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Patent Searching and Data


Title:
ANAEROBIC REACTOR FOR SINGLE RESIDENCES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/023092
Kind Code:
A1
Abstract:
The household anaerobic reactor is a compact rising flow anaerobic reactor for treating wastewater from single residences so as to replace septic tanks. In order to account for the effects of the reduced size on the application of the principle of anaerobic treatment, the reactor has a distinguishing design in that the reaction and decantation chambers are separated by a plate inclined at a sharp angle, providing very efficient decantation, "clarification", gas separation and sludge digestion. The effectiveness of BOD, COD and VSS removal reaches high enough levels for the effluents to be discharged in nature, either by infiltration, or in a body of water, or to be further treated for reuse.

Inventors:
LUZ ELISIO (BR)
Application Number:
PCT/BR2015/050117
Publication Date:
February 18, 2016
Filing Date:
August 12, 2015
Export Citation:
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Assignee:
LUZ ELISIO (BR)
International Classes:
C02F3/28; E03F11/00
Foreign References:
CN2491445Y2002-05-15
CN102531162A2012-07-04
CN2166127Y1994-05-25
CN202164169U2012-03-14
CN202063776U2011-12-07
CN2578324Y2003-10-08
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Claims:
Reinvindicações Reator anaeróbio Unidomiciliar

1. O reator Anaeróbio Unidomiciliar é caracterizado por:

Ter uma entrada em tubo (1) que conduz o esgoto afluente próximo a parede do reator até o fundo com um corte lateral (2) que direciona o fluxo para o centro do reator; Pela placa (3) fixada no tubo de entrada, para impedir o curto circuito do afluente para a câmara de decantação; Pela abertura entre as placas (3) e (4) para a passagem da biomassa em regime laminar e retorno da biomassa a câmara de reação; Pela câmara de decantação (6) que recebe e separa a massa biológica do líquido a ser descartado; Pela saída (9) que descarta o líquido já tratado e clarificado; Pelo Tubo (5) fixado no alto da placa (4) que conduz gás produzido na câmara de reação (7) até a cúpula de gás (8) sem causar perturbação a câmara de decantação (6).

2. O reator anaeróbio unidomiciliar de acordo com a reivindicação 1 é caracterizado ter uma câmara de reação de reação (7) fechada e submersa, mantendo o flotado característico desse processo também submerso, promovendo a sua solubilização.

3. O reator anaeróbio unidomiciliar, de acordo com a reinvidicaçãol é caracterizado por ter uma distância maximizada a partir da placa (3) até a saída (9) com distâncias acima de 75% da altura do reator, otimizando a decantação.

4. O reator anaeróbio unidomiciliar, de acordo com a reinvidicação 1 é caracterizado pela possibilidade de incluir uma saída (11) para levar o lodo da câmara de reação a um leito de secagem.

Description:
Relatório Descritivo Reator Anaeróbio Unidom

1. O tratamento anaeróbio para esgotos domésticos é usado a séculos e empregados em grande escala em nossos dias pela simplicidade de aplicação, os processos mais simples são caracterizados por um buraco no chão onde o esgoto entra e parte é tratado anaerobicamente e parte infiltra no solo sem o tratamento adequado, fossa negra. A evolução desse sistema, fossa séptica, é documentado pela NBR 7229/93 que define os parâmetros de projetos para a execução de tanques sépticos para o tratamento de esgotos e sistemas de infiltração.

2. No Brasil e em países em desenvolvimento percebem em suas sociedades uma grade fragilidade em seus sistemas de esgotamento sanitário que em grande parte não são retirados de perto das casas e correm nas latrinas a céu aberto, em outros casos usam sistemas de fossa negra que prejudicam fortemente o lençol freático e contaminando água de poços que são cavados para obter a água de consumo, constituindo um grave problema de saúde pública.

3. Processos como o do MU 7702219-0 U2 busca aperfeiçoar esse proceso de tratamento e a presente pedido de patente tem função semelhante com uma proposta de desenho e operacional diferente e única.

4. Outra referência para o assunto são os estudos feitos na Universidade Federal de Minas Gerais no Departamento de engenharia Sanitária onde os reatores anaeróbios e suas formas estão sendo fortemente usados para aplicação de tratamento de esgotos doméstico de larga escala. Esses sistemas já são usados no brasil para atender sistemas de tratamentos de esgotos colocando o Brasil na vanguarda no uso e desenvolvimento desses processos.

5. O Programa de Pesquisa em Saneamento Básico PROSAB, ligado a FINEP traz os estudos mais atuais feitos na área reunindo o conhecimento desenvolvido pelos pesquisadores de várias universidades brasileiras no setor de saneamento inclusive no uso do princípio de tratamento pelo processo anaeróbio. 6. Com o advento da explosão de construção imobiliária para casas da faixa social mais baixa surgiu a necessidade de se buscar um sistema de tratamento que fossem mais eficiente que a fossa e sumidouro, e que apresentassem um custo de implantação e operação semelhante.

