ES2240448T3 - Aparato para electrodesecacion. - Google Patents

Aparato para electrodesecacion.

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ES2240448T3
ES2240448T3 ES01927499T ES01927499T ES2240448T3 ES 2240448 T3 ES2240448 T3 ES 2240448T3 ES 01927499 T ES01927499 T ES 01927499T ES 01927499 T ES01927499 T ES 01927499T ES 2240448 T3 ES2240448 T3 ES 2240448T3
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Sarah A. CSIRO Division of Energy Techn. MILLER
Barry K. CSIRO Div of Energy Techn. JOHNSTON
Christopher Veal
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CRC for Waste Management and Pollution Control Ltd
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Abstract

Aparato para la electrodesecación y recuperación de material sólido de una mezcla sólido-líquido, incluyendo: (a) una cinta transportadora (10) incluyendo una pluralidad de segmentos permeables a los líquidos (21) para recibir la mezcla sólido- líquido y para recibir una carga eléctrica, (b) un elemento (14) colocado a lo largo de la cinta transportadora (10) para recibir una carga eléctrica opuesta a aquella que, en la operación, se aplica a los segmentos (21) de la cinta transportadora (10), (c) cooperando el elemento (14) y la cinta transportadora (10), en la operación, para aplicar una carga compresiva a la mezcla sólido-líquido en un segmento (21) en yuxtaposición con el elemento (21) y, (d) un sistema eléctrico (31, 31A-31C, 32) para establecer un campo eléctrico en la mezcla sólido-líquido en los segmentos (21) aplicando cambios eléctricos a los segmentos (21) y el elemento (14), caracterizado porque (e) el movimiento de la cinta transportadora (10) es eficaz para aplicar una fuerzade compresión continua a la mezcla sólido-líquido entre los segmentos de cinta transportadora (21) y el elemento (14) mientras la cinta transportadora se está moviendo, (f) los segmentos de cinta transportadora (21) son segmentos discretos, separados, conductores eléctricos (21) permeables al líquido, estando situados los segmentos (21) en o dentro de la cinta transportadora (10) de manera que permitan que pase líquido a través de los segmentos (21) y (g) el sistema eléctrico (31, 31A, 31B, 31C, 32), en la operación, aplica una carga eléctrica a segmentos individuales de los segmentos conductores (21) cuando se mueven, por lo que, como resultado del movimiento de la cinta transportadora (10), se empuja líquido desde la mezcla sólido-líquido entre la cinta transportadora (10) y el elemento (14), a través de los segmentos (21) bajo la influencia de la fuerza de compresión y el campo eléctrico.

Description

Aparato para electrodesecación.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un aparato para electrodesecación y recuperación de material sólido de mezclas sólido-líquido. La invención se describirá primariamente con referencia a su uso durante operaciones de tratamiento de agua con respecto a materiales de lodo de aguas residuales u otros lodos de alto contenido de agua, pero la invención puede tener un uso más amplio en otras aplicaciones de desecación de pasta o pulpa.
Antecedentes de la invención
La desecación es un proceso en el que se separa líquido de sólido sin que acompañe un cambio de fase del líquido. Comúnmente, se usan aparatos mecánicos de desecación para tales efectos, incluyendo los ejemplos filtros de prensa de correa, prensas filtro, prensas de rodillos, filtros vacíos o centrífugas. También se dispone de técnicas de desecación eléctrica, como electroósmosis, o el uso de campos magnéticos. La electroósmosis es el fenómeno de pasar líquido por un medio poroso bajo la aplicación de un campo eléctrico de corriente continua. En estas circunstancias las iones metal positivos pueden migrar al cátodo con carga negativa, transportar agua con ellos probablemente mediante interacciones viscosas, colisiones moleculares y/o como una envuelta de hidratación. Esta técnica es especialmente efectiva para desecar materiales que son difíciles de desecar utilizando presión mecánica sola tal como suspensiones de partículas coloidales o finas, lodo de aguas residuales, lodo de cieno o materiales gelatinosos. Sin embargo, en estas mezclas sólido-líquido, la permeabilidad de la torta de filtro a menudo es muy pobre. Las partículas con carga negativa serán repelidas por el cátodo, reduciendo por ello la obstrucción de partículas finas de cualquier medio filtrante asociado y permitiendo un mejor drenaje del fluido intersticial por dicho cátodo.
