ES2214654T3 - Tratamiento de aguas cloacales. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN APARATO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES, QUE COMPRENDE UN DISPOSITIVO DE TANQUE (10), ORIFICIOS DE ENTRADA (25) DEL DISPOSITIVO DE TANQUE (10) PARA TRANSPORTAR LAS AGUAS RESIDUALES AL INTERIOR DE DICHO TANQUE (10), Y ORIFICIOS DE SALIDA (27) DEL MISMO PARA TRANSPORTAR EL EFLUENTE AL EXTERIOR DEL TANQUE (10), EN OCASIONES SUCESIVAS. EXISTEN UNOS DISPOSITIVOS DE AIREACION (72) QUE SIRVEN PARA AIREAR UNA BIOMASA CONTENIDA EN EL TANQUE (10) CUANDO EL APARATO SE ESTA UTILIZANDO. EL SISTEMA PRESENTA DISPOSITIVOS DE INTERRUPTOR DE MODO DE AHORRO, CONECTADOS A LOS DISPOSITIVOS DE AIREACION (72), LOS CUALES CAMBIAN EL FUNCIONAMIENTO DE ESTOS ULTIMOS A UN MODO DE AHORRO, EN EL CUAL SE REDUCE LA DURACION DEL TIEMPO DE AIREACION DE LA BIOMASA EN EL TANQUE (10), EN CASO DE AUSENCIA DE FLUJO DE AGUAS RESIDUALES AL INTERIOR DEL MISMO (10), A TRAVES DE LOS ORIFICIOS DE ENTRADA (25).

Description

Tratamiento de aguas cloacales.

La presente invención se refiere a aparatos de tratamiento de aguas cloacales, especialmente pero no exclusivamente para el tratamiento de las aguas cloacales domésticas.

Hasta ahora, una construcción de un aparato de este tipo, conocido como tanque aséptico, comprende un tanque que tiene una entrada y una salida, y desviadores a través de los cuales pasa el fluido con el fin de que circule desde la entrada hasta la salida. Los desviadores efectúan una separación entre sólidos y líquidos del fluido que fluye hacia el interior. Los sólidos son descompuestos por microorganismos en el interior del tanque, para crear un lodo que se extrae de manera regular por medio de una cisterna de succión.

El documento US-A-4.622.134 describe un aparato para el tratamiento de aguas cloacales, en el que las aguas cloacales de entrada se disponen, por turno, en un tanque de compensación, un tanque de aireación y un tanque de precipitación, siendo el lodo asentado en el tanque de precipitación devuelto al tanque de aireación, mientras que se airean las aguas cloacales según una relación ajustada a su velocidad de flujo, pero que permite la aireación intermitente en ausencia de flujo de aguas cloacales hacia el tanque de aireación, y una aireación prolongada después de la terminación del flujo de aguas cloacales hacia el tanque.

Otra construcción propuesta anteriormente, comprende un filtro de tambor giratorio que separa los sólidos de los líquidos en el fluido que fluye hacia el interior.

En las formas de construcción propuestas con anterioridad, los costes de ejecución son relativamente altos.

La presente invención pretende subsanar las desventajas anteriores.

En consecuencia, la presente invención está dirigida a un aparato de tratamiento de aguas cloacales que comprende un tanque, medios de entrada en el tanque para dejar pasar las aguas cloacales hacia el tanque, y una bomba para dejar pasar el efluente hacia fuera del tanque en ocasiones sucesivas, medios de aireación que sirven para airear la biomasa contenida en el interior del tanque cuando el aparato está en uso, y un temporizador conectado para una operación de control de los medios de aireación y de la bomba, teniendo el temporizador dos canales y dos modos de actuación, de los que uno es el modo normal en el que se proporciona una aireación completa, durante un período determinado, a la biomasa, y siendo el otro un modo económico en el que se proporciona una cantidad de aireación mínima con el fin de mantener viva la biomasa, un conmutador adicional que conmuta el paso de un modo al otro, teniendo el temporizador dos salidas conectadas respectivamente de modo que accionan la bomba y los medios de aireación de tal modo que los dos no pueden operar simultáneamente, un conmutador detector de nivel conectado entre el temporizador y la bomba y dispuesto de modo que puede ser llevado a la condición de "conexión" cuando el contenido del tanque se eleva hasta un nivel predeterminado, con el fin de permitir que el temporizador opere la bomba hasta que el contenido del tanque alcance un nivel inferior en el que el detector de nivel sea conmutado a la condición de "desconexión", estando el conmutador adicional dispuesto de modo que conmuta el funcionamiento en caso de que el conmutador detector de nivel se mantenga en la condición de "desconexión" durante un período de tiempo que exceda de veinticuatro horas, desde el modo normal de funcionamiento de los medios de aireación hasta el modo económico de funcionamiento de los medios de aireación, después de lo cual se dispone el conmutador detector de nivel de modo que es conmutado de nuevo hasta la condición de "conexión" cuando el contenido del tanque sube hasta el citado nivel predeterminado, con lo que el citado conmutador adicional sitúa el funcionamiento del aparato nuevamente en el modo normal, siendo el temporizador ignorado hasta que haya transcurrido el programa de aireación completa, para asegurar que el flujo de salida no contenga material sin tratar.

