ES2372074B1

ES2372074B1 - Unidad de pretratamiento avanzado de aguas residuales.

Info

Publication number: ES2372074B1
Application number: ES201000692A
Authority: ES
Inventors: Manuel Morcillo Barjola
Original assignee: EQUIPOS TECNICOS PARA EL AGUA S L; Equipos Tecnicos Para El Agua Sl
Current assignee: EQUIPOS TECNICOS PARA EL AGUA S L; Equipos Tecnicos Para El Agua Sl
Priority date: 2010-05-27
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2013-02-11
Anticipated expiration: 2030-05-27
Also published as: WO2011148029A1; ES2372074A1; EP2578288A4; EP2578288A1

Abstract

Unidad de pretratamiento avanzado de aguas residuales.#La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de filtración está compuesta por un cuerpo cúbico, soportado sobre una estructura, con una parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire, y está destinada al pretratamiento tanto de aguas brutas, como de procesos, con valores de SST hasta 2.500 mg/l, DQO 1.380 mg/l, y V60 20 ml. La unidad obtiene valores de remoción tan altos como hasta 98% de V60, 95% de SST y 76% de DQO. Consta de uno o varios discos de filtración (3) que comprenden su respectivo soporte circular con aspas (33), de un diámetro según el caudal del agua (10) y la cantidad de sólidos a filtrar, y un disco tamiz filtrante (31), que puede ser de diferentes luces de paso entre 50 y 500 micras según la granulometría de dichos sólidos (23). La unidad de pretratamiento avanzado consta de dispositivos (19) de limpieza auxiliar, con boquillas deflectoras (19a), y la limpieza se realiza por medio de dicha corriente de aire (12) que se introduce en las cámaras interiores (17) y por dicho caudal de agua (10).

Description

Unidad de pretratamiento avanzado de aguas residuales.

Objeto de la invención

Desarrollar una unidad para el pretratamiento avanzado de aguas brutas y de procesos que conste como elemento fundamental de discos rotativos, con su propio sistema de limpieza (autolimpiantes), y sea capaz de eliminar los contaminantes tipo V60, SST, DQO en suspensión de diferentes tamaños de partículas, así como los contenidos en los vertidos industriales y urbanos de distinto origen.

Antecedentes de la invención

Típicamente, el tratamiento de aguas residuales comienza por la separación física inicial de sólidos grandes (basura) de la corriente de aguas domésticas o industriales empleando un sistema de rejillas (mallas), aunque también pueden ser triturados esos materiales por un equipo especial; posteriormente se aplica un desarenado (separación de sólidos pequeños muy densos como la arena) seguido de una sedimentación primaria (o tratamiento similar) que separe los sólidos suspendidos existentes en el agua residual.

El tratamiento físico químico de las aguas según el tipo de contaminantes de las aguas puede constar de las siguientes posibles etapas:

-: Remoción de sólidos

-: Remoción de arena

-: Precipitación con o sin ayuda de coagulantes o ﬂoculantes (opcionales)

-: Separación y ﬁltración de sólidos.

El tratamiento primario se emplea para la reducción de los aceites, grasas, arenas y sólidos gruesos. Este paso se realiza enteramente con maquinaria, de ahí conocido también como tratamiento mecánico.

La arena y las piedras presentes en las aguas necesitan ser quitadas a tiempo en el proceso para prevenir daño en las bombas y otros equipos en las etapas restantes del tratamiento. La remoción de arena (también conocida como maceración) típicamente incluye un canal de arena donde la velocidad de las aguas residuales sea cuidadosamente controlada para permitir que la arena y las piedras de ésta tomen partículas, pero todavía se mantiene la mayoría del material orgánico con el ﬂujo.

Hasta el momento, la mayoría de los sistemas de ﬁltración de aguas residuales consisten en un conjunto de tanques donde la ﬁltración se realiza por medios físico-químicos. Estos sistemas de ﬁltración son ampliamente conocidos y no interﬁeren de ningún modo con el objeto de la presente invención.

Por otro lado existen sistemas de ﬁltración primaria basados en un tipo diferente de procedimientos como tamices y ﬁltros rotativos, basados en mallas de distinta luz de tamizado, por donde pasan las aguas residuales y en los que se retienen los sólidos en suspensión. Los sistemas de ﬁltración primaria existentes en el estado de la técnica, en general, solamente retiran los sólidos de mayor volumen presentes en suspensión. No obstante el empleo de estos sistemas en el tratamiento de aguas, ninguno de ellos permite una reducción en el uso posterior de reactivos químicos de entre el 50 y el 70%, ni tiene un coste relativamente bajo.

