ES2284805T3 - Dispositivo de filtro. - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de filtro (1) para la separación de sustancias no disueltas de líquidos, particularmente en la depuración de aguas y el tratamiento de aguas, con varios elementos de filtración (6) para la introducción en un depósito (2) que contiene el líquido no purificado, donde, por los elementos de filtración (6) individuales, se puede desviar un filtrado, los elementos de filtración (6) comprenden discos de filtración dispuestos verticalmente y los elementos de filtración (6) se disponen giratorios alrededor de un eje horizontal, caracterizado porque un dispositivo de inyección de gas (8), que, para la formación de una mezcla de gas y líquido, se somete a un gas comprimido, se dispone de tal forma, que en el líquido se puede generar una corriente de mezcla de gas y líquido en los elementos de filtración (3), que dificulta una adhesión de sustancias sólidas en los elementos de filtración (6), porque los elementos de filtración (6) se configuran y disponen de de tal manera que forman en el centro un espacio hueco (4), y porque el dispositivo de inyección de gas (8) se dispone en el espacio hueco.
Description
Dispositivo de filtro.
La invención se refiere a un dispositivo de
filtro que sirve para la separación de sustancias no disueltas de
líquidos, y que se emplea particularmente en la depuración de aguas
y en el tratamiento de aguas. Particularmente en el tratamiento
biológico de aguas, el lodo activado se separa de las aguas de
desecho tratadas con estos dispositivos de filtro.
Los dispositivos de filtro conocidos poseen
elementos de filtración distanciados entre sí que se agrupan en
módulos de filtro y que se disponen de forma giratoria de forma
circular o poligonal en uno de los depósitos que contiene el
líquido de filtración. Como elementos de filtración sirven discos de
filtración que están provistos en ambos lados de filtros, o fibras
huecas porosas. El filtrado se aspira en la periferia de los
elementos de filtración a través de conducciones. Con el avance del
tiempo de filtración los componentes sólidos del líquido de
filtración retenidos se acumulan en las superficies del filtro,
afectando de esta manera al proceso de filtración, que el grado de
eficacia del dispositivo de filtro empeora.
A partir del documento DE 195 37 578 se conoce
cómo proporcionar un dispositivo de flujo reversible en los filtros
para eliminar las deposiciones que impiden la filtración, que se
compone de una pluralidad de barras de aspiración que se disponen
en los filtros a ambos lados del disco de filtración, y que se
extienden radialmente desde el exterior al interior. Las barras de
aspiración se unen con tubos bajantes, y se unen por otros sistemas
de canalización con una bomba de aspiración. Por la abertura de
compuertas incorporadas en los tubos bajantes, el líquido
purificado se presiona desde el espacio interior de los discos de
filtración hacia las barras de aspiración, para de ese modo liberar
las superficies del filtro de las capas adheridas de sustancia
sólida. Con una depuración insuficiente, el flujo que se ha
invertido todavía se puede reforzar por la bomba de aspiración
acoplada. En este proceso de depuración, las barras de aspiración
producen una abrasión mecánica en los filtros, y por ello afectan a
su vida útil. Además del dispositivo de flujo reversible, se
proporciona un dispositivo para una limpieza intensa de los
filtros. Se compone de un conjunto de tubos de pulverización que se
extienden de forma vertical hasta el eje hueco, cuyas boquillas de
pulverización se alimentan por una bomba de alta presión con
líquido purificado. Una desventaja es que el líquido purificado que
se usa para la limpieza de los filtros, fluye de nuevo al depósito
debido a la acumulación de sustancias sólidas y se somete de nuevo
al proceso de filtración, lo que conduce a una disminución de la
eficacia del filtro. El despliegue mecánico y de control técnico
del dispositivo de flujo reversible y de limpieza intensiva es
considerable. La depuración discontinua tiene como consecuencia,
que durante el proceso de filtración, entre las etapas de limpieza,
siempre se forman nuevas capas de sustancias sólidas retenidas en
los filtros que afectan negativamente al grado de eficacia del
proceso de filtración.
