ES1060507U - Relleno tubular ordenado de flujo vertical. - Google Patents

Abstract

1. Relleno tubular ordenado de flujo vertical, formado por tubos plásticos, que se caracteriza porque los tubos principales (1) están dispuestos en empaquetamiento hexagonal de centro hueco unidos entre sí mediante trozos de tubo o espaciadores (2) del mismo material, fijado por pegamento plástico, formando un módulo compacto.

Description

Relleno tubular ordenado de flujo vertical.

Sector

Materiales de relleno y depuración de aguas residuales.

Estado de la técnica

Son muchos los procesos físicos, químicos y biológicos que requieren la utilización de elementos de relleno, desde la decantación lamelar, hasta los procesos de fermentación mas avanzados, pasando por las diferentes columnas de contacto continuo empleadas en los procesos de separación de mezclas multicomponente.

En la depuración biológica de aguas residuales, para que los microorganismos permanezcan en el depósito, denominado biorreactor, deben formar flóculos (cultivo en suspensión) o quedar inmovilizados sobre un soporte sólido, denominado material de relleno (cultivo adherido). La adhesión de los microorganismos es un fenómeno natural que, de hecho, constituye un mecanismo de defensa ante condiciones hostiles.

Los materiales de relleno pueden ser naturales o plásticos. Los materiales de relleno plástico existentes en el mercado son de dos tipos:

(1)

elementos libres que forman lechos desordenados, o

(2)

módulos formados por la superposición de láminas plegadas de diferentes relieves.

Los primeros presentan el inconveniente del atascamiento por sólidos en suspensión del agua o la biomasa que se desarrolla en suspensión o que desprende del soporte y, los segundos, tienen una superficie por unidad de volumen limitada. En cualquier caso se trata de artículos específicos con aplicaciones limitadas, por lo que su coste de producción y distribución es moderado-alto.

En el caso concreto de los módulos de relleno convencionales, al estar formados por láminas, tienen geometría prismática, por lo que cuando se colocan en depósitos cilíndricos deben ser recortados (pérdida de material) o deben dejarse espacios vacíos (pérdida de volumen útil). Por otra parte, tienen una altura limitada, por lo que en depósitos altos deben colocarse unos sobre otros, con el inconveniente de que pequeños desajustes en la colocación dan lugar a estrechamientos no deseados.

Por otra parte los módulos pueden tener canales verticales (flujo vertical) o canales inclinados (flujo cruzado). El empleo de módulos de flujo cruzado es frecuente y conveniente en procesos de depuración en los que se producen importantes esfuerzos de cizalladura, como son los filtros percoladores de alta carga, sin embargo, pueden plantear graves problemas de obstrucción ante procesos en los que la circulación del agua es relativamente lenta, como ocurre en los filtros sumergidos. En este tipo de situaciones el flujo vertical garantiza la evacuación de los materiales sólidos evitando la obturación del módulo.

Otro tipo de concepción frente a los rellenos modulares formados por yuxtaposición de láminas rugosas, es el relleno formado por tubos. La marca comercial Cloisonyle® (H 0346686) produce tubos sueltos de superficie lisa con tabiques internos para aumentar la superficie específica. Sin embargo, como se especifica después, nuestra propuesta es conceptualmente diferente al utilizar tubos corrugados sin divisiones internas y empaquetados.

Explicación de la invención

La invención se refiere al desarrollo de materiales de relleno aplicables particularmente, pero no exclusivamente, en el desarrollo de películas biológicas para el tratamiento de aguas residuales.

El relleno que se propone está formado por tubos corrugados pegados o soldados entre sí en paralelo por su cara exterior. El empaquetamiento es hexagonal sin tubo central según figura 1. Pequeños trozos de tubo de las mismas características que los tubos principales, colocados en el espacio dejado por el tubo central, en adelante denominados espaciadores, facilitan el montaje y proporcionan resistencia estructural. Aunque no son necesarios, también podrían emplearse bastidores para aumentar la firmeza del módulo.

Los espaciadores son trozos de tubo cuya longitud es variable, dependiendo del diámetro del tubo, comprendido entre 1 y 2 veces su valor. La distancia a la que van colocados, también depende del diámetro de los tubos siendo del orden de 15-30 veces su valor.

