PT944554E

PT944554E - Processo e dispositivo para a purificacao biologica de efluentes

Info

Publication number: PT944554E
Application number: PT97938780T
Authority: PT
Inventors: Wolfgang Jodeleit
Original assignee: Ibero Anlagentech Gmbh
Priority date: 1996-08-21
Filing date: 1997-08-19
Publication date: 2001-09-28
Also published as: HUP0000640A2; EP0944554A1; CZ290218B6; HUP0000640A3; CZ53399A3; ATE200473T1; HK1026190A1; GR3036176T3; DE59703366D1; WO1998007663A1; DE19633629A1; EP0944554B1; PL331584A1; ES2157594T3

Description

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DESCRIÇÃO

"PROCESSO E DISPOSITIVO PARA A PURIFICAÇÃO BIOLÓGICA DE EFLUENTES" [0001] A presente invenção refere-se a um processo e a um dispositivo, de acordo com as indicações da reivindicação 1 e 8, para a purificação biológica de efluentes com auxilio de biomassa contendo micro-organismos.

[0002] É conhecida a purificação de efluentes em estações de tratamento de esgotos, em que se recupera, ao lado dos resíduos naturais do sistema, apenas uma quantidade insignificante de água carregada (não purificada) e uma grande quantidade de lamas do tratamento de esgotos. Estas lamas do tratamento de esgotos consistem em produtos de decomposição bem como de biomassa activa e inactiva.

[0003] Em principio, podem-se dividir os microorganismos em dois grupos diferentes, designadamente os que se encontram em suspensão e os microorganismos sésseis. A diferença entre ambos os grupos, consiste assim, em que os microorganismos em suspensão possuem um tempo relativo de geração mais reduzido no ambiente circundante, no líquido contendo efluente e biomassa onde estão suspendidos ou a flutuar, e os microorganismos sésseis, que possuem um tempo de geração superior, colonizam preferencialmente as superfícies sólidas que se lhes são oferecidas.

[0004] No proceso de purificação, os compostos existentes nos efluentes são decompostos pelos microorganismos, isto é, são oxidados através de nova biomassa. 0 oxigénio necessário para a oxidação, tem de ser conduzido do exterior para o líquido.

[0005] Durante o processo de purificação uma parte dos microorganismos em suspenssão têm de ser removidos do líquido 1 t sistematicamente na forma de lamas, mantendo-se mais tempo os microorganismos sésseis, até ao ponto em que estes também serão lavados na forma de biomassa inactiva. Assim, estes organismos encontram-se em posição de se adaptarem e também de decomporem compostos de mais difícil decomposição, como por exemplo os compostos contidos em efluentes industriais ou em águas de infiltração de depósitos de lixo.

[0006] 0 tratamento de efluentes decorre, quer em estações de tratamento de esgotos relativamente grandes, quer em pequenas estações de tratamento de esgotos, sendo no entanto instalações que possuem pelo menos uma roda de imersão. Com a utilização de rodas de imersão tem-se como objectivo diminuir os custos de preparação e de funcionamento das instalações de tratamento de esgotos, em que se providencia uma quantidade suficiente de oxigénio no líquido a tratar e na biomassa (ver, por exemplo, JP-A-59 032 994).

[0007] A presente invenção tem o objectivo de prever medidas que melhorem o grau de actividade dos processos conhecidos para a purificação biológica de efluentes, e dos dispositivos necessários.

[0008] Para atingir este objectivo, a presente invenção prevê as indicações descritas nas características da reivindicação 1.

[0009] De acordo com a presente invenção, oxigénio do ar, na forma de ar circundante, é recolhido pela roda de imerssão, direccionado para o seu interior e daí conduzido, para que se forme uma mistura circulante, que pelo menos seja constituída por biomassa contendo microorganismos, de efluente, em particular líquido com sedimentos e ar circundante contendo oxigénio na forma de bolhas de ar, que são aprisionadas, e que circulam com a mistura na roda de imersão. 0 tempo de residência do oxigénio no interior da roda de imersão, é significativamente melhorado comparativamente a processos conhecidos, de forma que é possível uma muito melhor 2

utilização do oxigénio. É disponibilizado um contacto especialmente intimo entre os microorganismos com o oxigénio, devido a esse maior tempo de residência, aumentando assim o grau de actividade do dispositivo, e assim ao mesmo tempo, uma diminuição dos custos de funcionamento.

[00010] De acordo com uma forma preferida de execução, a corrente circula no interior da roda de imersão, em sentido contrário ao movimento desta. Isto consegue-se através da disposição da montagem na roda de imersão, que conduz o ar ambiente, em particular a mistura, rodando também permanentemente com uma velocidade inferior.

[0011] É alcançado um outro aumento do grau de actividade, de acordo com a presente invenção, quando se montam peças transportadoras/de enchimento de corpos de crescimento para os microorganismos sésseis abaixo da superfície do líquido, bem como no seio do ar dentro da roda de imersão, e quando se movimenta permanentemente a mistura efluente-biomassa em conjunto com os transportadores.

