ES2479343B1 - Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical - Google Patents

Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical Download PDF

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Abstract

Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical que comprende un depósito (1) dividido en una pluralidad de compartimentos (2, 2’, 2’’, ..., 2{sup,n}) intercomunicados entre sí, configurados para actuar como reactores autónomos. La circulación de agua residual se realiza desde un compartimento al siguiente de forma sucesiva, con un tratamiento progresivo del agua. Los compartimentos (2, 2’, 2’’, ..., 2{sup,n}) sucesivos están cerrados herméticamente en su parte superior y disponen de campanas (3) para la recogida de gases provenientes de las reacciones metabólicas, por su parte inferior disponen de un receptáculo (4) de recogida de sedimentos y en su porción central disponen de un filtro de red (5) para separación de biomasa.

Description

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DISPOSITIVO MULTICOMPARTIMENTAL PARA TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DE FLUJO VERTICAL
DESCRIPCIÓN
Campo de la invención La presente invención se engloba dentro del campo de la depuración de aguas residuales industriales y urbanas, dentro del sector del medio ambiente y más concretamente se refiere a un dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical.
Antecedentes de la invención
Los dispositivos de depuración que se utilizan en la actualidad son muy variados, van desde las fosas sépticas, hasta separadores de grasas y aceites, pasando por cámaras de Imhoff, depósitos circulares, canales de sedimentación, decantadores circulares de flujo vertical, decantadores rectangulares de flujo horizontal, cámaras de coagulación y floculación y cámaras de contacto de ozono.
Los problemas que presentan los dispositivos que se acaban de mencionar son que realizan una función determinada en el tratamiento de aguas residuales y trabajan en unos parámetros muy específicos, por lo tanto, el diseño se has de ceñir a una única función.
Por todo ello, se ha detectado la necesidad de diseñar un dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical que sea capaz de ser empleado para sistemas de depuración aerobia, anaerobia, anóxica y sedimentación de aguas residuales, es decir, que sea muy versátil.
Este objetivo se consigue por medio de la invención tal y como está definida en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de
la invención.
Descripción de la invención La invención se refiere a un dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical.
El dispositivo multicompartimental objeto de la presente invención tiene la particularidad de que comprende un depósito dividido en una pluralidad de compartimentos intercomunicados
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entre sí, configurados para actuar como reactores autónomos. Adicionalmente, la circulación de agua residual se realiza de un compartimento al siguiente de forma sucesiva, con un tratamiento progresivo del agua. Por su parte, los compartimentos están cerrados herméticamente en su parte superior y disponen de campanas para la recogida de gases provenientes de las reacciones metabólicas y por su parte inferior disponen de un receptáculo de recogida de sedimentos y además disponen en su porción central de un filtro de red para separación de biomasa.
En otro aspecto de la invención, cada uno de los compartimentos podrán tener una planta paralelepípeda y una forma prismática, donde los compartimentos tienen paredes paralelas, primeras paredes y segundas paredes, de forma que cada segunda pared de un compartimento es contigua con la primera pared del compartimento inmediatamente posterior, realizándose la conexión entre compartimentos contiguos, a través de aberturas, una primera abertura practicada en la zona superior de primeras parejas de paredes de compartimentos contiguos y una segunda abertura practicada en la zona inferior de segundas parejas de paredes de compartimentos contiguos, donde cada pareja de compartimentos contiguos sucesivos, se alternan las primeras aberturas con las segundas aberturas.
De esta forma y teniendo en cuenta la configuración del dispositivo que se acaba de describir, contaremos con un dispositivo multicompartimental en el cual el agua recorre dinámicamente y de forma sucesiva los diferentes compartimentos del dispositivo donde se realizan las reacciones metabólicas sobre la biomasa, por tanto, la depuración o tratamiento del agua residual se realiza de forma paulatina y controlada y el agua residual al circular según el movimiento definido por la configuración de los compartimentos hace que la superficie de contacto entre el agua residual y los agentes de tratamiento, es decir la biomasa que realiza la depuración, sea mayor, además con esto conseguimos que no existan puntos muertos ni zonas de agua estratificada. El agua residual al pasar por los compartimentos pierde progresivamente las variables, DBO5, DQO5 y los SS y la materia orgánica al mineralizarse precipita por sedimentación y los lodos se depositan en la parte inferior de cada compartimento, retirándose posteriormente del dispositivo.
En otro aspecto de la invención, los compartimentos que forman parte del dispositivo podrán ser de hormigón armado, dada las características resistentes de este material, siendo los

