BR102012013869B1 - PROCESS AND DEVICE FOR REMOVING HYDROCARBONS FROM CONTAMINATED WATER - Google Patents

Abstract

processo para o tratamento de água contaminada e materiais para remoção de misturas de hidrocarbonetos e/ou metais pesados de água contaminada, onde misturas de cinzas de casca de arroz (cca) e carvão ativado (ca) utilizados como recheio em dispositivos de filtragem para remediação de águas subterrâneas, contaminadas com metais pesados e/ou misturas de hidrocarbonetos provenientes de vazamentos de gasolina, diesel e álcool de postos de combustíveis e, que promovem a separação completa das misturas de hidrocarbonetos líquido e seus derivados. a patente de invenção permite o tratamento combinado (físico-químico e biológico) "in-situ" e ou "ex-situ" de águas subterrâneas contaminadas por hidrocarbonetos e metais pesados, utilizando como dispositivo de filtragem um filtro com fluxo ascendente para adsorção de misturas de hidrocarbonetos. a eficiência de adsorção e economicidade é tanto maior quanto maior o percentual de cca na composição total da mistura de partículas adsorventes.process for the treatment of contaminated water and materials for removing mixtures of hydrocarbons and/or heavy metals from contaminated water, where mixtures of rice husk ash (cca) and activated carbon (ca) used as a filling in filtering devices for remediation groundwater contaminated with heavy metals and/or hydrocarbon mixtures from gasoline, diesel and alcohol spills from gas stations and that promote the complete separation of liquid hydrocarbon mixtures and their derivatives. the invention patent allows the combined treatment (physical-chemical and biological) "in-situ" and/or "ex-situ" of groundwater contaminated by hydrocarbons and heavy metals, using as a filtering device an ascending flow filter for adsorption of mixtures of hydrocarbons. the adsorption efficiency and economy is greater the greater the percentage of cca in the total composition of the mixture of adsorbent particles.

Description

Setor tecnológico da invençãoInvention technology sector

[01] De uma maneira geral a presente invenção pertence ao setor tecnológico de insumos químicos e refere-se, mais especificamente, a materiais utilizados para a remoção de hidrocarbonetos e/ou metais pesados, assim como adsorvente contendo misturas de partículas de cinzas de casca de arroz e de carvão ativado para possíveis vazamentos de hidrocarbonetos e derivados.[01] In general, the present invention belongs to the technological sector of chemical inputs and refers, more specifically, to materials used for the removal of hydrocarbons and/or heavy metals, as well as adsorbent containing mixtures of shell ash particles of rice and activated carbon for possible leaks of hydrocarbons and derivatives.

Estado da técnica conhecidoKnown prior art

[02] A utilização de combustíveis é uma realidade quando o assunto é o desenvolvimento das Organizações e da Sociedade como um todo. No entanto, para a sobrevivência dos ecossistemas e da humanidade deve-se ter como meta, neste desenvolvimento, a sustentabilidade, a qual engloba, entre outros fatores, a questão ambiental.[02] The use of fuels is a reality when it comes to the development of Organizations and Society as a whole. However, for the survival of ecosystems and humanity, sustainability must be a goal in this development, which includes, among other factors, the environmental issue.

[03] Assim, a crescente geração de resíduos sólidos e efluentes líquidos somadas a emissão de gases poluentes para atmosfera e o grande consumo de energia, faz aumentar a necessidade de medidas de prevenção, controle ambiental e alternativas para proteção de recursos não renováveis, que são essenciais para sobrevivência dos seres humanos e do planeta.[03] Thus, the growing generation of solid waste and liquid effluents, together with the emission of polluting gases into the atmosphere and the large consumption of energy, increases the need for preventive measures, environmental control and alternatives to protect non-renewable resources, which they are essential for the survival of human beings and the planet.

[04] Um dos impactos ambientais mais relevantes em todo o mundo é a contaminação, relacionada aos hidrocarbonetos aromáticos, destacando-se o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xileno (BTEX), e os hidrocarbonetos alifáticos, dos recursos hídricos associados diretamente a vazamentos de tubulações subterrâneas e reservatórios de armazenamento de postos de combustíveis. Esta contaminação provoca efeitos danosos ao meio ambiente como: inutilização dos pontos de captação de água potável, mortandade de flora e fauna aquática, inutilização de lavouras e plantações, impermeabilização de solos, redução de microrganismos do solo, além da preocupação constante com os riscos de incêndio e explosões em função da evaporação do produto inflamável.[04] One of the most relevant environmental impacts worldwide is contamination, related to aromatic hydrocarbons, especially benzene, toluene, ethylbenzene and xylene (BTEX), and aliphatic hydrocarbons, of water resources directly associated with leakage of underground pipelines and gas station storage reservoirs. This contamination causes harmful effects on the environment such as: disabling of drinking water catchment points, mortality of aquatic flora and fauna, disabling of crops and plantations, soil waterproofing, reduction of soil microorganisms, in addition to the constant concern with the risks of fire and explosions due to the evaporation of the flammable product.

[05] As causas principais destes vazamentos estão relacionadas a linhas e tanques de combustíveis enterrados com idade superior a 20 anos, os quais já mostram sinais de corrosão e rachaduras, provocando o vazamento do estoque.[05] The main causes of these leaks are related to buried fuel lines and tanks older than 20 years, which already show signs of corrosion and cracks, causing the stock to leak.

