ES2294904B1 - Hair system. - Google Patents

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ES2294904B1 ES200502751A ES200502751A ES2294904B1 ES 2294904 B1 ES2294904 B1 ES 2294904B1 ES 200502751 A ES200502751 A ES 200502751A ES 200502751 A ES200502751 A ES 200502751A ES 2294904 B1 ES2294904 B1 ES 2294904B1
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Abstract

Sistema capilar. La presente invención hace referencia a un procedimiento de depuración natural de cualquier tipo de agua residual que tiene lugar, en formato capilar, con aireación en serie, para conseguir, con un único bombeo, el tratamiento primario, secundario y terciario de las mencionadas aguas, en una pequeña superficie de terreno y con bajos costes de ejecución, explotación y mantenimiento.Hair system. The present invention refers to a process of natural purification of any type of wastewater that takes place, in capillary format, with serial aeration, to achieve, with a single pumping, the primary, secondary and tertiary treatment of said waters, in a small area of land and with low costs of execution, operation and maintenance.

Description

Sistema capilar.Hair system.

Sector de la técnicaTechnical sector

Esta patente es una mejora de las técnicas desarrolladas para el tratamiento de aguas residuales, por medio de la infiltración-percolación en capas permeables (filtros percoladores), no situándose en el ámbito de los denominados filtros verdes, ni en el de los wetlands, como a continuación se explicará.This patent is an improvement of the techniques developed for the treatment of wastewater, by means of infiltration-percolation in permeable layers ( percolating filters ), not being within the scope of the so-called green filters, nor in that of wetlands, as Next it will be explained.

Estado de la técnicaState of the art

Los sistemas de tratamiento, mediante filtros percoladores, comprenden básicamente un estanque impermeable relleno con piedra machacada.The treatment systems, through filters percolators, basically comprise a waterproof pond Stuffed with crushed stone.

En su funcionamiento, el lecho de contacto se llena con el agua residual desde la parte superior y se deja que se ponga en contacto con el medio durante un corto período de tiempo. El lecho se vacía a continuación y se le permite que repose antes de que se repita el ciclo. Un ciclo típico exige 12 horas de las cuales hay 6 horas de reposo.In its operation, the contact bed is fill with waste water from the top and let it put in contact with the medium for a short period of time. The bed is then emptied and allowed to rest before Repeat the cycle. A typical cycle requires 12 hours of which there are 6 hours of rest.

Las limitaciones del filtro percolador clásico incluyen una posibilidad relativamente alta de obturaciones, prolongados períodos de tiempo de reposo, y una carga relativamente baja que depurar.The limitations of the classic percolator filter include a relatively high possibility of seals, prolonged periods of rest time, and a relatively load Low to debug.

El tamaño de las piedras de que consta el medio filtrante está entre 2.5 - 10 cm de diámetro, la profundidad de estas varía de acuerdo al diseño particular, generalmente de 0.9 - 2.4 m, con un promedio de profundidad de 1.8 m. Ciertos filtros percoladores usan medios filtrantes plásticos con profundidades de 9 - 12 m. Actualmente el lecho del filtro es circular y el residuo líquido se distribuye por encima del lecho mediante un distribuidor giratorio, antes el lecho era rectangular y el agua residual se distribuía mediante boquillas rociadoras fijas.The size of the stones of which the medium consists filter is between 2.5 - 10 cm in diameter, the depth of these vary according to the particular design, usually 0.9 - 2.4 m, with an average depth of 1.8 m. Certain filters percolators use plastic filter media with depths of 9-12 m. Currently the filter bed is circular and the residue liquid is distributed over the bed by a distributor rotating, before the bed was rectangular and the wastewater was distributed through fixed spray nozzles.

Los microorganismos predominantes en el filtro percolador son las bacterias facultativas, las que, con las bacterias anaerobias y aerobias, descomponen la materia orgánica del agua residual. Las algas crecen únicamente en las capas superiores del filtro a donde llega la luz solar, esta es la razón por la que las algas no toman parte directa en la degradación de residuos, pero durante el día añaden oxígeno al agua residual que se está filtrando, sin embargo, desde el punto de vista operacional las algas pueden causar el taponamiento de la superficie del filtro por lo que se consideran un estorbo.The predominant microorganisms in the filter percolator are the optional bacteria, which, with the anaerobic and aerobic bacteria, break down organic matter of wastewater. Algae grow only in the layers top of the filter where sunlight reaches, this is the reason whereby algae do not take a direct part in the degradation of waste, but during the day they add oxygen to the wastewater that is is filtering, however, from the operational point of view Algae can cause clogging of the filter surface So they are considered a hindrance.

Las poblaciones individuales de la comunidad biológica sufrirán variaciones en toda la profundidad del filtro en función de los cambios en la carga orgánica hidráulica, composición del agua residual afluente, disponibilidad del aire, temperatura, pH y otros.The individual populations of the community biological will suffer variations in the entire depth of the filter in function of changes in the hydraulic organic load, composition of effluent wastewater, air availability, temperature, pH and others.