compartimentos independientes entre sí, en lo que a su estructura se refiere y funcionando en serie, es decir que el agua residual pasa de un compartimento al siguiente contiguo, pudiéndose situar los compartimentos sucesivos en varias hileras paralelas.
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De forma adicional, dado que los diferentes compartimentos que componen el dispositivo se
5 encuentran situados de forma contigua cubriendo todo el espacio del depósito que comprende el dispositivo, se consigue un considerable ahorro de espacio para un mismo volumen de agua residual a tratar, haciendo el proceso de tratamiento más eficiente y adicionalmente consiguiendo un importante ahorro en lo que al material de construcción del depósito se refiere, y también los costes de mantenimiento se verán sensiblemente
10 reducidos, teniendo en cuenta la configuración particular y localización de los distintos compartimentos dentro del dispositivo.
En otro aspecto de la invención, el tratamiento de las aguas residuales se podrá realizar mediante reacciones metabólicas seleccionables entre reacciones metabólicas, aerobias, 15 anaerobias, anóxicas o una combinación de las mismas.
Por consiguiente, mediante el dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical, objeto de la presente invención se podrán llevar a cabo todo tipo de tratamientos de aguas residuales, es decir que se tratará de un dispositivo muy versátil,
20 capaz de tratar y depurar todo tipo de aguas residuales, de alta carga, de media carga o de baja carga.
En otro aspecto de la invención, en los pasamuros de los muros laterales de cada compartimento se podrán introducir reactivos seleccionables entre aire, agua caliente,
25 dióxido de carbono o una combinación de los mismos. De esta forma se favorecerán las reacciones metabólicas y se aumentará el rendimiento del proceso de tratamiento del agua residual.
En un último aspecto de la invención, el biogas obtenido como resultado de las reacciones 30 metabólicas se podrá reintroducir en los compartimentos como reactivo.
Breve descripción de los dibujos A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de