Es característica común a todos los procesos existentes, para lograr una mayor eﬁcacia de remoción, ser sistemas complejos que en la mayoría de los casos no hacen más que preparar las aguas residuales para un proceso de ﬁltración bioquímica en el que efectivamente se preparen las aguas residuales para la ﬁltración secundaria y el vertido a la red pública de alcantarillado.

Es de interés para el objeto de la presente invención el empleo de discos de ﬁltración. Son diversos los trabajos que proponen emplear discos que contienen o portan materiales ﬁltrantes. La patente US 2009139073 se reﬁere a la ﬁltración sólo de aguas de lluvias, en la que la porción fundamental de ﬁltrado se conforma a través de ﬁbras de orientación irregular y de un agente aglutinante que imparten la porosidad que permite al agua ﬂuir generalmente sin obstáculos. La unidad de ﬁltración consta de diversos aditamentos y de una pluralidad de discos que permiten soportar dichos aditamentos. Los autores aﬁrman que el dispositivo es sencillo y fácil de limpiar.

El documento CN2877828 describe según los autores un ﬁltro novedoso de estructura simple, fácil de limpiar, de alta eﬁciencia en la ﬁltración de aguas. La unidad consta de un disco superior y uno inferior con ﬁbra de seda como material, de una unidad de elevación que permite ajustar o aﬂojar la ﬁbra por medio de la rotación desde la parte superior al fondo y moviendo desde arriba hacia abajo, lo que cambia la densidad de la seda.

La patente JP 2000042330 describe una instalación de ﬁltrado tipiﬁcada provista de una carcasa exterior de discos que se forma sosteniendo un disco provisto de un material ﬁltrante, teniendo dicha carcasa unos discos perforados en su parte anterior y posterior, provistos de boquillas situadas en la porción remanente de los discos para su limpieza, eliminando así las obstrucciones del material ﬁltrante a ﬁn de regenerarlo periódicamente con gas o vapor a contraﬂujo.

El documento US5975434 describe una instalación característica de ﬂujo axial con distribución uniforme del ﬂujo; la instalación está provista de un medio de ﬁltración; de una carcasa hermética a la presión que cuenta con una entrada y una salida, esta dispuesta sustancialmente tangencial con la entrada, y que tiene la carcasa una superﬁcie sustancialmente cilíndrica. La instalación cuenta con varios discos porosos axiales dispuestos internamente en la carcasa, y con sus lados circunferenciales y en comunicación integral con la superﬁcie interna de dicha carcasa hermética. La instalación cuenta con un medio ﬁltrante posicionado en diversas regiones deﬁnidas por los discos porosos, y con al menos un disco radial rígido con un grupo de aberturas. En la instalación se logra un ﬂujo con turbulencia general aumentada.

Sin embargo, hasta la fecha no se cuenta con un sistema o unidad de pretratamiento avanzado que sea sencilla, aunque lo suﬁcientemente eﬁcaz y versátil para la puriﬁcación primaria de aguas brutas y de procesos.

Descripción de la invención

Para disminuir u obviar los defectos de los sistemas del Estado de la Técnica anteriormente mencionados, se presenta la unidad de pretratamiento avanzado objeto de la invención destinada al pretratamiento por ﬁltración primaria de aguas de diferente procedencia, aguas brutas y de procesos.

La unidad de pretratamiento avanzado consta de un cuerpo cúbico, con su superﬁcie superior abierta y la parte inferior que toma una forma cónica, de tal manera que se facilita la separación y la decantación de los residuos sólidos. Sobre dicha parte superior del cuerpo cúbico se encuentra la entrada de agua a puriﬁcar que entra mediante un distribuidor al cuerpo cúbico. Unas cámaras que hay detrás de los discos de ﬁltración están dimensionadas de tal forma que permitan una entrada suﬁciente de agua para la separación de los sólidos. Los caudales de agua a puriﬁcar se encuentran típicamente desde 1 a 250 m3/hora por cada disco ﬁltrante, dependiendo de la luz de malla de los tamices ﬁltrantes, del tipo de agua a tratar y del tamaño del disco (típicamente de 1.200 mm. ó de 900 mm. de diámetro). El caudal medio a tratar por cada disco ﬁltrante podemos establecerlo en 30 m3/hora en aguas residuales urbanas convencionales. Un papel importante en el funcionamiento de cada unidad de pretratamiento avanzado es la inyección de aire a presión a dicho disco de ﬁltración por su parte interior, el que gracias a esta inyección y al ﬂujo de agua bruta que entra a través del distribuidor, se produce así un efecto de autolimpieza. La unidad es capaz de eliminar residuos sólidos presentes, V60, SST, de los diferentes tamaños de partículas en función de la luz de malla del tamiz ﬁltrante seleccionado y reducir de una manera importante la DQO, típicamente contenidos en los vertidos de distintos tipos de industrias, urbanos, etc.