Combinando las fuerzas de accionamiento para desecación de fuentes tanto mecánicas como eléctricas, se puede lograr un efecto acumulativo que es importante en la búsqueda de un proceso de separación sólido/líquido de eficiencia más elevada. Se toman en consideración parámetros tales como la velocidad de filtración, contenido final de humedad de la torta y el consumo de energía eléctrica.
US5401375 (Yamaguchi y otros) describe un ánodo giratorio y una correa filtro móvil colocada encima de un cátodo metálico tenso, estando diseñado el sistema para aplicar electroósmosis y compresión mecánica simultáneamente. Es importante en dicho equipo que la presión máxima y el campo eléctrico máximo se produzcan en las mismas posiciones solamente con una distancia muy pequeña entre ánodo y cátodo para garantizar una baja caída de voltaje y alta eficiencia eléctrica. En US5401375 se describen varias realizaciones donde un espacio receptor de lodo fino está dispuesto entre un ánodo de tambor rotativo y una correa de prensa de transmisión de agua que funciona como un cátodo. Se ha previsto elementos de electrodo para contacto directo con el lodo; estos elementos tienen forma de un alambre o placa de ánodo dependiendo de la realización. Así se obtiene un campo eléctrico aplicado sobre un área extensa y Yamaguchi y otros describen métodos para tratar el agua y gas en el ánodo que se afirma que se producen debido a electrólisis. Sin embargo, el agua del lodo se descarga hacia el cátodo mediante una correa de tela de filtro que soporta el lodo encima de una correa de prensa; la correa está conectada como un cátodo y tiene agujeros de drenaje. Yamaguchi y otros sugieren que esta disposición es preferible a disposiciones anteriores de la técnica anterior en las que las correas de aislamiento cubren las superficies tanto del ánodo como del electrodo y reducen considerablemente la conductividad entre el lodo y los electrodos.
En una aplicación similar, ZA910538 describe un aparato que puede aplicar electroósmosis y compresión mecánica por medio de dos electrodos de correa sinfín, construyéndose la correa ánodo de fibras de carbono o materiales sintéticos conductores eléctricos, y constando la correa cátodo de una correa hecha de malla metálica, con una segunda correa de material de tela de filtro para soportar la torta de filtro resultante situada entre la pasta de alimentación y la correa cátodo. En la práctica el lodo se comprime entre las dos correas. De nuevo, no se ofrecen detalles de la construcción particular de la correa cátodo de transmisión de agua. Además, la capa de tela de filtro hace de una barrera aislante significativa, que reduce la conductividad que se puede mantener entre el lodo y las correas de electrodo.
Igualmente, US5891342 describe desecar en un lodo floculado usando una correa filtro compresiva conteniendo material conductor eléctrico, donde la correa se compone a través de su anchura de una pluralidad de hilos en espiral conectados, haciéndose los hilos de bobinas helicoidales de poliéster o poliamida y el material conductor eléctrico se teje simplemente o introduce en estos hilos en espiral. US5891342 describe cómo la correa puede incluir totalmente material conductor eléctrico introducido en el material base de la correa, que se extiende a través de la correa y que está situado en cada bobina. El material conductor eléctrico incluye hilos o tiras cosidas a uno o ambos lados de la correa, de manera que la correa sea completamente transmisiva de agua a través de su anchura. Sin embargo, la tendencia en este tipo de aparato es que la corriente eléctrica se cortocircuite mediante el borde de la correa a otras partes del aparato, y ponga en derivación la torta de filtro húmeda.
En otros ejemplos disponibles en la técnica, se han adaptado filtros de correa industriales para electroósmosis colocando un cátodo perforado debajo de la correa filtro, y haciendo uso de una chapa de presión de acero inoxidable en el lado superior del lodo como un ánodo. US4861496 describe un ánodo en tal equipo que incluye cerdas o hilos metálicos que sobresalen a la masa de lodo, con un cátodo debajo de la correa filtro, pero no se describe la forma de la disposición. En tal caso, el diseño del ánodo es de principal interés.