Además, a partir del documento
EP-A-0.289.674 se conoce un
dispositivo de filtro que trabaja según el principio de
centrifugación. Para ello se dispone, en un depósito cerrado, de
forma giratoria un eje hueco vertical, en el que se fijan elementos
de filtración distanciados entre sí. El eje hueco presenta debajo
del depósito una válvula de entrada para el suministro del líquido
de filtración, y en la parte superior del depósito una válvula de
entrada para el suministro de un agente de flujo que se ha
invertido. Primero se introduce el líquido de filtración por la
válvula inferior en el eje hueco, con la válvula de entrada para el
flujo que se ha invertido cerrada. Debido a la fuerza centrífuga
que se genera durante la rotación, el líquido de filtración pasa a
través de los orificios del eje hueco y llega hasta los elementos de
filtración contiguos. La fuerza centrífuga provoca una presión
externa sobre los discos de filtración, de forma que el filtrado
entra en el espacio interno de los discos de filtración y se desvía
por canalizaciones en la periferia de los discos y se recoge en un
recipiente por encima del depósito cerrado, desde el cual puede
desaguar. Durante el proceso de filtración, en este dispositivo
también se forman capas que impiden la filtración en las superficies
del filtro, que cuando avanza el tiempo de filtración, impiden el
proceso de filtración. Debido a esto, es necesaria periódicamente
una inversión del flujo. El suministro de líquido de filtración se
interrumpe durante el tiempo de la inversión del flujo, y a través
de la válvula de entrada para el flujo que se ha invertido, se
introduce un agente de inversión de flujo a alta presión en el eje
hueco, que se compone de filtrado purificado, aire o gas, y que
sale a través de los orificios del eje hueco entre los discos de
filtración contiguos, y de este modo elimina las capas que impiden
la filtración de las superficies del filtro. La inversión del flujo
está unida a una complejidad técnica comparativamente elevada.
Además, el grado de eficacia del proceso de filtración empeora.
A partir del documento EP 1 149619 se conoce un
dispositivo de filtro que sirve para purificar líquidos
contaminados, en particular aguas de desecho, y que se sumerge de
forma giratoria en un depósito con líquido de filtración. Se
compone de varios elementos de filtración con forma de disco
distanciados entre sí, que se agrupan en módulos de filtro
circulares o poligonales, y que forman un espacio hueco en el medio,
que por un lado está cerrado en dirección al depósito, y por otro
lado se une con el depósito por una abertura de aspiración, donde el
espacio hueco se une de tal forma con una unión eficaz con un
elemento de flujo, que por la abertura de aspiración se genera, en
el líquido de filtración, una corriente entre los elementos de
filtración distanciados, que evita una adhesión en los filtros de
las sustancias sólidas filtradas del líquido de filtración. Como
elementos de flujo sirven ruedas de paletas que se acoplan
directamente con la transmisión del movimiento giratorio del
dispositivo de filtro, o que se accionan de forma separada. Con un
accionamiento acoplado se requiere un número elevado de
revoluciones en el dispositivo de filtro, lo que puede conducir a un
desgaste prematuro de los materiales. La complejidad de la
fabricación y el gasto de energía todavía son relativamente
elevados.
Los documentos WO 01/00307, EP 0 662 341 y WO
94/00217 muestran placas de filtración dispuestas paralelas y
limpiadas por burbujas de aire.
El documento Fr 2 799 391 hace referencia a un
dispositivo de filtro con placas de filtración paralelas y que se
limpian por burbujas de aire, en el que para mejorar el efecto de
limpieza, las placas de filtración están inclinadas. Ya que con una
placa inclinada estacionaria solamente se limpia el lado inferior de
la placa, se giran, de acuerdo con el documento FR 2 799 391, las
placas inclinadas alrededor de un eje horizontal.
La invención tiene el objetivo de producir,
evitando las desventajas de la técnica antecedente, un dispositivo
de filtro para la separación de sustancias no disueltas de líquidos,
que posibilite una limpieza automática sin desgaste del las
superficies de los filtros de los elementos de filtración.
El objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención, ya que el dispositivo de filtro con varios elementos de
filtración con discos de filtración dispuestos verticalmente y que
pueden girar alrededor de un eje horizontal, para la separación de
sustancias no disueltas de líquidos, especialmente en la depuración
de aguas y en el tratamiento de aguas, para la introducción en un
depósito que contiene el líquido no purificado, comprende un
dispositivo de inyección de gas, preferiblemente un dispositivo de
aireación. Los elementos de filtración se configuran y disponen de
tal manera que forman en el centro un espacio hueco, donde el
dispositivo de inyección de gas se dispone en el espacio hueco.
Éste se puede someter a gas comprimido para la formación de una
mezcla de gas y líquido, de manera que en el líquido se genera una
corriente de mezcla de gas y líquido entre los elementos de
filtración, que dificulta la adhesión de sustancias sólidas en los
elementos de filtración.
Este proceso posibilita una limpieza durante el
proceso de filtración. El dispositivo de acuerdo con la invención
se puede fabricar de manera sencilla y consume poca energía; tampoco
se produce una gran complejidad para su control. Cuando el
dispositivo de filtro comprende elementos de filtración giratorios,
la limpieza también se realiza con un número de revoluciones bajo.
También se puede configurar de tal manera que no es necesario un
movimiento de los elementos de filtración en relación al
depósito.
La inyección de gas - a partir de ahora, para
simplificar la descripción, se hablará solamente de
"aireación", con lo que sin embargo se incluyen otras
inyecciones de gas, por ejemplo, con nitrógeno u otro gas desde un
depósito de presión, se realiza, por ejemplo, por la introducción de
gas comprimido en un cuerpo hueco poroso o provisto de orificios.
El o los cuerpos huecos se extienden preferiblemente por toda la
anchura de la región en la que hay elementos de filtración. El o
los cuerpos huecos pueden estar cerrados en ambos extremos y unirse
por elementos de unión huecos con una cámara de un eje hueco.
De acuerdo con una realización, los elementos de
filtración se forman en la periferia con forma circular o
poligonal, y por ejemplo, por varios módulos de filtro. Los
elementos de filtración se disponen, por ejemplo, con rotación
alrededor de un eje horizontal. En un espacio hueco, que se une por
aberturas al menos por un lado con el recipiente, formado en el
interior, por ejemplo, en el medio, alrededor del eje horizontal, se
dispone el dispositivo de aireación.
Por el aire comprimido que fluye hacia arriba, y
también por la aspiración del filtrado de los filtros, se aspira el
líquido de filtración por la al menos una abertura del espacio
hueco. La mezcla resultante de aire y líquido fluye hacia arriba
entre los elementos de filtración separados. Debido al movimiento
rotatorio, se produce una limpieza secuencial de los módulos de
filtro. De este modo se dificulta o se evita la adhesión de
sustancias sólidas a los elementos de filtración. Por la limpieza
secuencial se minimiza el consumo de energía, ya que por el proceso
de giro siempre se pasa solamente una parte de la superficie de
filtración formada por los módulos de filtro por el campo de la
corriente de la mezcla de aire y líquido.
De acuerdo con una realización especial, además
se fijan, en la mitad superior de la al menos una abertura del
cuerpo hueco, alerones, por ejemplo semicirculares, sobre el eje
hueco, para aumentar la acción del flujo del aire comprimido sobre
el líquido de filtración.
Se deducen otras realizaciones a partir de las
reivindicaciones dependientes.
A continuación se describe con más detalle la
invención mediante un ejemplo de realización. En los dibujos
adjuntos se muestran:
En la Fig. 1: una representación esquemática del
dispositivo de filtro
En la Fig. 2. un corte por la línea
I-I de la Fig. 1
En la Fig. 3: un corte por la línea
II-II de la Fig. 2
En la Fig. 4: un corte por el dispositivo de
aireación por la línea III-III de la Fig. 1
En la Fig. 5: la disposición de un alerón
semicircular en el eje hueco como detalle de acuerdo con la
dirección de la flecha A (Fig. 1).
El dispositivo de filtro 1 se dispone en un
depósito 2, lleno de líquido de filtración, de forma giratoria.
