granulado adsorvido biológico. Os tempos de carga do filtro de carvão granulado, para as velocidades do processo e os tempos de contacto atrás referidos, aumentam em conformidade. Quando no filtro de carvão activado contido no filtro de carvão granulado se intercalar uma camada de antracite, podem, depois de uma lavagem, recuperar-se de maneira particularmente eficaz, a fracção de carvão retirada da camada de carvão activado. * *

Os valores limites para a água purificada, na zona do lago Balaton, podem ser completamente observados com o processo de acordo com a invenção, resultando em especial uma fracção de Fe inferior a 0,2 mg/1, de Mn inferior a 0,05 mg/1, de 03 inferior a 0,05 mg/1, de microrganismos mortos iguais a 0,01.106/l, e valores DOC de 1 a 2 mg/1 e valores da turbidez de 0,2 a 0,5 NTU.

Com referência à fig. 1, vai descrever-se uma forma de realização típica da instalação de tratamento da água de acordo com a invenção. Em primeiro lugar toma-se, como água não tratada, água de uma fonte fornecedora de água, em especial uma fonte com águas pouco profundas, fortemente carregada de microrganismos, por meio de uma bomba (2), conduzindo-se a água a um andar de pré-tratamento (3), no qual se imobilizar e mata uma grande parte dos microrganismos contidos na água não tratada, em especial bactérias, vírus e algas e no qual se faz uma oxidação da matéria orgânica contida na água. De preferência, o andar de pré-tratamento (3) é uma ozonização, mas possivelmente também, em alternativa ou em combinação, uma peroxidação da água não tratada e eventualmente também uma irradiação com luz ultravioleta.

Depois do andar de pré-tratamento (3) está montado um primeiro andar de floculação (4), no qual se adiciona à água o agente de floculação, de preferência FeCl·,.

Depois disso, conduz-se a água a um primeiro andar de filtração (5), no qual, no exemplo indicado, a montante, se retirar da água uma grande parte das partículas floculadas, em especial os microrganismos mortos. A partir do primeiro andar de filtração (5), a água tratada é levada ao segundo andar de floculação (6), no qual se adiciona à água novamente agente de floculação, eventualmente também tricloreto de alumínio.

Segue-se um segundo andar de filtração (7), estruturado de preferência como instalação de filtração de duas camadas e que serve para continuar a redução de substâncias orgânicas e/ou inorgânicas contidas na água, bem como uma nova redução da turbidez da água.

Depois disso, conduz-se a água tratada a uma bacia intermédia (8), para o armazenamento intermédio, antes da condução para o próximo andar de tratamento. Por meio de uma bomba (9) conduz-se a água da bacia intermédia (8) a um andar de oxidação (10) que funciona a jusante. Em alternativa pode no entanto introduzir-se também no segundo andar de filtração directamente para o andar de oxidação (10).

De preferência, o andar de oxidação (10) compreende um dispositivo para a ozonização da água tratada, mas pode também, adicionalmente ou em alternativa, adicionar-se peróxido.

Do andar de oxidação (10), a água é conduzida para um andar de filtração com um filtro de carvão granulado (11), que funciona a jusante. O andar de filtração de carvão granulado (11) compreende um filtro de carvão activado, que funciona biologicamente por adsorção, o qual apresenta uma população de bactérias, para continuar a decomposição da matéria orgânica da água. Adicionalmente, a camada mais inferior, no andar de filtração de carvão granulado (11), pode ser formada também por uma camada de hidroantracite-H, com dimensões dos grãos um pouco maiores, a fim de minimizar a descarga de partículas extrudidas de carvão activado.

No exemplo de realização representado, deriva-se uma corrente parcial da água produzida do andar de filtração com filtros de carvão granulado (11), para uma 20

I bacia de água de lavagem (12), de modo a poder fazer a lavagem em contracorrente dos filtros, na instalação, com água limpa esterilizada. À corrente principal da água produzida pode adicionar-se, numa estação de desinfecção (13) ainda uma pequena quantidade de um produto desinfectante, em especial cloro ou dióxido de cloro, para impedir uma recontaminação. A água assim tratada é conduzida depois para uma bacia de água potável (14), da qual pode ser tomada para alimentação da rede de distribuição de água. A forma de realização representada na fig. 2 da instalação de tratamento de água de acordo com a invenção difere da forma de realização representada na fig. 2 pela utilização de uma instalação de filtração com leito flutuante (54), como primeiro andar de filtração. As restantes partes da instalação mantêm-se sem alteração em relação à fig. 1.

