ES2327590B1 - Sistema para depuracion biologica de liquidos. - Google Patents

Abstract

Sistema para depuración biológica de líquidos.

Partiendo de la utilización de soportes de bacterias (3) de configuración prismática o similar, éstos se alojan y fijan en el interior de una campana (2), constituyendo un conjunto que se sumerge en el seno del estanque o depósito (1) contenedor del líquido (4) a depurar. A partir de la situación de total inmersión de este conjunto, la aplicación de aire u otro gas a través de los emisores (5) situados bajo la campana (2), provocan una acumulación de aire en la zona superior de la misma, que genera un efecto de flotación para tal conjunto, hasta una situación límite en la que el soporte o soportes de bacterias (3) quedan fuera del líquido (4), momento en el que el aire se descarga a través de un conducto de salida (6), situado en la zona superior de la campana y provisto de una válvula (7) de control a voluntad, con lo que el citado conjunto vuelve a sumergirse de nuevo. Se consigue de esta manera un acusado acortamiento en la cantidad de tiempo necesario para obtener la depuración de un determinado volumen de líquido.

Description

Sistema para depuración biológica de líquidos.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un nuevo sistema para la depuración de líquidos, principalmente agua, concretamente mediante un tratamiento biológico, más concretamente mediante un tratamiento que permite la utilización de flora bacteriana, mediante aireación e inmersión de la misma en el líquido a depurar.

El objeto de la invención es conseguir asegurar la periódica y alternativa aireación e inmersión de las bacterias en el líquido a depurar, con una instalación simple y plenamente eficaz, que permite regular a voluntad los tiempos de tratamiento en condiciones aeróbicas y anaeróbicas.

La invención se sitúa pues en el ámbito de la industria destinada a la depuración de aguas residuales. industriales y urbanas, así como acuarios y procesos industriales donde se precise alternancia de contacto de dos fluidos diferentes con un elemento acelerador del proceso.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de depuración de aguas se engloban en tres grupos distintos: físicos, químicos y biológicos, aunque es frecuente utilizar simultáneamente más de uno de ellos, para conseguir una depuración óptima.

Un sistema habitualmente utilizado para la depuración (tratamiento biológico secundario) es el conocido como BIODISCOS o C.R.B. (Contacto Rotativo Biológico), principalmente para eliminación de la materia disuelta en el agua a depurar (no tanto para los elementos en suspensión).

Estos Biodiscos se componen por láminas de polietileno termoformado, de configuración triangular, que convenientemente unidas entre sí forman discos de aproximadamente 4 metros de diámetro, montados sobre ejes giratorios.

Estos "discos" se introducen en el estanque con el líquido a depurar, quedando sumergido aproximadamente un 40% de su superficie, mientras que el 60% restante queda en contacto con el aire, y giran con una velocidad predeterminada, para que toda la flora bacteriana dispuesta en las láminas pueda trabajar en condiciones aerobias, si bien existe también flora bacteriana anaerobia que en determinados "rincones" o ubicaciones trabajará en condiciones de ausencia de oxígeno, desarrollando una actividad depuradora complementaria.

Existen también soportes de bacterias que configuran bloques prismáticos rectangulares, a base de láminas como en el caso de los discos anteriormente citados, o a base de cilindros tangentes y de ejes paralelos, de manera que estos soportes, por su configuración prismática, mejoran el aprovechamiento del espacio disponible, a la vez que permiten otros tipos de disposición para las depuradoras, pero sin embargo generan problemas a la hora de su movilización, que no permiten asegurar su alternativa aireación e inmersión en el líquido a depurar, o que requieren de medios muy complejos al respecto.

Descripción de la invención

El sistema que la invención propone, destinado al uso de soportes de bacterias de cualquier tipo, resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, utilizando para la movilización de dichos soportes el principio de Arquímedes, es decir actuando sobre la flotabilidad de los soportes de bacterias, para conseguir la inmersión y aireación periódicas y alternativas de los mismos.

Para ello, de forma más concreta, y de acuerdo con una realización preferente de la invención, en el estanque o depósito contenedor del líquido a depurar, a través del que fluye un caudal de agua a depurar convenientemente regulado y previamente homogeneizado, pudiéndose someter al efecto de coagulantes y/o floculantes, agua que previamente ha sido filtrada o decantada, en dicho estanque se sitúa al menos una campana o recipiente con al menos una apertura inferior total o parcial, que contiene en su interior al menos un soporte de bacterias.

En la parte inferior del estanque, bajo la citada campana, o en la parte inferior del conjunto campana-soporte de bacterias, se disponen emisores de aire alimentados por un compresor y capaces de introducir el aire en el interior de la campana, que reemplazará a un determinado volumen de líquido del interior de la misma, haciendo que la campana flote, emergiendo un determinado volumen de la misma por encima de la superficie del líquido, ocurriendo lo mismo con el soporte de bacterias alojado en su interior, el cual puede quedar completamente por encima de la superficie del agua, consiguiendo así que la totalidad o parte del mismo entre en contacto con el aire, como es necesario para asegurar el trabajo de la flora bacteriana aeróbica.