Con respecto a estos sistemas de infiltración-percolación, la presente invención se diferencia claramente:With respect to these systems of infiltration-percolation, the present invention is difference clearly:

1.one.
Por la aplicación subterránea del agua residual a depurar, mediante dispositivos de goteo que van encamisados en tuberías de mayor diámetro para permitir el montaje y desmontaje de las líneas porta-goteros, sin necesidad de manipular el lecho. Estas tuberías se colocan en el interior del lecho, próximo a la superficie, y son ranuradas, preferentemente sólo en la parte inferior y con ausencia de ondulaciones, para evitar siempre la acumulación de pequeñas cantidades de agua sin depurar en el seno de las mismas, lo cual podría originar la obturación de las ranuras por la aparición de fangos anaerobios.By the underground application of wastewater to be treated, by drip devices that are jacketed in larger pipes diameter to allow the assembly and disassembly of the lines dropper holder, without the need to manipulate the bed. These pipes are placed inside the bed, close to the surface, and are grooved, preferably only in the part lower and with no ripples, to always avoid accumulation of small amounts of uncured water in the breast of them, which could cause the grooves to close by the appearance of anaerobic sludge.

2.2.
Por la utilización de un único emparrillado de goteros, válido para todas las fases necesarias en el tratamiento conjunto (primario, secundario y terciario) de aguas residuales urbanas, cuyo suministro se puede asociar a un bombeo energético o a una conducción que, por diferencias de cota, aporte la presión necesaria para los goteros.By the use of a single drip grid, valid for all the necessary phases in the joint treatment (primary, secondary and tertiary) of urban wastewater, whose supply  it can be associated with an energy pumping or a conduction that, by  elevation differences, provide the necessary pressure for drippers

3.3.
Por distribuir las aguas a tratar siempre y en todo el lecho, en formato capilar, lo cual facilita la transferencia del oxígeno, desde el aire existente en el lecho, a la fina película de agua que rodea los granos del referido lecho.By distribute the waters to be treated always and throughout the bed, in format  capillary, which facilitates the transfer of oxygen, from the existing air in the bed, to the thin film of water that surrounds the grains of the referred bed.

4.Four.
Por la incorporación de dispositivos de aireación horizontales, conectados al exterior, y colocados en serie vertical, que re-oxigenan completa y totalmente el lecho, en flujo descendente, inhibiendo el desarrollo de microorganismos anaerobios y permitiendo el óptimo desarrollo de microorganismos aerobios (bacterias y protozoos), responsables del tratamiento, y de macroorganismos (gusanos, hormigas, larvas de insectos, etc) que conviven dentro de una cadena alimenticia donde la materia orgánica del agua residual, los propios organismos, y sus desechos, son consumidos sin generar fangos.By the incorporation of horizontal aeration devices, connected to the outside, and placed in vertical series, which completely and completely re-oxygenate the bed, in downward flow, inhibiting the development of microorganisms anaerobes and allowing the optimal development of microorganisms aerobes (bacteria and protozoa), responsible for the treatment, and of macro-organisms (worms, ants, insect larvae, etc.) that coexist within a food chain where organic matter of wastewater, the organisms themselves, and their waste, are consumed without generating sludge.

5.5.
Por la utilización complementaria de un sistema de extracción del aire existente en los dispositivos de aireación, para favorecer la renovación del oxígeno y la ausencia total de malos olores, ya que el aire extraído se conduce a una torre de lavado de gases o similar.By the complementary use of an air extraction system existing in aeration devices, to favor the oxygen renewal and the total absence of bad odors, since the extracted air is conducted to a gas washing tower or Similary.

6.6.
Porque el funcionamiento del sistema capilar no precisa de períodos de encharcamiento ni ciclos de parada - funcionamiento, controlados.Because the operation of the system capillary does not require periods of waterlogging or cycles of stop - operation, controlled.

7.7.
Por la altísima tasa de infiltración-tratamiento (mayor de 4.000 l/día y m^{2} de lecho) que el diseño de este sistema capilar permite, en comparación con el resto de los sistemas de tratamiento existentes en la actualidad (inferiores a 500 l/día/m^{2}).By the highest infiltration-treatment rate (higher of 4,000 l / day and m 2 of bed) than the design of this system capillary allows, compared to the rest of the systems currently existing treatment (less than 500 l / day / m2).

8.8.
Por la reducida superficie necesaria para el establecimiento del lecho, biológico, llegándose a valores inferiores a 0,5 m^{2} por cada m^{3}/día de agua residual urbana que pretenda ser depurado hasta los valores del tratamiento terciario.By the small area necessary for the establishment of the bed, biological, reaching values below 0.5 m2 for each m 3 / day of urban wastewater intended to be treated up to Tertiary treatment values.

9.9.
Por la incorporación final al sistema de un humedal aerobio de las aguas tratadas, con carácter básicamente ornamental, que además elimina la escasa masa biótica que se desprende del lecho, y también se utiliza para la desnitrificación de las aguas tratadas, como paso previo al vertido de las mismas a cauce público. Todo ello gracias al desarrollo de fauna y al cultivo ornamental de plantas acuáticas. Por lo tanto, este humedal no tiene el carácter ni la justificación de un dispositivo de depuración tipo wetlands.By the final incorporation into the system of an aerobic wetland of treated waters, with basically ornamental character, which also eliminates the scarce biotic mass that emerges from the bed, and also  It is used for denitrification of treated waters, such as previous step to the discharge of the same to public channel. All of it thanks to wildlife development and ornamental plant cultivation aquatic Therefore, this wetland does not have the character or the justification of a type debugging device wetlands

10.10.
Por la no generación de algas, debido a la ausencia total de luz en el proceso.By the non-generation of algae, due to the total absence of light in the process.