[06] A estimativa de pesquisadores é que, só no Brasil, existam cerca de 27.000 postos de combustíveis, os quais poderiam provocar impacto sobre os recursos aquáticos, principalmente envolvendo águas subterrâneas. Ainda é importante ressaltar que o potencial poluente da gasolina está vinculado aos hidrocarbonetos aromáticos de maior solubilidade em água, ou seja, benzeno, tolueno e xilenos (BTEX). Destes, o maior destaque é o benzeno devido ao risco à saúde humana, podendo afetar o sistema nervoso central e provocar, em exposições crônicas, câncer, etc.[06] Researchers estimate that, in Brazil alone, there are about 27,000 gas stations, which could have an impact on aquatic resources, mainly involving groundwater. It is also important to emphasize that the potential pollutant of gasoline is linked to aromatic hydrocarbons with greater solubility in water, that is, benzene, toluene and xylenes (BTEX). Of these, the most prominent is benzene due to the risk to human health, which can affect the central nervous system and cause, in chronic exposures, cancer, etc.

[07] A literatura especializada contém os trabalhos desenvolvidos e publicados internacionalmente, apresentando soluções tecnológicas relacionadas à remedição de áreas atingidas por hidrocarbonetos. São propostas com a finalidade de restaurar a qualidade dos solos e das águas subterrâneas contaminadas.[07] The specialized literature contains the works developed and published internationally, presenting technological solutions related to the remeasurement of areas affected by hydrocarbons. They are proposed for the purpose of restoring the quality of contaminated soil and groundwater.

[08] Vários métodos podem ser empregados para remover hidrocarbonetos de águas contaminadas incluindo processos químicos e físicos, processos biológicos e processos oxidativos. Contudo, poucas destas soluções são ecologicamente sustentáveis, economicamente viáveis (principalmente em função do uso de sistema e equipamentos importados, o que torna o processo altamente custoso e inacessível a todas as empresas) e tecnologicamente versáteis por considerar a qualidade do solo, qualidade da água, extensão de contaminação e qualidade do efluente a ser tratado e, local do vazamento (tubulações subterrâneas, reservatórios de armazenamento, válvulas, etc).[08] Various methods can be employed to remove hydrocarbons from contaminated water including chemical and physical processes, biological processes and oxidative processes. However, few of these solutions are ecologically sustainable, economically viable (mainly due to the use of imported system and equipment, which makes the process highly costly and inaccessible to all companies) and technologically versatile by considering soil quality, water quality , extent of contamination and quality of effluent to be treated, and location of leakage (underground pipes, storage reservoirs, valves, etc.).

[09] As tecnologias e métodos envolvem, frequentemente, técnicas de extração em contra-corrente e dispositivos de filtragem contendo material adsorvente de hidrocarbonetos para remover hidrocarbonetos contaminantes de uma mistura de solventes no lençol freático ou em correntes de águas subterrâneas.[09] Technologies and methods often involve counter-current extraction techniques and filtering devices containing hydrocarbon adsorbent material to remove hydrocarbon contaminants from a mixture of solvents in groundwater or groundwater streams.

[010] A adsorção é uma operação unitária, que envolve o contato entre uma fase fluida (adsorbato) e uma sólida (adsorvente), originando uma transferência de massa da fase fluida para a superfície do sólido, ocorrendo uma tendência de acumulação de uma substância sobre a superfície da outra. A escolha dos adsorventes é imprescindível para o processo de adsorção, sendo que vários materiais têm sido desenvolvidos para uma ampla faixa de separação.[010] Adsorption is a unitary operation, which involves the contact between a fluid phase (adsorbate) and a solid (adsorbent), causing a mass transfer from the fluid phase to the surface of the solid, with a tendency to accumulate a substance on the surface of the other. The choice of adsorbents is essential for the adsorption process, and several materials have been developed for a wide range of separation.

[011] Adsorventes comerciais são divididos em quatro classes principais: zeólitas, alumina ativada, sílica gel e carvão ativado.[011] Commercial adsorbents are divided into four main classes: zeolites, activated alumina, silica gel and activated carbon.

[012] Um fator decisivo para a eficácia do tratamento de águas correntes ou lençóis freáticos contaminados por hidrocarbonetos são as partículas de adsorvente utilizadas para remover uma mistura de solventes hidrocarbonetos contaminantes dissolvidos de uma corrente de água contaminada. Diversos materiais são empregados no abatimento dos hidrocarbonetos, destacando o carvão ativado que exibe excelente atividade. O tratamento de adsorção por carvão ativado possui um alto custo sendo um empecilho para seu uso em escala industrial.[012] A decisive factor in the effectiveness of treating hydrocarbon contaminated running water or groundwater is the adsorbent particles used to remove a mixture of dissolved hydrocarbon contaminating solvents from a contaminated water stream. Several materials are used in the abatement of hydrocarbons, especially activated carbon, which exhibits excellent activity. The adsorption treatment by activated carbon has a high cost and is an obstacle to its use on an industrial scale.

