ES2554297A2 - Sistema de limpieza para capa de filtración de arena - Google Patents

Sistema de limpieza para capa de filtración de arena Download PDF

Info

Publication number
ES2554297A2
ES2554297A2 ES201590053A ES201590053A ES2554297A2 ES 2554297 A2 ES2554297 A2 ES 2554297A2 ES 201590053 A ES201590053 A ES 201590053A ES 201590053 A ES201590053 A ES 201590053A ES 2554297 A2 ES2554297 A2 ES 2554297A2
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
blow holes
diffuser
layer
sand
air
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
ES201590053A
Other languages
English (en)
Other versions
ES2554297R1 (es
Inventor
Masaki Inui
Hideyuki Niizato
Takayuki Inoue
Youichi YANAGIMOTO
Tadao Oiwa
Hitoshi Mimura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nagaoka International Corp
Hitachi Zosen Corp
Nagaoka KK
Original Assignee
Nagaoka International Corp
Hitachi Zosen Corp
Nagaoka KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nagaoka International Corp, Hitachi Zosen Corp, Nagaoka KK filed Critical Nagaoka International Corp
Publication of ES2554297A2 publication Critical patent/ES2554297A2/es
Publication of ES2554297R1 publication Critical patent/ES2554297R1/es
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4605—Regenerating the filtering material in the filter by scrapers, brushes, nozzles or the like placed on the cake-side of the stationary filtering material and only contacting the external layer
    • B01D24/4621—Regenerating the filtering material in the filter by scrapers, brushes, nozzles or the like placed on the cake-side of the stationary filtering material and only contacting the external layer by nozzles acting on the cake side of the filter material, or by fluids acting in co-current direction with the feed stream
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4631—Counter-current flushing, e.g. by air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D24/00—Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46—Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4631—Counter-current flushing, e.g. by air
    • B01D24/4636—Counter-current flushing, e.g. by air with backwash shoes; with nozzles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2101/00—Types of filters having loose filtering material
    • B01D2101/04—Sand or gravel filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/08—Regeneration of the filter
    • B01D2201/081—Regeneration of the filter using nozzles or suction devices
    • B01D2201/084—Nozzles placed on the filtrate side of the filtering element
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2201/00—Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/08—Regeneration of the filter
    • B01D2201/087—Regeneration of the filter using gas bubbles, e.g. air

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Filtration Of Liquid (AREA)
  • Aeration Devices For Treatment Of Activated Polluted Sludge (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

Problema. Reducir el tamaño, escala de construcción y coste de funcionamiento de un aparato para limpiar una capa de filtración de arena. Medios. Un sistema de limpieza que elimina sedimentos de atascamiento de una capa de arena 2 de filtración, utilizado con un aparato para una admisión de infiltración de agua de mar que realiza una admisión de agua de mar, por medio de una tubería 4 de admisión de agua enterrada en la capa de grava 3 de soporte, después de que el agua de mar haya sido infiltrada a través de la capa de arena 2 de filtración y de una capa de grava 3 de soporte sobre un suelo oceánico. Este sistema de limpieza está provisto de una tubería difusora 7 que tiene orificios de soplado 6 y que está enterrada en la capa de grava 3 de soporte, así como un dispositivo 8 de suministro de aire comprimido que alimenta aire a la tubería difusora 7. El sistema actúa soplando el aire por los orificios de soplado 6 para agitar la arena de filtración de la capa de arena 2 de filtración, para eliminar los sedimentos que han resultado atrapados dentro de la capa de arena 2 de filtración o acumulados sobre la misma. Efectos ventajosos. El sistema puede conseguir una construcción de menor tamaño, de menor escala y un coste de funcionamiento inferior al sistema convencional que inyecta agua de nueva aportación o agua de mar a la capa de arena de filtración.