11.eleven.
Por la ausencia de colmataciones en el lecho percolador, muy corriente en los sistemas de infiltración-percolación, no precisándose ninguna parada temporal del tratamiento para recuperar las condiciones de permeabilidad iniciales.By the absence of clogging in the percolator bed, very common in infiltration-percolation systems, no requiring no temporary stop of treatment to recover initial permeability conditions.

12.12.
Por la posibilidad de utilizar los dispositivos de oxigenación, descritos anteriormente, para la hipotética limpieza del lecho biológico, mediante la introducción a través de los mismos de un gran flujo de agua que eliminaría las obstrucciones del lecho.By the possibility of using oxygenation devices, described above, for hypothetical bed cleaning biological, by introducing through them a large water flow that would eliminate the obstructions of the bed.

13.13.
Por la repetición en serie del proceso, para permitir el tratamiento natural de cualquier agua residual orgánica, de tal modo que, la carga orgánica y microbiana que no logra depurarse en la primera fase pasa a la segunda y de esta a la siguiente. En contraste, los sistemas actuales por infiltración-percolación sólo son viables para tratamientos terciarios, o para aguas domésticas.By serial repetition of the process, to allow treatment natural of any organic wastewater, such that, the organic and microbial load that fails to purify in the first phase passes to the second and from this to the next. In contrast, the current infiltration-percolation systems only they are viable for tertiary treatments, or for water Domestic

14.14.
Por la gran calidad de las aguas obtenidas, generando un sistema de eliminación de la materia orgánica y de desinfección natural, por depredación, sin necesidad de utilizar desinfectante artificial alguno.By the high quality of the water obtained, generating a system of elimination of organic matter and natural disinfection, by predation, without using artificial disinfectant any.

15.fifteen.
Por la ventaja de mantener viva la masa biótica del lecho durante largos periodos de inactividad del sistema, gracias a la oxigenación permanente del mismo.By the advantage of keeping the biotic mass of the bed alive during long periods of system inactivity, thanks to oxygenation  permanent of the same.

16.16.
Por la necesidad de efectuar un desbaste previo de las aguas residuales a tratar, por cualquiera de las técnicas disponibles, y un filtrado físico adecuado a las especificaciones técnicas de los goteros utilizados.By the need to carry out a preliminary roughing of wastewater to be treated, by any of the available techniques, and a filtrate physical appropriate to the technical specifications of the drippers used

Por otra parte, la presente invención puede ser relacionada, por su apariencia exterior, con otras técnicas de depuración de aguas residuales completamente diferentes a los filtros percoladores, como son: la técnica utilizada en la infiltración sobre el terreno o "filtros verdes", y la técnica de los humedales o "wetlands".On the other hand, the present invention can be related, by its external appearance, with other wastewater purification techniques completely different from percolating filters, such as: the technique used in the infiltration on the ground or " green filters ", and the technique of wetlands or " wetlands ".

En los "filtros verdes" se utiliza un terreno natural, para transformarlo en una zona húmeda, mediante el riego superficial de aguas residuales. En esta técnica, la flora cultivada y el propio terreno consumen y depuran las aguas aplicadas, sin la posibilidad de recuperarlas para su reutilización. En los "wetlands", aunque se emplea un terreno artificial, como el lecho de la presente invención, y se recupera igualmente el agua tratada, se persigue, por el contrario, la generación de un medio saturado donde la depuración se efectúa esencialmente mediante plantas y microorganismos anaerobios, no se utilizan goteros como medio de aplicación, y se provoca generalmente un flujo horizontal o ascendente en el lecho saturado.In the " green filters " a natural terrain is used, to transform it into a humid zone, by means of the superficial irrigation of residual waters. In this technique, the cultivated flora and the land itself consume and purify the applied waters, without the possibility of recovering them for reuse. In the " wetlands ", although an artificial terrain is used, such as the bed of the present invention, and the treated water is also recovered, the generation of a saturated medium where the purification is carried out essentially by means of plants is pursued. and anaerobic microorganisms, drippers are not used as a means of application, and a horizontal or ascending flow in the saturated bed is generally caused.

En el documento del estado de la técnica ES 2 157 861 B1 se muestra un procedimiento que básicamente se diferencia del sistema capilar en que: Permite el desarrollo de áreas verdes sobre la superficie del lecho; Utiliza dispositivos de riego subterráneo que no pueden extraerse, para su limpieza o sustitución, por carecer del encamisado correspondiente; No dispone de dispositivos de aireación del lecho, lo cual no le permite el tratamiento completo (primario, secundario y terciario) en un mismo lecho; Tampoco dispone de dispositivos de limpieza del lecho para afrontar una hipotética colmatación; Precisa, para la obtención de la misma calidad de agua tratada, cuatro veces más superficie; Y presenta una necesidad de bombeo que supone unos costes de explotación y mantenimiento, al menos cuatro veces superiores.In the prior art document ES 2 157 861 B1 shows a procedure that basically difference of the capillary system in that: It allows the development of green areas on the bed surface; Use devices from underground irrigation that cannot be extracted, for cleaning or replacement, lacking the corresponding jacket; Does not have of bed aeration devices, which does not allow the complete treatment (primary, secondary and tertiary) in the same bed; Nor does it have bed cleaning devices for face a hypothetical clogging; Accurate, to obtain the same quality of treated water, four times more surface; Y it presents a need for pumping that involves costs of operation and maintenance, at least four times higher.