[013] Diversas técnicas de remoção de impurezas e hidrocarbonetos através de filtragem, por meio de do uso de carvão ativado como material adsorvente, são propostas para a remoção de impurezas e hidrocarbonetos de águas subterrâneas. Algumas destas técnicas de extração em contra-corrente permitem que, a remoção dos hidrocarbonetos seja realizada in-situ, sem a necessidade de bombeamento da água para fora do reservatório. A Patente WO/2000/040316 faz menção ao uso de um filtro composto de misturas de carvão microporoso e mesoporoso, para filtragem de água. Algumas das partículas de carvão ativado mesoporoso são revestidas por uma camada de polímero catiônico. Este material quando em contato com o líquido contendo hidrocarboneto, dissolve-se parcialmente, criando uma camada filtrante que retém toda a concentração de hidrocarbonetos. A Patente P19307742-4 descreve processos para remover hidrocarbonetos contaminantes dissolvidos de uma corrente de água, por técnicas de extração em contra-corrente. A água contaminada é contactada com partículas adsorventes, escolhidas para adsorverem btex e outros hidrocarbonetos, em circulação em contra-corrente com o fluxo de água a tratar.[013] Several techniques for removing impurities and hydrocarbons through filtration, through the use of activated carbon as an adsorbent material, are proposed for the removal of impurities and hydrocarbons from groundwater. Some of these counter-current extraction techniques allow the removal of hydrocarbons to be carried out in-situ, without the need to pump water out of the reservoir. WO/2000/040316 mentions the use of a filter composed of mixtures of microporous and mesoporous carbon, for filtering water. Some of the mesoporous activated carbon particles are coated with a layer of cationic polymer. This material when in contact with the hydrocarbon-containing liquid, partially dissolves, creating a filtering layer that retains the entire concentration of hydrocarbons. Patent P19307742-4 describes processes for removing contaminating dissolved hydrocarbons from a stream of water by counter-current extraction techniques. Contaminated water is contacted with adsorbent particles, chosen to adsorb btex and other hydrocarbons, circulating in countercurrent with the flow of water to be treated.

[014] O uso de carvão ativo na redução de metais pesados em efluentes tem mostrado bons resultados, mas é considerado um tratamento caro porque os processos de produção industrial de carvão ativado consistem em projetos de alto investimento envolvendo ativação física a elevadas temperaturas e pressão, sob condições controladas.[014] The use of activated carbon in the reduction of heavy metals in effluents has shown good results, but it is considered an expensive treatment because industrial activated carbon production processes consist of high investment projects involving physical activation at high temperatures and pressure, under controlled conditions.

[015] Materiais não convencionais, de menor custo, são pesquisados para a mesma função do carvão ativado (CA), os quais alternativas inovadoras propõem o desenvolvimento de material adsorvente a partir de resíduos agroindustriais.[015] Unconventional materials, of lower cost, are researched for the same function of activated carbon (AC), which innovative alternatives propose the development of adsorbent material from agro-industrial residues.

Novidades e objetivos da invençãoNews and objectives of the invention

[016] Visando eliminar os inconvenientes já conhecidos no estado da técnica, a presente invenção diz respeito a um processo e uso de materiais adsorventes capazes de permitir o tratamento combinado (físico-químico e biológico) para remoção de hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos e metais pesados presentes em águas subterrâneas de áreas contaminadas e/ou em efluentes industriais.[016] Aiming to eliminate the inconveniences already known in the state of the art, the present invention concerns a process and use of adsorbent materials capable of allowing the combined treatment (physical-chemical and biological) for the removal of aromatic and aliphatic hydrocarbons and heavy metals present in groundwater from contaminated areas and/or in industrial effluents.

[017] Refere-se à aplicação destes materiais em sistemas tecnicamente eficientes de filtragem ecologicamente sustentáveis e que permitem menor tempo e maior qualidade na remediação ambiental de áreas contaminadas e/ou no tratamento de efluentes contendo misturas de hidrocarbonetos e metais pesados.[017] It refers to the application of these materials in technically efficient filtering systems that are ecologically sustainable and that allow less time and better quality in the environmental remediation of contaminated areas and/or in the treatment of effluents containing mixtures of hydrocarbons and heavy metals.

[018] A invenção proposta utiliza-se do poder adsorvente das partículas de cinza de casca de arroz (CCA) e, apresenta uma mistura de materiais composto por partículas de CCA ou uma mistura de partículas de CCA e de CA, para promover a remoção de mistura de hidrocarbonetos de lençóis ou correntes de águas subterrâneas contaminadas por misturas de hidrocarbonetos e/ou por metais pesados, particularmente o cromo. O método é inovador e de aplicação industrial, pois permite que as CCA, originalmente classificadas como resíduos do processo de queima da casca de arroz para a geração de calor deixem de ser um passivo ambiental e ganhem valor agregado com a sua reutilização em escala industrial, como material para a produção de filtros e recheios de adsorção para mistura de hidrocarbonetos e metais pesados.[018] The proposed invention uses the adsorbent power of rice husk ash particles (CCA) and presents a mixture of materials composed of CCA particles or a mixture of CCA and CA particles, to promote removal of hydrocarbon mixture from groundwater or groundwater streams contaminated by mixtures of hydrocarbons and/or heavy metals, particularly chromium. The method is innovative and of industrial application, as it allows the CCA, originally classified as waste from the rice husk burning process for heat generation, to stop being an environmental liability and gain added value with their reuse on an industrial scale, as material for the production of filters and adsorption fillings for mixtures of hydrocarbons and heavy metals.

[019] Os problemas mencionados anteriormente, relacionados com: a remediação de lençóis freático contaminados por hidrocarbonetos, tais como, o alto custo das técnicas de filtragem, em contra corrente, com o uso de carvão ativado, a utilização de material adsorvente manufaturado e a baixa economicidade, do mesmo modo como a remediação de lençóis freático contaminados por metais pesados, tais como, altos investimentos em processos com o uso de carvão ativado, são eliminados pela presente invenção.[019] The problems mentioned above, related to: the remediation of water tables contaminated by hydrocarbons, such as the high cost of filtering techniques, against current, with the use of activated carbon, the use of manufactured adsorbent material and the low economy, in the same way as the remediation of groundwater contaminated by heavy metals, such as high investments in processes with the use of activated carbon, are eliminated by the present invention.