Description

5
10
15
20
25
30
Sin embargo, en casos en los que un aparato para la admision de infiltracion de agua de mar es para cubrir una zona grande para la admision de agua, el volumen de agua de nueva aportacion o agua de mar, requerido para la limpieza aumenta de acuerdo con el area superficial para la admision de agua. De ese modo, aumenta el tamano del aparato de limpieza, aumenta la escala de construction y aumenta tambien el coste de funcionamiento.
Referencia de Patente
Referencia 1 de Patente: Publication No. 2004-33993 de Solicitud de Patente Japonesa de Kokai.
Compendio de la Invencion Problemas a resolver por la invencion
El problema que se propone resolver la invencion es que el sistema de limpieza convencional para una capa de filtration de arena era de un tipo en el que era inyectada agua de nueva aportacion o agua de mar en la capa de filtracion de arena, y por tanto se requeria un aparato de limpieza de mayor tamano, de una mayor escala de construccion, asi como de un mayor coste de funcionamiento.
Medios para resolver estos problemas
El objeto de la presente invencion es proporcionar un sistema de limpieza para una capa de filtracion de arena, que utilice un aparato menor, que tenga un coste mas bajo, y que presente mejor capacidad de limpieza que el sistema convencional que inyecta agua de nueva aportacion o agua de mar en una capa de filtracion de arena.
Con el fin de conseguir este objeto, la presente invencion proporciona un sistema de limpieza configurado para eliminar sedimentos de atascamiento de una capa de filtracion de arena. Este sistema es utilizado con un aparato para una admision de infiltracion de agua de mar que realiza una admision de agua de mar, por medio de una tuberia de admision de agua enterrada en la capa de grava de soporte, despues de que haya sido infiltrada agua de mar a traves de la capa de filtracion y de la capa de grava de soporte sobre un suelo oceanico. Este sistema de limpieza esta provisto de una tuberia difusora enterrada en la capa de grava de soporte, teniendo la tuberia difusora orificios de soplado, y un dispositivo de suministro de aire comprimido configurado para alimentar aire a la tuberia difusora. El aire es soplado por los orificios de soplado para agitar la arena de filtracion de la capa de filtracion de arena, para eliminar los sedimentos que han resultado atrapados dentro de la capa de filtracion de arena o acumulados sobre ella.
5
10
15
20
25
30
De acuerdo con la presente invention, es soplado aire a elevada presion desde los orificios de soplado practicados en la tuberia difusora, alimentando el aire desde el dispositivo de suministro de aire comprimido hacia la tuberia difusora enterrada en la capa de filtration de arena. Burbujas de aire a elevada presion sopladas desde los orificios de soplado hacen que sea agitada la arena de filtracion, haciendo posible eliminar los sedimentos que estan atrapados dentro de la capa de filtracion de arena o acumulados sobre la misma.
Efectos ventajosos de la invencion
La presente invencion utiliza aire comprimido como un fluido que actua sobre la arena de filtracion, haciendo asi posible reducir el tamano del aparato en comparacion con los sistemas convencionales que inyectan agua de nueva aportacion o agua de mar en la capa de filtracion de arena, reduciendo con ello la escala de construction, asi como el coste de funcionamiento. La presente invencion es tambien capaz de evitar de manera fiable el atascamiento de la capa de filtracion de arena alimentando regularmente aire desde el dispositivo de suministro de aire comprimido hacia la tuberia difusora.
Breve description de los dibujos
La figura 1 es un dibujo que ilustra la estructura del sistema de limpieza de acuerdo con la presente invencion.
La figura 2 muestra vistas en section transversal de la tuberia difusora, en la que la figura 2 (a) es un dibujo que ilustra el intervalo de posiciones de orificios de soplado para los cuales la arena de filtracion no fluye facilmente hacia dentro, y la figura 2 (b) es un dibujo que muestra la position de los orificios de soplado en el ejemplo de la figura 1.
