Setor tecnológico da invenção

[01] De uma maneira geral a presente invenção pertence ao setor tecnológico de tratamento de efluentes e se refere, mais especificamente, a um sistema de tratamento de esgoto industrial e sanitário através do processo através de processo físico-químico de floculação flotação ou floculação decantação.

Estado da técnica conhecido

[02] A problemática do tratamento de efluentes é tema de alta relevância, especialmente do ponto de vista industrial e sanitário, sendo uma exigência presente em praticamente todas as legislações ambientais pelo mundo. Nesse sentido, quando os requisitos legais não são cumpridos, especialmente pelas indústrias, severas sanções podem ser aplicadas, variando desde elevadas multas até mesmo a interdição das atividades industriais.

[03] Ao passo que, a cada dia a fiscalização e as leis se tornam mais rigorosas, a busca por soluções eficazes, e ao mesmo tempo rentáveis, visando otimizar o tratamento de efluentes no processo industrial, sem que isso comprometa o orçamento da empresa, se torna mais intensa. [04] Para esse fim, diversos processos de tratamento são conhecidos e utilizados atualmente, tal como a floculação/f lotação, que é um processo já consagrado e largamente utilizado nas atividades de tratamento de água e efluentes industriais e sanitários.

[05] Esse processo, tradicionalmente utilizado, faz com que os efluentes sejam bombeados por uma motobomba, seguindo por uma linha hidráulica composta por coagulador e floculador (geralmente, misturadores hidráulicos), sendo essa a etapa de coagulação/floculação (comumente, chamada de floculação).

[06] Os produtos químicos então são dosados e misturados, precipitando os contaminantes dissolvidos no efluente, que se tornam aparentes na forma de flocos. Após a floculação, o efluente segue, então, para a primeira etapa do processo de flotação, dentro do flotador, na chamada zona de contato.

[07] E m paralelo à etapa de floculação, tradicionalmente utiliza-se uma segunda linha hidráulica para saturação de ar na água, chamada de linha de reciclo. Esse processo consiste em coletar água tratada no próprio flotador, injetar ar comprimido para saturação de ar em água e retornar ao sistema água saturada para geração de microbolhas.

[08] A partir de então, geralmente são seguidas as seguintes etapas: [09] Primeiro, a água é bombeada para um vaso de pressão (saturador), a aproximadamente 4 kgf/cm ² (conforme largamente difundido no estado da arte), que está ligado a um compressor para injeção de ar para dissolução na água.

[010] Após, a linha de reciclo, através de sua motobomba, coleta água clarificada de dentro do flotador, encaminha para o vaso de pressão para saturação e a retorna para o flotador na zona de contato.

[011] Então, a água saturada ao entrar na zona de contato, que está sob pressão atmosférica, precipita o excesso de ar na forma de microbolhas.

[012] Já na zona de contato, por fim, os efluentes floculados e microbolhas se misturam, formando flocos aerados, isto é, as microbolhas aderem- se aos flocos tornando-os mais leves, e, desta forma, os flocos são direcionados para o topo do flotador onde forma- se o lodo. Finalmente, uma vez no topo, o lodo é removido e, na parte inferior do flotador, a água tratada é coletada e devidamente destinada. [013] Existem, ainda, alternativas que representam o atual estado da técnica e que são descritas em documentos patentários. Destaca-se a patente de invenção PI 0406106-3 “SISTEMA PARA TRATAMENTO DE ÁGUAS QUE INCORPORA UM REATOR DE GERAÇÃO DE FLOCOS COM ELEVADA FORMAÇÃO DE FLOCOS, E, PROCESSO PARA TRATAMENTO DE ÁGUAS E EFLUENTES” que revela um reator para a geração de flocos, para ser utilizado em sistemas de floculação que aproveitam a energia cinética do fluxo hidráulico e compreende a formação de flocos aerados assim como também um sistema de tratamento de efluentes por floculação, em linha, utilizando o referido reator.

