ES1076679U

ES1076679U - Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales.

Info

Publication number: ES1076679U
Application number: ES201230218U
Authority: ES
Inventors: Jan Topol
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-03
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-04-10
Anticipated expiration: 2022-02-28
Also published as: PL67611Y1; SK6337Y1; SK50102012U1; RU123771U1; FR2972188A3; CZ23611U1; HRPK20120208B3; UA74190U; ITMI20120085U1; FR2972188B3; HRP20120208A2; ES1076679Y; RO201200018U1; PL120800U1

Abstract

1. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales, que consiste en una cámara de entrada de flujo conectada con un tanque de activación que aloja una bomba de circulación para extraer aguas residuales hacia la cámara de entrada de flujo, una bomba de exceso de lodo, un sistema que mide el nivel de agua y un sistema que extrae agua tratada hacia la salida, caracterizada porque la entrada de aguas residuales desde la cámara de entrada de flujo (2) hasta el tanque de activación (4) se dirige a la sección inferior del tanque de activación (4) y el sistema de transporte (12) que extrae agua tratada desde el tanque de activación (4) hasta la salida (16) está conectado a un tanque (10) separado de la bomba de agua tratada (11), que está conectado mediante su tubería de desplazamiento (19) con el tanque de agua tratada (13) que aloja una bomba de llenado (14), cuya tubería de desplazamiento (20) está conectada con el tanque (10) de la bomba de agua tratada (11).2. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según la reivindicación 1, caracterizada porque la entrada de aguas residuales al tanque de activación (4) consiste en una abertura (3) en la pared común (9) de la cámara de entrada de flujo (2) y del tanque de activación (4), realizada por debajo del nivel de aguas residuales en la cámara de entrada de flujo (2).3. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la abertura (3) conduce a la tubería (5) situada en el tanque de activación (4) y el extremo de la tubería (5) está situado en la sección inferior del tanque de activación (4).4. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la abertura (3) está realizada en la sección inferior del tanque de activación (4).5. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la abertura (3) en la pared común (9) de la cámara de entrada de flujo (2) y del tanque de activación (4) está realizada al nivel máximo de agua (23) y por encima de éste.6. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la bomba de exceso de lodo (31) tiene una entrada situada por encima del fondo (6) del tanque de activación (4) a entre un 15 y un 50% de la profundidad (22) del tanque de activación (4) al nivel máximo de agua (23).7. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la cámara de entrada de flujo (2) aloja el segundo dispositivo de aireación (30), que está conectado a través de la segunda entrada de aire (33) al soplante (25) a través del distribuidor (27), y el tanque de activación (4) aloja el primer dispositivo de aireación (24), que está conectado a través de la primera entrada de aire (32) al soplante (25) a través del distribuidor (27), al tiempo que la entrada de aire (32) se dirige hacia el sistema de transporte (12).8. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según la reivindicación 7, caracterizada porque el soplante (25) está conectado a la unidad de control (28), de manera idéntica al indicador de nivel de agua (26).9. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la bomba de agua tratada (11), la bomba de llenado (14), la bomba de circulación (18) y la bomba de exceso de lodo (31) son bombas eléctricas.10. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la bomba de agua tratada (11), la bomba de llenado (14), la bomba de circulación (18) y la bomba de exceso de lodo (31) son bombas de impulsión de aire.

Description

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales.

Campo de la invención

El diseño tecnológico se aplica a pequeñas plantas domésticas de tratamiento de aguas residuales, en las que las aguas residuales son tratadas con lodo activado suspendido bajo un flujo de aguas residuales discontinuo.

Estado de la técnica

Las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizadas en pequeñas fuentes de contaminación, tales como casas familiares, grupos de casas, pensiones, restaurantes, etc., son de diversos tipos. Los más ampliamente utilizados son los sistemas en los que las aguas residuales son tratadas con lodo activado, que es una mezcla de microorganismos que necesitan vitalmente la contaminación orgánica de las aguas residuales, así como con oxígeno, que es suministrado al agua con un dispositivo de aireación. El propio tratamiento tiene lugar en el tanque de activación, en donde las aguas residuales fluyen usualmente después de una retirada del grueso de las impurezas. Las aguas residuales permanecen allí durante el tiempo necesario desde el punto de vista tecnológico, mezclándose con lodo activado y aireándose simultáneamente. El lodo activado es más pesado que el agua, por lo que, cuando se detiene la agitación del contenido del tanque de activación, el agua tratada se separa del lodo, que se sedimenta en el fondo del tanque.

