ES2232470T3 - Metodo y dispositivo para la depuracion de agua. - Google Patents

Metodo y dispositivo para la depuracion de agua.

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Abstract

Método para depurar agua superficial o residual procedente de edificios o carreteras, en el que: el agua se suministra a un separador de lodos para separar el material en suspensión, el agua se suministra a continuación a uno o varios filtros biológico, en los que se obliga al agua a atravesar un material permeable de un tipo en el que puede hacerse crecer una película biológica para crear un microproceso sin reducir la permeabilidad, de tal modo que tendrá lugar una deposición de contaminantes en el filtro o filtros de manera que se reduzca el contenido de DBO en el agua, el agua se envía seguidamente a la parte superior o inferior de una cámara absorbente en la que se obliga al agua a fluir a través de un material absorbente adaptado para permitir una reducción de fósforo, nitrógeno y metales pesados por medio de un proceso de intercambio iónico, y a continuación, el agua se evacúa a un recipiente.

Description

Método y disposición para la depuración de agua.
La presente invención se refiere a un método para depurar agua, especialmente, agua superficial o residual procedente de edificios o carreteras, agua que se dirige a un separador de lodos para separar material en suspensión. La invención se refiere asimismo a medios para llevar a cabo el método.
La depuración de agua residual procedente de edificios separados, carreteras o pequeños grupos de casas se ha efectuado hasta ahora mediante una purificación de bajo grado con separadores de lodos, tales como tanques sépticos de tres compartimentos. El agua fluye por gravedad hasta el pozo, en el que los contaminantes gruesos se sedimentan en el fondo del pozo. El pozo se vacía 1-2 veces al año.
Por el documento US-A-4997562 se conoce un tipo de separador de lodos o tanque séptico. El tanque mostrado en este documento está dividido en una pluralidad de cámaras en las que el agua a depurar se lleva desde cada cámara a la siguiente por medio de una válvula de rebosamiento dispuesta para que la cámara se llene de agua hasta un cierto nivel antes de que el agua fluya hasta siguiente cámara. Esto es para evitar que el lodo sedimentado salga con el agua. En el extremo del separador se proporciona una cámara de filtración en la que el agua se filtra de arena y un material orgánico fibroso.
El documento AT-363871 describe medios de depuración con tres o cuatro cámaras, concretamente, un separador de lodos, una cámara filtrante, una cámara de aireación y una cámara de sedimentación final. En la cámara filtrante, el agua pasa desde el fondo de la cámara hacia arriba a través de un biofiltro.
Aunque el uso de separadores de lodos es una medida barata y sencilla, las medidas de depuración descritas, de acuerdo con una mayor conciencia medioambiental, son insuficientes puesto que no tratan plenamente el material biológico y/o el fósforo y no tratan para nada los metales pesados, los cuales, por tanto, entran con el agua en el recipiente.
El documento AT-B-396921 describe medios de depuración en forma de un tanque séptico de tres compartimentos en el que el agua pasa por una cámara para sedimentar lodo, una cámara depuradora y un lecho filtrante. Para aumentar el efecto de la cámara depuradora, una pluralidad de paredes está dispuesta para que se obligue al agua a fluir en un bucle por la cámara.
El documento US-A-4.370.234 da a conocer un método para tratar agua residual que contiene amoníaco y, especialmente, para recircular agua residual en un sistema cerrado para criar peces. Para realizar el tratamiento, el documento US-A-4.370.234 propone la provisión de un lecho de partículas de intercambio iónico como sustrato para nitrificar bacterias. Aguas arriba del lecho se proporciona un filtro biológico que contiene bacterias nitrificantes. Pueden proporcionarse medios de extracción de sólidos aguas arriba del lecho de intercambio iónico. Puede proporcionarse un lecho filtrante de carbón activado aguas arriba del lecho de intercambio iónico para eliminar material orgánico. También pueden proporcionarse medios de aireación a fin de crear una fuente de oxígeno necesario para la nitrificación.
El documento US-A-4.997.562 da a conocer una planta compacta que incluye un tanque séptico de múltiples cámaras con cuatro cámaras sucesivas. El agua a depurar se transfiere a través de un conducto respectivo desde una cámara a la siguiente cámara. Los conductos están diseñados para evitar que el lodo se transfiera entre las cámaras. Una cámara filtrante está dispuesta inmediatamente tras la cuarta cámara y comprende arena y un material orgánico fibroso para filtrar el agua a depurar. Una cámara de salida está dispuesta tras la cámara filtrante.
Por tanto, el objetivo principal de la invención es proporcionar un método y unos medios de depuración, que sean simples y económicos de instalar y hacer funcionar, pero que a pesar de ello, tengan como resultado un alto grado de depuración del agua.
