PT95051A - Dispositivo de funcionamento automatico e continuo para a desidratacao de uma lama, em particular, de uma lama de clarificacao - Google Patents

Dispositivo de funcionamento automatico e continuo para a desidratacao de uma lama, em particular, de uma lama de clarificacao Download PDF

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Description

Descrição referente a patente de invenção de Hans Georg Huber, alemão, engenheiro diplomado, residente em 2um Haehental 8, D-8434 Berching, República Federal Alemã, "DISPOSITIVO BE FUNCIONAMENTO AUTOMÁTICO E CONTÍNUO PARA A DÊSIBRATAÇlO DE DMA LAMA, EH PARTICULAR, DE OMALAMA DE CLARIFICACAO". A presente invenção refere-se a um dispositivo de funcionamento automático e continuo para a desidratação de uma lama tratada com um agente de floculação, em particular, de uma lama de clarificação, com um dispositivo transportador de parafuso com um parafuso sem fim transportador que consiste num eixo e uma hélice e numa parede perfurada. Em vez do parafuso transportador pode também ser aecionada rotativamente a parede perfurada e o parafuso transportador estar fixo* Em particular na técnica de tratamento de aguas residuais aparecem lamas dos mais diversos tipos, tais como lama fresca, lama putrefacta, lama de refluxo, lama de excesso, lama flutuante, etc.., que a-presentam um teor muito elevado de água e um teor corresponden-temente baixo de matéria solida. 0 dispositivo de funcionamento automático serve para aumentar o teor das matérias solidas de uma lama que foi concentrada por meio de um agente de floculação. £ conhecido um dispositivo do tipo descrito na introdução. A lama, misturada com um agente de floculação, é introduzida num recipiente no qual está instalado um veio de agitação com um eixo vertical. Na sua parte inferior o recipiente é - 1 -
~ de forma oóniea e é seguido por um dispositivo de parafuso transportador eom eixo horizontal que possui uma parede perfurada cilíndrica e uma hélice para a desidrataçSo e a concentração da lama· A extremidade do dispositivo de parafuso transportador I mais ou menos tapada com uma tampa que pode ser carregada por um contrapeso» a fim de provocar o estabelecimento de uma pressão no interior do dispositivo de parafuso transportador. Na zona da parede perfurada retira-se água filtrada. A aplicação de pressão no dispositivo de parafuso transportador é necessária apenas para separar a água. Como a consistência da matéria solida da lama ê muitas vezes muito fina há o perigo de um aumento de pressão conduzir a que as partículas de matéria sólida sejam pressionados por entre as aberturas da parede perfurada» enquanto já não se realiza a separação desejada da á-gua. Igualmente» devido I pressão» verifica-se uma compressão da matéria sólida na zona da parede perfurada, enquanto que no interior do dispositivo do parafuso transportador» na zona do veio» a lama permanece relativamente húmida» uma vez que nesse ponto a água não pode passar para fora através da matéria solida comprimida.
Cm outro dispositivo conheeido para a desidratação de lama de clarificação prevê uma zona de filtragem» seguida por uma zona de pressão» estendendo-se através destas duas zonas um parafuso transportador constituído por um veio e uma hélice» aceionados conjuntamente. Na zona de filtragem a parede da caixa do dispositivo de parafuso transportador é formada como um crivo» enquanto que é fechada na zona de pressão» Também neste caso a caixa é fechada em grande parte na extremidade do dispositivo de parafuso transportador pela formação de tampCes, verificando-se assim um represamento da matéria sólida no dispositivo de parafuso transportador* Com este represamento eonse-gue-se obter ao mesmo tempo a formação de uma pressão»
Para além disso são conhecidas prensas de fita para a desidratação da lama de clarificação. Estas prensas trabalham vanfcajosamente continuamentes. Mas nas fitas» forma-se um bolo • de filtração da matéria sólida que dificulta a penetração ulte-! rior da água filtrada» Com tais prensas de fita são possíveis .. 2 -
teores de matéria solida até 25$.