Considerando la publicación internacional WO 9625366, este documento describe un aparato o dispositivo "tipo wetlands" formado por dos cámaras; Una central rellena de material poroso, con diversos horizontes y tamaños de grano, por el que se hace pasar una corriente de agua residual que asciende desde la base hasta la superficie. Ello origina la inundación completa del compartimiento que actúa como reactor biológico. El agua que rebosa por esta primera cámara cae, por gravedad en una segunda cámara que rodea a la primera y que incorpora una serie de contenedores, o maceteros laterales, en los que es posible el cultivo de plantas. Las diferencias técnicas fundamentales de esta publicación con respecto a la presente invención consisten en que: El tratamiento del agua residual se realiza por técnicas diferentes (wetlands frente a filtros percoladores); además el tratamiento se realiza por medio de aparatos de doble cámara y no sobre una sola superficie; Se cultiva flora sobre las paredes de un aparato, para que esta contribuya a la depuración, y no sobre un humedal ornamental que contribuye esencialmente a la desnitrificación de las aguas ya tratadas.Considering the international publication WO 9625366, this document describes a device or device "type wetlands "formed by two chambers; a central filled with porous material, with different horizons and grain sizes, for the that a stream of wastewater that rises from the base to the surface. This causes the complete flood of the compartment that acts as a biological reactor. The water that overflows by this first camera falls, by gravity in a second camera that surrounds the first and that incorporates a series of containers, or side planters, in which the plant cultivation The fundamental technical differences of this Publication with respect to the present invention consists in that: Wastewater treatment is carried out by different techniques. (wetlands versus percolating filters); in addition the treatment is performed by means of dual camera devices and not on a single surface; Flora is grown on the walls of an apparatus, to that this contributes to the purification, and not on a wetland ornamental that contributes essentially to the denitrification of The waters already treated.

En el documento US 5,156,741 se describe un procedimiento que debe catalogarse como un procedimiento wetlands y no como un sistema de filtración-percolación, que incorpora un sistema de inyección de aire mediante un compresor. Las aguas residuales se inyectan en el fondo; se satura el medio; el flujo asciende y se recoge mediante tuberías de drenaje subsuperficiales; y la superficie se siembra de hierbas descontaminadoras.US 5,156,741 describes a procedure that should be cataloged as a wetlands procedure and not as a filtration-percolation system, which It incorporates an air injection system using a compressor. Wastewater is injected into the bottom; the medium is saturated; the flow rises and is collected by drainage pipes subsurfaces; and the surface is planted with herbs decontaminators

En el documento US 5,549,817 se describe un aparato para la depuración de aguas de tormentas que, por su diseño, introduce el agua en un lecho de arena, por el fondo y mediante tuberías ranuradas, provocando, como en los documentos anteriormente citados, la saturación del medio y un flujo ascendente hasta la superficie inundada, donde exclusivamente es posible desarrollar vegetación palustre (wetlands). Por tanto, este sistema, como los anteriores, no presenta semejanzas reales con la presente invención.US 5,549,817 describes a apparatus for the purification of storm water which, due to its design, introduce the water into a bed of sand, at the bottom and through grooved pipes, causing, as in the documents previously cited, the saturation of the medium and a flow ascending to the flooded surface, where it is exclusively possible to develop lush vegetation (wetlands). Therefore this system, like the previous ones, does not present real similarities with the present invention

Por último, en el documento US 4,218,318, se describe un sistema de depuración mixto (wetlands y filtro percolador, configurado en dos compartimentos conjuntos: Uno constituido por un lecho de gravas, colocado bajo un substrato de arena y separado del mismo mediante una placa perforada; Y otro exclusivamente de arena. Ambos se separan mediante una barrera vertical que no llega a la superficie para permitir el flujo del primer compartimiento al segundo. Las aguas se introducen por el fondo de las gravas y ascienden hasta atravesar las placas perforadas, saturar parcialmente las arenas superiores, y superar la barrera mencionada para descender a través de las arenas del compartimiento conjunto. La superficie se planta de especies palustres. Por lo tanto, las diferencias técnicas entre este procedimiento y el presente sistema capilar son claras y consistentes en: La aplicación del agua por medio de goteros, cerca de la superficie, en lugar utilizar una simple tubería. ranurada, en el fondo; No empleo de placas perforadas; Flujo siempre descendente y nunca saturado; y depuración siempre aerobia y nunca anaerobia.Finally, in US 4,218,318, describes a mixed debugging system (wetlands and filter percolator, configured in two joint compartments: One constituted by a bed of gravel, placed under a substrate of sand and separated from it by a perforated plate; And other exclusively of sand. Both are separated by a barrier vertical that does not reach the surface to allow the flow of First compartment to the second. The waters are introduced by the bottom of the gravels and ascend until they cross the plates perforated, partially saturate the upper sands, and overcome the aforementioned barrier to descend through the sands of the joint compartment. The surface is planted with species palustres Therefore, the technical differences between this procedure and the present capillary system are clear and consisting of: The application of water by means of drippers, near from the surface, instead use a simple pipe. grooved, in the background; No use of perforated plates; Flow always descending and never saturated; and purification always aerobic and never anaerobic

Ventajas de la invenciónAdvantages of the invention

La invención aporta ventajas que, sin limitación, son las siguientes:The invention provides advantages that, without limitation, are the following:

En contraste al estado general de la técnica, la presente invención consigue un lecho biológico total y continuamente oxigenado, por difusión, gracias al estado capilar permanente de las aguas en el referido lecho, lo cual posibilita la transferencia del oxígeno atmosférico al agua, y de esta a los microorganismos encargados de la depuración de las aguas. Estas condiciones permiten el funcionamiento continuo del proceso, 24 horas al día, 365 días al año, sin paradas ni períodos de encharcamiento, siempre en las mismas circunstancias, lo cual impide la generación de fangos y obstrucciones en el lecho, aportando la máxima garantía de continuidad y mínima fragilidad del sistema.In contrast to the general state of the art, the present invention achieves a total biological bed and continuously oxygenated, by diffusion, thanks to the capillary state permanent water in the referred bed, which allows the transfer of atmospheric oxygen to water, and from this to microorganisms responsible for water purification. These conditions allow continuous operation of the process, 24 hours a day, 365 days a year, without stops or periods of waterlogging, always in the same circumstances, which prevents the generation of sludge and obstructions in the bed, providing the maximum guarantee of continuity and minimum fragility of the system.

En estas óptimas y constantes condiciones ambientales, el sistema es capaz de tratar, de forma natural, aguas de alta carga orgánica, con una instalación extremadamente simple en su construcción, instalación y mantenimiento, y de bajos costes en todos los conceptos. Además, las líneas porta-goteros, único elemento frágil del sistema capilar, pueden ser sustituidas, total o parcialmente, gracias al encamisado de las mismas, mediante tuberías ranuradas o similar, sin necesidad de desmontar el lecho biológico.In these optimal and constant conditions environmental, the system is able to treat water naturally high organic load, with an extremely simple installation in its construction, installation and maintenance, and low cost in all concepts. In addition, the lines dropper holder, the only fragile element in the system capillary, can be replaced, totally or partially, thanks to the jacketing them, through grooved pipes or similar, no need to disassemble the biological bed.

Este sistema presenta además un altísimo rendimiento hidráulico (sin pérdidas de agua debido a evaporaciones, ni generación de fangos) y también se ve favorecido por un elevado grado de depuración que termina con la desinfección natural de las aguas (por depredación), sin necesidad de desinfectante alguno.This system also has a very high hydraulic performance (no water loss due to evaporation, or sludge generation) and is also favored by a high degree of purification that ends with disinfection natural water (by predation), without the need for any disinfectant

La ausencia de malos olores es otra característica esencial del sistema capilar, debido fundamentalmente al carácter 100% aerobio del tratamiento y al sistema de aireación-extracción de aire que es reconducido a una torre de lavado o similar.The absence of bad smells is another essential feature of the capillary system, due mainly the 100% aerobic nature of the treatment and the aeration-air extraction system which is redirected to a wash tower or similar.

Este sistema se adapta perfectamente a paradas intermitentes y altibajos en la llegada del influente, ya que los organismos del lecho siempre reciben el oxígeno necesario, tanto cuando se recibe agua como cuando no.This system adapts perfectly to stops intermittent and ups and downs on the arrival of the influent, since the Bed organisms always receive the necessary oxygen, both when water is received as when not.

La ausencia total de luz en las aguas aplicadas impide la generación de algas y, por tanto, se eliminan todos los problemas de colmatación que estas generan en los filtros percoladores.The total absence of light in the applied waters prevents the generation of algae and, therefore, all clogging problems that these generate in the filters percolators

La aplicación subterránea del agua contribuye también a evitar la emisión de aerosoles y a impedir la generación de malos olores, cuyo efecto negativo es tan frecuente en otros sistemas de depuración.The underground application of water contributes also to avoid the emission of aerosols and to prevent the generation of bad odors, whose negative effect is so frequent in others debugging systems

La ausencia de mantenimiento de la superficie del lecho en este sistema capilar, permite su utilización complementaria para la colocación de paneles solares y/o aerogeneradores para la obtención de energía natural con la que efectuar el proceso, o de cualquier otro uso, tratando de no impedir, o de favorecer, la entrada de oxígeno al lecho.The lack of surface maintenance of the bed in this capillary system, allows its use Complementary for the placement of solar panels and / or wind turbines for obtaining natural energy with which carry out the process, or any other use, trying not to prevent, or favor, the entry of oxygen into the bed.

Descripción de los dibujosDescription of the drawings

Otros objetos, adaptabilidades y capacidades aparecerán en la medida en que la descripción progrese, haciendo referencia a los dibujos que se acompañan en los cuales;Other objects, adaptations and capabilities will appear as the description progresses, making reference to the accompanying drawings in which;

La figura 1 es una visión general, en plano y sección, conforme a la presente invención. La figura 2 es una vista en sección en la que se esquematiza la línea de aire del presente sistema capilar. La figura 3 es una vista en sección en la que se aprecia la línea de agua de la presente invención.Figure 1 is an overview, in plan and section, in accordance with the present invention. Figure 2 is a view in section in which the present air line is schematized hair system Figure 3 is a sectional view in which appreciate the water line of the present invention.