Existen otros dispositivos donde un ánodo giratorio tiene una correa filtro móvil que pasa entre él y un cátodo giratorio, usándose los dos tambores de electrodo para aplicar electroósmosis y compresión mecánica simultáneamente, pero donde la correa filtro se fabrica de un tejido no conductor.
Descripción adicional
La publicación de patente japonesa 02-171430 (Kajima Corporation) describe una disposición de cinta transportadora de una multiplicidad de bandejas cada una de las cuales es permeable al agua. Se carga cieno en cada bandeja por orden y después cada bandeja entra en una compresión zona donde se empuja una chapa de presión hacia abajo al cieno de la bandeja. La chapa de presión forma un electrodo positivo y la superficie inferior de la bandeja está conectada a un potencial eléctrico negativo. Se aplica corriente CC para facilitar la desecación por la combinación de compresión y el campo eléctrico.
Según entiende el solicitante, la propuesta de Kajima nunca ha tenido éxito o se ha aplicado en la práctica. Se cree que subsiste el problema de diseñar un aparato eficiente y práctico que se puede desarrollar en realizaciones altamente eficientes para desecar mezclas líquido-sólido.
Resumen de la invención
La presente invención proporciona un aparato para electrodesecación y recuperación de material sólido de una mezcla sólido-líquido, incluyendo:
(a)
una cinta transportadora incluyendo una pluralidad de segmentos permeables a los líquidos para recibir la mezcla sólido-líquido y para recibir una carga eléctrica,
(b)
un elemento colocado a lo largo de la cinta transportadora para recibir una carga eléctrica opuesta a aquella que, en la operación, se aplica a los segmentos de la cinta transportadora,
(c)
cooperando el elemento y la cinta transportadora, en la operación, para aplicar una carga compresiva a la mezcla sólido-líquido en un segmento en yuxtaposición con el elemento y
(d)
un sistema eléctrico para establecer un campo eléctrico en la mezcla sólido-líquido en los segmentos aplicando cambios eléctricos a los segmentos y el elemento, caracterizado porque
(e)
el movimiento de la cinta transportadora es eficaz para aplicar una fuerza de compresión continua a la mezcla sólido-líquido entre los segmentos de cinta transportadora y el elemento mientras la cinta transportadora se está moviendo,
(f)
los segmentos de cinta transportadora son segmentos discretos, separados, conductores eléctricos permeables al líquido, estando situados los segmentos en o dentro de la cinta transportadora de manera que pueda pasar líquido a través de los segmentos y
(g)
el sistema eléctrico, en la operación, aplica una carga eléctrica a segmentos individuales de los segmentos conductores cuando se mueven, por lo que, como resultado del movimiento de la cinta transportadora, se empuja líquido de la mezcla sólido-líquido entre la cinta transportadora y el elemento, mediante los segmentos bajo la influencia de la fuerza de compresión y el campo eléctrico.
Preferiblemente, el elemento es un tambor rotativo poroso, estando colocada la cinta transportadora parcialmente alrededor del tambor y el campo eléctrico se establece entre el tambor rotativo y segmentos de la cinta transportadora.
En realizaciones altamente ventajosas, un tambor rotativo poroso proporciona el elemento por el que, en la operación, líquido de la mezcla se descarga mediante el tambor rotativo y se aplica una fuerza de compresión efectiva junto con el campo eléctrico entre el tambor y cada segmento a su vez.
Preferiblemente, el aparato incluye una cinta transportadora porosa secundaria que es aislante eléctrico y está colocada de manera que se pueda mover alrededor del tambor rotativo, estando la mezcla sólido-líquido en la cinta transportadora entre la correa secundaria y la cinta transportadora.
Realizaciones especialmente beneficiosas incluyen una cinta transportadora porosa secundaria de material aislante eléctrico dispuesta entre el tambor rotativo y la cinta transportadora primaria.
Preferiblemente, cada segmento se forma a partir de malla metálica tejida, y cada segmento está fijado externamente en todos sus lados a la cinta transportadora.
Más preferiblemente, los segmentos se forman a partir de malla metálica tejida en la cinta transportadora.
Preferiblemente, incluye además medios para sacar torta de filtro seca conteniendo sólidos de la correa transportadora.