Este objetivo se alcanza mediante el método definido en la reivindicación 1 y los medios definidos en la reivindicación 7.
A continuación, la invención se describirá más detalladamente en relación con unas realizaciones, ilustradas en los dibujos, para realizar el método.
La figura 1 ilustra esquemáticamente unos medios de depuración según la invención.
La figura 2 ilustra otra realización de los medios de depuración según la invención.
La figura 3 ilustra una vista en planta de los medios según la figura 2.
La figura 4 ilustra a mayor escala un corte a través de un filtro biológico que puede utilizarse en las plantas según las figuras 1 y 2.
La figura 5 ilustra en una vista en perspectiva una realización modificada de una cámara absorbente.
La figura 6 ilustra un corte a través de la cámara de la figura 5.
La figura 7 ilustra un corte como el de la figura 6 de una realización modificada.
La planta ilustrada en la figura 1 puede utilizarse, por ejemplo, para tratar agua superficial en carreteras y demás. El agua fluye desde un terraplén 10 de carretera existente o por un conducto 12 de una manera conocida hasta un separador de lodos, tal como el tanque 14 séptico de tres compartimentos, en el que las partículas más gruesas se sedimentan del agua superficial y permanecen en el fondo del pozo. El material sedimentado en el pozo se vacía a intervalos regulares, por ejemplo, 1 a 2 veces al año. El agua del separador 14 de lodos se dirige por un conducto 16 a un filtro biológico 18 en el que tiene lugar una degradación del material biológico que se describe más detalladamente más abajo en relación con la figura 4. El filtro 18 tiene una superficie de polietileno puro, sinterizado, permeable, en la que están actuando microorganismos. En el filtro 18, el agua sube por el inserto filtrante hasta el nivel de un conducto 20 que dirige el agua hasta una estación de bombeo 22 en la que, por ejemplo, una bomba sumergible 24 bombea el agua hasta un nivel desde el que fluye, a través de un conducto 26, a una cámara absorbente 28 en la que el agua se esparce, mediante una tubería distribuidora 30 con boquillas, sobre un material absorbente que reduce el contenido de fósforo y nitrógeno del agua y, donde sea necesario, también de metales pesados por un proceso de intercambio iónico. El material absorbente puede comprender uno o más materiales, por ejemplo, polonite®, un silicato de calcio que puede disponerse sobre un fondo perforado. El material se cambia, por ejemplo, una vez al año y, tras la recepción de fósforo y nitrógeno, puede emplearse como agente mejorador de suelos. Desde la cámara absorbente fluye ahora el agua depurada en alto grado por un conducto 32 hasta un recipiente, que podría ser un lago, musgo o demás.
La planta ilustrada en las figuras 2 y 3 tiene en principio la misma estructura que la planta según la figura 1, pero presenta una realización más compacta para el uso en una planta de tratamiento de aguas residuales más pequeña, por ejemplo, para casas individuales o grupos de casas en zonas poco pobladas. Por tanto, las partes comprendidas en la planta según las figuras 2 y 3 han sido designadas con los mismos números de referencia que las partes correspondientes en la figura 1, con un 1 adicional delante del número de referencia. Por tanto, el agua residual procedente de un edificio o un grupo de casas se dirige por un conducto 110 hasta un separador 114 de lodos, el cual, por ejemplo, es del tipo de tanque séptico de tres compartimentos. A continuación, el agua sin lodos se dirige por el conducto 116 hasta el filtro biológico de la planta, filtro que comprende un alojamiento 34 compacto dividido en tres cámaras 36, 38 y 40 que comprenden el filtro biológico, la bomba y el filtro absorbente, respectivamente. En esta realización, el filtro biológico presenta únicamente un inserto 42 filtrante dispuesto en la cámara filtrante 36 y, tras el paso por este inserto 42, el agua fluye hasta la cámara de bombas 38, donde es bombeada por la bomba 124 hasta la parte superior de la cámara absorbente 40, donde, mediante una boquilla 44, se rocía y esparce sobre el material absorbente subyacente. El material absorbente puede ser por tanto un material de zeolita o polonite®, tal como se ha mencionado en relación con la descripción de la figura 1. Resulta ventajoso agitar el material, por ejemplo, mecánicamente o bombeando (inversión del flujo) el agua a través del material para evitar la obstrucción del material y también para mejorar el efecto de depuración. En vez de pulverizarse sobre el material, el agua también puede suministrarse por un conducto por el fondo del material absorbente y pasar hacia arriba a través del material hasta una tubería de salida dispuesta arriba que se describirá más detalladamente en relación con la figura 7. El agua limpia se dirige a través del conducto 132 a un recipiente.
