ES2198275T3 - Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de medios contaminados. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de medios contaminados.Info
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Abstract
Un aparato para el tratamiento de medios contaminados, que comprende una caja giratoria que tiene por lo menos una entrada (28; 28b) para gas y por lo menos una abertura de absorción (10; 32) para el medio a tratar; cierto número de aberturas de salida (25; 27) dispuestas a lo largo de la periferia de la caja; cierto número de paletas (22; 23) dispuestas en dichas aberturas de salida (25; 27); y un eje (24) conectado a la caja y que puede conectarse a un dispositivo para provocar el giro de la caja; caracterizado porque la caja comprende por lo menos un compartimiento que tiene esencialmente la forma de un cono truncado, con la entrada (10; 32) para el medio a tratar en el vértice del cono y las salidas (25; 27) en su base.
Description
Dispositivo y procedimiento para el tratamiento
de medios contaminados.
La presente invención se refiere a un dispositivo
y a un método para el tratamiento de medios fuertemente
contaminados y que huelen mal y, siempre que sea aplicable, al
tratamiento de medios con un contenido de bacterias muy alto. La
invención se refiere también a los productos obtenidos al poner en
práctica el método.
En muchos campos se producen medios que huelen
mal y fuertemente contaminados. En el campo de la cría de animales
se produce estiércol que libera grandes cantidades de amoníaco, lo
que constituye un inconveniente ambiental para el entorno próximo,
pero también para el medio ambiente en conjunto. El contenido de
bacterias puede también ser alto y el contacto directo con el
estiércol puede ser sumamente peligroso para la salud.
Las aguas residuales que llegan a las plantas de
tratamiento de aguas cloacales en forma de fango que tiene un
elevado contenido de bacterias huelen también muy mal y deben
tratarse de una manera favorable al medio ambiente. En las plantas
de tratamiento de aguas cloacales más grandes el fango ha sido
tratado tradicionalmente para su digestión, con el fin de extraer
gas y bacterias muertas, pero esta es una operación laboriosa que
exige plantas grandes y mucho tiempo. Para las plantas de
tratamiento de aguas cloacales más pequeñas, es corriente
transportar el fango a plantas que tienen una instalación de
tratamiento. Es también corriente depositar el fango en estaciones
de residuos.
Con relación al estiércol, es deseable evitar que
se libere amonio en forma de amoníaco. Esto puede conseguirse
oxigenando el estiércol con lo que se produce una conversión de
iones NH_{4}^{+} a iones NO_{3}^{-}. Una forma de conseguir
esto es inyectar aire a través del medio utilizando compresores.
Sin embargo, este método es ineficaz. El consumo de energía es
considerable y, por consiguiente, el coste es alto.
El aspecto sanitario, es decir, la eliminación de
E. Coli de las aguas y fangos residuales ha adquirido cada
vez más importancia y en gran medida es un problema.
Un dispositivo anteriormente conocido destinado a
la oxigenación del agua que tiene concentraciones relativamente
bajas de compuestos sólidos, es decir, no un fango, es conocido por
la SE-460 706 y la SE-500 416
respectivamente.
La patente canadiense 1101138 describe un aparato
de aireación con turbina hidráulica anegada. Comprende un eje
giratorio hueco, una entrada para gas cerca del extremo superior
del eje, una salida para gas cerca del extremo inferior del eje y
un rodete conectado al eje. El rodete comprende dos discos separados
con una pluralidad de elementos de paletas entre ellos y una
entrada para líquido que comprende una abertura adyacente al eje
para admitir el líquido. El rodete aspira líquido a través de la
abertura y lo hace pasar por la salida de gas para mezclar el
líquido con el gas y expele el líquido hacia fuera desde los
elementos de paletas a medida que gira el rodete.
Aunque este dispositivo es utilizable para la
aireación de líquidos, no puede generar remolinos muy altos dentro
del rodete, simplemente porque no hay suficiente espacio
disponible.
Otros ejemplos de dispositivos destinados a la
oxigenación de líquidos con diversos fines son conocidos por, por
ejemplo, las US-5.275.762;
US-5.045.202; US-4.442.045; WO
96/09989; WO 97/18168 y FR-2 277 044. No obstante,
ninguno de estos dispositivos anticipa la presente invención.
