ES2285173T3 - Uso de un material biofiltrante basado en mesocarpio de coco en un sistema de tratamiento de aguas residuales. - Google Patents
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Abstract
Uso de un sistema de tratamiento de aguas residuales para la biofiltración de aguas residuales domésticas, caracterizado porque el sistema de tratamiento de aguas residuales comprende: - un lecho biofiltrante que comprende un material biofiltrante para biofiltración de aguas residuales domésticas; y - un sistema de agua adaptado para dirigir el agua al lecho biofiltrante para su tratamiento; comprendiendo el material biofiltrante: - fragmentos de mesocarpio de coco, estando constituido el mesocarpio por una mezcla de parénquima y fibras, en particular fibras ligadas.
Description
Uso de un material biofiltrante basado en
mesocarpio de coco en un sistema de tratamiento de aguas
residuales.
La presente invención se refiere en general a
materiales biofiltrantes para filtración de un fluido. Más
particularmente, aquélla se refiere a un material biofiltrante que
comprende fragmentos de mesocarpio de coco, y al uso de dicho
material biofiltrante (Cocos spp, en particular Cocos
nucifera) en un tratamiento de aguas residuales.
Con objeto de comprender mejor la sección de
antecedentes de este documento, se hará referencia a la Figura 1,
que es una representación esquemática de una sección transversal de
un coco (1).
La capa exterior delgada y lisa que rodea un
coco (1) se denomina el epicarpio (3). Este epicarpio (3) cubre una
capa intermedia denominada mesocarpio (4) constituida por fibras (5)
unidas con tejido parenquimatoso de reserva (6), como se muestra
mejor en la Figura 2, y denominada en lo sucesivo parénquima. Por su
parte, el mesocarpio (4) cubre el endocarpio (7) denominado también
el hueso, que cubre en endospermo (8) denominado también la
almendra. Finalmente, en el centro del coco (1), se encuentra el
agua (9). De acuerdo con estudios realizados sobre esta materia, un
coco típico, sin el endocarpio, el endospermo y el agua, pesa un
promedio de 227 g y contiene 34% de parénquima, 47% de fibra y 19%
de epicarpio expresado en peso seco.
Es digno de mención que varios documentos de la
técnica anterior denominan también exocarpio al epicarpio, en tanto
que otros documentos de la técnica anterior definen el exocarpio
como un todo que comprende, en combinación, el epicarpio y el
mesocarpio. El exocarpio se designa también como la cáscara. Sin
embargo, en la presente solicitud, el término epicarpio se utiliza
únicamente por conveniencia para hacer referencia a la piel fina
que cubre el mesocarpio (4) y se utiliza el término cáscara en caso
necesario para hacer referencia a la combinación de mesocarpio y
epicarpio.
Actualmente, la industria del coco está basada
principalmente en el uso de la almendra oleaginosa, el endospermo
(8), contenida en el endocarpio (7). Esta almendra (8) se utiliza a
menudo para fines dietéticos o en la producción de aceite de copra
destinado a usos específicos.
Adicionalmente, las fibras de mesocarpio (5) que
rodean la almendra (8) son el objeto de actividades industriales en
ciertos países asiáticos industrializados. Estas fibras (5) se
utilizan en la fabricación de artículos tejidos y trenzados, de
materiales de almohadillado, etc. La extracción de la fibra (5),
tanto si se realiza por procesos secos o húmedos, requiere algunos
o la totalidad de los pasos siguientes: trituración, molienda,
cardado y tamizado. Tales procesos proporcionan fibras limpias de
longitudes y calidad variables, exentas del parénquima (6). Esta
parénquima (6) crea un residuo constituido principalmente por polvo
que puede alcanzar un diámetro de 2 a 3 mm. En muchos casos, este
residuo se elimina, como pérdida, por combustión.
