PT946432E

PT946432E - Processo para a purificacao de agua usada

Info

Publication number: PT946432E
Application number: PT97951082T
Authority: PT
Inventors: Jan Kai Dobelmann
Original assignee: Jan Kai Dobelmann
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2001-06-29
Also published as: EP0946432B1; US6129844A; ES2155704T3; DE59702914D1; DE19648860C1; AU733707B2; EP0946432A1; AU5476498A; WO1998023541A1

Description

V. % , ι

DESCRIÇÃO 'PROCESSO PARA A PURIFICAÇÃO DE ÁGUA USADA' [0001] Ά presente invenção, refere-se a um tratamento de água usada num processo de dois passos, para em simultâneo se obter energia na forma de biogás.

[0002] Para a purificação de água usada de forma anaeróbica, são conhecidos diferentes processos e reacções de diversos equipamentos, como UASB, reactores de leito sólido, reservatórios de residência anaeróbios, entre outros.

[0003] Estes reactores são de preferência utilizados por águas industriais fortemente carregadas de matéria orgânica.

[0004] Está na base do objectivo da presente invenção, desenvolver um processo que permita aceder a um método de tratamento que possibilite a produção de energia, através de fermentação anaeróbia de águas usadas fracamente carregadas de matéria orgânica (CBO - carência bioquímica de oxigénio <500 mg/L).

[0005] De acordo com a presente invenção, o objectivo é alcançado através das caracteristicas indicadas na reivindicação 1. O processo de acordo com a presente invenção, que consiste na execução do processo em dois passos, em que no primeiro passo de purificação se executa um tratamento anaeróbio com a produção de biogás contendo metano, e num segundo passo de purificação que se executa numa unidade de purificação vegetal, em que se introduz nas águas usadas a biomassa recolhida no segundo passo de purificação antes do primeiro passo de purificação. Ao mesmo tempo que se introduz a biomassa recolhida do segundo passo de purificação, podem ser também adicionados outros compostos orgânicos ou inorgânicos e detritos na água usada antes do primeiro passo de purificação. 1

-~7 [0006] Através do processo de acordo com a presente invenção é possível permitir a fermentação anaeróbica para a formação de metano em águas com quantidades pequenas de compostos orgânicos.

[0007] Antes de se introduzir a biomassa recolhida no segundo passo, ou os compostos orgânicos ou inorgânicos nas águas usadas antes do primeiro passo, tem de se proceder à necessária fragmentação e desfibrilação para o decurso da fermentação. Para a desfibrilação e fragmentação da biomassa e dos outros detritos, são utilizados sistemas conhecidos como sistema SIMA, ULTRA, TURAX entre outros. Através da alimentação pretendida da biomassa recolhida no segundo passo nas águas usadas antes do primeiro passo, a carga das águas usadas em detritos orgânicos é de tal forma elevada que permite que decorra a fermentação anaeróbia com a produção de metano. Obtém-se uma produção de energia a partir da purificação de águas usadas pouco carregadas em compostos orgânicos, com a produção de um gás contendo energia (valor de queima de 20 a 25 MJ/m3) , que é utilizável, do ponto de vista energético, de variadíssimas formas. Relativamente à energia associada à alimentação de oxigénio, como é necessário em processos aeróbios, ela é precindível.

[0008] A quantidade a adicionar de biomassa recolhida no segundo passo de purificação, e eventualmemte outra biomassa, regula-se de acordo com a carga das águas usadas a utilizar. Desta forma é possível manter constante a carga da água usada que abandona o primeiro passo de purificação. O segundo passo de purificação é protegido de sobrecarga, não se registando passagem de água usada sem que esta seja purificada no segundo passo de purificação.

[0009] Se a carga das águas usadas introduzidas fôr elevada, então prescinde-se total ou parcialmente da alimentação de biomassa vegetal obtida do segundo passo de purificação e de outras blomassas adicionais. Esta variante é executada a uma 2 velocidade de passagem constante no primeiro passo de purificação.

[0010] De preferência o processo de acordo com a presente invenção decorre de forma que as águas usadas que abandonam o primeiro passo de purificação, possuam como carga, um valor de CBO de 300 mg/L.

[0011] Também é possível recolher uma carga mais elevada das águas usadas através de um prolongamento do tempo de residência no primeiro passo de purificação, de forma a atingir o valor de carga desejado para as águas usadas que abandonam o primeiro passo de purificação.

[0012] Através do processo de acordo com a presente invenção é possível aproveitar a biomassa vegetal não utilizada, recolhida pelos anteriores sistemas de unidades de purificação vegetal.

[0013] A presente invenção é elucidada, através da figura, em duas variantes do processo. Naturalmente que também são abrangidas outras formas de condução do processo da presente invenção.

[0014] A variante de processo A refere-se a uma forma de condução do processo na qual o segundo passo de purificação é conduzido como uma unidade aquática de purificação vegetal.

[0015] A variante de processo B refere-se a uma forma de condução do processo, na qual o segundo passo de purificação é conduzido como um tratamento terrestre.