As prensas com câmaras de filtragem conhecidas não funcionam na realidade continuamente mas tornam possíveis teores maia elevados de matéria solida até cerca de 361* Os bolos de filtração apresentam graus de humidade diferentes do núcleo para as zonas exteriores, tendo a humidade máxima no interior· 0 objectivo da presente invenção consiste em proporcionar um dispositivo de funcionamento contínuo e automático do tipo descrito na introdução com o qual podem obter-se teores de matéria sólida até 25$, até 30$, ou mesmo até 35$, conforme se pretender que uma tal matéria sólida seda apropriada para utilização na agricultura, para depósito numa fossa ou para a queima·
Isto consegue-se, segundo a presente invenção, se o dispositivo de parafuso transportador apresentar uma primeira zona cilíndrica com um grande diâmetro e um grande largura de fenda, a qual se segue uma zona cónica para reduzir o volume no sentido de passagem da lama, se se previr a seguir a zona cónica do dispositivo de parafuso transportador pelo menos uma zona de pressão que apresenta no lado da entrada, mantendo-se o diâmetro do veio constante, um passo decrescente da hélice transportadora e na sua zona extrema suporta um corpo cónico montado no veio. A parede perfurada estende-se periferieamente por 360° na primeira zona cilíndrica, na zona cónica e na zona de pressão, fazendo estas zonas parte de um tubo de comunicação com a formação das respectivas pressões estáticas· Nas várias zonas estabelece-se de maneira suave uma pressão e um represamento, não sendo os flocos gerados pelo agente de flòculação destruídos, Não só na primeira zona cilíndrica mas também na zona de pressão entram em contacto com a parede perfurada novas porções de lama· Nas várias zonas verifica-se uma mistura e apisoamento continuo da lama# No fim da zona de pressão forma-se, um degrau que serve, por um lado, para a retromistura e por outro lado, para a redução da pressão. A eliminação de um bolo de filtração mantido na parede perfurada durante um tempo prolongado é van-• tajosamente evitada, visto que se efectua repetidas vezes uma - 3 - redistribuiçâo e uma mistura da lama» A salda do dispositivo de parafuso transportador não ê tapada como é usual no estado ac-tual da técnica. Com o novo dispositivo pode desidratar-se por exemplo lama putrefacta com um teor inicial de matéria solida de 3 a 7% até se atingirem teores de 30% e mesmo dê 35$. No ea-so da lama excedente com um teor iniciai de matéria solida de ô*5 a 1$ resultam teores de matéria sólida de 10 a 15$.· Mediante a integração da parede perfurada e das zonas de pressa© num tubo de comunicação o dispositivo opera num nivel de pressão elevado que resulta da soma das pressões estáticas e do aumento de pressão devido ao represamento e à redução de volume· 0 tubo de comunicação pode ser realizado de maneiras diferentes· É possível, em particular, dispor o dispositivo de parafuso trans portador de maneira inclinada, obtendo assim a altura necessária de dsscarga para a lama que sai do dispositivo. Com esta disposição inclinada estabelece-se um valor de pressão estática que diminui em cada uma das zonas no sentido de passagem da lama. Por outro lado, é possível colocar o dispositivo de parafuso transportador com o seu eixo horizontal e levar pàra cima a extremidade do dispositivo para um tubo que ê mais ou menos ver tical até a uma calha de descarga, obtendo-se assim a altura de descarga necessária* Em ambos os casos, a extremidade do dispositivo forma o ramo ascendente do tubo de comunicação enquanto o outro ramo é constituído por um recetor de floculação montado antes do dispositivo. Neste tipo de operação com um nivel de pressão elevado há também uma redução relativa de pressão depois de cada cone, garantindo assim a realização de uma mistura mermanente, uma redistribuiçâo um apisoamento da lama antes de a lama ser submetida a um outro aumento relativo de pressão que provoque a desidratação, a concentração, e, finalmente o aumento do teor de matéria sólida*
Em todos estes modelos do dispositivo é possível equipar a zona cónica com uma parede fechada, quer dizer renunciar â instalação de uma parede perfurada ou de partes da parede perfurada nesta zona cónica. Aumentar-se assim o represamento na zona cónica, o que procoea uma melhoria da desidratação na zona cilíndrica eoloeada anteriormento* - 4 -
0 dispositivo de parafuso transportador pode ser
equipado com varias zonas de pressão, colocadas ama depois das outras no sentido de passagem, tendo as zonas de pressão diâmetros do veio que crescem de forma progressiva e diâmetros ex teriores crescentes das peças cónicas construidas sem hélice. t partioularmente vantajoso o desenvolvimento e a disposição de varias zonas de pressão consecutivas harmonizadas uma com as outras, caso se pretenda obter valores elevados do teor de matéria sólida. Neste caso não há qualquer interesse em aumentar mais a pressão* É preferível pôr a lama sob pressão várias vezes seguidas nas várias zonas de pressão, aliviar a pressão entre as zonas e sobretudo garantir que se efeetue uma retromis-tura da lama a desidratar para que sejam sempre outras partes da lama a serem desidratadas direetamente junto da parede perfurada. As peças cónicas podem ser construidas sem hélice. Podem ser construidas como cones rectos e colocadas com o seu eixo coaxialmente oom o eixo do veio. Num outro tipo de construção as peças cónicas são construidas essencialmente como peças helicoidais crescentes radialmente e montadas no veio, resultando assim um estreitamento de secção na direeção radial na periferia que termina também num degrau radial. São também possíveis combínaçSes de um cone recto cora formação helicoidal radial. Em todos os casos uma tal peça cónica destina-se a criar o represamento e, por outro lado reduzir o diâmetro. Assim a peça cónica não desempenha qualquer função de transporte, podendo por isso ser construída sem hélice. Portanto pode-se operar a um nível de pressão elevado pela pressão estática do tubo de comunicação»
Nas suas várias zonas de pressão colocadas umas a seguir às outras na direeção de passagem, o dispositivo de parafuso transportador pode apresentar larguras de fenda decrescentes adaptadas umas as outras. Com um numero crescente de zonas de pressão pode utilizar-se em cada caso uma pressão maior nas zonas de pressão seguintes se houver o perigo de a lama ser de novo misturada na entrada numa outra zona de pressão, de modo que se garante que em cada parede perfurada novas partes da la-. ma e novas zonas entrarão em contacto e portanto actuarâo. Nas
τ
suas várias zonas de pressão colocadas umas a seguir as outras, o dispositivo de parafuso transportador apresenta larguras de fenda decrescentes, de modo que se assegura que, devido a um tal degrau, a lama não pode passar para fora através da parede perfurada* É particularmente vantajoso que a largura de fenda seja de aprox. t 0.5 mm na zona cilíndrica, de aprox. 0.25 mm na zona cónica e que continue a decrescer nas zonas de pressão que se seguem - particularmente entre 0.25 e 0.1 mm. Assim em princípio a largura de fenda diminui no sentido de passagem» Evita-se um aumento excessivo de pressão nas várias zonas de pressão. Antes pelo contrário o aumento de pressão ajusta-se a cada escalão de desidratação no sentido de uma redução do volume. É possível operar com níveis eomparativamente baixos de pressão· Também a formação de degraus na extremidade das peças cónicas I importante. Verifica-se aqui igualmeate um alívio da pressão da lama parcialmente desidratada para que possa ser realizada uma reorientação da lama, seguida por um outro aumento absoluto ou relativo de pressão.
