PT97473B

PT97473B - Processo para eliminar o fosfro e susbtancias em suspensao das aguas

Info

Publication number: PT97473B
Application number: PT97473A
Authority: PT
Inventors: Ulrich Paul; Willi Schaper; Carl-Adolf Eschenbach; Techniker Karl Seel; Hubert Coenen
Original assignee: Passavant Werke
Priority date: 1990-04-26
Filing date: 1991-04-24
Publication date: 1998-08-31
Also published as: EP0454210B1; FI912011A; EP0454210A1; ATE141090T1; NO911548L; JP2558019B2; JPH04227895A; DE4013375A1; DE59108057D1; DE4013375C2; FI912011A0; PT97473A; US5154830A; NO911548D0

Description

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um proces so para eliminar o fósforo dissolvido e contido em substâncias em suspensão, de uma água tratada e pelo menos em parte clarificada, com reduzido teor de matérias sólidas. Nas águas residuais, o fósforo apresenta-se não na sua forma elementar, mas em geral sob a forma de fosfatos.

No processo de tratamento das águas residuais comunais ou industriais, obtém-se primeiro uma água residual com reduzido teor de matérias sólidas a ser conduzida para um contentor prévio, que nem sempre corresponde às exigências de qualidade reforçadas. Em especial os teores residuais

de fósforo e substâncias em suspensão podem ser indesejadamente elevados nestas águas residuais. Ê conhecido o processo no qual, para além da eliminação biológica dos fosfatos, se procede à precipitação e floculação com sais metálicos/ e posterior filtração dos flocos através de um filtro de cascalho ou , areia. No entanto/ no Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik Vol. II (2^ edição) publicado pela Associação dos Técnicos de Tratamento de Águas Residuais (Abwasertechnischen Vereinigung e.V., Bona, página 600), a utilização de um micro-filtro é considerada inadequada.

A presente invenção tem como objectivo redu zir ainda mais, de forma simples, o teor residual de fósforo do processo inicialmente citado. De acordo com a presente invenção, isso processa-se adicionando às águas residuais com reduzido teor de matérias sólidas, agentes de precipitação e floculação para transformar o fósforo dissolvido numa forma insolúvel, e se eliminarem os agentes de precipitação e as substâncias em suspensão através de microfiltração com uma dimensão dos poros de aprox. 10 a 150 jx. Por as substâncias em suspensão compreendem-se matérias insolúveis de natureza orgânica ou inorgânica.

A combinação de filtraçao de substâncias em suspensão, e a simultânea eliminação do fósforo através da utilização da microfiltração, conduz a resultados surpreendentemente vantajosos. Com este processo é possível satisfazer os requisitos actuais e também futuros, relativamente a um reduzido teor residual de substâncias em suspensão e de fósforo numa água residual comunal ou industrial, sendo isso possível de forma vantajosa com menores despesas de investimento do que para a filtração segundo o principio da gravidade ou pressão.

No processo a que se refere a presente invenção, procede-se a um tratamento antes da eliminação das substâncias suspensas através de microfiltração, que consiste numa precipitação do fósforo com posterior floculação, pelo que a microfiltração pode corresponder às exigências colocadas a água residuais puri2 ^ΛηΗβ®⁵χ '· πχπϊγ·.·7~γ:« !tw ί iai® ^^^πκικ*π»«ί8 ficadas. De preferência, após a precipitação o fósforo é floculado e eliminado em conjunto com as substâncias em suspensão

Uma outra forma de execução da presente invenção consiste no facto de a precipitação e floculação sereih efectuadas num passo de destabilização e num passo de aglomeração espacialmente separados, sendo o periodo de permanência no passo de destabilização de 15 a 60 minutos.

Quando a microfiltração é efectuada em apenas um passo, trabalha-se na maior parte dos casos com um filtro com uma dimensão dos poros de no máximo 100 ju. Numa outra forma de execução da presente invenção é vantajoso realizar a microfiltração em dois passos, com uma pré-filtração com uma dimensão dos poros de 60 a 150 ^u e uma filtração fina com uma dimensão dos poros de 10 a 80 ju. A microfiltração em dois passos possibilita tanto o tratamento de um maior volume de água^ residuais, como também uma melhor eliminação do fósforo e das substâncias em suspensão.

No interesse de uma sobrecarga moderada da superficie de filtração, é recomendável a microfiltração ser efectuada com uma sobrecarga de filtração por hora de 10 a 50 m^ de águas residuais por m^. É igualmente recomendável acertar a velocidade de fluxo das águas residuais para a microfiltração a no máximo 0,3 m/seg, de preferência a no máximo 0,25 m/ seg.