Sin embargo, es ya conocido en la industria de
la horticultura que esta forma de desecho puede utilizarse para la
producción de sustrato en horticultura. Debe indicarse que, en los
países en los que no existe producción de fibras, la cáscara, que
incluye el epicarpio (3) y el mesocarpio (4), con o sin el
endocarpio, constituye en su totalidad un residuo que tiene que
eliminarse, usualmente por combustión.
En los últimos años, algunas pequeñas industrias
han venido practicando el corte y la molienda de las cáscaras de
coco para producir secciones de fibras (5) unidas a parénquima (6),
creando así una masa combinada de una dimensión dada, (como se
muestra en la Figura 2A). Estas partículas de parénquima y fibra se
utilizan en la producción de sustratos especializados para
horticultura destinados, entre otras cosas, a la producción de
orquídeas. El corte de las cáscaras leñosas se realiza en una escala
más o menos pequeña. La patente francesa FR 2.692.833 describe
principios y procesos diferentes que permiten la producción de
fragmentos de cáscara constituidos por fibras y parénquima
combinados. La experiencia práctica ha demostrado que es difícil
obtener fragmentos de fibras y parénquima combinados menores que 3
mm. La resistencia natural de las fibras causa una rotura de los
fragmentos, disociando así las fibras y el parénquima, cuando se
intentan cortar o moler los mismos a dimensiones que sean
inferiores a 3 mm.
Otros ejemplos del uso de los cocos en una
diversidad de aplicaciones se dan en JP 11-291272;
JP 57-187003;
JP 61-220797; EP 0348670; US 4.160.727; US 5.264.129; US 5.750.026; US 5.868.924; US 6.010.626;
US 6.027.652; US 6.033.559; US 6.033.573; US 6.056.876; US 6.107.242; US 6.129.846; US 6.165.366;
US 6.174.433; US 6.189.260; US 6.224.768; US 6.383.386; US 6.391.120; US 2001/0047955; US 2002/0008071;
US 2002/0030020; US 2002/0060176.
JP 61-220797; EP 0348670; US 4.160.727; US 5.264.129; US 5.750.026; US 5.868.924; US 6.010.626;
US 6.027.652; US 6.033.559; US 6.033.573; US 6.056.876; US 6.107.242; US 6.129.846; US 6.165.366;
US 6.174.433; US 6.189.260; US 6.224.768; US 6.383.386; US 6.391.120; US 2001/0047955; US 2002/0008071;
US 2002/0030020; US 2002/0060176.
El uso de materiales biofiltrantes o filtros es
bien conocido en el campo del tratamiento de las aguas residuales.
La vía más extendida de tratamiento de las aguas residuales
domésticas consiste en la utilización de un lecho de filtración de
una altura dada constituido por materiales porosos y alimentado por
un sistema de agua. El material de empaquetamiento seleccionado
permite la retención de la materia particulada y la fijación de los
micro-organismos que son responsables de la
oxidación, entre otras cosas, de las materias carbonáceas y
nitrogenadas. Para satisfacer adecuadamente estas funciones en un
contexto de producción comercial industrial, el material de
empaquetamiento ideal debe reunir características específicas
diferentes que, hasta la fecha, no se encuentran en un solo
material. Las características principales que se buscan se presentan
resumidamente a continuación:
- -
- el material debe ser estable con respecto a la acción corrosiva, a largo plazo, del agua que atraviesa por percolación la masa de material y también en lo referente a la degradación biológica asociada con la acción de diferentes poblaciones microbianas que se desarrollan en él;
- -
- el mismo material debería ser ligero o de baja densidad y compresible para reducir los costes de transporte;
- -
- asimismo, el material comprimido debería poseer una alta resiliencia intrínseca que permita que el mismo recupere su volumen inicial después del aumento de volumen subsiguiente. Esta misma característica evita también el ahuecado o la compactación de la masa de filtración resultante de la disipación de energía ligada a la percolación del agua a través del sistema operativo;
- -
- las características físicas y químicas del material deberían promover también una adhesión de o una colonización por micro-organismos;
- -
- estas mismas características deberían asegurar un carácter hidrófilo satisfactorio del material permitiendo con ello una mejor eficiencia cuando el sistema se alimenta inicialmente de agua o después de su interrupción durante un periodo más o menos largo;