[020] A Patente de Invenção tem como objetivo preferencialmente a remoção de misturas de hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos e de metais pesados, em especial o cromo, águas contaminadas. As principais vantagens do invento proposto, em relação a outros métodos de remoção desses contaminantes de lençóis freáticos ou corrente de água subterrânea, são a eficiência na remoção completa de misturas de hidrocarbonetos e/ou de metais pesados, versatilidade e praticidade de uso, por permitir a remoção de hidrocarbonetos "in situ", utilização de material adsorvente de baixo custo e de abundante disponibilidade no mercado, possibilidade do tratamento químico associado ao tratamento biológico de bactérias, que se desenvolvem em meio líquidos contaminados por hidrocarbonetos oriundos de vazamentos de tubulações subterrâneas e de reservatórios de armazenamento de postos de combustíveis.[020] The purpose of the Invention Patent is preferably the removal of mixtures of aromatic and aliphatic hydrocarbons and heavy metals, especially chromium, contaminated water. The main advantages of the proposed invention, in relation to other methods of removing these contaminants from groundwater or groundwater streams, are the efficiency in the complete removal of mixtures of hydrocarbons and/or heavy metals, versatility and practicality of use, as it allows the removal of hydrocarbons "in situ", use of adsorbent material of low cost and abundant availability on the market, possibility of chemical treatment associated with the biological treatment of bacteria, which develop in liquid environments contaminated by hydrocarbons from underground pipe leaks and of storage tanks at gas stations.

[021] Outro ponto que supera os outros métodos utilizados é no que diz respeito ao uso de misturas de partículas de CCA e de carvão ativado, permitindo que a mistura contenha de 25% a 100% (m/m) de CCA, de acordo com a qualidade do solo, a qualidade da água, extensão de contaminação e qualidade do efluente a ser tratado, aonde as contaminações de lençóis freáticos por hidrocarbonetos oriundos de vazamentos de tubulações subterrâneas e de reservatórios de armazenamento de postos de combustíveis ocorrem.[021] Another point that surpasses the other methods used is with regard to the use of mixtures of CCA particles and activated carbon, allowing the mixture to contain 25% to 100% (m/m) of CCA, according to with the quality of the soil, the quality of the water, the extent of contamination and the quality of the effluent to be treated, where the contamination of groundwater by hydrocarbons from underground pipes leaks and from the storage reservoirs of gas stations occur.

[022] A presente invenção ainda gera rentabilidade e conservação de recursos naturais com relação ao uso de carvão ativado como material adsorvente, podendo ser totalmente ou parcialmente substituído por CCA dependendo das características físico-químicas, geológica e ambiental do meio contaminado por misturas de hidrocarbonetos e de metais pesados.[022] The present invention also generates profitability and conservation of natural resources with respect to the use of activated carbon as an adsorbent material, which may be fully or partially replaced by CCA depending on the physicochemical, geological and environmental characteristics of the environment contaminated by hydrocarbon mixtures and heavy metals.

[023] Os ditos materiais tendo como material adsorvente misturas de partículas de cinza de casca de arroz (CCA) e de carvão ativado (CA) podem ser aplicados e possuem aplicabilidade como filtro ecológico, podendo ser utilizado, como: (i) como recheio de filtragem para adsorção de misturas de hidrocarbonetos e metais pesados de águas contaminadas em filtros utilizados em processo de extração em contra corrente de efluentes contaminados, permitindo o tratamento "in-situ" ou "ex-situ"; (ii) produto adsorvente para prevenção de vazamentos ou imobilização de derramamentos de efluentes contendo hidrocarbonetos líquidos e seus derivados, utilizando como meio de imobilização os ditos materiais envolto em tecido, na forma de sacos, apresentando-se como um eficiente sistema de absorção de hidrocarbonetos e seus derivados e de ágil imobilização do líquido ou efluente vazado; (iii) produto adsorvente para prevenção de vazamentos ou imobilização ou derramamentos de hidrocarbonetos líquidos e seus derivados, na forma de misturas de partículas finas (em pó) de cinza de casca de arroz (CCA) e de carvão ativado (CA) em casos de emergências ambientais para prevenção e/ou contenção e/ou vazamentos de efluentes contendo hidrocarbonetos líquidos e seus derivados.[023] Said materials having as adsorbent material mixtures of rice husk ash (CCA) and activated carbon (CA) particles can be applied and have applicability as an ecological filter, and can be used as: (i) as a filling filtering for adsorption of mixtures of hydrocarbons and heavy metals from contaminated water in filters used in the countercurrent extraction process of contaminated effluents, allowing treatment "in-situ" or "ex-situ"; (ii) adsorbent product for the prevention of leaks or immobilization of effluent spills containing liquid hydrocarbons and their derivatives, using as a means of immobilization said materials wrapped in fabric, in the form of bags, presenting itself as an efficient hydrocarbon absorption system and its derivatives and quick immobilization of the leaked liquid or effluent; (iii) adsorbent product to prevent leakage or immobilization or spillage of liquid hydrocarbons and their derivatives, in the form of mixtures of fine particles (powder) of rice husk ash (CCA) and activated carbon (CA) in cases of environmental emergencies for prevention and/or containment and/or leakage of effluents containing liquid hydrocarbons and their derivatives.