[014] Todavia, como se observa, a referida anterioridade não utiliza vaso saturador, mas linha de reciclo. Já o presente sistema propõe a geração de microbolhas à pressão atmosférica a partir da motobomba de alimentação, utilizando a mesma linha hidráulica da etapa de coagulação/floculação, tornando desnecessária a utilização de linha de reciclo.

[015] Há também a patente chinesa CN205892794 “SEWAGE TREATMENT'S FLOCCULATION FLOTATION EQUIPMENT”, a qual revela um equipamento de tratamento de esgoto, que inclui uma coluna de ar interior no tubo externo e centro, sendo o tubo externo de um lado formado por um tubo de admissão formado com o leito de ar entre a parede externa do tubo poroso e a parede interna do tubo externo, a coluna de ar é enviada para a passagem de fluido com regulação do pH e interpolação de agente floculante. [016] Contudo, essa anterioridade apresenta um meio distinto para realizar o tratamento de efluentes daquele ora proposto, tornando-se custoso e significativamente mais complexo que o sistema em questão. Além disso, de forma análoga à anterioridade brasileira, o presente sistema propõe a geração de microbolhas à pressão atmosférica a partir da motobomba de alimentação, utilizando a mesma linha hidráulica da etapa de coagulação/floculação, tornando desnecessária a utilização de linha de reciclo, não sendo esse o objetivo da anterioridade chinesa ora citada.

[017] Por fim, é possível citar o documento alemão EP2800730 “COAGULATION/FLOCCULATION APPARATUS FOR THE TREATMENT OF A HYDRAULIC FLOW, AND IMPLEMENTATION PROCESS”, o qual apresenta um aparelho de coagulação/floculação para o tratamento de um fluxo de efluentes de qualquer tipo de líquido, a montante de um elemento de separação física, em particular a montante de uma unidade de tratamento de água, em particular uma unidade de filtragem de membrana, compreendendo pelo menos um coagulador com injeção de coagulante, seguido por um floculador, que são sucessivamente passados pelo fluxo hidráulico.

[018] Porém, a referida anterioridade não se destinada à geração de microbolhas à pressão atmosférica a partir da motobomba de alimentação, utilizando a mesma linha hidráulica da etapa de coagulação/floculação, tornando desnecessária a utilização de linha de reciclo.

[019] Com isso, a partir de todos os inconvenientes existentes nos sistemas e equipamentos atualmente utilizados, é visível a existência da necessidade de criação de um sistema de tratamento de esgoto industrial e sanitário através do processo de flotação o qual utilize um equipamento que destine-se à geração de microbolhas à pressão atmosférica a partir da motobomba de alimentação, utilizando a mesma linha hidráulica da etapa de coagulação/floculação, tornando desnecessária a utilização de linha de reciclo.

Novidades e objetivos da invenção

[020] Com a finalidade de otimizar o processo de tratamento de efluentes industriais e sanitários por meio floculação/f lotação ou floculação/decantação, o sistema ora revelado promove a geração de microbolhas à pressão atmosférica a partir da motobomba de alimentação, utilizando a mesma linha hidráulica da etapa de coagulação floculação, e, graças a isso, torna dispensável a linha de reciclo, reduzindo custos operacionais e simplificando os complexos sistemas de tratamento de efluentes tradicionalmente utilizados no estado da arte.

[021] Para tanto, esse sistema é dotado de equipamento responsável por clarificar os efluentes em três etapas, sendo elas a aeração, a coagulação e a floculação aerada.

[022] Assim sendo, visando avançar frente às falhas do estado atual da técnica anteriormente destacadas, esse sistema visa propor um equipamento que promova a clarificação dos efluentes, utilizando a mesma linha hidráulica da etapa de coagulação/floculação, tornando desnecessária a utilização de linha de reciclo e, por isso, superando os processos tradicionalmente conhecidos.