Descripción detallada de los desarrollos preferentes de esta invenciónDetailed description of the preferred developments of this invention

Una descripción de la forma preferente de realización de la presente invención, se indica en las figuras adjuntas, donde aparece un sistema capilar para el tratamiento completo (primario, secundario y terciario) de aguas residuales tipo urbano, en cuatro fases de tratamiento. Para otros tipos de agua, más o menos cargada, la descripción se diferenciará en el número de fases, que será mayor o menor, respectivamente.A description of the preferred form of embodiment of the present invention, is indicated in the figures attached, where a capillary system for treatment appears Complete (primary, secondary and tertiary) wastewater urban type, in four phases of treatment. For other types of water, more or less charged, the description will differ in the number of phases, which will be greater or less, respectively.

Las aguas residuales brutas de un núcleo de población, tras someterse a un pre-tratamiento (15), se recogen en un depósito (16) para su bombeo al lecho biológico (1). El pre-tratamiento se efectuará a base de: pozo de gruesos, desarenador, reja de desbaste y tamices de unos 0,15 a 1 mm de luz, desengrasador, o de cualquier otro sistema existente o que surja de la técnica. Las aguas bombeadas pasan previamente por un filtro (17) para eliminar las partículas suspendidas en el agua que no sean admisibles por el tipo de goteros instalado (luz de paso de 130 micras, como referencia más común), y se trasladan hasta los goteros mediante la red de impulsión (18).The raw wastewater from a core of population, after undergoing a pre-treatment (15), are collected in a tank (16) for pumping to the bed biological (1). The pre-treatment will be carried out at base of: coarse pit, sand trap, roughing fence and sieves about 0.15 to 1 mm of light, degreaser, or any other existing system or arising from the technique. The pumped waters pre-pass through a filter (17) to remove particles suspended in water that are not admissible by the type of drippers installed (130 micron passing light, for reference more common), and they are transferred to the drippers through the network of drive (18).

El bombeo energético puede ser sustituido por una conducción que, por diferencias de cota, aporte la presión necesaria para los goteros.Energy pumping can be replaced by a driving that, due to elevation differences, brings the pressure necessary for the drippers.

Sobre el referido lecho de grava (1), o similar, de unos 200 cm de espesor total, de naturaleza preferentemente homogénea, e impermeabilizado por una lámina plástica, o similar, (6) se coloca una red de tuberías porta-goteros (4), que van encamisadas en el interior de tuberías (3). Estas serán ranuradas, preferentemente sólo en la parte inferior y con ausencia de ondulaciones, para evitar siempre la acumulación de pequeñas cantidades de agua sin depurar en el seno de las mismas. Este conjunto se cubre con una nueva capa de lecho (1s), con un espesor de unos 15 a 20 cm, para evitar la generación de algas, por inexistencia de luz, y permitir la entrada (8) de oxígeno a la primera fase del tratamiento biológico.On said gravel bed (1), or similar, about 200 cm in total thickness, preferably by nature homogeneous, and waterproofed by a plastic sheet, or similar, (6) a network of dropper pipe is placed (4), which are embedded inside pipes (3). These they will be grooved, preferably only at the bottom and with absence of undulations, to always avoid the accumulation of small amounts of uncured water within them. This set is covered with a new bed layer (1s), with a thickness of about 15 to 20 cm, to avoid the generation of algae, by lack of light, and allow the entry (8) of oxygen into the First phase of biological treatment.

Las líneas porta-goteros se insertarán a los colectores de impulsión y limpieza (no mostrados), preferentemente mediante dispositivos de enganche desmontable, con válvulas de cierre individuales, para su mantenimiento independiente. Estas conexiones deben ser, por tanto, registrables mediante arquetas (15) o cualquier otro procedimiento. El colector de impulsión se conecta a la impulsión (18) y el de limpieza a la red del mismo nombre (no mostrada) que devuelve las aguas al pre-tratamiento, a una velocidad adecuada para que la turbulencia limpie los depósitos de material generados en el interior de los porta-goteros.The dropper lines are will insert the discharge and cleaning manifolds (not shown), preferably with detachable hitch devices, with individual shut-off valves, for maintenance Independent. These connections must therefore be registrable by means of boxes (15) or any other procedure. The collector drive is connected to the drive (18) and the cleaning to the network of the same name (not shown) that returns the waters to the pre-treatment, at a suitable speed so that the turbulence clean the deposits of material generated in the inside of the drip holders.

Bajo los goteros y su encamisado, se coloca la primera parte del lecho (1a), de unos 50 cm de espesor, que actúa como tratamiento primario, o primera fase del tratamiento. Al atravesar completamente esta zona el flujo capilar (7), el lecho se tiene que re-oxigenar mediante un entramado de tuberías ranuradas (3.1., 3.2. y 3.3.), originando la 2ª, 3ª y 4ª fase del tratamiento, respectivamente. El espesor de lecho de estas nuevas fases puede ser idéntico al primero.Under the drippers and their jacket, the first part of the bed (1a), about 50 cm thick, acting as primary treatment, or first phase of treatment. To the completely cross this area the capillary flow (7), the bed is it has to re-oxygenate through a network of grooved pipes (3.1., 3.2. and 3.3.), originating the 2nd, 3rd and 4th treatment phase, respectively. The bed thickness of these New phases may be identical to the first.