[024] A forma em pó dos ditos materiais promovem elevada superfície especifica de contato entre as partículas de cinza de casca de arroz (CCA) e de carvão ativado (CA) e o material vazado permitindo ágil e rápida imobilização em vazamentos de hidrocarbonetos líquidos e seus derivados. Permite ainda que os ditos materiais sejam distribuídos na forma comercial em Kits de segurança e/ou colchão de segurança.[024] The powder form of said materials promote a high specific surface of contact between rice husk ash (CCA) and activated carbon (CA) particles and the leaked material allowing agile and quick immobilization in liquid hydrocarbon leaks and its derivatives. It also allows said materials to be distributed in commercial form in safety kits and/or safety mattresses.

[025] As áreas de aplicação da presente Patente de Invenção são amplas e referem-se a empresas (químicas, cosméticos, ambientais, etc.), indústrias (química, petroquímica, etc.), em postos de serviços de abastecimento de combustível, em áreas industriais de estocagem de combustível em tanques e/ou bombonas de líquidos, combustíveis e efluentes contendo hidrocarbonetos líquidos e seus derivados, entre outros.[025] The areas of application of this Patent of Invention are broad and refer to companies (chemical, cosmetic, environmental, etc.), industries (chemical, petrochemical, etc.), in fuel service stations, in industrial areas of fuel storage in tanks and/or canisters of liquids, fuels and effluents containing liquid hydrocarbons and their derivatives, among others.

Breve descrição dos desenhos anexosBrief description of attached drawings

[026] 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: Figura 1 diagrama esquemático do sistema de filtragem e suas etapas. Figura 2 desenho do filtro de fluxo ascendente com recheio de misturas de partículas de CCA com partículas de CA.[026] In order for the present invention to be fully understood and put into practice by any technician in this technological sector, it will be described in a clear, concise and sufficient manner, based on the attached drawings, which illustrate and subsidize it, listed below : Figure 1 Schematic diagram of the filtration system and its stages. Figure 2 drawing of the upflow filter filled with mixtures of CCA particles with CA particles.

Descrição detalhada da invençãoDetailed description of the invention

[027] A presente invenção tende se tornar um método alternativo para o tratamento "in-situ" e ou "ex-situ" de águas subterrâneas e/ou efluentes contaminados por misturas de hidrocarbonetos e/ou metais pesados, utilizando os ditos materiais como recheio de filtragem em um filtro com fluxo ascendente de águas subterrâneas contaminadas com misturas de hidrocarbonetos e metais pesados.[027] The present invention tends to become an alternative method for the treatment "in-situ" and or "ex-situ" of groundwater and/or effluents contaminated by mixtures of hydrocarbons and/or heavy metals, using said materials as filtration filling in an upward flowing groundwater filter contaminated with mixtures of hydrocarbons and heavy metals.

[028] Exemplo 1: Para este exemplo, considera-se um típico sistema de remediação de águas subterrâneas contaminadas por hidrocarbonetos, por exemplo, como os provenientes de vazamentos dos tanques de combustíveis de postos de combustíveis. Para atendimento deste objetivo, o filtro de adsorção com recheio composto por mistura de CCA e CA é parte integrante de um sistema composto por poços de sucção instalados na área a ser remediada, aonde a água subterrânea é bombeada para uma caixa separadora de água e óleo, passa por um tanque de equalização e, por fluxo ascendente, o efluente é introduzido e passa pelo filtro composto por recheio adsorvente.[028] Example 1: For this example, it is considered a typical remediation system of groundwater contaminated by hydrocarbons, for example, such as those coming from leaks from fuel tanks at gas stations. To meet this objective, the adsorption filter with filling composed of a mixture of CCA and CA is an integral part of a system composed of suction wells installed in the area to be remedied, where groundwater is pumped to a water and oil separator box , passes through an equalization tank and, through an ascending flow, the effluent is introduced and passes through the filter composed of adsorbent filling.

[029] Esta criação é explicada por meio dos desenhos em anexo nos quais a Figura 1 apresenta de forma esquemática o sistema de filtragem que consiste em captar a água contaminada por misturas de hidrocarbonetos em uma caixa separadora onde a fase livre passa por um refinamento e a fase dissolvida é recolhida num filtro de adsorção, por meio das seguintes etapas operacionais: (a) captar a água contaminada por misturas de hidrocarbonetos através de poços de sucção instalados na área contaminada; (b) bombeamento do afluente para o sistema de caixa separadora (c) de água e óleo para remoção de fase livre; (d) envio do efluente para um tanque de equalização, utilizado para nivelamento do mesmo e, onde são instalados sensores para monitoramento do sistema; (e) efluente passa por fluxo ascendente no filtro com recheio composto por material adsorvente de CCA e CA; (f) efluente tratado é enviado para outro sistema de caixa separadora; havendo o retorno do efluente tratado como recarga do lençol freático.[029] This creation is explained through the attached drawings in which Figure 1 schematically shows the filtering system that consists of capturing water contaminated by hydrocarbon mixtures in a separator box where the free phase undergoes refinement and the dissolved phase is collected in an adsorption filter, through the following operational steps: (a) capturing water contaminated by hydrocarbon mixtures through suction wells installed in the contaminated area; (b) pumping the influent to the separator box system (c) of water and oil for free phase removal; (d) sending the effluent to an equalization tank, used for leveling the same, where sensors are installed to monitor the system; (e) effluent flows upwards in the filter with filling composed of adsorbent material of CCA and CA; (f) treated effluent is sent to another sorting box system; with the return of the treated effluent as a recharge of the water table.