Así, hay una necesidad de ocuparse más
eficazmente de los medios fuertemente contaminados y con mal olor
que se forman, por ejemplo, en las plantas de tratamiento de aguas
cloacales, por ejemplo, fangos sin tratar y en la cría de animales,
por ejemplo, estiércol de cerdos. Los productos residuales de los
mataderos y los materiales residuales de jardinería tales como el
material residual para hacer compost necesitan ser tratados de una
manera eficaz.
Por consiguiente, el objeto de la invención es
proporcionar sistemas, dispositivos y métodos para conseguir
esto.
Este objeto se consigue de acuerdo con un aspecto
de la invención con el dispositivo según la reivindicación 1. Con
este dispositivo, que puede decirse que constituye un agitador
complejo, se consigue una oxigenación muy eficaz del medio
contaminado, que contribuye a que los procesos de nitrificación
tengan lugar muy rápidamente. Además, se crea una cavitación en el
medio, que produce un aumento de temperatura, lo que contribuye
también a matar bacterias en una proporción muy alta.
Se ha advertido una reducción sustancial en los
valores de BOD y la oxigenación es muy eficaz en relación con el
consumo de energía al utilizar el aparato de acuerdo con la
invención.
Se ha advertido también que no hay pérdidas de
nitrógeno y ciertas indicaciones apuntan al hecho de que el
contenido total de nitrógeno incluso aumenta en, por ejemplo, el
material de estiércol, tratando los medios con el dispositivo y el
método de acuerdo con la invención. Así, el material sin tratar se
``refina'' ejecutando el método de acuerdo con la invención.
Al ejecutar el método de acuerdo con la
invención, lo que se define en la reivindicación 9, se obtiene un
producto en forma de fango que está virtualmente libre de
bacterias, que tiene una cierta concentración de nitratos y fósforo
y que es especialmente adecuado como nutrición para bosques y
campos, plantaciones, etc.
Este fango puede sedimentarse muy fácilmente de
manera que se forma un sobrenadante con elevadas concentraciones de
nitrato y un resto sedimentado muy compacto. Este resto es
excelente como mejorador de la tierra y como abono. El sobrenadante
puede ser utilizado también para abonar, por ejemplo, bosques
energéticos, viveros, jardines comerciales, plantaciones urbanas,
etc.
Ahora se ilustrará más la invención con
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Fig. 1 muestra el agitador de acuerdo con la
invención en una vista en perspectiva;
la Fig. 2 muestra una vista desde arriba con la
parte superior del agitador retirada;
La Fig. 3 muestra una realización preferida del
agitador de acuerdo con la invención en sección transversal;
la Fig. 4 muestra otra realización del agitador
de acuerdo con la invención que tiene solamente un
compartimiento;
la Fig. 5 muestra otra realización más del
agitador de acuerdo con la invención con sólo un compartimiento;
y_{}
la Fig. 6 ilustra esquemáticamente la
configuración del flujo en funcionamiento del aparato de acuerdo
con la invención.
La realización de un agitador de acuerdo con la
invención que se muestra en la Fig. 1 y que se designa en general
con el número 2 en la Fig. 1, comprende una caja de agitador. La
caja comprende a su vez una primera envuelta superior 4 y una
segunda envuelta inferior 6. Las envueltas 4, 6 tienen esencialmente
la forma de conos truncados de tal manera que, en lugar de un
vértice de cono, tienen las aberturas 8, 10 mirando hacia arriba y
hacia abajo respectivamente. Haciendo que los compartimientos
superior e inferior del agitador formen un doble cono, el volumen
de cada compartimiento será lo bastante grande para permitir que se
forme el fuerte remolino requerido para el efecto de acuerdo con la
invención.
