ES2310268T3 - Acoplamiento de una estacion de tratamiento de alcantarillado -sts- a una planta de tratamiento para la floculacion y flotacion de corrientes de agua. - Google Patents
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Abstract
Acoplamiento de una estación de tratamiento de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación y flotación de corrientes de agua, caracterizado porque dicho acoplamiento comprende la instalación de la estación de tratamiento de alcantarillado STS corriente arriba de la estación de tratamiento de floculación y flotación (10), de tal modo que la salida de dicha estación STS (23) está directamente conectada a la entrada (11) de la planta de tratamiento de floculación y flotación (10) dispuesta en el cauce de la corriente del cuerpo de agua (1) o próxima e interconectada a la misma mediante un canal de flujo inducido, comprendiendo la estación de tratamiento de alcantarillado STS unos reductores anaeróbicos -RAFA 30- y un filtro biológico, clasificándose el procedimiento de flotación (10) como un tratamiento terciario.
Description
Acoplamiento de una estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento para la floculación
y flotación de corrientes de agua.
La presente invención se refiere al acoplamiento
de una estación de tratamiento de alcantarillado -STS- a una planta
de tratamiento de floculación y flotación de corrientes de agua y,
más particularmente, a la inserción de una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- como primera etapa de un tratamiento
dinámico de optimización del procedimiento de tratamiento de
floculación y flotación de corrientes agua de zonas urbanas y/o de
zonas próximas.
En líneas generales, la urbanización se basa
principalmente en la disponibilidad de embalsar agua potable para
el suministro público. Particularmente, con pocas excepciones, las
ciudades se han creado y se han desarrollado próximas a cuerpos de
agua, a partir de las cuales se embalsa el agua que por último se
destina a diversos usos urbanos.
Generalmente, el crecimiento urbano se produce
hacia las principales fuentes de recursos de agua. Generalmente,
los manantiales y los embalses están físicamente implicados en los
límites de las grandes ciudades.
Además de esta ampliación física y del
crecimiento demográfico, la producción de residuos domésticos e
industriales, de desechos sólidos y semisólidos y de aguas
residuales también forman parte del fenómeno de la urbanización,
más intensamente en las grandes ciudades.
La implementación de unos sistemas de evacuación
que consten de la recogida, el transporte y el tratamiento de los
vertidos y del alcantarillado constituye otra necesidad y es una
condición esencial del desarrollo urbano.
En síntesis, el punto de equilibrio urbano se
alcanza mediante el ciclo formado por las etapas siguientes: (a)
embalsar agua para el suministro; (b) generación de desechos y
vertidos (alcantarillado); (c) embalse y transporte de los
vertidos; (d) tratamiento de los vertidos; (e) postratamiento de los
vertidos lanzándolos a unos cuerpos de agua; y (f) autopurificación
de los cuerpos de agua.
Generalmente, la urbanización intensiva de las
cuencas hidrográficas implica una ruptura del equilibrio establecido
que resulta evidente por la elevada generación de desechos y
vertidos que superan la capacidad de autopurificación de los
cuerpos de agua. Por consiguiente, el deterioro medioambiental de
los embalses de agua y la perdida progresiva de la calidad del agua
se presenta como denominador común en las áreas densamente
urbanizadas.
Este deterioro y contaminación de los
manantiales de agua se agrava con el crecimiento demográfico, de
modo que aumenta la polución que continuamente se lanza a las
corrientes de agua.