A precipitação do fósforo nas águas residu ais pode ser feita por processos conhecidos, com sais de ferro ou de alumínio, ou com hidróxido de sódio, podendo também trabalhar-se com mistura destas substâncias. Poderá ser vantajoso acertar o pH das águas residuais por meio de adjuvantes alcalinizantes ou acidificantes. Como agentes de floculação utilizam-se de preferência no passo de aglomeração, poli-electrolitos com efeito aniónico, catiónico ou nao ionogénico.

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As formas de execução do processo a que se refere a presente invenção são ilustrados com o auxilio do desenho, que representa um esquema de fluxo do processo.

As águas residuais comunais e/ou industriais são introduzida na conduta (1) e tratadas numa estação de purificação (2), sendo pelo menos parcialmente clarificadas A estação (2) pode englobar p.e. uma purificação biológica, da qual faz de preferência ainda parte uma clarificação posterior. As águas residuais com reduzido teor de matérias sólidas, que contêm ainda substâncias em suspensão e fósforo dissolvido, deixam a estação (2) pela conduta (3) e são conduzidas a um passo de destabilização (4), que se destina sobretudo à precipitação do fósforo dissolvido. Para esse efeito, adicio nam-se através da conduta (5) agentes químicos de precipitação em quantidades calculadas, p.e. sais de ferro ou de alumínio, ou também hidróxido de cálcio. É recomendável manter para as águas residuais em movimento por meio de agitação, um tempo de permanência de aprox. 15 a 60 minutos no passo de destabilidação (4).

As águas residuais saiam do passo de detabilização (4) e correm por uma conduta (8) até a um passo de aglomeração (9), que se destina à formação dos flocos de matérias sólidas. Os agentes e adjuvantes de floculação são adicionados nas quantidades calculadas, através da conduta (10). Os adjuvantes de floculação são em geral conhecidos; trata-se de poli-electrólitos com efeito aniónico, catiónico ou não ionogénico. No passo de aglomeração (9) trabalha-se de pereferência sob agitação cuidadosa das águas.

Através da conduta (12), as águas residuai abandonam o passo de aglomeração, no qual foram precipitados e floculados em conjunto o fósforo e as substâncias em suspensão. A fim de evitar tanto quanto possível a separação dos flóculos formados, é recomendável conduzir estas águas residuais até à microfiltração (13) com o minimo de turbulência possível.

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No processo ilustrado no desenho, a mocrofiltração é efectuada em dois passos, constituídos pela filtração prévia (13a) na qual se trabalha com uma dimensão dos poros de 60-150 u, e pela filtração fina (13b), na qual se utiliza uma dimensão dos poros de 10-80 u. Devido ao tratamento moderado dos flóculos de matérias sólidas, é recomendável manter a velocidade de fluxo das águas residuais nas condutas (12) e (14), que se dirigem ao sistema de microfiltração, a no máximo 0,3 m/seg. de preferência e no máximo 0,25 m/seg. As águas residuais tratados abandonam a microfiltração (13) através da conduta (15); o teor residual de matérias sólidas nestas águas residuais situa-se notoriamente abaixo dos 10 mg/1, e o teor total de fósforo (fósforo dissolvido e não dissolvido) ^zé inferior a 1 mg/1. Pelo contrário, o teor de substâncias em suspensão nas águas residuais da conduta (3) pode situar-se p.e nos 20-60 mg/1, e o teor total de fósforo na conduta (3) aprox. nos 5-20 mg/1.

As águas sujas que saem da microfiltração através das condutas (16a) e (16b) são transportadas em primeiro para um recipiente de distribuição (18), e são em par· te conduzidas através da conduta (19) e com o auxílio da bomba de lama (20), de novo para a estação de purificação (2). É tam· bém possível misturar estas águas sujas reconduzidas, no todo ou em parte, com as águas residuais da conduta (3) através da conduta (21) assinalada a tracejado. As restantes águas sujas são removidas do tanque (18) através da conduta (23) e conduzi· das para um concentrador (24). Através de conduta (25) introduzem-se neste concentrador os agentes de condicionamento em si já conhecidos, a fim de facilitar a separação da águas e da lama. Através da conduta (26) e da bomba (27) remove-se a lama do concentrador para uma bomba de filtração (28), e obtem-se assim uma lama parcíalmente desidratada, que é conduzida através da conduta (29) para um contentor de transporte não representado na figura.

Uma modificação óbvia do processo representado na Figura consiste em proceder à microfiltração (13) não em dois passos, mas sim num paso único. Pode igualmente ser recomendável introduzir entre o passo de aglomeração (9) e a microfiltração (13), um tanque de repouso das águas, a fim de melhorar ainda a formação de flóculos de matérias sólidas facilmente filtráveis.

