ES2363854A1 - Tanque separador de partículas. - Google Patents
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Abstract
Tanque separador de partículas.Permite optimizar el proceso de separación de flóculos presentes en el agua de mar o en aguas residuales, estando dicho tanque (10) comprendido por un recipiente (1), un filtro de arena (2) localizado en la parte inferior del recipiente (1), y una tobera (3) situada encima del filtro de arena (2) que presenta una tapa interior (9), la cual impulsa un flujo (4) formado por la mezcla de agua saturada de aire y agua de mar, introducidas previamente en la tobera (3) mediante unas tuberías (5). El agua saturada de aire crea unas microburbujas (6) que arrastran los flóculos y los hacen subir hacia la parte superior del tanque (10), donde se acumulan formando una capa de fango (7) que es recogida de forma periódica. Adicionalmente el tanque (10) dispone de una tapa (8) localizada entre la tobera (3) y la superficie exterior.
Description
Tanque separador de partículas.
La presente invención pertenece al campo de los
sistemas o dispositivos de tratamiento de agua, y más concretamente
a un aparato para limpiar agua que presenta partículas en
suspensión.
El objeto principal de la presente invención es
un tanque para la separación de partículas en suspensión del agua de
mar o de aguas residuales, empleando para ello agua saturada de aire
y agua de mar, siendo ambas mezcladas en el interior de una
tobera.
Actualmente existen diferentes modelos de
tanques separadores de partículas, entre ellos el más conocido es el
CocoDAFF, patentado por Thames Water, GB2263694A. Esta patente
británica describe un método y aparato para extraer impurezas
sólidas de un flujo líquido mediante flotación empleando
microburbujas de gas. El gas se introduce aproximadamente a una
altura correspondiente a la mitad del tanque, mientras que el agua
con impurezas se introduce algo más cerca de la superficie, saliendo
por el fondo del tanque a través de un filtro de arena. Así, el agua
se cruza en su camino descendente con las microburbujas, que
arrastran hacia arriba las impurezas sólidas.
Existen otro tipo de aplicaciones, no para agua
de mar, que se basan en el concepto de una columna de agua con aire
con un cilindro inscrito dentro del tanque, como por ejemplo el
desarrollado por la empresa alemana ENVIPLAN, el modelo AQUATECTOR®
Microfloat®.
Estos tanques tienen una baja eficiencia de
separación de partículas, presentando una pequeña superficie de
contacto entre burbujas y flóculos (materia orgánica formada por
partículas en suspensión), empleando además para ello varios
componentes (difusor de aire, cono de impulsión de agua, etc.), con
el mayor coste económico que esto supone.
La coagulación-floculación forma
parte del proceso de potabilización de aguas de origen superficial y
del tratamiento de aguas domésticas, industriales y de la minería.
Estos procesos de coagulación-floculación facilitan
la retirada de las sustancias en suspensión y de las partículas
coloidales. La coagulación es la desestabilización de las partículas
coloidales causadas por la adición de un reactivo químico llamado
coagulante el cual, neutralizando sus cargas electrostáticas, hace
que las partículas tiendan a unirse entre sí. Asimismo, la
floculación es la aglomeración de partículas desestabilizadas en
microflóculos y después en flóculos más grandes que tienden a
depositarse en el fondo de los recipientes construidos para este
fin, denominados sedimentadores.
Los factores que pueden promover la coagulación
y floculación son el gradiente de velocidad, el tiempo y el pH. El
tiempo y el gradiente de velocidad son importantes al aumentar la
probabilidad de que las partículas se unan, y un adecuado nivel de
pH, para un agua dada, permite registrar una buena coagulación -
floculación en el tiempo más corto.
Mediante el tanque separador de partículas
objeto de la presente invención se consigue optimizar la separación
de flóculos presentes en el agua de mar, aumentando la eficiencia de
los tanques anteriormente citados y empleando un menor número de
componentes necesarios, con el consiguiente ahorro económico de
instalación.
El tanque separador de partículas comprende un
recipiente destinado a alojar agua de mar o aguas residuales, un
filtro de arena localizado en la parte inferior del recipiente, y
una tobera situada encima del filtro de arena, que impulsa un flujo
hacia la superficie exterior del tanque.
Este flujo está formado por la mezcla de agua
saturada de aire y agua de mar que ha podido ser sometida a un
proceso de coagulación-floculación, siendo dicha
mezcla realizada en el interior de la tobera. Ambos tipos de agua
son introducidos en la tobera mediante unas tuberías.
El agua saturada de aire crea unas
microburburbujas, de tamaño variable en función de la presión y la
velocidad de salida del flujo. Estas microburbujas arrastran los
flóculos y los hacen subir hacia la parte superior del tanque, donde
se acumulan formando una capa de fango que es recogida y retirada de
forma periódica. El aire procedente de las microburbujas se escapa
al contactar con la atmósfera, mientras que el agua ya limpia y
libre de partículas se extrae a través del filtro de arena
localizado en la base del recipiente.
Adicionalmente el tanque separador de partículas
objeto de invención comprende una tapa localizada entre la tobera y
la superficie exterior del recipiente, cuya finalidad es aumentar el
tiempo de permanencia de las microburbujas en el interior del
tanque, incrementando así la zona de contacto entre microburbujas y
flóculos, y por tanto, su separación. Dicha tapa puede ser de tamaño
y dimensión variables, siendo preferentemente de configuración
circular, plana y estrecha.
