ES2330824B2 - Sistema compacto para tratamiento de aguas residuales de origen domestico. - Google Patents
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Abstract
Sistema compacto para tratamiento de aguas
residuales de origen doméstico.
Comprende un recipiente (1) en el que están
establecidas una cámara de homogeneización (4), una cámara de
depuración-filtración (5) y una cámara de
almacenamiento (6) del agua tratada. El agua residual accede al
cámara (4) a través de un conducto (2), para su homogeneización,
mientras que en la cámara (5), a la que accede el agua previo paso
por unas rejillas (14) establecidas en la pared (13) que separa
ambas cámaras, existen membranas para la depuración y filtración de
las aguas, contando ambas cámaras (4 y 5) con vías de escape (11 y
12) que incorporan un filtro de carbón activo. Ambas cámaras (4 y 5)
cuentan con parrillas de difusores (7 y 9) para la aireación y
agitación correspondiente y eliminación de los gases generados, en
orden a conseguir condiciones aerobias apropiadas para aumentar el
rendimiento de la depuración y evitar que se generen olores.
Description
Sistema compacto para tratamiento de aguas
residuales de origen doméstico.
La presente invención se refiere a un sistema
para tratamiento de aguas residuales de origen doméstico, en el que
se utiliza una técnica combinada de depuración mediante un proceso
convencional de lodos activados y un proceso de filtración por
membranas, permitiendo obtener aguas que pueden ser utilizadas para
riegos, lavado de vehículos, fuentes ornamentales, sistemas de
calefacción-refrigeración, etc.
El objeto de la invención es conseguir un
reciclado de aguas residuales de origen doméstico, preferentemente
en comunidades, para su posterior utilización, efectuándose el
tratamiento de las aguas "in situ", es decir en los
propios terrenos de la comunidad.
Actualmente, el progresivo agotamiento de los
recursos o reservas de agua dulce en el planeta, lleva consigo que
se tiendan a desarrollar nuevas tecnologías capaces de garantizar
un suministro de agua a la población y preservar las reservas en
las próximas décadas.
Concretamente, se conocen sistemas domésticos de
depuración de aguas basados, en unos casos, en la clásica fosa
séptica que incluye un recipiente, la mayor parte de las veces
soterrado y hermético, en el que únicamente se introduce el agua
proveniente de los desagües de las viviendas, de manera que al no
introducir aire se favorecen las condiciones anaerobias, por lo que
son estos microorganismos los que participan en mayor medida en el
proceso depurativo.
Las fosas sépticas conocidas, a pesar de ser
herméticas, generan malos olores y hay que vaciarlas cada cierto
tiempo.
En los últimos años se están desarrollando
sistemas de oxidación total, en los que se introduce aire con el
fin de que los propios organismos que incorpora el agua produzcan
la degradación de la materia orgánica y nitrogenada, siendo los
rendimientos aceptables aunque precisan de tratamientos terciarios
como microfiltrado, ultravioletas o cloración, para adecuar el
efluente a la normativa europea sobre reutilización 75/160/EEC. En
líneas generales se trata de sistemas no compactos con varias partes
que hace que se vea dificultada la instalación, mantenimiento y
operatividad.
En la Patente Alemana D 20 2004006455 U1, se
describe un sistema de tratamiento de aguas residuales, a nivel
particular, es decir que en el mismo se tratan aguas en pequeñas
cantidades, de manera que no permite su utilización, por ejemplo,
para riego de jardines de comunidades u otros usos.
Además, en el sistema descrito en esa Patente
Alemana se requiere una bomba de aspiración que conecta la
correspondiente cámara de aireación del equipo con una cámara de
membranas donde se realiza la depuración.
Como se decía con anterioridad, el sistema
descrito en esa Patente alemana está diseñado para viviendas
unifamiliares, pudiendo abastecer de 4 a 100 habitantes, acoplando
diferentes módulos en serie, lo que dificulta las labores de
mantenimiento al tiempo que eleva el precio final al consumidor.
Otro inconveniente que presenta el sistema
descrito en esa Patente es que el depósito de agua regenerada en el
sistema está muy limitado, por lo que es prácticamente imposible
que pueda abastecer las necesidades hídricas de una comunidad de
vecinos con zonas verdes, presentando también el inconveniente de
que el sistema trabaja en un rango fijo de depuración y utiliza un
agitador con partes móviles para mejorar la transferencia
gas-líquido.