Para a limpeza da parede perfurada pode prever-se um dispositivo de lavagem* Com este dispositivo limpa-se a parede perfurada permanentemente e mantem-se livre, de modo que não se deposite ou sedimente qualquer bolo de filtração na parede perfurada. â parede perfurada pode ser envolvida por uma parede exterior fechada para recolher e eliminar a água de filtração. Pode prever-se, juntamente comesse dispositivo ou separado, um dispositivo de aquecimento para aquecer a lama a desidratar» Esse dispositivo de aquecimento I convenientemente intercalado entre o reactor de floculação e o dispositivo de lavagem. Pode também prever-se no início do dispositivo, por exemplo como fundo susceptível de ser aquecido, no início da zona cilíndrica da caixa do dispositivo. Pode também ser instalado num lugar diferente. Surpreendentemente a desidratação é favorecida pelo aquecimento da lama de clarificação.
Para fins de pré-concentração pode montar-se um reactor de floculação antes do dispositivo de parafuso transporta-• dor, adicionando-se a esse reactor o agente de floculação* 0 ! reactor de floculação pode apresentar um crivo fino para uma - 6 - 1 %
'^S
pre-desidratação da lama# A largura das aberturas do erivo fino I de cerca de 0*5 mm. Neste caso não se forma uma pressão, mas sim trabalha-se exclusivamente com a acção da gravidade. Por meio de um agitador move-se a lama, realizando-se assim também neste caso uma retromistura, chegando ã vizinhança da parede ,do crivo fino sempre novas partes da lama#
Pode ligar-se um oufcro reactor de floeulação antes do dispositivo de parafuso transportador» montado entre o primeiro reactor de floculação e o dispositivo e equipado com um erivo com uma largura das aberturas comparafcivamente maior para a pós-compactação da lama. Também nesta pés-compaetação uma quantidade considerável de água de filtração é eliminada através da peneira#
Vai explicar-se e descrever-se com mais pormenor ou eom base em exemplos de realização preferidos* As figuras representam* A fig* 1, uma ilustração esquemática de uma instalação de desidratação de lama com o novo dispositivo? A fig* 2, a constituição da parede perfurada do novo dispositivo? A fig. 3» uma representação esquemática de uma parte do dispositivo com tris zonas de pressão? A fig. 4, a redução do volume do dispositivo no sentido de pas< sagem? A fig. 5, um esquema do tratamento das lamas? A fig* 6, uma representação esquemátiea de uma outra forma de realização do novo dispositivo? A fig* 7, a constituição da parede perfurada do dispositivo de acordo eom a fig* 6? e A fig* 8, um corte feito pela linha(VIII-V1II) da fig. 3 com uma peça cónica modificada.
