[go: up one dir, main page]

PT871595E - Tratamento de aguas residuais meio utilizado e seu fabrico - Google Patents

Tratamento de aguas residuais meio utilizado e seu fabrico Download PDF

Info

Publication number
PT871595E
PT871595E PT96902375T PT96902375T PT871595E PT 871595 E PT871595 E PT 871595E PT 96902375 T PT96902375 T PT 96902375T PT 96902375 T PT96902375 T PT 96902375T PT 871595 E PT871595 E PT 871595E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
granules
grains
waste water
treatment
particle size
Prior art date
Application number
PT96902375T
Other languages
English (en)
Inventor
John James Todd
Adrian Hopwood
Original Assignee
John James Todd
Proceff Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9502743.9A external-priority patent/GB9502743D0/en
Priority claimed from GBGB9523626.1A external-priority patent/GB9523626D0/en
Application filed by John James Todd, Proceff Ltd filed Critical John James Todd
Publication of PT871595E publication Critical patent/PT871595E/pt

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/08Aerobic processes using moving contact bodies
    • C02F3/085Fluidized beds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/006Coating of the granules without description of the process or the device by which the granules are obtained
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated
    • Y10T428/2993Silicic or refractory material containing [e.g., tungsten oxide, glass, cement, etc.]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2982Particulate matter [e.g., sphere, flake, etc.]
    • Y10T428/2991Coated
    • Y10T428/2998Coated including synthetic resin or polymer