En esa Patente, para eliminar los gruesos expone
el licor mezcla al exterior, lo cual define como higiénicamente
inquietante. También se describe el uso de una bomba sumergible con
partes eléctricas, lo que la hace poco fiable, pudiendo fallar en
su funcionamiento debido a la acumulación de pelo y fibras que en
realidad se produce con cierta frecuencia.
Finalmente, el equipo o sistema descrito en esa
Patente Alemana está previsto para ser instalado en el sótano de
viviendas, con el consiguiente requerimiento de espacio que ello
conlleva, además del peligro de riesgo biológico que conllevaría
algún tipo de fuga o rotura.
El sistema que se preconiza ha sido concebido
para resolver la problemática anteriormente expuesta, en base a una
solución sencilla pero eficaz.
Mas concretamente, el sistema de la invención se
constituye a partir de un depósito cilíndrico soterrado
horizontalmente y de bases en forma de casquete, en cuyo depósito
se establecen tres compartimentos o cámaras, una de
homogeneización, otra de depuración-filtración y una
tercera de almacenamiento del agua tratada, todo ello con el
complemento de las oportunas conducciones, elementos de valvulería,
equipos auxiliares, etc., de manera que el soterramiento del
depósito referido aprovecha la fuerza de la gravedad para permear y
ahorrar espacio, al tiempo que se reduce el impacto visual y los
posibles olores.
Como ya se ha dicho, el sistema compacto está
dirigido principalmente a comunidades de vecinos, en
urbanizaciones, zonas residenciales, hoteles, campos de golf, etc.
que posean zonas verdes y que precisen grandes cantidades de agua
para riego, por lo que el uso del agua regenerada sería para el
riego de zonas verdes y en menor medida otros tales como recarga de
cisternas, lavado de vehículos, fuentes ornamentales, etc.
En cuanto a las partes diferentes que se
establecen el depósito correspondiente al sistema de la invención,
cabe decir que la cámara de homogeneización, recibe directamente
desde el colector de la comunidad de vecinos el correspondiente
agua a tratar, previo paso por un filtro, cámara que está provista
de una parrilla de difusores cuya función es la de
airear-agitar el licor mezcla con el fin de
eliminar los gases generados y conseguir condiciones aerobias para
aumentar el efecto de depuración al tiempo que se generan menos
olores.
En cuanto a la cámara de
depuración-filtrado, la misma es una cámara de
membranas, en la que se incluye también una parrilla de difusores y
está dotada superiormente de una abertura que permite el acceso al
interior de un operario para realizar tareas de mantenimiento en
caso de que sean necesarias.
La tercera cámara, que ocupa la mayor parte de
la capacidad del depósito, está prevista como medio de
almacenamiento del agua tratada, teniendo una salida inferior al
exterior para mediante bombas o cualquier sistema apropiado,
impulsar el agua para las necesidades requeridas.
Las cámaras de homogeneización y
depuración-filtración cuentan superiormente con una
vía de escape en la que se incluye un filtro de carbón activo que
sirve de aliviadero para que los gases generados durante el proceso
de depuración biológica puedan escapar.
La separación entre ambas cámaras está
determinada por una doble chapa que incorpora una doble rejilla
cuya misión es la de impedir que gruesos puedan llegar a la cámara
de depuración-filtración y evitar con ello el que
puedan dañar la membrana.
El sistema incluye además una bomba externa para
producir la fuerza de succión necesaria para que el licor mezcla
pase a través de las membranas, quedando en la superficie de las
mismas todo aquello con un tamaño superior a 0,4 micrómetros, dando
como resultado un agua de excelente calidad que se almacena
definitivamente en la cámara de almacenamiento, para que ese agua
pueda ser reutilizada posteriormente.
El sistema puede trabajar por gravedad si el
nivel piezométrico es favorable, o por succión mediante la bomba
anteriormente comentada, de manera que esta diferenciación a la
hora de trabajar se recoge en la programación de un autómata
programable con que se complementa el sistema, de modo que si el
caudal permeado es menor que el límite establecido, la bomba de
permeado es activada, mientras que si el caudal de permeado supera
dicho valor, el sistema podrá trabajar por gravedad sin necesidad
de ser activada la bomba de permeado, con el consiguiente ahorro
energético.
