ES2242488B1 - Sistema integrado para el tratamiento y reciclado de aguas residuales sanitarias e industriales. - Google Patents
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Abstract
El sistema integrado para el tratamiento y reciclado de aguas residuales sanitarias e industriales, tiene por objeto el tratar el agua procedente de instalaciones y procesos industriales, en los que por una parte se aportan vertidos procedentes de los procesos industriales realizados y por otro lado vertidos de las instalaciones sanitarias necesarias para la higiene del personal, integrando dos procesos de tratamiento de aguas uno biológico y otro físico químico, de tal forma que las aguas depuradas puedan ser reutilizadas en los procesos industriales, o bien vertidas a la red pública sin peligro de contaminación medio ambiental.
Description
Sistema integrado para el tratamiento y
reciclado de aguas residuales sanitarias e industriales.
La presente invención se refiere a un sistema
integrado para el tratamiento y reciclado de aguas sanitarias e
industriales, que tiene por objeto el tratar el agua procedente de
instalaciones y procesos industriales, en los que por una parte se
aportan vertidos procedentes de las propias actividades y procesos
industriales realizados, y por otro lado vertidos procedentes de
las instalaciones sanitarias necesarias para uso del personal
(aseos, lavabos, duchas etc.) con el fin de que estas aguas
tratadas puedan ser reutilizadas en los procesos industriales o
bien vertidas sin peligro de contaminación medio ambiental.
Son conocidos muchos sistemas o procedimientos
para el tratamiento y reciclado de agua, tanto biológicos como
físico-químicos, pero son muy pocos los que
integran ambos procedimientos con el fin de atender las necesidades
globales de una industria, con el fin de evitar que los vertidos
producidos, se canalicen directamente a la red de
alcantarillado.
Generalmente frente a la depuración de las aguas
de los establecimientos industriales se plantea el problema de que
el origen de los vertidos es mixto, por un lado vertidos sin carga
orgánica de las propias instalaciones y vertidos sanitarios con
carga orgánica, pues en todas las instalaciones existe personal que
las controle o maneje, e inevitablemente la presencia humana genera
este tipo de vertidos, la mayoría de los procesos de depuración
atienden generalmente un aspecto o el otro, pero no se encuentran
sistemas que integren ambos tratamientos.
Este sistema integrado, está dirigido
principalmente a industrias del tipo de lavanderías industriales,
lavaderos de automóviles, algunas industrias del metal,
instalaciones industriales geográficamente aisladas, cuyo volumen
de vertidos no supere los 10 metros cúbicos hora; en las industrias
o instalaciones de este tipo se generan dos tipos de vertidos, el
primero procedente de los aseos del personal o instalaciones
similares que siempre existen para uso del propio personal o
clientes, con fuerte carga orgánica y los segundos procedentes del
propio proceso industrial que realizan. Los vertidos mixtos de este
tipo de instalaciones, se canalizarían a la red general de
alcantarillado, a cauce público o infiltración en el subsuelo, en el
caso de los vertidos sanitarios su canalización a la red de
alcantarillado sería posible legalmente, pero muchas de estas
instalaciones se encuentran aisladas no siendo posible esta
conexión, como ejemplo los lavaderos de vehículos suelen estar
situados en gasolineras y muchas de ellas se encuentran en sitios
aislados sin posibilidad de conexión a la red de alcantarillado y
en el caso de los vertidos industriales su eliminación sin
tratamiento está prohibida por la mayoría de las legislaciones por
causar un fuerte impacto negativo sobre el medio ambiente.
Con la invención que se describe a continuación,
se integran en un solo sistema el tratamiento de los vertidos
procedentes tanto de origen sanitario como industrial, dando
solución a las necesidades de instalaciones que producen vertidos
mixtos, de forma que el agua tratada puede ser reciclada para su
reutilización en los procesos industriales, consiguiendo por tanto
un ahorro en el consumo de agua y un control sobre los vertidos que
constituye por tanto un beneficio medioambiental.