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

DESCRIÇÃO EPÍGRAFE TRATAMENTO DE AGUAS RESIDUAIS. MEIO UTILIZADO E SEU FABRICO”
CAMPO TÉCNICO
Esta invenção está relacionada com material particulado solto para ser usado numa estação de tratamento de águas residuais e métodos para o fabrico de tal material, e com métodos e aparelhos para o tratamento de águas residuais usando tal material.
TÉCNICA ANTERIOR
As águas residuais podem ser tratadas por gaseificação, por exemplo, por arejamento ou oxigenação dos esgotos ou outras águas residuais contendo matérias orgânicas degradáveis pela acção do oxigénio sobre aquelas. Tem sido proposta e usada uma vasta gama de métodos e aparelhos de tratamento. O oxigénio não se dissolve fácil ou rapidamente em água e é por isso preferível, em princípio, utilizar arejadores de bolhas finas nos quais as bolhas têm um diâmetro menor do que 2 mm, e desejavelmente menor do que 1 mm. As bolhas menores têm uma área específica de superfície maior para a transferência de oxigénio para o líquido, e também ascendem mais devagar através do líquido para dar mais tempo ao oxigénio de transferir antes que a bolha alcance a superfície do líquido. São conhecidas estações de tratamento que contêm um tanque de tratamento com dispositivos de arejamento submersos na água residual para produzir as bolhas.
Também tem sido proposto fornecer uma estação de tratamento na qual o tanque de tratamento contém um leito de material solto. O arejamento causa então um grau de fluidização do leito e sustenta o crescimento de uma população de 1
microrganismos no material do leito. Na presença de oxigénio dissolvido os microrganismos convertem a matéria orgânica na água residual em dióxido de carbono, água e lamas e materiais celulares mais volumosos aliviando assim a carência bioquímica em oxigénio (CBO). Sob condições de funcionamento apropriadas eles irão converter também amónia em compostos nitratos. A lama excedente assim formada pode passar para fora com o efluente para separação eventual e reciclagem se desejado.
Problemas de colmatação e entupimento dos dispositivos de arejamento ou qualquer canalização podem ser graves quando eles estão enterrados ou encerrados por baixo de um leito de material solto. O encerramento regular e drenagem da estação para limpeza e desobstrução ou substituição dos arejadores é inefeciente e despendioso devido à necessidade de afastar ou remover o material do leito de filtração para ter acesso aos arejadores enterrados. O nosso Pedido de Patente PCT/GB94/02795 (agora publicação WO/95/17351) descreve um método e aparelho para tratamento de águas residuais no qual estes problemas são atenuados, e em particular, revela material particulado solto para utilização como um leito fluidizável no tratamento de águas residuais, o dito material sendo caracterizado por partículas de um mineral substancialmente inerte aderido a, revestido sobre, ou revestido por materiais plásticos para fornecer um habitat para microrganismos eficazes no tratamento de águas residuais.
Este Pedido de Patente também revela um método de tratamento de águas residuais caracterizado por permitir que as águas residuais entrem no tanque de tratamento contendo um leito desse material particulado solto, e gaseificação do leito e da água residual por meio de bolhas de gás emitidas por um ou mais gaseificadores dispostos dentro do leito e adaptados para colocação ou remoção efectuada a partir de acima do nível da água.
Este Pedido de Patente também revela um aparelho para o tratamento de águas residuais caracterizado por um tanque de tratamento contendo um leito de taí material particulado solto, um ou mais gaseificadores dispostos com mobilidade dentro do leito, e meios para fornecer gás aos gaseificadores para emissão sob a forma de bolhas de gás para gaseificar o leito e a água residual, os ditos 2 gaseificadores estando adaptados para colocação e remoção efectuada a partir de acima do nível da água.
Este Pedido de Patente revela tal material particulado solto com uma densidade na ordem dos cerca de 1.0 a substancialmente 1.3 g/cc, tendo uma área de superfície específica superior a aproximadamente 600 m2 por metro cúbico do material solto, e com uma gama de tamanhos de partícula de substancialmente 3 mm a 10 mm de diâmetro. Um exemplo de material revelado são partículas de areia ou cascalho ou outras partículas de material inerte pelo menos parcialmente aderido a, revestido sobre, ou revestido por materiais plásticos, preferivelmente um material termoplástico tal como polietileno. Foi revelado que o material pode ser produzido numa densidade desejada para uma aplicação em particular por mudança da proporção inicial de minerais e plásticos. As partículas podem ser formadas por fusão parcial de polietileno, por exemplo, com ar quente, e permitindo o seu contacto com a areia ou cascalho. Em utilização, as partículas são bastante soltas e permitem imediatamente que os gaseificadores sejam inseridos sob o leito por trepidação e colocados onde é desejado na base do tanque. Não é necessária qualquer gaiola, grelha ou rede envolvente.
Este material particulado solto na prática revelou ser eficaz para utilização como um leito fluidizável no tratamento de águas residuais através de tais métodos e aparelhos. Estes materiais revelaram ser um habitat particularmente adequado para uma elevada densidade populacional de microrganismos do tipo que é eficaz no tratamento de águas residuais.
Outro método de tratamento de águas residuais é apresentado na Patente DE-A-2725510 em que a água residual escorre lentamente sobre a superfície de um meio de filtração enquanto o ar necessário para o processo de oxidação passa para cima através de espaços no meio. É proposto o uso de meios de filtração formados por pequenas peças de PVC tubulares onduladas extrudidas, anéis de polipropileno moldados por injecção ou lâminas de cloreto de polivinilo lisas e onduladas alternadas unidas por adesão e sugere-se que a área de superfície dos meios de filtração possa ser aumentada revestindo-os com um material granulado tal como areia ou carvão activado. 3
Um material granulado para utilização no tratamento de águas residuais no leito fluidizado é revelado na Patente JP-A-63007897. Cada grânulo compreende um núcleo formado por um balão inorgânico ou espuma orgânica e revestido com uma mistura de um pó poroso e um ligante. Sugere-se que ao utilizar esse material granulado a retenção de bactérias no leito fluidizado pode ser aumentada.