También se ha previsto que el sistema incluya
una soplante que produce una primera limpieza del agua, provocando
burbujas de aire gruesas que producen un rascado tangencial, debido
a que arrastran los sólidos en suspensión que incorpora el licor
mezcla al subir por las membranas. También se realiza un segundo
tipo de limpieza química con hipoclorito sódico al 0,5%,
introduciéndose esta disolución en el interior de la membrana y
dejándose actuar durante un periodo de tiempo, preferentemente de
dos horas, previéndose efectuar la limpieza química cuando la
presión transmembrana alcance un mínimo preestablecido.
También es de destacar el hecho de que el
sistema ha sido diseñado para trabajar a un flujo muy bajo, lo que
implica realizar un mínimo número de limpiezas, para lo cual se ha
previsto una válvula de tres vías que dependiendo de la posición
permite trabajar en modo permeado, o en modo de limpieza.
Entre las prestaciones y ventajas que se
consiguen mediante el sistema de la invención, pueden citarse las
siguientes:
- -
- Aprovechamiento de las aguas residuales originadas en comunidades de vecinos, zonas residenciales y otros lugares, para su utilización en el riego de zonas verdes correspondientes a esos lugares.
- -
- Tratamiento de las aguas residuales "in situ", sin necesidad de tener que ser bombeada a una estación depuradora de aguas residuales, al tiempo que puede ser reutilizada por la propia comunidad de vecinos debido a la excelente calidad de agua que se obtiene una vez ha sido sometida al proceso de depuración.
- -
- Ahorro energético y económico al reutilizarse agua residual para riegos o para otros usos, eliminando los costos derivados de canalización del agua a las estaciones depuradoras de aguas residuales, y los costos derivados de devolverla al lugar de utilización, como puede ser la comunidad de vecinos de origen.
- -
- Consiguiente beneficio para el medio ambiente, ya que se está empleando agua regenerada para tareas que no requieren de agua potable, al tiempo que se salvaguardan las reservas de agua dulce.
- -
- Ventaja de utilización de agua residual tratada para el regado de zonas verdes, frente al agua potable, ya que incorpora cierta materia orgánica disuelta y materia nitrogenada, en cantidades inocuas para el ser humano, que al tiempo son esenciales para el crecimiento de cualquier organismo vegetal.
- -
- Dimensiones óptimas del recipiente de tratamiento, que aún teniendo una gran capacidad puede ser transportado fácilmente por todo tipo de carreteras.
- -
- Con un solo módulo se pueden abastecer hasta 500 personas, de ahí su ventajosa utilización en comunidades de vecinos, en hoteles, lugares de recreo, etc.
- -
- Posibilidad de trabajar dentro de un rango de depuración, dependiendo del uso que se le vaya a dar al agua regenerada, y ello como consecuencia de la válvula y el funcionamiento de la misma, que incorpora el sistema.
- -
- Ahorro de espacio y consiguiente menor impacto visual y mínima generación de olores, al estar diseñado el recipiente para ser soterrado en la propia zona verde en la que vaya a utilizarse el agua regenerada.
- -
- Incorporación de una válvula conectada directamente con el alcantarillado para realizar las purgas oportunas, así como para vaciado en caso de que sea necesario, de un modo rápido y seguro.
Para complementar la descripción que
seguidamente se va a realizar 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 una vista en alzado
longitudinal seccionada del sistema de la invención.
La figura 2.- Muestra una vista en sección
longitudinal correspondiente a la línea de corte
A-A de la figura 1.
La figura 3.- Muestra una vista en sección
correspondiente a la línea de corte B-B representada
en la figura 1.
La figura 4.- Muestra un detalle de la doble
rejilla prevista en la doble pared que separa las cámaras de
homogeneización y de depuración-filtración que
forman parte del sistema de la invención.
Como se puede ver en las figuras referidas, el
sistema de la invención se basa en un recipiente o tanque (1) de
configuración cilíndrica y bases en forma de casquete, destinado a
ser soterrado de forma horizontal, tal y como se representa en las
figuras, contando con un conducto de entrada (2) del agua a tratar,
en el que se ha previsto un filtro (3).