35 dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.
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La figura 1 representa una vista esquemática lateral de un primer modo de realización del dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical objeto de la presente invención.
La figura 2 representa una vista esquemática en planta superior de un segundo modo de realización del dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical objeto de la presente invención.
En las figuras anteriormente citadas se identifican una serie de referencias que corresponden a los elementos indicados a continuación, sin que ello suponga carácter limitativo alguno:
1.-depósito 2, 2’, 2’’, …, 2n.-compartimentos 3.-campana recogida gases 4.-receptáculo de recogida de lodos 5.-filtro de red 6, 6’, 6’’,.., 6n.-primera pared de cada compartimento 7, 7’, 7’’, …, 7n+1.-segunda pared de cada compartimento 8.-primera abertura practicada en la primera pared 9.-segunda abertura practicada en la segunda pared 10.-pasamuros
11. entrada aguas residuales 12.-salida aguas limpias 13.-salida de lodos 14.-colector de gases 15.-compartimentos del segundo modo de realización 16.-entrada agua residual del segundo modo de realización 17.-aberturas inferiores del segundo modo de realización 18.-aberturas superiores del segundo modo de realización 19.-salida aguas limpias del segundo modo de realización
Descripción detallada de la invención En la figura 1 se muestra de forma esquemática una vista lateral de un primer modo de
realización del dispositivo multicompartimental objeto de la invención, en dicha figura 1 se
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aprecia que el dispositivo cuenta con un depósito 1 contenedor, el cual está dividido, en este caso en particular, en cuatro compartimentos 2, 2’, 2’’, 2’’’ que estarán constituidos de hormigón armado y estarán situados en serie, es decir uno a continuación del siguiente, cada pareja de compartimentos tienen una pared contigua adosada, para mayor claridad en la explicación se van a describir los cuatro compartimentos contiguos 2, 2’, 2’’,2’’’, entendiendo que las explicaciones incluidas en la descripción cuatro compartimentos se hará extensiva a los siguientes compartimentos, en el caso de haya más de cuatro compartimentos, ya que aunque en este modo de realización de la invención el dispositivo tenga cuatro compartimentos, el número de compartimentos podrá ser variable y por tanto mayor de cuatro e incluso menor de cuatro, dependiendo de las necesidades en cada caso.
En el presente modo de realización, cada uno de los compartimentos 2, 2’, 2’’, 2’’’ tendrá una planta paralelepípeda, de tal forma que el primer compartimento 2 dispondrá de dos paredes paralelas 6 y 7, el segundo compartimento 2’ dispondrá a su vez de dos paredes paralelas 6’ y 7’, el tercer compartimento 2’’ dispondrá de dos paredes paralelas 6’’ y 7’’ y el cuarto compartimento 2’’’ dispondrá de dos paredes paralelas 6’’’ y 7’’’. A continuación se van a definir una primera pareja de paredes, 7’-6’’ en las que están practicadas primeras aberturas 8 situadas en la parte superior de dichas primera pareja de paredes 7’-6’’, hay que tener en cuenta que el primer compartimento 2 tiene una abertura superior, en una de sus paredes 6, para la entrada de aguas residuales11 y el cuarto compartimento 2’’’ tiene una abertura superior, en una de sus paredes 7’’’, para la salida de aguas limpias 12 una vez han sido tratadas las aguas residuales. Por otro lado definiremos segundas parejas de paredes 7-6’ y 7’’-6’’’ en las que están practicadas segundas aberturas 9, 9’.Es decir para un total de 4 compartimentos habrá una primera abertura 8 y dos segundas aberturas 9, 9’, alternándose una segunda abertura 9, con la primera abertura 8 y esta a su vez con la otra segunda abertura 9’. De esta forma el agua residual pasa de un compartimento al inmediatamente contiguo recorriendo toda la altura del compartimento al tener que pasar desde la entrada de aguas residuales 11 a la segunda abertura 9 y desde ésta a la primera abertura 8 y de ésta a la segunda abertura 9’ y finalmente de ésta a la salida de aguas limpias 12, tal y como se puede apreciar en la figura 1, la dirección de recorrido del flujo del agua se ha representado en la figura 1 mediante respectivas flechas. Por consiguiente, el recorrido del agua residual es dinámico y sucesivo por los distintos compartimentos 2, 2’, 2’’,
2’’’ y por lo tanto la depuración del agua es paulatina y controlada en cada momento.

Cada uno de los compartimentos 2, 2’, 2’’, 2’’’ dispone de una campana 3 de recogida de
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gases procedentes de las reacciones metabólicas que se comunican todas ellas en un colector de gases 14. Este colector 14 podrá comunicarse con uno o varios de los compartimentos 2, 2’, 2’’, 2’’’ para reintroducir dichos gases en dichos compartimentos para utilizarlos como reactivos.
En cada uno de los compartimentos 2, 2’, 2’’, 2’’’ se podrán realizar el tratamiento de las aguas residuales mediante reacciones metabólicas seleccionables entre reacciones metabólicas, aerobias, anaerobias, anóxicas o una combinación de las mismas. Para tal fin, en cada compartimento 2, 2’, 2’’, 2’’’ se dispone en su parte central un filtro de red 5 en cual se va a disponer la biomasa. Una vez se han producido las reacciones metabólicas y como resultado de las mismas se producen una serie de sedimentos en cada compartimento 2, 2’, 2’’, 2’’’ que se recogen en forma de lodos en respectivos receptáculos 4 de recogida los cuales comunican entre sí en una salida de lodos 13 común a todos los compartimentos.
Además para mejorar las reacciones metabólicas se han dispuesto en los pasamuros 10 de las paredes laterales de cada compartimento 2, 2’, 2’’, 2’’’, las cuales son perpendiculares a las paredes paralelas 6, 6’, 6’’,6’’’ y 7, 7’, 7’’,7’’’, entradas de distintos reactivos como por ejemplo aire, agua caliente, dióxido de carbono o una combinación de los mismos.
En un segundo modo de realización del dispositivo objeto de la presente invención, representado de forma esquemática en la figura 2, el dispositivo consta de un total de ocho compartimentos 15 dispuestos en dos hileras paralelas de cuatro compartimentos cada una, estando conectados todos ellos entre sí de la forma anteriormente indicada. La entrada del agua residual está representada por la referencia 16, las aberturas inferiores se han indicado con la referencia 17, las aberturas superiores con la referencia 18 y la salida de agua tratada limpia se ha indicado con la referencia 19. La dirección de recorrido del flujo del agua se ha representado en la figura 2 mediante flechas.
El proceso de implementación del dispositivo multicompartimental objeto de la presente invención va a ser el siguiente:
En primer lugar necesitaremos determinar el caudal de vertido de agua residual no tratada, a partir del cual se realizará un estudio de los habitantes equivalentes, DBO, DQO, SS, SV, característicos de dicho caudal vertido, posteriormente, con los datos obtenidos del estudio,