Hay dos tipos básicos de plantas de tratamiento de aguas residuales utilizados en la práctica, dependiendo del método aplicado de separación del lodo y el agua tratada: equipados con un tanque de activación con un flujo continuo y con un flujo discontinuo. Cuando se emplea el flujo continuo en el tanque de activación, un tanque independiente de sedimentación no aireado se coloca detrás del tanque de activación y se extrae continuamente hacia él una mezcla de agua tratada y lodo. El lodo se sedimenta en el fondo del tanque de sedimentación y el agua tratada, ya sin lodo, fluye fuera de la planta de tratamiento de aguas residuales.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales con un flujo discontinuo en el tanque de activación no contienen un tanque de postsedimentación. El proceso de tratamiento biológico tiene lugar simultáneamente con el llenado del tanque de activación desde el nivel mínimo de agua hasta el nivel máximo de agua, o incluso después del llenado del tanque de activación. Esto va seguido por la etapa de sedimentación, en la que el tanque no es aireado ni agitado, y, posteriormente, por la extracción de agua tratada hacia la salida. Existen sistemas con un tanque de igualación en el flujo de entrada, en donde las aguas residuales se acumulan durante el tiempo del sedimentación del lodo en el fondo del tanque de activación y durante el tiempo en que se evacua el agua tratada, cuando no es bueno permitir un flujo de entrada de aguas residuales en el tanque de activación. Adicionalmente, existen diseños técnicos sin ningún tanque de igualación, cuando las aguas residuales entrantes se dirigen hacia el fondo del tanque de activación, incluso durante el tiempo de sedimentación o incluso durante la extracción del agua tratada, mientras que la extracción de agua tratada está diseñada de manera que se evite una mezcla de aguas residuales brutas y agua ya tratada. Existen también diseños técnicos en los que las aguas residuales son extraídas del tanque de igualación hacia el fondo del tanque de activación después de la sedimentación y empujan así al agua tratada desde la superficie hasta el canal de flujo de salida.

En términos de diseño técnico, hay diversas maneras de extraer la capa de agua tratada hacia la salida, mientras se cumple que cuanto más pequeña sea la planta de tratamiento de aguas residuales, tanto más difícil será construir un sistema de bombeo simple, barato y fiable. El requisito es extraer la capa de agua tratada rápidamente sin mover el lodo sedimentado. La mayoría de las veces se cumple que la capa de lodo después de la sedimentación alcanza la profundidad del 30% al 60% del contenido del tanque de activación. Es ventajoso extraer el agua de la capa subyacente a la superficie de modo que las impurezas flotantes permanezcan sobre la superficie. Para esta finalidad, los sistemas pueden utilizar, por ejemplo, bombas eléctricas localizadas en una boya, donde la boya y la bomba bajan y suben junto con el nivel de agua en el tanque de activación, o bien tubos flexibles terminados con una boya. En otros sistemas, bombas o las entradas de las mismas están firmemente fijadas a una altura constante por encima de la capa del lodo sedimentado. Generalmente, se cumple que tales sistemas de bombeo, en los que el flujo de entrada de agua tratada se mueve con el nivel de agua, son ventajosos gracias a una marcada reducción en el tiempo de sedimentación y proporcionan también una seguridad avanzada contra la extracción de lodo sedimentado hacia la salida. Su desventaja usualmente es la baja fiabilidad de su funcionamiento debido a que las aguas residuales contienen residuos que escapan hacia el tanque de activación, pero que no son biológicamente degradables, se acumulan allí y, durante el proceso de aireación, obstruyen el equipo tecnológico utilizado en el tanque de activación. Los sistemas con la entrada fija son mucho más fiables, pero requieren un tiempo de sedimentación significativamente más largo y, si el lodo no se retira regularmente del tanque de activación, el nivel de lodo después de la sedimentación llega hasta la entrada de las bombas y entonces se extrae no sólo agua tratada, sino también lodo.