Posee varios módulos de filtro 3. Los módulos de filtro 3
individuales se agrupan en elementos de filtración 6 similares a
discos, en la periferia por ejemplo circulares o poligonales. Los
elementos de filtración 6 individuales se agrupan con una distancia
de aproximadamente 4 a 8 mm. Los módulos de filtro 3 agrupados a
elementos de filtración 6 se componen, por ejemplo, de varios discos
de filtración esencialmente paralelos (no se representan), como se
conoce. El filtrado se desvía por los discos de filtración, que
están provistos en ambos lados de filtros. Mediante discos de
separación 7 se puede ajustar la distancia entre los elementos de
filtración 6. En el espacio hueco 4 se dispone, de forma horizontal,
un dispositivo de aireación 8 de forma estacionaria. El dispositivo
de aireación 8 se compone de cuerpos huecos 10 dispuestos de forma
paralela a un eje hueco 9, que se extienden por toda la anchura, en
los que están los elementos de filtración 6, y que se cierran en
ambos extremos y se unen por elementos de unión huecos 11 con una
cámara 12 del eje hueco 9, que se une por una canalización 13 con
un generador de aire comprimido 14. Los cuerpos huecos 10 pueden ser
tuberías que se componen, para la salida del aire comprimido, de
material poroso o están provistos de orificios 15. El eje hueco 9
unido con el dispositivo de aireación 8 se sitúa en rodamientos 16
de forma estacionaria. La región de los elementos de filtración 6
está limitada a ambos lados por arandelas de rodamiento 17 y 18,
los elementos de filtración se fijan a ellos mediante barras de
fijación 19 y tuercas 20. Las arandelas de rodamiento 17 y 18 se
sitúan en los rodamientos 21 y 22 de forma giratoria sobre el eje
hueco 9. El dispositivo de filtro 1 se une por el rodamiento 22 con
una transmisión de cadena 23, que se acciona por un motor 24 (Fig.
1). En la mitad superior del cuerpo hueco 4, las dos aberturas 5
quedan tapadas por alerones 25 que se fijan en el eje hueco 9. Por
ello se aumenta la acción de la corriente sobre el líquido de
filtración (Fig. 1 y 5). El eje hueco 9 comprende, además de la
cámara 12, una segunda cámara 26. De ésta salen canales 27
radialmente por el eje hueco 9 a través de un anillo de
deslizamiento 28, que se une con canalizaciones 29, que desembocan
en listones de canal 30 y se unen a la arandela de rodamiento 17. De
los listones de canal 30 se ramifican conducciones 31 hasta los
módulos de filtro 3 individuales. La segunda cámara 26 del eje hueco
9 se une por una canalización 32 con una bomba de vacío 33. Los
cuerpos huecos 10 están provistos de tubuladuras 34 abiertas,
orientadas hacia abajo, para evitar deposiciones de filtrado.
La forma de funcionamiento es la siguiente:
mientras que el dispositivo de filtro 1 rota alrededor del
dispositivo de aireación 8, se aspira, mediante la bomba de vacío
33, el filtrado del depósito 2, que penetra por los filtros de los
elementos de filtración 6 y que se desvía por conducciones 31,
listones de canal 30, canalizaciones 29, los canales 27 dispuestos
radialmente del anillo de deslizamiento 28 y del eje hueco 9, la
segunda cámara 26 y la canalización 32. Desde los cuerpos huecos
10, el filtrado puede salir por las tubuladuras 34 al espacio hueco
4, para evitar una deposición de sustancias sólidas del filtrado.
Por una entrada 35 se mantiene el líquido de filtración en el
depósito 2 aproximadamente constante. Simultáneamente, se insufla
aire comprimido al espacio hueco 4 por el generador de aire
comprimido 14 por el dispositivo de aireación 8. El aire insuflado
fluye hacia arriba. Se produce una mezcla de aire y líquido que
fluye entre los elementos de filtración contiguos, y si fuera
preciso, dentro de los elementos de filtración entre los discos de
filtración, y evita que se puedan depositar sustancias sólidas en
los filtros. Por el movimiento giratorio de los elementos de
filtración 6 se logra una limpieza secuencial, por lo que el
consumo de energía es reducido debido a la pequeña superficie
sometida a la corriente. Además, conforme a esto, por el aire que
fluye hacia arriba en las aberturas 5 se puede producir una
aspiración adicional, por la que se aspira el líquido de filtración
por las dos aberturas 5 desde el recipiente 2.