Más particularmente, haciendo referencia a los
sistemas de tratamiento de alcantarillado objeto de la presente
invención en las zonas que presentan una concentración urbana
organizada, estas se pueden clasificar en cuatro categorías, a
saber: a) las ciudades que no tienen ningún tipo de embalse,
transporte y estación de tratamiento de alcantarillado, en las que
todo el alcantarillado y aguas utilizadas en las concentraciones
urbanas son lanzadas a la red de las aguas pluviales, que a su vez
alcanzan los cauces de unos manantiales o de unos ríos secundarios
que desembocan en los cuerpos de agua importantes de la zona, que a
su vez pueden atravesar diversas ciudades antes de desembocar en el
mar o en un embalse; b) las ciudades provistas de un sistema de
tratamiento de alcantarillado simple que recogen individualmente o
colectivamente (por sectores) el alcantarillado generado por las
concentraciones urbanas y después las lanzan a la red de aguas
pluviales que exceptuando las aguas de lluvia son tratadas en unas
estaciones STS, y desde este punto hacia delante el alcantarillado
tratado es transportado del mismo modo que se ha descrito
anteriormente hasta que alcanzan un curso principal a un gran
cuerpo de agua; c) las ciudades, que no obstante, están provistas de
un sistema completo de separación de la carga generada por el
alcantarillado, y en este caso todo el alcantarillado generado por
la concentración urbana es recogido y transportado a una estación
de tratamiento, en donde los desechos son separados y purificados y
el agua residual, después de ser tratada, es lanzada a las
corrientes de agua y/o a los embalses; y d) las ciudades, en las
que independientemente del tamaño, el tratamiento del alcantarillado
es una combinación en la que una parte de la población utiliza un
sistema de recogida de alcantarillado simple, otra parte de la
población utiliza un sistema de separación completo y también otra
parte de la población no utiliza ningún tipo de sistema de recogida
o de tratamiento, lanzando el alcantarillado a los cuerpos de agua,
bien sea directamente o a través de la red existente de aguas
pluviales.
También considerando que un cuerpo de agua
atraviesa a lo largo de todo su curso innumerables polígonos de
concentración urbana que están comprendidos en alguno de los
diferentes modelos descritos anteriormente, resulta evidente que el
nivel de contaminación y de polución del cuerpo de agua corriente
abajo es significativamente mayor, de modo que inevitablemente
afecta a las concentraciones urbanas situadas geográficamente en esa
porción del cuerpo de agua, o en el caso de no estar próximas, se
suministren de las aguas de dicho cuerpo de agua.
Para el tratamiento de los cuerpos de agua, es
conocido, un procedimiento para eliminar los materiales
polucionantes y/o las sustancias contenidas en las corrientes de
agua, que constituye el objeto de la patente US nº10/167.089, del
06/10/2002 y del correspondiente documento de patente de Brasil nº
Pl0105462-7, del 06/11/2001, dicho procedimiento
garantiza la eliminación de los aspectos que hieren el sentido
estético, así como garantiza la conservación de los recursos
naturales de agua contra la polución severa y el mantenimiento de
las condiciones de plena utilización, bien sea conteniendo los
recursos de agua para una reutilización posterior; bien sea en la
implementación y desarrollo de industrias, o para la utilización de
las corrientes de agua urbana como elemento de recreo o
deportivo.
No obstante, el procedimiento definido por la
patente US nº10/167.089, del 06/10/2002 y por el documento de
patente de Brasil nº Pl0105462-7, del 06/11/2001,
cuyas etapas se realizan a lo largo de la propia corriente de agua,
proporciona un tratamiento de flotación dinámico de todo el volumen
de agua que lo atraviesa, de modo que el agua ya tratada que fluye
corriente abajo de esta zona de tratamiento continuo es vulnerable a
un nuevo foco de polución si no se adopta algún tipo de
procedimiento adicional para contener los vertidos o descargas de
alcantarillado en el cuerpo de agua.
Idealmente, todas las concentraciones urbanas
deberían tener, en efecto, por lo menos una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- apta para realizar cuanto menos un
tratamiento primario del alcantarillado recogido para reducir el
nivel de contaminación de los cuerpos de agua que abastecen dichas
concentraciones urbanas.