La invención se extiende a un método que hace uso de tal aparato.

Las características ventajosas preferidas del aparato, se encuentran recogidas en las sub-reivindicaciones 2 a 5.

Ejemplos de aparatos que materializan la presente invención, se han ilustrado en los dibujos que se acompañan, en los que:

La Figura 1 muestra una vista esquemática en alzado, seccionada, de un aparato de este tipo;

La Figura 2 muestra una vista en planta de un compartimento modular del aparato mostrado en la Figura 1;

la Figura 3 muestra un circuito eléctrico del aparato mostrado en la Figura 1;

La Figura 4 muestra otro circuito eléctrico que puede ser conectado al circuito mostrado en la Figura 3;

La Figura 5 es una vista esquemática, en planta, de otro aparato de este tipo;

La Figura 6 es una vista esquemática, en planta, de una configuración modificada del aparato que se muestra en la Figura 5;

La Figura 7 es una vista esquemática, en alzado, del aparato mostrado en la Figura 6;

La Figura 8 muestra una circuitería de control eléctrico del aparato de la Figura 5 o la Figura 6;

La Figura 9 muestra una circuitería eléctrica de monitorización de codificación del aparato mostrado en la Figura 5 o la Figura 6, y

La Figura 10 muestra una circuitería eléctrica de monitorización de decodificación del aparato mostrado en la Figura 5 o la Figura 6.

El aparato de tratamiento de aguas cloacales mostrado en las Figuras 1 y 2, comprende un tanque 10 de plástico de 4540 litros, que tiene una parte inferior 12 y una parte superior 14 de cuello. Estas dos partes 12 y 14 están dotadas de pestañas 16 y 18 respectivas que han sido empernadas entre sí por medio de tuercas 20 y pernos 22 con un sello 24 dispuesto en sándwich entre las pestañas 16 y 18.

Cerca de la parte superior de la porción 12 inferior del tanque 10, se ha previsto una entrada 12 para el fluido de entrada y una salida 27 para el fluido de salida.

Una abertura 26 rectangular en general, ha sido cortada en una pared 28 superior del tanque 10, y el reborde interior de la pared 28 alrededor de la abertura 26 ha sido dotado de un refuerzo 30.

Un compartimento 32 modular, es de forma general rectangular visto desde arriba, de modo que comprende cuatro paredes laterales, un suelo 34 rectangular y una tapa 36 de servicio dotada de una disposición 38 de respiradero.

El compartimento 32 se ha dotado de un reborde 40 superior reforzado que asienta sobre el, y se ha soldado al, reborde 30 reforzado interno de la pared 28 superior del tanque 10.

El compartimento 32 se ha dotado de un panel de soporte 42 que se extiende de forma vertical en general, el cual es extraíble deslizantemente en dirección ascendente. Así, el panel 42 posee bordes 44 rectos situados deslizantemente entre tetones 46 que sobresalen hacia el interior desde las paredes laterales del compartimento 42.

Un compresor 48 centrífugo de aire, ha sido montado en el panel 42 de soporte por medio de brazos de soporte 50. El compresor 48 posee una entrada de aire 52 yuxtapuesta al extremo inferior de un eje 54 de entrada de aire que se extiende vertical en general, cuyo extremo superior sobresale a través de la tapa 36 de servicio en la que forma parte de la disposición 38 de respiradero. Se encuentra protegido por medio de una cúpula 56 contra la entrada del agua de lluvia u otra precipitación.

El extremo trasero del compresor 48 se encuentra yuxtapuesto al extremo inferior de un eje 58 de salida de aire que también se extiende hacia arriba con dirección vertical en general a través de la tapa 36, para constituir una segunda porción de la disposición 38 de respiradero, en la que posee su propia cúpula 60 también para la protección del eje respecto a la entrada del agua de lluvia u otra precipitación.

La salida de aire 62 desde el compresor 48, se ha conectado por medio de la tubería 64 al extremo superior de un conducto 66 de aire que pasa a través del suelo 34 del compartimento 32 descendentemente hasta la base del tanque 10, donde se conecta, por medio de una junta acodada 68, a un paso 70 de entrada, horizontal en general, de un difusor 72 de aireación de burbuja fina en forma de T. Este último se encuentra sujeto a la parte inferior del tanque por medio de un peso 74 enlazado a la entrada 70 horizontal.

Una bomba 76 de flujo principal de salida, se encuentra suspendida por medio de una cadena 78 sujeta por su extremo superior al suelo 34 del compartimento 32. La salida de la bomba 76 se ha conectado por medio de la conducción 79 a la salida 27 de efluente del tanque 10.

Una caja 80 de control eléctrico, ha sido montada en el panel 42 de soporte, por el lado de éste opuesto al compresor 48, y se ha conectado eléctricamente a una entrada de la red eléctrica, al compresor 48 y a la bomba 76, por medio de cables 82, 84 y 86, respectivamente.