La primera envuelta 4 (la superior de la figura)
tiene una pestaña o anillo 12 que se extiende alrededor de su base
14. En correspondencia, la segunda envuelta 6 (la inferior de la
figura) tiene una pestaña o anillo 16 que se extiende alrededor de
su base 18. Entre ambas unidades de envuelta 4, 6 hay colocada una
placa circular 20. La placa 20 está unida rígidamente a la unidad de
envuelta respectiva 4, 6 por medio de paletas superiores 22
provistas en el lado superior y paletas inferiores 23 provistas en
el lado inferior de la placa 20. Estas paletas 22, 23, están
dispuestas de manera que se extienden desde la periferia y una
distancia hacia adentro, hacia el centro del agitador. No obstante,
forman un ángulo \alpha con una línea imaginaria que sale del
punto de unión de la aleta respectiva y pasa por el centro de la
unidad completa. Esto se ve más claramente en la Fig. 2, que
muestra por separado la placa circular 20 que comprende las paletas
superiores 22, vistas desde arriba. Entre las paletas 22, 23, hay
formadas aberturas de salida superiores 25 y aberturas de salida
inferiores. Esta parte del agitador 10 se citará a continuación como
su ``pretina''.
Con este diseño, el agitador tiene dos
compartimientos separados, un compartimiento superior 5 y un
compartimiento inferior 7, cuya importancia se ilustrará más con
referencia a la descripción de la función a continuación.
La longitud de las paletas 22, 23, no es crítica
y puede variar, pero preferentemente debe estar entre el 20 y el
70% del diámetro, calculado desde el punto exterior de unión de las
paletas a lo largo de la periferia de la placa 20. El número de
paletas tampoco es crítico pero un número adecuado de paletas sería
2-15, preferentemente 5-10. El
ángulo \alpha no es especialmente crítico pero debe estar entre
30º y 70º, y preferentemente entre 35º y 50º.
Se dispone un eje de manera central y en
dirección axial. El eje pasa a través de la placa 20 y la
superficie de su extremo 21 está situada esencialmente en el mismo
plano que el borde inferior de las paletas inferiores 23, o
expresado de forma diferente en el mismo plano que la pestaña 16
perteneciente a la envuelta inferior 6. El eje 24 tiene un canal de
aire central 26 que emerge en un orificio 28 en el lado inferior
(como se ve en las figuras) de la placa 20. Ver en particular la
Fig. 3. El eje 24 está conectado a una unidad motriz (que no se
muestra) que proporciona el giro, por ejemplo, un motor eléctrico.
El otro extremo superior del canal de aire está cerrado. Sin
embargo, existe en el eje una válvula de admisión 30. Con esta
válvula 30 puede variarse el suministro de aire durante el
funcionamiento, lo que se describirá con más detalle a
continuación. Como se muestra en las figuras, el eje 24 puede
prolongarse más allá de la placa 20 hasta un nivel igual a los
bordes inferiores de las paletas 23. Esta configuración es adecuada
para el tratamiento de, por ejemplo, estiércol. Es decir, debido a
su alta viscosidad, el material no sería capaz de llegar más
arriba, por ejemplo, hasta el lado inferior de la placa 20. No
obstante, para medios de viscosidad más baja, como las aguas
residuales, puede concebirse unir el eje 24 directamente a la placa
20 y simplemente hacer un orificio en dicha placa 20, que tenga un
diámetro correspondiente al diámetro del taladro interior o canal
de aire 26 del eje 24.
El eje 24 sobresale a través de la abertura
superior 8 de la unidad de envuelta superior 4, de manera que se
forma un hueco anular 32 alrededor del eje 24. El hueco anular 32 y
la abertura 10 sirven de entrada para el medio fluido durante el
funcionamiento del dispositivo, lo que se ilustrará más a
continuación.
La realización mostrada en las Figs.
1-3 es una variante preferida porque realiza dos
funciones. El compartimiento superior y la entrada de aire en él
contribuye fundamentalmente a la oxigenación, mientras que el
compartimiento inferior contribuye a matar bacterias y a la
nitrificación.
En otra realización del diseño de acuerdo con la
Fig. 3, la placa circular 20, que separa los compartimientos
superior e inferior 5 y 7 respectivamente, está provista de un
anillo de desvío 20b que forma un ángulo de aproximadamente 30º (el
ángulo no es estrictamente crítico) con el plano de dicha placa 20.