Esta unidad está completamente construida en acero inoxidable con material de corte por láser y montaje de tipo mecano, todo lo cual evita soldaduras y deriva en una mayor perfección del acabado. Es esencial que la altura del cono sea la suﬁciente como para garantizar un ángulo de 60º la que condiciona una mejor decantación, así como un incremento de la cantidad de los sólidos recobrados. La base de la parte cónica del cuerpo cúbico constituye el decantador que incluye una válvula de cuchilla especial de hoja curva del tipo de tajadera para alcanzar una mayor facilidad y regulación de la evacuación de los sólidos decantables. Es decir, el vértice de la superﬁcie inferior cónica está abierto y en él está instalada una brida con una válvula de cuchilla tipo tajadera, de tipo estanco, con actuador la que permite de forma automática la evacuación controlada de dichos sólidos sedimentados. La válvula con actuador se alimenta de la red en forma regulable a través del panel de control. Es necesario evitar la retención del volumen de agua ﬁltrada, lo que provocaría el taponamiento del ﬁltrado hacia arriba de la superﬁcie cónica, para lo cual se cuenta con un aliviadero.

La unidad de pretratamiento avanzado de la presente invención consta como elemento fundamental unos discos de ﬁltración, entendemos por cada disco de ﬁltración, al conjunto formado por el soporte circular con aspas y el eje que se acopla al accionamiento y el tamiz ﬁltrante de acero (que puede ser de diferentes luces de paso, entre 50 y 500 micras) ﬁjado al soporte circular mediante un aro o brida. En todo caso, sólo se monta un tamiz ﬁltrante por conjunto. Sin embargo, cada unidad puede llevar uno o más conjuntos de discos ﬁltrantes.

Dentro del cuerpo cúbico de la unidad de pretratamiento avanzado están dispuestas en forma paralela a las caras laterales de la unidad dichas unidades de ﬁltros rotativos de ﬁltración de forma circular los cuales constituyen el elemento fundamental del proceso de separación. El diámetro de los discos, dependiendo de la granulometría y tipo de los contaminantes, el caudal del eﬂuente, y otros parámetros, puede ser menor o mayor, típicamente 900-1200 mm, para obtener un intervalo más elevado de capacidad de ﬁltración. La luz de malla del tamiz ﬁltrante empleado está en dependencia de la granulometría y tipo de los contaminantes. Valores típicos se encuentran entre 50 y 500 micrómetros. Tomamos como referencia la malla de 250 micras de luz de paso para aguas residuales urbanas convencionales.

La separación de los sólidos depositados en el tamiz ﬁltrante ocurre por la inyección de una corriente de aire desde la cámara existente en la parte posterior de dichos discos de ﬁltración y por el choque oblicuo tangencial del agua que entra por el distribuidor, y aislada respecto a la zona cónica hacia la parte central del cuerpo cúbico. Dicha inyección de aire es realizada por medio de unas turbinas de media presión que se encuentran dispuestas sobre dicha superﬁcie superior del cuerpo cúbico. La “autolimpieza” de los discos se produce mediante la inyección de aire a través de la cámara, con un caudal inyectado de 1.000 m3/hora de aire por cada turbina, y por efecto del choque tangencial oblicuo del agua bruta que entra por el colector, simultáneamente. De esta forma, los sólidos, adheridos a la malla ﬁltrante de los discos, crean una película que, por efecto del aire que sale desde la cámara, se desprende parcialmente y forma burbujas rotas sobre la superﬁcie de dicha malla. A su vez, el caudal de agua bruta que sale a través del distribuidor aprovecha este efecto y barre toda la superﬁcie de la malla, terminando de desprender toda la película formada, de una forma limpia.

El dispositivo de limpieza auxiliar del disco de ﬁltración consta de una electroválvula para el control de los ciclos de limpieza, de una tubería situada en el interior de cada cámara de inyección de aire, y de boquillas con un número de tres boquillas por disco de ﬁltración, para efectuar un lavado interior del disco ﬁltrante hacia la zona exterior del mismo, donde se encuentra ubicado el vertido, distribuidas dichas boquillas desde el centro hacia la parte superior de dicho disco, a una distancia proporcional entre ellas.

En la parte superior del cuerpo cónico se encuentra dispuesta la boca de un aliviadero por donde se puede evacuar el agua para evitar un desbordamiento accidental de dicho cuerpo. En las paredes laterales de dicho cuerpo cúbico se encuentran dispuestas unas bocas de salida, una por cada cámara, del agua ﬁltrada, desde las cuales esta es evacuada hacia la siguiente etapa del proceso de depuración.