Los tubos de aireación utilizados (3.1., 3.2. y 3.3.), de similares características a los empleados para el encamisado (3) de los goteros, posibilitan la entrada de aire atmosférico, cargado de oxígeno, al interior del lecho, donde el aire intergranular se encuentra empobrecido en este elemento, por la respiración de la masa biótica de la fase superior. El resultado de la conexión entre estas dos masas de aire es la re-oxigenación de la empobrecida, por un fenómeno de difusión, y la consecuente absorción de oxígeno por el agua capilar del lecho, donde se encuentran los microorganismos causantes de la filtración biológica, comenzando aquí una nueva fase de tratamiento.The aeration tubes used (3.1., 3.2. And 3.3.), Of similar characteristics to the employees for the jacketed (3) of the drippers, allow the entry of air atmospheric, loaded with oxygen, inside the bed, where the intergranular air is impoverished in this element, by the breathing of the biotic mass of the upper phase. The result of the connection between these two air masses is the re-oxygenation of the impoverished, by a phenomenon of diffusion, and the consequent absorption of oxygen by capillary water from the bed, where the microorganisms causing the biological filtration, starting here a new phase of treatment.

Esta infraestructura de aireación puede funcionar mediante las dos opciones reflejadas en la figura nº 2. Según la opción a, la oxigenación será totalmente natural, por el libre paso del aire atmosférico a través de los dos extremos de las tuberías ranuradas. Según la opción b, la oxigenación natural del lecho se refuerza por la acción de un extractor (13), o similar, que conecta, mediante un conducto principal (12), todas las tuberías de aireación (3.1., 3.2. y 3.3.) y (3) a una torre de lavado de gases (14), o similar, para su posible desodorización. Aunque no se recomienda, esta opción podría incluso complementarse con la incorporación de oxígeno artificial, si se desea aumentar el rendimiento del sistema capilar, para el tratamiento de aguas residuales muy cargadas, procedentes de la industria.This aeration infrastructure can function through the two options reflected in figure 2. According to option a, oxygenation will be completely natural, by free passage of atmospheric air through the two ends of the grooved pipes According to option b, the natural oxygenation of the bed is reinforced by the action of an extractor (13), or the like, which connects, through a main conduit (12), all aeration pipes (3.1., 3.2. and 3.3.) and (3) to a tower of gas washing (14), or the like, for possible deodorization. Although not recommended, this option might even complement each other. with the incorporation of artificial oxygen, if it is desired to increase the capillary system performance, for water treatment heavily loaded waste, coming from the industry.

Al atravesar el flujo capilar la última parte del lecho (1d), el agua se encuentra tratada y desinfectada, con calidad equiparable al denominado tratamiento terciario, con la peculiaridad de su alto contenido en nutrientes y oxígeno disuelto, y sin la utilización adicional de oxígeno ni desinfectante artificial alguno.By crossing the capillary flow the last part from the bed (1d), the water is treated and disinfected, with quality comparable to the so-called tertiary treatment, with the peculiarity of its high content of nutrients and dissolved oxygen, and without the additional use of oxygen or disinfectant some artificial.

El flujo capilar (7), al alcanzar la base impermeable (6), origina un flujo laminar (10) que sale del lecho hacia el humedal (11), diseñado para el desarrollo de fauna y cultivo ornamental de plantas acuáticas, que consumen la escasa masa biótica que se desprende del lecho y reducen la concentración de nutrientes de las aguas tratadas.The capillary flow (7), upon reaching the base waterproof (6), causes a laminar flow (10) that comes out of the bed towards the wetland (11), designed for wildlife development and ornamental cultivation of aquatic plants, which consume scarce biotic mass that detaches from the bed and reduces concentration of nutrients from treated waters.

Todo el lecho biológico, con sus fases de tratamiento, se puede delimitar con paredes (2) o mediante taludes, no mostrado, que permiten una mayor integración en el paisaje. En cualquier caso, se recomienda, en contraposición con el resto de sistemas de infiltración-percolación, no realizar un cajeado estanco, tipo estanque impermeable, y proceder, en la medida de lo posible, a colocar el lecho sobre el terreno y con drenaje natural hacia el humedal, sin necesidad de bombeo alguno.The entire biological bed, with its phases of treatment, can be delimited with walls (2) or by slopes, not shown, which allow greater integration into the landscape. In in any case, it is recommended, as opposed to the rest of infiltration-percolation systems, do not perform a watertight recess, waterproof pond type, and proceed, in the as much as possible, to place the bed on the ground and with natural drainage to the wetland, without pumping any.

La tasa de recarga del lecho biológico es, para este ejemplo, de 176 l/h/m^{2}, lo cual se consigue con el empleo de 44 goteros, de 4 l/h, por cada metro cuadrado de lecho. Esto supone un caudal de tratamiento máximo de unos
4.000 l/m^{2}/día, que puede reducirse o aumentarse modificando las características y distanciamiento entre goteros.
The biological bed recharge rate is, for this example, 176 l / h / m2, which is achieved with the use of 44 drippers, 4 l / h, per square meter of bed. This means a maximum treatment flow of about
4,000 l / m2 / day, which can be reduced or increased by modifying the characteristics and distance between drippers.

Cuando se pretende depurar aguas de muy alta carga contaminante, el diseño de la presente invención puede verse enriquecido con más fases de tratamiento y complementado con procesos de depuración convencionales, tipo anaerobio, para reducir el contenido en nitrógeno y más concretamente en nitritos que inhiben el crecimiento microbiano.When it is intended to purify very high waters pollutant load, the design of the present invention can be seen enriched with more treatment phases and supplemented with conventional purification processes, anaerobic type, to reduce the nitrogen content and more specifically in nitrites that inhibit microbial growth.