Un frasco 88 de toma de muestra, ha sido previsto en el compartimento 32 con el fin de permitir que resulte fácilmente accesible una toma de muestra continuamente actualizada del flujo de salida desde el aparato. A este efecto, posee un conducto 90 de entrada conectado a la salida de la bomba 76 principal. El extremo de entrada del conducto 90 termina en una posición algo por debajo del reborde superior del frasco 88, para mejorar la cantidad en que el flujo de salida contenido en ese conducto será sifonado de nuevo hacia el tanque al final de la operación de bombeo. El frasco 88 se encuentra asentado en un orificio pasante previsto en el suelo 34 del compartimento 32. El orificio pasante posee un drenaje 92 que termina en una trampa 94 en S para proporcionar una barrera contra el retorno de los gases desde el tanque hasta el compartimento.

El conducto 66 y el drenaje 92 se extienden a través de conectores hermetizados por el suelo del compartimento 32. El conducto 66 puede ser fijado al suelo del compartimento 32 por medio de un sello 95 en forma de anillo en O, sobre el que se ha fijado un clip de tornillo 97. Así, el compartimento 32 proporciona una barrera sustancialmente hermética al gas entre el interior del tanque y el interior del compartimento. Esto evita que el dióxido de carbono procedente del interior del tanque sea bombeado por el compresor de aire 48 hasta el difusor 72, lo que podría dar como resultado un suministro inapropiado de oxígeno a la biomasa.

El suelo 34 del compartimento 32 es extraíble a efectos de inspección, y puede estar en sí mismo dotado de una compuerta 96 de inspección hermética al gas.

Los cables 84, 86, y la tubería 64, pueden ser encaminados a través de un cordón umbilical (no representado) para permitir que el panel 42 sea levantado fuera del compartimento 32 sin necesidad de que estas líneas sean desconectadas.

El tanque 10 se ha dotado de un respiradero pulmón (no representado) en su pared superior 28.

La instalación del aparato se ve ayudada de la naturaleza modular del compartimento 32 y de su contenido. Así, se puede excavar un orificio en el suelo, en el lugar de inspección, junto con los canales para el conducto (no representado en los dibujos) del fluido de entrada y del fluido de salida. El tanque 10 puede hacerse descender a continuación hacia el orificio, y su entrada 25 y su salida 27 ser conectadas apropiadamente al conducto del fluido de entrada y del fluido de salida. Como etapa posterior a la instalación, la unidad modular que comprende el compartimento 32 y su contenido, puede ser descendida hacia la abertura 26 hasta que el reborde 40 superior reforzado del contenedor 32 llegue a apoyar sobre el reborde 26 interior reforzado de la pared 28 superior del tanque 10. Los dos rebordes pueden ser soldados a continuación entre sí. El aparato se encuentra entonces listo para su puesta en servicio.

A este efecto, la parte 12 inferior del tanque 10 puede ser llenada de agua hasta un límite inferior del nivel de contenido del tanque. El lodo activado se vierte también en la mitad 12 inferior del contenedor 10. El lodo contiene microorganismos según se conoce en el estado de la técnica del tratamiento de aguas cloacales, por lo que los detalles sobre los componentes de los lodos activados no van a ser descritos aquí con detalle.

El circuito eléctrico contenido en la caja 80 de control, ha sido representado en la Figura 3. Éste comprende un conmutador 100 de aislamiento de red de 60 amperios, conectado a una entrada 102 de red de 240 voltios que, a su vez, se ha conectado al cable 82 de entrada de red. El terminal 104 de salida positiva del conmutador 100 aislante de red, se ha conectado a las entradas respectivas de dos ruptores de circuito 106, 108 miniatura que permiten una corriente máxima de 3 amperios y 6 amperios, respectivamente. La salida del ruptor de circuito 106 miniatura se ha conectado a la entrada del dispositivo temporizador 110, y también a la entrada de un paquete 112 codificador de señal de relé. La salida del ruptor de circuito 108 miniatura se ha conectado a otra entrada 110 del temporizador y a una segunda entrada del paquete codificador de señal de relé. La primera entrada del temporizador 110 ha sido prevista para operar el temporizador, y la segunda entrada ha sido prevista para proporcionar alimentación a las dos salidas 114 y 116 dependiendo de la actuación del temporizador 110, a la bomba 76 y al compresor 48 respectivamente. La salida 114 se ha conectado a la bomba por medio de un conmutador flotante 118.

Los medidores 120 y 122 se han conectado, respectivamente, a las dos salidas 114 y 116 del temporizador, para proporcionar una indicación del tiempo de funcionamiento de la bomba 76 y del compresor 48, respectivamente.

La caja 80 de control se ha dotado de cuatro lámparas indicadoras 124, 126, 128 y 130 que indican, respectivamente, (a) cuándo la bomba 76 se encuentra en funcionamiento; (b) cuándo el compresor 48 se encuentra en funcionamiento; (c) cuando el ruptor de circuito 106 ha fallado; y (d) cuándo el ruptor de circuito 108 ha fallado. A este efecto, dichas lámparas se encuentran conectadas, respectivamente, a las entradas de energía de la bomba 76 y del compresor 48, y también a salidas adecuadas del paquete 112 codificador de señal de relé.