[0012] O movimento permanente e a agitação da mistura efluente-biomassa assegura que, os transportadores com os seus microorganismos que servem de corpos de crescimento, não se fixem de forma definitiva. Assim disponibiliza-se uma distribuição equilibrada na mistura.

[0013] De acordo com uma forma preferida de execução, as peças transportadoras/de enchimento servem como corpos de crescimento, mesmo fora da roda de imersão, no líquido separado pelo roda de imersão.

[0014] Outras características da presente invenção são indicadas nas reivindicações em conjunto com a descrição e as figuras.

[0015] A presente invenção é descrita mais pormenorizadamente através de exemplos de execução, que se encontram representados nos desenhos. Assim, ilustra-se: 3

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Fig. 1; um diagrama esquemático da representação de uma roda de imersão;

Fig. 2: uma aspecto ao longo da linha II-II na Fig. 1;

Fig. 3: em grande escala, um aspecto de um segmento de câmara;

Fig. 4: uma representação em perspectiva, em grande escala, de um primeiro transportador que serve como um corpo de crescimento;

Fig. 5; um aspecto, como na Fig. 4, de um transportador em movimento;

Fig. 6: um aspecto, como nas Fig. 4 e 5 de um terceiro transportador;

Fig. 7: aspecto, como na Fig. 1, com as indicações essenciais de uma roda de imersão em movimento;

Fig. 8: uma aspecto ao longo da linha VIII-VIII na Fig. 7;

Fig. 9: um aspecto, como nas Figs. 1 e 7 de um terceiro exemplo de forma de execução de uma roda de imersão;

Fig. 10: um aspecto de uma roda de imersão de acordo com a Fig. 9 num aoutra posição;

Fig. 11: um corte ao longo da linha XI-XI na Fig. 9;

Fig. 12: um aspecto de uma roda de imersão similar à representada na Fig. 9, em conjunto com as peças 4 L·, de crescimento/de enchimento exteriores à roda de imersão e

Fig. 13: um aspecto como nas Figs. 1, 7 e 9 de um quarto exemplo de execução de uma roda de imersão.

[0016] De acordo com os exemplos de execução representados as Fig. 1 e 2, refere-se um dispositivo 1 para a purificação biológica de efluentes numa roda de imersão 2 accionada por uma haste 3 e com câmaras de reacção 4 com a configuração de câmaras de segmento. As câmaras de reacção 4 encontram-se ao longo da roda de imersão 2, e possuem aberturas de ar radiais direccionadas para o exterior, e aberturas de ar radiais 7 direccionadas para o interior. As aberturas de ar direccionadas para o exterior 6, facilmente reconhecidas na Fig. 3 em associação com a Fig 1, estão dispostas na parte frontal, no sentido da rotação da roda de imersão 2.

[0017] As câmaras de reacção em forma de segmento 4 são formadas com o auxilio de placas 8 dispostas ao lado uma das outras, e de ajustadores 9, para definirem a distância das placas 8, delimitando o seu perímetro. As placas 8 são suportadas com auxilio de barras de sustentação 10, 11 que por seu lado se encontram fixas nas suas zonas terminais em placas de sustentação exteriores radiais 12.

[0018] Entre as placas de sustentação 12, 13 e a haste 3, encontram-se na parte frontal, como parede de fecho axial que servem como peças de fecho, em forma de placa, as peças 14, 15 às quais se encontram soldadas, ou se encontram fixas de outra forma, as placas de transporte 12, 13. As peças de fecho 14, 15 possuem ambas pelo menos uma, de preferência contudo, muitas pequenas aberturas 16. Nestas aberturas 16, dispoêm-se crivos (chapa perfurada) 17, que permite uma troca com o efluente e a biomassa do compartimento 18 para fora da roda de imersão e da haste 3 para o ambiente interior 19. 5 f 11

Este interior 19 é uma câmara em anel exterior com forma cilíndrica ou poligonal que se prolonga da haste 3 até aos ajustadores 9 de forma interna e radial, das câmaras de reacção em forma de segmento 4.

[0019] No interior 19, em particular na câmara interna do transportador 2, encontram-se transportadores 20/corpos de enchimento que se encontram soltos, e que não se encontram ligados entre si, com movimento livre, e que funcionam como corpos de crescimento para os microorganismos sésseis, num número muito elevado. Com o movimento da mistura efluente-biomassa, movimenta-se correspondentemente também o transportador 20 no interior 19 da roda de imersão 2. Eles deslocam-se assim continuamente de um transportador situado inferiormente 20' até a um transportador situado superiormente 20", Fig. 2, sendo agitados pelas bolhas de ar, que são libertadas das câmaras de reacção 4 durante o movimento de rotação da roda de imersão 2, no seu interior 19.

