PT96491B

PT96491B - Arejador flutuante

Info

Publication number: PT96491B
Application number: PT96491A
Authority: PT
Original assignee: Reinhart Von Nordenskjold Dr I
Priority date: 1990-01-17
Filing date: 1991-01-16
Publication date: 1998-07-31
Also published as: DE4001201C1; CN1053415A; LT3382B; CN1027884C; FI101958B1; EP0437718B1; PL288743A1; DK0437718T3; PL164365B1; MD242F1; FI910179A; LTIP794A; FI101958B; US5089179A; PT96491A; LV10765B; AU6866891A; CA2034086A1; MD242G2; CA2034086C

Description

DESCRIÇÃO

A presente invenção refere-se a um arejador flutuante para introdução de ar numa massa de água, em particular, numa estação de tratamento por lamas activadas, constituido por, pelo menos, uma conduta de fornecimento de ar que se desenvolve ao longo da superfície da água e, pelo menos, um arejador de fundo que é colocado por baixo da superfície da ãgua de forma suspensa, por intermédio de uma colocação de flutuadores na conduta de fornecimento de ar e por intermédio de pelo menos uma conduta de ligação que se ramifica a partir da conduta de fornecimento de ar de forma a introduzir ar na massa de água por baixo da superfície da ãgua.

Um arejador flutuante deste tipo foi descrito em duas especificações de patentes Alemãs 2834899 e ! 3227672 publicadas pelos mesmos requerentes. O aspecto especial ; da introdução de ar na ãgua, por meio de arejadores flutuantes !

deste tipo, em particular, para a clarificação e purificação bic lógica de águas nas chamadas estações de tratamento por lamas de activadas, tem que ser visto tendo em conta que a massa de ãgua deve ser eficientemente purificada com um baixo consumo de * energia. Os arejadores flutuantes incluem condutas que são moní tadas numa relação espacial entre si acima da parte da estação

N.

a ser arejada e que são visíveis na superfície da água e efectuam um movimento migratório recíproco horizontal. As condutas de ligação que levam aos arejadores de fundo e que são utilizados para a alimentação de ar â água por baixo da superfície da água são ramificadas a partir dessas condutas. 0 ar, como referido neste texto, inclui gases em geral, isto é também ou misturas de gases a serem fornecidas em casos especiais de apli_ cação. Como um resultado do movimento recíproco das condutas de fornecimento de ar, os arejadores de fundo movem-se também alternadamente por baixo da superfície de água e movimentam-se, assim, sob toda a ãrea de volume, o que origina uma descarga de oxigénio muito uniforme. 0 movimento migratório destes arejadores flutuantes, que são também chamados cadeias de arejadores, é automático, desde a descarga de ar, por meio dos arejadores de fundo. Não é necessário, assim, um dispositivo externo de ac cionamento. Outros pormenores podem ser obtidos nas duas especi ficaçóes de patentes Alemãs atrás referidas.

Como em soluções conhecidas, as condutas de fornecimento de ar são constituídas por unidades de mangueira que, tendo em conta os elementos de tubo e os flutuadores colocados em elementos de tubo, são descontínuas na ãrea em que as condutas de alimentação que levam aos arejadores de fundo se ramificam na ãgua. Os elementos de mangueira individuais são fixos de uma forma conhecida aos elementos de tubo por meio de braçadeiras de mangueira ou o equivalente. Os elementos de tubo são na forma de T, com a parte vertical servindo como uma unidade de ligação para a conduta de ligação que leva aos areja dores de fundo.

Embora este sistema se tenha mostrado fundamentalmente funcional relativamente ao movimento alternati ^; vo dos arej adores flutuantes e ao efeito de purificação biolõgj.

ca assim conseguido, verificou-se que a forma como os flutuado^!i ~ res estão colocados é desvantajosa. É de notar aqui, que os are jadores flutuantes têm muitas vezes que possuir um comprimento considerável de, por exemplo, 30 a 50 metros, de forma a serem susceptíveis de se desenvolverem numa bacia desde um lado ao ou tro oposto. Como um resultado, forças intensas actuam nos pontos de ligação entre as secções de mangueira da conduta de for2 ’ Γ

necimento âe ar e dos elementos de tubo à volta dos quais os flutuadores são colocados, como corpos de material espumoso. E_s tas forças não estão apenas presentes durante a montagem mas também durante o funcionamento. Isto origina muitas vezes prejuízos para os pontos de ligação, de tal forma que as condutas se tornam fracas nestes lugares e finalmente não utilizáveis e têm que ser por exemplo totalmente retiradas. A cadeia de areja dores flutuantes completa têm assim que ser parada, o que final, mente põe em risco o funcionamento e biologia da estação comple ta e muitas vezes leva a uma paralisação para um processo de re paração longo. Assim, as lamas activadas têm que ser feitas de novo num processo difícil. A reparação destes pontos é incómoda, uma vez que, é necessário remover a água da bacia ou a deslocação para locais correspondentes com a ajuda de barcos insufláveis ou análogos de forma a ser possível efectuar os trabalhos de reparação in situ. As lamas entram nas condutas quando as mesmas são postas fora de funcionamento o que é muito desvantajoso uma vez que podem entupir as condutas.