APRESENTAÇÃO DA INVENÇÃO
Descobriu-se, contudo, que pode ser obtido um tratamento particularmente eficaz e eficiente para uma determinada estação e requisitos de tratamento se as características físicas do material particulado solto forem especificadas e controladas de forma a adequarem-se aos requisitos. Um objectivo da presente invenção é fornecer esse material particulado solto e fornecer métodos para o seu fabrico.
De acordo com a presente invenção é fornecido material particulado solto para utilização em tratamento de águas residuais, o dito material compreendendo grânulos de material plástico cada um tendo uma pluralidade de grãos de um mineral substancialmente inerte aí revestido, para fornecer um habitat para microrganismos eficazes no tratamento de águas residuais, os ditos grânulos tendo uma gama de tamanho de partícula pré-determinada e os ditos grãos tendo uma gama de tamanho de partícula pré-determinada e estando dispostos numa gama de densidade de empacotamento pré-determinada sobre os grânulos, e caracterizado por cerca de 50% das partículas tenderem a flutuar na superfície de uma massa de águas residuais a ser tratada, e cerca de 50% das partículas tenderem a afundar-se mediante a carga inicial e quando a massa de águas residuais está em repouso. O material particulado solto pode ser considerado um leito fluidizável. Na prática, ensaios substanciais desses leitos fluidizáveis revelaram que podem surgir determinados problemas, provavelmente como uma consequência natural da maior densidade populacional obtida e deste modo pela compactação da estação para uma determinada carga de águas residuais que dá entrada.
No início do arejamento, verificou-se que as partículas se misturam muito rapidamente num padrão de circulação vigorosa com requisitos mínimos de entrada de energia e elevada eficiência de arejamento. 4
A invenção fornece ainda um método para fabrico de material particulado solto para utilização no tratamento de águas residuais, o dito método compreendendo a colocação dos grânulos de material plástico, de uma gama de tamanhos de partículas pré-determinada, em contacto com uma mistura de grãos de um mineral substancialmente inerte com uma gama de tamanhos de partículas pré-determinada e grãos de uma substância solúvel com uma gama de tamanhos de partículas pré-determinada, a uma temperatura elevada, para revestir os grânulos com a mistura e, subsequentemente, dissolver os grãos de substância solúvel do revestimento para fornecer grânulos revestidos com os ditos grãos de mineral substancialmente inerte, numa gama pré-determinada de densidade de empacotamento. A invenção também fornece estações de tratamento de águas residuais e métodos usando o material particulado solto.
Verificou-se que o tratamento eficiente e eficaz das águas residuais requer material particulado solto com uma gama de tamanhos de partículas pré-determinada, de acordo com os requisitos de tratamento para essa água residual. Isto é executado através de uma gama de tamanho de partículas dos grânulos de material plástico, tipicamente 3 a 10 mm, considerado como uma gama de tamanho de peneira e tendo presente a forma geralmente irregular desses grânulos tal como disponíveis comercialmente. A gama de tamanhos preferida é de 4 a 8 mm, preferivelmente cerca de 4 a 6 mm. Uma fonte adequada de fornecimento desses grânulos são as aparas recicladas de material plástico disponíveis comercialmente, preferivelmente granuladas a partir de desperdícios moldados, tais como caixas de plástico. É então geralmente desejável obter uma elevada área de superfície específica para o material particulado solto, por exemplo, superior a cerca de 600 m2/m3. Quanto maior for a área de superfície específica maior a área correspondente de habitat para os microrganismos eficazes no tratamento. Deve considerar-se que o maior número de grãos menores do mineral fornecerá uma maior área de superfície específica, e deste modo é geralmente desejável seleccionar um tamanho de grão bastante menor para o mineral, por exemplo, de 5
cerca de 0.1 a 3.5 mm, preferencialmente 0.1 a 2.5 mm, mas novamente dependendo dos requisitos do tratamento de águas residuais específico. A gravidade específica do material plástico é fixada através da escolha do material plástico, adequadamente polietileno, e é inferior a 1.0 g/cc. Do mesmo modo, a gravidade especifica do mineral é fixada pela escolha do mineral, adequadamente areia aguçada, e é substancialmente superior a 1.0 g/cc. Do mesmo modo, a gravidade específica resultante do material particulado solto é inevitavelmente determinada pelas escolhas iniciais do tamanho de partícula do material plástico e do mineral. A área de superfície do grânulo de material plástico aumenta apenas como o quadrado do seu diâmetro enquanto o seu volume aumenta como o cubo do seu diâmetro. A espessura e consequentemente o volume efectivo do revestimento mineral deste depende do diâmetro dos grãos minerais sobre uma determinada área de superfície de grânulos de material plástico.
Deste modo, uma escolha inicial de gamas de tamanhos de partícula para um determinado material plástico e determinado mineral restringe a gravidade específica das partículas resultantes num valor pré-determinado. Esse valor pode não ser desejável. Na prática, se a gravidade específica é substancialmente superior a 0.1 g/cc então as partículas podem em utilização permanecer indesejavelmente compactadas como um leito na base do tanque de tratamento e não circula completamente com o padrão de circulação das águas residuais induzido pela corrente de bolhas do arejador. Neste contexto, assume-se que a gravidade específica da água residual é normalmente cerca de 1.0 g/cc. Se a gravidade específica das partículas é inferior a 1.0 g/cc então as partículas em utilização podem permanecer indesejavelmente concentradas numa massa flutuante no cimo do tanque de tratamento e novamente não circularem conforme desejado. É geralmente desejável para um tratamento eficaz das águas residuais que a grande maioria das partículas do leito fluidizado circulem de um modo razoavelmente vigoroso no padrão de circulação de água residual induzido por arejamento. O melhoramento da presente invenção é permitir o fornecimento de material particulado solto tendo uma gravidade específica de acordo com um valor desejado pré-determinado, e dependendo de parâmetros da água residual a ser 6