Na fig. 1 esta representado o dispositivo (?) como componente de uma instalação para a desidratação de lamas, eom . o eixo inclinado» de maneira extremamente esquematizada. Em 7
SSsJilsE
primeiro lagar, previu-se um reactor de floculação (2) no qual a lama e introduzida, por cima, através de uma conduta (3)» segundo com a seta (4)· No reactor de floculação está montado um crivo fino (5) de forma aproximadamente cilíndrica em cujo interior se previu um agitador (6) que é accionado por um motor (7). No crivo fino (5), apenas a força da gravidade e o movimento gerado pelo agitador actuam na lama misturada com um a-gente de floculação, de modo que também aqui são sempre novas partes da lama que entram em contacto com a parede do crivo fino (5). Verifica-se uma pré-desidratação e acumula-se um filtrado (8) no fundo do reactor de floculação* Através de uma conduta (9) a lama prê-desidratada chega ao dispositivo (1), mais concretamente a uma primeira zona cilíndrica (10) com um diâmetro relativamente grande, na qual a lama não preenche a secção transversal livre, de modo que efeciua uma revolução da lama* Também aqui não há qualquer formação de pressão, actuando aqui na lama apenas a força da gravidade e existindo assim a pressão estática em todo o tubo de comunicação* Mae devido â revolução intensiva ellmina-se uma quantidade significativa de filtrado (11), Só no fim da zona cilíndrica se atinge o preenchimento completo da secção transversal no sentido de passagem, antes de se seguir uma parte cónica (12) que serve para a redução de diâmetro* 1 parte cónica (12), segue-se novamente uma parte cilíndrica, prevendo-se aqui várias zonas de pressão (13) (14) e (15)* No interior do dispositivo (1) previu-se um dispositivo de parafuso transportador que apresenta um veio (16) com hélice (17), ao qual está associada a parede perfurada (18) nas várias zonas descritas* A parede perfurada (18) é envolvida por uma parede exterior (44). G veio (16) é accionado por um motor (19) com engrenagem reductora (20)* Por meio de uma redução do número de rotações do veio (16) pode aumentar-se o tempo de permanência da lama no dispositivo* Através de um plano inclinado (21) a lama desidratada com úm teor de matéria sólida de cerca de 30% chega a um recipiente (22). Através de um dispositivo de aquecimento (35), por exemplo sob a forma de um fundo susceptível de ser aquecido, no dispositivo (1), a lama a tratar pode ser aquecida quando da sua entrada no dispositivo (1). - 8 -
- Um tal aumento de temperatura influencia a desidratação de fôrma favorável* 0 dispositivo (1) completo com o veio (16) e a hélice (17) é colocado inclinado, de modo que a lama tratada no dispositivo é transportada para cima e a desearga feita de uma altura adequada*
Prevê-se um recipiente de dissolução e doseamento (23) no qual se introduz o agente de floeulação (24) que se dissolve ou em água industrial proveniente da conduta (25) ou em água de filtração proveniente de uma conduta (26)· No recipiente de dissolução e doseamento está instalado um agitador (27)· Através de uma tomba doseadora (28), de um misturador (29) e de uma conduta (30), o agente de floeulação (24) doseado chega â conduta (3) e portanto ao reactor de floeulação (2)· 0 filtrado (8) que se forma no reactor de floeulação (2) pode ser fornecido, através de uma conduta (31), na qual está montada uma bomba de filtração (32), ou â conduta (26) para o recipiente de dissolução e doseamento ou ao misturador (29) através de uma conduta (33)* A partir da conduta (26) existe também a possibilidade de conduzir o filtrado (8), sob a forma de água de lavagem a uma conduta (34) para o dispositivo (1) e utilizá-lo para lavar a parede perfurada (18)*
Na fig. 2 está representada a parede perfurada (18) do dispositivo (1), A zona cilíndrica (10), na qual o passo da hélice (17) e constante, está dividida em duas zonas (45) e (46). A parede perfurada (18) na zona 45 tem uma largura das fendas de 1 mm* Na zona (46) a largura das fendas é de 0.5 mm. A parede perfurada (18) estende-se por uma extensão periférica de cerca de 300 e é aberta em cima* Segue-se depois a parte cénica (12) na qual se previram no tronco de cone três zonas de cerca de 70° distribuídas peia periferia, formadas como paredes perfuradas, enquanto que a parte restante ê fechada. Reàliza-se aqui uma redução de diâmetro substancial» A largura das fendas é de 0*25 mm* Segue-se depois a primeira zona de pressão (13), que é duas vezes mais comprida do que as zonas de pressão seguintes (14) e (15). A zona de pressão (13) por sua vez divide-. -se em duas zonas (47) e (48)* A largura das fendas na zona | (47) é de 0.25 mm, enquanto que na 2ona (48) se previu uma lar- - 9 -
se que aqui a parede perla dâ parede cilíndrica. gura das fendas de 0.2 mm. Compreende furada (18) e prevista em toda a
Na zona de pressão (14) a largura das fendas é de 0,15 mm, zona de pressão (15) previu-se uma largura das fendas de 0.1mm. Verifica-se que larguras de fenda que deeresçem no sentido de passagem estão dispostas de maneira escalonada* A fig. 3 ilustra a construção interna do dispositivo (1) e do dispositivo de parafuso transportador. A zona cilíndrica (10) está representada apenas parcialmente. Nesta zona a hélice (17) tem um passo constante. Ma zona da parte cónica (12) que se segue reduz-se o diâmetro. Também o diâmetro do veio (16) se toma u» pouco menor na extremidade da zona cónica (12).