Preferiblemente, cada segmento se forma a partir de malla metálica tejida, y está fijado en todos los lados a un agujero en la cinta transportadora que es de material aislante eléctrico.
Preferiblemente, cada segmento se forma a partir de malla metálica tejida en la cinta transportadora que es de material aislante eléctrico.
Preferiblemente, los segmentos están a nivel dentro de la cinta transportadora.
Preferiblemente, cada segmento es una subsección rectangular de la cinta transportadora.
Preferiblemente, cada segmento se introduce desde bordes opuestos de la cinta transportadora.
Preferiblemente, el aparato incluye un suministro de energía eléctrica para aplicar un voltaje entre el elemento y al menos un segmento cuando los segmentos pasan en yuxtaposición al elemento, y medios de control para aplicar el voltaje cuando un segmento está colocado para aplicar el campo eléctrico en la posición requerida, y para interrumpir el campo eléctrico cuando no está colocado ningún segmento en la posición requerida.
Preferiblemente, el elemento está conectado de manera que sea un cátodo y los segmentos están conectados de manera que sean ánodos.
Preferiblemente, los medios de control, en la operación, controlan por separado el campo eléctrico en los segmentos conductores durante el movimiento de la cinta transportadora, pudiendo variarse el control a lo largo de la cinta transportadora.
La configuración de cada segmento conductor puede variar y, preferiblemente, hay una multiplicidad de tales segmentos poco espaciados uno de otro por material aislante de la cinta transportadora y, en la operación, los segmentos pasan secuencialmente en contacto con un conector eléctrico, por lo que se establece un campo eléctrico efectivo en una zona donde se ejerce presión en la mezcla sólido-líquido y se produce electroósmosis eficientemente con líquido expulsado a descarga. Una realización especialmente efectiva de la invención es donde cada uno de los segmentos es un cuerpo rectangular integrado a nivel en la cinta transportadora con bordes de cada segmento poco espaciados del borde de la cinta transportadora y pequeños intervalos entre cada segmento sucesivo.
Una realización preferida es aquella donde el elemento encima de la cinta transportadora tiene forma de un tambor rotativo alrededor del que se extiende una correa de tela de filtro, pero se podría usar otras configuraciones tales como el uso de una segunda correa de cinta transportadora solo como el elemento o un dispositivo de chapa de presión.
Una realización preferida es aquella en la que el elemento encima de la cinta transportadora está conectado de manera que sea un cátodo y los segmentos conductores en la correa de cinta transportadora están adaptados para conectarse de manera que sean ánodos separados. Ventajosamente, el aparato tiene un circuito eléctrico conectado directamente al elemento y se han previsto rodillos de contacto en una posición fija y proporcionan conexiones de cátodo con enganche rodante con los segmentos conductores por orden. Esta disposición es especialmente beneficiosa para lograr un campo eléctrico efectivo que es económico en consumo de potencia y mejora considerablemente la extracción de líquido.
En una posición situada hacia abajo se dispone preferiblemente un dispositivo para sacar torta de filtro secada de la cinta transportadora. Se requerirá periódicamente lavado en contracorriente de la cinta transportadora. Sin embargo, en particular con las realizaciones preferidas donde el elemento es un rodillo conectado como un cátodo, el agua migra eficientemente hacia el rodillo y se puede descargar.
Preferiblemente la invención se realiza en un aparato donde hacia arriba de la posición en la que se establece el campo eléctrico, la aplicación de compresión se produce para ayudar a la gravedad, por lo que la mezcla sólido-líquido se drena mediante la cinta transportadora y, en una realización preferida, mediante los segmentos conductores.
Preferiblemente medios de suministro eléctrico están adaptados para proporcionar un voltaje a través de la cinta transportadora y el elemento, de tal manera que en la práctica el elemento sea de naturaleza catódica y la cinta transportadora de naturaleza anódica o viceversa.
Preferiblemente se han previsto medios para recoger y sacar agua que pasa mediante los segmentos de cinta transportadora.
Preferiblemente se han previsto medios para sacar torta de filtro secada conteniendo sólidos de la cinta transportadora.
Preferiblemente se dispone una cinta transportadora que tiene forma de una cinta transportadora sinfín que proporciona una superficie continua para la mezcla sólido-líquido.