Se cuenta asimismo con la boca de un aliviadero, que parte desde la zona cónica del cuerpo cúbico para que, si hay exceso de material sólido acumulado en esta zona o un aumento de caudal de entrada, permita el retorno a cabecera de proceso y evitar desbordamientos, facilitando, al mismo tiempo, una limpieza más eﬁcaz de los discos.

Los residuos sólidos decantados son evacuados por la válvula con actuador de forma automática hacia un dispositivo de evacuación extraíble, por ejemplo, un recipiente ﬁltrante, dispositivo de evacuación que actúa en forma de tamiz complementario pues debe permitir el paso y, por tanto, la separación incluso del agua arrastrada por los sólidos sedimentados. Cuando el dispositivo de evacuación extraíble se llena resulta fácilmente extraíble gracias a la estructura que le soporta y permite retirarlo.

La depuración del agua dependiendo del caso concreto es lo suﬁcientemente profunda, véase a continuación la Tabla 1.

TABLA 1

V60: arenas, ﬁbras y pelos; SST: sólidos suspendidos totales; DQO: demanda química de oxígeno. RCETB: reducción de los costos energéticos en el tratamiento biológico.

Los resultados obtenidos se ven de una forma más evidente en el Gráﬁco 1 a continuación.

GRÁFICO 1

Valores de Reducción (%) para aguas residuales urbanas convencionales

El análisis de los resultados presentados en la Tabla 1 y el Gráﬁco 1 proporciona una información importante desde el punto de vista tecnológico. Para determinado valor de V60 (arenas, ﬁbras y pelos) se obtiene una importante reducción de 80-85% para valores de luz de malla entre 380-250 micrómetros, una reducción inferior de SST (sólidos suspendidos totales) aunque signiﬁcativamente superior a la obtenida con otros sistemas, comportándose la reducción de la DQO (demanda química de oxígeno) en forma similar a la reducción del SST. Según el agua a tratar, sí esta presenta un contenido alto de V60 y bajo de SST es posible emplear mallas de una luz superior con el consiguiente incremento posible en el caudal de agua a tratar. Por el contrario, de ser signiﬁcativos los valores de SST será necesario emplear mallas de una luz inferior con el consiguiente decremento en el caudal de agua a tratar. Es de señalar la reducción de costos energéticos obtenidos al emplear la unidad de pretratamiento avanzado de la presente invención.

Así, según el problema concreto y seleccionando la luz de malla correspondiente se obtiene una reducción adecuada para los ﬁnes concretos deseados, por ejemplo, incluso como para que sea posible enviarla directamente a la red pública de alcantarillado, según la normativa legal especíﬁca.

Finalmente sobre la base de la unidad de pretratamiento avanzado de la presente invención es posible conformar un Sistema Modular de Pretratamiento Avanzado de aguas brutas, como de procesos que conste de un número de unidades de ﬁltración en función de la capacidad de pretratamiento necesaria y de las necesidades futuras.

Gracias al presente proceso descrito, se logra eliminar la mayor parte de los residuos sólidos presentes en las aguas residuales, según la luz de la malla ﬁltrante seleccionada, dejando el agua preparada para una posterior fase de depuración química, consiguiendo de este modo una reducción de entre 50 y 70% en el uso de reactivos necesarios en los tratamientos químicos posteriores, y una reducción de los niveles de emisión de CO2 generado en la descomposición de la materia orgánica en los tratamientos biológicos y reducción de costes energéticos.

Descripción de las ﬁguras

Para complementar la descripción, y ayudar a una mejor comprensión de las características de la presente invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, una serie de ﬁguras con carácter ilustrativo y no limitativo, en las que la:

Figura 1: es una vista esquemática en perspectiva de la unidad de pretratamiento avanzado de aguas residuales, objeto de la presente patente de invención.

Figura 2: es una vista esquemática frontal en corte de la unidad de pretratamiento avanzado de aguas residuales, objeto de la presente patente de invención.

Figura 3: es una vista en perspectiva en despiece de un disco de ﬁltrado de la unidad de pretratamiento avanzado.

Figura 4: es un diagrama de un Sistema Modular de Pretratamiento Avanzado de aguas basado en 4 unidades de pretratamiento avanzado.

