ES2424777A2

ES2424777A2 - Sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración, mejorado.

Info

Publication number: ES2424777A2
Application number: ES201230041A
Authority: ES
Inventors: Pedro GARCÍA MERAYO; Fernando Oscar LAMELAS POMBRIEGO; Gonzalo GUTIERREZ DE LA ROZA PEREZ
Original assignee: Bioener Bierzo S L; BIOENER BIERZO SL
Current assignee: Bioener Bierzo S L; BIOENER BIERZO SL
Priority date: 2012-01-13
Filing date: 2012-01-13
Publication date: 2013-10-08
Anticipated expiration: 2032-01-13
Also published as: ES2424777R1; ES2424777B1

Abstract

Mejoras introducidas en la patente de invención principal nº P-201130973/5 por: sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración. Las mejoras comprenden: - Medios de filtración del agua contaminada, mediante los cuales se filtra al menos una parte del caudal de agua contaminada durante su trasiego entre los depósitos superior (2) e inferior (1). - Al menos un conducto de derivación que arranca de la tubería intermedia (3), y cuyo extremo libre constituye una boca de salida de agua no sumergida que vierte al menos una parte del caudal de agua en al menos uno de los depósitos principales (1-2). Las mejoras consisten también en que las aguas contenidas en los depósitos principales (1-2), una vez precipitada la mayor parte de los contaminantes, son conducidas a un segundo canal perimetral (28) anexo a un primer canal perimetral (9) donde se someten a procesos convencionales de depuración adicionales.

Description

Sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración, mejorado.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención, tal y como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a mejoras introducidas en la patente de invención principal nº P-201130973 por: sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración. Es un sistema para depurar aguas contaminadas, urbanas o industriales, en particular, dirigido a las aguas de drenaje de mina, así como el procedimiento de depuración de esas aguas contaminadas.

El sistema y procedimiento con las mejoras de la invención son aplicables a toda clase de aguas contaminadas de procedencia tanto urbana como industrial o de escorrentía pluvial, ya sean de naturaleza ácida o básica, tanto con presencia de sólidos en suspensión como en estado coloidal o disuelto, con presencia de metales pesados, sustancias peligrosas y sales disueltas. Este sistema de depuración resulta de aplicación singular para las aguas residuales de drenajes de mina, de manera que un objetivo de la invención es conseguir durante el procedimiento de depuración la decantación de elementos contaminantes en suspensión, favoreciendo también mediante la oxigenación del agua la precipitación de contaminantes, así como la eliminación o reducción de compuestos volátiles presentes en el agua contaminada.

Para conseguir tal objetivo esencial de la invención, se utiliza un dispositivo para trasvasar o trasegar el agua contaminada sucesiva y alternativamente entre unos depósitos principales con una capacidad adecuada, situados a diferente cota.

El sistema y procedimiento de la invención generan los siguientes efectos favorables para el medioambiente:

-: Un elevado tiempo de retención hidráulica del agua contaminada en el sistema.

-: Una elevada oxigenación y una elevada agitación del agua que facilita la separación de los elementos contaminantes para poder tratarlos de forma adecuada.

-: Una efectiva y rápida precipitación y decantación de los elementos contaminantes.

-: Un efectivo y rápido aislamiento de los elementos contaminantes.

-: Generación de una energía gestionable y de calidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En la actualidad, la depuración de aguas contaminadas es un tema que ha sido suficientemente desarrollado. Actualmente existen multitud de sistemas en función de las características del agua bruta contaminada que se pretenda depurar.

En síntesis, la depuración de aguas contaminadas consta de una serie de procesos unitarios en cadena (físicos, químicos y biológicos) que reproducen en un recinto la autodepuración natural y tienen como objetivo separar sucesivamente del agua contaminada los contaminantes que contiene.

La técnica de separación de partículas en suspensión se basa principalmente en el fenómeno físico de la decantación, con diferentes variantes y configuraciones. Sin embargo, la separación de los contaminantes en estado disuelto y coloidal es más problemática, necesitando tratamientos físico-químicos y otros más avanzados.

En el caso de aguas contaminadas de procedencia urbana, se diseñan diferentes tipos de depuradoras en función del caudal de agua a tratar, de las características del agua contaminada y de la superficie de terreno disponible. Así, encontramos entre las más simples, como las fosas sépticas, hasta las más complejas, como son las denominadas estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR).

En el caso de aguas contaminadas de procedencia industrial, los diferentes sistemas de depuración están muy condicionados por tres factores principalmente, como son el caudal a tratar, la naturaleza del agua (ácida o básica), las sustancias contaminantes que posee y la concentración de dichos contaminantes.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema para depurar aguas contaminadas junto con las mejoras de la invención, comprende en principio al menos un primer depósito principal inferior dispuesto en un nivel inferior y al menos un segundo depósito principal superior dispuesto en un nivel superior, conteniendo ambos agua contaminada a depurar, a la vez que los fondos de los depósitos principales citados son de gran capacidad y se comunican entre sí mediante al menos una tubería intermedia por la que el agua contaminada se hace circular por tal tubería intermedia en ambos sentidos sucesiva y alternativamente con una elevada agitación.