Outra desvantagem consiste em que, em qualquer altura do trabalho de reparação o trabalhador pode estar em risco. Os danos menores ocorrem muitas vezes quando as braçadeiras da mangueira estão a ser apertadas nos pontos de li gação e a chave de fendas cai ou também nas extremidades das abas que se projectam das braçadeiras da mangueira, o que é mui. to perigoso porque vivem muitas bactérias perigosas em tais estações. Estas bactérias podem originar a intoxicação do sangue ou análogos aos trabalhadores.

Além disso, a construção de flutuadores como um corpo de plástico espumoso é muito caro uma vez que este corpo é moldado à volta de uma unidade em T tubular e revestido com alcatrão ou análogos em todos os lados.

É assim objectivo da presente invenção aperfeiçoar um arejador flutuante do tipo atrãs descrito, em particular, relativamente aos custos de fabrico, mas também, re lativamente à manutenção, reparação e funcionalidade.

Com um arejador flutuante do tipo atrás referido, este objectivo ê realizado uma vez que as condutas de fornecimento de ar são formadas como uma conduta de mangueira il í f

contínua e os flutuadores incluem pelo menos duas partes moldadas que formam um corpo flutuante e são colocadas na conduta de mangueira ligadas entre si e que envolvem completa ou parcialmente a conduta de mangueira numa abertura de passagem definida pelas partes moldadas.

De acordo com o primeiro aspecto característico, a conduta de fornecimento de ar é formada como uma ! conduta de mangueira contínua. Isto oferece numerosas vantagens de fabrico uma vez que não é mais necessário cortar os elementos de mangueira até um comprimento adequado para se satisfazei rem as exigências do respectivo lugar de instalação. É apenas j necessário proporcionar um comprimento de mangueira específico i que seja necessário para o local de instalação. Os flutuadores í! podem depois ser colocados em quaisquer pontos arbitrários. Quan jí : to à questão da estabilidade, existem também vantagens consideráveis, uma vez que a ruptura ou deficiência de uma conduta de mangueira contínua ê virtualmente impossível. Os pontos de liga j ção para as secções tubulares podem assim ser dispensadas. Da ί mesma forma, as dificuldades relacionadas com o trabalho de mon tagem e o risco dos trabalhadores não existem mais.

!

Além disso, é possível uma montagem mui to simples dos flutuadores em quaisquer lugares arbitrários dess ta conduta de mangueira devido à construção dos flutuadores coI mo partes moldadas. Estas partes moldadas formam corpos flutuan I tes e são, por exemplo, ligados lateralmente à conduta de forne ' cimento de ar e ligados entre si. Os flutuadores podem fácilmen te ser montados in situ. Para a montagem das duas partes molda! das é apenas necessário colocá-las lateralmente na conduta de ι

ι mangueira e depois ligá-las entre si ou enroscá-las, ou análo‘ gos. A abertura de passagem definida pelas partes moldadas passa pela conduta de mangueira e pode ser dimensionada relativamente à conduta de mangueira de uma forma tal que se obtém uma ligação por fricção entre a conduta de ligação tubular e os flu tuadores. As duas partes moldadas podem ser feitas separadamente. No âmbito da presente invenção é também possível juntar as metades moldadas por uma aresta, de tal forma que a conduta de . mangueira é recebida pela abertura das mesmas. Finalmente, é também possível ligar as partes moldadas entre si, antecipada4 ’ ?

mente, numa forma tal que se obtém um flutuador através do qual a conduta de mangueira ê passada para fins de montagem. A abertura de passagem não é necessariamente uma abertura de passagem completamente envolvida. É, por exemplo, possível dentro do âmbito desta invenção construir a abertura de passagem na forma de uma reentrância aproximadamente semi-circular ou de uma reen trância de três quartos de círculo a partir do lado superior do flutuador. A conduta de mangueira pode depois desenvolver-se através de reentrância. Em todos os casos pode dispensar-se a montagem difícil, cara e sempre crítica, no local, das braçadeiras de mangueira quando os flutuadores são presos à conduta de mangueira. Como partes moldadas, os flutuadores podem ser fá cilmente moldados ou separados, por exemplo, a partir de plástj. co, sendo as partes moldadas depois herméticamente vedadas e servindo como um corpo flutuante devido à sua configuração. Isto significa uma redução dos custos de fabrico e permite uma forma exterior do conjunto de flutuadores que pode ser optimiza da em quase todas as formas. Numa forma de realização vantajosa desta invenção, proporciona-se duas semi-estruturas ocas inter-ligadas de um material plástico como partes moldadas para o flutuador. Um material plástico que seja adequadamente resisten te a radiação ultra-violeta, ao calor e ã água e assim especial, mente adequado para o funcionamento difícil de estações de clarificação constitui o material desejado, A utilização de duas partes moldadas possui a vantagem adicional de que estas partes satisfazem uma dupla função de segurança uma vez que quando uma parte moldada falha, a outra pode ainda continuar a desempenhar a sua função. 0 PE (polietileno) é, por exemplo, um material plástico adequado para a produção de flutuadores.