Realización preferente de la invención

En la Fig. 1 se presenta una vista en perspectiva de una unidad, completamente construida en acero inoxidable, para la ﬁltración de 30 m3/hora por cada disco ﬁltrante 3 de aguas residuales urbanas convencionales, la que consta de un cuerpo cúbico 1 de 1.700 x 1.700 x 1500 mm. y en su parte superior de las dos turbinas 11 con capacidad de 1000 m3/h de aire por cada turbina 11 y disco ﬁltrante 3, y el distribuidor del agua 10. En la parte media inferior de dicho cuerpo cúbico 1 se presentan las bocas 15 de salida de agua ﬁltrada, y la boca de salida 16 que parte del cono, la que tiene una función de aliviadero; asimismo, se observa desde arriba un segmento superior de uno de los dos discos rotativos ﬁltrantes 3. En la parte inferior de dicho cuerpo cúbico 1 se aprecian la estructura 2 de soporte y, en calidad de medio ﬁltrante de extracción, se ha colocado un recipiente ﬁltrante 4, soportado sobre una estructura autoportante y de fácil extracción cuando se llena por los sólidos extraídos del agua bruta, dicho recipiente ﬁltrante 4 confeccionado de un tejido ﬁltrante por el pasa el agua arrastrada con los sólidos.

En la Figura 2 se presenta una sección en vista frontal del cuerpo 1 de la unidad de pretratamiento avanzado, provista de dos discos rotativos ﬁltrantes 3 de 1.200 mm de diámetro. Entendemos como disco ﬁltrante 3, el conjunto que comprende el soporte circular con aspas 33 y eje que se acopla al accionamiento y el disco tamiz ﬁltrante 31 (que puede ser de diferentes luces de paso, entre 50 y 500 micras) ﬁjada al soporte circular mediante un aro o brida. En el conjunto sólo se monta un disco tamiz ﬁltrante 31. Sin embargo, cada equipo puede llevar uno o más conjuntos de discos ﬁltrantes 3.

El agua bruta entra a través de un distribuidor 10 y es repartida proporcionalmente a ambos dichos dos discos rotativos ﬁltrantes 3, chocando de forma tangencial oblicua, sobre dichos discos rotativos ﬁltrantes 3, accionados en su movimiento rotatorio cada uno de dichos discos 3 mediante un motoreductor 22, mientras una turbina 11 de media presión, por cada disco ﬁltrante 3, inyecta dicha corriente de aire 12 de 1.000 m3/hora de aire a 10 mm. c.a. por cada turbina a las cámaras 17, en sentido contrario al agua, dicha corriente 12 que atraviesa dichos discos ﬁltrantes 3 hacia el exterior, hacia la zona central del cuerpo 1. Los sólidos presentes 23 en el agua bruta quedan adheridos a los discos 3, mientras el agua ﬁltrada pasa hacia las cámaras 17 atravesando dichos discos 3 y sale por las bocas 15 de dicho cuerpo 1. Por efecto del ﬂujo de 30 m3/hora de agua bruta urbana convencional, entrando a través del distribuidor 10 y la corriente de aire 12 que sale a través de dichos discos rotativos ﬁltrantes 3, los sólidos 23 son desprendidos, lo que produce un efecto tal denominado de “autolimpieza” dentro propiamente de dichos dos discos 3, es decir, la “autolimpieza” de los discos de ﬁltración 3: se produce mediante la inyección de aire a través de la cámara y por efecto del choque tangencial oblicuo del agua bruta que entra por el distribuidor, simultáneamente. Dichos sólidos 23 se acumulan en la zona central 20 del cuerpo 1 y se decantan hacia la zona cónica, siendo evacuados, mediante purgas programadas, a través de la válvula 14 ﬁjada al vértice del cono mediante la brida 21 normalizada. Para mantener el nivel de limpieza constante de los discos ﬁltrantes 3 se instala dentro de la cámara 17 un dispositivo de limpieza auxiliar 19. Dicho dispositivo 19 de limpieza de dichos discos de ﬁltración 3 comprende una electroválvula de control 18 de los ciclos de limpieza, una tubería situadas en el interior de cada cámara 17 de inyección de aire 12 para el lavado interior secuencial de dichos discos de ﬁltración 3 hacia las zonas exteriores 20 de dichos discos de ﬁltración 3, provistas de al menos tres boquillas deﬂectoras 19a por cada disco, distribuidas desde el centro hacia la parte superior de dichos discos de ﬁltración 3 a una distancia distribuidas proporcionalmente desde el centro hacia la parte superior de dicho disco 3 en toda su longitud.

Es importante notar que dichas cámaras interiores 17 están aisladas respecto a dicha parte inferior cónica y a dicha zona exterior o parte central del equipo 20 de dicho cuerpo 1, y los volúmenes de dichas cámaras interiores 17 corresponden al menos al 12 -17% del volumen de dichas zonas exteriores 20; en donde los volúmenes de los fondos 17a de dichos discos de ﬁltración 3 corresponden al menos al 4 -6% de los volúmenes totales de dichos discos de ﬁltración 3.