Na primeira zona de pressão (13) o veio tem um primeiro diâmetro e a hélice (17) «m passo decrescente de modo que já se verifica uma acção de compressão antes de uma peça cónica (49), através do qual a lama a desidratar fica sob pressão. A peça cónica actua também no sentido da formação de um represa-mento devido a formação de uma pressão, â hélice (17) não está prevista na zona da peça cónica (49). 0 diâmetro exterior da peça cónica (49) está ajustado para se obter a acção de compres são desejada nesta primeira zona de pressão (13). Na entrada para a segunda zona de pressão (14) o corpo cónico (49) forma um degrau (50)» que serve para a expansão ou redução da pressão, de modo que a lama de clarificação, parcialmente desidratada na primeira zona de pressão (13) , ehegua â segunda zona de pressão (14) num estado expandido. Por meio do degrau (50) realiza-se também uma mistura, de modo que então outras partes da lama entram em contacto directo com a parede perfilada, para fora, enquanto que as zonas da lama que antes se encontravam numa posição relativamente para fora, se acamam mais para dentro* Também na segunda zona de pressão (14) a hélice (17) apresenta um passo decrescente. Aqui o veio (16) já possui ura diâmetro eomparativaraente maior. Uma peça cónica (51) que fecha a zona de pressão (14) apresenta um diâmetro exterior maior do • que o da peça cónica (49) da primeira zona de pressão (13). 0 - 10 -
V %
- ajustamento escolhe-se de acordo com a redução de volume devida â eliminação da água de filtração na primeira mona de pressão (13) · Os escaldes de pressão nas várias monas de pressão (13), (14) e (15) podem ser absolutamente iguais ou msís ou menos iguais· Um aumento de pressão na direeção de passagem não é vantajoso, na maioria dos casos, A terceira zona de pressão (15) também é formada a-nalogamente» 0 veio (16) apresenta aqui um diâmetro ainda maior. Também a hélice (17) apresenta mais urna vez um passo decrescente e uma peça cónica (52) possui um diâmetro exterior maior do que o da peça cónica (51). Nas peças cónicas (51) e (52) previram-se ou formaram-se também degraus (53) e (54), que tem a mesma função que o degrau (50)* Oeste modo, cada zona de pressão (13), (14) e (15) termina com uma expansão, isto é, com uma redução de pressâoe «ma mistura da lama de clarificação* 0 ob-jectivo destas zonas de pressão (13), (14) e (15), cujo número pode variar, é o de simultaneamente transportar sempre a lama do estado se» pressão para um novo andar de desidratação e poder eliminar «ma outra parte de água de filtração* Através do plano inclinado (21) a lama sai do dispositivo com um teor de matéria sólida de cerca de 30$* Pode assim ser depositada, queimada ou transformada em estrume* A fig, 4 mostra a redução de volume dentro do dispositivo (1), a começar na transição da parte cilíndrica (10) para a parte cónica (12), ou seja, onde a área de passagem é completamente preenchida pela primeira vez* Reeonheee-se que na parte cónica (12) já se verifica uma redução de volume de cerca de um terço* Nas zonas de pressão (13), (14) e (15) seguintes a redução de volume já não é tão grande, o que também se compreende, visto que o teor de matéria sólida aumenta e que se torna cada vez mais difieil extrair mais filtrado da lama* A fig* 5 mostra um esquema de tratamento da lama no qual se dispOe um certo número de aparelhos diferentes para o tratamento da lama uns a seguir aos outros. 0 tratamento da lama pode realizar-se nesta sequência. É evidente que é possível * também fazer passar tipos particulares de lama apenas por «má - 11
parte destes aparelhos» Em geral, porem, a lama a tratar atravessa em primeiro lugar uma grelha (36 5 e um colector de areia (37) de modo que se separam aí o material retido na grelha e a areia da água* Esta ultima chega em seguida a uma baeia de pre--clarificação (38) em cuja parte mais funda pode retirar-se a lama primária* Mas a mistura de aguas residuais/lama pode ser transportada da baeia de pre-clarifícação para uma baela de aetlvação da lama (39) e para uma baeia de clarificação final (40), resultando deste modo lama de refluxo e lama excedente»
Os diferentes tipos de lama podem em primeiro lugar ser crivados separadamente ou como lamas misturadas* Esta eri-vação de lama realiza-se num crivo de parafuso (41). A erivação da lama é importante porque-uma grande parte dos custos de manutenção dos aparelhos montados a seguir, tais como os reacto-res de floculação <2) e ( 2 *), as torres digestoras (42), as bombas pertencentes e condutas de lama correspondentes, é determinada pelo facto de os materiais grosseiros, tais como folhas de plástico, fibras, etc», entupirem as bombas, as válvulas de corrediça, os permutadores de calor e as condutas tubulares* © emprego de um crivo de parafuso ou instãlaçdes de erivação análogos para a erivação da lama evita estes problemas e facilita também o manuseamento da lama durante o tratamento ul-. terior, de lama, por exemplo na torre digestora (melhor cobertura de lama flutuante) e finalmente no aproveitamento para a queima, a transformação em estrume cu para fornecimento para a agricultura*
Ba salda do crivo de parafuso ternos uma lama eom um teor de matéria solida de 2$· Para indicar em litros de maneira comparativa as quantidades residuais e para representar as fraeçOes das quantidades residuais em %, tomamos aqui uma quantidade de 1000 1 a tratar. Depois da erivação a lama chega a um reactor de floculação (2), no qual se realiza uma pré-concen-tração. Então não se adiciona o agente de floculação, como também se realiza uma desidratação por meio de um crivo fino (5)» As lamas primárias e sobretudo as lamas excedentes, com teores * de matéria sólida muito reduzidos têm de ser continuamente com- - 12 - %
pactadas da modo que a concepção das bombas, e dos permutadores de calor e sobretudo o dimensionamento das torres digestoras e das bombas de circulação podem manter-se dentro de limites económicos* Na saída do reactor de floculação (2) está presente uma lama com o teor de 5$ de matéria sólida. Gomo já se eliminaram 605 da água a quantidade restante que tem de ser tratada é de 400 1, ou 405 da lama inicial.