En dichos depósitos principales se instalan unos sistemas conocidos de extracción o purgado de lodos, los cuales mediante tuberías o conducciones desembocan en una cavidad (canal perimetral) que recibe parte del agua junto con una elevada concentración de elementos contaminantes precipitados y decantados en el fondo de tales depósitos principales, siendo tratados dichos elementos contaminantes en esa cavidad de forma adecuada.

El agua contaminada, una vez captada, puede dirigirse indistintamente a cualquiera de los depósitos, bien el inferior o el superior, incluso a ambos si existen varias fuentes de aguas contaminadas situadas a diferentes alturas.

Mediante tiempos de retención hidráulica elevados, combinados con la oxigenación que se consigue en el agua contaminada al trasegarla entre los depósitos situados a diferente cota, se consiguen concentraciones de oxígeno disuelto capaces de oxidar los metales hasta estados de oxidación adecuados para que se produzca la precipitación de los mismos en forma de óxidos o hidróxidos.

Por otra parte, la agitación favorece el transporte de las partículas coloidales para provocar colisiones entre ellas favoreciendo su aglomeración, ya que para que las partículas se aglomeren deben chocar, y el mezclado promueve la colisión. A la vez que la oxigenación oxida la materia orgánica y rompe enlaces en los coloides naturales, ayudando a una mejor floculación posterior.

Asimismo, este proceso de agitación y oxigenación favorecerá la eliminación de determinados contaminantes volátiles que pudieran estar presentes en el agua contaminada.

Como dispositivos de trasiego entre los depósitos situados a cota diferente, se utilizan por ejemplo, un conjunto de bombas y turbinas capaces de bombear el agua contaminada desde los depósitos inferiores a los superiores y turbinar, asimismo, dichas aguas contaminadas, desde los depósitos superiores a los inferiores, consiguiendo mediante estos trasiegos la oxigenación del agua.

En función de las sustancias contaminantes presentes en el agua y su concentración, las variables que condicionan el dimensionamiento del sistema de depuración son el tiempo de retención, la frecuencia de trasiego de las aguas contaminadas entre los depósitos y la cantidad de oxígeno necesaria que deba proporcionarse al sistema.

Asimismo, en función de los contaminantes presentes en el agua y su concentración, puede disponerse tratamientos de depuración previos o complementarios, antes de la entrada del agua a los depósitos principales o después de la salida del agua de dichos depósitos principales.

En función de las necesidades de depuración, el sistema podrá utilizar únicamente el caudal de agua contaminada para reponer las pérdidas por evaporación, o captar, en todo momento, la totalidad del agua contaminada, pudiendo, en este último caso, existir un caudal sobrante de agua, que será devuelta a las masas de agua, ya depurada.

Las sustancias contaminantes decantadas y precipitadas en el fondo de los depósitos en forma de lodos, puede extraerse por métodos tradicionales y dirigirse a otras instalaciones de tratamiento ó depósito de lodos cumpliendo la normativa de aplicación, o bien, reunirse en una cavidad especial, anexa a los depósitos, de la que parten unas canalizaciones perimetrales dispuestas alrededor de la embocadura de cada uno de los depósitos principales, dividida en dos circuitos iguales, que pueden funcionar de forma simultánea o independiente, lo cual permite su limpieza sin detener la depuración, a la vez que dicha cavidad especial posee un diseño adecuado para conseguir mediante la adición o no de reactivos adecuados, la continuación de la precipitación de contaminantes y la concentración de los contaminantes precipitados y decantados mediante el rebose y filtrado de las purgas y lodos extraídos de los depósitos principales.

El agua tratada en estas cavidades perimetrales podrá ser recirculada parcial o totalmente a los respectivos depósitos principales mediante tuberías de recirculación y válvulas adecuadas, a la vez que el agua tratada en estas cavidades perimetrales podrá ser parcial o totalmente desaguada hasta un sistema de depuración adicional a través de una tubería de desagüe, si esta depuración adicional fuese necesaria, desaguándose el agua tratada en la estación de depuración adicional en una corriente de agua por mediación de una tubería terminal.

Como alternativa el sistema de la invención comprende un depósito inicial que recibe el agua contaminada previamente antes de verterla en uno de los depósitos principales, depósito inicial donde el agua contaminada recibe los tratamientos conocidos necesarios para adecuar el pH, eliminar los posibles sólidos en suspensión y otras actuaciones con el fin de posibilitar las precipitación de contaminantes en fases posterior y proteger las conducciones y elementos mecánicos de las instalaciones. Asimismo, realizará funciones de regulación y laminación de puntas de caudal.

El agua contenida en el depósito inicial citado se descarga en el respectivo depósito principal por mediación de una tubería inicial. A la vez, los contaminantes precipitados y decantados en este depósito inicial serán extraídos o purgados hasta la cavidad perimetral que bordea el respectivo depósito principal.

Otra característica de la invención es que en una primera actuación el agua pasa del depósito principal inferior hasta el depósito principal superior mediante una bomba principal, mientras que en una segunda actuación el agua circula por gravedad desde el depósito principal superior hasta un depósito principal inferior, pasando a través de una o más turbinas, generando energía.