•c. tratada e da própria estação de tratamento, particuiarmente as suas dimensões horizontais e de profundidade das águas. A invenção permite assim o fabrico de material particulado solto em que é razoavelmente possível determinar previamente não apenas as gamas de tamanhos de partícula desejadas dos grânulos de material plástico e grãos de mineral naqueles, mas também a gravidade específica do material final. Isto é obtido considerando que é possível controlar a densidade de empacotamento efectiva dos grãos de mineral no revestimento dos grânulos de material plástico.
BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS
Uma modalidade da invenção será agora descrita como forma de exemplo, com referência aos desenhos em anexo, nos quais: A Fig. 1 é um corte transversal de uma partícula de material com um revestimento substancialmente uniforme; A Fig. 2 é um corte transversal de uma partícula com uma densidade de empacotamento de revestimento controlada; e A Fig. 3 é um corte transversal de uma partícula com uma densidade de empacotamento de revestimento controlada diferente.
MODOS DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO A Fig. 1 reproduz a Fig. 3 da Patente WO/95/17351 acima mencionada. Mostra um grânulo 80 de polietileno com uma grande pluralidade de grãos 81 de areia aguçada aí agarrada como um revestimento por fusão parcial de modo a embutir os grãos nos grânulos. A Fig. 2 mostra um grânulo similar 80 com um revestimento dé grãos de areia aguçada de densidade de empacotamento reduzida controlada, de modo a fornecer uma partícula de gravidade específica desejada pré-determinada, e a Fig. 3 mostra um grânulo similar 80 com uma densidade de empacotamento de revestimento menor para fornecer uma partícula com uma gravidade específica desejada pré-determinada menor. 7
As partículas das Figs. 2 e 3 podem ser produzidas do seguinte modo. As gamas de tamanhos das partículas para os grânulos de material plástico e os grãos de areia são seleccionadas, habitualmente de acordo com o processo de tratamento de águas residuais e necessidades da estação. Os grãos minerais, e.g. de areia aguçada, são intimamente misturados numa proporção escolhida, de por exemplo, 50:50, com grãos de uma substância solúvel também com uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada. A substância solúvel pode ser sal comum, i.e., cloreto de sódio. A gama de tamanhos de partícula do sal de mesa vulgar é de cerca de 0.15 mm e o do sal de amaciamento de água vulgar é de cerca de 3.3 mm. Os grânulos de material plástico são aquecidos até se fundirem parcialmente, i.e., a superfície torna-se brilhante e viscosa. Estes são então deixados a contactar a mistura mineral, por exemplo, sendo postos a rolar num tabuleiro com a mistura. Cada grânulo é revestido deste modo com um revestimento aderido da mistura. Os grânulos revestidos são então lavados com água fria, preferivelmente enquanto ainda estão quentes. Os grãos de sal solúveis dissolvem-se na água deixando os grânulos revestidos substancialmente exclusivamente com os grãos de areia aguçada. A água de lavagem pode então ser tratada para remover o sal dissolvido e pode ser retirada para outra utilização ou pode ser reciclada. A substância solúvel pode ser qualquer substância granular disponível economicamente, solúvel num solvente comum, tal como água, que não afecta o material plástico ou a areia, e desde que tenha um ponto de fusão mais elevado do que o ponto de amolecimento dos grânulos de polietileno, i.e., superior a cerca de 200°C. A densidade de empacotamento pode ser controlada por selecção da gama de tamanhos de partícula dos grãos de substância solúvel, em relação à gama de tamanhos de partícula dos grãos de areia. A Fig. 2 mostra a partícula resultante quando as gamas de tamanhos são substancialmente idênticas, e.g., cada uma tem cerca de 0.25 mm num grânulo de material plástico de 8 mm. A Fig. 3 mostra a partícula resultante quando os grãos de sal tinham cerca de três vezes o diâmetro dos grãos de areia, e.g., grãos de sal com 0.5 mm e grãos de areia com 0.15 mm. 8
Numa modalidade preferida, a densidade de empacotamento é controlada variando as proporções iniciais de grãos de areia para grãos de sal na mistura, e deve considerar-se que isto tem um efeito similar a variar as gamas de tamanhos de partícula respectivas. Assim, a Fig. 3 pode igualmente ser usada para mostrar a partícula resultante quando a mistura inicial continha uma proporção de cerca de 1:3 de grãos areia para grãos de sal substancialmente com o mesmo tamanho de grão. Ambas as proporções iniciais e os respectivos tamanhos de grão podem ser variados independentemente. Uma vantagem de controlar a densidade de empacotamento utilizando grãos de areia e de sal substancialmente com o mesmo tamanho de grão e fazendo variar as suas proporções iniciais na mistura, é que simplifica a produção de uma mistura completa dos grãos de areia e sal. A invenção permite assim a produção de partículas com uma gravidade específica desejada para um método e estação de tratamento específicos, e também partículas com uma área de superfície desejada específica, e.g., na ordem dos cerca de 300 m2 por metro cúbico a 600 m2 por metro cúbico, para um método e estação de tratamento específicos. Isto permite ainda a carga inicial de uma estação com partículas com propriedades graduadas. Por exemplo, pode ser criado um leito fluidizado como um material compósito por camadas com material particulado solto de densidade relativamente elevada na base e menor densidade no topo, possivelmente também com uma camada intermédia de densidade intermédia. Em utilização, as partículas mais densas circularão primeiro lentamente na no fundo do tanque para arejamento grosseiro inicial e um certo grau de filtração, com as partículas mais leves circulando mais vigorosamente primeiro nos graus superiores para arejamento completo da água residual. Podem desenvolver-se populações de microrganismos ligeiramente diferentes em diferentes níveis com consequências benéficas para o tratamento das águas.
Noutra modalidade, as partículas são preparadas para uma determinada estação de modo que uma proporção, por exemplo cerca de 50%, tende a flutuar e uma proporção, por exemplo cerca de 50%, tende a afundar-se após carga inicial e quando a água residual está em repouso. 9