[0019] Para alimentar as câmaras de reacção internas 4 e as que se encontram na haste 2, que em corte têm a forma poligonal ou cilíndrica 19, da roda de imersão com oxigénio, são utilizadas as aberturas de passagem de ar 6 e 7 nas câmaras de reacção.

[0020] A abertura exterior radial 6, uma por cada câmara de reacção 4, é formada por uma fenda 21, que se encontra numa peça 22 dos ajustadores 9, que formam a circunferência 5 da roda de imersão 2 (Fig. 3). A abertura para a passagem de ar que se encontra interiormente 7, também é formada por uma fenda 23 dos ajustadores 9. Esta fenda 23 encontra-se numa peça 24 em sentido radial interior ao longo da circunferência do ajustador 9. A fenda 23 é por seu lado delimitada por uma zona terminal livre 24' da peça 24, e por uma peça central desde a câmara de reacção 4, em sentido radial, do interior para o exterior, peça intermediária 25. 0 ajustador 9 e a sua 6 peça 22, 24, em particular também a sua peça 25, constituem paredes de delimitação com um prolongamento axial muito pequeno, de forma que a roda de imersão 2 possua muitas câmaras de reação 4 no sentido axial.

[0022] Desde a peça 24 do ajustador 9, prolonga-se um corpo direccionador 26 na forma de uma chapa de guia até a uma segunda, também radial e interior peça 27, do ajustador 9, do outro lado da peça intermédia 25, como se ilustra na Fig. 3. A peça de direccionamento 26, é parcialmente inteira, e assim estanque, e parcialmente possui interrupções, em particular, em forma de crivo. O ar que entra através da abertura de passagem de ar 7 para o interior 19 da roda de imersão 2, flui também na peça em forma de crivo do corpo direccionador 2 6, em que a parte inteira do corpo direccionador 26 serve para conduzir a mistura de efluente-biomassa para o transportador 20.

[0023] Quando a roda de imersão 2 na Fig. 1 roda no sentida da seta, a mistura efluente-biomassa que se encontra na parte central interior 19 desloca-se em sentido contário relativamente à seta b. Assim a mistura desloca-se em primeiro lugar ao longo do corpo direccionador 26 e alcança assim a zona 28 com a forma de crivo, através da qual o ar se mistura com a mistura elfluente-biomassa, quando a câmara de reacção se encontra na posição 4' na Fig. 1. As câmaras de reacção 4 aspiram só então o ar circundante, quando se encontram acima da superfície do líquido 29, para o libertarem gradualmente quando submergem. Quando as câmaras de reacção 4 se enchem de ar durante a imersão, o líquido flui através da abertura 7, em particular através da zona 28 na forma de crivo do corpo direccionador.

[0024] Os transportadores 20 possuiem um tamanho similar a um dedal e de acordo com a sua disposição podem possuir tamanhos, em particular, configurações diferentes. São apresentadas em perspectiva, três formas de execução 7 diferentes das Fig. 4 à β, em que em principio peças iguais possuem os mesmos números e adicionalmente também uma letra indexante diferente.

[0025] 0 transportador 2 0a de acordo com a Fig. 4 é claramente cinlindrico. É constituido por um anel 31 a, 32a e 33a, que se encontram ligados entre si, através de suportes 34a e 35a. Os aneis 31a, 32a e 33a são paralelos, com um intervalo entre si, e ainda em configuração co-axial. Para além disso estão dispostos de uma forma central, e suportados diagonalmente. Os aneis em conjunto com os suportes originam uma superfície que no total é muito grande, sobre a qual os microorganismos sésseis se podem fixar.

[0026] O diâmetro dos aneis 31a, 32a e 33a é sensivelmente o mesmo que o comprimento do transportador 20a.

[0027] No exemplo de execução apresentado na Fig. 5, refere-se a um transportador 2 0b, que também possui a forma cilíndrica e possui sensivelmente o mesmo diâmetro e comprimento axial. Ele consiste essencialmente numa peça cilíndrica 37b, com eixos paralelos virados para fora 38b e com suportes internos 39b.

[0028] 0 transportador representado na Fig. 6 é constituído por um bloco em forma de esfera 40c e é constituído por barras paralelas entre si e espaçadas, dispostas paralelamente 41c.

[0029] O comprimento das barras 41c é diferente de acordo com a forma do bloco em forma de esfera. No centro encontra-se uma barra 42c, em lugar de uma ou mais barras 41c.

[0030] Ambas as Figs. 7 e 8 referem-se a dispositivos ld, em que também aqui as mesmas peças possuem os mesmo números, como no caso do dispositivo 1, e adicionalmente o letra indexante d.