- -
- el material seleccionado debería estar disponible en una diversidad de distribuciones granulométricas a fin de permitir el control de la porosimetría de la masa de filtración y, de entonces en adelante, el control de sus características hidrodinámicas principales (en particular, el mantenimiento de su retención de gas y líquido);
- -
- el material seleccionado debería poseer una porosidad intrínseca que favorezca la retención capilar o estática del agua. Por una parte, este tipo de retención permite una mejor estabilidad del sistema cuando el caudal de agua a tratar varía durante periodos de tiempo breves o cuando las condiciones operativas requieren varios intervalos sin suministro de agua, lo que es característico de los sistemas de aguas residuales in situ. Por otra parte, la disponibilidad de retención capilar de agua maximiza el tiempo de residencia de los contaminantes disueltos en la fase líquida cuando la última posee velocidades de percolación que favorecen un intercambio entre la retención capilar y dinámica de líquidos;
- -
- los espacios vacíos en la masa de filtración, que son sitios para retención dinámica de líquido o gas, no deberían poseer un nivel de sinuosidad y tortuosidad demasiado alto a fin de maximizar la transferencia de oxígeno en la fase gaseosa. La capacidad de oxidación del sistema es directamente proporcional a esta capacidad de transferencia de oxígeno;
- -
- la producción del material seleccionado debería realizarse de la manera más económica posible minimizando al mismo tiempo la generación de residuos o desechos;
- -
- en el contexto de un desarrollo sostenible, el material seleccionado debería ser natural, renovable y someterse a regeneración o reciclado después de su uso como material de filtración.
Los diferentes materiales utilizados actualmente
para compactar los biofiltros dedicados a tratamiento de aguas
residuales poseen algunas de las características descritas
anteriormente en esta memoria, pero ninguno de ellos satisface
adecuadamente la totalidad de los requerimientos descritos. El
análisis resumido siguiente de estos materiales pone de relieve sus
puntos débiles y fallos principales.
La arena es el material utilizado más
ampliamente para construcción in situ de filtros para
tratamiento de agua residual doméstica cuando el suelo natural es
incompatible con una evacuación directa del efluente a tratar. Su
peso, su alta densidad y una elección restringida de la distribución
granulométrica, limitan notablemente el uso de arena para el
desarrollo en gran escala de un producto
comercial-industrial, en particular por razones de
transporte. Adicionalmente, la débil retención capilar de agua
resultante de la falta de porosidad intrínseca proporciona un
material que es sensible a las variaciones en la tasa de carga
hidráulica.
Se proporcionan también variaciones en la
composición mineral del filtro de arena en un intento de salvar
algunas de las restricciones asociadas con la arena sola. Un buen
ejemplo de esto es el ya conocido filtro basado en perlita
expandida. La friabilidad del material destruye cualquier ventaja
obtenida en términos de ligereza y porosidad intrínseca. Los mismos
comentarios son aplicables a los filtros de zeolita distribuidos
por la compañía Éparco que tropiezan con los problemas de costes
excesivos del material.
\newpage
Están disponibles también biofiltros basados en
turba (Premier Tech, patente U.S. 5.206.206; Bord Na Mona, patente
U.S. 5.049.265) que ofrecen varias ventajas en comparación con los
filtros basados en arena. Sin embargo, la baja resiliencia de la
turba, su estabilidad reducida y su limitado carácter hidrófilo
afectan a la capacidad y la vida útil de las masas de filtración
basadas en turba.
Una combinación de turba con materiales
sintéticos tales como geotextiles en una configuración vertical
permite resolver algunas de las limitaciones arriba descritas
(PCT/CA01/01022). Sin embargo, cualquier ganancia implica un
aumento importante en los costes de fabricación y restricciones en
términos de la rehabilitación de la masa de filtración utilizada.