La figura 3 muestra ejemplos que evitan la interferencia de los orificios de soplado, en la que la figura 3 (a) es un dibujo que muestra una estructura en la que los orificios de soplado estan dispuestos en una configuration escalonada o al tresbolillo que alterna entre derecha e izquierda, y la figuras 3 (b) es un dibujo que muestra una estructura en la que los orificios de soplado estan dispuestos en las mismas posiciones en la derecha y la izquierda, y dispuestos de manera que los orificios de soplado de una tuberia difusora estan en una posicion al tresbolillo frente a los orificios de soplado de una tuberia difusora proxima.
La figura 4 muestra un ejemplo en el que los orificios de soplado estan configurados para formar una boquilla, en la que la figura 4 (a) es un dibujo de un caso en el que el orificio de
5
10
15
20
25
30
soplado tiene una configuracion en la que la zona periferica esta resaltada hacia fuera; la figura 4 (b) es un dibujo de un caso en el que una boquilla esta unida a un miembro separado; y la figura 4 (c) es un dibujo que ilustra la configuracion de la boquilla mostrada en la figura 4 (b).
La figura 5 muestra un ejemplo en el que la tuberia difusora esta doblada en una forma de ondas, en la que la figura 5 (a) es una vista en planta, la figura 5 (b) es una vista frontal y la figura 5 (c) es una vista lateral.
La figura 6 muestra un ejemplo en el que la tuberia difusora esta doblada en una forma de ondas con uniones o juntas, en la que la figura 6 (a) es una vista frontal que muestra una unidad; la figura 6 (b) es una vista frontal que muestra un estado en el que multiples unidades estan vinculadas conjuntamente; y la figura 6 (c) es una vista lateral.
La figura 7 es una imagen que ilustra los resultados de ensayos que muestran la relacion entre la profundidad de la tuberia difusora [en la que en la figura 7 (a) es de 100 mm; en la figura 7 (b) es de 300 mm; en la figura 7 (c) es de 500 mm; y en la figura 7 (d) es de 1000 mm] y el area en la cual son sopladas burbujas de aire.
La figura 8 es una imagen que ilustra los resultados de ensayos que muestran la relacion entre la profundidad de la tuberia difusora [en la que en la figura 8 (a) es de 300 mm y en la figura 8 (b) es de 500 mm] y el area en la cual son sopladas burbujas de aire.
La figura 9 es una imagen que ilustra los resultados de ensayos que muestran la relacion entre el caudal volumetrico de aire alimentado a la tuberia difusora [que en la figura 9 (a) es de 80 L/min; en la figura 9 (b) es de 150 L/min; y en la figura 9 (c) es de 300 L/min] y el area en la que son sopladas burbujas de aire.
La figura 10 es un dibujo que ilustra un ejemplo en el que la zona que rodea los orificios de soplados esta cubierta con una red que tiene orificios con un diametro menor que el diametro de la arena de filtracion.
La figura 11 es un dibujo que ilustra un ejemplo en el que la zona que rodea los orificios de soplado esta cubierta con un miembro poroso que tiene orificios con un diametro menor que el diametro de la arena de filtracion, en la que la figura 11 (a) muestra un estado anterior a la union del miembro poroso, y la figura 11 (b) muestra un estado en el que un miembro poroso esta unido en una posicion de un orificio de soplado.
5
10
15
20
25
30
Realizacion preferida de la invencion
En lo que sigue se describe con detalle un ejemplo de una realizacion preferida de la presente invencion, usando las figuras 1-11.
Ejemplo
En la figura 1, el Numero de Referencia 1 indica un aparato para una admision de infiltracion de agua de mar para la introduccion de un agua de mar que ha sido infiltrada a traves de una capa de arena 2 de filtracion y de una capa de grava 3 de soporte que estan dispuestas sobre un suelo oceanico, por medio de una tuberia 4 de admision de agua enterrada en la capa de grava 3 de soporte. La tuberia 4 de admision de agua es una tuberia que tiene un orificio de admision de agua, y una bomba de recogida de agua esta conectada a la tuberia 4 de admision de agua para introducir agua de mar que ha sido infiltrada a traves de la capa 2 de filtracion de arena y la capa de grava 3 de soporte.