Para resolver los problemas técnicos planteados,
la presente invención desarrolla un sistema que atiende el
tratamiento primario de las aguas sanitarias mediante una fosa
séptica y estanca, para después proceder al tratamiento de los
efluentes provenientes tanto de esta fosa séptica como los de los
procesos industriales mediante una combinación de tratamientos
biológicos y fisico-químicos con el fin de poder
ser reutilizadas en los procesos industriales.
La presente invención propone, la conducción de
las aguas provenientes de las instalaciones sanitarias con carga
orgánica hacia una fosa séptica estanca. Una vez tratadas en esta
fosa séptica, de la que sale la misma cantidad de agua que la que
entra, las aguas claras son conducidas a un deposito donde se
unirán, a las residuales procedentes de los procesos industriales,
previamente a la entrada en el deposito, tanto las aguas
procedentes de la fosa séptica como las de los procesos
industriales pasan por una reja de desbaste, un tamizado, con el fin
de eliminar los sólidos que pudieran existir y una trampa de aceite
con el fin de eliminar los restos de grasas e hidrocarburos si los
hubiere, esta trampa está dotada de un equipo de separación
coalescente, en el deposito se producirá una homogeneización, con el
fin de laminar las posibles oscilaciones en las características del
efluente, iniciando la oxidación de la materia orgánica,
optimizando de esta forma el tratamiento biológico posterior.
En una segunda etapa, las aguas procedentes del
deposito de homogeneización sufren un proceso de tratamiento
biológico por el sistema de aireación prolongada con recirculación
de fangos, para llevar acabo el proceso de degradación biológica se
adopta un recinto de aireación de flujo sumergido, que permite la
agitación de toda la masa, que a su vez permite regularizar el
caudal de aire suministrado, y por tanto ahorro energético en la
aireación asegurando la ausencia de decantación en el recinto de
aireación en los momentos en que se interrumpe automáticamente la
aireación en el proceso.
En una tercera fase las aguas procedentes del
tratamiento biológico y procediendo previamente a la inyección
dosificada de cloro por bombeo a la salida, son conducidas a un
deposito de neutralización y coagulación, para iniciar un proceso
fisico-químico, con el fin de adecuar las
características de las aguas para la reutilización en los procesos
industriales, este tratamiento está constituido por una serie de
procesos que se describen a continuación.
El proceso fisico-químico se
inicia con la adición de los aditivos indicados en el párrafo
anterior, adecuados a las características de las aguas residuales.
Desde aquí las aguas son transportadas hasta un
reactor-decantador, inyectándose reactivo para la
floculación. El reactor citado estará equipado con campana
deflectora, vertedero perimetral tipo Thomson y purga automática de
fangos, donde tendrá lugar la floculación, separación de lodos y
por lo tanto la clarificación del agua residual. En el reactor
decantador se producirá una turbulencia en la boca de entrada lo
que facilitará la mezcla y dispersión de los productos dosificados
en toda el volumen de agua. Desde aquí el agua clarificada por
gravedad será enviada a un sistema formado por dos depósitos
acumuladores o un solo acumulador separado interiormente por un
tabique formando dos espacios comunicados por la parte inferior de
tal forma que en la primera sección o deposito se podrá acumular
espuma rebosante en su superficie, algo que al realizar la
extracción por la parte inferior no sucederá en el segundo deposito
o sección. La extracción de lodos del
reactor-decantador se realizará de forma automática
mediante electroválvula y su separación se realizará con un sistema
de filtro bolsa o similar, recirculando el filtrado hacia el
deposito de neutralización y coagulación instalado al inicio de la
fase fisico-química, y retirando los lodos
acumulados para su gestión adecuada.