[0031] 0 dispositivo ld possui, em volta da roda de imersão 2d câmaras, como câmaras de reacção 4d e/ou câmaras que 8 d servem apenas para direccionadores de trasnporte de ar e líquido. Estas câmaras são, de acordo com o exemplo de execução, tubos com paredes intermédias para a sua função de câmara de reacção, encontrando-se dispostos ao longo do mesmo raio ao lado da circunferência constituindo as aberturas 6d. Acima e abaixo da superfície do líquido 29d, recolhem em primeiro lugar o ar circundante, e libertam-no de novo. Estão previstas assim, Fig. 8, paralelamente ao eixo mais que uma abertura 6d. Durante a libertação de ar, as câmaras com forma de tubos 4d recolhem, cada uma, líquido e libertando este também, quando emergem da superfície do líquido 29d.

[0032] Para o armazenamento e fixação dos tubos 4d, são utilizados ganchos de amarração 50d e igualmente como limitador axial da roda de imersão 2d, placas de suporte 12d e 13d. Relativamente à sua forma e configuração, as placas de suporte 12d e 13d representam, de resto como as placas de suporte 12 e 13 no dispositivo 1, elementos selectores externos, que estão ligados radial e internamente - como nos exemplos de execução de acordo com as Fig. 1 e 7 - com peças de fecho sextavadas bem como com peças de fecho com forma de placa como parede de fecho 14d e 15d, sendo por seu lado apertadas por rotação à haste 3d.

[0033] Nos ganchos de amarração 50d são fixadas, para além disso, placas perfuradas 51d com o auxilio de parafusos 52d. Em relação à roda de imersão 2d, as placas perfuradas 51d encontram-se radialmente no interior do tubo 4d. Estas placas perfuradas 51d possuem a forma de arco, e formam em conjunto um anel 53d. A parte interior 19d do anel 53d apresenta uma câmara cilíndrica 54d, ao longo da qual se prolonga a haste 3d. As câmaras 54d servem não só para recolherem a mistura efluente-biomassa, mas também, dependendo do objectivo, para recolherem transportadores 20d (Fig. 8) para os microorganismos sésseis. 0 anel 53d formado pelas placas perfuradas 51d evitam também que os transportadores 20d 9 ] -

ί possam escapar radialmente para fora, na zona das câmaras de reacção de forma tubular.

[0034] No sentido radial, a câmara cilíndrica 54d é parcialmente limitada pelas placas de suporte em forma de segmentos 12d e 13d, em particular, através das peças de fecho 14d e 15d, em que as peças de fecho 14d e 15d por sua vez possuem aberturas 16d para a mistura de efluente-biomassa e nas aberturas 16d placas em forma de crivo 17d para suportarem os transportadores 20d.

[0035] Também, tal como para a roda de imersão 2, de acordo com a Fig. 1, é válida para a roda de imersão 2d, de acordo com a Fig. 7, o facto de as câmaras interiores centrais 19, em particular 19d, em ambos os lados frontais estarem, pelo menos, quase completamente fechadas. Para isso servem, as peças sextavadas em forma poligonal bem como as peças de fecho na forma de placas 14 e 15, em particular 14d e 15d, de acordo com os exemplos de execução. Para além disso, as fendas 55, em particula5 55d, que se encontram entre as câmaras de reacção 4, em particular 4d, , estam fechadas ao longo de todo o seu comprimento ou pelo menos parcialmente fechadas. Este facto aumenta, não só rigidez da roda de imersão 2, 2d, como também influencia a relação de corrente dentro e fora da roda de imersão 2, 2d.

[0036] Um outro exemplo de execução de um dispositivo le com uma roda de imersão 2e está representado nas Fig. 9 a 11, em que de novo as peças básicas possuem os mesmos números e adicionalmente o índice de letra e.

[0037] A entrada de oxigénio da roda de imersão 2, de acordo com a Fig. 1, pode ser ainda mais aumentada, se forem adicionadas câmaras de aspiração 60e para o ar circundante na circunferência 5e da roda de imersão 2e, e se para além disso, forem tomadas medidas no sentido em que o ar circundante 61e, que for retirado da superfície do líquido 29e através destas câmaras de aspiração 60e, seja 10

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direccionado o mais possível para o interior 19e da roda de imersão 2e durante a imersão. Assim, as câmaras de aspiração 60e estão dispostas de forma radial exteriormente sobre a zona terminal 62e, existindo fendas 55e entre as câmaras de reacção vizinhas. As fendas 55e prolongam-se da circunferência 5e da roda de imersão 2e até ao seu interior 19e e são fixas em ambas as superfícies da roda de imersão 2e através de um revestimento 63e.

[0038] 0 perfil das câmaras de reacção 4e, em particular, a distância dos ajustadores entre si e dos ajustadores ao bordo 9e que servem para as formarem, encontram-se em ambos os lados das fendas 55e de uma forma simétrica (Fig. 1, em particular 9) . Na parte exterior, as zonas terminais 62e livres das fendas 55e são elementos de direccionamento 64e dispostos a uma distância pequena das aberturas 65e que se encontram no exterior das fendas 55e. De acordo com o exemplo de execução estes elementos de direccionamento 64e são simétricos e possuem uma forma angular. Estão direccionados para o interior das fendas através da sua extremidade.