Además, la imposibilidad de comprimir el material nuevo puede
aumentar los costes de distribución del sistema dependiendo de la
carga hidráulica aplicable. Los biofiltros basados en textiles 100%
(Reactex^{TM} o Advantex^{TM}) o los filtros de espuma de
poliuretano (Aerocell^{TM}) tropiezan con las mismas limitaciones
en términos de coste y problemas de regeneración.
Aunque se conocen ya diferentes tipos de filtros
y biofiltros, existe todavía necesidad de un biofiltro hecho de un
material de empaquetamiento óptimo que satisfaga una mayoría, si no
la totalidad, de los requerimientos descritos anteriormente en esta
memoria.
\vskip1.000000\baselineskip
Es un objeto de la presente invención
proporcionar un material biofiltrante para someter a biofiltración
un fluido que satisface esta necesidad. De acuerdo con la presente
invención, dicho objeto se consigue por las características de la
reivindicación 1.
Los fragmentos de mesocarpio comprenden
fragmentos tanto de parénquima como de fibras.
Más preferiblemente, el mesocarpio comprende una
mezcla del parénquima ligado a las fibras, en la que las partículas
de parénquima recubren las fibras.
Los fragmentos de mesocarpio de la invención
pueden utilizarse en combinación o no con fragmentos de epicarpio
y/o fragmentos de endocarpio.
Los fragmentos de mesocarpio, con o sin
fragmentos de epicarpio, representan una alternativa interesante
para el empaquetamiento de sistemas no saturados utilizados en el
tratamiento de líquidos contaminados. De hecho, se ha descubierto
que el uso de mesocarpio o cáscara de coco como material de
empaquetamiento en lechos filtrantes ofrece resultados y ventajas
sorprendentes con respecto a los materiales de empaquetamiento
conocidos utilizados ya en el campo del tratamiento de aguas. Este
material satisface de hecho la mayor parte si no la totalidad de
los requerimientos arriba descritos como se expondrá más adelante
con mayor detalle. Se ha descubierto que los fragmentos de
mesocarpio de coco ofrecen posibilidades no explotadas para el
desarrollo de lechos de filtración por percolación también dentro
del alcance de la invención.
Debe indicarse que el material biofiltrante
puede comprender adicionalmente fragmentos de endocarpio y/o
epicarpio de coco además de los fragmentos de mesocarpio, como por
ejemplo los fragmentos que se muestran en las Figuras 2b y 2c.
De modo más particular, la invención está
dirigida al uso de fibras y partículas de parénquima ligadas como
un medio de filtración para el tratamiento de aguas residuales.
Estas partículas pueden utilizarse solas, o en combinación con
otros materiales. En ambos casos, la configuración de los medios de
filtración puede ser isótropa o anisótropa de acuerdo con las
propiedades deseadas.
\vskip1.000000\baselineskip
Otros objetos y ventajas de la invención
resultarán evidentes después de la lectura de la descripción
detallada y haciendo referencia a los dibujos, en los cuales:
La figura 1 es una representación esquemática de
la morfología de un coco (Cocos nucifera).
La Figura 2 es una representación esquemática de
las fibras y partículas de parénquima ligadas, como se utilizan en
algunas de las realizaciones preferidas de la presente invención.
Esta figura muestra fragmentos constituidos por mesocarpio solo
(2A), fragmentos constituidos por mesocarpio y endocarpio (2B) y
fragmentos constituidos por mesocarpio y epicarpio (2C).
La Figura 3 es una representación esquemática de
biofiltros utilizados en tratamiento de aguas de acuerdo con dos
realizaciones preferidas de la invención. De modo más preciso, la
Figura 3 muestra lechos de filtración isótropos constituidos por
partículas de fibras y parénquima ligados de diámetros pequeño (A) y
grande (B).