Otra gran desventaja del los diseños conocidos para plantas pequeñas de tratamiento de aguas residuales es una difícil regulación de la capacidad, dependiendo del volumen real de las aguas residuales, debido a que la carga corriente de la planta de tratamiento de aguas residuales raramente corresponde a la capacidad diseñada de la planta de tratamiento de aguas residuales, tanto en términos del volumen de aguas residuales como de concentración de contaminación orgánica. El control utilizado en plantas grandes de tratamiento de aguas residuales no es aplicable a pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales, especialmente debido a razones económicas. Sólo se utilizan temporizadores manualmente ajustados para controlar el tiempo de funcionamiento del soplante sobre la base, por ejemplo, del número de personas que utilizan el edificio dado. En realidad, esto da como resultado, en primer lugar, un desperdicio de electricidad y, en segundo lugar, con una carga orgánica baja de la planta de tratamiento de aguas residuales y un exceso de oxígeno suministrado, hay también un peligro de colapso del funcionamiento biológico de la planta de tratamiento de aguas residuales, especialmente después de una carga baja o cero de la planta de tratamiento de aguas residuales.

Sumario de la invención

Las desventajas anteriormente señaladas son superadas por una planta doméstica de tratamiento de aguas residuales que consiste en una cámara de entrada de flujo conectada con el tanque de activación que aloja una bomba de circulación que extrae aguas residuales hacia la cámara de entrada de flujo, la bomba de exceso de lodo que conduce al tanque de lodo y un sistema que extrae agua tratada hacia la salida. Dependiendo del diseño técnico, el flujo de entrada de aguas residuales desde la cámara de entrada de flujo hasta el tanque de activación corre en la sección inferior, ventajosamente hacia el fondo del tanque de activación. Un sistema de transporte para extraer agua tratada desde el tanque de activación hasta la salida se conecta a un tanque independiente de la bomba de agua tratada, que está conectada, a través de una tubería de desplazamiento, con el tanque de agua tratada. El tanque de agua tratada aloja una bomba de llenado, cuyo tubo de desplazamiento la conecta con el tanque de la bomba de agua tratada.

Las aguas residuales fluyen hacia el tanque de activación a través de una abertura de la pared común de la cámara de entrada de flujo y el tanque de activación. La abertura de la pared está realizada por debajo o al nivel de las aguas residuales en la cámara de entrada de flujo y por encima y a continuación forma un rebosadero hacia el tanque de activación. La abertura de la pared conduce a la tubería localizada en el tanque de activación. La tubería termina cerca del fondo del tanque de activación. La abertura de la pared común puede realizarse también cerca del fondo de ambos tanques.

Las plantas domésticas de tratamiento de aguas residuales diseñadas de esta manera son fáciles en términos de diseño y seguras en su funcionamiento economizador de costes con requisitos mínimos impuestos a los operadores, en donde el consumo de electricidad corresponde a la carga real de la plata de tratamiento de aguas residuales. Otra ventaja de éstas es su velocidad de extracción de agua tratada, satisfaciendo al mismo tiempo los requisitos de calidad para el agua tratada.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos especifican etapas de funcionamiento y diseños alternativos de la planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según el modelo de utilidad. La figura 1 muestra la etapa de llenado del reactor de la planta de tratamiento de aguas residuales, la figura 2, la etapa de sedimentación con un tanque de lodo independiente y la figura 3, la etapa de extracción de agua tratada fuera de la planta doméstica de tratamiento de aguas residuales. Las figuras 1, 4 y 5 muestran diferentes alternativas de conexión entre la cámara de entrada de flujo y el tanque de activación.

Descripción detallada de las formas de realización

Las aguas residuales fluyen a través de la entrada 1 hacia la cámara de entrada de flujo 2, en donde se recogen impurezas brutas, y a continuación hacia el fondo 6 del tanque de activación 4. Simultáneamente, se lleva a cabo una aireación del tanque de activación 4 por el primer dispositivo de aireación 24 conectado al soplante 25, a través del distribuidor 27, por la primera entrada de aire 32. El nivel de agua en la cámara de entrada de flujo 2 y en el tanque de activación 4 se eleva gradualmente desde el nivel mínimo de agua 21 hasta el nivel máximo de agua

23. Al comienzo del llenado del tanque de activación 4 o durante todo éste, el sistema de transporte 12 es aireado también a través de la primera entrada de aire 32 para impedir que escapen impurezas hacia el tanque de activación 4 durante el proceso de aireación.