Noutra forma de realização preferida des ta invenção, as partes moldadas são interligadas. Esta capacidad de ligação não só facilita a montagem das partes moldadas e assim dos flutuadores na conduta de mangueira, mas permite também uma desmontagem possível dos flutuadores, uma substituição fácil de flutuadores defeituosos e uma colocação de flutuadores em quais quer locais arbitrários.

Obtém-se ainda uma simplificação quando as partes moldadas incluem uma extremidade curva comum que se desenvolve na direcção do desenvolvimento da conduta de forneci, mento de ar e liga permanentemente as partes moldadas entre si.

Uma tal aresta de ligação possui a vantagem de que mantém as partes moldadas numa colocação adequada relativamente uma â ouí tra, de tal forma que a montagem das partes moldadas à volta da conduta de fornecimento de ar e a junção correspondente são ainda simplificadas. A aresta curva pode, por exemplo, ser moldada como uma trama que liga as duas metades moldadas entre si. Os flutuadores podem depois ser facilmente dobrados à volta da mangueira de fornecimento, sendo a colocação automáticamente ob tida no caso de uma travagem dos elementos que estão a ser presos entre si. Como já atrás referido, é também possível ligar as duas partes moldadas permanentemente entre si, de tal forma que, os flutuadores são depois montados enfiando-os na conduta p de mangueira.

Noutra forma de realização desta invenção, o flutuador consiste em pelo menos uma abertura de recepção para receber unidades de ligação de ramificação de ar que se ramificam a partir da conduta de mangueira. No caso da condu ta de fornecimento de ar ser constituida por um material de bor racha, estas unidades de ligação de ramificação de ar podem ser montadas a distâncias específicas arbitrarias e proporcionar o ponto de ligação entre a conduta de ligação que leva aos arejadores de fundo e a conduta de fornecimento de ar. Se, como determinado, o flutuador incluir aberturas de recepção para estas unidades de ligação de ramificação de ar, ê possível adaptar a abertura de recepção ao diâmetro da unidade de ligação da ramificação de ar, de tal forma, que se estabelece uma ligação de fricção entre a conduta de ligação e o flutuador pelo menos na direcção vertical descendentes. Tendo em conta esta ligação por fricção, as forças de tensão criadas pelo peso do arejador de fundo no ponto de junção entre a conduta de fornecimento de ar e a unidade de ligação ramificada são directamente transmitidas ao flutuador, de tal forma que o referido ponto de ligação não fica sujeito a qualquer tensão e a unidade de ligação de ramifi cação de ar, que pode estar colocada de forma semelhante a uma válvula de dois ciclos na conduta de mangueira, não se solta.

Na direcção longitudinal da mangueira a abertura de recepção po de possuir uma forma oval, de tal forma que a unidade de ligação ramificada de ar funciona apenas na abertura de recepção nesta direcção.

; Embora a unidade de ramificação de ar í e a conduta de ligação possam ser ligadas por braçadeiras de ^! mangueira, os fechos de acção rápida são mais vantajosos uma vez que, por um lado, a montagem é aqui facilitada e por outro j lado não existe risco para o trabalhador.

Noutra forma de realização mais preferjL da desta invenção o flutuador é dotado com uma aba que se projecta na ãgua e se desenvolve na direcção da conduta de manguei, ra. Verificou-se que uma tal configuração de flutuador oferece i vantagens muito consideráveis para o accionamento dos arejado! res flutuantes. Ensaios em larga escala mostraram que devido a i esta medida pode manter-se o movimento migratório da cadeia de i arejadores mesmo se a transmissão de ar for consideravelmente | menor do que era até agora. Os flutuadores construídos desta í forma apresentam um controlo de energia consideravelmente aper• feiçoado do movimento do fluxo de água vertical e do caudal de ! água horizontal. Durante a operação de mistura, isto é, nas par tes arejadas da bacia ou em toda a bacia à qual o ar é alimenta do, a velocidade vertical da ãgua pode ser consideravelmente re duzida, por exemplo, de 0,1 a 0,2 metros/segundo, sem se abando | nar o movimento migratório. Embora, aproximadamente, 0,7 metros/ j /segundo de velocidade vertical da água seja normalmente medida ;i quando o ar é fornecido em bolhas finas, o tempo de residência j na ãgua de uma bolha de ar que sai dos arejadores de fundo pode ! agora ser consideravelmente maior devido a esta velocidade veri ι tical da água mínima, uma vez que, a partir da velocidade da bo jj lha de aproximadamente 0,3 metros/segundo, o tempo de residêníl cia da bolha na ãgua e em grande parte determinado pelo caudal j ascendente vertical da água que domina a velocidade da bolha e pode ser apenas de 0,2 metros/segundo na parte da invenção. Como um resultado, as bolhas permanecem na água durante um período de tempo mais longo, uma vez que, não são desnecessãriamente aceleradas por um caudal de água na direcção vertical. O tempo • I de residência é uma medida linear decisiva na equação da absorί íí ção do oxigénio na massa de água.