Breve descripción de los dibujos
No obstante cualesquiera otras formas que puedan caer dentro del alcance de la presente invención, ahora se describirá una forma preferida de la invención, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos anexos en los que:
La figura 1 muestra una vista esquemática en alzado lateral de un aparato de filtro de prensa de correa de rodillo único para desecación según la invención.
La figura 2 en una vista lateral esquemática a escala ampliada mostrando el rodillo y la correa con segmentos conductores.
La figura 3 es una vista en planta esquemática de la cara de la cinta transportadora conteniendo segmentos conductores eléctricos discretos de materiales permeables.
Y la figura 4 muestra algunos de los resultados experimentales de sólidos de torta producidos (% p/p) en función del consumo de energía eléctrica (kWh/tonelada de sólidos secos) producido usando el equipo representado en la figura 13.
Modos de llevar a la práctica la invención
El aparato 8 para la electrodesecación y recuperación de material sólido de un lodo se representa con referencia a los dibujos. El aparato 8 incluye una cinta transportadora porosa primaria 10 que está montada de manera que se mueva en un bucle cerrado sobre rodillos 15 y un tambor rotativo principal 14. Una cinta transportadora porosa secundaria 16 también es movida alrededor del tambor rotativo 14 y está situada entre el tambor 14 y la cinta transportadora primaria 10 y se guía además alrededor de rodillos 17.
En la práctica, la cinta transportadora primaria 10 recibe una mezcla sólido-líquido o lodo 12 en una capa depositada continuamente, en lo que se denomina una "zona de drenaje" 18 donde el agua excedente o quitada fácilmente del lodo 12 desciende a través de la correa porosa primaria 10 bajo la influencia de gravedad. Se ha dispuesto Una "zona de cuña" 19 inmediatamente hacia arriba del tambor rotativo 14 y en esta zona la cinta transportadora porosa secundaria (en este caso superior) 16 se aproxima progresivamente hacia la cinta transportadora porosa primaria 10. En la zona de cuña 19 se aplica una fuerza de compresión al lodo 12 y la fuerza de compresión aumenta a medida que las correas 10, 16 se mueven alrededor del tambor rotativo 14 de manera que se reduzca progresivamente el grosor de la torta de filtro de lodo que se forma. El tambor rotativo 14 es hueco y tiene una estructura superficial exterior porosa por lo que el agua que migra radialmente hacia dentro del tambor rotativo 14 se puede descargar a través del centro del tambor 14.
Como se representa en las figuras 2 y 3, la cinta transportadora porosa 10 se forma con una porción conductora y otra no conductora. La porción no conductora de la correa 10 se forma a partir de una cinta polimérica porosa 20, aunque medios permeables a los fluidos, no conductores (aislantes), equivalentes podrían incluir típicamente caucho sintético o natural, etc, con agujeros u otras perforaciones. La correa 10 tiene agujeros rectangulares en la cinta polimérica porosa 20 en los que se montan segmentos o parches de malla conductores 21, espaciados uno de otro por porciones de cinta polimérica porosa 23 que son aislantes eléctricos. Los bordes de los parches 21 se aproximan mucho al borde de la correa 10. En la zona de cuña 19, se puede drenar líquido del lodo bajo fuerzas de gravedad y compresión a través de la cinta polimérica porosa 20 de la correa 10 y a través de los parches de malla conductores 21.
Los parches de malla conductores 21 están conectados a un circuito eléctrico como se ilustra esquemáticamente en la figura 2 para proporcionar un campo eléctrico para contribuir a la extracción de líquido intersticial del material sólido en el lodo 12 por electroósmosis cuando se comprima entre las correas 10, 16. Unidades eléctricas de control 31 están adaptadas para ser conmutadas por un conmutador de control 32 y pasar a aplicar voltaje de manera que cada uno de los parches 21 situados alrededor del tambor rotativo 14 sea un ánodo, estando conectado también el suministro eléctrico a la superficie del tambor rotativo 14 que es conductora y resulta un cátodo. Cuando el tambor gira hacia la izquierda y un parche 21 se mueve más allá del interruptor de contacto 32, el interruptor de contacto engancha la cinta polimérica porosa 23 entre parches 21 y produce una interrupción del voltaje aplicado a los parches 21 situados alrededor del tambor rotativo 14. Esto se produce cuando los rodillos de contacto 31A, B y C ya no están en contacto con ninguno de los parches previamente asociados 21. El movimiento adicional hace que el parche siguiente se ponga bajo el interruptor de contacto 32, tiempo en el que los bordes delanteros de los tres parches siguientes se enganchan con los rodillos de contacto 31A, 31B y 31C. De nuevo se aplica el campo eléctrico y se puede producir electroósmosis.