El Numero de Referencia 5 indica un sistema de limpieza de la presente invencion que realiza la limpieza eliminando sedimentos que originan el atascamiento de la capa de arena 2 de filtracion, y que tiene una tuberia difusora 7 que tiene un orificio de soplado 6 y esta enterrada en la capa de arena 2 de filtracion, y que tiene una tuberia difusora 7 provista de un orificio de soplado 6 y esta enterrada en la capa de arena 2 de filtracion, y un dispositivo 8 de suministro de aire comprimido que alimenta aire a la tuberia difusora 7.
En el presente ejemplo, una pluralidad de tuberias difusoras 7 estan enterradas y alineadas una junto a otra horizontalmente. Las tuberias difusores 7 estan conectadas a una tuberia colectora 9 que esta conectada a un dispositivo 8 de suministro de aire comprimido que incluye un compresor y un tanque de aire. En la presente invencion, las tuberias difusoras 7 son tuberias rectas que tienen los orificios de soplado 6 dispuestos a intervalos fijos. El Numero de Referencia 10 representa las burbujas de aire que son sopladas desde los orificios de soplado 6.
Debido a que las tuberias difusoras 7 estan enterradas en la capa de arena 2 de filtracion, la presente invencion es capaz de realizar la limpieza alimentando periodicamente aire a las tuberias difusoras 7 desde el dispositivo 8 de suministro de aire comprimido, de manera que se agita la arena de filtracion de la capa de arena 2 de filtracion soplando el aire desde los orificios de soplado 6, impulsando hacia arriba de ese modo por soplado, en un agua de mar
5
10
15
20
25
30
11, los sedimentos atrapados en la capa de arena 2 de filtracion o acumulados sobre la superficie de la misma. Los sedimentos que son impulsados hacia arriba por soplado en el agua de mar 11 son descargados al exterior del sistema en la zona de admision e agua por medio de una ola o una corriente, por ejemplo.
La figura 2 muestra vistas en seccion transversal de la tuberia difusora 7. Es deseable disponer los orificios de soplado 6 en un intervalo de posiciones tal que los orificios de soplado 6 se orienten hacia abajo desde su posicion horizontal cuando esta instalada sobre el suelo oceanico, como se muestra por las flechas de la figura 2 (a). Esto es porque si los orificios de soplado 6 estan dispuestos en una posicion orientada hacia arriba, la arena de filtracion fluye facilmente hacia las tuberias difusoras 7 cuando estan en un modo de espera en el que no se esta realizando la limpieza. Si los orificios de soplado 6 estan dispuestos en una posicion vuelta hacia abajo desde su posicion horizontal, se puede impedir que la arena de filtracion fluya hacia dentro siempre que la presion dentro de las tuberias difusoras 7 sea mas elevada que la exterior.
Con el fin de dificultar un flujo inverso de arena de filtracion hacia las tuberias difusoras 7, es deseable que el diametro de los orificios de soplado 6 sea de un tamano 5 veces menor que el tamano medio de parriculas de la arena de filtracion.
En el ejemplo mostrado en la figura 1, estan dispuestos dos orificios de soplado 6 en posicion girada + 30° a la derecha o a la izquierda, usando como modelo (0°) el extremo inferior de la direction vertical en seccion transversal de la tuberia difusora 7. Los orificios de soplado 6 estan orientados radialmente desde el centro de la tuberia difusora 7. Esta configuration hace posible evitar el flujo de arena hacia la tuberia difusora 7, y tambien soplar aire a elevada presion hacia una amplia zona incluso si existe ah una tuberia difusora 7.
La presente invention puede utilizar una tuberia difusora perforada que libere burbujas de aire desde toda la longitud del cuerpo de la tuberia, pero el tipo de tuberia mostrado en la figura 2 (b) es capaz de expulsar el aire a una presion mayor, siempre que no exista cambio de la cantidad de aire que es suministrada, mejorando con ello el efecto de limpieza sobre la arena de filtracion en la zona que rodea los orificios de soplado 6.