Lisboa, 23 de Julho de 2001

/ ) Agente Oficial da Propriedade industrial

JOSÉ DE SAMPAIO A.O.P.I. Rua do Salitre, 195, r/c-Drt. 1269-063 LISBOA

Claims (10)

1. ί Reivindicações 1. Processo para o tratamento de águas, para a produção de água potável a partir de águas não tratadas, com os passos seguintes: a) Imobilização e/ou extinção de microrganismos existentes na água não tratada, em especial bactérias, vírus e algas, bem como a oxidação das matérias orgânicas na água, b) Primeira floculação das substâncias contidas na água a tratar, por adição de pelo menos um produto de floculação, c) Primeira filtração da água floculada, para a redução do teor de microrganismos mortos e para a redução dos valores DOC (DOC = dissolved organic carbon = carbono orgânico dissolvido) e a turbidez da água; d) Segunda floculação por adição de um produto de floculação; e) Segunda filtração da água floculada, para outra redução das matérias orgânicas e/ou inorgânicas contidas na água e da turbidez da água; f) Oxidação das substâncias orgânicas residuais existentes na água; g) Filtração da água tratada com um filtro de carvão granulado (11).
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, no passo b), se regular o valor do pH da água tratada, em especial por adição em especial de ácido clorídrico ou ácido sulfurico.
3. 3. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por, no passo c), a filtração ser feita com uma duração da filtração maior que, ou igual a 24 h, por em seguida o filtro utilizado na primeira filtração ser limpo e por a limpeza do filtro ser feita com uma forte corrente de água.
4. 4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, 2 7ϊζ caracterizado por a filtração da água tratada no passo g) ser feita com um filtro de carvão granulado (11), que funciona por adsorção biologicamente, que apresenta uma população de bactérias para continuação da extinção de matéria orgânica da água e por, no passo f), se adicionar apenas a quantidade suficiente de meio de oxidação à água a tratar, para que não seja impedida a actividade biológica da população de bactérias no filtro (11) de carvão granulado, montado a seguir.
5. 5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os filtros utilizados nos passos e) e g), serem lavados em contracorrente, de tempos a tempos, com ar e/ou água e por a lavagem em contracorrente ser feita com uma parte da água obtida no passo g).
6. 6. Instalação de tratamento das águas para a produção de água potável a partir de água não tratada, com um andar de pré-tratamento (3), no qual a água não tratada, a tratar, para a subsequente imobilização e/ou morte dos microrganismos nela contidos, em especial bactérias, vírus e algas, e para a oxidação da matéria orgânica na água, podem ser introduzidas, com um primeiro andar de floculação (4) montado a seguir, para a floculação de substâncias existentes na água a tratar, por adição de um produção de floculação, com primeiro andar de filtração (5, 5’) montado a seguir, para a redução do teor de microrganismos mortos e para a redução do valor DOC (DOC = dissolved organic carbon = carbono orgânico dissolvido) e da turbidez da água, com um segundo andar de floculação (6), separado espacialmente do primeiro andar de floculação (4) e montado a seguir, com um segundo andar de filtração (7), separada espacialmente do primeiro andar de filtração (5, 5’), montado a seguir, para a separação por filtração das substâncias floculadas, no segundo andar de floculação, da água a tratar, com um andar de 3 oxidação (10), montado a seguir, para a decomposição das substâncias orgânicas residuais na água tratadas, em materiais que podem ser decompostos biologicamente, e com um andar de filtração (11) de carvão granulado, montado a seguir, para outra filtração da água tratada.
7. 7. Instalação para o tratamento das águas de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o primeiro andar de filtração (5, 5’) compreender um filtro com leito flutuante (5’) e/ou um filtro com corrente ascendente (5) e/ou um filtro de grãos flutuantes e/ou um filtro com areia e/ou com hidroantracite-H.
8. 8. Instalação para o tratamento de águas de acordo com qualquer das reivindicações 6 ou 7, caractenzada por o segundo andar de filtração (7) compreender uma instalação de filtro de duas camadas.
9. 9. Instalação para o tratamento de águas de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 8, caracterizada por, depois do segundo andar de floculação (6) e/ou do segundo andar de filtração (7), se montar uma bacia (8) para o armazenamento intermédio da água tratada antes da sua condução para o andar de tratamento seguinte.
10. 10. Instalação para o tratamento de águas de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 9, caracterizada por, depois do andar de filtração com carvão granulado (11) estar montada uma bacia de água de lavagem (12), na qual pode introduzir-se uma quantidade parcial da água tratada que sai do andar de filtração com carvão granulado (11), para a lavagem em contracorrente dos filtros. Lisboa, 23 de Julho de 2001 O Agente Oficial da Propriedade industrial

    JOSÉ DE SAMPAIO A.O.P.I. Jlua do Salitre, 195, r/c-Drt. .1269-063 LISBOA