ES2363854B1 - 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
DESCRIPCiÓN
5
OBJETO DE lA INVENCiÓN
10
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.
15
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 yagua de mar, siendo ambas mezcladas en el interior de una tobera.
ANTECEDENTES DE lA INVENCiÓN
2 O 25 30
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® Mícrofloat®.
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.
DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN
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
5 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 yagua de
lOmar 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
15 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
2 O 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
25 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.
30 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 Figura 3.-Muestra una vista en planta de la tobera en la que se aprecia la disposición de las tuberías anteriormente citadas.
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.
5
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.
10 15
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.
DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS
2 O
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:
25
Figura 1.-Muestra una vista general seccionada del tanque separador de partículas objeto de invención.
30
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.
REALIZACiÓN PREFERENTE DE LA INVENCiÓN
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
5
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 yagua 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
10
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
15
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).
20
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
25
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
3 O
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 (6)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Tanque (10) separador de partículas que permite optimizar la separación de flóculos presentes en el agua de mar, y que comprende un recipiente (1) 5 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, la cual crea unas microburbujas (6), yagua de mar que ha podido ser 10 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), estando dicho tanque (10) separador de partículas caracterizado porque comprende adicionalmente una tapa (8) localizada entre la tobera (3) y la superficie exterior del tanque (10) para
    15 aumentar el tiempo de permanencia de las microburbujas (6) en el interior del tanque (10), incrementando la zona de contacto entre microburbujas (6) y flóculos, y por tanto, su separación.
  2. 2. Tanque (10) separador de partículas de acuerdo con reivindicación 1
    2 O caracterizado porque la tapa (8) presenta una configuración circular, plana y estrecha.
  3. 3. Tanque (10) separador de partículas de acuerdo reivindicación 1
    caracterizado porque la tapa (8) está localizada en el eje central del recipiente 25 (1).
  4. 4. Tanque (10) separador de partículas de acuerdo con reivindicación 1 caracterizado porque la tobera (3) presenta una configuración troncocónica.
    30 5. Tanque (10) separador de partículas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 4 caracterizado porque la tobera (3) está alojada en el centro de la base del recipiente (1).
  5. 6.
    Tanque (10) separador de partículas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 4 ó 5 caracterizado porque la tobera (3) dispone de una tapa interior (9).
  6. 7.
    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
    10 mar.
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