[030] A aplicação da presente invenção como recheio composto por mistura de CCA e CA em filtro de adsorção para tratamento de água contaminada com hidrocarbonetos é adicionalmente explicado por meio da Figura 2, que apresenta o filtro de fluxo ascendente contendo como recheio misturas de partículas de CCA e de CA.[030] The application of the present invention as a filling composed of a mixture of CCA and CA in an adsorption filter for the treatment of water contaminated with hydrocarbons is further explained by means of Figure 2, which shows the upward flow filter containing mixtures of particles as a filling of CCA and CA.

[031] Esquematicamente, o dispositivo filtrante constitui-se de pelo menos uma coluna de PVC (1), de preferencialmente 250 mm de diâmetro e 1.240mm de altura, contendo pelo menos uma entrada (2) e uma saída (3); tendo em sua base um recheio composto por preferencialmente 170mm de altura com brita graduada (4), que retém sujeira, sobreposta por uma camada de preferencialmente 700mm de altura de material adsorvente filtrante (5), que retém hidrocarbonetos e metais pesados, constituído por misturas de carvão ativado granular e cinza de casca de arroz, em proporções variando preferencialmente entre 100%, 75%, 50% e 25% (m/m); além de espaço composto por ar com altura equivalente a preferencialmente 360mm (6). A entrada da água contaminada com misturas de hidrocarbonetos ocorre na parte inferior do filtro (2), onde está localizada a camada de brita (4), através de uma tubulação preferencialmente de PVC de 50mm; já a saída do efluente tratado é na parte superior na camada de ar (6) através de uma tubulação preferencialmente de PVC de 50mm. Quando o filtro está em ciclo de operação, o lençol freático contaminado é forçado para dentro do dispositivo filtrante, entrando pelo lado de baixo do filtro (2) e passando através do meio filtrante (4,5), saindo descontaminado ao nível superior do filtro (3).[031] Schematically, the filtering device consists of at least one PVC column (1), preferably 250 mm in diameter and 1,240 mm in height, containing at least one inlet (2) and one outlet (3); having at its base a filling preferably composed of 170mm high with graded gravel (4), which retains dirt, overlaid by a preferably 700mm high layer of filtering adsorbent material (5), which retains hydrocarbons and heavy metals, consisting of mixtures granular activated carbon and rice husk ash, in proportions preferably varying between 100%, 75%, 50% and 25% (m/m); in addition to a space composed of air with a height equivalent to preferably 360mm (6). The entry of water contaminated with hydrocarbon mixtures occurs at the bottom of the filter (2), where the gravel layer (4) is located, through a pipe preferably made of 50mm PVC; on the other hand, the exit of the treated effluent is at the top in the air layer (6) through a pipe preferably made of 50mm PVC. When the filter is in an operating cycle, the contaminated water table is forced into the filter device, entering the underside of the filter (2) and passing through the filter medium (4.5), leaving decontaminated at the upper level of the filter (3).

[032] Exemplo 2: O filtro de adsorção de fluxo ascendente, com recheio de misturas de partículas de CCA e de CA, para tratamento de água subterrânea contaminada com hidrocarbonetos provenientes de vazamentos de gasolina, diesel e álcool de Postos de Combustíveis, foi testado para as seguintes concentrações de hidrocarbonetos: TPH variando entre 0 mg/L e 15.000 μg/L; Benzeno variando entre 0 mg/L e 50 μg/L; Tolueno variando entre 0 mg/L e 40 μg/L; Etilbenzeno variando entre 0 mg/L e 40 μg/L e Xileno variando entre 0 mg/L e 200 μg/L.[032] Example 2: The upflow adsorption filter, filled with mixtures of CCA and CA particles, for treatment of groundwater contaminated with hydrocarbons from gasoline, diesel and alcohol leaks from Gas Stations, was tested for the following hydrocarbon concentrations: TPH ranging between 0 mg/L and 15,000 μg/L; Benzene ranging between 0 mg/L and 50 μg/L; Toluene ranging between 0 mg/L and 40 μg/L; Ethylbenzene ranging between 0 mg/L and 40 μg/L and Xylene ranging between 0 mg/L and 200 μg/L.

[033] O tratamento de remoção de misturas de hidrocarbonetos contaminantes seguiu às etapas de acordo com o processo mostrado na Figura 1, utilizando-se do sistema de filtragem apresentado na Figura 2.[033] The treatment of removal of contaminating hydrocarbon mixtures followed the steps according to the process shown in Figure 1, using the filtering system shown in Figure 2.

[034] Os dados obtidos para o Exemplo são apresentados a seguir.[034] The data obtained for the Example are presented below.

[035] A utilização do filtro de adsorção contendo recheio de misturas de partículas de CCA e de CA possibilitaram a remoção de Hidrocarbonetos Totais (TPH) de 100% com saturação do sistema acima de 90 minutos para: o filtro com recheio de 100% de carvão ativado e o filtro com recheio composto por 50% de cinza de casca de arroz e 50% de carvão ativado (m/m). Para os filtros com recheio de 100% de cinza de casca de arroz, foi observado remoção de 100% até o tempo de saturação do filtro que ocorreu em 60 minutos.[035] The use of the adsorption filter filled with mixtures of CCA and CA particles enabled the removal of 100% Total Hydrocarbons (TPH) with system saturation above 90 minutes for: the filter with 100% filling of activated carbon and the filter filled with 50% rice husk ash and 50% activated carbon (m/m). For filters filled with 100% rice husk ash, a removal of 100% was observed until the filter saturation time, which occurred in 60 minutes.