El sistema se complementa con una válvula para salida de aire situada en la parte superior de la campana y controlada a voluntad, de manera que en el momento que se estime conveniente se puede evacuar el aire del interior de la campana, con lo que ésta volverá a quedar sumergida junto con el soporte de bacterias en el líquido a depurar, para repetir de nuevo el ciclo de trabajo descrito, tantas veces como sea necesario.

La evacuación de aire por la citada válvula superior permite además aprovechar un efecto de arrastre que provoca la salida de partículas contaminantes adheridas a burbujas, restos de bacterias muertas, etc., que se encuentran en suspensión en el líquido a depurar, con lo que se simultanea la depuración de contaminantes disueltos y en suspensión.

Para optimizar este efecto, la inyección de aire inferior puede efectuarse en forma de micro-burbujas.

En el caso de que la campana esté sobredimensionada en planta con respecto al estanque contenedor de la misma, se preverán medios de inmovilización lateral que eviten su desplazamiento errático en horizontal, y que pueden materializarse en medios de fijación al fondo o a los laterales del estanque, como por ejemplo patas telescópicas que permitan los desplazamientos verticales de la misma controlando el nivel de flotabilidad que se crea oportuno.

La ventaja fundamental del sistema propuesto consiste en una notable disminución del tiempo necesario para obtener la depuración de un determinado volumen de líquido, acelerando el proceso al optimizar el trabajo desarrollado por la flora microbiana.

En una variante de realización del invento, la campana puede estar fijada directa o indirectamente al fondo del estanque, en cuyo caso la presión de aire inyectado en su seno lo que hace es desplazar el correspondiente volumen de líquido hacia abajo, de manera que el soporte de bacterias irá quedando al descubierto al bajar el nivel de líquido en el interior de la campana, hasta quedar totalmente por encima de la superficie del líquido, hasta el momento en el que se realice la apertura de la válvula situada en la zona superior de la campana. No obstante esta realización requiere de un mayor volumen de gas inyectado.

Cabe destacar que, si en lugar de una campana abierta por debajo, introducimos los soportes de bacterias en un recipiente herméticamente cerrado, con una válvula superior para que el aire pueda salir, éste puede situarse fuera del estanque con el líquido a tratar, pudiendo estar comunicados por una tubería por la parte inferior con el estanque principal del líquido residual a tratar. Se obtendría así un sistema de vasos comunicantes que nos permitiría, al abrir la válvula superior para salida del aire, llenar el recipiente con los soportes de bacterias. Si posteriormente, una vez cerrada la válvula, se introduce aire, éste irá desalojando el líquido que volvería al estanque principal, dejando al aire las bacterias.

Manteniendo el mismo principio básico de funcionamiento, existen otras variantes de realización de la invención, como por ejemplo la de dotar al soporte de bacterias de boyas, de manera que la inyección de aire incide directamente sobre las mismas, asegurando el desplazamiento vertical del bastidor sustentador del soporte de bacterias, en cuyo caso se hace innecesaria la citada campana. No obstante en este caso no se obtiene el efecto de arrastre por burbujas de aire a que se ha hecho mención con anterioridad, por lo que tampoco se consigue el resultado añadido de depuración de las partículas en suspensión.

Cabe destacar el hecho de que el proceso de depuración mejora si se ponen en cadena o línea varios equipos, ya que en cada uno se desarrollan unas familias de bacterias específicas, en mas o menos cantidad, según el proceso de depuración avanzada.

Sólo resta señalar por último que, aunque se ha venido hablando de aire como gas a inyectar en la campana, como así sucede normalmente en la práctica, no tiene por qué ser este gas el utilizado, pudiendo utilizarse en su sustitución anhídrido carbónico, oxígeno, anhídrido sulfuroso, etc., dependiendo del tipo de contaminación que se pretende eliminar, dependiendo del tipo de flora bacteriana empleada en esta función, etc, pudiéndose inyectar no sólo a través del fondo del depósito, sino que el mismo podría inyectarse a través de la propia campana, o mediante cualquier otro medio equivalente, pudiéndose regular a voluntad el flujo de aire así como los periodos de entrada y salida del mismo.

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Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.- Muestra, según una representación esquemática en alzada lateral y en sección, una instalación para depuración biológica de líquidos realizada de acuerdo con el sistema objeto de la invención.

La figura 2.- Muestra, según una representación similar a la figura anterior, cuatro secuencias de un ciclo operativo de inmersión y aireación del soporte de bacterias.