Para permitir que un juego correspondiente de luces, en un panel de visualización remota, proporcione de manera precisa la misma indicación que la proporcionada por la caja 80 de control, cuatro salidas adicionales 132 correspondientes desde el paquete 112 codificador de señal de cuatro relés se han conectado a entradas respectivas de un codificador 134 de control remoto. Éste posee una salida conectada a una entrada de un transmisor 136 portador de corriente de red conectado a la salida 104 del conmutador de aislamiento de red eléctrica por medio de un fusible 138 de 2 amperios con el fin de superponer la señal codificada, en forma de señal portadora modulada de 125 kHz, procedente del codificador 34, sobre el potencial eléctrico aplicado a la entrada de red 102.

Una fuente de alimentación desde el terminal 104 positivo, a través de un fusible 138 de 2 amperios, ha sido prevista también para el paquete codificador de señal de relé y para el codificador 134 de control remoto.

Con referencia a la Figura 4, un panel 150 de presentación visual, que está situado en posición remota respecto al tanque 10, ha sido dotado de lámparas 152, 154, 156 y 158 indicadoras, que corresponden respectivamente a las lámparas 124, 126, 128 y 130 previstas en la caja 80 de control. Estas otras lámparas se han conectado, respectivamente, a cuatro salidas de un decodificador 160 de control remoto que posee una entrada conectada para recibir la señal que se superpuso sobre la línea 102 de alimentación de red por medio del transmisor 106 de portadora de corriente de red, por medio de un receptor 162 de portadora de corriente de red. Así, el decodificador 160 de control remoto realiza la operación inversa a la del codificador 134 de control remoto.

Una alarma 164 de falta de señal ha sido conectada también al decodificador 160 de control remoto con el fin de proporcionar una señal de alarma, que puede ser tanto visual como audible, en caso de que se haya fundido alguno de los ruptores de circuito miniatura 106 y 108.

Para superar la interferencia de la red, la señal de código modulada comprende una corriente de datos de 9 bits, que consiste en 5 bits como dirección, y en 4 bits como datos de relé. Cada señal de 9 bits es repetida, y se han previsto medios en el decodificador para comparar las dos señales, para asegurar que las mismas son conformes. Pares de señales se transmiten a alrededor de 4500 veces por minuto, y el fallo de dos señales recibidas en cuanto a concordancia correcta durante un período que exceda de dos minutos, da como resultado que se proporcione un aviso de fallo mediante la alarma 164. La actuación del aparato está controlada por el temporizador 110. Este temporizador es un temporizador programable de siete días, de construcción general, tal como el que se encuentra en los sistemas de calefacción central, de modo que no se va a describir aquí su construcción detallada. Resulta suficiente con decir que posee una separación entre los dos canales de un máximo de ocho funciones de conexión/desconexión por día. La reposición del temporizador puede ser llevada a cabo en modo de programa de bloque, si se desea, de modo que sólo necesitan ser introducidos los tiempos de conmutación para un día. Las salidas 114 y 116 de relé se han cableado de tal modo que el compresor 48 y la bomba 76 no pueden operar simultáneamente.

Las lámparas 124, 126, 152 y 154 son verdes, puesto que las mismas muestran el funcionamiento correcto del aparato, y las lámparas 128, 130, 156 y 158 son rojas, puesto que las mismas indican algún fallo.

Cuando el temporizador está en la condición de "conexión", controla el funcionamiento del compresor 40 para proporcionar un modo de funcionamiento normal en el que se produce la aireación durante hasta dieciocho horas por día. La cantidad real de aire necesario, se calcula mediante un procesador (no representado) en el interior del temporizador 110 en base a los medidores de volumen de aire por hora por metro cúbico de biomasa. Cuando está en la condición de "desconexión", controla el compresor 48 con el fin de proporcionar aireación durante sólo alrededor de tres horas por día, correspondiendo al modo de dormitar o de funcionamiento económico, para proporcionar la mínima cantidad de aireación necesaria para mantener viva la biomasa.

Se apreciará que, en este sentido, la potencia de aire que sale del difusor 72 de aireación es suficiente, no sólo para airear la biomasa, sino también para agitarla.

Cuando se realiza un uso continuado del aparato, mediante el flujo de fluido entrante a través de la entrada 25, ello provoca que el nivel de material contenido en el tanque se eleve hasta un nivel de umbral superior, establecido por el conmutador de flotación 118, de modo que este último vuelve a la condición de "conexión". A continuación, la próxima vez que el temporizador 110 conmute a desconexión el compresor 48 de modo que conmuta la energía a su salida 114, la bomba 76 será llevada a conexión para bombear el flujo de salida a través de la salida 27 hasta que el contenido del tanque 10 alcanza un nivel inferior definido también por el conmutador de flotación, con lo que este último conmuta a la condición de "desconexión" para conmutar a desconexión la bomba 76. Esto asegura que se conserva suficiente biomasa como para mantenerla viva.

El aparato opera con ello como sistema por lotes para el tratamiento de las aguas cloacales.

En caso de que el conmutador de flotación se mantenga en la condición de "desconexión" durante un período que exceda de veinticuatro horas, un conmutador eléctrico o electrónico (no representado) conmutará el funcionamiento al modo de dormitar o económico. A continuación, cuando el conmutador de flotación se invierte de nuevo hasta la condición de "conexión", como resultado de algún otro flujo de entrada o flujo de salida, el conmutador pone de nuevo el funcionamiento en su modo normal, haciendo caso omiso del temporizador 110 hasta que ha transcurrido un programa de aireación completa, para asegurar que el flujo de salida no contendrá material sin tratar.