Como se muestra en una vista en planta de las tuberias difusoras de la figura 3, los orificios e soplado 6 estan dispuestos en posiciones que no interfieren con los orificios de soplado 6 de
5
10
15
20
25
30
otra tuberia difusora 7 proxima. Esto mejora el efecto de limpieza global, debido a que no existe reduction de la presion a la que es expulsado el aire. Concretamente, se utiliza una configuration en la que los orificios de soplado 6 de una tuberia difusora 7 estan dispuestos en una configuracion al tresbolillo que alterna entre derecha e izquierda, y los orificios de soplado 6 estan dispuestos en una configuracion al tresbolillo de manera que los orificios de soplado 6 estan dispuestos en posiciones entre los orificios de soplado 6 frente a la otra tuberia difusora 7, como se muestra en la figura 3 (a).
En otro ejemplo, los orificios de soplado 6 pueden estar dispuestos en las mismas posiciones en la derecha y la izquierda, y dispuestos de manera que los orificios de soplado 6 de una tuberia difusora esten en una position al tresbolillo frente a los orificios de soplado de una tuberia difusora proxima 7, como se muestra en la figura 3 (b).
En la configuracion de la tuberia difusora 7 mostrada en la figura 2, si la presion interna de la tuberia difusora 7 es menor que la presion externa cuando esta completada la limpieza de la capa de arena 2 de filtration, existe la posibilidad de un flujo inverso de arena junto con agua de mar hacia la tuberia difusora 7. En un escenario del peor caso, si este flujo inverso de arena de filtracion continua acumulandose dentro de la tuberia difusora 7, existe el riesgo de que la tuberia difusora 7 resulte atascada.
Por lo tanto, es ventajoso en la presente invention que los orificios de soplado 6 esten configurados en la forma de una boquilla que sobresalga hacia el exterior de la tuberia difusora 7, debido a que, incluso en el caso de que exista un flujo inverso de arena de filtracion hacia la tuberia difusora 7, resulta mas facil descargarlo al exterior, durante la siguiente limpieza.
Concretamente como se muestra en la figura 4 (a), los orificios de soplado 6 son configurados en la forma de una boquilla realzando hacia fuera la zona circundante 6a del orificio de soplado 6. Asi mismo, como se muestra en la figura 4 (b), una boquilla 6b puede estar unida como un miembro separado a la tuberia difusora 7. La posicion de union de la boquilla 6b puede, por ejemplo, estar en una posicion para girar + 60° usando como una referencia (0°) el extremo inferior de la direction vertical en el momento de la instalacion sobre el suelo oceanico.
Como se muestra en la figura 4 (c), cuando se usa la boquilla 6b como un miembro separado,
5
10
15
20
25
30
su forma exterior es cilmdrica, pero su forma interior tiene una superficie de boquilla 6ba que esta hecha en la forma de un tronco de cono (un cono con la punta suprimida en un plano horizontal). Una tal boquilla 6b puede ser hecha de caucho o de una resina sintetica.
Con el fin de evitar el flujo inverso de arena de filtracion, la presente invention puede utilizar una estructura en la que la tuberia difusora 7 este doblada en una forma de ondas, de manera que la posicion de los orificios de soplado 6 sea la posicion vertical mas baja cuando esta instalada en el suelo oceanico.
Concretamente, doblando la tuberia difusora 7 en una forma de ondas, como se muestra en las figuras 5 (a) - 5 (c), por ejemplo, la position en la que los orificios de soplado 6 estan dispuestos es la posicion vertical mas baja cuando esta instalada en el suelo del oceano. Si se hace esto, entonces incluso si se produce un flujo inverso de arena de filtracion hacia la tuberia difusora 7, es posible descargar facilmente la arena al exterior durante el siguiente lavado debido a que la arena de filtracion es guiada hacia los orificios de soplado 7 por la inclination.