Além disso, a configuração semelhante a aba dos flutuadores tem a vantagem de os flutuadores apresentarem um controlo de energia aperfeiçoado de fluxo horizontal, de tal forma que fica consideravelmente menos energia horizontal para a mistura e transporte de água, respectivamente, através de toda a bacia e a água migra, assim, através de uma bacia de águas residuais com um movimento consideravelmente mais lento. Isto, tem, por seu turno, a vantagem de que se obtém uma separa ção mais distinta entre as zonas individuais numa bacia possuin do zonas diferentemente arejadas como é conhecido per se. É, assim, possível a condução aperfeiçoada de processos especiais, ! tais como, desnitrificação ou análogos.

Além disso, a configuração semelhante a : aba possui a vantagem de poder ter lugar uma inversão precisa

I : dos flutuadores e dos arejadores flutuantes, respectivamente, or. da cadeia de arejadores completa, nos locais de amplitude máxima uma vez que os flutuadores rodam ã volta da mangueira numa direcção em circunferência no lugar de passagem máxima pelos arejadores de fundo que estão suspensos dos flutuadores. A aba ê, então, rodada, e retoma uma posição definida durante o movimento inverso. Além disso, a aba em forma de asa divide nitidaI mente o fluxo vertical e evita que o flutuador paralise. Como i uma consequência de todas estas circunstâncias, o movimento miI gratório das cadeias pode ter lugar de uma forma determinada e - segura mesmo existindo apenas uma muito pequena transmissão de ·! ar, e cada parte da bacia pode ser uniformemente fornecida com ar se isso for desejado. Acima de tudo, não hã movimentos sinuo ^! sos no caso de áreas completas não se movimentarem durante al! gum tempo ou não se movimentarem nunca, de tal forma que não se

I i possa observar deposição de lamas. Para as cadeias de arejado ι res da técnica anterior pode-se observar um movimento sinuoso j da cadeia em alguns casos, enquanto que os flutuadores desta in I venção não estão tão sujeitos a tal movimento. Como um resultado do projecto desta invenção as cadeias executam um movimento oscilatório alternativo distinto na forma, de modo fundamental, de uma vibração de corda. Além disso, o movimento migratório distinto tem como efeito não se formar um fluxo de ãgua vertij cal local que pode movimentar as bolhas rápidamente na direcção ascendente de uma forma desvantajosa. A flutuação constante do arejador de fundo leva a que o fluxo de ar vertical minimize aquele movimento.

; Se a aba é moldada de tal forma que o ^: metacentro relativamente ã direcção de imersão está localizado ' acima do ponto de gravidade, isto leva a uma posição definida da aba.

Se o flutuador passa da aba horizontalmente para um elemento horizontal que possui uma secção transversal oval e, essencialmente, flutua na superfície da água, ijs to proporciona a vantagem da posição do flutuador ser muito estável, por exemplo, em comparação com uma secção circular, ten* do em conta essa configuração especial. 0 flutuador é, depois, ; colocado na água com a sua superfície inferior passando na aba ; e pequenos movimentos de rotação uniformes no lado da imersão ; efectuam considerável flutuação devido ao aumento rápido do de_s I locamento. Isto finalmente origina um efeito muito estabilizanj te. A razão entre o elemento superior do flutuador, isto é, o ! elemento que é visível acima da linha de água, e o elemento flu tuador localizado por baixo da linha de água pode estar, com vantagem, compreendida entre 1:2 e 1:5. Por outras palavras, o flutuador emerge da ãgua numa extensão relativamente grande e pode assim transportar forças dos fluxos horizontal e vertical de uma forma simples e converte-las no movimento migratório da li j cadeia de arejadores total. 0 comprimento horizontal do elemení to oval do flutuador pode corresponder a aproximadamente à altu ii ra total do flutuador.

Para a aplicação dos flutuadores na con i duta de fornecimento de ar, colocam-se uma ou várias braçadeii ras de tubo ou elementos semelhantes à volta da circunferência í do flutuador as quais podem ser proporcionadas em adição aos i elementos de fecho ou às ligações de parafuso. Estas braçadeii ras desenvolvem-se através de uma reentrância na aba do flutuai j dor. Finalmente, as partes moldadas do flutuador que funcionam 1 como corpo flutuante e são, assim, vedadas de uma forma imperme ável à água podem ser dotadas com uma abertura equalizadora de . pressão de ar que nao entra em contacto com a água e é, por 1 exemplo, construída como uma fenda no lado superior do flutua9

dor. Esta abertura serve para evitar a saída de ar das partes moldadas, por exemplo, durante o funcionamento no verão quando o flutuador está excessivamente aquecido, de forma a evitar a queima destas partes.