\newpage
La Figura 4 es una representación esquemática de
biofiltros utilizados en tratamiento de aguas de acuerdo con otras
realizaciones preferidas de la invención. De modo más preciso, la
Figura 4 muestra lechos de filtración constituidos por fragmentos
de fibras y parénquima ligados de diámetro variable, en una
configuración isótropa (A) o anisótropa (B).
La Figura 5 es un ejemplo de una curva de
distribución granulométrica para un lecho de filtración isótropo
que incorpora partículas de fibras y parénquima ligados con un
diámetro mayor que 3 mm, así como parénquima aislado con un
diámetro menor que 3 mm (los últimos se muestran en sombreado).
La Figura 6 es una representación esquemática de
un sistema completo de tratamiento de aguas para aguas residuales
domésticas que incluye una fosa séptica y un biofiltro con un lecho
de filtración de acuerdo con una realización preferida de la
invención.
\vskip1.000000\baselineskip
En la descripción que sigue, se han asignado en
los dibujos números de referencia similares a las características
similares y, con objeto de hacer más claras las figuras, no se hace
referencia a algunos elementos en algunas figuras si los mismos se
han identificado ya en una figura anterior.
\vskip1.000000\baselineskip
Con objeto de proporcionar una comprensión más
clara y más coherente de la memoria descriptiva y las
reivindicaciones, con inclusión del alcance dado en esta memoria a
dichos términos, se utilizan las definiciones
siguien-
tes:
tes:
- Epicarpio (3):
- el epicarpio es la capa exterior delgada y lisa que rodea un coco (Figura 1, elemento 3);
- Endocarpio (7):
- el endocarpio (7) es la almendra o hueso del coco que contiene el endospermo, siendo el endospermo la porción blanca comestible de un coco;
- Mesocarpio (4):
- el mesocarpio (4) es la capa intermedia entre el epicarpio (3) y el endocarpio (7); el mismo comprende fibra y tejido parenquimatoso, denominado también parénquima;
- Cáscara:
- la cáscara de un coco que comprende el mesocarpio en combinación con el epicarpio.
\vskip1.000000\baselineskip
Haciendo referencia a las Figuras 3 ó 4, el
material biofiltrante (10) para realizar la biofiltración de un
fluido comprende fragmentos (12) de mesocarpio de coco. Pasando
ahora a la Figura 2, tales fragmentos (12) pueden estar
constituidos por:
- -
- una mezcla de parénquima (6) ligado a fibras (5) como se muestra en la Figura 2a, o
- -
- una mezcla de epicarpio, parénquima (6) y fibras (5) como se muestra en la Figura 2c; o
- -
- una mezcla de endocarpio, parénquima (6) y fibras (5) como se muestra en la Figura 2b.
\vskip1.000000\baselineskip
Más preferiblemente, los fragmentos (12) de
mesocarpio de coco comprenden una mezcla de parénquima (6) ligado a
fibras (5), como se muestra en la Figura 2a, con o sin epicarpio y/o
endocarpio.
De acuerdo con un aspecto preferido adicional,
los fragmentos (12) de parénquima ligado a fibras se utilizan en
combinación con materiales de filtración adicionales, tales como
turba, material de filtración mineral, por ejemplo, arena, grava,
perlita, etc., o materiales filtrantes sintéticos, por ejemplo,
material geotextil o polímero, para lograr un control mayor aún de
las propiedades del lecho de filtración. Es posible obtener una
mezcla isótropa de fragmentos de parénquima ligados a fibras que
tienen un diámetro mayor que 3 mm, en combinación con partículas de
parénquima aisladas con un diámetro menor que 3 mm. Por
consiguiente, como se muestra en la Figura 5, la invención permite
un lecho de filtración que tenga una curva de distribución
granulométrica más amplia que incorpora partículas más finas. Estas
partículas más finas juegan un papel fundamental en la eliminación
de los micro-organismos patógenos tales como
coliformes fecales.