Portanto, a torre digestora (42) que se segue ê carregada apenas com esta quantidade residual* Nesta torre realiza-se a digestão da lama* Esta estabilização anaeróbia e a digestão da lama I o processo de estabilização usado com mais frequência* Com ele está ligada a vantagem da obtenção de energia a partir dos gases* 0 funcionamento e a estrutura de uma torre digestora (42) são em princípio conhecidos. Â torre digestora (42) pode seguir-se um outro reactor de floculação (2f>, que é em si formado de maneira análoga à do reactor de floculação (2), Apenas o crivo (51) nele introduzido possui uma largura das fendas maior do que a do crivo (5) do reactor de floculação (2). Faz-se aqui a pós-eompactaçâo» Devido â decomposição de componentes orgânicos da lama no decorrer da estabilização da lama (digestão) a lama torna-se de novo mais aquosa, sendo necessária uma compactação posterior da lama, com nova desidratação* Na saida do reactor de floculação (2 ’) está presente lama com um teor de matéria sólida de 105. A quantidade a tratar reduziu-se a 205. Por conseguinte o dispositivo (1) que vem a seguir é carregado apenas com esta pequena quantidade residual. Aqui no dispositivo (1) realiza-se outra desidratação. 0 teor de matéria sólida na saída do dispositivo (1) é de cerca de 255 pode variar conforme o tipo de lama. É possível um teor de matéria sólida até 305. A quantidade residual restante é de 85 da quantidade introduzida, ou 80 1. Esta desidratação elevada é vantajosa, nomeadamente quer para uma eventual redução dos custos de transporte, quer para redução dos custos do tratamento da lama nos depósitos, na agricultura, na queima ou na fabricação de estrume. Com o auxílio do dispositivo (1) que funeiona eoutinuamente e eventualmente dos outros aparelhos montados antes, pode economizar-se muito tempo e t3
espaço, em comparação com os outros processos de processamento de lama conhecidos. & lama obtida na saída do dispositivo (1) pode sujeitar-se também a um pos-tratamento com cal num misturador (43)* Isso tem a vantagem de a lama ser desinfectada pela adição de cal vova e poder ser usado dlrectamente na agricultura. Por outro lado, aumenta-se desse modo o teor de matéria sólida para cerca de 35 a 40$, obtendo-se assim uma estabilidade suficiente para a deposição numa fossa. Ho dispositivo (t) representado nas fig, 1 s 3 o parafuso transportador está colocado inclinado. Devido I colocação inclinada do dispositivo (1) e em floculação (2) resulta um tubo de comunicação tal que a mistura das águas resíduais/lama ê tratada sob a aeção adicional da respeotíva pressão estática. Devido à disposição inclinada do dispositivo (1), a pressão estática I diferente nas várias zonas. Ha primeira zona cilíndrica (10) do dispositivo reina a pressão estática máxima. 0 espaço interior desta zona (10) está totalmente preenchido, o mesmo sucedento com as zonas restantes. No sentido de processamento da lama quando passa pelo dispositivo (1) a pressão estática diminui de andar para andar, visto que a lama é elevado a um nível cada vez mais elevado. Esta fracção da pressão estática e sobreposta a fraeção da pres são que resulta da formação das zonas seguintes. A parte cónica seguinte (12), que ou pode estar dotada de zonas formadas como crivos, mas também pode ser formada inteiramente fechada, sem qualquer área de penetração, produz não só uma redução de diâmetro no sentido de passagem, como também provoca também um represamento até para dentro da zona cilíndrica (10) anterior, que pode mesmo ter um melhor efeito, las zonas de pressão (13), (14) e (15) seguintes realiza-se, como anteriormente, tuna redução relativa de pressão, pelas respectivas peças cónicas (49), (51) e (52), podendo apesar disso, existir ainda globalmente, isto é considerando a fracção da pressão estática, uma sobre-pressão, embora reduzida, no fim de cada andar (50), (53) e (54), 0 que é importante é que se realize, em cada um dos andares (50), (53) e (54), uma redução relativa da pressão de modo que a lama possa ser revolvida, misturada e amassada, de modo que se verifique, por um lado, uma homogeneização do conteúdo - 14 -