A presente invenção é, em seguida, explicada e descrita com mais pormenor com referência aos desenhos, os quais representam:

A figura 1 apresenta um esboço que ilus tra o princípio de uma bacia de águas residuais na qual se colo caram os arejadores flutuantes desta invenção;

A figura 2 apresenta um conjunto de flu tuadores montados na conduta de fornecimento de ar;

A figura 3 é uma vista em perspectiva tomada ao longo da linha II-II da figura 2, que ilustra uma metade moldada de um flutuador formado de acordo com esta invenção, e parte da conduta de mangueira com uma unidade de ligação ramificada de ar inserida;

A figura 4 ilustra a sequência de tempo do processo inverso de uma cadeia de arejadores flutuantes.

A construção fundamental de uma estação de tratamento que inclui os arejadores flutuantes desta invenção vai ser primeiro explicada com referência à figura 1. Nesta figura o número de referência 1 indica, por exemplo, um tanque de ãgua residuais em que a água residual a ser purificada foi introduzida de uma forma que não ê mostrada com mais pormenor. Esta água residual é para ser biologicamente purificada por ali mentação de oxigénio. Com esta finalidade, os arejadores flutuantes são conduzidos de uma forma conhecida per se sobre o tanque, de tal forma que são susceptíveis de realizarem um movimen to alternativo sobre uma determinada largura na superfície da água residual. Isto é ilustrado na figura 1 pelo movimento osc_i lante dos arejadores flutuantes. Na presente aplicação, arejado res flutuantes significam as condutas de mangueira 3 que se desenvolvem de um dos lados atê ao outro lado oposto do tanque e os flutuadores 4 colocados na referida conduta de mangueira numa relação espacial entre si, assim como as condutas de ligação 5 colocadas nas condutas de mangueira, e os arejadores de fundo 26.

Os arejadores de fundo 26 são tubos cerâmicos ou partes semelhantes que são conhecidas per se e que possuem, por exemplo, pesos amarrados, e são colocados de tal forma que ficam suspensos da conduta de ligação. 0 ar alimentado através da conduta de fornecimento de ar 3 passa por intermé dio da conduta de ligação 5 para os arejadores de fundo e depois é descarregado delas em pequenas bolhas na água, isto é, directamente acima do fundo do tanque a uma distância de, por exemplo, 5 a 30 cm. A libertação do ar origina um movimento oscilatório alternativo do sistema de arejamento flutuante no tanque de águas residuais, e assim os arejadores de fundo movem-se tam bém sobre a maior parte do fundo do tanque num movimento oscila tório e libertam, assim, uniformemente o ar em locais desejados e a água circula localmente sem ser necessário o dispositivo de accionamento separado para os arejadores flutuantes. As lamas que se depositam são, de novo, colocadas em suspensão pelo movi, mento rápido destes arejadores flutuantes sobre o fundo do tanque, de tal forma que as lamas não ficam depositadas no fundo do tanque.

O desenho mostra válvulas de regulação ι 27 que permitem um ajustamento individual do fornecimento de ar !

i aos arejadores flutuantes individuais o que permite que se posj sam produzir selectivamente no tanque zonas de arejamento forí ! tes, zonas de arejamento fraco ou zonas sem qualquer arejamento: Como é conhecido, isto permite a execução de processos especi;j ais, tais como, desnitrificação ou análogos.

É de notar que os flutuadores represenií : tados na figura 1, assim como, as condutas de ligação 5 e os are jadores de fundo 26 são naturalmente colocadas em todas as condutas de fornecimento de ar apresentadas. Por simplicidade, a

I figura 1 ilustra apenas três destas unidades. Se um tanque deste tipo funciona como um tanque de lamas activadas, proporciona i -se adicionalmente uma zona de relaxação no tanque â saída da ãgua residual. Além disso, os canais de recolha das lamas podem ser colocados aí, como descrito no primeiro pedido publicado pe los mesmos requerentes.

> I ,¹ De acordo com esta invenção, as condu1 tas de fornecimento de ar 3 são projectadas como condutas de

j mangueira contínuas. Os flutuadores podem ser ligados lateral! mente a estas condutas de mangueira contínuas 3. Contudo, é tam bém possível enfiar esta mangueira através de uma abertura de saída nos flutuadores. Na forma de realização apresentada na fj.

i gura 2, os flutuadores são projectados como partes moldadas 6 e que formam um corpo flutuante. As partes moldadas 6 e 7 definem uma abertura de passagem 9 para a conduta de mangueira 3 e são ligadas entre si por meio de elementos de fecho que serão descritos, com mais pormenor, com referência ã figura 2. Além disso, uma cinta de retenção 8 que é configurada como uma braça deira de mangueira ou equivalente pode também manter as duas partes moldadas 6 e 7 juntas.

