ES2264379B1 - Floculador-separador de fangos para el tratamiento fisico-quimico del agua. - Google Patents

Abstract

Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua. El agua a tratar recibe en una cámara (1) con un mezclador rápido y de ella pasa a una segunda cámara de coagulación (3) y de ésta a una tercera cámara de floculación (4) donde se mezcla con unos reactivos coagulantes. A continuación entra en un separador (7) dotado de unas membranas filtrantes (5) donde se clarifica. En el separador (3) existen toberas (6) de aire que barren la superficie de dichas membranas filtrantes (5), unas toberas (8) de entrada de los flóculos procedentes de la coagulación-floculación y otras toberas (6) de salida de aire para distribución de los mismos por debajo de las membranas (5).

Description

Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua.

Objeto de la invención

La presente invención, según lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, el cual comporta notables características relevantes y ventajosas frente a los dispositivos o aparatos que se utilizan actualmente en las instalaciones de este tipo.

El dispositivo o aparato que nos ocupa se emplea en instalaciones para el tratamiento de agua, tanto si se tratan aguas para la industria, como aguas a potabilizar.

Permite trabajar a alta velocidad en procesos físico-químicos donde se utilizan coagulantes como el cloruro férrico, sulfato de aluminio, etc.

Antecedentes de la invención

En los sistemas actuales de tratamiento del agua, se utiliza un recipiente para la mezcla rápida bajo agitación de los reactivos de coagulación del agua, un floculador con sistema de agitación y una o varias unidades de decantación o separación.

En este tipo de instalaciones, en la zona de separación, es necesaria la utilización de agitadores y rasquetas para eliminar los lodos que se depositan en el pozo.

Asimismo, es necesario para optimizar la calidad del agua tratada, la utilización de filtros de arena, antracita o precapas a base de diatomeas.

Descripción de la invención

En líneas generales, el floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, objeto de la invención, comprende un mezclador rápido, una cámara de coagulación y una cámara de floculación para la mezcla de los reactivos coagulantes. Posteriormente se dispone de un separador donde el agua a tratar llega a través de una serie de toberas de distribución de fangos.

El floculador-separador puede funcionar bajo dos principios en función de las características del floc formado:

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Mantener los fangos procedentes de la floculación, en un estado permanente de suspensión a velocidades superiores a las de decantación del propio flóculo formado.

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Mantener el flóculo en una zona de tranquilización por debajo de la red de aire, efectuándose una concentración de los mismos. La aireación sobre las membranas se efectuará de forma intermitente en función de las necesidades del proceso de separación.

El agua se clarifica haciéndola pasar por una serie de membranas filtrantes de material no absorbente y de bajo índice de atascamiento, de geometría cilíndrica, tubular, plana o fibra hueca.

Las membranas están montadas en bastidores, manteniendo una distancia entre ellas que permita una velocidad de barrido mediante aire, de la superficie de filtración, superior a la velocidad de filtración a través de las mismas.

Para que el agua filtrase por las membranas, se debe mantener una succión para vencer la resistencia de las membranas y la que ofrece la capa viscosa formada encima de las mismas.

De esta manera y mediante una configuración especial de las membranas, se consigue un agua tratada sin contenido de sólidos en suspensión, así como muy baja turbidez, haciéndola apta para ser sometida a un tratamiento con membranas en procesos de ósmosis inversa.

Con este sistema, se estima que se podría prescindir de filtros de arena o antracita y en algunos casos incluso de filtros precapa, ya que dependiendo del tipo de membrana filtrante, pueden llegar a obtenerse aguas de gran calidad a la salida del aparato.

Existen unas toberas de entrada de aire con las que se produce un efecto de corriente de burbujas de aire para efectuar el barrido sobre la superficie de las membranas y una recirculación del líquido interior contenido en el aparato produciendo un efecto de limpieza sobre dichas membranas filtrantes de forma continuada.

En el cuerpo de separación existe también una sub-red de boquillas de burbujas de aire de tamaño regulable, debajo de la red de toberas de distribución de flóculos para que éstos, si conviene, no se depositen en el fondo del separador, siendo opcional su utilización.

Las toberas de entrada de aire se requieren para producir una corriente de aire y líquido para obtener un barrido sobre la superficie de las membranas filtrantes. Este barrido permite controlar el espesor de la torta de sedimentos o producto pastoso formado, de manera que se obtenga una eficacia en la filtración de las membranas y evitar al mismo tiempo un atascamiento de las mismas.

El tamaño de burbuja de aire se regula mediante la geometría de las toberas pudiéndose alcanzar diferentes tamaños de burbuja para provocar un adecuado régimen de turbulencia en la superficie de las membranas.

Con esta disposición, las ventajas que en un principio se pueden enumerar son las siguientes:

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Por la optimización del tamaño del dispositivo o máquina que materializa el floculador-separador de fangos acorde con la invención, el costo de obra civil es muy bajo.

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Permite altas cargas superficiales de trabajo, a diferencia de los sistemas convencionales, reduciendo el tamaño del aparato.

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Alta calidad del agua tratada.

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Permite alta concentración de fangos en la zona de separación, disminuyendo así el caudal o número de purgas.

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No se necesita rasqueta de fondo.

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Debido a la calidad del agua tratada, se puede prescindir de filtros de arena, antracita o precapas, referidos anteriormente en relación con el estado actual de la técnica.

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Según se requiera, pueden utilizarse membranas filtrantes de Multifiltración, Ultrafiltración de diferentes geometrías, cilíndrica, tubular, plana o fibra hueca.