En una realización las bombas y las turbinas están integradas en una central hidroeléctrica reversible intercalada en la tubería intermedia que comunica ambos depósitos principales, superior e inferior.

Otra característica de la invención es que el purgado o extracción de lodos de los depósitos principales es efectivo porque se puede realizar cuando los depósitos están vacíos y sólo queda en el fondo del depósito una pequeña cantidad de agua y los decantados y precipitados que no son traspasables por cota entre los depósitos principales. No obstante, la extracción y/o purgado de lodos también se podrá realizar de forma continua sin necesidad de que los depósitos se encuentren vacíos.

El procedimiento de depuración se caracteriza por que el agua contaminada a depurar se trasiega sucesiva y alternativamente en ambos sentidos entre al menos un depósito principal inferior dispuesto en un nivel inferior y al menos un depósito principal superior dispuesto en un nivel superior, en el sentido ascendente mediante bombeo y en el sentido descendente por gravedad pasando el caudal de agua a través de una o más turbinas, cuyo giro proporciona energía, acumulándose en los fondos de los depósitos principales por precipitación y decantación una masa de agua con elementos contaminantes que es trasvasada hasta una cavidad (canal perimetral) donde son tratados de forma conocida.

Desde esta cavidad el agua parcialmente depurada podrá ser recirculada a los depósitos principales, o trasvasada fuera del circuito. Como alternativa y siempre que sea necesario, el agua se trasvasa desde la cavidad citada hasta una estación de depuración adicional y de aquí hasta una corriente de agua.

Asimismo, en el caso de que sea necesario una depuración adicional de las aguas ya decantadas y precipitadas, dichas aguas podrán extraerse de los depósitos y proporcionarles un tratamiento de depuración adicional, antes de ser vertidas en las masas de agua de forma directa o indirecta a través del subsuelo, en los canales perimetrales mediante tratamientos de depuración adicionales existentes, bien sea filtración, cloración, ozonización, rayos UV, tratamientos de lagunaje o biológicos avanzados como nitrificación- desnitrificación, eliminación biológica del fósforo o de sulfatos y/o cloruros.

En función de la diferencia de cota entre los depósitos principales, el agua ya decantada y precipitada es susceptible de ser sometida a procesos complementarios de microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis inversa o desionización capacitiva, tanto utilizando cualquiera de ellos como tratamientos complementarios a la salida del circuito de depuración, como colocando los filtros o membranas necesarias a la cota adecuada y utilizando como presión la columna de agua existente entre los depósitos superiores e inferiores. Para esto último, dicho agua se hará circular, bien a través de la tubería que interconecta dichos depósitos y dotando a ésta de un ramal en su parte inferior de dimensiones adecuadas donde se alojará el dispositivo de filtración u osmosis inversa necesario, o bien a través de una tubería independiente de la principal. En lo que respecta al dispositivo de desionización capacitiva, dado que para su funcionamiento no se necesita presión, tal dispositivo irá colocado generalmente a la salida del circuito.

El agua contaminada vertida en los depósitos principales pasa previamente por un depósito inicial donde se trata la acidez del agua y también se eliminan los sólidos en suspensión.

Por último cabe señalar que el trasiego entre los depósitos principales se realiza mediante al menos una tubería intermedia que comunica las zonas de mayor profundidad de los fondos de los depósitos principales.

Otra característica de la invención es que los depósitos principales se colocan fuera del curso del río, y otras corrientes de agua, así como fuera de lagos u otras depresiones naturales donde se encuentra una masa de agua en movimiento o de forma estática, buscando emplazamientos con las superficies más adecuadas o convenientes. En aquellos casos en que la superficie disponible para instalar los depósitos depuradores de agua contaminada sea inferior a la superficie necesaria para depurar completamente el volumen de agua disponible, el sistema descrito puede complementarse con otros depósitos conectados a los anteriores a través de nuevas conducciones hidráulicas. Se formaría de esta forma un trasiego en cadena, de agua contaminada entre depósitos, obteniendo mayor capacidad de depuración al aumentar la superficie de agua contaminada en contacto con la atmósfera, y su oxigenación, favoreciendo la precipitación y decantación de contaminantes. En función de la localización del terreno disponible para la instalación de estos nuevos depósitos, y la cota de dicho terreno, podrán establecerse circuitos hidráulicos abiertos o cerrados.

Así pues, el sistema de la invención consiste en depurar agua contaminada mediante su introducción en un circuito de una central hidroeléctrica reversible, que consta de al menos dos depósitos principales fabricados artificialmente, unidos entre sí mediante la tubería intermedia, especialmente diseñados en función de la cantidad y calidad del agua a tratar, para favorecer los procesos de depuración, así como para la eliminación de los elementos contaminantes precipitados y decantados durante el proceso.

Durante el proceso, parte de las aguas se evaporan, disminuyendo el volumen. La agitación del agua, que se produce al ser bombeada y turbinada entre los depósitos principales, consigue su oxigenación, favoreciendo los procesos de precipitación de contaminantes disueltos y coloidales que se van concentrando hasta alcanzar un grado tal que precipitan al fondo de los depósitos. Asimismo, el proceso de agitación favorece la eliminación o disminución de los contaminantes volátiles presentes en el agua.