Se ha encontrado que el aparato produce un flujo de salida en forma de humus calcificado que puede ser utilizado como abono granulado. La concentración de contaminantes en el flujo de salida para un flujo típico de entrada en el Reino Unido, es del orden de 12 gramos por litro de material de demanda de oxígeno biológico, 17 gramos por litro de sólidos suspendidos, y 6 gramos por litro de fosfatos y nitratos combinados. Esto corresponde a una reducción de estos contaminantes de alrededor del 98% de material de demanda de oxígeno biológico, del 98% de sólidos suspendidos, y del 75% de fosfatos y nitratos combinados.

La revisión de servicio del aparato se requiere típicamente cada 11.000 a 15.000 horas de funcionamiento. Ésta se facilita mediante la retirada de la tapa 36 de mantenimiento, y deslizando hacia fuera el panel 42 con el compresor 48 y la caja 80 de control. Con el fin de hacer deslizar el panel hacia fuera del reborde 48 del compartimento 32, puede ser necesario hacer girar en primer lugar el panel 42 un poco antes de que sea retirado por completo. Esto puede conseguirse mediante la provisión de ranuras o rebajes en los lados del panel 42 para permitirles oscilar más allá de los tetones 46.

Cualquier sustitución de las aspas del compresor o de las aletas de la turbina, puede ser llevada a cabo entonces sin dificultad. En caso necesario, el suelo 34 extraíble hermético al gas puede ser retirado, y ser introducida una lanza de succión (no representada) en el interior del tanque para extraer los sólidos formados, mientras que se dejan sólidos suficientes para mantener la biomasa viva. La lanza que se inserta de esta forma, posee un inyector con un extremo para agitar los sólidos, y una entrada de succión en la mitad de la misma para la extracción del lodo, de modo que la inserción de la lanza hacia abajo, hasta el fondo del tanque, mientras se mantiene la lanza en una posición sustancialmente vertical, asegura que se extrae una cantidad correcta de lodo (alrededor de los dos tercios).

De este modo, la facilidad con la que el aparato puede ser mantenido como resultado de la naturaleza modular del compartimento 32 y de su contenido, resultará evidente para los expertos en la técnica de tratamiento de aguas cloacales.

El aparato de tratamiento de aguas cloacales que se muestra en la Figura 5, comprende un tanque 210 de retención, un primer tanque 212 de trabajo, un segundo tanque 214 de trabajo, y un tanque 216 de concentración. Cada tanque se ha dotado de su propio control eléctrico 218, el cual va a ser descrito aquí con mayor detalle.

Los cuatro tanques 210 a 216 que se han representado, se encuentran dispuestos, en general, en las esquinas de un cuadrado imaginario.

Un conducto 220 para el flujo de entrada, se ha conectado a una entrada 220 de flujo de entrada del tanque 210 de mantenimiento, para alimentar el flujo de entrada a ese tanque. La salida 222 se ha dotado de un filtro de pantalla giratoria (no representado).

La manera en que se han conectado los cuatro tanques entre sí, es como sigue: dos conductos 224 y 226 de alimentación de fluido de entrada, se extienden entre las salidas respectivas 228 y 230 de fluido de entrada del tanque de retención 210 y las entradas 232 y 234 respectivas de fluido de entrada de los tanques de trabajo 212 y 214. Una salida del tanque 212 de trabajo se ha conectado, a través de un conducto 238 de alimentación de biomasa, a una entrada 240 de biomasa del segundo tanque 214 de trabajo. Un conducto 242 adicional de alimentación de biomasa conecta una salida 244 de biomasa del segundo tanque 214 de trabajo con una entrada 246 de biomasa del tanque concentrador 216. El agua drena desde el tanque concentrador 216 por acción de la gravedad, y se devuelve al tanque 210 a través de un conducto 248 de retorno de agua. Finalmente, un conducto común 250 de salida de agua tratada se encuentra conectado a salidas respectivas 252 y 254 de agua tratada de los tanques 212 y 214 de trabajo.

Una disposición ligeramente modificada, ha sido representada en la Figura 6. En esta disposición, los cuatro tanques se disponen en forma lineal. En esta Figura, las partes que corresponden con las de la Figura 5, han sido indicadas con los mismos números de referencia que los usados en la Figura 5. La manera en la que se interconectan los tanques difiere ligeramente de la disposición de la Figura 5, al menos en que los dos conductos 224 y 226 de alimentación del fluido de entrada han sido sustituidos por un sólo conducto 260 de alimentación común, con una bomba rotativa 262 a la salida del tanque de retención para alimentar el fluido de entrada al conducto 260 de alimentación común. El conducto 260 de alimentación está conectado a los tanques de trabajo 212 y 214 a través de válvulas de corte respectivas 264 y 266 monitorizadas.

La Figura 6 muestra también el hecho de que los extremos corriente arriba de los conductos 238 y 242 de alimentación de biomasa han sido conectados de modo que son alimentados mediante bombas de lodos 268 y 270 respectivas dispuestas en los tanques de trabajo 212 y 214, respectivamente.