[0039] Radialmente, no exterior dos elementos de direccionamento 64e que são convenientemente em corte de forma angular, estão dispostas as câmaras de aspiração, que de acordo com o presente exemplo de execução são tubos.

[0040] As câmaras de aspiração 60e em forma de tubos são fixados com o auxilio de arcos na circunferência 5e da roda de imersão 2e. Elas possuem pelo menos uma abertura 67e para a entrada e saida de ar circundante. Ao longo do comprimento das câmaras de aspiração em forma de tubos 60e, encontram-se, convenientemente, pelos menos outras aberturas, de acordo com a Fig.11. Todas as aberturas 67e estão dispostas transversalmemte relativamente à circunferência 5e da roda de imersão 2e, e abertas na posição de rodar. Em relação a um nível radial 68e da roda de imersão 2e abrem-se as aberturas 67e nas câmaras de aspiração 60e sobre um ângulo, que se 11 encontra numa gama de 30° a 60°. Entenda-se que tem de ocorrer uma correspondência das aberturas 67e para as medidas de uma roda de imersão 2e, não estando por isso limitadas aos valores acima mencionados.

[0041] Numa roda de imersão 2e com seis câmaras de reacção 4e, podem ser colocadas 6 câmaras de aspiração 60e em forma de tubos, como se representa nas Fig. 9 a 11. As câmaras de aspiração 60e, recolhem ar circundante, por cada rotação da roda de imersão 2e de forma análoga às funções descritas anteriormente nos exemplos de execução, e introduzem-no na mistura de liquido. 0 ar que se encontra na zona superior da superfície do líquido 29e é direccionado através das fendas 55e em forma de fissura nas câmaras interiores do interior 19e da roda de imersão 2e.

[0042] Com este direccionamento da corrente do ar circundante recolhido, são bombeados adicionalmente através do principio da bomba de Mamut, efluente e biomassa em suspensão a partir da zona do solo, em particular, do espaço 18e do reservatório 56e, para a roda de imersão 2e, e misturados com os aí em rotação efluente, biomassa e bolhas de ar, bem como eventualmente corpos de enchimento 20. Aqui a recolha e direccionamento das bolhas de ar é auxiliada, através das zonas terminais das fendas em forma de funil dos elemntos de perfil, em particular dos elementos de direccionamento 64e, tal como também se representa pela seta. Ao mesmo tempo que se processa a recolha do ar circundante nas câmaras de aspiração 60e para o interior 19e da roda de imersão 2e em movimento de rotação lento, enchem-se as câmaras de aspiração 60e com efluente e biomassa em suspensão a partir da zona do solo do reservatório 56e.

[0043] Quando as câmaras de aspiração 60e emergem acima da superfície do líquido 29e o seu conteúdo flui das câmaras de aspiração 60e através das fendas 55e também para o interior 19e da roda de imersão 2e. Esta mistura é aí intimamente 12 f— Lz li misturada pela corrente circulante, era particular, numa forma rotativa.

[0044] Os elemntos angulares, em particular elementos de direccionamento 64e que servem para determinar o pefil, possuem uma função dupla, quer como elementos de direccionamento para o ar circundante, através do encaminhamento do ar circundante das câmaras de aspiração 60e para o interior 19e da roda de imersão 2e, bem como para a recolha de líquido das câmaras de aspiração 60e para o interior 19e da roda de imersão 2e.

[0045] Uma parte do ar em excesso no interior 19e da roda de imersão 2e, é retirado em contra-corrente relativamente ao líquido, para o exterior. Também aqui se disponibiliza uma boa entrada de oxigénio no líquido. Ao mesmo tempo uma das seis fendas 55e, de acordo com o exemplo de execução, encontra-se numa tal posição, que o ar consumido pode ser libertado para a atmosfera de uma forma problemas.

[0046] Através da configuração da roda de imersão 2e com auxilio de um corpo transportador/de enchimento móvel 20e com a biomassa fixada, é possível obter as condições ideais para a nitrificação do azoto amoniacal (NH4) presente na maioria dos efluente, uma vez que os nitrificantes colonizam preferencialmente as superfícies oferecidas.

[0047] Devido à forma fechada de construção da roda de imersão 2, em particular 2e, de acordo com as Fig. 1 e 9, e através da condução da corrente do ar, efluente e biomassa em suspensão, é possível, de uma determinada forma, obter uma particular nitrificação e particular desnitrificação, isto é, a transformação, simultaneamente num reservatório, do nitrato formado, em azoto na forma de gás, uma vez que para um determinado volume de líquido na parte exterior da roda de imersão, existe uma zona com uma muito pequena quantidade de oxigénio, originando uma zona anóxica, que é necessária para a desnitrificação. 13 Ιι

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[0048] Através de medidas frequentes do teor de oxigénio na zona anóxica (espaço 18e exterior à roda de imersão 2e) e através da regulação da rotação da roda de imersão 2e, é possível alcançar uma automatização do processo.