Este anillo de desvío en ángulo sirve para desviar el medio
expelido desde el compartimiento inferior 7 hacia abajo. Esto
mejora la circulación del medio en el interior del recipiente de
manera importante y evita que se escape gas hacia arriba y a la
atmósfera. De hecho, el fuerte remolino en el recipiente y el
movimiento hacia abajo del medio expelido se combinan para hacer que
el medio expelido vuelva a entrar rápidamente en el compartimiento
inferior a través de la entrada inferior 10. Con el fin de mejorar
aún más el efecto de esta mejora de circulación, se utiliza
preferentemente un recipiente en el que la parte inferior tiene
forma de cono.
En la Fig. 4 se muestra una variante más simple
en la que el compartimiento superior ha sido eliminado. En todos
los demás aspectos, es idéntica a la realización mostrada en la
Fig. 3.
De la misma manera, se muestra en la Fig. 5 una
variante en la que el compartimiento inferior ha sido eliminado.
Con este fin, el eje 24 está unido, por ejemplo, por medio de
soldadura, a la placa 20, que forma un fondo. Se taladran orificios
radiales 28b a través del canal de aire central 26. En todos los
demás aspectos es idéntica a la parte superior de la realización
mostrada en la Fig. 3. Esta variante sólo puede utilizarse para
oxigenación.
Dependiendo del campo de uso, el agitador de
acuerdo con la invención puede dimensionarse de manera diferente.
Puede utilizarse en contenedores relativamente pequeños de unos
pocos centenares de litros, hasta contenedores muy grandes de
decenas de metros cúbicos e incluso mayores.
Otro campo de utilización concebible es la
purificación/oxigenación del agua de los lagos, con lo que el
agitador podría hacerse muy grande con un diámetro de hasta 1 m.
También podría tratarse de acuerdo con la invención el agua de
instalaciones piscícolas.
Otros campos de utilización concebibles son el
tratamiento de diversos tipos de estiércol, como estiércol de
cerdos y vacas. Estos tipos de estiércol contienen a menudo paja y
por consiguiente, necesitan sufrir un tratamiento previo mediante
alguna clase de proceso de trituración.
Es también concebible tratar residuos de
mataderos, aguas de infiltración de vertederos, aguas de
tratamiento de industrias, aguas residuales de instalaciones de
lavado de automóviles, etc.
Otra utilización más de la idea innovadora es la
eliminación de metales de las aguas residuales, especialmente para
la mejora de la velocidad de sedimentación de los lixiviados de
depósitos de residuos. Es especialmente eficaz para la separación
mejorada de cobre. Con este fin se utiliza un dispositivo de acuerdo
con la Fig. 4. Se cree que, debido a las condiciones extremas
creadas en el interior de la caja del agitador, las micropartículas
de Cu se agregarán en grandes conjuntos que sedimentarán a una
velocidad mucho mayor. Es también posible que se agregue Cu
coloidal, lo que es una gran mejora, ya que las partículas
coloidales normalmente no se depositan en un tiempo razonable, si
es que lo hacen, con los métodos actualmente utilizados.
El dispositivo de acuerdo con la invención se usa
de la siguiente manera.
Se coloca un medio contaminado y que huela mal
posiblemente, por ejemplo, estiércol de cerdos o fango de plantas
de tratamiento de aguas residuales, en un tanque de dimensiones
adecuadas. Se baja el agitador hasta el nivel del tanque. Se pone
en marcha el motor de accionamiento y se hace que gire el agitador.
Dependiendo del efecto deseado, se selecciona la velocidad de giro
dentro de diferentes gamas.
