ESTADO DA TÉCNICA

[002] Os materiais mais comuns e mais utilizados para esse fim de fixação de bactérias benéficas no sistema de filtragem de lagos são brita, seixo de rio, argila expandida, telha de construção, sendo essas muito ineficientes e de baixo rendimento, pela baixa porosidade e capilaridade, formando o biofilme só na parte superficial desses substratos.

[003] Também há no mercado um material plástico com ranhuras para a formação de biofilme para o cultivo das bactérias benéficas, chamado Bio Mídia. No entanto, tal material apresenta baixo rendimento e sua matéria prima, que é plástico, gera assim mais lixo sem ser reciclável.

[004] Também existem as mídias de vidro sinterizado, chamadas de bioglass, que existem no mercado nacional e internacional e são mais eficientes do que os substratos acima relacionados (brita, seixo de rio, argila expandida, telha de construção), mas ainda não apresentam uma formação de biofilme com bactérias aeróbicas e anaeróbicas em grande número, sendo portanto, ainda pouco eficiente.

OBJETIVO DA INVENÇÃO

[005] Assim, a presente patente de invenção tem como objetivo, propor um sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade, a partir resíduos cerâmicos que se quebram na etapa final da fabricação de velas de filtros (tarugos) de água potável considerados os melhores filtros do mundo, resolvendo assim dois problemas: o da reciclagem desses descartes e um tratamento de água mais eficiente, resolvendo de forma simples e eficiente os problemas do estado da técnica, além de proporcionar outras vantagens decorrentes de sua concepção.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[006] A presente invenção apresenta um sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade composto por três etapas, onde na primeira, a partir dos resíduos cerâmicos que se quebram na fabricação de velas de filtros (tarugos) de água potável, estes resíduos passam por um processamento que envolve recebimento das velas quebradas, trituração, peneiramento, lapidação, lavagem, secagem e armazenamento em sacos de ráfia. Em seguida, com os materiais ensacados é construída próximo a lagoa, espelho d’água ou piscina biológica, a estação de tratamento de água e finalmente a água do local desejado é tratada passando pela estação e através de uma bomba de sucção é devolvida tratada para o respectivo local. DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[007] O sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade será melhor compreendido através das figuras que, de modo esquemático, representam:

Figura 1 - Diagrama de blocos do processamento do material cerâmico de alta capilaridade;

Figura 2 - Vista frontal esquemática, em corte, da estação de tratamento de água; e

Figura 3 - Vista esquemática do sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[008] O sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade, a partir dos resíduos cerâmicos que se quebram na etapa final da fabricação de velas de filtros (tarugos) de água potável, compreende as seguintes etapas:

Etapa 1 - Processamento dos resíduos:

- Os resíduos de velas de filtros (tarugos) de água potável quebradas são triturados em triturador de concreto (1) utilizado para reciclar material da construção civil;

- A partir dos pedaços triturados de velas de filtros, estes são separados através de peneiras (2) com malhas entre 2 e 4 centímetros para obtenção de material com granulometrias entre 2 e 3,5 centímetros;

- O material com granulometria maior do que 4 centímetros retoma para o triturador e o material com granulometria menor é conduzido para uma betoneira (3) para ser lapidado;

- O material cerâmico para aumentar a porosidade e também para não deixá-lo cortante, passa por um processo de lapidação, onde o material é batido na betoneira (3) por um período entre 50 e 90 minutos e em seguida é conduzido para lavagem (4); - Na lavagem (4), para a remoção do pó gerado pela lapidação, o material cerâmico é lavado em uma caixa d’água de 500 ou 1000 litros através de peneiramento manual ou automático e é encaminhado para embalagem (5);

- Na embalagem (5), o material ainda úmido é ensacado em sacos de ráfia que é costurado na boca e encaminhado para secagem (6);

- Na secagem (6), ensacado o material é colocado sobre paletes para escorrer a água e também para secar por evaporação;

- Após a secagem (6) os sacos com o material cerâmico de alta capilaridade são encaminhados para a estação de tratamento de água (ETA) (vide figura 1);

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Etapa 2 - Montagem da Estação de Tratamento de Agua (ETA):

- A Estação de Tratamento de Agua (ETA) é montada próximo e com a face superior no mesmo nível do local a ser tratado (LT) que pode ser um lago, espelho d’água ou piscina biológica;