! A figura 3 que representa uma das duas : partes moldadas ilustra claramente a construção de um flutuador preferido. A parte moldada 6, que ê apresentada nesta figura, é feita de plástico (PE) e corresponde à segunda parte moldada 7 ; (não apresentada), para formar o flutuador representado na figu ra 2. As ranhuras 10 e 11 que servem para receber as projecções formadas de forma correspondente (não apresentado), na outra parte moldada desenvolvem-se ao longo da abertura de passagem 9

I formada na parte moldada 6, isto é, acima e abaixo da referida ί abertura de passagem. As ranhuras 10 e 11 são construidas de í

I tal modo que as duas partes ficam interligadas quando as projec I ções formadas de modo correspondente proporcionadas na outra parte moldada são comprimidas uma contra a outra. Pelo menos a i ranhura inferior 10 não se desenvolve sobre o comprimento comj pleto da parte moldada, mas termina nos dois lados em frente da l

í extremidade da parte moldada.

I A abertura de recepção 12 que possui uma |: configuração oval na direcção do prolongamento do flutuador é | formada, metade entre a extremidade da ranhura 10 e a outra meI tade na extremidade da parte moldada. A abertura de recepção 12 é definida por uma porção 13 que se alarga quando se vê uma direcção descendente a partir da circunferência da abertura de passagem 9, e por uma secção subsequente 14 de uma secção trans versai semicircular. É de notar que a segunda parte moldada tem • | .^: que possuir uma configuração correspondente, de tal forma, que ií se obtenha uma abertura de recepção que seja oval na porção su12 perior e depois circular na secção 14, depois de se juntarem as duas partes moldadas. Na situação de montada a unidade de ligação de ramificação de ar 15 desenvolve-se através desta abertura de recepção. Na extremidade da mangueira a unidade de ligação da ramificação do ar é dotada com um colar 16 com o qual é inserida através da parede da mangueira numa abertura correspon dente a ser aí cortada e depois fica com este colar a partir do interior da parede da mangueira. Uma porca de parafusos 18 pode depois ser enroscada por intermédio de uma rosca 17. A porca de parafuso 18 fica fora da parede da mangueira, e quando está fir memente apertada, prende fixamente a parede da mangueira entre o colar interior 16 e a face do parafuso 18 orientada em direcção ao colar. Assim, isto é uma operação, rápida na forma de uma válvula de dois ciclos, sem ser necessário, contudo, uma vulcanização adicional.

É de notar que os lugares em que estas unidades de ligação ramificadas são colocadas não necessitam de ser determinados antecipadamente. Uma tal montagem, assim como, a colocação de comutadores na conduta de mangueira são possíveis in situ.

Mais tarde o arranjo pode ser facilmení te mudado, de novo, fechando as aberturas da mangueira existenj: tes com comportas. É possível uma nova instalação em qualquer outro lugar na forma descrita.

Η A unidade de ligaçao ramificada de ar i pode consistir de um tubo de plástico essencialmente rígido que : pode ser facilmente fabricado. Este tubo desenvolve-se através ' da porção 14 da abertura de recepção 12 enquanto que a porca de í

parafuso 18 chega ao fim na porção alargada 13 desta abertura.

Como uma consequência da configuração oval da abertura de recep

I j çao na direcção da extensão do flutuador, existe uma determinaI da folga para a unidade de ligação de ramificação do ar nesta i

I direcção. Contudo, a transição da porção alargada 13 para a se£ ção 14 evita qualquer carga de tensão no ponto de ligação entre a mangueira e a unidade de ligação de ramificação, uma vez que, na presença de uma carga de tensão vertical da unidade da liga. ção da ramificação de ar a força é introduzida por intermédio

II da porca de parafuso 18 no flutuador e assim interceptada. Pode

folga nas outras direcções de forma a evitar

A dimensão da unidade de ligação de raque se projecta na direcção descendente do ser deixada alguma outras forças.

mificação 15 ê tal * flutuador com uma porção de ligação 19, de tal forma que a con- duta de ligação 5 pode ser apertada, depois, por meio um fecho de acção rápida 19 â unidade de ligação de ramificação de ar 15 de uma forma que é conhecida per se.

Cada flutuador inclui de preferência duas destas aberturas de recepção para as unidades de ligação de ramificação de ar descritas, sendo cada arejador de fundo en i tão ligado por intermédio de duas condutas de ligação à extremi dade de um flutuador associado.

Como representado na figura 2, o flutua dor ê constituido por um elemento de aba inferior que é designa do adiante como aba 20. 0 elemento 21 que flutua na superfície de água é uma parte integrante com a aba 20. Como mostrado na figura 2, a secção transversal do elemento 21 é oval depois de | se terem juntado as duas metades, sendo a proporção entre a lar gura B e a altura total H do flutuador aproximadamente 1:1 e a proporção entre o elemento flutuador acima da agua e o elemento imerso na água compreendida entre 1:2 e 1:5 durante a carga nor mal.