1: Para oxigenación solamente, se utiliza una
velocidad de giro en la gama 800-2800 rpm
2: Para el tratamiento de estiércol,
800-1500 rpm
3: Para el tratamiento de fangos,
800-1500 rpm
Cuando el agitador empieza a girar, las paletas
22 comienzan a funcionar, arrojando material hacia fuera desde el
centro del agitador. Con esto, el material es absorbido a través de
la abertura 10 en el extremo inferior del agitador y a través del
hueco anular 32 de su extremo superior. Como el dispositivo gira,
el material que ha sido absorbido es forzado a un tipo de
movimiento de remolino que lo hace dirigirse hacia fuera y circular
a lo largo de las superficies internas de las envueltas 4, 6 y
hacia abajo y hacia arriba respectivamente contra los bordes 14 y
18 de las envueltas, donde es arrojado fuera del agitador por la
fuerza centrífuga. Como se forma un fuerte remolino en el medio
alrededor del agitador, el nivel del líquido del remolino
descenderá hasta la abertura superior del agitador. Allí, se
absorberá aire vigorosamente. A una velocidad de giro de 1500 rpm,
un agitador de acuerdo con la invención con un diámetro de 15 cm,
es decir, como se muestra en las figuras, absorbe
15-20 m^{3}/h al medio. Esto puede variarse
esencialmente cambiando proporcionalmente la dimensión del
dispositivo. El oxígeno del aire que ha sido absorbido a través del
hueco anular oxigenará el medio y contribuirá a una mayor actividad
biológica en el medio, es decir, se favorece fuertemente la
descomposición microbiológica (proceso de putrefacción).
De la misma manera o de una manera
correspondiente, se forma un fuerte remolino en el medio encima de
la abertura inferior 10, ver la Fig. 6 que muestra esquemáticamente
un conjunto de flechas que indican los vectores de configuración
del flujo. Ese material será arrastrado hacia arriba porque las
paletas 23 arrojan el material fuera del compartimiento inferior 7 y
a través de las aberturas periféricas 27 de la pretina 29 del
agitador. Esto crea un vacío/subpresión en el centro del agitador.
La subpresión se regula ajustando la válvula de admisión en un
grado adecuado y adaptando la velocidad de giro de acuerdo con la
viscosidad del medio y su contenido de materia seca. Esto se hace
empíricamente mediante pruebas. Como puede verse en la Fig. 6, el
aire que se introduce a través de la entrada 28 forma un ``canal''
29 muy estrecho en el centro del remolino. Por lo tanto, habrá un
flujo hacia fuera de la caja a través de las salidas 23 y un flujo
hacia adentro, hacia el centro. El gas en el ``canal'' estrecho,
situado centralmente en el remolino, se difundirá en el medio y
provocará su oxigenación (si hay oxígeno). En particular, se forma
un punto de implosión como se indica en PI en la figura. Debajo de
la caja se forma otro remolino V_{B}, que es claramente visible
dentro de los límites indicados por las líneas de trazos. La
visibilidad es debida a la dispersión de burbujas de gas muy finas
en el medio.
Durante el funcionamiento, la configuración del
flujo recorrerá un ciclo, cuyo período puede variar, pero que con
la disposición mostrada en las figuras es de aproximadamente 30
segundos. El ciclo puede ser definido por el movimiento del ``canal
de aire'' central que se forma en la abertura 28 y se extiende
gradualmente hacia abajo, para reducir posteriormente su extensión y
empezar a ``retroceder'' otra vez hacia la abertura 28.
Sin desear estar limitados por ninguna teoría
para el mecanismo, creemos que en el agitador tiene lugar lo
siguiente.
El aire o algún otro gas que se absorbe en el
compartimiento inferior de la caja del agitador a través del canal
de aire 26 del eje 24 encontrará condiciones extremas debido al
vacío que predomina en él. El mecanismo exacto no es conocido, pero
se cree que las condiciones extremas de presión y la cavitación y
posiblemente la implosión que tiene lugar en esta región pueden
liberar nitrógeno, si está presente en el gas y posiblemente se
forma nitrógeno molecular, que puede reaccionar con el material
orgánico en el medio y formar compuestos de nitrógeno. El oxígeno o
el ozono, si están presentes, de las burbujas microscópicas que se
generan se difunde rápidamente en el medio en el que el material
orgánico se oxida. Las bacterias aeróbicas del medio también
consumirán oxígeno. En las burbujas permanecerá nitrógeno que tiene
propiedades diferentes de las del oxígeno. Las condiciones extremas
contribuyen a la rápida conversión de iones NH_{4}^{+} en iones
NO_{3}^{-}. También se cree que la cavitación causará un daño
mecánico a las células y contribuirá con ello a matar las
bacterias. Los experimentos que se han realizado han verificado
unas proporciones muy altas de muertes de E. Coli.