- A Estação de Tratamento de Agua (ETA) é formada por uma caixa (10) de alvenaria, concreto ou de material polimérico, dependendo do volume de água a ser tratada que deve ter capacidade para 5 a 10% desse volume, onde no fundo da caixa (10) são colocados tubos de sucção (11) de 50 a 110 mm furados ou serrilhados na face superior, os quais são acoplados a uma bomba de sucção (12) através da tubulação (13) e a água tratada retoma para a lagoa, espelho d’água ou piscina biológica através das tubulações (14), sendo que a bomba de sucção (12) poderá ser localizada dentro ou fora da estação de tratamento de água (ETA);

- Para o tratamento da água, é posicionado um palete (15) de plástico sobre os tubos de sucção (11), o qual é coberto por uma manta (16) de filtragem mecânica para reter as partículas maiores de sujeira e sobre a manta (16) são feitas pelo menos duas camadas formadas pelo material cerâmico de alta capilaridade ensacados (17) até aproximadamente um terço da altura da estação (ETA) e sobre os materiais ensacados (17) outra manta (16) (vide figura 2);

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Etapa 3 - Tratamento de Agua:

- Uma vez montada a Estação de Tratamento de Agua (ETA) próximo ao local a ser tratado (LT) que pode ser um lago, espelho d’água ou piscina biológica, a água do mesmo é bombeada ou por gravidade conduzida por tubulação (20) até a Estação de Tratamento de Agua (ETA);

- Na Estação de Tratamento de Agua (ETA) a água passa pelo material cerâmico de alta capilaridade que serve como colmeia (biofilme) para a fixação de bactérias aeróbias e anaeróbias que convertem amónia em nitrito, nitrito em nitrato na fase aeróbia e nitrato em nitrogénio na fase anaeróbia, fechando assim, o Ciclo do Nitrogénio em meio aquático. A colonização dessas bactérias nesse substrato altamente poroso serve para abaixar ou consumir a matéria orgânica gerada pelo meio ambiente trazendo, com isso, qualidade de água e transparência;

- Ao completar o Ciclo do Nitrogénio em meio aquático, a água é sugada pelos tubos de sucção (11) conectados a bomba de sucção (12) através da tubulação (13) e a água tratada retorna para a lagoa, espelho d’água ou piscina biológica através das tubulações (14).

FUNCIONAMENTO DO INVENTO

[009] Com o sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade, o tratamento de água segue o Ciclo do Nitrogénio, onde por ser um material de alta porosidade onde a água consegue passar através dele de forma lenta e por se tratar de um elemento alcalino, favorece o desenvolvimento natural de bactérias quimiossintetizantes e bactérias pseudômonas desnitrificantes. Essas bactérias nitrossomonas consomem a matéria orgânica dissolvida no meio aquático com o auxílio do oxigénio transformando a amónia em nitrito. Da mesma forma, as bactérias nitrobacters, com o auxílio do oxigénio também, transformam nitrito em nitrato.

[010] Já o nitrato é processado por bactérias pseudômonas que se desenvolvem nas zonas anaeróbias do material cerâmico, transformando o nitrato em nitrogénio, fechando assim o Ciclo do Nitrogénio na água processando toda a matéria orgânica do meio aquático, conferindo uma qualidade de água com características naturais de uma mina d água. VANTAGENS OBTIDAS COM O INVENTO

[011] Com o sistema de tratamento de água através de material cerâmico de alta capilaridade assim obtido, obteve-se as seguintes e extraordinárias vantagens:

- As estações de tratamento de água que usam o material cerâmico como elemento filtrante biológico, processam de forma tão eficiente a matéria orgânica, que podem ficar de 6 meses até dois anos e meio sem nenhum tipo de manutenção no mesmo;

- Proporciona uma destinação adequada para o resíduo da fabricação de velas de filtros (tarugos) de água potável;

- Proporciona melhor porosidade e capilaridade;

- Aumenta o Ph, o que ajuda no desenvolvimento das colónias de bactérias benéficas;

- Permite cultivar bactérias aeróbias e anaeróbias;

- É superior a todas as outras mídias biológicas do mercado conferindo resultados surpreendentes; e

- O material cerâmico obtido é mais eficiente em relação às mídias de vidro sinterizado, pois no mesmo volume ocupado consegue, pela sua capilaridade, formar um biofilme com bactérias aeróbias e anaeróbias em maior número, sendo assim, mais eficiente.

[012] A abrangência da presente patente de invenção, não deve ser limitada a sua aplicação, mas sim, aos termos definidos nas reivindicações e seus equivalentes.