Otra condición ideal en cualquier modelo de
concentración urbana es que toda la carga del alcantarillado
generado por la comunidad sea recogido y enviado a una estación de
tratamiento -STS- reduciéndose el nivel de alcantarillado lanzado a
los cuerpos de agua a casi cero. En algunas ocasiones, dicho nivel
no alcanza el 100% porque siempre hay un lanzamiento clandestino de
alcantarillado al cuerpo de agua, bien sea directa o indirectamente,
a través de la red de aguas pluviales, o bien de corrientes
principales o de corrientes secundarias.
Otra condición ideal, principalmente en las
ciudades en crecimiento, es la provisión de una estación de
tratamiento de alcantarillado -STS- que sea dinámica, es decir, que
pueda ampliarse cuando crezca la concentración urbana, evitando de
ese modo la posibilidad de colapso de la estación existente y no
siendo necesario prever un colapso del servicio de tratamiento, con
una inversión inicial mayor para la construcción de una gran
instalación que no se utilizará al principio, mientras no se
alcance la ampliación demográfica predicha.
Por consiguiente, uno de los objetivos de la
presente invención es proporcionar un acoplamiento de una estación
de tratamiento de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento
de floculación y flotación de corrientes agua apta para dirigir
todo el alcantarillado generado por la concentración urbana de modo
que se conserve rigurosamente el cauce de la corriente principal de
agua, que a su vez esté provista de un procedimiento de flotación
dinámico, que constituya una etapa de tratamiento secundario o
incluso terciario del alcantarillado en dicho acoplamiento.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar el acoplamiento de una estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación y
flotación de corrientes agua que garantice una predeterminada
calidad del agua tratada sin que se produzca ninguna pérdida en
términos de inversión en la red de alcantarillado, de transporte y
de STS de cualquier concentración urbana.
Asimismo, otro objetivo de la presente invención
es proporcionar el acoplamiento de una estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación y
flotación de corrientes agua que se pueda instalar dinámicamente,
es decir, cuya ampliación esté determinada por la ampliación de las
concentraciones urbanas que generan el alcantarillado recogido,
evitando de ese modo un tamaño excesivo de las instalaciones que
habitualmente se realizan para prevenir el colapso del sistema.
Otro objetivo de la presente invención es
proporcionar el acoplamiento de una estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación y
flotación de corrientes agua que se puedan instalar tanto próxima
al cauce de la corriente del cuerpo de agua que ya ha sido sometida
al procedimiento del tratamiento de floculación y flotación como
alejada de dicho cuerpo de agua, proveyendo que la salida de drenaje
de dicha estación de tratamiento de alcantarillado -STS- esté
directamente conectada a la entrada de la estación que realiza el
tratamiento de floculación y flotación del cuerpo de agua.
Según un primer aspecto de la presente
invención, dichos objetivos se alcanzan acoplando una estación de
tratamiento de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de
floculación y flotación de corrientes de agua del tipo divulgado
mediante el proceso de tratamiento definido por la patente US
nº10/167.089, del 06/10/2002 y por la patente de Brasil nº
Pl0105462-7, del 06/11/2001, comprendiendo dicho
acoplamiento la instalación de una estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- corriente abajo de la estación de tratamiento
de floculación y flotación, de modo que la salida de dicha STS está
directamente conectada a la entrada de floculación y flotación de
la planta de tratamiento provista en el cauce del cuerpo de agua o
próxima e interconectada a él mediante un canal de flujo
inducido.