El nivel de agua en la cámara de entrada de flujo 2 y en el tanque de activación 4 es vigilado por, por ejemplo, un sensor de presión 26 que está situado usualmente dentro del tanque de activación 4 en la tubería 5, pero puede situarse también en la cámara de entrada de flujo 2 si la abertura 3 está por debajo del nivel mínimo de agua 21. Simultáneamente, está en funcionamiento la bomba de circulación 18 con la tubería de desplazamiento 17 que conduce a la cámara de entrada de flujo 2. Las aguas residuales son tratadas biológicamente por medio de un mezclado de aguas residuales con lodo activado en el tanque de activación 4 en presencia de O2 disuelto. Durante la aireación del tanque de activación 4, la mezcla de activación es extraída parcialmente del tanque de activación 4 hacia la cámara de entrada de flujo 2, en donde se la mezcla con aguas residuales brutas, lo que da como resultado una desnitrificación parcial, y, a continuación, vuelve al tanque de activación 4. Esta mezcla entra en el tanque de activación 4 a través de la abertura 3 de la pared común 9 de la cámara de entrada de flujo 2 y del tanque de activación 4, realizada por debajo del nivel del agua, como se muestra en las figuras 1, 2 y 3, o al nivel del agua, como se muestra en la figura 5. En la figura 4, la abertura 3 está hecha cerca del fondo 6 del tanque de activación 4. En las figuras 1, 2, 3 y 5, la abertura 3 conduce a la tubería 5 localizada en el tanque de activación 4 y la salida del tubo 5 se dirige al fondo del tanque de activación 4 para impedir una mezcla de aguas residuales brutal y agua tratada en el momento de la sedimentación y en el momento en que el agua tratada es extraída del tanque de activación 4. Para asegurar un funcionamiento sin tacha de la planta de tratamiento de aguas residuales es necesario localizar el extremo del flujo de entrada de aguas residuales al tanque de activación 4 siempre por debajo del nivel de agua 29 del lodo después de que éste se sedimente en el fondo 6 del tanque de activación 4. La figura 5 muestra la alternativa en la que la entrada 1 de las aguas residuales se dirige a la cámara de entrada de flujo 2, que funciona simultáneamente como un tanque de sedimentación principal y usualmente también como un tanque de lodo. En este caso, la cámara de entrada de flujo 2 y el tanque de activación 4 están conectados en o cerca del nivel de agua máximo 23.

Después de que se alcance el nivel de agua máximo 23 en el tanque de activación 4, su aireación se detendrá inmediatamente o después de un tiempo de retardo definido, y la aireación es redirigida hacia la cámara de entrada de flujo 2, en donde comienza un mezclado intenso por medio del segundo dispositivo de aireación 30 conectado al distribuidor 27 por la segunda entrada de aire 33. Esto da como resultado también una defragmentación del grueso de las impurezas orgánicas. La capacidad del compresor 25 se utiliza así eficientemente también en el momento en el que el tanque de aireación 4 no está siendo aireado. En ese momento, está en marcha la etapa de sedimentación, con el lodo sedimentándose en el fondo 6 del tanque de activación 4. El nivel máximo de agua 23 es estable o continúa subiendo como consecuencia de un flujo de entrada adicional de aguas residuales en la cámara de entrada de flujo 2. El lodo activado se sedimenta gradualmente en el fondo 6 hasta el nivel de lodo 29. Durante un tiempo parcial y un tiempo completo de la sedimentación, el tanque 10 de la bomba de agua tratada 11 se llena con una bomba de llenado 14 por la tubería de desplazamiento 20 desde el tanque de agua tratada 13. Esto hará que el nivel del agua tratada en el tanque 10 se eleve por encima del nivel máximo de agua 23 en el tanque de activación 4, lo que es necesario para la etapa posterior de extracción de agua tratada del tanque de activación 4 con la bomba de agua tratada 11, y la planta de tratamiento de aguas residuales está así preparada para evacuar agua tratada. Si la planta está equipada con un tanque de lodo independiente 8, la bomba de exceso de lodo 31 con la tubería de desplazamiento 7 está también en funcionamiento durante esta etapa. El flujo de entrada a la bomba de exceso de lodo 31 está localizado por encima del fondo 6 del tanque de activación 4, a entre un 15 y un 50% de la profundidad 22 del tanque de activación 4 al nivel máximo de agua 23.