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Se pueden lavar las membranas filtrantes por retrolavado con agua filtrada obtenida del propio dispositivo, sin necesidad de vaciar la zona de separación donde se ubican las membranas, ahorrando una cantidad de agua, ya que ésta se introduce nuevamente en el sistema.

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Debido al tipo de material filtrante utilizado en las placas, pueden utilizarse productos químicos para la limpieza de las mismas si se requiere.

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Fácil extracción de los bastidores de placas para su inspección, lavado, o sustitución.

Para facilitar la comprensión de las características de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se acompaña una hoja de planos en cuya figura única, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente:

Breve descripción de los dibujos

Figura 1.- Es un diagrama del floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, objeto de la invención.

Descripción de la forma de realización preferida

Haciendo referencia a la numeración adoptada en la figura, podemos cómo el floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, que la invención propone, se compone de una cámara (1) con un mezclador rápido (2), pasando después a la cámara de coagulación (3) y a la de floculación (4), mezclándose debidamente con los reactivos coagulantes.

La batería de membranas filtrantes está referenciada en general con el número (5) y debajo se encuentran las toberas de distribución de aire (6). Existen otras toberas de distribución de aire formando una sub-red en la parte inferior del separador propiamente dicho (7), las cuales están a su vez ubicadas debajo de las toberas de distribución de flóculos (8).

La referencia (9) designa un soplante, la referencia (10) son válvulas de paso, y la referencia (11) bombas utilizadas para succión, lavado, o recirculación de fangos, dependiendo de su ubicación.

La línea de purga de fangos está referencia con el número (12), la línea de recirculación de fangos se ha referenciado con el número (13), y la de succión del agua con el número (14).

Para la entrada de los flóculos procedentes de la coagulación-floculación, se dispone de las toberas longitudinales de distribución de los mismos, determinando una red de boquillas o toberas, al que hemos referenciado con el número (8). De esta manera se distribuye lo mejor posible por debajo de las membranas (5) con el fin de evitar la deposición rápida de los mismos en la parte inferior de la cámara de separación (7).

Esta red de entrada de fangos está situada por encima de la sub-red de boquillas de aire (6) de tamaño de burbuja regulable, que ayuda a proporcionar una primera suspensión de los flóculos lanzándolos a una altura adecuada, para ser arrastrados hacia las membranas separadoras por el efecto de impulsión de aire ya mencionado anteriormente.

Con esta disposición, el funcionamiento de la máquina es el siguiente:

El agua a tratar llega al separador y concretamente a las cámaras de coagulación (3) y de floculación (4) y se mezcla con los reactivos coagulantes. Desde allí entra al separador (7) propiamente dicho, a través de las toberas de distribución de fangos (8), donde se somete a una velocidad ascensional que permite mantener a los flóculos formados en suspensión de forma ininterrumpida.

Cuando el nivel del agua en la cámara de separación (7), llega a una cota determinada por encima del nivel de las placas filtrantes (5), se procede a la apertura de la válvula de agua tratada (10) instalada en el colector de agua filtrada (14), hasta conseguir el caudal nominal del separador mediante la bomba de succión (11).

El contenido de fango de la zona de separación va aumentando hasta llegar a un valor preestablecido, según sea el agua a tratar y el tipo de fango obtenido. A través de la purga de fangos de la línea referenciada con (12), se puede controlar el nivel de los mismos dentro del separador (7).

Asimismo, para optimizar la cantidad de reactivos, se puede proceder a establecer un caudal de recirculación de fangos, según la línea referenciada con (13), desde el inferior del separador 7 hasta la cámara de coagulación (3).

Claims (5)

1. Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, caracterizado porque comprende una cámara (1) de recepción del agua a tratar, con un mezclador rápido (2), pasando a otra cámara de coagulación (3) y otra tercera de floculación (4), mezclándose con los reactivos coagulantes; habiéndose previsto que exista otra cámara contigua que materializa el separador (7) propiamente dicho, donde se encuentra una serie de membranas filtrantes (5), donde el agua a tratar se clarifica al pasar por ellas; existiendo unas toberas (6) de entrada de aire que efectúan un barrido sobre la superficie de dichas membranas filtrantes (5); y habiéndose previsto además unas toberas longitudinales (8) de entrada y distribución de flóculos, ubicadas debajo de dichas membranas filtrantes (5).

2. Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, según reivindicación 1, caracterizado porque las toberas de distribución de flóculos (8), determinan una red de entrada que queda situada por encima de una sub-red de boquillas de aire (6) de burbuja de tamaño regulable.

3. Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, según reivindicación 1, caracterizado porque el agua tratada atraviesa las membranas filtrantes (5) de geometría cilíndrica, tubular, plana o de fibra hueca y pasa a través de una válvula de control (10) y bomba de succión (11) a un colector (14) de agua filtrada y/o a un depósito (15).

4. Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, según reivindicación 1, caracterizado porque existe una línea de purga de fangos (12) para controlar el nivel de los mismos en la zona de separación y otra línea de recirculación de fangos (13) desde la parte inferior del separador (7) hasta la cámara de coagulación (3).

5. Floculador-separador de fangos para el tratamiento físico-químico del agua, según reivindicación 1, caracterizado porque las membranas filtrantes (5) son de material no absorbente y de bajo índice de atascamiento, de geometría cilíndrica, tubular, plana o de fibra hueca, estando montadas en bastidores y a una distancia adecuada.