Los contaminantes precipitados y decantados se extraerán periódicamente mediante sistemas conocidos del fondo de los depósitos hasta unas cavidades perimetrales donde son tratados de manera adecuada. Asimismo, los sólidos precipitados y decantados en estas cavidades se retirarán periódicamente y se gestionarán de la forma más conveniente para el medioambiente, pudiendo incluso, procederse a su valorización.

El agua evaporada en los depósitos y cavidades durante el proceso, y la posible agua desaguada se repondrá dejando entrar más agua contaminada al circuito, repitiéndose el proceso antes descrito, destacándose que el sistema de la invención puede incorporar dos depósitos artificiales o más conectados entre sí.

La aplicación del sistema y procedimiento de la invención son de aplicación a todo tipo de aguas contaminadas, aguas previamente usadas o utilizadas y aguas residuales o vertidos.

En función de las características físico-químicas del agua contaminada, se puede utilizar exclusivamente este proceso, o se complementará con otros procesos de depuración existentes, tanto con anterioridad como con posterioridad al sistema de la invención. Estos procesos complementarios pueden ser alguno de los siguientes: homogeneización, corrección del pH, coagulación/floculación, neutralización, tratamientos de lagunaje, humedales

o cualquier otro de los actualmente existentes.

Existe una aplicación singular, como es el caso de las aguas sobrantes o de drenaje de mina, que generalmente salen al exterior contaminadas con sólidos y otros compuestos contaminantes. En la depuración de aguas contaminadas, procedentes de los drenajes de minas, tanto de interior como a cielo abierto, se utiliza como parte central del proceso de depuración una central reversible, facilitando y mejorando los procesos de eliminación de contaminantes a través de procesos de oxigenación y agitación sostenibles, que propician la precipitación y decantación de algunos de los principales contaminantes de este tipo de drenajes.

El proceso de depuración utilizando una central hidroeléctrica reversible es idóneo para todo tipo de aguas contaminadas, pues permite reducir gran parte del agua a tratar por evaporación, así como favorecer la precipitación de gran parte de metales y compuestos tóxicos, pudiendo ser completado con otros procesos que favorezcan la eliminación del resto de contaminantes presentes en el agua.

Así pues, las mejoras aplicadas al sistema para depurar aguas contaminadas se caracterizan porque:

-: Las aguas contenidas en los depósitos principales, una vez precipitados la mayor parte de los contaminantes, son conducidas a un segundo canal perimetral anexo al primer canal perimetral, sometiéndose en tal segundo canal perimetral a procesos convencionales de depuración adicionales, como son tratamientos de lagunaje, nitrificación-desnitrificación, sulfato-reducción mediante bacterias,

o eliminación biológica de fósforo.

-: Comprende medios de filtración del agua contaminada, mediante los cuales se filtra al menos una parte del caudal de agua contaminada durante su trasiego entre los dos depósitos principales, superior e inferior, obteniéndose, por tanto, a la salida de tales medios de filtración un caudal de agua depurada.

-: Comprende al menos un conducto de derivación que arranca de la tubería intermedia y cuyo extremo

libre constituye una boca de salida de agua no sumergida que vierte todo o una parte del caudal de

agua en al menos uno de los depósitos principales.

Los medios de filtración del agua contaminada comprenden un dispositivo de filtración colocado a la cota adecuada que conecta con la tubería intermedia por mediación de una derivación que integra una válvula de apertura y cierre para bloquear o liberar el paso de fluido.

Los medios de filtración del agua contaminada comprenden en otra realización, un dispositivo de filtración colocado a la cota adecuada que conecta con una tubería adicional independiente de la tubería intermedia de interconexión entre los dos depósitos principales. Dicha tubería adicional comunica por uno de sus extremos con al menos el depósito superior.

En otra realización, los medios de filtración del agua contaminada comprenden un dispositivo de ósmosis inversa colocado a la cota adecuada que conecta con la tubería intermedia por mediación de al menos una derivación que integra también una válvula de paso y obturación para permitir el bloqueo o desbloqueo del paso del fluido.

Los medios de filtración del agua contaminada comprenden en otra realización un dispositivo de ósmosis inversa colocado a la cota adecuada que conecta con una tubería adicional independiente de la tubería intermedia, comunicando dicha tubería adicional por sus extremos con los dos depósitos principales, superior e inferior.

El conducto de derivación comprende una derivación superior conectada a la tubería intermedia en proximidad al depósito superior, a la vez que tal derivación superior vierte el agua por su salida no sumergida en el depósito superior consiguiendo con ello una mejor oxigenación y agitación del agua.

En otra realización, el conducto de derivación comprende una derivación inferior conectada a la tubería intermedia en proximidad al depósito inferior, integrando tal derivación inferior una turbina de acción, con salida no sumergida por la cual se vierte el agua en el depósito inferior, consiguiendo de esta forma también mejorar la oxigenación y agitación de dicho agua. La interconexión entre la derivación inferior y tubería intermedia integra una válvula de apertura y cierre.