El producto obtenido, por ejemplo, el fango
tratado que se ha dejado sedimentar, es muy adecuado como mejorador
de la tierra o como estiércol, ya que la mayor parte del fósforo
que está presente en el fango se transfiere a la porción
deshidratada.
La invención se ilustrará ahora más en detalle
con referencia a ejemplos, que no deben considerarse como
limitadores del alcance de la invención.
Se trató fango de una de las plantas de
tratamiento de aguas cloacales de Gävle kommun durante 21 días con
un agitador de acuerdo con la invención.
Se colocaron aproximadamente 0,3 m^{3} de fango
en un tanque provisto de un agitador de acuerdo con la invención.
Se hizo actuar el proceso durante 7 días sin ninguna adición de
fango. Este período puede considerarse como un ``período de
arranque''. Durante este período el giro del agitador se hizo a 1500
rpm. Con el fin de estimular el flujo en la planta de aguas
cloacales se inició un intercambio del 10% de fango cada día
después de 12 días.
En la tabla 1 se muestran los resultados de los
análisis químicos y microbiológicos. La secuencia de tiempos del
experimento fue la siguiente:
El proceso se inició el 29 de junio y continuó
hasta el 6 de julio sin que se intercambiara ningún material. El 6
de julio se detuvo el proceso y se mantuvo parado durante 5 días y
el 11 de julio se empezó de nuevo. Después de eso, se intercambió
el 10% del fango cada día. Los procesos terminaron el 29 de
julio.
Análisis | unidad | 29 de junio | 6 de julio | nuevo comienzo | 20 de julio |
de 11 julio | |||||
E. Coli | por 100 ml | 22000000 | 34000 | - - | 33000 |
Estreptococos fecales sin análisis | |||||
Materia seca (MS) | % | 6,1 | 2,8 | - - | 3,3 |
Pérdida por cocción | % de MS | 63 | 60,3 | - - | 60,4 |
Nitrógeno total | % de MS | 2,5 | 3,7 | - - | 4,2 |
Nitrógeno con amonio | % de MS | 0,30 | 0,65 | - - | 0,53 |
COD | mg/l | 22900 | 21900 | - - | 24700 |
BOD | mg/l | 5600 | 850 | - - | 2100 |
Como puede verse en la tabla 1 se advierte un
aumento (aparente) del nitrógeno total que asciende aproximadamente
al 70%. Este aumento puede deberse a un error en el análisis.
Depende posiblemente de que el nitrógeno del fango sin tratar está
limitado de una manera que el análisis no es capaz de
identificar.
Además, puede advertirse la reducción muy grande
de E. Coli. El contenido residual ascendió a sólo
aproximadamente el 0,15% del contenido inicial.
El fango tratado carecía esencialmente de olor
después de 24 horas. Se vertió un litro del fango en un cilindro
graduado y se le dejó sedimentar durante dos días, es decir, hasta
que no pudo verse más sedimentación. Después de este tiempo, se
había sedimentado para formar una costra muy compacta y un
sobrenadante relativamente transparente.
Con el fin de hacer más eficaz la separación, se
filtró el fango, con lo que se obtuvo una costra y un sobrenadante.
La costra carecía esencialmente de olor (sólo olor a fósforo) y
tenía la consistencia de una arcilla compacta.
El análisis del sobrenadante dio los siguientes
resultados:
P-fosfato | 0,3 mg/l |
P-Total | 0,9 mg/I |
N-Nitrato | 147 mg/l |
N-Amonio | 8,5 mg/l |
COD | 280 mg/l |
El análisis del fango deshidratado dio el
siguiente resultado:
Materia seca | 9,63% |
Pérdida por cocción | 60,5% de materia seca |
Se ha tratado fango de la misma planta de aguas
cloacales que en el ejemplo 1 en una prueba posterior. El
tratamiento se realizó durante 72 horas. El fango tratado
(estabilizado) fue deshidratado y con ello se obtuvo una parte de
fango deshidratado y una parte de líquido casi incoloro. El fango
carecía esencialmente de olor en menos de 24 horas.