Para el caso de un exceso de caudal, hay dispuesta una boca de salida 16 en el cono, que tiene una función de aliviadero. Todo el conjunto está soportado por dicha estructura 2 que puede adoptar diferentes conﬁguraciones, según los casos particulares.

Dichos ciclos de limpieza son una serie de inyecciones de agua a presión por la parte interior 17 de los discos de ﬁltración 3 hacia las zonas exteriores de dichos discos 3 para prevenir la acumulación de residuos en la malla ﬁltrante de dichos discos 3 durante el proceso de ﬁltrado, siendo ejecutados dichos ciclos de limpieza mediante un temporizador o una sonda de nivel y utilizando agua limpia de red o la propia agua ﬁltrada por el equipo.

Es de señalar adicionalmente que los volúmenes de dichas cámaras interiores 17 corresponden al menos al 12 17% del volumen de dicha zona exterior 20 de dichos discos de ﬁltración 3; en donde el volumen de los fondos 17-A de dichas cámaras interiores 17 corresponden al menos al 4 -6% del volumen de dicha zona exterior 20 de dichos discos de ﬁltración 3.

En la Figura 3 se presenta en despiece un disco rotativo ﬁltrante 3, que comprende el soporte circular con aspas 33 con un tamaño de 1.200 mm de diámetro y el eje que se acopla al accionamiento, y el disco tamiz ﬁltrante 31 con una luz de paso de 250 micrómetros, ﬁjado al soporte circular mediante un aro o brida, en donde sólo se monta un disco tamiz ﬁltrante 31 por conjunto.

Sobre la base de las unidades de pretratamiento avanzado ya descritas se conﬁgura preferentemente un Sistema Modular de capacidades unitarias de ﬁltrado de aguas crudas como una suma de unidades de pretratamiento avanzado integradas en el mismo. En la ﬁgura 4 se muestra en esquema de los componentes de un Sistema Modular de Pretratamiento Avanzado basado en 4 unidades de pretratamiento avanzado.

El agua bruta entra a los cuerpos cúbicos 1 a través de un distribuidor 10. Atraviesa los ﬁltros de dichos discos ﬁltrantes rotativos 3, accionados mediante los motoreductores 22, y sale con una determinada reducción de sólidos, en función del tamaño de la malla del disco tamiz ﬁltrante 31, que se use. Las turbinas de media presión 11 inyectan una corriente de aire, a través de dichos discos ﬁltrantes 3 en sentido contrario al de la entrada de agua. Los sólidos retenidos en dichos discos ﬁltrantes 3 se decantan en el fondo de dichos cuerpos cúbicos 1 y son purgados a un medio ﬁltrante de extracción 4, que puede ser un recipiente ﬁltrante soportado por una estructura desplazable y descargada en contenedor de residuos mediante una grúa o polipasto, o a otro modo de evacuación, por ejemplo, un sistema de tamiz estático, que ﬁltra gran parte del agua que arrastran los sólidos purgados, dotado de unos barredores giratorios que empujan dichos sólidos hacia un transportador de tornillo sinfín, siendo descargados en un contenedor de residuos, en función del proceso utilizado en cada sistema modular particular. De nuevo, el lavado de dichos discos ﬁltrantes 3 se realiza mediante dichos dispositivos de limpieza auxiliares 19 de boquillas deﬂectoras a ciclos programados y controlados desde el cuadro de automatismos, en cada purga. Así mismo, la misma salida de las purgas de los sólidos decantados es utilizada para el vaciado del conjunto. Se aprecia el cuadro de automatismos que regula los intervalos entre purgas de los sólidos decantados y la duración de las mismas, así como la posibilidad de realizar purgas y ciclos de lavado de las mallas metálicas en cualquier momento y manualmente.

Aunque la realización preferente de la unidad ﬁltrante de la invención ha sido descrita con una conﬁguración, unos detalles, y unos materiales y unas dimensiones determinadas, resultará obvio para los expertos en la técnica que pueden hacerse modiﬁcaciones de forma, materiales y detalles constructivos sin apartarse del ámbito de la invención, tal como se reivindica a continuación.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3), compuesta por un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire (12) por turbinas (11), destinada dicha unidad de pretratamiento avanzado al pretratamiento tanto de aguas brutas, como de procesos, con valores de hasta 2.500 mg/l en Sólidos Suspendidos Totales (SST), 1.380 mg/l en DQO, 20 ml de Sólidos Sedimentables en 60 minutos (V60), y que obtiene dicha unidad valores de remoción tan altos como hasta 98% de V60, 95% de SST y 76% de DQO caracterizada porque consta de uno o varios discos de ﬁltración (3) que comprenden su respectivo soporte circular con aspas (33), de un diámetro según el caudal del agua (10) y la cantidad de sólidos a ﬁltrar, el eje que se acopla al accionamiento y un disco tamiz ﬁltrante (31), de luces de paso entre 50 y 500 micras según la granulometría de dichos sólidos (23), ﬁjada a dicho soporte circular (33) mediante un aro o brida; en donde sólo se monta un dicho disco tamiz ﬁltrante (31) por disco de ﬁltración (3); y porque dicha unidad de pretratamiento avanzado consta de los dispositivos (19) de limpieza auxiliar, con boquillas deﬂectoras (19a) de dichos discos ﬁltrantes (3), y dicha limpieza se realiza por medio de dicha corriente de aire (12) que se introduce en las cámaras interiores (17) situadas detrás de dichos discos de ﬁltración (3) y por el caudal de agua (10).