[0049] Independentemente da regulação da rotação, existe ainda a possibilidade, de modificar e ajustar de acordo com as condições para um determinado objectivo, a permuta de líquido entre o interior 19e da roda de imersão e a mistura de líquido na parte exterior da roda de imersão 2e, através do fecho parcial das aberturas 16e e da abertura parcial dos revestimentos 63e.

[0050] Enquanto a Fig. 10 representa somente uma outra posição da roda de imersão 2e na mistura de líquidos contendo a biomassa, podendo ser reconhecida, através de uma seta, a forma como o ar circundante circula nas câmaras de aspiração 60e no interior 19e da roda de imersão 2e e a forma como a mistura circula nas câmaras de aspiração 60e por imersão, pelo menos até uma considerável extensão, através das fendas 55e também até ao interior 19e da roda de imersão, a Fig. 11 representa a roda de imersão com os tranportadores 20e, em particular corpos de enchimento 20e para microorganismos sésseis, dispostos no seu interior 19e. Estes transportadores 20e, não precisam de estar dispostos apenas no interior 19e da roda de imersão 2e, mas também, de acordo com o que se representa no exemplo de execução da Fig. 12, podem-se encontrar também na mistura de líquidos 70f existente na roda de imersão 2f.

[0051] No dispositico lf representado na Fig. 2 com a roda de imersão 2f, são as mesmas correspondências com o dispositivo le com a roda de imersão 2e de acordo com as Fig. 9 a 11. As mesmas peças possuem assim os mesmos números e adicionalmente uma letra de índice f para as diferenciar.

[0052] A maior correspondência da roda de imersão 2f com a 14 t U >w. roda de imersão 2e baseia-se fundamentalmente no corte da linha XI-XI da Fig. 12. Todas as peças da roda de imersão 2e são assim também existentes na roda de imersão 2f.

[0053] Adicionalemnete, a roda de imersão 2f possui na sua circunferência pelo menos uma pangaia 71f. Esta pangaia 71f pode ser um ângulo em ferro, que com o auxilio de arcos 72f pode estar fixo na circunferência 5f da roda de imersão 2f. Estas, em particular, pangaias 71f servem para uma mistura adicional da mistura de líquidos 70f recolhida pela roda de imersão 2f que se encontra no reservatório 56f, em que de acordo com o exemplo de execução, se encontram adicionalmente transportadores, em particular, corpos de enchimento 20f de microorganismos sésseis. Também a massa que se encontra no solo do reservatório 56f é também misturado pelo remoinho formado e alcança, através não só da recolha de ar circundante, mas também através da recolha de líquido efectuado pelas câmaras de aspiração 60f, o interior 19f da roda de imersão 2f. Com o auxilio de um crivo 73f nas aberturas 67f garante-se que os transportadores/corpos de enchimento 20f que se encontram na zona exterior da roda de imersão 2f não são recolhidos, ficando no espaço exterior 18f da roda de imersão 2f. Para além disso, pelo menos um direccionador de escovas 74f, é fixo com o auxilio de um arco 75f, na circunferência 5f da roda de imersão 2f. 0 direccionador de escovas 74f é de tal forma conduzido, que para cada rotação é disposto numa saida 77f do reservatório 56f, escova o crivo 76f em arco, em particular, evitando um bloqueio do crivo.

[0054] De forma conveniente, o espaço 18f, entra as superfíces da roda de imersão 2f e as paredes do reservatório, é de tal maneira conduzido que permite um transporte dos corpos de crescimento/corpos de enchimento 20f neste espaço 18f. A pangaia 71f e o direccionador de escovas 74f são de tal forma conduzidos, que entre a pangaia, em 15 t

Lr particular direcionador de escovas, e o diâmetro da roda de imersão 2f por outro, e por outro lado a pangaia, em particular, direccionador de escovas 74f e o solo 78f do reservatório 56f exista um intervalo definido.

[0055] Através da elevada entrada de oxigénio disponibilizada, do dispositvo lf de acordo com a Fig. 12, quer os corpos de enchimento 20f dentro da roda de imersão 2f quer na zona exterior da roda de imersão 2f, são fornecidos com uma quantidade suficiente de oxigénio. Através da rotação da roda de imersão 2f, forma-se um remoinho na parte anterior da pangaia 71f e do direccionador de escovas 74f, que garante a exclusão de deposição dos corpos de enchimento 20f e em simultâneo com as câmaras de aspiração 60f em forma de tubos, permite o transporte, bem como a mistura frequente de efluente, biomassa em suspensão bem como de corpos de enchimento 20f com a biomassa fixada.