Desde la segunda cámara del deposito acumulador
o desde el segundo deposito acumulador, el agua es transportada
para someterla a una filtración sobre lecho granular
sílex-antracita y carbón activado, en un número de
etapas adecuado a las características del agua para su
reutilización. Una vez finalizado el proceso el agua depurada es
acumulada para su reutilización en un deposito acumulador de agua
reciclada, al que se le dosifica cloro según las necesidades, en
este deposito existirá una extracción de las aguas hacia las
conducciones que dan servicio a las instalaciones industriales y
una entrada de agua de red con el fin de mantener el nivel adecuado
en el deposito de modo que cubra las mermas de agua que se puedan
producir, suministrando por tanto a las instalaciones industriales
una mezcla de agua reciclada y agua de red.
Para este acondicionamiento se emplean los
procesos descritos. estos procesos pueden ser acumulativos u
opcionales, en función del origen y características del de agua a
tratar, con objeto de conseguir la mayor efectividad en la
reutilización de las aguas.
Para la mejor comprensión de cuanto queda
descrito en la presente memoria, se acompañan unos dibujos en los
que, tan solo a título de ejemplo, se representa un caso del
sistema integrado para el tratamiento y reciclado de aguas
sanitarias e industriales.
Fig.1 Esquema general del circuito, en el que el
1 es la entrada de efluentes provenientes de los procesos
industriales, 2 la entrada de efluentes de origen sanitario, 3 la
fosa séptica estanca, 4 es la reja de desbaste y trampa de aceites,
5 el deposito de homogeneización, 6 es el tratamiento biológico, 7
es la inyección de cloro, 8 es el deposito de neutralización y
coagulación y 9 es el tratamiento físico químico.
Fig.2 Detalle del tratamiento fisico químico
donde 8 es el deposito de neutralización y coagulación,10
corresponde a la dosificación de aditivos, 11 es el reactor
decantador, 12 extracción de fangos, 13 los depósitos acumuladores,
14 filtración sobre lecho granular, 15 deposito de agua
reciclada.
Fig.3 Detalle del reactor decantador, 16 tubería
de entrada de agua, 17 campana deflectora, 18 acumulación de
fangos, 19 purga de fangos, 20 filtración de fangos y 21 vertedero
perimetral tipo Thomson.
A modo de ejemplo y para mayor claridad de todo
lo expuesto se describe a continuación una forma de realizar el
sistema integrado para el tratamiento y reciclado de aguas
sanitarias e industriales basado en las figuras anteriormente
comentadas.
Según se muestra en la Fig.1 Esquema general,
existirían dos redes de conducción una de efluentes de origen
industrial y otra de efluentes de origen sanitario, construidas en
obra civil según normativa, la red 2 transporta los efluentes
sanitarios por gravedad hacia la fosa séptica estanca 3, la fosa
séptica será enterrada y del tipo prefabricado en PVC, de tamaño
adecuado al volumen de vertidos, de las existentes en el
mercado.
Las dos redes tanto la proveniente de aguas
industriales como las salientes de la fosa séptica son conducidas
mediante tubería hacia la arqueta equipada con reja de desbaste 4,
esta arqueta estará construida en obra civil y dotada en su parte
superior de una reja construida en hierro y adaptada al canal de
entrada con el número de elementos y luz de separación entre ellos
acordes con el caudal de agua a recibir, además la arqueta
presentará un tamiz para separación de sólidos de pequeño tamaño
con una malla de 1,5 mm, esta arqueta hará a su vez la función de
trampa de aceites separando por flotación los mismos y extrayéndose
mediante aspiración.
Desde la arqueta 4 las aguas se transportan
mediante conducción por tubería hasta un deposito enterrado 5
construido en obra civil para homogeneización de los efluentes
procedentes de las dos redes.