Preferiblemente, el material biofiltrante
comprende desde 20% a 80% en peso de fragmentos de mesocarpio. Más
preferiblemente, el mismo comprende 50%, cuando se encuentra en
combinación con otro material biofiltran-
te.
te.
Haciendo referencia a la Figura 6, la invención
concierne también a un sistema de tratamiento de aguas residuales
(20) que materializa un lecho de fibras (22) que comprende el
material biofiltrante (10) y un sistema de agua adaptado para
dirigir el agua al lecho biofiltrante para su tratamiento. En la
realización preferida de la Figura 6, el sistema de tratamiento de
aguas residuales (20) comprende una fosa séptica convencional (24),
una unidad biofiltrante (26) y un sistema de distribución de agua
(29) entre la fosa séptica (24) y la unidad biofiltrante (26) para
dirigir el agua a la unidad biofiltrante (26). La unidad
biofiltrante (26) comprende una cámara de filtración (28) que
contiene el lecho de filtración (22). Como puede apreciarse, el
lecho de filtración (22) puede comprender únicamente fragmentos
(12) de mesocarpio como los arriba descritos o, ventajosamente,
podría comprender un material biofiltrante adicional (30) tal como
arena, turba, grava, perlita, Geotile o material polímero. Más
preferiblemente, y como se muestra en la Figura 6, el material
biofiltrante adicional es turba, que se encuentra preferiblemente
en la forma de una capa de turba (30) que cubre una capa del
material biofiltrante (10). Una configuración anisótropa de este
tipo capitaliza los puntos fuertes de cada material. La turba,
menos costosa y menos estable, protege las partículas más costosas
de parénquima ligado a fibras, que son más estables y resistentes a
la compactación (Figura 6).
La capa de filtración (28) tiene una entrada
(32) para recibir el agua procedente del sistema de distribución
(29) y una salida (34) para descargar el agua tratada. El agua entra
en el alojamiento fluyendo desde la entrada (32) a la salida (34).
Preferiblemente, la entrada (32) está localizada en una posición
superior de la cámara (28) por encima del lecho de filtración, (22)
y la salida (34) está localizada en una porción inferior de la
cámara (28) por debajo del lecho de filtración.
Aunque no se ilustra, el lecho de filtración
(22) de un sistema de tratamiento de aguas residuales, de acuerdo
con una realización preferida adicional de la invención, está
constituido simplemente por una capa del material biofiltrante
basado en mesocarpio (10) definido anteriormente, que cubre la
tierra natural para tratamiento adicional del agua. El material
biofiltrante puede utilizarse por tanto como sustituto de grava o en
combinación con grava en un campo de drenaje.
El uso de una capa de partículas de parénquima
ligadas a fibras dispuesta sobre tierra natural de menor
permeabilidad que dicha capa, constituye otra aplicación de un
lecho anisótropo que comprende un material adicional. Nuevamente,
en este caso, cada capa cumple una función específica: las
partículas de parénquima ligadas a fibras llevan a cabo un
tratamiento de desbastado, protegiendo con ello la capa de tierra
responsable de la clarificación del efluente a tratar.
En un aspecto de la invención, fragmentos de
tamaño homogéneo de parénquima ligado a fibras están confinados
para formar un medio de filtración con una curva de distribución
granulométrica estrecha (bajo coeficiente de uniformidad). En un
lecho dado, la elección del tamaño de partícula modula el nivel de
tratamiento alcanzado (Figura 3). Por ejemplo, las partículas
mayores proporcionan un nivel de tratamiento menor que las
partículas más finas.
Sin embargo, esta última estrategia requiere un
mantenimiento más frecuente de la superficie debido a la acumulación
de materia particulada procedente del efluente a tratar y de la
biomasa resultante del crecimiento de microorganismos responsables
de la biodegradación o transformación de los contaminantes.