El tanque de retención 210 ha sido dotado de un sensor de nivel 272 que está dispuesto de modo que se dispare cuando el nivel de fluido de entrada en el tanque de retención 210 alcance un nivel predeterminado.

Las posiciones verticales relativas de las partes mostradas en la Figura 6, se pueden comprobar más fácilmente en la Figura 7. Ésta muestra, en particular, que la bomba rotativa 262 y las dos bombas de lodos 268 y 270, están en la parte baja de los tanques 210, 212 y 214, respectivamente, para asegurar que cada una de ellas recibe el contenido del tanque desde el nivel más bajo del mismo. Sin embargo, las bombas de lodos 268 y 270 están separadas del fondo de los tanques 212 y 214, para asegurar que siempre se mantendrá en dichos tanques algo de biomasa.

Por el contrario, las entradas 232 y 234 de fluido de entrada a los tanques 212 y 214 de trabajo, están a un nivel relativamente alto.

La circuitería de control eléctrico para las distintas partes, se ha representado en la Figura 8. Los dos tanques de trabajo 212 y 214 se han dotado de cajas respectivas 280 y 282 de control de módulo. Éstas se han conectado entre sí por medio de conmutadores 284 y 286 de enclavamiento respectivos, y a cada caja 280 de control de módulo se ha conectado la bomba 268 ó 270 de lodos asociada, un sensor 288 ó 290 de nivel del tanque, y la válvula 292 y 294 motorizada asociada. Además, el sensor de nivel 272 del tanque de retención 210 se ha conectado eléctricamente a la caja 282 de control de módulo del tanque 214, y la bomba rotativa 262 del tanque de retención 210 se ha conectado a ambas cajas 280 y 282 de control de módulo.

Se apreciará que cada tanque 212 y 214 de trabajo se ha construido de la misma manera, y que opera de la misma forma que el aparato de tratamiento de aguas cloacales que se ha ilustrado en, y se ha descrito en relación con, las Figuras 1 y 2 anteriores. Así, cada tanque cuando se llena, tiene el sensor de nivel 288 ó 290 disparado para detener el proceso de llenado. La aireación se aplica después del último bombeo del contenido del tanque, y continúa con interrupciones temporizadas para reducir el contenido de nitrógeno. A continuación sigue un proceso de sedimentación, y después el bombeo de un quinto de la capacidad del tanque. El bombeo tarda alrededor de quince minutos. Se reanuda el llenado mientras se impide la aireación. Ocurren tres ciclos de este tipo cada veinticuatro horas.

El aparato ilustrado en las Figuras 5 a 10 opera de la manera que sigue.

El fluido de entrada desde el conducto de alimentación 220, fluye hacia el tanque de retención 210, y se transfiere desde el mismo, a través de la bomba rotativa 262 y del conducto 260 de alimentación de fluido de entrada, hasta el tanque de trabajo 212 por medio de la válvula motorizada 264. Dado que la cantidad de fluido de entrada que fluye hacia el tanque de retención durante un período dado, no excede de la cantidad de fluido de entrada que puede ser tratado apropiadamente por el tanque 212 durante ese mismo período, el nivel del fluido de entrada en el tanque de retención no alcanzará el sensor de nivel 272. Sin embargo, cuando se excede directamente el nivel al que se dispara el sensor 272, la señal de salida del sensor de nivel 272 es recibida por la caja 282 de control de módulo para operar la válvula 266 monitorizada del tanque 214 de trabajo, de tal modo que este último ahora se llena. Por lo tanto, durante el período en que la velocidad a la que se alimenta el fluido de entrada al tanque 210 de retención durante un período dado excede de aquella a la que el tanque de trabajo 212 puede dar abasto, ambos tanques 212 y 214 serán puesto en funcionamiento. Durante este tiempo, sus cajas de control asegurarán que trabajan en tiempos escalonados. La caja de control 280 del tanque de trabajo 212 energiza los conmutadores 284 y 286 de enclavamiento de ambos tanques, como resultado de lo cual actuará la bomba rotativa de cada tanque durante una cantidad de tiempo predeterminada tras el bombeo desde el tanque, siendo el bombeo como se describe en detalle con referencia a las Figuras 1 a 4 que anteceden, y con anterioridad a que comience la aireación de ese tanque.