A continuación, la presente invención se
describe haciendo referencia a los dibujos adjuntos, que se
proporcionan a título de ejemplo sin ninguna limitación, en los
que:
la Figura 1 representa esquemáticamente una
vista en planta superior de un tramo del cuerpo de agua ya sometido
al tratamiento de floculación y flotación, que está conectado a la
estación de recogida y tratamiento de alcantarillado -STS- que
proceden todas de una concentración urbana ya establecida;
\newpage
la Figura 2 representa esquemáticamente una
vista en planta de un tramo más largo del cuerpo de agua
representado en la figura anterior, en este caso la estación de
recogida y tratamiento de alcantarillado -STS- está situada más
alejada de dicho cuerpo de agua ya sometido al tratamiento de
floculación y flotación, recibiendo dicha estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- todo el alcantarillado generado en más de
una concentración urbana establecido próximo al cuerpo de agua, y
también representa esquemáticamente una estación de tratamiento
-WTS- situada entre el embalse de agua y la zona urbana que
suministra;
las Figura 3, 3a y 3b representan,
respectivamente, unos diseños de unas formas de realización del
acoplamiento de la estación de tratamiento de alcantarillado -STS-
a la planta de floculación y flotación de corrientes de agua
inicialmente agrupadas en el interior del cauce de la corriente del
cuerpo de agua;
las Figuras 4, 4a y 4b representan,
respectivamente, unos diseños de una formas de realización del
acoplamiento de la estación de tratamiento de alcantarillado -STS-
a la planta de floculación y flotación de corrientes de agua
originalmente agrupadas en un canal de flujo inducido;
Según estas representaciones, un primer aspecto
de la presente invención se refiere al acoplamiento de la estación
de tratamiento de alcantarillado -STS- a la planta de tratamiento de
floculación y flotación de corrientes de agua, que se realiza en un
tramo del cuerpo de agua 1, en el que el procedimiento de
floculación y flotación de corrientes de agua que es el definido
por el documento de patente US nº10/167.089, del 06/10/2002 y por
la patente de Brasil nº Pl0105462-7, del 06/11/2001,
ya se ha realizado en lo sucesivo se denominará la estación de
flotación 10; estando instalada dicha estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- en un lugar y a una distancia del cuerpo de
agua 1, recogiendo todo el alcantarillado Qe generado por los
centros urbanos ya establecidos 20, siendo dicho alcantarillado
transportado por la red 21 hasta la entrada de la estación de
tratamiento de alcantarillado STS.
La salida o drenaje para lanzar la porción
líquida del alcantarillado tratado Qe_{2} en dicha estación de
tratamiento de alcantarillado STS está directamente conectada, a
través de la red 23, a la entrada de la zona de embalse 11 provista
en un canal inducido FE o en el cauce de la corriente del propio
cuerpo de agua 1, en donde está posicionada la estación de
flotación, que también representa una etapa adicional del
tratamiento del alcantarillado. De ese modo, el alcantarillado
Qe_{2} ya tratado junto con la porción agua del cuerpo de agua 1
que se embalsa en el punto de entrada 11 de la estación de flotación
10 se somete a un procedimiento de flotación 10, definido por las
etapas de floculación, flotación y eliminación del lodo flotante y
el bombeo del mismo para purificarlo o volverlo al tratamiento
primario RAFA. El volumen de líquido resultante de dicho
tratamiento de flotación 10 es lanzado de nuevo al cuerpo de agua 1,
que sigue el curso de la misma formando parte del flujo de salida
normal Q_{T}, ver las Figuras.
Conviene enfatizar que el volumen del
alcantarillado Qe que proviene de la red, antes de entrar en la
estación de tratamiento STS se somete a una etapa de tratamiento
preliminar 22, que comprende un sistema de rejillas para retener
los residuos sólidos y que es seguido de un cajón de arena, para ser
lanzado después eficazmente a la estación de tratamiento de
alcantarillado STS.
En las Figuras 1, 2, 3a, 3b y 4b, se representa
la estación de tratamiento de alcantarillado STS que está formada
por un conjunto de reactores anaeróbicos -RAFA 30-, que, después del
tratamiento preliminar 22, procesa el alcantarillado Qe,
configurando de ese modo el tratamiento primario del alcantarillado
Qe, mientras que el procedimiento de flotación 10 resulta como
tratamiento secundario del alcantarillado Qe, antes de lanzarlo a
la masa e agua 1, formando de ese modo el flujo de salida Q_{T}
corriente abajo del anterior.