La invención también se puede emplear en
dispositivos de filtro para la separación de sustancias no disueltas
de líquidos, que comprendan elementos de filtración configurados y
dispuestos de forma diferente a la que se ha descrito
anteriormente, elementos de filtración agrupados en módulos con
varios discos de filtración.
Claims (10)
1. Un dispositivo de filtro (1) para la
separación de sustancias no disueltas de líquidos, particularmente
en la depuración de aguas y el tratamiento de aguas, con varios
elementos de filtración (6) para la introducción en un depósito (2)
que contiene el líquido no purificado, donde, por los elementos de
filtración (6) individuales, se puede desviar un filtrado, los
elementos de filtración (6) comprenden discos de filtración
dispuestos verticalmente y los elementos de filtración (6) se
disponen giratorios alrededor de un eje horizontal,
caracterizado porque un dispositivo de inyección de gas (8),
que, para la formación de una mezcla de gas y líquido, se somete a
un gas comprimido, se dispone de tal forma, que en el líquido se
puede generar una corriente de mezcla de gas y líquido en los
elementos de filtración (3), que dificulta una adhesión de
sustancias sólidas en los elementos de filtración (6), porque los
elementos de filtración (6) se configuran y disponen de de tal
manera que forman en el centro un espacio hueco (4), y porque el
dispositivo de inyección de gas (8) se dispone en el espacio
hueco.
2. El dispositivo de filtro de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque el espacio hueco (4)
se une con el depósito (2) por aberturas (5).
3. El dispositivo de filtro de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de
ventilación (8) comprende al menos un cuerpo hueco alargado (10),
que se une con una cámara (12) de un eje hueco (9), donde la cámara
(12) se une con un generador de gas comprimido (14).
4. El dispositivo de filtro de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el cuerpo hueco
alargado (10) se dispone paralelo al eje hueco (9) y se une por
piezas de unión (11) con la cámara (12) del eje hueco (9).
5. El dispositivo de filtro de acuerdo con la
reivindicación 3 ó 4, caracterizado porque los elementos de
filtración (6) se sitúan por rodamientos (21, 22) de forma giratoria
en el eje hueco (9) unido con el dispositivo de inyección de gas
(8).
6. El dispositivo de filtro de acuerdo con la
reivindicación 3 ó 4 ó 5, caracterizado porque el eje hueco
(9) comprende una segunda cámara (26) que se une con una bomba de
vacío (33) para la evacuación del filtrado.
7. El dispositivo de filtro de acuerdo con la
reivindicación 6, caracterizado porque la cámara (26) para
desviar el filtrado está provista de canales (27), que discurren de
forma radial a la cámara (26) a través del eje hueco (9) y un
anillo de deslizamiento (28) dispuesto de forma giratoria sobre el
eje hueco (9), que se une con conducciones (29) que se acoplan con
los elementos de filtración (3).
8. El dispositivo de filtro de acuerdo con una
de las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque el cuerpo
hueco (10) del dispositivo de inyección de gas (8), para evitar la
deposición del líquido de filtración, está provisto de tubuladuras
(33) abiertas orientadas hacia abajo.
9. El dispositivo de filtro de acuerdo con una
de las reivindicaciones 3 a 8, caracterizado porque, en la
mitad superior de las aberturas (5), se fijan alerones (25) para
aumentar el efecto de la corriente de aire comprimido sobre el
líquido de filtración.
10. El dispositivo de filtro de acuerdo con una
de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque el al
menos un cuerpo hueco (10) se forma preferiblemente con forma de
tubo y, para la salida del gas comprimido, se compone de material
poroso o está provisto de orificios (15).
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