Análisis | unidad | 30 de noviembre | 3 de diciembre |
(fango sin tratar) | (fango estabilizado) | ||
E. Coli | por 100 ml | 54 x 109 | 700 000 |
N-Amonio | % de MS | 0,31 | 0,12 |
Nitrito | % de MS | 0,004 | 0,08 |
Nitrato | % de MS | Nota 1 | 0,47 |
N-Total | % de MS | 2,9 | 3,3 |
P-Fosfato | Nota 2 | Nota 2 | |
A partir del fango estabilizado | |||
Fango deshidratado | Líquido filtrado | ||
E. Coli | por 100 ml | 790 000 | 800 N-Amonio |
% de MS | 0,08 | 14 mg/l | |
Nitrito | % de MS | 0,03 | 15 mg/l |
Nitrato | % de MS | 0,14 | 150 mg/l |
N-Total | % de MS | 2,5 | 180 mg/l |
P-Fosfato | Nota 2 | 0,15 mg/l |
Nota 1: El análisis no pudo hacerse debido a la
constitución de la
muestra
Nota 2: No pudo analizarse Ejemplo
3
Se realizó otro experimento con una muestra de la
misma planta de aguas cloacales que en los ejemplos 1 y 2. Se
obtuvieron los siguientes resultados:
Fango | Fango deshidratado | Líquido separado | |
Materia seca | 2,4% | 7,3% | - - |
P-Total | 2,3% | 2,6% | 1,4 mg/l |
NO_{2}-N | 17 mg/kg MS | 42 mg/kg MS | 0,68 mg/l |
NO_{3}-N | 670 mg/kg MS | 52 mg/kg MS | 38 mg/l |
NH_{4}-N | 280 mg/kg MS | 900 mg/kg MS | 21 mg/l |
N-Total | 3,0% | 3,0% | 47 mg/l |
Como es evidente, la concentración de nitrógeno
no se ha reducido.
\newpage
Se trató lixiviado de una estación de residuos
(Forsbacka) con el método y el aparato de acuerdo con la invención.
Se obtuvieron los siguientes resultados:
Metal en mg/l | ||||||
Nº de muestra | Tiempo de Tr./h | Cu | Zn | Fe | Mn | Ni |
0 | 0 | 0,67 | 0,68 | 34 | 3,4 | 0,064 |
1 | 1 | 0,03 | 0,70 | 24 | 3,2 | 0,033 |
2 | 24 | 0,03 | 0,26 | 18 | 0,73 | 0,035 |
Reducción (%): | 96 | 62 | 47 | 79 | 35 |
Como es evidente por esta tabla, se consigue una
importante reducción del contenido de metales.
Se colocó estiércol de cerdos procedente de una
pocilga en un tanque de 0,3 m^{3} y se expuso al mismo
tratamiento que el fango del ejemplo 1. Este estiércol contenía
grandes porciones de orina y paja. El muy fuerte olor (amoníaco)
disminuyó después de 36 horas a un olor a pocilga y a paja. Después
de que hubo empezado el proceso, la temperatura excedía a la
temperatura ambiente en 25-30ºC.
El producto obtenido después del tratamiento del
fango se sedimenta y sedimento se separa. Después de secarlo, se
utiliza como mejorador de la tierra para el cultivo de tomates. En
comparación con los tomates que no han recibido mejorador de
tierra, se puede observar una marcada diferencia en poder de
crecimiento.
El sobrenadante del experimento de sedimentación
del Ejemplo 1 contiene nitrógeno combinado en forma de NO_{3}, lo
que le hace utilizable como abono líquido para el cultivo de
patatas, tomates, lino, etc.
Una observación importante es que la temperatura
del medio durante el tratamiento de acuerdo con la invención es
importante para el producto final. Ha resultado que la temperatura
debe estar entre 10 y 25ºC. Puede advertirse que la temperatura
óptima para el agua de oxigenación es de 22ºC.
Por consiguiente, se prefiere que el medio que
debe ser tratado se tome directamente del proceso en el que se
genera, como la producción de pasta de papel, líquidos de procesos
químicos, etc.