de água na secção transversal e que, por outro lado, sejam sempre novas partes de lama que se deslocam para fora e entram em contacto eom a parede perfurada (18) e que se verifique repefci-damenta um novo processo de compressão e torção nas várias zonas de pressão* A fig* õ mostra uma possibilidade de arranjo do dispositivo (1) com o reactor de floculação (2) ligado antes, sendo o eixo do dispositivo (1) colocado horizontal. Neste caso a parede perfurada (18) é formada estendendo-se por 360° também na zona da primeira zona cilíndrica (10), isto I, não ê aberta em cima, de modo que também aqui.pode actuar a pressão de re-presamento» Na. extremidade do dispositivo (1) a parede perfurada (18) e a parede exterior (44) prolongam-se para dentro de um tubo de subida (55) em cuja extremidade superior se previu o plano inclinado (21) para a descarga da lama desidratada para o recipiente (22)· Em combinação com o reactor de floculação (2) e eom o tubo de subida (55), o dispositivo (1) forma um tubo de comunicação de modo que um nível de carga (56) eom uma pressão estática correspondente pode açtuar no dispositivo (1). Devido â colocação horizontal do eixo do dispositivo (1) a pressão estática nas várias zonas (10), (12), (13) e (14) ê igual* Reco-nhece-se que, pela variação do grau de inclinação na direeção de transporte, para cima ou para baixo, pode obter-se uma frac-ção da pressão estática decrescente ou crescente na direeção de passagem* Também neste caso â largura das fendas I feita escalonada nas várias zonas (10), (13) e (14), por exemplo de ma- . neira análoga a que foi descrita relativamente á forma de realização das fig. 1 a 3· No entanto, a pressão estática actua não só no dispositivo (1) mas também no reactor de floculação (2), de modo que, na saída do reactor (2), na passagem para o dispositivo (1), está presente uma lama com um teor de matéria sólida de 10 a 12$, se se utilizar um dispositivo (1) de acordo com as fig* 6 e T com o eixo horizontal, de acordo eom o esquema da fig* 5* A quantidade de lama a tratar à entrada no dispositivo (1) depois do reactor de floculação (2*) reduziu-se a cerca de 20%. Na saída do dispositivo (1) são possíveis teores • de matéria sólida até 35$* A quantidade residual restante é de - 15
7$ da quantidade utilizada, ou 70 1* S até possível aumentar o teor d® matéria sólida numa ordem de grandeza entre 40 e 45$ o que I muito favorável para a queima da lama* Por outro lado, resulta uma estabilidade elevada da lama se; for depositada numa fossa. O veio (16) e/ou a heiloe (17) podem ter fendas, aberturas, ou similares, não são representados e servem para uma de-' sidratação adicional ou para a mistura da.lama. A fig* 7 ilustra mais uma vez a configuração da parede perfurada (18) nas várias zonas. A primeira zona cilíndrica (10) está dividida nas duas zonas (45) e (46). Também aqui, a parede perfurada (18) se estende perlferieamente por 350°. A área de passagem livre, ou seja as fendas ou os furos na parede perfurada (18) nas zonas (43) e (46), e diferente, mais eoneretamente decrescente» A zona cónica (12) é formada totalmente fechada, não tendo portanto, qualquer área de passagem na zona da sua parede perfurada (18). As duas zonas de pressão (13) e (14) são ligadas de modo que as fendas ou os furos das zonas respectivas da parede perfurada (18) apresentam dimensões sempre decrescentes» Como resulta de uma comparação das fig* 2 e 7, escolhe-se também de maneira diferente o ângulo da parte cónica (12), para poder u-tilízar uma área maior nas zonas de pressão seguintes (13) e (14) (fig# 7). Desse modo diminui-se na realidade, por meio da parte cónica (12) um pouco o represamento para dentro na zona cilíndrica (10). Por outro lado, a pressão estática contraria esta tendência# A fig. 8 mostra um corte feito pela linha (VIII-VIII) da fig» 3 de uma peça cónica (49*) ligeiramente modificada. A peça cónica (49*) é formada com a forma helicoidal com um diâmetro crescente e colocada no veio (16), com o qual está ligada sem possibilidade de rodar* Também por isso, há um estreitamento de secção transversal no sentido radial na periferia, se o veio (16) for aceionado rotativamente* A configuração helicoidal da peça cónica (49f) refere-se aqui a 360° e termina, também neste caso, num degrau que serve para uma redução relativa da pressão e para a mistura e a revolução da lama de clarificação* Este estreitamento da secção transversal radial pode ser utilizada também em combinação com o estreitamento axial da - 16 -
a*3z=e.m~·'
secção transversal na representada na fig» 3* Também as outras peças cónicas (51) e (52) das várias zonas de pressão podem então ser adaptadas e formadas apropriadamente.