Sin embargo, cuando no se excede esa entrada de modo que durante un período de tiempo dado el fluido de entrada en el tanque de retención 210 no alcance nunca el sensor de nivel 272, solamente se utilizará el tanque de trabajo 212 para tratar el fluido de entrada. Durante un período que podría llegar a ser de hasta seis meses en caso de que, por ejemplo, el fluido de entrada que se está tratando proceda de un grupo de chalets vacacionales, no se utilizará el tanque de trabajo 214, y por lo tanto operará en modo adormecido, en el que la aireación del interior del tanque se produce solamente durante alrededor de tres horas por día. Para mantener la biomasa suficientemente activa durante ese período de tiempo prolongado, y para reducir el riesgo de una contaminación excesiva de los materiales eyectados desde el tanque 214 con el inicio del uso completo de ese tanque, la caja 282 de control de módulo conecta la bomba 270 de lodos de modo que sea operada simultáneamente con la bomba 268 de lodos. Además, la biomasa procedente del tanque 212 de trabajo será bombeada hasta el tanque de trabajo 214 a intervalos regulares bajo el control de la caja 280 de control de módulo. A este efecto, la caja 280 de control puede incluir un temporizador (no representado) para hacer que ese bombeo se produzca una vez durante alrededor de cinco minutos cada veinticuatro. Al mismo tiempo, por lo tanto, la biomasa procedente del tanque de trabajo 214 será bombeada mediante la bomba de lodos 270 hasta el tanque concentrador 260, de modo que la cantidad de biomasa del tanque de trabajo 214 se mantendrá sustancialmente en el mismo valor, de modo que el tanque de trabajo 214 permanecerá en modo adormecido. Al mismo tiempo, sin embargo, recibirá nuevos suministros sobre una base regular de microorganismos vivos desde el tanque 212 de trabajo, para mantener la biomasa en el tanque 214 suficientemente viva durante un período tan prolongado.

El agua del tanque concentrador 216 se devuelve al tanque de retención 210 a través del conducto 248 de retorno de agua. A intervalos regulares, los sólidos en forma de humus calcificado odorante, son extraídos del tanque concentrador 216. Estos intervalos son claramente mucho más grandes que los intervalos a los que un tanque individual necesitaría un desenlodado si estuviera instalado por sí sólo.

La manera en que se monitoriza el funcionamiento del sistema, utiliza la misma técnica que se ha descrito anteriormente en relación con las Figuras 1 a 4.

Así, los estados de los relés (no representados en las Figuras 5 a 8), que alimentan energía a los diversos dispositivos del aparato que consumen energía (tal como la bomba rotativa, las bombas de lodos, las bombas de efluentes (no representadas)), se convierten en una señal digital por medio de codificadores 310 y 312, los cuales reciben señales desde las baterías de relés 314 y 316 de los dos tanques, y envían estas señales hasta un contador decimal 318. Este último envía señales de habilitación sucesivamente desde sus salidas de habilitación conectadas respectivamente a las entradas de habilitación de los codificadores.

Una salida del contador 318 se ha conectado al transmisor 320 portador de corriente de la red principal, la cual superpone las señales digitales procedentes del contador 318 sobre las líneas 322 de red que suministran alimentación a los componentes del aparato que consumen energía.

En una posición remota del aparato de tratamiento, un receptor 324 portador de corriente de la red se ha conectado a las líneas 322 de la red principal que alimentan energía a los componentes consumidores de potencia del aparato de tratamiento de aguas cloacales. Las señales digitales recibidas desde los diferentes tanques se distribuyen a los respectivos decodificadores 326 a través de una interfaz 328. Los decodificadores 326 se han conectado a actuadores de display de displays visuales 330 y 332, para proporcionar una imagen visual de los estados de los diversos relés de las baterías de relés 314 y 316. Los decodificadores 326 se han conectado también a una alarma 334 para disparar esta última en caso de que falle alguno de los relés de la batería de relés 314 y 316.

Se apreciará que se pueden prever más de dos tanques de trabajo en el aparato, en cuyo caso se conectarán todos al conducto 260 común de entrada de fluido, y al conducto común 250 de salida de agua tratada, y los conductos de lodo se conectarán a los tanques de trabajo en cascada, en el mismo orden que los sensores de nivel del tanque de retención a los que se asocian los tanques de trabajo. De este modo, si el tanque que se llena cuando el fluido de entrada en el tanque de trabajo no ha alcanzado el nivel del sensor más inferior en el tanque de trabajo, se denomina primer tanque; el tanque que se llena cuando se alcanza el primer sensor de nivel, se denomina segundo tanque; el tanque de trabajo que se llena cuando se alcanza el segundo sensor de nivel más inferior del tanque de retención, se denomina tercer tanque, y así sucesivamente, de modo que el que está más corriente arriba de los conductos de lodo en la cascada conectará el primer y el segundo tanques para alimentar lodo desde el primer tanque hasta el segundo tanque, por medio de la bomba de lodos del primer tanque, a continuación un segundo conducto de lodos conectará el segundo tanque de trabajo para alimentar lodo hasta el tercer tanque de trabajo por medio de la bomba de lodos del segundo tanque, y así sucesivamente, hasta que el tanque que está más corriente abajo tenga su bomba de lodos conectada para alimentar lodo hasta el tanque concentrador.

Se entiende que resulta evidente cómo se ha adaptado la circuitería de control eléctrico mostrada en la Figura 8, y también la circuitería de monitorización eléctrica mostrada en las Figuras 9 y 10, para abastecer un aparato de tratamiento de aguas cloacales que tenga más de dos tanques de trabajo.

Un experto en la materia deducirá fácilmente numerosas variaciones y modificaciones en el aparato de tratamiento de aguas cloacales que se ha ilustrado, sin que el aparato se aparte por ello del marco de la presente invención. Por ejemplo, el compartimento 32 puede ser ampliado de modo que constituya la mitad superior del tanque 10.

Se ha encontrado, de hecho, que para la mayor parte de las aplicaciones, la compuerta de inspección 98 hermética al gas resulta innecesaria.