Claims (16)
1. Un aparato para el tratamiento de medios
contaminados, que comprende una caja giratoria que tiene por lo
menos una entrada (28; 28b) para gas y por lo menos una abertura de
absorción (10; 32) para el medio a tratar; cierto número de
aberturas de salida (25; 27) dispuestas a lo largo de la periferia
de la caja; cierto número de paletas (22; 23) dispuestas en dichas
aberturas de salida (25; 27); y un eje (24) conectado a la caja y
que puede conectarse a un dispositivo para provocar el giro de la
caja;
caracterizado
porque
la caja comprende por lo menos un compartimiento
que tiene esencialmente la forma de un cono truncado, con la
entrada (10; 32) para el medio a tratar en el vértice del cono y
las salidas (25; 27) en su base.
2. El aparato según la reivindicación 1, en el
que
dicha caja comprende un compartimiento superior
(5) con una abertura de absorción superior (32) correspondiente y
un compartimiento inferior (7) con una abertura de absorción
inferior (10) correspondiente, en la que los compartimientos
superior e inferior están separados por una placa (20); y en el
que
la pluralidad de aberturas de salida (25; 27)
provistas a lo largo de la periferia de la caja pertenecen a los
compartimientos superior (5) e inferior (7) respectivamente, en su
extremo opuesto con respecto a la abertura de absorción (32, 10)
correspondiente.
3. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dicha caja comprende un solo compartimiento (7) que tiene la
forma de un cono truncado con el vértice mirando hacia abajo y que
tiene una abertura de absorción (10) en el vértice de dicho cono y
una placa (20) que forma la base de dicho cono y que cierra dicho
compartimiento (7) y en el que la entrada de gas (28) sale a través
de dicha placa (20).
4. El aparato según la reivindicación 1, en el
que dicha caja comprende un solo compartimiento (7) que tiene la
forma de un cono truncado con el vértice mirando hacia arriba y que
tiene una abertura de absorción (32) en el vértice de dicho cono y
una placa (20) que forma la base de dicho cono y que cierra dicho
compartimiento (7) y en el que hay dispuestas entradas de gas (28b),
provistas de orificios radiales, taladrados en un canal central
(26) de dicho eje (24).
5. El aparato según la reivindicación 2 ó 4, en
el que la abertura de absorción superior (32) tiene la forma de un
hueco anular.
6. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que las paletas (22, 23) están
dispuestas de tal manera que se extienden desde la periferia y una
distancia hacia adentro, hacia el centro del aparato y forman un
ángulo (\alpha) con una línea imaginaria trazada desde el punto
más exterior de unión de la paleta respectiva y pasa por el centro
de la unidad completa.
7. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el medio de transferencia de
giro es un eje (24) que está unido a la placa (20) en su
centro.
8. El aparato según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que el eje (24) es hueco y está
conectado a una fuente de gas a través de una válvula de admisión
(30) para el suministro de gas al interior del aparato a través de
una abertura (28) en el extremo del eje (24).
9. Un método de tratamiento de medios
contaminados que contienen material orgánico, comprendiendo el
método los siguientes pasos:
proporcionar una caja giratoria con forma de cono
que tiene una entrada y una salida para el medio que hay que
tratar;
sumergir dicha caja en el medio a tratar;
hacer girar dicha caja de manera que se genere en
ella un remolino;
suministrar gas al centro de dicho remolino.
10. El método según la reivindicación 9, en el
que el medio tiene una elevada concentración de bacterias, por
ejemplo, E. Coli.
11. El método según la reivindicación 9 ó 10, en
el que el medio es estiércol, fango de aguas residuales, agua de
infiltración de depósitos de residuos.
\newpage
12. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 9-11, en el que la velocidad de
giro de la caja es de 500-3500 rpm, preferentemente
800-2800 rpm.
13. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 9-12, en el que el gas es
aire.
14. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 9-12, en el que el gas es
ozono.
15. El método según cualquiera de las
reivindicaciones 9-14, en el que se utiliza un
aparato según cualquiera de las reivindicaciones
1-8.
16. Un producto obtenido por tratamiento de un
medio contaminado con el método según cualquiera de las
reivindicaciones 9-15.
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