Ademas, como se muestra en la figura 6, si la tuberia difusora 7 esta doblada en una forma de ondas, se pueden conectar una pluralidad de unidades 7a para formar una tuberia difusora del tipo de juntas. En el ejemplo mostrado en la figura 6, el mismo efecto de descargar facilmente la filtracion al exterior que se muestra en la figura 5 se consigue simplemente utilizando un numero especificado de tuberias difusoras conectadas como se muestra en la figura 6 (b) y en la figura 6 (c), que tienen unidades del tipo ilustrado en la figura 6 (a).
Si la profundidad de enterramiento de la tuberia difusora 7 (la distancia desde la superficie de la capa de arena 2 de filtracion a los orificios de soplado 6 de la tuberia difusora 7) es demasiado somera, existe el riesgo de que la tuberia difusora 7 resulte expuesta en el oceano, debido a que las burbujas de aire 10 son sopladas solo directamente por encima de los orificios de soplado 6, sin que sean dispersadas dentro de la capa de arena 2 de filtracion, y tambien debido a que el suelo del oceano sea arrastrado por olas y por el trafico de barcos. Por otra parte, si la profundidad de enterramiento de la tuberia difusora 7 es demasiado grande, resulta imposible una limpieza uniforme, a causa de que las burbujas de aire 10 no son sopladas hacia la parte superior de la capa de arena 2 de filtracion en el oceano, debido a la mayor resistencia de la capa de arena 2 de filtracion, y esto da lugar a que el aire este siendo atrapado dentro de la capa de arena 2 de filtracion.
5
10
15
20
25
30
Por lo tanto, los presentes inventores realizaron experimentos para determinar la zona hacia la cual son sopladas las burbujas de aire 10, en la cual esta instalado un grupo de tuberias difusoras (diametro de orificios de soplado de 2 mm, angulo de union de orificios de soplado de 30°, paso de orificios de soplado de 300 mm, y distancia entre tuberias difusoras de 300 mm) a profundidades de enterramiento de 100 mm, 500 mm y 1000 mm. La figura 7 muestra los resultados de estos ensayos, con una imagen de la capa de arena 2 de filtracion vista desde una orientacion en planta.
Si la profundidad de enterramiento es de 100 mm (vease la figura 7 (a), la profundidad es demasiado somera, de manera que la distancia a la cual es soplado el aire desde los orificios de soplado 6 es insuficiente, dando lugar a que las burbujas de aire 10 salgan principalmente solo por encima de los orificios de soplado 6, siendo las burbujas de aire 10 tambien de tamano grande. Por lo tanto, existe una zona en la que las burbujas de aire 10 no son sopladas entre las tuberias difusoras 7, haciendo imposible limpiar uniformemente dentro de la zona de limpieza.
Si la profundidad de enterramiento es de 300 mm (vease la figura 7 (b), la zona dentro de la cual son sopladas las burbujas de aire 10 tiende a hacer ligeramente dificil difundir las burbujas de aire, y tiende a soplar facilmente grandes burbujas de aire por encima de los orificios de soplado 6, en comparacion con una profundidad de enterramiento de 500 mm, como se describe en lo que sigue, pero se vio que las burbujas de aire son uniformemente sopladas dentro de la zona general en la que estan instaladas las tuberias difusoras 7.
Se determino que si la profundidad de enterramiento es de 500 mm (vease la figura 7 (c)), las burbujas de aire 10 son sopladas de la manera mas uniforme en la zona en la que estan instaladas las tuberias difusoras 7.
Si la profundidad de enterramiento es de 1000 mm (vease la figura 7 (d)), aumenta la resistencia debido a que la capa de arena 2 de filtracion es mas gruesa, y las burbujas de aire 10 son facilmente sopladas desde la proximidad de una pared y de un grupo de tuberias que estan al exterior de la zona dentro de la cual estan instaladas las tuberias difusoras 7, haciendo imposible limpiar uniformemente la zona dentro de la cual estan instaladas las tuberias difusoras 7.