2 La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3) compuesta por un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire (12) según la reivindicación 1 caracterizada porque dicho dispositivo de limpieza auxiliar (19) de dichos discos de ﬁltración (3) mediante inyección del agua a presión comprende unas electroválvulas de control (18) de los ciclos de limpieza, unas tuberías situadas en el interior de cada cámara (17) de inyección de agua a presión para el lavado interior de dichos discos de ﬁltración (3) hacia las zonas exteriores de dichos discos de ﬁltración (3), en la parte central (20) de dicho cuerpo (1), provistas dichas tuberías de al menos tres dichas boquillas deﬂectoras (19a) por cada disco, distribuidas desde el centro hacia la parte superior de dichos discos de ﬁltración (3) a una distancia proporcional de su longitud; en donde dichos ciclos de limpieza constituyen una serie de inyecciones de agua a presión por la parte interior (17) de los discos de ﬁltración (3) hacia las zonas exteriores de dichos discos (3) para prevenir la acumulación de residuos en dicho disco tamiz ﬁltrante (31) de dichos discos (3), siendo ejecutados dichos ciclos de limpieza mediante un temporizador o una sonda de nivel mediante agua limpia de red o la propia agua ﬁltrada por dicha unidad de pretratamiento avanzado.
3.

La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3) compuesta por un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire (12) según la reivindicación 1 caracterizada porque dichas cámaras interiores (17) están aisladas respecto a dicha parte inferior cónica y a dicha zona exterior o parte central del equipo (20) de dicho cuerpo (1), y los volúmenes de dichas cámaras interiores (17) corresponden al menos al 12 -17% del volumen de dichas zonas exteriores (20); en donde los volúmenes de los fondos (17a) de dichos discos de ﬁltración (3) corresponden al menos al4-6%delos volúmenes totales de dichos discos de ﬁltración (3).
4.

La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3) compuesta por un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire (12) según la reivindicación 1 caracterizada porque sobre dicho cuerpo (1) está dispuesto un distribuidor (10) que reparte proporcionalmente el agua bruta que choca de forma tangencial oblicua sobre dichos discos rotativos de ﬁltración (3), accionados mediante un motoreductor (22); y también, sobre dicho cuerpo (1), están dispuestas dichas turbinas (11) de media presión que inyectan dicha corriente de aire (12) a dichas cámaras (17), y porque, los sólidos presentes (23) en el agua bruta quedan retenidos en dichos discos de ﬁltración (3), mientras que el agua ﬁltrada pasa hacia dichas cámaras (17) y sale por las bocas (15).
5.

La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3) compuesta por un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire (12) según la reivindicación 1 caracterizada porque los sólidos (23) son desprendidos de dichos discos de ﬁltración (3) por acción de los ﬂujos provenientes del agua bruta del distribuidor (10) y del aire (12), mediante dicha inyección de aire (12) en sentido contrario a dicha agua bruta (10) a través de la cámara (17) y por efecto del choque simultáneo, tangencial y oblicuo de dicha agua bruta (10) contra dichos discos de ﬁltración en rotación (3), provocando un barrido superﬁcial de dichos discos (3) y causando la decantación de dichos sólidos (23) adheridos a los ﬁltros, hacia dicha parte inferior cónica de dicho cuerpo cúbico (1), con lo que dichos ﬂujos (10, 12) producen un efecto de auto limpieza de dichos discos de ﬁltración (3); en donde, en caso de un exceso de dicho ﬂujo (10) hay dispuesta en dicha parte inferior cónica una boca de aliviadero (16).
6.

La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3) compuesta por un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica e inyección de una corriente de aire (12) según la reivindicación 1 caracterizada porque dichos sólidos sedimentados (23) son evacuados desde dicha parte inferior cónica, mediante purgas programadas, a través de la válvula de cierre y apertura (14) accionada neumática o eléctricamente, ﬁjada al vértice del cono mediante una brida (21) normalizada a un medio de extracción (4); dicho medio de extracción (4) que puede ser un recipiente desplazable, ﬁltrante y descargable, o un elemento estático ﬁltrante, dotado de barredores giratorios y transportador de tornillo sinfín.
7.