Cuando el aparato de la presente invención está en modo de electrodesecación, el tambor rotativo 14 es de naturaleza catódica y los parches 21 son anódicos debido a la polaridad del campo eléctrico aplicado. La correa de cinta transportadora porosa secundaria 16 es preferiblemente una cinta polimérica porosa aislante eléctrico tal como una malla polimérica, que, junto con el lodo comprimido, proporciona un aislamiento eléctrico sustancial entre el cátodo y el ánodo. La fuerza electroosmótica en el líquido empuja mediante la correa secundaria porosa 16 y al tambor rotativo 14 mediante su estructura superficial porosa.
Cada parche 21 se forma preferiblemente de malla metálica tejida, y puede estar fijado externamente en todos los lados a la cinta polimérica porosa 20 de la correa de cinta transportadora 10, o formarse realmente a partir de malla metálica que ha sido tejida en la cinta transportadora primaria 10. Los materiales conductores alternativos que se podría usar para formar los parches 21 incluirían cualquier tipo de hilo o alambre de malla metálica, fibras de carbono, poliéster impregnado con carbono, poliéster impregnado con acero inoxidable u otros materiales sintéticos que son conductores por sí mismos.
En la presente realización, el uso de parches conductores permeables discretos 21 permite un mayor control de dónde y cómo puede fluir corriente eléctrica a través de la torta de filtro de lodo. Trabajos anteriores realizados en prensas de cinta transportadora con una malla conductora de longitud completa mostraron que la corriente eléctrica prefería pasar por dicha área de la torta de filtro donde había agua sin volumen, y por lo tanto se producía muy poca desecación electroosmótica en otras partes de la torta. Cuando el material conductor necesario se presenta discretamente, se pueden exponer zonas de lodo a flujos de corriente separados, a veces a diferentes voltajes, para lograr máxima desecación.
Tal equipo permite aplicar voltajes locales mucho más altos que los mostrados en la técnica anterior, lo que a su vez permite el uso de una alta densidad de corriente. Dicha adaptación del flujo de corriente puede mejorar la cinética de extracción de agua y proporcionar un mayor grado de reducción de humedad que el mostrado en los resultados de la técnica anterior.
Cada parche 21 es de forma rectangular para facilitar el uso máximo del área frontal de la cinta transportadora primaria 10. La relación de la distancia 23 entre parches 21 en relación a la longitud 22 de cada parche se determina por las características dimensionales del tambor rotativo 14. En otras realizaciones el elemento adaptado para recibir una carga eléctrica opuesta a los parches de correa de cinta transportadora primaria puede ser de hecho una segunda correa de cinta transportadora, o una chapa de presión en vez de un tambor rotativo.
En los márgenes de cada parche 21 se ha previsto una distancia definida para separarlos uno de otro y del borde exterior 30 de la cinta transportadora porosa primaria 10 para evitar la disipación o el cortocircuito de la corriente eléctrica a cualquier parte del resto del aparato 8. El área acumulada de los parches discretos 21 es tal que cuando se coloque en contacto eléctrico con un área disponible del tambor rotativo 14, el consumo de potencia eléctrica puede ser optimizado, y también se puede optimizar el rendimiento de desecación.
En la realización preferida, cada parche 21 está colocado a nivel con la superficie superior de la cinta transportadora porosa primaria 10 que mira a la correa de cinta transportadora porosa secundaria 16. Cuando la torta de filtro de lodo se ha girado alrededor del tambor rotativo 14 en una dirección en sentido contrario a las agujas del reloj, la torta se descarga después limpiamente de la cinta transportadora porosa primaria 10 y descansa en la correa de cinta transportadora porosa secundaria 16. La correa porosa primaria de cinta transportadora ahora descargada 10 se desplaza sobre rodillos 15 y cualquier torta de filtro residual secada se limpia de esta correa 10 por un borde de cuchilla de manera que no quede sólido residual significativo en su superficie superior antes de la introducción de nuevo lodo sobre dicha correa primaria 10 en la zona de drenaje.