En el interior del recipiente (1) se establece,
sucesivamente, desde la entrada hasta la salida, tres cámaras (4, 5
y 6), la primera de ellas como cámara de homogeneización, la
segunda como cámara de depuración-filtración, y la
tercera de almacenamiento del agua tratada.
En la cámara de homogeneización se ha previsto
una parrilla de difusores (7), así como una válvula (8) de control
de los sólidos para el purgado de éstos.
Por su parte, la cámara de
depuración-filtración incluye una parrilla de
difusores (9), así como una serie de membranas por las cuales ha de
pasar el agua a tratar, estableciéndose en esa cámara los
correspondientes bastidores (10) para las comentadas membranas.
Ambas cámaras (4 y 5) disponen de respectivas
vías de escape (11 y 12), establecidas superiormente y dotadas de
un filtro de carbón activo en cada caso, sirviendo de aliviadero
para que los gases generados durante el proceso de depuración
biológica puedan escapar.
Asimismo, se ha previsto que en la parte
superior del recipiente (1) exista un orificio de amplitud
apropiada para permitir la entrada de operarios para la limpieza y
mantenimiento.
Las cámaras (4 y 5) están separadas por una
doble pared (13) determinada por dos chapas superpuestas que
incorporan sendas rejillas (14), como se muestra en el detalle de
la figura 4, cuyas rejillas (14) están previstas para impedir que
gruesos puedan llegar a la cámara (5) y evitar con ello que puedan
dañar las membranas, para lo cual se ha previsto que las rejillas
(14) tengan un tamaño de paso de 2 mm. El hecho de disponer de dos
rejillas consecutivas, implica que mientras que una se saca del
sistema para ser limpiada, la otra permanece en su posición
impidiendo que gruesos puedan llegar a las membranas, siendo éstas
de polietileno clorado.
La separación entre la cámara de
depuración-filtración (5) y la cámara de
almacenamiento (12) del agua tratada, está realizada mediante una
pared simple (15) que al igual que la otra pared (13) es de chapa,
preferentemente de acero inoxidable.
De acuerdo con las características mencionadas,
el agua a tratar se introduce o accede a la cámara de
homogeneización (4) a través del conducto (2), y tras permanecer un
tiempo de residencia determinado y sufrir la degradación biológica
ayudado por el aire que se insufla desde la serie de difusores (7),
el agua atraviesa las rejillas (14) establecidas en la doble pared
(13), entrando en la cámara de depuración-filtración
(5) donde se encuentran las membranas.
Como ya se ha dicho con anterioridad, el sistema
puede trabajar por gravedad si el nivel piezométrico es favorable,
o por succión mediante una bomba (16) la cual recoge el agua
tratada a través de una pareja de colectores principales (17), que
recogen el agua de todas las membranas, habiéndose previsto una
soplante (18) para la limpieza de las membranas, la cual provoca
burbujas de aire gruesas que producen un rascado tangencial debido a
que arrastran los sólidos en suspensión que incorpora el licor
mezcla al fluir por las membranas. También puede realizarse una
limpieza química mediante hipoclorito sódico al 0,5%, limpieza que
se realizará cuando la presión transmembrana alcance un mínimo
preestablecido.
Asimismo se ha previsto una válvula (19) que
permite realizar un número mínimo de limpiezas, de manera que
dependiendo de la posición de esa válvula (1) permite trabajar en
modo permeado o en modo limpieza, haciendo que parte del caudal de
aire que impulsa la soplante (18) salga por la parrilla de
difusores (7 y 9) correspondientes a las cámaras (4 y 5).
Dicha válvula (19) tiene dos posiciones, una de
máximo y otra de mínimo, de manera que la posición máximo implica
el caudal máximo que puede salir por los difusores (7 y 9),
asegurando un caudal mínimo de aire que ha de llegar a las
membranas para que se produzca una correcta función de limpieza,
mientras que la posición de mínimo hace que introduzca en el sistema
una menor cantidad de aire por los difusores, al tiempo que
incrementa el tiempo entre lavados, ya que el caudal de aire de
limpieza es el mayor posible, prolongando de este modo la vida
media de las membranas.