Descrição dos desenhos anexos

[023] A fim de que a presente invenção seja plenamente compreendida e levada à prática por qualquer técnico deste setor tecnológico, a mesma será descrita de forma clara, concisa e suficiente, tendo como base os desenhos anexos, que a ilustram e subsidiam abaixo listados: [024] A figura 1 representa um diagrama do equipamento ora proposto, evidenciando seus componentes.

[025] A figura 2 representa a disposição dos injetores (5) e os respectivos agentes alcalinizantes (1 1 ), acidulantes (12) e floculantes (13).

[026] A figura 3 representa o fluxograma de operação do referido sistema, evidenciando suas três etapas principais.

Descrição detalhada da invenção

[027] A fim de que o presente sistema possa ser levado à prática por qualquer técnico com razoável conhecimento no assunto, o mesmo deve contar com um equipamento para o tratamento de esgoto industrial e sanitário composto por uma motobomba (1 ) conectada a uma tubulação de entrada (2), recalque da bomba (3), na qual é fixada uma válvula gaveta (4), injetores (5), um coagulador hidráulico (6) e um floculador hidráulico (7) e uma tubulação de saída (8).

[028] A partir disso, o sistema ora proposto desenvolve-se através de três etapas, quais sejam: A - aeração, B - coagulação e C - floculação aerada.

[029] Na etapa de aeração (A), a motobomba (1 ), em sua tubulação de entrada (2), succiona efluente e ar, ambos à pressão atmosférica. Ao passarem pelo interior da motobomba (1 ), dotada, preferencialmente, de um motor de dois polos, que gira, preferencialmente, a 3.600 rpm, ar e efluente são cisalhados e parte do ar é dissolvido no efluente. No recalque da bomba (3), o efluente é pressurizado, preferencialmente entre 2 e 4 kgf/cm ² , para que a dissolução de ar seja mantida.

[030] A tubulação hidráulica (10) é equipada com uma válvula gaveta (4) para controle de vazão. O efluente, ao passar pela válvula gaveta (4) é despressurizado até a pressão atmosférica, e, neste momento, o ar dissolvido precipita-se na forma de microbolhas de ar. O efluente carregado de microbolhas de ar segue para etapa de coagulação (B).

[031] Na etapa de coagulação (B), através de injetores (5), vide figura 2, instalados na linha hidráulica (10), o efluente recebe adição de alcalinizante (11) ou acidulante (12) para a estabilização do pH (preferencialmente, pH = 7) e coagulante. A partir disso, efluente e reagentes são misturados no coagulador hidráulico (6), dando início ao processo de clarificação da água. Ao final desta etapa coágulos e microbolhas presentes no efluente seguem para a etapa de floculação aerada (C).

[032] A etapa de floculação aerada (C) utiliza um injetor (5) para dosagem de floculante (13) e um floculador hidráulico (7) para floculação e aeração de flocos. Ao longo do conjunto, o floculante agrega coágulos e microbolhas de ar tornando-os em flocos aerados prontos para flotação. Na tubulação de saída (8) o efluente clarificado e flocos aerados estão prontos para a separação, seja através de flotação, filtração, e demais processos compatíveis.

[033] É importante salientar que as figuras e descrição realizadas não possuem o condão de limitar as formas de execução do sistema ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis suas etapas e execução reveladas nesta solução. Desse modo, as descrições e imagens devem ser interpretadas de forma ilustrativa e não limitativa, podendo existir outras formas equivalentes ou análogas de implementação do conceito inventivo ora revelado e que não fujam do espectro de proteção delineado na solução proposta.

[034] Tratou-se no presente relatório descritivo de um sistema de tratamento de esgoto industrial e sanitário através do processo através de processo físico-químico de floculação flotação ou floculação decantação, dotado de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva, aplicação industrial e, consequentemente, revestido de todos os requisitos essenciais para a concessão do privilégio pleiteado.