En otra realización del aparato, la torta de filtro que descansa en la correa de cinta transportadora secundaria 16 se puede volver a exponer a electroósmosis a su vez aplicando la técnica a un segundo tambor rotativo. En tal realización, para el tratamiento de lodo secado una vez, la correa secundaria 16 que soporta la torta de filtro está orientada de manera que pueda asumir la función de una correa de filtro primaria, y el lodo filtrado asentado en ella se pasa de nuevo por una zona de cuña y un paso de electroósmosis siguiente al segundo tambor rotativo. Se contempla que se pueda pasar el mismo material sólido sobre varios tambores de desecación en secuencia, tal vez en hasta cinco o seis etapas de electrodesecación consecutivas.
Se contempla que cada parche de desecación 21 se puede configurar con un régimen diferente de voltaje/corriente y que la polaridad del campo se podría invertir para permitir que la difusión electroosmótica sea hacia la superficie más húmeda de la torta, si es preciso. Cuando se aplica polaridad inversa, los parches 21 son cátodos y se quita líquido del lodo mediante los parches 21 y a algún tipo de dispositivo o recipiente de recogida situado debajo de la cinta transportadora porosa primaria 10.
En otras realizaciones del aparato la correa porosa primaria de cinta transportadora puede tener una trama tridimensional más compleja de material de alambre o hilo conductor a su través. Por ejemplo, cuando la correa primaria se ve en sección transversal en una posición longitudinal, se puede colocar varios "parches" a nivel con la superficie superior de la correa, enlazado cada parche uno con otro a lo ancho de la correa por un bucle de material conductor que está expuesto sobre un área pequeña en el lado inferior de la correa y entre los parches. Por lo tanto, aunque el material conductor está predominantemente a nivel con el lodo, la colocación de parte del material conductor en el lado inferior de la correa facilita el contacto eléctrico requerido con las unidades eléctricas de control 31.
En otras realizaciones, es posible que cada parche de malla metálica tejida se pueda extender al extremo lateral de la correa primaria para formar un orillo o borde tejido/cosido del hilo para evitar que se rompa. Sin embargo, en tal realización, la anchura de la correa primaria tendría que ser más estrecha que la anchura de la correa secundaria y el tambor rotativo (u otro elemento conductor opuesto) para evitar la disipación o el cortocircuito de la corriente eléctrica a cualquier parte del resto del aparato 8.
Es importante, en cada una de las reivindicaciones anteriores de la invención, que cada uno de los "parches" de material conductor en la correa primaria siga siendo discreto desde el parche siguiente en la dirección longitudinal en la correa, permitiendo así el uso de voltajes y densidades de corriente localizados para mejorar la cinética de la desecación.
Mediante trabajo experimental se puede lograr la optimización de la forma y configuración de los componentes junto con la optimización de las condiciones de procesado incluyendo la selección de los campos eléctricos y fuerzas de compresión aplicados.
Con referencia ahora a la figura 4, se ilustran resultados experimentales con aparatos basados en el diseño esquemático de las figuras 1 a 3 usados con lodo de aguas residuales conteniendo un contenido de sólidos de alrededor de 3% p/p acondicionado antes de la filtración con solución floculante, y pasado a la cinta transportadora 10. El voltaje aplicado en cada parche era del orden de hasta 250V CC con una corriente de hasta 20A, produciendo una densidad de corriente de alrededor de 400A/m^{2}. La relación experimental entre el porcentaje en peso de sólidos de torta producidos y el consumo de potencia en kWh por tonelada de sólidos secos procesados se representa en la figura 4. Se consideran típicos unos sólidos de torta producidos de 40-50% p/p de sólidos.
Se ha de entender que, si se hace referencia aquí a publicaciones de la técnica anterior, dicha referencia no constituye una admisión de que la publicación forma parte del conocimiento común general en la técnica, en Australia o en cualquier otro país.