[036] Já em escala real, os seguintes resultados foram verificados: para os filtros 100% CCA, houve a colmatação do filtro em função da cinza ser muito fina, o que impossibilitou a realização do ensaio; nos filtros 100% CA e nos filtros 50% CCA/CA (m/m) os contaminantes foram removidos com 100% eficiência durante o período de preferencialmente 1.086 horas. Após este período, houve a colmatação, possivelmente em função do alto nível de contaminação do efluente.[036] In full scale, the following results were verified: for 100% CCA filters, there was clogging of the filter due to the ash being very fine, which made it impossible to carry out the test; in the 100% CA filters and in the 50% CCA/CA filters (m/m) the contaminants were removed with 100% efficiency during the period of preferably 1,086 hours. After this period, there was clogging, possibly due to the high level of contamination of the effluent.

[037] Percebe-se assim que os recheios compostos por 100% CA e 50% CCA/CA (m/m) possuem comportamentos similares em termos de eficiência.[037] It can be seen that fillings composed of 100% CA and 50% CCA/CA (m/m) have similar behavior in terms of efficiency.

[038] Exemplo 3: O filtro de adsorção de fluxo ascendente, com recheio de misturas de partículas de CCA e de CA, para tratamento de água subterrânea contaminada com hidrocarbonetos provenientes de vazamentos de gasolina, diesel e álcool de Postos de Combustíveis, foi testado para as seguintes concentrações de hidrocarbonetos: TPH variando entre 0 mg/L e 15.000 μg/L; Benzeno variando entre 0 mg/L e 50 μg/L; Tolueno variando entre 0 mg/L e 40 μg/L; Etilbenzeno variando entre 0 mg/L e 40 μg/L e Xileno variando entre 0 mg/L e 200 μg/L.[038] Example 3: The upflow adsorption filter, filled with mixtures of CCA and CA particles, for treatment of groundwater contaminated with hydrocarbons from gasoline, diesel and alcohol leaks from Gas Stations, was tested for the following hydrocarbon concentrations: TPH ranging between 0 mg/L and 15,000 μg/L; Benzene ranging between 0 mg/L and 50 μg/L; Toluene ranging between 0 mg/L and 40 μg/L; Ethylbenzene ranging between 0 mg/L and 40 μg/L and Xylene ranging between 0 mg/L and 200 μg/L.

[039] O tratamento de remoção de misturas de hidrocarbonetos contaminantes seguiu às etapas de acordo com o processo mostrado na Figura 1, utilizando-se do sistema de filtragem apresentado na Figura 2.[039] The treatment of removal of contaminating hydrocarbon mixtures followed the steps according to the process shown in Figure 1, using the filtering system shown in Figure 2.

[040] Foram testados filtros com recheio de 25% CCA/75% CA (m/m), e 75% CCA/25% CA (m/m) em escala real. Os seguintes resultados foram verificados: para os filtros 25% CCA/75% CA e para os filtros 75% CCA/25% CA, os contaminantes foram removidos com 100% eficiência durante o período de tempo semelhante ao do exemplo 2. Após este período, houve a colmatação, possivelmente em função do alto nível de contaminação do efluente.[040] Filters filled with 25% CCA/75% CA (m/m), and 75% CCA/25% CA (m/m) in full scale were tested. The following results were verified: for the 25% CCA/75% CA filters and for the 75% CCA/25% CA filters, the contaminants were removed with 100% efficiency during a similar time period as in example 2. After this period , there was the clogging, possibly due to the high level of contamination of the effluent.

[041] Desse modo, fica demonstrado através do presente que o filtro de adsorção, composto por misturas de partículas de CCA e de CA, é 100% eficaz na remoção contaminante de águas contaminadas por misturas de hidrocarbonetos e derivados e/ou metais pesados.[041] Thus, it is demonstrated through the present that the adsorption filter, composed of mixtures of CCA and CA particles, is 100% effective in removing contaminants from contaminated water by mixtures of hydrocarbons and derivatives and/or heavy metals.

[042] As figuras e descrição realizadas não possuem o condão de limitar as formas de execução do conceito inventivo ora proposto, mas sim de ilustrar e tornar compreensíveis as inovações conceituais reveladas nesta invenção, de modo que 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 nesta invenção.[042] The figures and description carried out do not have the power to limit the forms of execution of the inventive concept proposed herein, but rather to illustrate and make comprehensible the conceptual innovations revealed in this invention, so that the descriptions and images must be interpreted in a way illustrative and non-limiting, there may be other equivalent or analogous ways of implementing the inventive concept now revealed and that do not escape the protection spectrum outlined in this invention.

[043] Tratou-se no presente relatório descritivo de um peculiar e original material para a remoção de hidrocarbonetos e/ou metais pesados de águas contaminadas capaz de aperfeiçoar sobremaneira sua utilização, dotado de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial e, conseqüentemente, revestido de todos os requisitos essenciais para a concessão do privilégio pleiteado.[043] This descriptive report deals with a peculiar and original material for the removal of hydrocarbons and/or heavy metals from contaminated water, capable of greatly improving its use, endowed with novelty, inventive step, descriptive sufficiency and industrial application and, consequently, covered with all the essential requirements for granting the claimed privilege.