Obtém-se uma posição flutuante muito esI¹

Sj tável devido à construção da no flutuador e à construção do ele j mento oval que flutua na superfície da ãgua. Com uma construção j adequada, o metacentro M do flutuador está acima do centro de ι

I gravidade S, de tal forma que se obtém sempre uma posição exacta do flutuador automáticamente. O projecto da aba 20 com a qual í o flutuador se projecta na água tem como efeito que os movimentos da ãgua que levam o flutuador e, assim, a conduta de mangueira 3 a moverem-se para trás e para a frente iniciam o moviι mento migratório quando os movimentos da ãgua são pequenos. Por | outras palavras, pode manter-se um funcionamento migratório seí guro no movimento oscilatório da cadeia de arejamento flutuante apesar de um fornecimento de ar e oxigénio reduzido e uma velocidade de migração da água horizontal e vertical baixa.

Além disso, uma configuração semelhante i a aba origina gue os arejadores flutuantes efectuem um movimento inverso preciso em locais da sua máxima extensão. Assim, não existe nenhuma paralização ou quaisquer movimentos sinuosos que ' envolvam o risco de que partes da bacia permaneçam não tratadas.

i ι A sequencia temporal deste processo inverso é representado na figura 4. A figura 4 ilustra o processo no qual a cadeia se move na direcção das setas aqui apresentadas, isto é, quando ainda não se atingiu o ponto de inversão. Durante este movimento flutuante os arejadores de fundo retarli dam os flutuadores 4, que são colocados verticalmente na parte ί superior na posição não operativa. Assim, a corrente produzida i ~ i pelas bolhas de ar que sobem é desviada em direcção â suportani ^; do ou mantendo assim este movimento dos flutuadores e da cadeia de arejamento de flutuação total. Quando a cadeia atinge a sua ; extensão máxima, como representado na figura 4 II, o flutuador ι

pára. A conduta de fornecimento de ar ê esticada na sua posição de máxima oscilação de tal forma que se formam as forças de rej cuperação na conduta. Estas forças são superiores ã pressão í exercida pelo fluxo de ãgua nos flutuadores. 0 início desta paralisação é apresentada na fase II. Uma vez que nesta fase o flutuador não pode continuar o seu trajecto até ao lado direito ! do desenho, o arejador de fundo oscila por baixo da ãgua. Isto 'ι origina uma diminuição na pressão do fluxo de água exercida, pe il

B las bolhas que sobem, na aba na figura 4 I para uma extensão ; posterior, e finalmente leva a um estado em que o arejador de

I fundo 26 chega ao fim no lado direito da aba do flutuador 4 no ',1 ij desenho. Depois de se obter este estado, as bolhas de ar que j continuam a subir a partir dos arejadores de fundo e o fluxo de B ãgua assim produzido levam a que a aba funcione agora no lado ji direito por acção do fluxo criado pelo arejador de fundo. Como i! uma consequência, hã, em seguida, um movimento inverso das se1 tas apresentadas na fase IV. Assim, tem lugar, em cada altura, i um processo de inversão preciso e claro. Obtêm-se também vantaj gens nítidas quando existe uma transmissão forte de ar. Nos are jadores flutuantes convencionais pode acontecer que a cadeia pã re tal como uma bola de ping-pong num bocal de ar devido à ex. cessiva transmissão de ar. Este fenómeno não foi observado nos íjtestes efectuados com os flutuadores desta invenção.

A construção dos flutuadores desta invenção simplifica consideravelmente o funcionamento e o fabrico, assim como a montagem, manutenção e reparação das cadeias de arejadores desta invenção e assim da estação de tratamento i completa no qual estes arejadores flutuantes são utilizados.

Por exemplo, uma conduta de mangueira contínua dimensionada de forma correspondente, gue funciona como uma conduta de forneci! mento de ar 3 necessita apenas de ser colocada, para objectivos de instalação, de forma correspondente com a unidade de ligação de ramificação de ar nos locais aos quais são ligados os arejadores de fundo. Para isto, ê apenas necessário fazer orifícios nas condutas de mangueira. Obtém-se assim condições õptimamente

J adaptadas para cada caso.

!l , .

i Os flutuadores podem ser facilmente fií!

^[ xados às condutas de mangueira ligando as duas metades ligadas lateralmente em locais adequados e pressionando apropriadamente í as mesmas uma contra a outra, de tal forma que as partes moldai das ficam interligadas e numa condição de montagem como ilustra I da na figura 2. Pode colocar-se uma cinta de retenção adicional ί 8 â volta das duas partes moldadas. Para a colocação da cinta j de retenção pode fazer-se uma reentrância na aba 20 aproximadaI ! mente no meio do flutuador por intermédio de uma reentrância I correspondentes 22, de tal forma que a cinta de retenção se poh de prender à volta da circunferência, em particular na parte ,) oval do flutuador. Depois desta montagem as extremidades livres JÍ 19 das unidades de ligação ramificadas de ar projectam-se desií j cendentemente a partir da aba, de tal forma que as condutas de !' ligação 5 podem depois ser fãcilmente ligadas e fixadas por fechos de acção rápida correspondentes ou por braçadeiras de manP j gueira.

i Depois de todos os flutuadores terem si h do montados e os arejadores de fundo terem sido ligados por intermédio das condutas de ligação, a estação de tratamento pode funcionar.