La unidad de pretratamiento avanzado de aguas mediante discos de ﬁltración (3) compuesta por un cuerpo cúbico (1) con una parte inferior cónica e inyección e inyección de una corriente de aire (12) según la reivindicación

1 caracterizada porque dichos discos de ﬁltrado (3) están compuestos por un bastidor soporte circular (33) con estructura de aspas y un disco tamiz ﬁltrante (31) con posibilidad de diferentes luces de paso ﬁjado al soporte circular mediante un aro o brida.
8. Sistema modular de pretratamiento avanzado de aguas brutas y de proceso caracterizado porque dicho sistema modular de pretratamiento avanzado comprende al menos dos dichas unidades de ﬁltración de aguas mediante uno o más dichos discos de ﬁltración (3), que comprende, cada una, un cuerpo cúbico (1), soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica, inyección de una corriente de aire (12) a cada uno de dichos discos ﬁltrantes (3); provistas dichas unidades de ﬁltración de dicho dispositivo de limpieza auxiliar (19) de dichos discos de ﬁltración (3) y dichas cámaras interiores (17); y porque, los sólidos (23) son desprendidos de dichos discos de ﬁltración (3) por acción de los ﬂujos provenientes del agua bruta de un distribuidor (10) y del aire (12), mediante dicha inyección de aire (12) en sentido contrario a dicha agua bruta (10) a través de la cámara (17).

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201000692

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 27.05.2010

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

51 Int. Cl. : B01D33/21 (2006.01) B01D33/50 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

ES 1061157 U (MECAGRIC S L) 01.01.2006, todo el documento. 1-8

X

US 2007102373 A1 (LARSSON HANS) 10.05.2007, párrafos [0016-0022]; figuras. 1-8

X

GB 802255 A (HANS KARL MULLER) 01.10.1958, página 1, líneas 38-64; página 2, líneas 22-122; figura. 1-8

X

ES 2284805 T3 (UTISOL TECHNOLOGIES AG) 16.11.2007, columna 3, líneas 3-27; columna 4, líneas 25-51; columna 5, línea 10 – columna 6, línea 23; figuras. 1-8

X

GB 959302 A (MUELLER HANS) 27.05.1964, página 2, líneas 41-99; figura 1. 1-8

X

GB 764500 A (PETERSON FILTERS & ENG) 28.12.1956, página 2, líneas 50-109; figuras 1-2. 1-8

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 12.12.2011

Examinador M. I. Ramos Asensio Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201000692

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) B01D Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201000692

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 12.12.2011

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-8 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201000692

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

ES 1061157 U (MECAGRIC S L) 01.01.2006

D02

US 2007102373 A1 (LARSSON HANS) 10.05.2007
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El documento D01 divulga una máquina de filtración primaria de aguas residuales mediante discos autolimpiantes, compuesta por (los elementos siguientes se refieren a la fig.2) un cuerpo cúbico (1) soportado sobre una estructura (2), con una parte inferior cónica. La autolimpieza se lleva a cabo por inyección de una corriente de aire (12) mediante turbinas (11). La invención definida en la reivindicación 1 difiere del documento D01 en que añade un dispositivo de limpieza auxiliar con boquillas deflectoras de agua, y en que cada disco está compuesto por un solo tamiz filtrante. No hay evidencia en la descripción de que una limpieza extra con agua suponga un efecto técnico inesperado; además, el uso indistinto o en conjunto del agua y/o aire para limpieza es de sobra conocido en el estado de la técnica, como puede verse en el documento D02 (párrafo [0018], figuras). Por otra parte, el que cada disco esté formado por uno o más tamices es una de las posibilidades constructivas evidentes que el experto en la materia seleccionaría según las circunstancias. Por lo tanto, la reivindicación 1 carece de actividad inventiva. Las características descritas en las reivindicaciones 2-7 son medidas consideradas obvias para un experto en la materia, tales como las electroválvulas, tuberías, el motorreductor, la turbina, etc. y algunas de ellas se encuentran en el documento D01. La automatización de los ciclos de limpieza se conoce del documento D02 (párrafo [0022]). La reivindicación independiente 8, referente al sistema modular, no tiene actividad inventiva, puesto que contiene todos los elementos contenidos esencialmente en la reivindicación principal 1 que forman cada unidad o módulo de pretratamiento, y definido un módulo, quedan definidos todos los que formen el sistema modular. Por consiguiente, la invención reivindicada en las reivindicaciones 1-8 no implica actividad inventiva de acuerdo al Artículo 8 de la Ley de Patentes 11/86.

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