En una primera opción, el sistema forma parte de una Estación Depuradora de Aguas Residuales Urbanas (EDAR) y en él se desarrollan los tratamientos primario y secundario, propios de este tipo de instalaciones. En esta primera opción la salida del proceso de pretratamiento (debaste, desarenado y desengrasado) de la EDAR conecta con el depósito inicial del sistema y los efluentes que salgan del sistema se someten a tratamiento terciario si fuese necesario.

En una segunda opción, el sistema forma parte de una Estación Depuradora de Aguas Residuales Urbanas (EDAR) donde las aguas entran en el sistema después de haberse realizado los tratamientos convencionales primario y secundario, propios de este tipo de instalaciones. En esta segunda opción, la salida del proceso de tratamiento secundario de la EDAR conecta con el depósito inicial del sistema para completar el proceso de depuración.

Las mejoras del procedimiento se caracterizan por que:

-: Antes de la entrada del agua residual bruta en cualquiera de los depósitos principales, recibe un tratamiento de depuración previa convencional para reducir los sólidos en suspensión y actuar sobre el pH de dichas aguas, aumentándolo o disminuyéndolo.

-: Las aguas que se extraen de cualquiera de los depósitos principales son sometidas a un proceso de depuración convencional adicional.

-: Las aguas de al menos uno de los depósitos principales son sometidas a un proceso de filtración.

-: Todo o parte del caudal de agua bombeada desde el depósito inferior al depósito superior se deja caer libremente en este último.

-: Al menos una parte del caudal de agua que se trasiega desde el depósito superior al inferior se hace pasar a través de la turbina de acción con salida no sumergida.

El proceso de depuración convencional adicional citado comprende técnicas de depuración seleccionadas entre cloración, ozonización, rayos uva, adición de cal, nitrificación/desnitrificación y un proceso biológico que incluye la eliminación o reducción de fósforo y sulfatos. Estos procesos podrán realizarse utilizando los canales perimetrales o en instalaciones complementarias.

El proceso de depuración convencional utiliza unos medios seleccionados entre los canales perimetrales y unas instalaciones complementarias.

Las mejoras del procedimiento se caracterizan también porque todo o parte de las aguas contaminadas son sometidas a un proceso de filtración seleccionado entre microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa, disponiéndose el elemento filtrante a la cota necesaria que conecta con un elemento seleccionado entre:

-: La tubería de derivación que arranca de la tubería intermedia.

-: La tubería adicional independiente de la tubería intermedia de interconexión de los dos depósitos principales.

El procedimiento tiene lugar en una estación depuradora de aguas residuales urbanas (EDAR).

A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1.- Muestra una vista en alzado del sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración con la inclusión de unas mejoras que son el objeto de la invención. En una realización, las mejoras consiste en un dispositivo de filtración colocado a la cota necesaria en una derivación de la tubería intermedia de interconexión entre los dos depósitos principales: uno superior y otro inferior.

Figura 2.- Muestra una vista en planta de lo representado en la figura anterior.

Figura 3.- Muestra el detalle de una primera cavidad o canalización perimetral dispuesta en la embocadura de los depósitos principales.

Figura 4.- Muestra una vista esquemática de una disposición de un circuito constituido por más de dos depósitos principales en circuito abierto.

Figura 5.- Muestra una vista esquemática de una disposición de un circuito constituido por más de dos depósitos principales y un circuito cerrado.

Figura 6.-Muestra una vista similar a lo mostrado en la figura 1, mostrándose en esta figura 7 otra realización de las mejoras que consisten en un dispositivo de ósmosis inversa colocado a la cota necesaria en una derivación de la tubería intermedia de interconexión entre los dos depósitos principales.

Figura 7.- Muestra esencialmente el dispositivo de filtración referido en la figura 1. El mismo está colocado a la cota necesaria en una tubería adicional independiente de la tubería intermedia de interconexión entre los dos depósitos principales.

Figura 8.- Muestra el dispositivo de ósmosis inversa colocado a la cota necesaria en la tubería adicional independiente de la tubería intermedia de interconexión entre los depósitos principales.

Figura 9.-Muestra una vista en planta en la que se destaca una segunda cavidad o canalización perimetral alrededor de la embocadura de los depósitos principales.

Figura 10.- Muestra una vista en alzado del sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración, con las mejoras de la invención, con la variante de que el agua bombeada llega al depósito superior a través de una tubería superior que la deja caer libremente por la parte superior de dicho depósito.

Figura 11.- Muestra una vista en alzado del sistema para depurar aguas contaminadas y procedimiento de depuración con las mejoras de la invención, con la variante de que el trasiego del agua entre el depósito superior y el inferior se realiza a través de una turbina de acción colocada en una derivación inferior de la tubería intermedia con salida no sumergida en el depósito inferior.

DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

El sistema para depurar aguas contaminadas contempla la siguiente nomenclatura empleada en la descripción:

1.-Depósito principal inferior

2.-Depósito principal superior

3.-Tubería intermedia

4.-Bomba principal

5.-Turbina

6.-Vaso de aspiración

7.-Bordillo de retención de lodos

8.-Dispositivos de aspiración de lodos 8´.-Dispositivos de purgado de lodos 9.-Primera cavidad o canalización perimetral 10.- Central Hidroeléctrica 11.- Depósito inicial 12.- Tubería inicial 13.- Tuberías de recirculación 14.- Tubería de desagüe 15.- Estación depuradora adicional 16.- Tubería terminal 17.- Corriente de agua 18.-Dique de rebose 19.-Filtro terminal 20.- Habitáculo común 21.- Válvulas de vaciado 22.- Bombas de aspiración de lodos 22’. Bombas de purgado de lodos 23.-Dispositivo de filtración por presión 24.- Derivación 25.- Válvula de apertura y cierre 26.- Dispositivo de ósmosis inversa 27.- Tubería adicional 28.- Segunda cavidad o canalización perimetral 29.- Derivación superior 30.- Válvula de apertura y cierre 31.- Turbina de acción 32.- Derivación inferior 33.- Válvula de apertura y cierre. Comprende al menos un primer depósito principal inferior 1 dispuesto a un nivel inferior y al menos un

segundo depósito principal superior 2 dispuesto a un nivel superior, conteniendo ambos agua contaminada a depurar que se ha trasvasado previamente a uno de los depósitos principales, a la vez que los fondos de ambos depósitos principales 1-2 se comunican entre sí mediante al menos una tubería intermedia 3 por la que el agua contaminada se hace circular por la misma sucesiva y alternativamente en ambos sentidos, consiguiendo con ello una elevada oxigenación y una elevada agitación del agua, a la vez que los depósitos principales 1-2 se encuentran fuera del alcance de una corriente de agua natural, tal como un río, y fuera de depresiones naturales, tal como un lago, por ejemplo, destacándose además que tales depósitos pueden presentar una gran capacidad.

El trasvase del agua desde el depósito principal inferior 1 hasta el depósito principal superior 2 se realiza mediante una bomba principal 4, mientras que el trasvase de agua desde el depósito principal superior 2 hasta el inferior 1 se realiza por gravedad, pasando el agua en este caso a través de una turbina 5, mediante la cual se genera energía. La bomba principal 4 y la turbina 5 se conectarán al depósito principal inferior 1 mediante tuberías independientes, que se unirán a la tubería intermedia 3.

En otra realización, la comunicación entre los depósitos principales 1-2 se realiza mediante una tubería intermedia 3, en la que se intercala una turbina reversible que alternativamente realizará las funciones bombeo al subir o turbinado al bajar.

Particularmente, la bomba principal 4 y turbina 5 están incorporadas en una central hidroeléctrica reversible 10, con lo cual cuando el agua circula por la tubería intermedia 3 en un sentido se bombea el agua, mientras que cuando circula en el sentido contrario el agua se turbina generando energía.

En uno de los extremos del fondo de los depósitos principales 1-2 de construirá una zona de mayor profundidad que actuará como vaso de aspiración 6, permitiendo el cebado de turbinas y bombas. Será en estas zonas de mayor profundidad donde conectan los extremos de la tubería intermedia 3. A su vez, estas zonas de mayor profundidad estarán rodeadas de un pequeño bordillo 7 que favorecerá la retención de los lodos decantados en el fondo de los depósitos en los procesos de vaciado alternativo de los mismos.

Asimismo, en los depósitos principales 1-2 se instalarán unos adecuados dispositivos de aspiración 8 y

purgado 8’ para extraer los lodos, que actuarán principalmente en aquellas zonas del fondo de los depósitos

principales 1-2 donde se acumulan en mayor concentración los elementos contaminantes por precipitación y decantación. Estos dispositivos de aspiración 8, son móviles.

Los dispositivos de aspiración 8 y los dispositivos de purgado 8’, para la extracción de lodos, dispondrán de las correspondientes bombas de aspiración 22 y purgado 22’ y desembocan en una cavidad 9, donde se vierte parte del agua junto con la concentración de los elementos contaminantes precipitados y decantados en los fondos de los depósitos principales 1-2.

Esta cavidad 9 comprende una estructura anular a modo de canalización perimetral que bordea toda la embocadura de cada uno de los depósitos principales 1-2. Este escaso volumen de agua con concentración de elementos contaminantes contenida en dicha cavidad 9 es tratada de forma convencional.

El agua tratada en la cavidad 9 una vez separados los contaminantes precipitados por rebose o filtrado se puede recircular, parcialmente o en su totalidad, a través de unas tuberías de recirculación 13 a los depósitos principales 1-2.

Opcionalmente, el caudal de agua tratado en la citada cavidad 9 se puede derivar, mediante una tubería de desagüe 14, hasta una estación depuradora adicional 15 que realiza una depuración natural y/o artificial mediante distintos sistemas de depuración convencionales. El caudal de agua procedente de la cavidad 9 y que ha recorrido la estación depuradora adicional 15, se puede desviar al final directamente a una corriente de agua 17, tal como un río, canal, etc.; por mediación de una tubería terminal 16, ya que ese caudal de agua tiene un grado de pureza de acuerdo a la normativa vigente.