La selección del diámetro permite obtener la superficie por unidad de volumen, superficie específica, adecuada. El relieve de la superficie resguarda de las fuerzas de cizalladura a los materiales adheridos a este soporte, lo que facilita la colonización inicial y aumenta la concentración de biomasa activa.

Las ventajas del sistema se indican a continuación:

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Los tubos plásticos corrugados utilizados son un material de uso común en el sector de la construcción.

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La geometría de los canales por los que circula el fluido (tubos rectos), y su colocación vertical, minimiza los riegos de atascamientos.

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Puede adaptarse a la forma y altura de cualquier depósito de sección constante.

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Su superficie específica puede adaptarse a distintas necesidades.

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El relieve corrugado de los tubos resguarda los materiales depositados sobre su superficie de las fuerzas de rozamiento.

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El montaje en forma de hexágono con centro hueco, hace que sea útil la superficie externa del tubo y permite el ahorro de un tercio de los tubos.

El módulo de relleno propuesto, desarrollado en el campo del tratamiento de aguas residuales, puede ser empleado como soporte para la inmovilización de microorganismos tanto en filtros percoladores y filtros sumergidos como en reactores anaerobios de película fija o en reactores integrados de lecho fijo.

Se ha instalado y operado un reactor biológico de este último tipo, a escala piloto-industrial para el tratamiento de aguas residuales de matadero, que por su contenido en grasas y sólidos en suspensión hace necesaria la utilización de soportes ordenados. Se han empleado tubos corrugados de PVC de 2.4 cm de diámetro externo y 2 m de longitud.

Breve descripción de los dibujos

Figura 1. Representa una sección transversal del módulo de relleno tubular de flujo vertical compuesto por tubos corrugados y espaciadores (el significado de los números está recogido en el modo de realización de la invención).

Figura 2. Representa una sección longitudinal del módulo de relleno tubular de flujo vertical compuesto por tubos corrugados y espaciadores (el significado de los números está recogido en el modo de realización de la invención).

Figura 3. Sección transversal de dos juegos machihembrados para la conformación de módulos.

Figura 4. Representa una vista del módulo de relleno tubular de flujo vertical objeto de la presente invención (el significado de los números está recogido en el modo de realización de la invención).

Descripción de una realización

En la figura 1 se representa una sección del módulo de relleno tubular de flujo vertical constituido por los tubos principales (1) colocados en un empaquetamiento hexagonal en cuyo centro está colocados los espaciadores (3).

Los espaciadores son trozos de tubo de igual diámetro fabricados básicamente en el mismo material que el tubo principal. La longitud de los espaciadores es semejante al diámetro de los tubos, por ejemplo 1 ó 2 veces su valor. La distancia entre los espaciadores depende de la longitud del módulo y el diámetro del tubo, por ejemplo, entre 15 y 30 veces su diámetro.

En la figura 2 se representa un modo de montar el módulo mediante capas en las que se combinan dos tubos principales (1) y un espaciador (2). La superposición de capas se realiza haciendo coincidir los dos tubos principales de una capa con el espaciador de las contiguas, tal y como muestra la figura 1.

Alternativamente, el relleno tubular ordenado de flujo vertical puede realizarse a partir de combinaciones de 9 tubos (6 principales + 3 espaciadores) machihembrados de fácil colocación en cualquier depósito de sección constante, como muestra la figura 3.

En la figura 4 se representa el módulo de relleno tubular de flujo vertical constituido por tubos corrugados, colocados en paralelo, unidos entre sí formando un empaquetamiento hexagonal a modo de panel de abeja. La cámara central de cada hexágono está ocupada por los espaciadores, tal y como se ha descrito anteriormente.

Claims (3)

1. Relleno tubular ordenado de flujo vertical, formado por tubos plásticos, que se caracteriza porque los tubos principales (1) están dispuestos en empaquetamiento hexagonal de centro hueco unidos entre sí mediante trozos de tubo o espaciadores (2) del mismo material, fijado por pegamento plástico, formando un módulo compacto.

2. Relleno tubular ordenado de flujo vertical formado por tubos plásticos, que se caracteriza porque seis tubos principales forman un hexágono de centro hueco unido entre sí mediante espaciadores, en el que uno de los seis tubos principales lleva adosado dos filas de espaciadores, formando una pieza machihembrada.

3. Relleno tubular ordenado de flujo vertical de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, que se caracteriza porque está fabricado con material corrugado.