Después del final de la sedimentación, sigue la etapa de evacuación del agua tratada. Con aireación constante de la cámara de entrada de flujo 2, la bomba de agua tratada 11 es puesta en funcionamiento, extrayendo agua tratada de la capa subyacente a la superficie del tanque de activación 4 con un sistema de transporte 12 hacia el tanque 10 de la bomba de agua tratada 11 y desde allí por la tubería de desplazamiento 19 hasta el tanque de agua tratada 13. Después de que este tanque 13 se llene hasta el nivel del segundo rebosadero 15, el agua tratada fluye hasta la salida 16 desde la planta de tratamiento de aguas residuales o hasta un tanque de tratamiento terciario, que no se muestra en el dibujo y que incluye usualmente un sistema de filtración de arena o de membrana. Puesto que la salida hidráulica de la bomba de llenado 14 está significativamente más baja que la salida hidráulica de la bomba de agua tratada 11, ambas bombas pueden trabajar simultáneamente. Si es necesario, la bomba 31 del exceso de lodo puede permanecer en funcionamiento. Sin embargo, en términos de carga hidráulica de la planta de tratamiento de aguas residuales, es ventajoso que la bomba de llenado 14 y la bomba 31 del exceso de lodo se desconecten ya en la etapa de extracción de agua tratada. Como la salida de la bomba de agua tratada 11 permite evacuar agua tratada más rápidamente que un nuevo flujo de entrada potencial de aguas residuales en la planta de tratamiento de aguas residuales, el agua en el tanque de activación 4 cae desde el nivel máximo de agua 23 hasta el nivel mínimo de agua 21. Cuando se alcanza el nivel mínimo de agua 21, se desconecta la bomba de agua tratada 11 y la unidad de control 28 redirige la aireación desde la cámara de entrada de flujo 2 de vuelta al tanque de activación 4 y la etapa de llenado del tanque de activación 4 comienza de nuevo.

En plantas domésticas de tratamiento de aguas residuales deben transferirse pequeños volúmenes de agua, por lo que es conveniente utilizar bombas de elevación por aire conectadas a una distribución central de aire proveniente del soplante 25, como se muestra en la figura 5. Las bombas de aire son controladas por válvulas eléctricas, no mostradas en el dibujo, desde la unidad de control 28. En las figuras 1 a 4 se aplican bombas eléctricas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales, que consiste en una cámara de entrada de flujo conectada con un tanque de activación que aloja una bomba de circulación para extraer aguas residuales hacia la cámara de entrada de flujo, una bomba de exceso de lodo, un sistema que mide el nivel de agua y un sistema que extrae agua tratada hacia la salida, caracterizada porque la entrada de aguas residuales desde la cámara de entrada de flujo (2) hasta el tanque de activación (4) se dirige a la sección inferior del tanque de activación (4) y el sistema de transporte (12) que extrae agua tratada desde el tanque de activación (4) hasta la salida (16) está conectado a un tanque (10) separado de la bomba de agua tratada (11), que está conectado mediante su tubería de desplazamiento

(19) con el tanque de agua tratada (13) que aloja una bomba de llenado (14), cuya tubería de desplazamiento (20) está conectada con el tanque (10) de la bomba de agua tratada (11).
2.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según la reivindicación 1, caracterizada porque la entrada de aguas residuales al tanque de activación (4) consiste en una abertura (3) en la pared común (9) de la cámara de entrada de flujo (2) y del tanque de activación (4), realizada por debajo del nivel de aguas residuales en la cámara de entrada de flujo (2).
3.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la abertura (3) conduce a la tubería (5) situada en el tanque de activación (4) y el extremo de la tubería (5) está situado en la sección inferior del tanque de activación (4).
4.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la abertura (3) está realizada en la sección inferior del tanque de activación (4).
5.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la abertura (3) en la pared común (9) de la cámara de entrada de flujo (2) y del tanque de activación (4) está realizada al nivel máximo de agua (23) y por encima de éste.
6.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la bomba de exceso de lodo (31) tiene una entrada situada por encima del fondo (6) del tanque de activación

(4) a entre un 15 y un 50% de la profundidad (22) del tanque de activación (4) al nivel máximo de agua (23).
7.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la cámara de entrada de flujo (2) aloja el segundo dispositivo de aireación (30), que está conectado a través de la segunda entrada de aire (33) al soplante (25) a través del distribuidor (27), y el tanque de activación (4) aloja el primer dispositivo de aireación (24), que está conectado a través de la primera entrada de aire (32) al soplante (25) a través del distribuidor (27), al tiempo que la entrada de aire (32) se dirige hacia el sistema de transporte (12).
8.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según la reivindicación 7, caracterizada porque el soplante (25) está conectado a la unidad de control (28), de manera idéntica al indicador de nivel de agua (26).
9.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la bomba de agua tratada (11), la bomba de llenado (14), la bomba de circulación (18) y la bomba de exceso de lodo (31) son bombas eléctricas.
10.

Planta doméstica de tratamiento de aguas residuales según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque la bomba de agua tratada (11), la bomba de llenado (14), la bomba de circulación (18) y la bomba de exceso de lodo (31) son bombas de impulsión de aire.