É de notar que os flutuadores não neces sitam de ser constituídos por duas partes moldadas que formam . um corpo flutuante e podem ser completamente separadas uma da outra. Isto é, por exemplo, possível para proporcionar uma ares

J ta curva flexível contínua ao longo da aresta superior ou inferior das duas partes moldadas 6 e 7 na área de contacto e assim as duas partes 6 e 7 podem ser abertas uma em relação à outra. Naturalmente que mais de duas partes moldadas podem ser construídas e moldadas de tal forma que constituem um flutuador 4. Finalmente, é de notar que pode proporcionar-se uma abertura de egualização de pressão nas partes moldadas numa forma que não é apresentada com o maior pormenor. Esta abertura permite operações de egualização de pressão quando a temperatura varia nas partes moldadas hermeticamente vedadas. -7

Claims

REIVINDICAÇÕES

- lã Arejador flutuante para introdução de ar numa massa de ãgua, em particular numa estação de tratamento por lamas activadas, que inclui pelo menos uma conduta de forne cimento de ar que se estende ao longo da superfície da água e pelo menos um arejador de fundo que se coloca por baixo da sujj perfície da ãgua, de forma suspensa, por intermédio de um flu: tuador colocado na referida conduta de fornecimento de ar e por

I j intermédio de pelo menos uma conduta de ligação que se desenvol^ , ve a partir da conduta de fornecimento de ar de forma a introdu ; zir ar na massa de ãgua, por baixo da superfície da água, carac j terizado por a referida conduta de fornecimento de ar ter a for ma de uma mangueira contínua e por o flutuador incluir pelo menos duas partes moldadas que formam um corpo flutuante e estão ; colocadas nessa mangueira e ligadas entre si e que envolvem a í mangueira inteira ou parcialmente numa abertura de passagem definida pelas referidas partes moldadas.
2ã Arejador flutuante de acordo com a reijí vindicação 1, caracterizado por se proporcionarem duas semi-esh truturas de um material plástico ligáveis, ôcas e hermeticamenl· te vedadas, como as referidas partes moldadas para aquele fluH tuador.

Arejador flutuante de acordo com as rei

- 3§ 18 vindicações 1 ou 2, caracterizado por as partes moldadas encaixarem uma na outra.

- 4a Arejador flutuante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por as partes moldadas incluirem uma aresta curva comum que se desenvolve ao longo da conduta de fornecimento de ar e que liga permanentemen te essas partes moldadas entre si.

- 5§ Arejador flutuante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o referido flutuador incluir pelo menos uma abertura de recepção, para receber as unidades ramificadas de ligação que se projectam a partir da referida mangueira.

- 6§ l! Arejador flutuante de acordo com a rei| vindicação 5, caracterizado por o diâmetro da referida abertura ,j de recepção ser semelhante ao diâmetro da unidade ramificada de j ligaçao de tal forma que por aplicação de uma força vertical di ' rigida de cima para baixo (tensão) se estabelece uma ligação i

transmissora de força entre a unidade ramificado de ligação e o flutuador.

I

Arejador flutuante de acordo com as rei i vindicações 5 e 6, caracterizado por a conduta de ligação se li i gar ã unidade ramificada de ligação por meio de uma braçadeira de mangueira.

- 8ã >

]

Arejador flutuante de acordo com as rei vindicações 5 ou 6, caracterizado por a conduta de ligação se ligar à unidade ramificada de ligação por meio de um fecho de i

acção rápida.

I ; - ga _

Arejador flutuante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o flutuador ser dotado com uma aba que se projecta na ãgua e se desenvolve na direcção da referida mangueira.

í - 10â i í

. Arejado flutuante de acordo com qualι quer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o flu tuador ter uma forma tal que o metacentro relativo à direcção de imersão se localiza acima do centro de gravidade.

- 113 i Arejador flutuante de acordo com a reii vindicação 9, caracterizado por no flutuador a aba passar a um elemento oval que se situa num plano horizontal, quando visto em alçado lateral e por essencialmente flutuar na superfície da ãgua.

i Arejador flutuante de acordo com a rei' vindicação 11, caracterizado por a proporção, na vertical, enI tre o referido elemento colocado acima da superfície da água, ι

: durante a carga normal do flutuador, e o elemento colocado por ií baixo da superfície da água, incluindo a referida aba, estar compreendida entre aproximadamente 1:2 e 1:5.

- 133 Arejador flutuante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a referida aba ser dotada com pelo menos uma reentrância, através da qual se desenvolve um elemento de retenção para manter as partes moldadas juntas.

- 143 Arejador flutuante de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os elemen tos ôcos estarem cheios com um material espumante.

Ο requerente reivindica a prioridade do pedido de patente alemão apresentado em 17 de Janeiro de 1990, ! sob o NQ. P 40 01 201.8.