La figura 3.- Muestra, finalmente, otras tres secuencias correspondientes a un ciclo operativo del sistema, en el caso de que la campana está fijada al fondo del estanque.

Realización práctica de la invención

A la vista de las figuras reseñadas y en especial de la figura 1, puede observarse como el sistema que la invención propone se materializa en la práctica en un estanque o depósito (1), de capacidad apropiada, en cuyo seno se aloja una campana (2) materializada en un recipiente abierto inferiormente, campana a su vez dimensionalmente adecuada para recibir en su seno al menos a un bloque soporte de bacterias (3).

En el fondo del estanque (1), contenedor del líquido (4) a depurar, se establecen uno o mas emisores de aire (5), alimentados por un compresor, no representado en la figura, quedando dichos emisores (5) debidamente enfrentados a la campana (2).

Por su parte la campana (2) está dotada en su zona superior de una salida de aire (6) provista de una válvula controlable a voluntad.

De acuerdo con esta estructuración y tal como muestra la figura 2, cuando se introduce la campana (2) en el seno del estanque (1), dicha campana (2), conjuntamente con el bloque soporte de bacterias (3), queda totalmente sumergida en el líquido (4) a depurar, tal como muestra la secuencia A de la figura 2.

A medida que a través del emisor o los emisores de aire (5) se suministra aire al interior de la campana (2), ésta va ascendiendo, conjuntamente con el soporte de bacterias (3), tal como muestra la secuencia B de dicha figura 2, hasta alcanzar una situación límite, la mostrada en la secuencia C, en la que el soporte de bacterias (3) queda totalmente fuera del agua.

A partir de este momento, cuando se estime conveniente, se realiza la apertura de la válvula (7), con lo que el gas comprimido existente en la cámara (8) definida entre el soporte de bacterias (3) y la campana (2) sale al exterior por el conducto (6), con lo que el conjunto campana y soporte de bacterias se vuelve a sumergir totalmente, tal como muestra la secuencia D de la repetidamente citada figura 2.

En la variante de realización de la figura 3 la campana (2) es solidaria al fondo del estanque (1), mediante las patas (9) representadas en trazo discontinuo, o por otro medio, de manera que en este caso y a partir de la secuencia inicial A de la figura 3, cuando se inyecta aire en la cámara (8) a través de los emisores (5), lo que se produce es un desplazamiento hacia abajo del líquido a depurar (4), hasta una situación límite en la que el nivel del agua en el seno de la campana ha descendido tanto que el soporte de bacterias (3) se encuentra completamente fuera del líquido, tal como muestra la secuencia B de dicha figura 3, retornando nuevamente a la situación de la citada secuencia A, cuando se produce la apertura de la válvula (7), tal como muestra la secuencia C de la citada figura 3.

Claims (4)

1. Sistema para depuración biológica de líquidos, del tipo de los que utilizan soportes de bacterias que deben ser sometidos a una periódica y alternativa aireación e inmersión en el líquido a depurar, caracterizado porque consiste en dotar al soporte de bacterias (3) de un distinto grado de flotabilidad en función del caudal y presión de aire suministrado a través de uno o mas emisores de aire (5) a una cámara (8) que alberga al citado soporte de bacterias (3) y que está provista de una salida (6) de evacuación de aire, dotada de una válvula (7) accionable a voluntad.

2. Sistema para depuración biológica de líquidos, según reivindicación 1ª, caracterizado porque la citada cámara (8) está definida por una campana (2) o recipiente abierto inferiormente, que de forma unitaria o en grupo queda alojada en el interior del estanque o depósito (1), campana (2) en cuyo interior se aloja y queda convenientemente fijada a la misma al menos un soporte de bacterias (3), situándose el emisor o los emisores (5) de aire debidamente enfrentados a la embocadura de la campana, mientras que el orificio de evacuación con su correspondiente válvula (7) se sitúa en la pared superior de la misma, todo ello de forma que a medida que llega aire a la cámara (8) aumenta el grado de flotabilidad del conjunto campana-soporte de bacterias, hasta que dicho conjunto queda completamente fuera del líquido, tras lo que la apertura de la válvula (7) provoca el nuevo hundimiento del mismo.

3. Sistema para depuración biológica de líquidos, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la campana (2) es susceptible de estar fijada al fondo o laterales del estanque (1), mediante patas (9) o por cualquier otro medio, en cuyo caso el aire generado por el emisor o emisores (5) genera una presión en la parte superior de la campana que hace descender progresivamente el nivel de líquido (4) hasta sobrepasar inferiormente el soporte o los soportes de bacterias (3).

4. Sistema para depuración biológica de líquidos, según reivindicación 1ª, caracterizado porque en sustitución del aire suministrado por los emisores (5), es utilizable anhídrido carbónico, oxígeno puro, anhídrido sulfuroso u otro gas, dependiendo del tipo de contaminación y el tipo de flora bacteriana utilizada.