[0016] De forma geral, a água usada é transportada da fonte de água usada 1 para a unidade de purificação de água usada. Aqui são removidos mecanicamente, num primeiro passo de pnri ficação, os compostos mais volumosos e mais finos, por exemplo, por separação dos sedimentos 2. Após este tratamento, é adicionado no local de doseamento 3 a biomassa fragmentada a partir do depósito e contentor de fragmentação 8, sendo assim atingida o valor da carga óptima para o primeiro passo de purificação. Materiais de sedimentação 3

ζ' voltam a ser de novo removidos no colector de areias 4.

[0017] O reservatório e contentor de fragmentação 8 é alimentado por um lado através da biomassa vegetal recolhida no segundo passo de purificação e por outro através de matérias orgânicas adicionais e detritos. A água usada optimizada em termos de carga e purificada mecanicamente, entra então no primeiro passo de purificação, o reactor anaeróbio 5. Ai, a biomassa em putrefacção é precipitada e acumulando-se no reactor 5. Do reactor 5, a biomassa em putrefacção abandona continua ou periodicamente, dependendo da forma do processo, o reactor 5, e depois de uma nova putrefacção dos restos, conduzida a um outro objectivo de utilização 10. 0 biogás resultante (teor de metano de cerca de 85%) é recolhido e utilizado por um consumidor 9.

[0018] A água usada abandona o primeiro passo da purificação com um teor de CBO de cerca de 300mg/L e serve no segundo passo da purificação, uma unidade de purificação vegetal 6 para irrigação e como fertilizante orgânico natural para produção de biomassa obtida da fotossíntese através de energia solar 11.

[0019] Na variante de processo A a unidade de purificação vegetal 6 consiste num tanque, que de preferência tem a forma de uma vala, para que sejam evitadas correntes de curto-circuito. Para guarnecer, de forma vegetal, adequam-se os jacintos de água (Eichornia crassipes). Eles constituem uma planta tóxica altamente resistente com uma significativa taxa de propagação, uma guarnição de 30% prolifera, sob condições climáticas adequadas, e num período de um mês, a toda uma superfície e aumenta a taxa de consumo de azoto e de materiais prejudiciais.

[0020] Na variante de processo B a unidade de purificação vegetal 6 consiste num tratamento terrestre, o qual não desempenha uma função de acordo com a presente invenção, em qualquer dos sentidos, vertical ou horizontal, em que no 4 processo de purificação, a terra é atravessada pela água.

[0021] De forma vantajosa é escolhido nesta variante, um tratamento de superfície da terra com uma corrente horizontal e vertical, que atravessa a terra. É contudo também possível, trabalhar com uma corrente que atravessa a terra horizontal e verticalmente.

[0022] Para as variantes do processo, sugere-se a erva de São Agostinho (Stenotaphrum secundatum). Ela é caracterizada através de uma forte proliferação vegetativa, resistente ao sal, e boa tolerância relativamente a níveis de humidade, também em longos períodos de tempo. No tratamento terrestre, o efeito de filtro da terra funciona, para além disso, de forma vantajosa.

[0023] Os tipos de plantas acima mencionados não representam exclusividade. É possível utilizar outros tipos de plantas, como guarnições, no segundo passo da purificação.

[0024] Depois de decorrer o segundo passo da purificação, a água usada é de tal forma purificada, que preenche os requisitos dos valores normais da água no início, de forma que pode ser conduzida directamente para o emissário 7 ou pode ter qualquer outra utilização.

[0025] Com o processo de acordo com a presente invenção é possível, por uma correspondente dimensionação dos passos de purificação ou por ajuste do tempo de residência da água usada através do primeiro passo de purificação, obter água de escoamento do segundo passo de purificação com valores de escoamento, que as unidades convencionais de purificação não conseguem oferecer a um custo similar ou mesmo mais reduzido.

Lisboa, 15 de Maio de 2001

^AGENTE OFICIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAL 5

Claims

Zy REIVINDICAÇÕES 1. Processo para a purificação de água usada no qual se utiliza um processo em dois passos de purificação, que consistem num tratamento anaeróbico num primeiro passo de purificação com a produção de biogás contendo metano, e um tratamento numa unidade de purificação vegetal, como segundo passo de purificação, e que, para além disso, introduz nas águas usadas a biomassa recolhida no segundo passo de purificação antes do primeiro passo de purificação.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente se introduzir, nas águas usadas, outras matérias orgânicas e detritos antes da primeira etapa de purificação.
3. Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2 caracterizado por a carga da biomassa orgânica das águas usadas proveniente do primeiro passo ser mantida constante.
4. Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por a carga da biomassa orgânica na água usada do primeiro passo ser controlada pela quantidade adicionada de biomassa, obtida do segundo passo de purificação, e/ou materiais orgânicos adicionais e detritos nas águas usadas, antes do primeiro passo de purificação ser executado. 1
5. Processo de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por a carga da água usada que abandona o primeiro passo de purificação ser controlada pelo tempo de residência das águas usadas no primeiro passo de purificação.

Lisboa, 15 de Maio de 2001

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