Os inventores ficaram surpreendidos ao descobrir que a utilização desse material leve, i.e., de baixa densidade conduzia a vantagens inesperadas. A eficiência no tratamento de águas residuais é mantida a um alto nível e simultaneamente a manutenção da estação é simples e fácil. Acredita-se que isto se deve à alteração da tendência presente na arte anterior de considerar o material particulado como um leito fluidizado, com a consequente implicação de que o material deve assentar como um leito na base do tanque de tratamento quando os arejadores estão desligados e, deste modo, as partículas devem ter uma densidade superior a 1.0 g/cc. Isto deveu-se, pelo menos parcialmente, ao facto de ser considerado necessário que as partículas do leito tivessem uma função de filtração.
Descobriu-se agora que o método de tratamento é aperfeiçoado mantendo as partículas do meio continuamente móveis dentro e substancialmente em toda a massa de água residual dentro do tanque de tratamento, i.e., as partículas devem ter a densidade média acima referida de, aproximadamente 1.0 g/cc, de modo que uma proporção das partículas tende a flutuar e uma proporção tende a afundar-se na água residual, com um número suspenso na massa. Em consequência disto, durante o arejamento pelos gaseificadores, as partículas tornam-se imediatamente móveis continuamente em todo o tanque. Isto garante uma elevada eficiência de contacto entre o ar, os microorganismos e as suas partículas nutrientes na água residual a ser tratada. Além disso, as partículas móveis realçam a transferência de oxigénio, retardando o progresso das bolhas em direcção à superfície. Quando uma bolha embate numa partícula, partir-se-á em bolhas menores ou, pelo menos, abrandará à medida que se move em torno da superfície grosseira da partícula. O método revela ser altamente estável na medida em que uma população suficiente de microrganismos adere às partículas de meio suspensas em todos os momentos, não sendo retidas nem de mais nem de menos por um determinado período de tempo, à medida que quantidades inevitavelmente muito variáveis de águas residuais são recebidas e fluem através do tanque de tratamento. Isto resulta numa estabilidade a longo termo que os operadores das estações de tratamento requerem, nomeadamente nas estações não vigiadas, e conduz à simplicidade e facilidade de manutenção acima mencionadas. 10
Uma vez que a densidade média das partículas é efectivamente a mesma daquela da água residual, í.e., têm uma flutuabilidade neutra, a exigência energética para arejamento e circulação é minimizada. Deve tomar-se em consideração que o fornecimento de energia dos arejadores, além de obter o arejamento das águas residuais, também conduz ao padrão de circulação dentro do tanque de tratamento, como descrito no nosso Pedido de Patente Internacional publicado N° WO 95/17351. As partículas de meio presentes estão bem adaptadas para utilização efectiva nessa estação de tratamento e são descritos métodos nesse pedido de patente. 'w/ A eficiência no tratamento, pelos micorganismos circulantes em suspensão nas partículas, e a eficiência na utilização de energia pode conduzir a um factor de carga muito elevado e, assim, a uma estação de tratamento menor para uma determinada carga, mas ainda assim associada à estabilidade do funcionamento, simplicidade e facilidade de manutenção.
Devido à eficiência, o tanque de tratamento pode ser carregado em apenas 20% do seu volume com o material particulado, por comparação com 60 a 80% por volume com determinados meios volumosos de tratamento da técnica anterior.
As partículas podem ser feitas por contacto dos grânulos de material plástico, de uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada, com uma mistura de grãos de um mineral substancialmente inerte, de uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada, e grãos de uma substância solúvel com uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada (adequadamente a mesma desse mineral inerte), a uma temperatura elevada, para revestir os grânulos com a mistura e, subsquentemente, dissolver os grãos da substância solúvel do revestimento, para fornecer grânulos revestidos com os ditos grãos de mineral substancialmente inerte, numa gama de densidade de empacotamento pré-determinada. O mineral é adequadamente areia de prata, também conhecida por areia lavada ou areia crivada e é caracterizado por ter uma elevada percentagem de grãos de tamanho substancialmente uniforme.
Com conhecimento anterior das densidades do material plástico e do mineral inerte, é assim imediatamente possível seleccionar a gama de densidade de 11 empacotamento, para obter a densidade média desejada de, aproximadamente, 1.0 g/cc.
Além disso, as condições de contacto entre os grânulos e a mistura de grãos, e a elevada temperatura de contacto, podem ser ajustadas de modo a que os grãos revistam os grânulos enterrando-se significativamente na superfície exterior parcialmente fundida dos grânulos. Assim, os grãos podem ter cerca de 50% do seu volume enterrado e os outros 50% expostos acima da superfície, de modo a retê-los firmemente em posição sobre os grânulos, durante a sua utilização subsequente no tratamento de águas residuais.
Os inventores também descobriram que, ao utilizar estes grãos significativamente enterrados, o passo subsequente de dissolver os grãos de substância solúvel deixa concavidades na superfície dos grânulos com áreas de superfície gerais bastante comparáveis às das convexidades adjacentes dos grãos de material inerte insolúvel retido. Este facto fornece a vantagem técnica importante de que a área de superfície específica das partículas do material particulado solto é essencialmente independente das proporções iniciais do número de grãos de material inerte e número de grãos de substância solúvel.
Assim, as proporções iniciais podem ser seleccionadas numa ampla gama, por exemplo, 1:1 até 8:1, ou mesmo superior de sahareia, sem comprometer a elevada área de superfície específica, por exemplo, superior a cerca de 600 m1 2 por metro cúbico como mencionado acima.
Deve considerar-se que um grande número de grãos menores fornecerão uma área de superfície específica maior, mas a vantagem de utilizar grãos significativamente enterrados é que o tamanho do grão pode ser seleccionado para uma área de superfície específica particular independentemente da selecção da razão sahareia. A invenção obteve assim material particulado solto optimamente adaptado para o tratamento eficiente e eficaz de águas residuais.
12 1
R ΛNCISCO DE NOVAES 2 AGf.NTE OriCIAL DA PROPRIEDADE INDUSTRIAI Av. Duque D’ Ávila, 32, T - D00 LISBOA Ta.: 547763 / 3155036