En la figura 4 se ilustra a mayor escala el filtro biológico 18 de la figura 1. El agua fluye al interior de la parte inferior de la cámara filtrante 46 desde el conducto 16 y asciende en la cámara filtrante por presión hidrostática y pasa a través de los filtros cilíndricos 48. Sus cuerpos filtrantes cilíndricos o de forma tubular 48 son de un material permeable, tal como polietileno puro sinterizado, que forma el fondo y las paredes de la tubería, mientras que la tubería está abierta por arriba. El material permeable es de un tipo sobre el que puede crecer, por medio de microorganismos, una película biológica para crear microprocesos sin reducir la permeabilidad. Los filtros 48 reducen de esta manera el contenido de BOD en el agua residual y evitan que el material en suspensión llegue al siguiente filtro absorbente. Por tanto, en los filtros se forma una capa de contaminantes depositados que puede limpiarse por inyección a intervalos regulares, por ejemplo, una o dos veces al año. Los cuerpos 48 filtrantes están dotados en la parte superior alrededor de la abertura de una brida 50 superior con cuya ayuda se insertan herméticamente en una placa 52, la cual, a su vez, descansa con un soporte intermedio de una junta 54 de estanqueidad sobre una abrazadera 56 dispuesta alrededor de la periferia interior de la cámara 46. La placa 52 está dotada de unas barras 58 con las que el inserto con los filtros 48 puede colocarse sobre el suelo fuera del pozo para limpiar los filtros 48, y barras 58 que están dimensionadas de manera que su peso mantenga la placa 52 con los filtros 48 presionados contra la junta 54 de estanqueidad contra la presión del agua que fluye a través.
Para sacar el inserto filtrante del pozo 46, la placa está dotada de unas fijaciones 60 para una horquilla 62 elevadora, que está dotada en la parte superior de un anillo 64 para la conexión a un gancho elevador (no mostrado). El agua que entra a través del conducto 16 fluye a través de la superficie permeable del manto de los filtros 48, mientras deposita contaminantes sobre dicha superficie, tal como se ha descrito más arriba, al interior de los filtros de forma tubular y fluye fuera por la abertura de los filtros 48 sobre la placa 52 y más allá hasta el conducto 20 de salida, que lleva a la estación de bombeo 22.
La cámara 70 absorbente ilustrada en la figuras 5 y 6, que puede insertarse en lugar de la cámara absorbente 28 en la figura 1, comprende un lecho 72 de cemento en el que está dispuesto un número de depósitos 74 que comprenden el material absorbente 76 (figura 6), por ejemplo, del tipo anteriormente mencionado en relación con las figuras 1 y 2. Tal como se desprende de la figura 6, los depósitos 74 se llenan con el material absorbente 76 hasta un nivel "h". Encima de los depósitos 74 se encuentra dispuesto un sistema de suministro de agua que comprende una tubería central 78 y conectada a ésta, encima de cada par de depósitos 74, un soporte 80 de boquillas pulverizadoras para soportar toberas o boquillas 82 pulverizadoras, por lo cual, la tubería 78 y el soporte 80 descansan sobre un perfil 84 de viga. La tubería 78 está cerrada por su extremo lejano por un extremo 86 terminal, mientras que el extremo cercano tiene medios de conexión 88 para conectar con un conducto de suministro del agua, tal como el conducto 26 en la figura 1. El material absorbente 76 en cada depósito 74 descansa en un fondo 90 de un tejido reticular o enrejado para que el agua, tras atravesar el material absorbente 76, pueda correr en un canal 92 dispuesto debajo del fondo 90 y, desde allí, a través de una tubería de salida 94, a un recipiente.
En la realización ilustrada en la figura 7 de la cámara absorbente, unas tuberías 96 de suministro del agua se introducen en el material absorbente 76 con la altura h, tuberías que se abren en el fondo del material. En las tuberías 96 de suministro están articulados unos agitadores 98 que agitan y mantienen el material absorbente 76 en movimiento. Tal como se ha mencionado más arriba, éste puede ser polonite®, por lo cual, la agitación del material se realiza para evitar la formación de grumos y también para mejorar el efecto de depuración. Después de que el agua haya atravesado el material absorbente hasta su parte superior, se dirige por el conducto 100 a un recipiente.
Tal como se desprende de lo anterior, el método y los medios según la invención se proporcionan para tratar agua superficial y residual de una manera efectiva y barata aunque se obtenga un alto grado de depuración del agua, de manera que pueda liberarse sin impacto sobre el medio ambiente en un recipiente natural, tal como un lago, río o musgo. Además, el lodo separado en el separador 14 de lodos puede emplearse, tras un procesamiento adecuado tal como el compostaje, como agente mejorador de suelos, y el material absorbente en la cámara absorbente 28, el cual es un material natural con una elevada capacidad ligante de fósforo, puede asimismo utilizarse como agente mejorador de suelos, ya que también desprende fósforo fácilmente de nuevo para la vegetación.