7. Reator Anaeróbio Unidomiciliar, tem como objetivo promover um tratamento eficaz do esgoto doméstico ainda na residência, usando o mesmo princípio das fossa sépticas e sumidouros, porém com uma modernização de tratamento usando a possibilidade de introduzir um sistema inovador e compacto para o tratamento de esgotos ainda na residência, como principais característica estão a impermeabilidade do reator, facilidades de instalação, custos semelhantes aos praticados na implantação do sistema tradicional e efluentes de maior qualidade.

8. O sistema tem a possibilidade de ser feito em diversos materiais plásticos ou de resinas como fibras de vidro que conferem ao equipamento leveza e estanqueidade, ao contrário da fossa séptica que normalmente são executadas em alvenaria mais susceptível a ataques corrosivos dos gases gerados no processos anaeróbio, permeáveis, além de apresentar um tamanho maior ocupando maior área do terreno.

9. Esse equipamento foi projetado considerando parâmetros da literatura que definem as velocidades de fluxo, e tempos de detenção para que se consiga eficiência em cada etapa do processo, assim o reator foi projetado com atenção a esses parâmetros de projeto que conferem ao equipamento as condições hidráulicas e biológicas singulares que resultam em elevadas eficiências de remoção de DBO, DQO, SST, presentes no esgoto conferindo ao efluente condições de destinação na natureza atendendo a maioria dos padrões regionais de lançamento.

10. O Reator Anaeróbio Unidomiciliar tem como característica principal a divisão em duas câmaras do reator circular por uma placa inclinada (4), com essa configuração foi possível promover uma inclinação que pode estar entre 30 e 80 graus promovendo uma queda do lodo decantado na câmara de decantação(6) para a câmara de reação(7), esse processo garante o retorno da massa biológica para a câmara de reação onde será reduzida ao máximo pela digestão anaeróbia. Outra situação é que a câmara de reação ficou fechada e submersa, tornando a crosta característica dos reatores anaeróbio submersa e constantemente úmida, promovendo a diluição contínua dessa placa e sua sobilização.

11. O fluxo afluente(l) é lançado diretamente na massa de lodo na câmara de reação(2,7) promovendo uma interação de reação bastante intensa, maior que em outros reatores, pela área de entrada que não ultrapassa lm 2 , ver fig 01.

12. Os dimensionamentos desses equipamentos para uma residência são proporcionalmente muito maiores que os usados em um reator de grande porte, considerando a vazão de entrada, conferindo a esses equipamentos a capacidade de fazer também a digestão do lodo com longo tempo de digestão, até um ano, tornando o um eficiente digestor o que reduz grandemente a quantidade de lodo produzida, prolongando o intervalo entre as limpezas(6,7).

13. O gás gerado na câmara de reação é direcionado para a cúpula de gás (8) cruzando o decantador por meio de um tubo(5), preservando o decantador de turbulências provocada pela passagem do gás.

14. Na câmara de decantação foi projetada uma janela de passagem suficientemente grande para que a transição entre as câmaras de reação e de decantação seja lenta o suficiente para permitir o retorno do sólido decantado para a câmara de reação sem ser afetado pelo fluxo laminar do líquido ascensional existente, essa janela tem dimensões de um retângulo que garante fluxo laminar do líquido na passagem por ele.

15. Com a configuração fortemente inclinada entre as câmeras, foi possível conferir uma trajetória semelhante a unidades reator anaeróbios de fluxo ascendente RAFA de grandes porte, superiores a 1,1 m na zona de decantação, o mínimo para reatores de grande porte é de 1,5 m, porém a velocidade de ascensão do líquido é muito inferior no reator garantindo um desempenho superior como demonstrado em experimento operacional em condições reais. Essa distância é considerada entre o ponto do canto inferior de entrada na zona de decantação e a saída de clarificado no canto oposto superior.

16. O dimensionamento do equipamento é tal que o diâmetro tem aproximadamente a dimensão de um terço da altura, com altura final de entre 1,5 e 3m, executado em fibra de vidro ou outro material resistente ao esgoto e a compressão causada pelo terra em sua instalação enterrado, contendo duas partes principais, uma tampa de aproximadamente um terço da altura e uma base com o restante, encaixando de forma sobreposta uma na outra.

17. O desenho do equipamento com vínculos laterais, objetivam a facilidade da fixação da placa separadora das câmaras, fig 02 e 03, podendo ainda ser executado sem eles.

18. Todas essas características de desenho do equipamento maximizam o seu desempenho para performances superior ao verificado na literatura uso do mesmo princípio, tratamento anaeróbio, conferindo ao efluente tratado condições de lançamento na natureza, seja por infiltração, como para corpo hídrico, ou ainda completar o tratamento para reuso. O projeto prevê ainda facilidades de produção e montagem ' pensados em seu desenho.