Claims (12)

  1. REIVINDICAÇÕES 1- Material particulado solto para utilização em tratamento de águas residuais, caracterizado pelo facto de o dito material compreender grânulos de material plástico, sendo cada um revestido por uma pluralidade de grãos de um mineral substancialmente inerte para fornecer um habitat para microrganismos eficazes no tratamento de águas residuais, os ditos grânulos tendo uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada e os ditos grãos tendo uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada e estando dispostos numa densidade de empacotamento pré-determinada nos grânulos e caracterizado por cerca de 50% das partículas tenderem a flutuar na superfície de uma massa de águas residuais a ser tratada e cerca de 50% tenderem a afundar-se após a carga inicial, e quando a massa de águas residuais está em descanso.
  2. 2- Material particulado solto, conforme reivindicado na reivindicação 1, caracterizado pelo facto de as partículas terem uma densidade média de, aproximadamente, 1.0g/cc.
  3. 3- Material, conforme reivindicado na reivindicação 1 ou na reivindicação 2, caracterizadp pelo facto de ter uma área de superfície específica superior a, aproximadamente, 600 m2 por metro cúbico de material solto.
  4. 4- Material, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo facto de ter uma gama de tamanhos de partícula de, substancialmente 4 mm, a substancialmente 6 mm de diâmetro.
  5. 5- Material, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 4 caracterizado pelo facto de ter areia aderida aos grânulos sólidos de polietileno.
  6. 6- Um método de fabrico de material particulado solto para utilização no tratamento de águas residuais, caracterizado pelo facto de o dito método compreender a colocação de grânulos de material plástico, de uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada, em contacto com uma mistura de grãos de um mineral substancialmente inerte com uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada e grãos de uma substância solúvel com uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada, a uma temperatura elevada, para revestir os grânulos 1
    com a mistura, e subsequentemente dissolver os grãos de substância solúvel do revestimento, para fornecer grânulos revestidos com os ditos grãos de mineral substancialmente inerte, numa gama de densidade de empacotamento pré-determinada.
  7. 7- Um método, conforme reivindicado na reivindicação 6, caracterizado pelo facto de os grânulos serem postos em contacto com os ditos grãos de mineral substancialmente inerte e os ditos grãos de substância solúvel, com substancialmente a mesma gama de tamanhos de grão.
  8. 8- Um método, conforme reivindicado na reivindicação 6 ou na reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a mistura conter uma razão de cerca de 1:8 de grãos de mineral substancialmente inerte para grãos de substância solúvel.
  9. 9- Um método, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo facto de os ditos grânulos serem postos em contacto com a dita mistura a uma temperatura elevada, de modo a que os grãos revistam os grânulos, enterrando-se significativamente numa superfície exterior parcialmente fundida dos grânulos, pelo que o dito passo de dissolver os grãos de substância solúvel deixa concavidades na superfície do grânulo.
  10. 10- Material particulado solto para utilização no tratamento de águas residuais, sendo o dito material caracterizado por ser produzido pelo método de uma das reivindicações 6 a 9 e caracterizado ainda por grânulos de material plástico, sendo cada um revestido por uma pluralidade de grãos de um material substancialmente inerte, para fornecer um habitat para microrganismos eficaz no tratamento de águas residuais, os ditos grânulos tendo uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada e os ditos grãos tendo uma gama de tamanhos de partícula pré-determinada, e estando dispostos numa gama de densidade de empacotamento pré-determinada nos grânulos.
  11. 11- Um método de tratamento de águas residuais, caracterizado pelo facto de carregar um tanque de tratamento com água residual e material particulado solto, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 ou 10, e gaseificar a água residual e material particulado, através de bolhas de gás emitidas por um ou mais gaseificadores, colocados numa região inferior do tanque de tratamento. 2
  12. 12- Aparelho para o tratamento de águas residuais caracterizado por um tanque de tratamento contendo material particulado solto, conforme reivindicado em qualquer uma das reivindicações 1 a 5 ou 10, um ou mais gaseificadores colocados numa região inferior do tanque de tratamento, e meios para fornecer gás aos gaseificadores, para emissão como bolhas de gás, para gaseificar o material particulado e as águas residuais.
    RANCISCO DE NOVAES AGENTE OriCIAl. DA PROPRIEDADE INDUSTRIAI Av. Dvitjijc D' Ávila, 32, T · 1000 LISBOA Ta.: S47763 / 3155038 3
PT96902375T 1995-02-13 1996-02-13 Tratamento de aguas residuais meio utilizado e seu fabrico PT871595E (pt)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9502743.9A GB9502743D0 (en) 1995-02-13 1995-02-13 Fluidizable bed media for waste water treatment
GBGB9523626.1A GB9523626D0 (en) 1995-11-17 1995-11-17 Waste water treatment media