Aunque he descrito las características fundamentales de mi invención, debe entenderse que son posibles otras adaptaciones y modificaciones dentro del objeto de las siguientes reivindicaciones.Although I have described the characteristics fundamental of my invention, it should be understood that they are possible other adaptations and modifications within the scope of the following claims.

Claims (5)

1. Sistema capilar, caracterizado por la aplicación subterránea del agua residual a depurar, mediante dispositivos de goteo que van encamisados en tuberías para permitir el montaje y desmontaje de las líneas porta-goteros. Estas tuberías se colocarán en el interior del lecho, próximo a la superficie, y serán ranuradas, preferentemente sólo en la parte inferior y con ausencia de ondulaciones, para evitar siempre la acumulación de pequeñas cantidades de agua sin depurar en el seno de las mismas.1. Capillary system, characterized by the underground application of the wastewater to be treated, by means of drip devices that are encased in pipes to allow the assembly and disassembly of the drip-holder lines. These pipes will be placed inside the bed, close to the surface, and will be grooved, preferably only in the lower part and with no ripples, to always prevent the accumulation of small amounts of uncured water within them. 2. Sistema capilar, según la reivindicación anterior, caracterizado por distribuir total y continuamente, en formato capilar, las aguas a tratar en el interior de un lecho biológico, de alta permeabilidad, tipo gravas o similar, para transmitir el oxígeno desde el aire existente en el lecho a la fina película de agua que rodea los granos del referido lecho, donde, en ausencia de luz, se conforman unas óptimas condiciones ambientales para el desarrollo de macro y micro-organismos aerobios, causantes de la depuración de las aguas, sin originar nunca encharcamientos ni zonas sépticas.2. Capillary system, according to the preceding claim, characterized by totally and continuously distributing, in capillary format, the waters to be treated inside a biological bed, of high permeability, gravel type or the like, to transmit oxygen from the existing air in the bed to the thin film of water that surrounds the grains of the referred bed, where, in the absence of light, optimum environmental conditions are formed for the development of macro and aerobic micro-organisms, causing water purification, without never cause waterlogging or septic zones. 3. Sistema capilar, según alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por repetir, en serie, de arriba a abajo, el proceso de filtración biológica capilar, para conseguir diferentes fases de tratamiento, empleando un único emparrillado de goteros en la parte superior de la primera fase, y utilizando un sistema de aireación en serie, mediante tuberías ranuradas, colocadas al inicio de la segunda y siguientes fases de tratamiento, lo cual re-oxigena completa y continuamente cada sección del lecho, de arriba a abajo.3. Capillary system, according to one of the preceding claims, characterized by repeating, in series, from top to bottom, the process of capillary biological filtration, to achieve different treatment phases, using a single grid of drippers at the top of the first phase, and using a series aeration system, through grooved pipes, placed at the beginning of the second and subsequent treatment phases, which re-oxygenates each section of the bed continuously and from top to bottom. Esta infraestructura de aireación puede funcionar mediante las dos opciones reflejadas en la figura nº 2. Según la opción a, la oxigenación será totalmente natural, por el libre paso del aire atmosférico a través de los dos extremos de las tuberías ranuradas. Según la opción b, la oxigenación natural del lecho se refuerza por la acción de un extractor (13) que conecta, mediante un conducto principal (12), todas las tuberías de aireación (3.1., 3.2. y 3.3.) y (3) a una torre de lavado de gases, o similar, (14). Aunque no se recomienda, esta opción podría incluso complementarse con la incorporación de oxígeno artificial si se desea aumentar el rendimiento del sistema capilar en el caso del tratamiento de aguas residuales muy cargadas, procedentes de la industria.This aeration infrastructure can function through the two options reflected in figure 2. According to option a, oxygenation will be completely natural, by free passage of atmospheric air through the two ends of the grooved pipes According to option b, the natural oxygenation of the bed is reinforced by the action of an extractor (13) that connects, by a main conduit (12), all the pipes of aeration (3.1., 3.2. and 3.3.) and (3) to a gas washing tower, or similar, (14). Although not recommended, this option could even complement with the incorporation of artificial oxygen if you want to increase the performance of the capillary system in the case of the treatment of heavily loaded wastewater from the industry. 4. Sistema capilar, según alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por incorporar dispositivos, para la hipotética limpieza del lecho biológico, constituidos por los mismos dispositivos de aireación descritos anteriormente, mediante la introducción a través de los mismos de un gran flujo de agua que eliminaría las obstrucciones del lecho.4. Capillary system, according to any of the preceding claims, characterized by incorporating devices, for the hypothetical cleaning of the biological bed, constituted by the same aeration devices described above, by introducing through them a large water flow that it would remove the obstructions of the bed. 5. Sistema capilar, según alguna de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por la recogida del agua tratada, mediante un humedal diseñado para el consumo de la escasa masa biótica que se desprende del lecho y también para la desnitrificación de las aguas tratadas. Todo ello gracias al desarrollo de fauna y cultivo ornamental de plantas acuáticas en el referido humedal.5. Capillary system, according to one of the preceding claims, characterized by the collection of the treated water, by means of a wetland designed for the consumption of the scarce biotic mass that emerges from the bed and also for the denitrification of the treated waters. All this thanks to the development of fauna and ornamental cultivation of aquatic plants in the referred wetland.
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