Claims (9)

1. Dispositivo filtrante para remoção de hidrocarbonetos de água contaminada compreendendo pelo menos uma coluna (1), preferencialmente de PVC, contendo pelo menos uma entrada (2) e uma saída (3) tendo em sua base um recheio compreendendo brita graduada sobreposta por uma camada de material adsorvente filtrante e um espaço composto por ar caracterizado pelo material adsorvente filtrante ser uma mistura de 25 a 75% (m/m) de partículas de cinzas de casca de arroz e 25 a 75% (m/m) de carvão ativado.1. Filter device for removing hydrocarbons from contaminated water comprising at least one column (1), preferably PVC, containing at least one inlet (2) and one outlet (3) having at its base a filling comprising graded gravel overlaid by a layer of filter adsorbent material and a space composed of air characterized in that the filter adsorbent material is a mixture of 25 to 75% (m/m) of rice husk ash particles and 25 to 75% (m/m) of activated carbon . 2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, e ainda, caracterizado pelo material adsorvente filtrante estar na forma de partículas finas em pó.Device according to claim 1, and further characterized in that the adsorbent filtering material is in the form of fine powder particles. 3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender 50% (m/m) de partículas de cinza de casca de arroz e 50% (m/m) de carvão ativado.Device according to claim 1, characterized in that it comprises 50% (m/m) of rice husk ash particles and 50% (m/m) of activated carbon. 4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo material usado como produto adsorvente ser envolto ou acondicionado em meio a um tecido.Device according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the material used as an adsorbent product is wrapped or packaged in a fabric. 5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, e ainda, caracterizado por receber água contaminada pela parte inferior (2) do filtro, onde está localizada a camada de brita, dita água contaminada percorrer o filtro verticalmente e sair na forma tratada na parte superior (3) da dita coluna (1).Device according to any one of claims 1 to 3, and further characterized in that it receives contaminated water through the lower part (2) of the filter, where the gravel layer is located, said contaminated water traveling through the filter vertically and exiting at the shape treated in the upper part (3) of said column (1). 6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, e ainda, caracterizado por ditos hidrocarbonetos removidos serem selecionados a partir de benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos ou qualquer combinação dos mesmos.Device according to any one of claims 1 to 3, and further characterized in that said removed hydrocarbons are selected from benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes or any combination thereof. 7. PROCESSO PARA REMOÇÃO DE HIDROCARBONETOS DE ÁGUA CONTAMINADA caracterizado pelo processo compreender as seguintes etapas: - captar efluente contaminado através de poços de sucção instalados em uma área contaminada; - bombear o efluente contaminado para um sistema de caixa separadora; - aguardar um tempo predeterminado para separação de água e óleo do dito efluente contaminado na dita caixa separadora para remoção de fase livre; - enviar a água contaminada livre de óleo para um tanque de equalização; - alimentar a água contaminada equalizada ao dispositivo filtrante para remoção de hidrocarbonetos, conforme definido na reivindicação 1; - fornecer a dita água contaminada equalizada em fluxo ascendente a uma entrada (2) situada na parte inferior da coluna (1) do dito dispositivo, em que a água contaminada alimentada em fluxo ascendente atravessa uma base que compreende recheio de brita graduada sobreposta por uma camada de material adsorvente filtrante que compreende uma mistura de partículas de cinzas de casca de arroz e carvão ativado para remoção dos hidrocarbonetos; - coletar o efluente filtrado livre de hidrocarbonetos por uma saída (3) localizada no topo da coluna (1); - enviar o efluente livre de hidrocarbonetos para um segundo sistema de caixa separadora; e, - direcionar o efluente tratado como recarga a um lençol freático.7. PROCESS FOR REMOVAL OF HYDROCARBONS FROM CONTAMINATED WATER characterized by the process comprising the following steps: - capture contaminated effluent through suction wells installed in a contaminated area; - pumping the contaminated effluent to a separator box system; - wait for a predetermined time to separate water and oil from said contaminated effluent in said separator box for free phase removal; - send the contaminated oil free water to an equalization tank; - feeding the equalized contaminated water to the filtering device for removing hydrocarbons as defined in claim 1; - supplying said equalized contaminated water in upward flow to an inlet (2) located at the bottom of the column (1) of said device, wherein the contaminated water fed in upward flow passes through a base comprising a graduated gravel filling superimposed by a layer of adsorbent filtering material comprising a mixture of rice husk ash particles and activated carbon for removing hydrocarbons; - collect the hydrocarbon-free filtered effluent through an outlet (3) located at the top of the column (1); - send the hydrocarbon-free effluent to a second separator box system; and, - direct the treated effluent as recharge to a water table. 8. PROCESSO PARA REMOÇÃO DE HIDROCARBONETOS DE ÁGUA CONTAMINADA, de acordo com a reivindicação 7, e ainda, caracterizado por ser realizado tratamento "in situ"ou "ex-situ'.8. PROCESS FOR REMOVING HYDROCARBONS FROM CONTAMINATED WATER, according to claim 7, and characterized in that treatment is carried out "in situ" or "ex-situ". 9. PROCESSO PARA REMOÇÃO DE HIDROCARBONETOS DE ÁGUA CONTAMINADA, de acordo com a reivindicação 7, e ainda, caracterizado por compreender adicionalmente tratamento biológico de bactérias que se desenvolvem em meios líquidos contaminados.9. PROCESS FOR REMOVING HYDROCARBONS FROM CONTAMINATED WATER, according to claim 7, and further characterized in that it additionally comprises biological treatment of bacteria that develop in contaminated liquid media.

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