Claims (14)

1. Método para depurar agua superficial o residual procedente de edificios o carreteras, en el que:
el agua se suministra a un separador de lodos para separar el material en suspensión,
el agua se suministra a continuación a uno o varios filtros biológico, en los que se obliga al agua a atravesar un material permeable de un tipo en el que puede hacerse crecer una película biológica para crear un microproceso sin reducir la permeabilidad, de tal modo que tendrá lugar una deposición de contaminantes en el filtro o filtros de manera que se reduzca el contenido de DBO en el agua,
el agua se envía seguidamente a la parte superior o inferior de una cámara absorbente en la que se obliga al agua a fluir a través de un material absorbente adaptado para permitir una reducción de fósforo, nitrógeno y metales pesados por medio de un proceso de intercambio iónico, y
a continuación, el agua se evacúa a un recipiente.
2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque se utiliza un filtro biológico que comprende polietileno puro sinterizado.
3. Método según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque, como material absorbente, se emplea un material natural con una elevada capacidad ligante de fósforo y metales pesados, por ejemplo, silicato de calcio.
4. Método según la reivindicación 1, 2 ó 3, caracterizado porque el material absorbente se agita.
5. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el agua a depurar se rocía sobre el material absorbente.
6. Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el material absorbente puede utilizarse como agente mejorador de suelos.
7. Medios para llevar a cabo el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, para depurar agua superficial o residual procedente de edificios o carreteras, comprendiendo dichos medios:
un separador (14) de lodos para la separación gruesa de material en suspensión,
uno o varios filtros biológicos (18, 36) para la degradación de material biológico y dispuestos tras el separador de lodos, comprendiendo dichos biofiltros uno o más filtros de un material permeable que permite que el agua atraviese el mismo y que permite el crecimiento de una película biológica permeable sobre el mismo para crear un microproceso sin reducir la permeabilidad, de tal modo que tendrá lugar una deposición de contaminantes en el filtro biológico o filtros de biológicos de manera que se reduzca el contenido de BOD en el agua,
una cámara absorbente (28, 40) dispuesta tras el biofiltro (18, 36) y que incluye un filtro absorbente de un material absorbente y medios de distribución para la distribución del agua sobre el material absorbente para permitir que el agua fluya a través del material absorbente, estando el material absorbente adaptado para permitir una reducción de fósforo, nitrógeno y metales pesados por medio de un proceso de intercambio iónico, y
una estación de bombeo (22, 38) para mantener el flujo de agua a través de la planta y suministrarla al material absorbente proporcionado en la planta.
8. Medios según la reivindicación 7, caracterizados porque el filtro biológico comprende unos cuerpos de forma tubular (42, 48) de un material permeable dispuestos de tal modo que el agua fluya desde el exterior del cuerpo hacia su interior mientras deposita contaminantes en la superficie exterior de manto del cuerpo de forma tubular (42, 48), creándose un microproceso biológico el cual se desarrolla sin influir sobre la permeabilidad del material.
9. Medios según la reivindicación 7 ó 8, caracterizados porque se proporciona material absorbente en un fondo perforado en el filtro absorbente.
10. Medios según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizados porque el filtro absorbente comprende un agitador (98) para agitar el material absorbente.
11. Medios según la reivindicación 6, caracterizados porque los cuerpos de forma tubular (42, 48) se insertan en una placa (52) y presentan una abertura desde el interior del cuerpo que se abre por encima de la placa (52), que está montada herméticamente en una cámara filtrante (36, 46) en la que el agua fluye al interior (por 16, 116) de la cámara por debajo de la placa (52) y a través de los cuerpos (48) hasta la parte superior de la placa (52) y, desde allí, hasta una salida (20) de la cámara (46).
12. Medios según la reivindicación 9, caracterizados porque la placa (52) presenta unas barras (58) dirigidas hacia abajo, dimensionados para que fuercen la placa, contra la presión hidrostática del agua, contra una abrazadera (56) de soporte dispuesta en la periferia interior de la cámara filtrante (46), mientras una junta (54) de estanqueidad está dispuesta entre las mismas.
13. Medios según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 10, caracterizados porque el filtro biológico (36), el filtro absorbente (40) y la estación de bombeo (38) están construidos juntos en un alojamiento (34) compacto, dividido en tres cámaras correspondientes.
14. Medios según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 11, caracterizado porque el filtro absorbente comprende una cámara (72) en la que está insertada una pluralidad de depósitos (74) con material absorbente, siendo suministrada el agua del filtro biológico anterior a los depósitos por su parte superior (figura 6) o inferior (figura 7).
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