Preferentemente la tobera está alojada en el
centro de la base del recipiente y presenta una configuración
troncocónica, siendo más ancha en su base y estrechándose en su
extremo superior. Asimismo dicha tobera dispone de una tapa interior
concéntrica y presenta en su base perimetral un tramo vertical que
se inserta en la superficie inferior del recipiente, y por el cual
circulan las tuberías de introducción del agua saturada de aire y
del agua de mar.
Cabe señalar que el agua de mar que entra en el
tanque puede pasar previamente por un proceso de
coagulación-floculación, en el cual se adicionan los
reactivos químicos adecuados (por ejemplo tricloruro de hierro o
aluminio, posterior corrección del pH del agua) para obtener una
óptima coagulación.
Así, mediante el tanque separador de partículas
aquí descrito se obtiene una mayor distancia a recorrer por las
microburbujas, y por lo tanto, una mejor distribución de éstas en el
interior del tanque, aumentando el contacto entre microburbujas y
flóculos, y por consiguiente una mayor detección y separación de
éstos.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, de acuerdo con un ejemplo
preferente de realización práctica de la misma, 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:
Figura 1.- Muestra una vista general seccionada
del tanque separador de partículas objeto de invención.
Figura 2.- Muestra una vista seccionada de la
tobera en la que se aprecian las tuberías que introducen el agua
saturada de aire y el agua de mar.
Figura 3.- Muestra una vista en planta de la
tobera en la que se aprecia la disposición de las tuberías
anteriormente citadas.
Tal y como se puede observar en la figura 1, el
tanque (10) separador de partículas comprende un recipiente (1), un
filtro de arena (2) localizado en la base del recipiente (1), y una
tobera (3) situada encima del filtro de arena (2) que impulsa un
flujo (4) hacia la superficie exterior del tanque (10), estando
dicho flujo (4) formado por la mezcla de agua saturada de aire y
agua de mar que ha podido ser sometida a un proceso de
coagulación-floculación, siendo dicha mezcla
realizada en el interior de la tobera (3) y siendo ambos tipos de
agua introducidos en la tobera (3) mediante unas tuberías (5).
El agua saturada de aire crea unas
microburburbujas (6), de tamaño variable en función de la presión y
la velocidad de salida del flujo (4). Estas microburbujas (6)
arrastran los flóculos y los hacen subir hacia la parte superior del
tanque (10), donde se acumulan formando una capa de fango (7) que es
recogida y retirada de forma periódica. El aire procedente de las
microburbujas (6) se escapa al contactar con la atmósfera, mientras
que el agua ya limpia y libre de partículas se extrae a través del
filtro de arena (2) localizado en la base del recipiente (1).
El tanque (10) separador de partículas comprende
adicionalmente una tapa (8), representada en la figura 1, de
configuración circular, plana y estrecha, la cual está localizada
preferentemente en el eje central del recipiente (1), entre la
tobera (3) y la superficie exterior, cuya finalidad es aumentar el
tiempo de permanencia de las microburbujas (6) en el interior del
tanque (10), aumentando así la zona de contacto entre microburbujas
(6) y flóculos, y por tanto, su detección, separación y posterior
retirada en la capa de fango (7).
La tobera (3), mostrada en las figuras 2 y 3,
está alojada en el centro de la base del recipiente (1) y presenta
una configuración troncocónica, siendo más ancha en su base y
estrechándose en su extremo superior. Dicha tobera (3) dispone de
una tapa interior (9) concéntrica y de diámetro ligeramente inferior
al de la base de la tobera (3). En dicha base perimetral de la
tobera (3) se sitúa un tramo vertical (3a), representado en la
figura 2, que se inserta en la superficie inferior recipiente (1), y
por el cual circulan las tuberías (5) de introducción del agua
saturada de aire y del agua de mar.
Claims (8)
1. Tanque (10) separador de partículas que
permite optimizar la separación de flóculos presentes en el agua de
mar caracterizado porque comprende un recipiente (1)
destinado a alojar agua de mar o aguas residuales, un filtro de
arena (2) localizado en la parte inferior del recipiente (1), y una
tobera (3) situada encima del filtro de arena (2) que impulsa un
flujo (4) hacia la superficie exterior del tanque (10), estando
dicho flujo (4) formado por la mezcla de agua saturada de aire y
agua de mar que ha podido ser sometida a un proceso de
coagulación-floculación, siendo dicha mezcla
realizada en el interior de la tobera (3) y siendo ambos tipos de
agua introducidos en la tobera (3) mediante unas tuberías (5).
2. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo con reivindicación 1 caracterizado porque comprende
adicionalmente una tapa (8) de tamaño y dimensión variables.
3. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo con reivindicación 2 caracterizado porque la tapa (8)
presenta una configuración circular, plana y estrecha.
4. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo reivindicación 2 caracterizado porque la tapa (8)
está localizada en el eje central del recipiente (1), entre la
tobera (3) y la superficie exterior del tanque (10).
5. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo con reivindicación 1 caracterizado porque la tobera
(3) presenta una configuración troncocónica.
6. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 5
caracterizado porque la tobera (3) está alojada en el centro
de la base del recipiente (1).
7. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 5 ó 6
caracterizado porque la tobera (3) dispone de una tapa
interior (9).
8. Tanque (10) separador de partículas de
acuerdo con reivindicación 1 caracterizado porque la tobera
(3) presenta en su base perimetral un tramo vertical (3a) que se
inserta en la superficie inferior del recipiente (1), y por el cual
circulan las tuberías (5) de introducción del agua saturada de aire
y del agua de mar.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Ref document number: 2363854 Country of ref document: ES Kind code of ref document: B1 Effective date: 20120810 |