En una realización de la invención, si es necesario, antes de verter el agua contaminada en los depósitos principales 1-2, se vierte primero en un depósito inicial 11, donde el agua recibe un tratamiento previo conocido para tratar la acidez y eliminar los sólidos en suspensión. Una vez realizado dicho tratamiento previo, el agua se traslada a uno de los depósitos principales por mediación de una tubería inicial 12.

El fondo de este depósito inicial también dispondrá de un dispositivo de aspiración 8 y otro dispositivo de purgado 8’, para la extracción de lodos, que dispondrán a su vez ambos dispositivos 8-8’,de las correspondientes bombas de aspiración 22 y purgado 22’ y se conectarán con la cavidad 9 desembocando en la misma.

Los fondos de los depósitos principales 1-2, así como las cavidades 9 comprenden una superficie impermeable de polietileno y otros materiales, como por ejemplo poliuretanos o asfaltos. A la vez que dichos materiales deben posibilitar que todos los depósitos sean estancos con el fin de evitar filtraciones al entorno de ubicación.

La canalización perimetral que constituye la cavidad 9, comprende dos circuitos semejantes que convergen en un habitáculo común 20, contando cada uno de tales circuitos con al menos un dique de rebose 18 y un filtro terminal 19 que permitan separar los contaminantes por decantación y filtrado, incorporándose en el dique de rebose 18 unas válvula de vaciado 21 dispuestas a diferentes alturas.

En una realización, el filtro terminal 19 es de grava.

Las mejoras de la invención contemplan un tratamiento adicional mediante un dispositivo de filtración 23 colocado a la cota adecuada en una derivación 24 que arranca de la tubería intermedia 3 e integra una válvula de apertura y cierre 25.

En otra opción se contempla un tratamiento adicional mediante un dispositivo de filtración 23 colocado a la cota adecuada en una tubería adicional 27 independiente de la tubería intermedia 3, de manera que tal tubería adicional 27 comunica con al menos el depósito principal superior 2.

En otra realización, las mejoras de la invención contemplan un tratamiento adicional mediante un dispositivo de ósmosis inversa 26 colocado a la cota adecuada en la tubería adicional 27 independiente de la tubería intermedia 3 (Figura 8). Como otra opción, el dispositivo de ósmosis inversa 26 se coloca en la derivación 24 que arranca de la tubería intermedia 3.

5 En otra opción, se contempla un tratamiento adicional en el que las aguas contenidas en los depósitos principales 1 y 2, una vez precipitada la mayor parte de los contaminantes son conducidos éstos a una segunda cavidad o canalización perimetral (28) donde son sometidos a procedimientos adicionales de depuración como son tratamientos de lagunage, nitrificación-desnitrificación, cultivos de bacterias sulfato reductoras, o eliminación biológica de fósforo.

10 Otras mejoras de la invención son las siguientes:

El agua bombeada llega al depósito principal superior 2 a través de una derivación superior 29 que deja caer libremente el agua bombeada al citado depósito superior 2 (figura 10).

Esta derivación superior 29 es una derivación que arranca de la tubería intermedia 3 en proximidad al depósito superior 2. En una realización de la invención, la derivación superior 29 podría sustituir y ejercer la función 15 de una chimenea de equilibrio. En la interconexión de la derivación superior 29 con la tubería intermedia 3 se

integra una válvula de apertura y cierre 30.

Otra mejora de la invención (figura 11) se refiere a que el trasiego del agua entre el depósito superior 2 y el inferior 1 se realiza a través de una turbina de acción 31 colocada en una derivación inferior 32 que arranca de la tubería intermedia 3 y tiene una salida no sumergida con desagüe en el depósito inferior 1, integrando tal derivación

20 inferior 32 una válvula de apertura y cierre 33.

El caudal de agua que se trasiega a través de las derivaciones superior 29 e inferior 32 cae libremente sobre los correspondientes depósitos principales 1-2, mejorándose así la oxigenación y agitación de dicho agua.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL NºP-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, caracterizadas por que comprenden:

-

una segunda canalización perimetral (28) en ambos depósitos principales (1-2) anexa a la primera canalización perimetral (9), siendo conducidas a esa segunda canalización perimetral (28) aquella parte de agua contaminada que desee someterse a procesos convencionales de depuración adicionales;

-

Medios de filtración del agua contaminada, mediante los cuales se filtra al menos una parte del caudal de agua contaminada durante su trasiego entre los depósitos principales superior (2) e inferior (1), obteniéndose a la salida de tales medios de filtración un caudal de agua más limpia;

-

al menos un conducto de derivación que arranca de la tubería intermedia (3) y cuyo extremo libre constituye una boca de salida de agua no sumergida que vierte al menos una parte del caudal de agua en al menos uno de los depósitos principales (1-2).
2.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según la reivindicación 1, caracterizadas por que:

-

los medios de filtración del agua contaminada comprenden un dispositivo de filtración (23) colocado a la cota adecuada que conecta con la tubería intermedia (3) por mediación de una derivación (24);

-

la derivación (24) integra una válvula de apertura y cierre (25).
3.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según la reivindicación 1, caracterizadas por que :

-

los medios de filtración del agua contaminada comprenden un dispositivo de filtración (23) colocado a la cota adecuada que conecta con una tubería adicional (27) independiente de la tubería intermedia (3);