No obstante, otras formas de realización de la
estación de tratamiento de alcantarillado -STS- se pueden utilizar
después del tratamiento preliminar 22 y antes del procedimiento de
flotación 10, de modo que este último puede ser clasificado incluso
como de tratamiento terciario.
Por consiguiente, además de los reactores
anaeróbicos -RAFA 30-, la estación de tratamiento de alcantarillado
-STS- puede comprender unos estanques anaeróbicos teniendo o no
otros estanques, de modo que el procedimiento de flotación 10 sigue
siendo un tratamiento secundario. En el caso que la estación de
tratamiento de alcantarillado -STS- esté provista de reactores
anaeróbicos -RAFA 30- y de un filtro biológico, el procedimiento de
flotación 10 se realiza a continuación ya con la clasificación de
tratamiento terciario.
De ese modo, la utilización de un procedimiento
de flotación 10 posterior a la estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- es apto para alcanzar una eficiencia altamente
significativa en la eliminación de los polucionantes que
convencionalmente se lanzan a los cuerpos de agua 1.
Las Figuras 3, 3a, 3b, 4, 4a y 4b, representan
claramente cómo dicho acoplamiento es apto selectiva y
progresivamente para cualquier tipo de ciudad, cuya implementación
consta de tres etapas, de modo que: en las ciudades sin una red
parcial de recogida de alcantarillado Qe o en las ciudades con una
red de recogida de alcantarillado y sin interceptores y STS, el
procedimiento de flotación se ensambla inicialmente en la corriente
del río 1, ver Figura 3; en la segunda etapa, Figura 3a, se
construye una red parcial de alcantarillado e interceptores, de
modo que el tratamiento preliminar 22 es seguido de una STS que
forma el tratamiento primario, el acoplamiento con el procedimiento
de flotación 10 define el tratamiento secundario; y en una tercera
etapa, cuando el tratamiento primario -STS- ya se ha ampliado,
dicha estación ampliada Qe_{2} empieza a tratar todo el
alcantarillado Qe=Qe_{1}+Qe_{2}, de modo que se crea el embalse
B en el curso del cuerpo de agua 1, y un bypass en este último, de
modo que se separa el procedimiento de flotación 10, corriente
arriba, estando completamente libre de polución, y de ese modo
dicho procedimiento de flotación 10 está formado exclusivamente por
el tratamiento secundario de red de alcantarillado Qe de dicha
concentración urbana, ver Figura 3b.
Lo mismo sucede cuando el procedimiento de
flotación 10 se implementa en un canal inducido FE próximo al cuerpo
de agua 1, repitiendo las tres etapas partiendo de la
implementación del propio procedimiento de flotación 10, pasando
por el acoplamiento de la STS, de modo que dicha segunda etapa
configura la recogida y el tratamiento parcial del alcantarillado
Qe_{2}, y por último la estación de tratamiento STS se amplia y el
canal inducido FE se interrumpe, de modo que se empieza a tratar
por flotación toda y solo todo el alcantarillado Qe que es recogido
y tratado en la estación de tratamiento STS acoplada a la misma, ver
las Figuras 4, 4a, y 4b.