Claims (12)

1. Aparato para la electrodesecación y recuperación de material sólido de una mezcla sólido-líquido, incluyendo:
(a)
una cinta transportadora (10) incluyendo una pluralidad de segmentos permeables a los líquidos (21) para recibir la mezcla sólido-líquido y para recibir una carga eléctrica,
(b)
un elemento (14) colocado a lo largo de la cinta transportadora (10) para recibir una carga eléctrica opuesta a aquella que, en la operación, se aplica a los segmentos (21) de la cinta transportadora (10),
(c)
cooperando el elemento (14) y la cinta transportadora (10), en la operación, para aplicar una carga compresiva a la mezcla sólido-líquido en un segmento (21) en yuxtaposición con el elemento (21) y,
(d)
un sistema eléctrico (31, 31A-31C, 32) para establecer un campo eléctrico en la mezcla sólido-líquido en los segmentos (21) aplicando cambios eléctricos a los segmentos (21) y el elemento (14),
caracterizado porque
(e)
el movimiento de la cinta transportadora (10) es eficaz para aplicar una fuerza de compresión continua a la mezcla sólido-líquido entre los segmentos de cinta transportadora (21) y el elemento (14) mientras la cinta transportadora se está moviendo,
(f)
los segmentos de cinta transportadora (21) son segmentos discretos, separados, conductores eléctricos (21) permeables al líquido, estando situados los segmentos (21) en o dentro de la cinta transportadora (10) de manera que permitan que pase líquido a través de los segmentos (21) y
(g)
el sistema eléctrico (31, 31A, 31B, 31C, 32), en la operación, aplica una carga eléctrica a segmentos individuales de los segmentos conductores (21) cuando se mueven, por lo que, como resultado del movimiento de la cinta transportadora (10), se empuja líquido desde la mezcla sólido-líquido entre la cinta transportadora (10) y el elemento (14), a través de los segmentos (21) bajo la influencia de la fuerza de compresión y el campo eléctri- co.
2. Aparato según se reivindica en la reivindicación 1, donde el elemento (14) es un tambor rotativo poroso, estando colocada la cinta transportadora (10) parcialmente alrededor del tambor, y el campo eléctrico se establece entre el tambor rotativo y los segmentos (21) de la cinta transportadora (10).
3. Aparato según se reivindica en la reivindicación 2, incluyendo una cinta transportadora porosa secundaria (16) que es eléctricamente aislante y está colocada de manera que se mueva alrededor del tambor rotativo, estando la mezcla sólido- líquido en la cinta transportadora (10) entre la correa secundaria (16) y la cinta transportadora (10).
4. Aparato según se reivindica en la reivindicación 2 o la reivindicación 3, e incluyendo además medios para sacar torta de filtro seca conteniendo sólidos de la cinta transportadora (10).
5. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde cada segmento (21) se forma a partir de malla metálica tejida, y está fijado en todos los lados a un agujero en la cinta transportadora (10) que es de material aislante eléctrico.
6. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde cada segmento (21) se forma a partir de malla metálica tejida en la cinta transportadora (10) que es de material aislante eléctrico.
7. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde los segmentos (21) están a nivel dentro de la cinta transportadora (10).
8. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde cada segmento (21) es una subsección rectangular de la cinta transportadora (10).
9. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, donde cada segmento (21) se introduce desde bordes opuestos de la cinta transportadora (10).
10. Aparato como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, incluyendo un suministro de energía eléctrica (31) para aplicar un voltaje entre el elemento (14) y al menos un segmento (21) cuando los segmentos (21) pasan en yuxtaposición al elemento (14), y medios de control para aplicar el voltaje cuando un segmento (21) está colocado para aplicar el campo eléctrico en la posición requerida y para interrumpir el campo eléctrico cuando ningún segmento (21) está colocado en la posición requerida.
11. Aparato según se reivindica en la reivindicación 10, donde el elemento (14) está conectado de manera que sea un cátodo y los segmentos (21) están conectados de manera que sean ánodos.
12. Aparato según se reivindica en la reivindicación 10 o la reivindicación 11, donde los medios de control, en la operación, controlan por separado el campo eléctrico en los segmentos conductores (21) durante el movimiento de la cinta transportadora (10), pudiendo variarse el control a lo largo de la cinta transportadora (10).
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