Por lo tanto, mediante la válvula (19) es
posible obtener una calidad u otra en función del uso final que se
le vaya a dar al agua regenerada, de manera que una vez almacenada
en el compartimento o cámara (6), podrá ser utilizada, extrayéndola
a través de una salida (2), mediante impulsión de una bomba.
Finalmente decir que el sistema se complementa
con un autómata programable que mediante un programación
previamente establecida controla todos y cada uno de los medios que
intervienen en el sistema, de forma automática, sin necesidad de
ningún operario, contando también con sensores de nivel que
transmiten información al autómata sobre el nivel que alcanza el
líquido en cada una de las cámaras, de forma que la lámina de agua
nunca quede por debajo del nivel de las membranas. Igualmente,
dicho sistema incorpora un módulo GPRS asociado a dicho autómata
programable, utilizado para controlar a distancia las variables de
proceso, enviando señales de alarma cuando sea preciso, de forma
que los desplazamientos para el mantenimiento del sistema se
realicen únicamente cuando éstos sean realmente necesarios.
También se ha previsto que el sistema cuente con
un transmisor de presión que registra la disminución de presión
transmembrana, de manera que cuando esta presión alcanza un mínimo
establecido hay que realizar una limpieza química.
Claims (3)
1. Sistema compacto para tratamiento de aguas
residuales de origen doméstico, que teniendo por finalidad depurar
aguas residuales procedentes de comunidades, zonas residenciales,
hoteles, etc., para permitir utilizar esa agua tratada para el riego
de zonas verdes en dichas comunidades de vecinos, hoteles, o zonas
residenciales, se caracteriza porque se constituye a partir
de un conducto de entrada (2) dotado de un filtro (3) y un
recipiente (1) soterrado en el que están establecidas tres cámaras o
compartimentos, una primera cámara de homogeneización (4) que
incluye una válvula (8) de control de los sólidos para el purgado de
éstos en su salida, seguida de una segunda cámara de
depuración-filtración (5) y finalmente una tercera
cámara de almacenamiento (6) del agua tratada que cuenta con un
conducto de salida (20) para conducción del agua tratada, habiéndose
previsto que tanto la cámara (4) como la cámara de
depuración-filtración (5) estén separadas por una
doble pared (13) de doble chapa, con parejas de rejillas (14) con un
tamaño de paso apropiado para impedir el paso de sólidos gruesos
desde la cámara (4) a la cámara (5) y cuenten con parrillas de
difusores (7 y 9) para el aireado y agitación del licor mezcla;
habiéndose previsto también que ambas cámaras (4 y 5) cuenten con
sendas vías de escape (11 y 12) compuestas por un filtro de carbono
activo como aliviadero, en cada caso, para que los gases generados
durante el proceso puedan escapar; con la particularidad además de
que la cámara de depuración-filtración (5) incluye
una serie de membranas para el paso del correspondiente agua a
tratar, estando esas membranas montadas en un bastidor (10).
2. Sistema compacto para tratamiento de aguas
residuales de origen doméstico, según la reivindicación 1ª,
caracterizado porque se incluye una soplante (18) de
producción de burbujas de aire gruesas para limpieza de sólidos en
suspensión.
3. Sistema compacto para tratamiento de aguas
residuales de origen doméstico, según reivindicación 2ª,
caracterizado porque se incluye una válvula (19) en
combinación con la soplante (18), para permitir que parte del caudal
de aire impulsado por dicha soplante (18) alcance las parrillas de
difusores (7 y 9) correspondientes a las cámaras de homogeneización
(4) y de depuración-filtrado (5).
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| ES200800728A ES2330824B2 (es) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Sistema compacto para tratamiento de aguas residuales de origen domestico. |
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Applications Claiming Priority (1)
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| ES200800728A ES2330824B2 (es) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Sistema compacto para tratamiento de aguas residuales de origen domestico. |
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| ES2330824B2 true ES2330824B2 (es) | 2011-05-17 |
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| ES200800728A Active ES2330824B2 (es) | 2008-03-12 | 2008-03-12 | Sistema compacto para tratamiento de aguas residuales de origen domestico. |
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