De modo que, dicho acoplamiento se puede
implementar en las ciudades que no están provistas de ningún tipo
de recogida, de transporte y de estaciones de tratamiento de
alcantarillado y en las que todo el alcantarillado Qe_{1} y el
agua utilizada por la concentración urbana sea lanzada a la red de
aguas pluviales, que a su vez desemboca en manantiales o en ríos
secundarios que desembocan en los cuerpos de agua 1, ver las Figuras
3, 3a. Asimismo, se puede acoplar a las ciudades provistas de unos
sistemas de tratamiento simples que recogen individual o
colectivamente (por sectores) el alcantarillado Qe_{1} generado
por la concentración urbana lanzándolo después a la red de aguas
pluviales, que son tratadas a excepción de la lluvia en la STS, y a
partir de ese punto el alcantarillado tratado es conducido del
mismo modo descrito anteriormente hasta que alcanza el curso de los
cuerpos de agua principales o muy importantes 1. Asimismo, dicho
acoplamiento es apto para las ciudades que están provistas de un
sistema de separación completo 22 de la carga generada por el
alcantarillado Qe, y en este caso toda el alcantarillado Qe =
Qe_{1} + Qe_{2} que es generado por la concentración urbana es
recogido y conducido a la estación de tratamiento, en donde se
eliminan los residuos y se purifica el agua residual, que después
de ser tratada, se lanza a los manantiales de agua y/o a los
embalses 1, véase las Figuras 3b, 4b; y principalmente dicho
acoplamiento se ajusta a las ciudades que están provistas
inicialmente de un sistema mixto de tratamiento de alcantarillado
Qe, utilizando una parte de la población un sistema simple para la
recogida del alcantarillado Qe_{2} y otra parte utiliza un sistema
completo de separación y otra parte de la población no utiliza
ningún sistema de recogida o tratamiento del alcantarillado
Qe_{1}, lanzando el mismo en las cuerpos de agua 1, directamente
o a través de la red de aguas pluviales existente. En este caso,
con la implementación del acoplamiento, como la recogida y
conducción del alcantarillado Qe_{1} se centralizan en la
estación de tratamiento STS, dicho alcantarillado no se lanzan
directamente a los cuerpos de agua, de modo que el mismo no se
contamina a lo largo de todo el tramo urbano, ver Figuras 3b y
4b.
Claims (5)
1. Acoplamiento de una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación
y flotación de corrientes de agua, caracterizado porque dicho
acoplamiento comprende la instalación de la estación de tratamiento
de alcantarillado STS corriente arriba de la estación de tratamiento
de floculación y flotación (10), de tal modo que la salida de dicha
estación STS (23) está directamente conectada a la entrada (11) de
la planta de tratamiento de floculación y flotación (10) dispuesta
en el cauce de la corriente del cuerpo de agua (1) o próxima e
interconectada a la misma mediante un canal de flujo inducido,
comprendiendo la estación de tratamiento de alcantarillado STS unos
reductores anaeróbicos -RAFA 30- y un filtro biológico,
clasificándose el procedimiento de flotación (10) como un
tratamiento terciario.
2. Acoplamiento de una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación
y flotación de corrientes de agua, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la estación de tratamiento de
alcantarillado -STS-está instalada en cualquier
posición y a cualquier distancia del cuerpo de agua (1), recogiendo
todo el alcantarillado (Qe) generado por los centros urbanos
establecidos (20), mediante una red (21) que conduce el
alcantarillado doméstico (Qe) a la entrada de la estación de
tratamiento de alcantarillado STS.
3. Acoplamiento de una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación
y flotación de corrientes de agua, según la reivindicación 1,
caracterizado porque la estación de flotación (10)
representa una etapa adicional del tratamiento del
alcantarillado.
4. Acoplamiento de una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación
y flotación de corrientes de agua, según la reivindicación 1 ó 2 ó
3, caracterizado porque la estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- comprende un conjunto de reactores anaeróbicos
-RAFA 30- que, después del tratamiento preliminar (22), procesa el
alcantarillado, configurando de ese modo el tratamiento primario de
dicho alcantarillado, mientras que el procedimiento de flotación
(10) deriva en el tratamiento secundario de dicho alcantarillado,
antes de lanzarlo al cuerpo de agua (1), componiendo de este modo su
caudal regular (Q_{T}).
5. Acoplamiento de una estación de tratamiento
de alcantarillado -STS- a una planta de tratamiento de floculación
y flotación de corrientes de agua, según la reivindicación 1 ó 2 ó
3, caracterizado porque la estación de tratamiento de
alcantarillado -STS- comprende un estanque anaeróbico, y/o algún
otro estanque, en el que el procedimiento de flotación (10) se
continúa clasificando como un tratamiento secundario.
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