Desde el deposito de homogeneización mediante
bombeo el agua se conduce hasta el tratamiento biológico 6,
construido prefabricado en PVC con dos cámaras y con un volumen
adecuado. La introducción de oxigeno se produce en la primera
cámara y se realiza por medio de la inyección de aire, el aire es
suministrado por medio de soplante de unos 10 Kw capaz de
suministrar unos 166,67 m^{3}/h de aire. En el recinto de
aireación se realiza una suspensión de fangos en el agua residual,
debido al largo periodo de estancia de los fangos en el recinto de
aireación se lleva a cabo una importante degradación de la materia
orgánica, el agua una vez así tratada entra en la segunda cámara
(decantador) mediante unas conducciones que comunican la parte de
aireación con la parte de decantación, en la zona de decantación se
produce la separación de los lodos que son recirculados en parte a
la etapa anterior.
El agua clarificada saliente de esta etapa es
convenientemente clorada en el punto 7, y desde allí es impulsada
hacia el deposito de neutralización y coagulación 8, deposito
construido en polipropileno con tuberías válvulas y material
auxiliar necesario para control de pH y dosificación de
reactivos.
Desde este punto el agua mediante bombeo es
impulsada hacia el proceso físico químico 9.
El proceso físico químico consta según la Fig.2
de partiendo desde el deposito de neutralización 8, las aguas por
tubería son bombeadas hacia el reactor decantador 11, que se
describe en la Fig. 3 construido en poliéster y recubierto de fibra
de vidrio con zonas de reacción, homogeneización y separación de
lodos, donde 16 es la tubería de entrada fabricada en PVC y que
forma en la salida un ángulo de unos 45º hacia abajo y forzando por
la impulsión a las aguas a chocar contra la pared de la parte
superior de la campana deflectora 17, produciendo un flujo
turbulento que garantiza la correcta dispersión de los reactivos de
depuración (añadidos en el punto 22) con el agua. El agua asciende
por el exterior de la campana deflectora 17, hasta el borde
superior del reactor decantador, dotado de una vertedero perimetral
tipo Thomson 21, desde donde por gravedad y a través de una tubería
de PVC el agua es conducida hacia los depósitos acunuladores 13.
Estos depósitos estarán fabricados en polipropileno y conectados
entre si por la parte inferior, la extracción se realiza mediante
bombeo en la zona inferior del segundo deposito y es conducida por
tubería hacia los filtros de lecho granular 13.
Los filtros de lecho granular estarán dispuestos
en serie y presentan varias capas de diferente granulometría y
composición, presentándose la mayor granulometría en la parte
superior formada por antracita, y en la inferior de menor
granulometría y de sílex. Tras esta filtración se procede a filtrar
con carbón activado, el número de filtros en serie puede ser
variables según las necesidades.
A la salida el agua filtrada es clorada
convenientemente antes de ser acumulada en el deposito final 15 de
agua reciclada desde donde será suministrada para su reutilización
en los procesos industriales.
Claims (2)
1. Sistema integrado para el tratamiento y
reciclado de aguas sanitarias e industriales, que siendo de los que
integran procesos biológicos y físico químicos, se
caracteriza por canalizar los vertidos tanto sanitarios como
industriales conduciéndolos a un solo deposito de homogeneización
(5) y desde aquí iniciar con los vertidos mezclados un tratamiento
biológico por aireación prolongada y posteriormente un tratamiento
físico químico que presenta un reactor decantador que proporciona
una mezcla eficaz de los aditivos de depuración mediante un flujo
turbulento proporcionado por su diseño y posteriormente un
tratamiento
terciario mediante filtrado sobre lecho granular.
terciario mediante filtrado sobre lecho granular.
2. Sistema integrado para el tratamiento y
reciclado de aguas sanitarias e industriales según la
reivindicación primera, que se caracteriza por presentar un
reactor decantador de forma cilindro cónica que presenta una
tubería de entrada de agua que se inserta en una campana deflectora
interior (17). El extremo de salida de la tubería citada se inclina
en ángulo de unos 45º hacia abajo y se alarga hacia la pared
interior de la campana deflectora con el fin de generar por choque
la turbulencia necesaria para la mezcla del agua y los reactivos,
estando dotado en el extremo superior de un vertedero perimetral
dentado y en la zona inferior cónica de una salida para extracción
de fangos.
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