[0056] Um último exemplo de execução de um dispositivo lg com uma roda de imersão 2g está representado na Fig. 13, em que fundamentalmente as mesmas peças, de novo, possuem os mesmos números, e para além disso possuem um índice de letra g· [0057] A roda de imersão 2g está fornecida com fissuras, em particular fendas 55g, não só com uma câmara de aspiração 60g mas sim duas câmaras de aspiração 60g' e as correspondentes aberturas 67g. Uma das câmaras de aspiração 60g encontra-se novamente no prolongamento radial da fenda 55g, enquanto a outra câmara de aspiração 60g' no mesmo raio, imediatamente ao lado da primeira câmara de aspiração 60g, disposta de forma exterior ao movimento de rotação.

[0058] Amabas as câmaras de aspiração 60g e 60g' são de novo, convenientemente, de forma tubular, e possuem ao longo do seu comprimento mais que uma abertura 67g. A localização destas aberturas 67g é escolhida de tal forma, que as câmaras de aspiração 60g e 60g' possam estar optimizadas no que diz 16

respeito, em primeiro lugar, à recolha de ar circundante, durante o processo de imersão, em particular, emersão, e na recolha de ar circundante nas fendas 55g para o enchimento da mistura de líquidos 70g do espaço 18g do exterior da roda de imersão 2g, sendo esta mistura de líquidos então, durante o processo de imersão, conduzida através das fendas 55g para o interior 19g da roda de imersão 2g.

[0059] Através da disposição em associação (tandem) com as câmaras de aspiração 60g, 60g', para cada fenda 55g, pode ser conduzida o dobro da quantidade de ar, bem como uma maior quantidade de mistura de líquido 70g do reservatório 56g para o interior 19g da roda de imersão 2g.

[0060] Entende-se finalmente, que cada fenda 55g pode estar prevista para mais que duas câmaras de aspiração 60g, em particular, 60g', podendo variar a quantidade e volume das câmaras de aspiração bem como o tamanho e local das aberturas 67g correspondem às medidas da roda de imersão 2g, não se encontrando limitadas ao exemplo de execução representado pelas figuras.

[0061] Através do posicionamento tangencial das peças que servem de direccionadores 24, 26, 27 e 28 (Fig. 3) produz-se no interior da roda de imersão 2 uma corrente contrária em direcção ao movimento de rotação, na forma de uma corrente circulante, em que verifica uma mistura intensiva de oxigénio do ar circundante, efluente, biomassa (em suspensão) e corpos de enchimento com a biomassa. Devido à mistura, formam-se continuamente novas superfíces de delimitação para a transferência de oxigénio. Aqui são conduzidas as bolhas de oxigénio de tal forma, que pouco tempo antes de alcançarem a superfície do líquido a partir de uma zona de menor pressão num movimento contrário ao seu movimento natural, são conduzidas de novo para baixo para uma zona de maior pressão. Este facto está associado a uma utilização muito boa do oxigénio, em especial através do aumento da pressão parcial, 17 t aumentado também a transferência de oxigénio. É também significativo, que não seja necessário nemhuma introdução de energia adicional, para formar esta corrente no interior de 19 da roda de imersão 2.

[0062] A corrente que se desloca para baixo na roda de imersão 2, quer através de direccionadores/corpos direccionadores, funciona como accionador para a corrente em forma circulante e para o ar borbulhante da água que se encontra nas câmaras de aspiração na zona interior 19 da roda de imersão 2. Ela permite uma corrente densa que se desloca para cima. Através de câmaras de aspiração adicionais 60e, o liquido debaixo da superfície do líquido 29e, é bombeado através do ; ar conduzido através das fendas 55e para o interior 19e da roda de imersão 2e. Para além disso, o líquido flui das câmaras de reacção em imersão para o interior da roda de imersão, onde este líquido é conduzido para a corrente em forma circular através dos direccionadores tangenciais. 0 líquido que sai das fendas aumenta a corrente na forma circular, devido à diferença de densidades, dado que o líquido possui aí menor quantidade de bolhas de ar e assim desce no sentido descendente. 0 líquido em circulação no interior da roda de imersão serve assim como accionador para o conjunto da corrente em rotação de forma circular.

[0063] Muito significativo é o facto, finalmente, de o interior 19 da roda de imersão 2 estar fechado lateralmente numa zona frontal, em particular quase fechado. Para isso encontram-se crivos 17 em todas as aberturas 16 previstas, de forma a providenciar, em particular alterar ou ajustar uma permuta entra o líquido do interior 19 da roda de imersão 2 e a parte exterior da roda de imersão. Aqui podem também ser ajustáveis os revestimentos 63e (Fig. 9).