En otra aplicación de la invención, el uso de
partículas mayores abre la puerta a un sistema que opera en un modo
de recirculación en oposición a las partículas más finas que se ven
limitadas más frecuentemente a uso en operaciones simples de
percolación.
En otra realización de la invención, los
fragmentos (12) de parénquima ligados a fibras utilizados en el
lecho de filtración (22) son de tamaños diferentes. Estos
fragmentos pueden disponerse en capas diferentes de tamaño de
partícula homogéneo, por ejemplo, desde el tamaño de partícula más
grueso al más fino, para crear una configuración anisótropa que
permite una especialización de las propiedades de cada nivel del
lecho de filtración. Estos mismos fragmentos pueden estar también
mezclados uniformemente para crear una filtración isótropa con una
distribución granulométrica específica, como se muestra en la Figura
4.
Por consiguiente, de acuerdo con la invención,
un sistema de tratamiento de aguas residuales puede materializar un
lecho de filtración (22) que comprende fragmentos (12) de
granulometrías diferentes, y con una distribución granulométrica
isótropa o anisótropa.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos de la capacidad de filtración de cuatro
medios de filtración diferentes de acuerdo con la invención se dan
en la Tabla 1, donde TSS representa los sólidos totales suspendidos
en la descarga del efluente de agua y BOD_{5} representa la
demanda bioquímica de oxígeno del efluente acuoso.
El desarrollo y los estudios realizados por los
autores de la invención han permitido que los mismos expongan los
comentarios y observaciones siguientes con relación a la
invención.
- -
- El elevado contenido de lignina de las fibras y el parénquima, en una menor concentración, asegura una estabilidad superior cuando se compara con la estabilidad obtenida con la turba o con la mayoría de los restantes materiales biológicos porosos. Además, las partículas de parénquima ligadas a fibras son menos friables, dado el alto nivel de cohesión observado en las cáscaras de coco naturales.
- -
- Las partículas de parénquima ligadas a fibras poseen densidades menores que la de la turba y son aproximadamente dos veces más compresibles. El coco puede alcanzar un factor de compactación del orden de 4, en oposición a un máximo de 2 para la turba.
- -
- La resiliencia y estabilidad de las partículas de fibra y parénquima, resultantes de su alto contenido de lignina y de la estructura física de los componentes, explica en parte el alto nivel de resistencia a la compactación observable. En realidad, un lecho de filtración constituido por turba con un espesor de 80 cm tiene un nivel de compactación de 20% después de unos cuantos meses de operación, mientras que un lecho de filtración hecho de fibra y partículas de parénquima muestra solamente una ligera compactación, atribuida en su mayor parte a un reordenamiento de las partículas bajo la influencia del agua.
- -
- Los residuos de cáscara de coco favorecen la colonización microbiana. Por ejemplo, las fibras de coco pueden utilizarse para fabricar lechos microbiológicos o esterillas para el tratamiento de contaminantes en el ambiente (Patente U.S. 6.033.559).
- -
- Los residuos de exocarpio de coco se utilizan como sustratos para horticultura a niveles de humedad del orden de 20%, mientras que los sustratos basados en turba deben tener niveles de humedad mayores que 40% y requieren el uso de agentes humectantes.
- -
- Dependiendo del tamaño de la cáscara de coco en su estado natural y del proceso de transformación utilizado, las partículas de fibra de coco y parénquima ofrecen una gran libertad en la elección de la distribución granulométrica. Además, la posible gama de distribución granulométrica se incrementa cuando se combinan partículas de parénquima ligadas con fibra con partículas de parénquima aislado.
- -
- El tejido parenquimatoso, debido a su función de reserva, presenta una estructura alveolar o de tipo hueco que confiere al mismo, una vez secado, una gran capacidad para retención de agua capilar o estática.
- -
- El posible control de los niveles de distribución granulométrica y morfología de las partículas minimiza, en caso necesario, la sinuosidad y tortuosidad de los espacios y huecos en el lecho de filtración, donde tiene lugar la retención dinámica de líquidos y gases.