-

la tubería adicional (27) comunica por uno de sus extremos con al menos el depósito superior (2).
4.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según la reivindicación 1, caracterizadas por que:

-

los medios de filtración del agua contaminada comprenden un dispositivo de ósmosis inversa (26) colocado a la cota adecuada que conecta con la tubería intermedia (3) por mediación de al menos una derivación (24);

-

esta derivación (24) integra una válvula de apertura y cierre (25).
5.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según la reivindicación 1, caracterizadas por que:

-

los medios de filtración del agua contaminada comprenden un dispositivo de ósmosis inversa (26) colocado a la cota adecuada que conecta con una tubería adicional (27) independiente de la tubería intermedia (3);

-

la tubería adicional (27) comunica por sus extremos con los depósitos principales, superior (2) e inferior (1).
6.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizadas por que:

-

el conducto de derivación comprende una derivación superior (29) conectada a la tubería intermedia (3) en proximidad al depósito superior (2);

- la derivación superior (29) vierte el agua por su salida no sumergida en el depósito superior (2);

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la interconexión entre la derivación superior (29) y la tubería intermedia (3) integra una válvula de apertura y cierre (30).
7.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas por que:

-

el conducto de derivación comprende una derivación inferior (32) conectada a la tubería intermedia (3) en proximidad al depósito inferior (1);

-

la derivación inferior (32) integra una turbina de acción (31);

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la derivación inferior (32) vierte el agua por su salida no sumergida en el depósito inferior (1);

-

la interconexión entre la derivación inferior (32) y tubería intermedia (3) integra una válvula de apertura y cierre (33).
8.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas por que:

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el sistema forma parte de una Estación Depuradora de Aguas Residuales Urbanas (EDAR) y en él se desarrollan los tratamientos primario y secundario, propios de este tipo de instalaciones;

-

la salida del proceso de pretratamiento (debaste, desarenado y desengrasad) de la EDAR conecta con el depósito inicial (11) del sistema y los efluentes que salgan del sistema se someten a tratamiento terciario.
9.- MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por: SISTEMA PARA DEPURAR AGUAS CONTAMINADAS, según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizadas por que:

-

el sistema forma parte de una Estación Depuradora de Aguas Residuales Urbanas (EDAR) donde las aguas entran en el sistema después de haberse realizado los tratamientos convencionales primario y secundario, propios de este tipo de instalaciones;

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la salida del proceso de tratamiento secundario de la EDAR conecta con el depósito inicial (11) del sistema para completar el proceso de depuración.
10.-MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por:PROCEDIMIENTO DE DEPURACIÓN DE AGUAS CONTAMINADAS, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizadas por que:

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antes de la entrada del agua residual bruta en cualquiera de los depósitos principales (1-2), recibe un tratamiento de depuración previa convencional para reducir los sólidos en suspensión y actuar sobre el pH de dichas aguas, aumentándolo o disminuyéndolo;

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las aguas que se extraen de cualquiera de los depósitos principales (1-2) son sometidas a un proceso de depuración convencional adicional;

- las aguas de al menos uno de los depósitos principales son sometidas a un proceso de filtración;

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una parte del caudal de agua bombeada desde el depósito inferior (1) al depósito superior (2) se deja caer libremente en este último;

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al menos una parte del caudal de agua que se trasiega desde el depósito superior (2) al depósito inferior

(1) se hace pasar a través de la turbina de acción (31) con salida no sumergida en el depósito inferior (1).
11.-MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por:PROCEDIMIENTO DE DEPURACIÓN DE AGUAS CONTAMINADAS, según la reivindicación 10, caracterizadas por que el proceso de depuración convencional adicional comprende técnicas de depuración seleccionadas entre cloración, ozonización, rayos uva, adición de cal, nitrificación/desnitrificación y un proceso biológico capacitado para al menos reducir el fósforo y los sulfatos.
12.-MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por:PROCEDIMIENTO DE DEPURACIÓN DE AGUAS CONTAMINADAS, según la reivindicación 11, caracterizadas por que el proceso de depuración convencional utiliza unos medios seleccionados entre los canales perimetrales primero (9) y segundo (28), y unas instalaciones complementarias.
13.-MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por:PROCEDIMIENTO DE DEPURACIÓN DE AGUAS CONTAMINADAS, según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, caracterizadas por que las aguas de al menos uno de los depósitos principales (1-2) son sometidas a un proceso de filtración seleccionado entre un proceso de filtración,microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración y ósmosis inversa; disponiéndose el elemento filtrante a la cota necesaria que conecta con uno de los elementos seleccionados entre:

-

la tubería de derivación (24) que arranca de la tubería intermedia (3);

-

la tubería adicional (27) independiente de la tubería intermedia (3) de interconexión de los dos depósitos principales (1-2).
14.-MEJORAS INTRODUCIDAS EN LA PATENTE PRINCIPAL Nº P-201130973/5 por:

PROCEDIMIENTO DE DEPURACIÓN DE AGUAS CONTAMINADAS, como el descrito en las reivindicaciones 10 a

13, caracterizado por que tiene lugar en una estación depuradora de aguas residuales urbanas (EDAR).