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT871595E true PT871595E (pt) 2001-11-30

Family

ID=26306492

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT96902375T PT871595E (pt) 1995-02-13 1996-02-13 Tratamento de aguas residuais meio utilizado e seu fabrico

Country Status (16)

Country Link
US (2) US5948262A (pt)
EP (1) EP0871595B1 (pt)
AT (1) ATE201664T1 (pt)
AU (1) AU714279B2 (pt)
CA (1) CA2211649A1 (pt)
DE (1) DE69613147T2 (pt)
DK (1) DK0871595T3 (pt)
ES (1) ES2160800T3 (pt)
FI (1) FI973133A7 (pt)
HU (1) HU224100B1 (pt)
NO (1) NO318104B1 (pt)
NZ (1) NZ301322A (pt)
PL (1) PL182851B1 (pt)
PT (1) PT871595E (pt)
RU (1) RU2175646C2 (pt)
WO (1) WO1996025367A1 (pt)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69633806T2 (de) * 1995-08-11 2005-05-12 Zenon Environmental Inc., Oakville Vorrichtung zur Permeatentnahme aus einem flüssigen Substrat mit mehreren Bestandteilen
GB2326114A (en) * 1997-06-12 1998-12-16 Amk Chemicals Limited Particulate material for waste water treatment
GB2334029A (en) * 1998-02-04 1999-08-11 John James Todd Media for waste water treatment
DE19829673C2 (de) * 1998-07-03 2003-02-27 Michael Knobloch Verfahren und Anlage zur Behandlung von Abwasser aus der Ölfrüchte- und Getreideverarbeitung
US6726838B2 (en) 2002-01-07 2004-04-27 Agwise Wise Water Technologies Ltd. Biofilm carrier, method of manufacture thereof and waste water treatment system employing biofilm carrier
WO2003042114A1 (en) * 2001-11-14 2003-05-22 Dharma Living Systems, Inc. Integrated hydroponic and fixed-film wastewater treatment systems and associated methods
MXPA04004496A (es) * 2001-11-14 2005-09-12 Dharma Living Systems Inc Sistemas de tratamiento de agua residual hidroponico y de tierra humeda integrado y metodos asociados.
US6881338B2 (en) * 2002-06-17 2005-04-19 Dharma Living Systems, Inc. Integrated tidal wastewater treatment system and method
US6863816B2 (en) * 2002-06-17 2005-03-08 Dharma Living Systems, Inc. Tidal vertical flow wastewater treatment system and method
US7029586B2 (en) * 2003-02-28 2006-04-18 Dharma Living Systems, Inc. Integrated tidal wastewater treatment system and method
US20050183331A1 (en) * 2003-07-02 2005-08-25 Fountainhead L.L.C. Super-enhanced aquatic floating island plant habitat
WO2005026054A2 (en) * 2003-09-05 2005-03-24 Dharma Living Systems, Inc. Drain and flood wastewater treatment system and associated methods
US6896805B2 (en) * 2003-10-20 2005-05-24 Dharma Living Systems, Inc. Tidal vertical flow wastewater treatment system and method
DE10351176A1 (de) * 2003-11-03 2005-06-16 Zeiss, Karl Reinhard, Dipl.-Ing. Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundmaterials
EP1735072A4 (en) * 2004-04-06 2008-08-06 Kinetico Inc FLOATING FILTER MEDIA
US7347940B2 (en) * 2004-06-17 2008-03-25 Worrell Water Technologies, Llc Nitrogen removal system and method for wastewater treatment lagoons
US8241717B1 (en) 2008-08-20 2012-08-14 SepticNet Inc. Carbon-based biofilm carrier
WO2010026564A1 (en) 2008-09-03 2010-03-11 Aqwise - Wise Water Technologies Ltd. Integrated biological wastewater treatment and clarification
AU2009330013A1 (en) * 2008-12-22 2011-07-14 University Of Utah Research Foundation Submerged system and method for removal of undesirable substances from aqueous media
US8758613B2 (en) * 2009-10-16 2014-06-24 Aqwise-Wise Water Technologies Ltd Dynamic anaerobic aerobic (DANA) reactor
WO2013081734A1 (en) * 2011-11-28 2013-06-06 Ticona Llc Compacted filter beds comprising non-sintered, buoyant filter media and methods relating thereto
US9901848B2 (en) * 2014-10-15 2018-02-27 Xerox Corporation Fluid stabilizer disc
US10342189B2 (en) * 2016-05-17 2019-07-09 Bubbleclear Aerobic, bioremediation treatment system comprising floating inert media in an aqueous environment