- -
- Las operaciones de corte y molienda requeridas en la fabricación de las partículas de fibra y parénquima son relativamente simples. Además, debe considerarse que la materia prima constituye un desecho para cuya evacuación adecuada los fabricantes deben invertir dinero. Finalmente, no se produce residuo o desecho alguno cuando las cáscaras se transforman en partículas.
- -
- El uso de cáscaras de coco en lechos de filtración es ideal en un contexto de desarrollo sostenible, dado que está basado en la rehabilitación de un desecho orgánico que puede reutilizarse en la preparación de abono después de su utilización para tratamiento de aguas.
Claims (15)
1. Uso de un sistema de tratamiento de aguas
residuales para la biofiltración de aguas residuales domésticas,
caracterizado porque el sistema de tratamiento de aguas
residuales comprende:
- -
- un lecho biofiltrante que comprende un material biofiltrante para biofiltración de aguas residuales domésticas; y
- -
- un sistema de agua adaptado para dirigir el agua al lecho biofiltrante para su tratamiento; comprendiendo el material biofiltrante:
- -
- fragmentos de mesocarpio de coco, estando constituido el mesocarpio por una mezcla de parénquima y fibras, en particular fibras ligadas.
2. El uso de la reivindicación 1,
caracterizado
porque dicho lecho de filtración comprende
fragmentos de granulometrías diferentes y tiene una distribución de
tamaños isótropa.
3. El uso de la reivindicación 2,
caracterizado
porque dicho lecho de filtración comprende
fragmentos de granulometrías diferentes y tiene una distribución de
tamaños anisótropa.
4. El uso de una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3,
caracterizado
porque dicho material biofiltrante comprende un
material biofiltrante adicional aparte de los fragmentos de
mesocarpio.
5. El uso de la reivindicación 4,
caracterizado
porque dicho material biofiltrante adicional se
selecciona del grupo constituido por turba, medios de filtración
minerales y medios de filtración sintéticos.
6. El uso de la reivindicación 5,
caracterizado
porque el lecho de filtración tiene una
distribución isótropa de dicho material biofiltrante y dicho
material biofiltrante adicional.
7. El uso de la reivindicación 6,
caracterizado
porque el lecho de filtración tiene una
distribución anisótropa de dicho material biofiltrante y dicho
material biofiltrante adicional.
8. El uso de la reivindicación 7,
caracterizado
porque dicho material biofiltrante comprende
desde 20% a 80% de dichos fragmentos de mesocarpio.
9. El uso de la reivindicación 5,
caracterizado
porque dicho material biofiltrante comprende 50%
de dichos fragmentos de mesocarpio.
10. El uso de la reivindicación 5,
caracterizado
porque dicho otro material biofiltrante es
turba.
11. El uso de la reivindicación 10,
caracterizado
porque una capa de dicha turba cubre una capa de
dicho material biofiltrante.
12. El uso como se define en una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado
porque dicho lecho de filtración está
constituido por una capa de dicho material biofiltrante que cubre
tierra natural para tratamiento adicional del agua.
13. El uso como se define en una cualquiera de
las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado
porque comprende:
una cámara de filtro que contiene dicho lecho de
filtración, teniendo dicha cámara
- -
- una entrada para recibir el agua de dicho sistema de agua; y
- -
- una salida para descargar el agua tratada;
- fluyendo el agua que entra en el alojamiento desde la entrada a la salida.
14. El uso como se define en la reivindicación
13,
caracterizado
porque
- -
- la entrada está localizada en una porción superior de la cámara por encima del lecho de filtración de material biofiltrante y
- -
- la salida está localizada en una porción inferior de la cámara por debajo del lecho de filtración.
15. Uso de fragmentos de mesocarpio de coco
constituidos por una mezcla de parénquima ligado a fibras para
biofiltración de aguas residuales domésticas.
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