[0064] A presente invenção não está limitada às figuras apresentadas dos exemplos de execução. Decisivo é o facto de, para as medidas objectivo tomadas, as bolhas de ar maiores 18 até médias serem fragmentadas, durante o processo de mistura e com o auxilio dos transportadores 20/corpos de crescimento, de forma que se forma uma grande superfície total de bolhas de ar. Este facto permite uma melhor transferência de oxigénio. Através do movimento de rotação em contra-corrente do liquido com os transportadores 20 no interior de 19 da roda de imersão 2, as bolhas de ar são impedidas de efectuarem o seu movimento natural de subida, sendo de novo empurradas para baixo. Assim, o tempo de contacto e o grau de permuta de oxigénio é decisivamente maior. Também a resistência desenvolvida durante a mistura por borbulhação dos trasnportadores 20 em movimento, aumenta o tempo de contacto. Assim é conseguido um melhor grau de actividade.

Lisboa, 26 de Junho de 2001 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUS TRIAL

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Claims

U REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a purificação biológica de efluentes com o auxilio de biomassa activa na forma de microorganismos em suspensão e/ou sésseis e com o auxilio de oxigénio proveniente do ar ambiente, com a utilização de uma roda de imersão (2) que possui uma câmara, que está colocada de uma forma central no interior (19), com uma haste (3) bem como câmaras de reacção (4) exteriores radiais e axialmente ao lado umas das outras, para onde converge o oxigénio do ar ambiente numa mistura em movimento consistindo em liquido clarificante e biomassa, caracterizado por o ar ambiente ser introduzido de tal forma no interior (19) da roda de imersão (2) utilizando pelo menos um elemento de direccionamento (24, 26, 27, 28) e direccionado aí de tal forma que pelo menos uma parte da mistura, que consiste em biomassa contendo micro-organismos, efluente ou liquido clarificante e ar ambiente, em conjunto com o ar ambiente na forma de bolhas de ar armadilhadas, se move como uma corrente circulante rotativa, relativamente à roda de imersão (2).
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a corrente se mover de uma forma cilíndrica e/ou aproximadamente cilíndrica oposta à direcção rotacional da roda de imersão (2).
3. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o ar ambiente ser introduzido da circunferência (5e) da roda de imersão (2e) de radialmente até ao interior (19e) da roda de imersão (2e). 1
4. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por a mistura consistindo em liquido clarificante e biomassa, ser introduzido no interior (19) da roda de imersão (2e) através de fendas radialmente direccionadas (55e).
5. Processo de acordo com pelos menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os corpos de crescimento que servem como transportadores (20) para os microorganismos sésseis, se moverem livremente no interior (19) da roda de imersão (2) e/ou na parte exterior da roda de imersão (2f).
6. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o liquido do espaço (18) que recebe a roda de imersão (2), estar também introduzido de tal forma no interior (19) da roda de imersão (2e) ao mesmo tempo que o ar ambiente, e é conduzido de tal forma que a corrente cilíndrica se move relativamente à roda de imersão (2).
7. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por condições padrão na nitrificação dentro da roda de imersão (2) e para a denitrificação fora da roda de imersão (2).
8. Dispositivo de purificação biológica de efluentes com o auxílio de microorganismos em suspensão e/ou em sésseis, na forma de uma roda de imersão (2), caracterizado por a roda de imersão (2) se encontrar frontal ao seu interior (19), bem como às peças de fecho (14, 15) na forma de placa de câmara interior em ambas as faces frontais para o fecho do seu interior (19), peças de fecho essas em que existe pelo menos uma abertura (16) em que as peças (24, 2

26, 27, 28), que servem como peças de direccionamento, estão concebidas de tal forma que se estabeleça uma corrente circulante no interior da roda de imersão (2).
9. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por os veículos livremente móveis (20, 20d, 2Of) para os microorganismos sésseis estarem colocados no interior (19) da roda de imersão (2) e/ou no exterior da roda de imersão.
10. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as câmaras de aspiração (60e) para o ar ambiente e/ou líquido serem concebidas de tal forma que conseguem libertar o seu conteúdo, pelo menos em parte, de forma radial no interior (19e) da roda de imersão (2e).
11. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por as fendas orientadas de radialmente (55) estarem posicionadas entre as câmaras de reacção (4) e ligarem a circunferência da roda de imersão (2) com o seu interior.
12. Dispositivo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por dispositivos para a criação de condições padrão de tal forma que a nitrificação decorra dentro da roda de imersão (2) e a desnitrificação decorra na parte exterior da roda de imersão (2).
13. Dispositivo para a purificação biológica de efluentes com o auxilio de uma roda de imersão (2d) , que possui uma câmara, que está colocada centralmente no interior (19d), com uma haste (3d) e pontas terminais fechadas em grande 3 parte, caracterizado por as câmaras servirem como câmaras de reacção (4d) e/ou câmaras de aspiração de ar ambiente/líquido serem posicionadas radialmente do lado de fora de um anel similar a um crivo (53d) que dilimita o interior (19d). Lisboa 26 de Junho de 2001 O AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL

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