se dimensiona el volumen del reactor.
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En segundo lugar se estudia el impacto ambiental, posibles riesgos ambientales, orientación geográfica y solar, vientos predominantes, etc...
5 En tercer lugar, se realiza un estudio económico, presupuesto de obra civil, gastos de mantenimiento y gasto de explotación, para buscar el método de financiación.
El cuarto lugar se procede al diseño y calculo del dispositivo y se procede a la realización de la obra civil. Al disponer de varios compartimentos es necesario determinar el tipo de 10 metabolismo, para elegir cual tipo de filtros va a resultar mejor, para que el agua pase por el filtro y sedimente.
En quinto lugar, se procede a la puesta en marcha de la instalación, la cual va a ser sencilla y rápida. Conviene tener en cuenta que en zonas donde la climatología varía, hay que definir 15 la diferencia de funcionamiento entre las diferentes estaciones del año.
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Claims (6)

  1. imagen1
    REIVINDICACIONES
    1. Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical
    5 caracterizado porque comprende un depósito (1) dividido en una pluralidad de compartimentos (2, 2’, 2’’, …, 2n) intercomunicados entre sí, configurados para actuar como reactores autónomos, donde la circulación de agua residual se realiza de un compartimento al siguiente de forma sucesiva, donde los compartimentos (2, 2’, 2’’, …, 2n) están cerrados
    herméticamente en su parte superior y disponen de campanas (3) para la recogida de gases
    10 provenientes de las reacciones metabólicas y por su parte inferior disponen de un receptáculo (4) de recogida de sedimentos y disponen en su porción central de un filtro de red (5) para separación de biomasa.
  2. 2. Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical
    15 según la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los compartimentos (2, 2’, 2’’, …, 2n) tienen una planta paralelepípeda y una forma prismática, donde los compartimentos tienen paredes paralelas, primeras paredes (6, 6’, 6’’,.., 6n) y segundas paredes (7, 7’, 7’’, …, 7n), de forma que cada segunda pared (7’, 7’’, …, 7n+1) de un compartimento es contigua con la primera pared (6, 6’, 6’’,.., 6n) del compartimento inmediatamente posterior, realizándose
    20 la conexión entre compartimentos contiguos (2, 2’, 2’’, …, 2n) a través de aberturas, una primera abertura (8, 8’, 8’’,…, 8n) practicada en la zona superior de primeras parejas de paredes (7’-6’’), (7’’’-6’’’’)… (7n-1-7n) de compartimentos contiguos y una segunda abertura (9, 9’, 9’’,…, 9n) practicada en la zona inferior de segundas parejas de paredes (7-6’), (7’’-6’’’)… (7n-7n+1) de compartimentos contiguos, y porque para cada pareja de compartimentos
    25 contiguos sucesivos, se alternan las primeras aberturas con las segundas aberturas.
  3. 3. Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los compartimentos (2, 2’, 2’’, …, 2n) son de hormigón armado, independientes entre sí y funcionan en serie, disponiéndose en
    30 varias hileras paralelas.
  4. 4. Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tratamiento de las aguas residuales se realiza mediante reacciones metabólicas seleccionables entre reacciones


    35 metabólicas, aerobias, anaerobias, anóxicas o una combinación de las mismas.
    imagen2
  5. 5. Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en los pasamuros (10) de los muros laterales de cada compartimento se introducen reactivos seleccionables entre aire,
    5 agua caliente, dióxido de carbono o una combinación de los mismos.
  6. 6. Dispositivo multicompartimental para tratamiento de aguas residuales de flujo vertical según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el biogas obtenido como resultado de las reacciones metabólicas se reintroduce en los compartimentos como
    10 reactivo.
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