EXEMPLO

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Numa estação comunal de tratamento de ágias dispondo dos essenciais pasos de processo clarificação prévia biologia das lamas e clarificação final, sem equipamento especifico para a eliminação do fósforo, obtém-e uma água residual clarificada, contendo 40 mg/1 de substâncias emsuspensão, sendo este teor residual de matérias sólidas composto por fósforo até 1,8% em peso. 0 teor de fósforo disolvido nestas águas resi duais é de 6,8 mg/1. Num passo de destabilização (4) são adicionados a estas águas residuais 27,2 mg de ferro por litro, sob a forma de um sal de Fe(lll), para precipitação do fósforo; formam-se assim 31,5 mg/1 de fosfato de ferro sob a forma de flocos insolúveis. 0 excesso de ferro precipita sob a forma de hidróxido de ferro, numa quantidade de 29,8 mg/1. Num passo de aglomeração (9) adiciona-se às águas residuais 0,4 mg/1 de poli-electrólitos, e conduzem-se as águas residuais para um equipamento de microfiltração, equipado com um filtro têxtil monófilo com uma dimensão dos poros de 20 jjl. As águas residuais tratadas contêm ainda teor residual filtrável de matérias sólidas 5,5 mg/1, e um teor total de fósforo (fósforo dissolvido e insolúveis), de 0,7 mg/1.

Na conduta que se dirige ao sistema de microfiltração, o teor de substâncias em suspensão das águas residuais é de 40 mg/1, e ainda 31,5 mg/1 de fosfato de ferro da precipitação anterior, e 29,8 mg/1 de hidroxido de ferro(III do excesso da quantidade de ferro utilizado, de 27,2 mg/1. 0 teor de fósforo não dissolvido nas águas residuais conduzidas para o sistema de microfiltração é de 7,2 mg/1, e portanto de 7,1% relativamente ao teor de matérias sólidas a filtrar, de )

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101,3 mg/1. A microfiltração permite portanto uma resução de 86% das substâncias em suspensão, e uma eliminação do fósforo de aprox. 90%.

Claims

Processo para eliminar o fósforo dissolvido e contido em substâncias em suspensão, de águas residuais tratadas e pelo menos em parte clarifiçadas, com reduzido teor de matérias sólidas, caracterizado por se adicionar às águas residuais com reduzido teor de matérias sólidas, agentes de precipitação e floculação para transformar o fósforo disolvido numa forma insolúvel e se eliminarem cs agentes de precipitação e as substâncias em suspensão através de microfiltração com uma dimensão dos poros de aprox. 10 a 150 ja.

- 2- Processo de acordo com a reivindicação, 1 caracterizado por depois de precipitação, o fósforo ser floculádo e eliminado em conjunto com as substâncias suspensas.

- 3â Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por a precipitação e floculação serem efectuadas num passo de destabilização e num passo de aglomeração espeeialmente separados sendo o período de permanência no passo de destabilização de 15 a 60 minutos.

- 4*Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a microfiltração ser efectuada com um filtro com uma dimensão dos poros de no máximo 100 ja.

- 5â Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a microfiltração ser efectuada em dois passos, com uma pré-filtração com uma dimensão dos poros de 60 a 150 u e uma filtração fina com uma dimensão dos poros de 10 a 80 p.

- 6ã Processo de acordo com a reivindicação 1, ou uma das reivindicações seguintes, caracterizado por a microfiltração ser efectuada com uma sobrecarga de filtração por hora, de 10 a 50 m^ de águas residuais por m⁷,

- Processo de acordo com a reivindicação 1, ou uma das reivindicações seguintes, caracterizado por se utilizar para a precipitação do fósforo dissolvido, sais de ferro e/ou sais de alumínio e/ou hidróxido de cálcio.

- 8^ Processo de acordo com a reivindicação 1, ou uma das reivindicações seguintes, caracterizado por, para a precipitação do fósforo dissolvido, se acertar o pH das águas residuais por meio de adjuvantes alcalinizantes ou acidificantes.

- 9â Processo de acordo com a reivindicação 1, ou uma das reivindicações seguintes, caracterizado por se utilizar como adjuvante da floculação poli-electrólitos com efeito aniónico, catiónico ou não ionogénico, de preferência no passo de aglomeração.

• I

- 10- Processo de acordo com a reivindicação 1 ou uma das reivindicações seguintes, caracterizado por se acer tar a velocidade de fluxo das águas residuais para a microfiltração a no máximo 0,3 m/seg, de preferência a no máximo 0,25 m/seg.