Se puede prever un soporte de batería de litio contra posibles fallos de red. Se puede prever también, en consecuencia, una memoria para almacenar los espacios de reloj, de modo que el funcionamiento correcto del aparato pueda ser re-asumido cuando se recupere la alimentación de energía.

Mientras que cada tanque de trabajo ilustrado en las Figuras 5 a 7 ha sido definido según se ha descrito en relación con las Figuras 1 a 4 anteriores, cada tanque de trabajo puede ser de una construcción cualquiera que requiera microorganismos vivos para tratar el fluido de entrada. El tanque 210 de retención de la disposición que se muestra en la Figura 5, puede tener dos bombas rotativas, una para cada conducto 224 y 226 de fluido de entrada. El tanque 210 de retención puede estar también dotado de una unidad agitadora dosificadora detectora de fosfato.

El tanque concentrador 216 puede estar dotado de su propio módulo aireador y de temporización.

Los tanques pueden estar instalados en dos zapatas de hormigón, de modo que queden completamente por encima del suelo, o de modo que sus partes superiores queden a ras con el suelo.

Si fallara alguno de los tanques de trabajo, el otro o los otros seguirá(n) trabajando independientemente del tanque que haya fallado.

Los tanques pueden estar dispuestos en dos filas separadas aproximadamente por una distancia de un metro.

Los conductos de interconexión y las líneas eléctricas, pueden estar alojadas en una conducción bajo el suelo.

Se puede proporcionar una indicación de estado para cada tanque con el fin de indicar el estado de progreso alcanzado en cada tanque.

Se pueden acoplar temporizadores a todos los motores de trabajo para indicar los períodos de servicio y situar niveles y rendimiento.

Se puede prever un módulo ventilado (no representado) para albergar todos los contactores y mecanismos de arranque.

El aparato puede ser adaptable fácilmente de modo que se pueda incorporar algún tanque de trabajo adicional en el aparato ya existente.

El consumo de energía se mantiene bajo al asegurar que todos los tanques de trabajo que no se necesitan durante cualquier período dado se dejan en modo adormecido no dejando que pase fluido de entrada hasta los mismos desde el tanque de retención.

El tanque de retención puede ser ventilado a través de alguno de los tanques de trabajo, con el fin de reducir al mínimo los olores.

Claims (5)

1. Aparato de tratamiento de aguas cloacales, que comprende un tanque (10, 214), medios de entrada (25, 232) del tanque (10, 214) para el paso de las aguas cloacales hacia el tanque (10, 214), y una bomba (76) para paso del flujo de salida hacia fuera del tanque (10, 214) en ocasiones sucesivas, medios (72) de aireación que sirven para airear la biomasa contenida en el interior del tanque (10, 214) cuando el aparato está en uso, y un temporizador (110) conectado para controlar el funcionamiento de los medios (72) de aireación y de la bomba (76), teniendo el temporizador (110) dos canales y dos modos de funcionamiento, siendo uno el modo normal en el que se proporciona a la biomasa una aireación completa durante un período dado, y siendo el otro un modo económico en el que se proporciona una cantidad mínima de aireación para mantener la biomasa viva, un conmutador que conmuta el funcionamiento de un modo a otro, teniendo el temporizador (110) dos salidas conectadas respectivamente para accionar la bomba (76) y los medios (72) de aireación de tal manera que las dos no pueden ser activadas simultáneamente, un conmutador (118) detector de nivel conectado entre el temporizador (110) y la bomba (76), y dispuesto para ser conmutado hasta una condición de "conexión" cuando el contenido del tanque se eleva hasta un nivel predeterminado, para permitir que el temporizador (110) accione la bomba (76) hasta que el contenido del tanque (10) alcance un nivel inferior en el que el conmutador (118) detector de nivel es conmutado a la condición de "desconexión", estando el conmutador adicional dispuesto de modo que conmuta a funcionamiento en caso de que el conmutador (118) detector de nivel permanezca en la condición de "desconexión" durante un período que exceda de veinticuatro horas, desde el modo normal de funcionamiento de los medios (72) de aireación hasta el modo económico de funcionamiento de los medios (72) de aireación, después de lo cual el conmutador (118) detector de nivel se dispone para ser conmutado de nuevo a la condición de "conexión" cuando el contenido del tanque sube hasta el citado nivel predeterminado, con lo que dicho conmutador adicional lleva el funcionamiento del aparato de nuevo al modo normal, siendo el temporizador (110) ignorado hasta que ha transcurrido un programa de aireación completa, para asegurar que el flujo de salida no contenga material sin tratar.

2. Aparato de tratamiento de aguas cloacales de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque el conmutador (118) detector de nivel comprende un conmutador (118) de flotación.

3. Aparato de tratamiento de aguas cloacales de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, que se caracteriza porque, en modo normal, el temporizador (110) provoca que los medios (72) de aireación operen durante sustancialmente dieciocho horas por día.

4. Aparato de tratamiento de aguas cloacales de acuerdo con cualquier reivindicación anterior, que se caracteriza porque, en modo económico, el temporizador (110) hace que los medios (72) de aireación operen durante sustancialmente tres horas por día.

5. Un método de tratamiento de aguas cloacales, que utiliza el aparato que se reivindica en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.