Lista de numeros de referencias 1 = dispositivo 2 ss reactor de floeulação 3 = conduta 4 ss seta 5 ss crivo fino 6 as agitador 7 = motor 8 ss filtrado 9 * conduta 10 = zona cilíndrica 11 ss filtrado 12 ss parte cónica 13 = zona de pressão 14 * zona de pressão 15 = zona de pressão 16 = veio 17 e hélice 18 ss parede perfurada 19 * motor 20 ss engrenagem reductora 21 ss plano inclinado de descarga 22 = recipiente 23 = recipiente de dissolução e doseamento 24 ss agente de floeulação 25 » conduta 26 = conduta 27 - agitador 28 ss bomba doseadora 29 = misturador 30 ss conduta 31 » conduta • 32 «ss bomba de filtração - 17 -
33 = conduta 3¾ - conduta 35 = dispositivo de aquecimento 36 = grelba 37 = colector d© anela 38 = bacía de pré-clarifieaçSo 39 « bacia de lama actívada 40 » bacia de sedimentação final 41 = crivo de parafuso 42 = torre digestora 43 = misturador 44 » parede exterior 45« zona 46 = zona 47 - zona 48 s zona 49 = peça cónica 50 = degrau 51 peça cónica 52 sr peça cónica 53 - degrau 54 » degrau 55 = tubo de subida 56 = nível de earga - 18 -

Claims (1)

  1. REITODIGACÕSS —Ι··.^Ι ! >Ι|«·*·>.»ΐ··ΐΙ«···-, β Ί δ ^ Dispositivo de funcionamento automático e contínuo para a desidratação de uma lama tratada com um agente de floculaçSo, em particular, de uma lama de clarificação, com um dispositivo de parafuso sem fim transportador que compreende uma' hélice transportadora accionada com um veio e hélice e uma parede de rede de peneiro, caraoterizado pelo facto de o dispositivo de parafuso sem fim de transporte possuir uma primeira zona cilíndrica (10.) de grande diâmetro e maior folga seguida por uma zona cónica (12) no sentido de passagem da lama para reduzir o volume, pelo que a seguir à zona cónica (12) da instalação do parafuso de transporte pelo menos é previsto uma zona de pressão (13) que. no lado da entrada, com um diâmetro constante da árvore (16), possui um passo decrescente da hélice transportadora (17) e que suporta na suã extremidade uma peça cónica (M9) assenta na árvore (16), ta* 2^ Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, earaeterizado por a parede com a forma de peneira (13) na primeira zona cilíndrica (10) ter uma forma aberta para cima enquanto na zona cónica que se lhe segue (12) e na zona de prensagem (13) se desenvolver circularmente segundo 360°. - 3ã - Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, earaeterizado pelo facto de a parede com a forma de peneira (18) na primeira zona cilíndrica (10), na zona cónica (12) e na zona de pressão (13) ser prevista de maneira a desenvolver-se circularmente de 36° e estas zonas (10, 12, 13) fazerem parte de um tubo que comunica com a constituição respectiva de pressões estáticas. - 19 - ΐ
    - ijâ « Dispositivo de acordo com as reivindicações 2 ou 3, caracterizado pelo facto de a zona cónica (12) ser construída com parede fechada. - - Dispositivo de acordo com as reivindicações 2 ou 3» caracterizado pelo facto de o parafuso sem fim de trans_ porte ser montada inclinadamente. Dispositivo de acordo com as reiivndicações 2 ou 3, caracterizado pelo facto de o parafuso sem fim de transporte possuir várias zonas de pressão (13, 14, 15) que estão montadas em sequência consecutiva, no sentido da passagem tendo as zonas de pressão (13, 14, 15) diâmetros de árvore crescentes em degrau e diâmetros exteriores crescentes das peças cónicas (49, 51, 52) formadas sem a hélice. - - 7§ - Dispositivo de acordo com uma ou mais das reivindicações 1 a 6, earaeterizado pelo facto de o parafuso sem fim transportador possuir valores da folga decrescentes nas suas várias zonas de pressão (13, 14, 15) montadas no sentido de passagem umas depois das outras, sendo o valor da folga a-proximadamente 1 - 0.5 mm na zona cilíndrica (10), aproximada-mente 0,25 mm na zona cónica (12) e diminuindo ainda mais para especialmente 0,25 a 0,1 mm nas zonas de pressão seguintes (13, 14, 15), - 8i - Dispositivo de acordo com as reivindicações 1 - 20 •V 7, caracterizado pelo facto de se prever uma instalação de lavagem com água filtrada (8) para a limpeza da parede com a forma de peneira (18), a parede com a forma de peneira ser rodeada por uma parede exterior (44) e, se prever um dispositivo de aquecimento (35) para aquecer a lama a ser desidratada. - 9a - Um dispositivo de acordo com uma ou várias das reivindicaçUes 1 a 8, caracterizado pelo facto de se instalar antes do parafuso transportador um reactor de floeulaçâo (2) para efectuar uma pré-concentração o qual possui uma peneira fina (5) para uma pré-desidratação da lama. - 10§ - Dispositivo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado peio facto de antes dó dispositivo do parafuso transportador se encontrar instalado um outro reactor de flocu-lação (2’) que está colocado entre o primeiro reactor de flocu-lação (2) e o transportador (1), e ter uma peneira com uma largura. de fenda relativamente maior para a pós-coneentraçSo da lama. 0 requerente reivindica as prioridades dos pedidos alemãs apresentados em 22 de Agosto de 1989 e em 22 de Dezembro de 1989> sob os HSs. P 39 27 642. 2-44 e P 39 42 561, 4-44, respectivamente. Lisboa, 21 de Agosto de 1990« Π, Mltó <Π>π<ΓΠΓΑΤΓ. IA EffiOEOTBAUl ffllUSffflAB
    - 21 -
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