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3864443A (en) * 1970-05-27 1975-02-04 Arthur Hopkins Method of making light-weight concrete aggregate
GB1579623A (en) * 1976-06-08 1980-11-19 Clough G F G Filtration medium for the biological treatment of waste water
US4243696A (en) * 1979-01-22 1981-01-06 W. S. Rockwell Company Method of making a particle-containing plastic coating
DE3402697A1 (de) * 1984-01-26 1985-08-01 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Verwendung von hydrophilen, hochgefuellten polyurethanmassen zur biologischen abwasserreinigung
JPH0634993B2 (ja) * 1984-09-17 1994-05-11 学校法人早稲田大学 三相流動層水質浄化方法
EP0324314A1 (de) * 1988-01-14 1989-07-19 4E S.r.l. Trägerkörper und Reaktor zur biologischen Behandlung von Flüssigkeiten und Verwendung derselben
CH663782A5 (en) * 1984-12-21 1988-01-15 Simon N Cannazza Carrier for biological treatment reactor - with surfaces coated by activated carbon granules on binder
FI80070C (fi) * 1985-04-04 1990-04-10 Lujari Instmsto Oy Anordning foer rening av vatten, speciellt avfallsvatten, med en biologisk oxidationsmetod och anvaendning av anordningen foer rening av gaser.
US5166072A (en) * 1986-06-26 1992-11-24 Bayer Aktiengesellschaft Apparatus for the cultivation of immobilized micro-organisms
JPH0775711B2 (ja) 1986-06-28 1995-08-16 清水建設株式会社 浮遊性造粒物とその製造方法
US4983299A (en) * 1989-04-10 1991-01-08 Allied-Signal Removal of phenols from waste water by a fixed bed reactor
HK1008008A1 (en) * 1990-01-23 1999-04-30 Veolia Water Solutions & Technologies Support Method and reactor for purification of water
US5126042A (en) * 1991-10-31 1992-06-30 Malone Ronald F Floating media biofilter
US5403799A (en) * 1992-12-21 1995-04-04 W. R. Grace & Co.-Conn. Process upset-resistant inorganic supports for bioremediation
GB9326329D0 (en) * 1993-12-23 1994-02-23 Todd John J Waste water treatment
US5486292A (en) * 1994-03-03 1996-01-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Adsorbent biocatalyst porous beads

Also Published As

Publication number Publication date
FI973133A0 (fi) 1997-07-28
AU714279B2 (en) 1999-12-23
CA2211649A1 (en) 1996-08-22
HUP9801413A3 (en) 1999-05-28
NO318104B1 (no) 2005-01-31
ES2160800T3 (es) 2001-11-16
DE69613147D1 (de) 2001-07-05
AU4671396A (en) 1996-09-04
EP0871595A1 (en) 1998-10-21
EP0871595B1 (en) 2001-05-30
RU2175646C2 (ru) 2001-11-10
US6156204A (en) 2000-12-05
DE69613147T2 (de) 2002-03-21
WO1996025367A1 (en) 1996-08-22
HUP9801413A2 (hu) 1998-09-28
DK0871595T3 (da) 2001-09-10
US5948262A (en) 1999-09-07
NO973712D0 (no) 1997-08-12
NO973712L (no) 1997-09-19
PL321777A1 (en) 1997-12-22
ATE201664T1 (de) 2001-06-15
NZ301322A (en) 1998-09-24
FI973133L (fi) 1997-10-08
HU224100B1 (hu) 2005-05-30
FI973133A7 (fi) 1997-10-08
PL182851B1 (pl) 2002-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PT871595E (pt) Tratamento de aguas residuais meio utilizado e seu fabrico
US4454038A (en) Apparatus for biological treatment of waste water in downflow operation
PL167645B1 (pl) Sposób i reaktor do oczyszczania wody PL PL PL
CN104292781A (zh) 一种用于生物反硝化脱氮的控释碳源复合颗粒的制备方法
KR100443952B1 (ko) 비중이 조절된 튜브칩형 미생물 담체 제조방법 및이로부터 제조된 미생물 담체
JP2584386B2 (ja) 生物ろ過方法および装置
CN111995064A (zh) 用于水体治理的生态塘
JPH06190385A (ja) 微生物担体
KR100632386B1 (ko) 고분자 복합재료로 구성된 미생물막 담체, 그 제조 방법 및 이를 이용한 생물학적 오/폐수 처리와 악취가스의 생물학적 여과 방법
CN219117261U (zh) 一种低碳氮比污水处理系统
CN103663703B (zh) 用无机滤料制作蚯蚓处理层的蚯蚓生物滤池滤料制备方法
JP2004174491A (ja) 汚水処理用微生物担体、その製造方法及びそれを用いる汚水処理方法
PT2322487E (pt) Dispositivo para a purificação de águas residuais de instalações sanitárias
KR20030094810A (ko) 침적형 고정층 미생물막법을 이용한 수처리 방법
JP7260252B2 (ja) 固形物担体
JPS63232892A (ja) 浸漬濾床法生物学的処理装置の洗浄方法
JP2022191066A (ja) 水処理方法および水処理装置
JPS59115789A (ja) 充填物による活性汚泥法
US20240228346A9 (en) Biological Wastewater Treatment System
CN103663704B (zh) 一种蚯蚓生物滤池的滤料制备方法
JP4772216B2 (ja) 硝酸性窒素の処理装置及び処理方法
EP1051361B1 (en) Waste water treatment, media therefor and its manufacture
KR200293875Y1 (ko) 침적형 고정층미생물막법을 이용한 수족관 수처리 장치
KR200300296Y1 (ko) 침적형 고정층미생물막법을 이용한 수족관 수처리 장치
KR100525788B1 (ko) 폐폴리에틸렌을 이용한 폐·하수처리용 과립담체의 제조방법