La TABLA 1 resume los resultados de los ensayos descritos anteriormente, asi como los resultados para profundidades de enterramiento de 200 mm y 700 mm, y evalua estos
resultados. La evaluacion esta registrada en 5 niveles, con una puntuacion de "5” como el mejor y una puntuacion de "1” para el peor.
TABLA 1
Profundidad de Enterramiento
Estado de Burbujas Puntuacion
100 mm
Las burbujas aparecen directamente sobre los orificios de burbujas , de manera que hay una zona hacia la cual no son sopladas burbujas de aire entre las tuberias difusoras. No es posiblelimpiar uniformemente dentro de la zona de limpieza. 1
200 mm
Los resultados no son tan favorables como para una profundidad de 300-500 mm, pero las burbujas son sopladas hacia la zona en la que estan instaladas las tuberias difusoras, haciendo que sean utilizables para limpieza. 3
300 mm
Se determinaron burbujas que eran sopladas aproximadamente de manera uniforme hacia la zona en la que estan instaladas las tuberias difusoras. 4
500 mm
Se determinaron burbujas que eran sopladas de la manera mas uniforme hacia la zona en la que estan instaladas las tuberias difusoras. 5
700 mm
Los resultados no son tan favorables como para una profundidad de enterramiento de 300-500 mm, pero son sopladas burbujas hacia la zona en la que estan instaladas tuberias difusoras, haciendo que sean utilizables para limpieza. 3
1000 mm
Son sopladas burbujas al exterior de la zona en la que estan instaladas las tuberias difusoras. Es imposible limpiar uniformemente en la zona en la que estan instaladas las tuberias difusoras. 1
5
10
15
20
25
30
La TABLA 1 muestra que es ventajoso que la profundidad de enterramiento de la tuberia difusora 7 este comprendida entre 200 mm y 700 mm, para una puntuacion de "3” o mayor, y que es mas ventajoso que la profundidad de enterramiento de la tuberia difusora 7 este comprendida entre 300 mm y 500 mm, para una puntuacion de "4” o mayor.
A continuation se da una description del intervalo entre las tuberias difusoras 7. Si una pluralidad de tuberias difusoras 7 estan enterradas y alineadas unas cerca de otras horizontalmente, como en el ejemplo descrito en la figura 1, el intervalo entre las tuberias difusoras 7 esta ventajosamente comprendido entre de 100-600 mm.
Si las tuberias difusoras 7 estan dispuestas demasiado juntas, las tuberias difusoras 7 impiden la infiltration de agua de mar, de manera que existe el problema de una reduction de la proportion de admision de agua. Inversamente, si las tuberias difusoras 7 estan dispuestas demasiado separadas entre si, existe el problema de que las burbujas de aire no son sopladas uniformemente hacia la capa de arena 2 de filtration. Estudios realizados por los presentes inventores muestran que una distancia apropiada para el intervalo entre las tuberias difusoras 7 es de 100-600 mm, una distancia dentro de la cual no ocurren los problemas anteriormente mencionados.
A continuacion se da una descripcion del paso al cual estan dispuestos los orificios de soplado 6. Si una pluralidad de orificios de soplado 6 estan dispuestos en una tuberia difusora unica 7, como en el ejemplo mostrado en la figura 1, el paso al cual estan dispuestos los orificios de soplado 6 esta ventajosamente en el intervalo de 100-700 mm.
Si el paso al cual estan dispuestos los orificios de soplado 6 es demasiado pequeno, debe ser alimentado un volumen mayor de aire comprimido desde el dispositivo 8 de suministro de aire comprimido. Inversamente, si el paso al cual estan dispuestos los orificios de soplado 6 es demasiado grande, resulta escasa el area de limpieza. Estudios realizados por los presentes inventores muestran que una distancia apropiada para el intervalo entre las tuberias difusoras 7 esta comprendida entre 100 y 700 mm, una distancia dentro de la cual no ocurren los problemas anteriormente citados.
Ademas, los presentes inventores realizaron experimentos para determinar la zona en la cual son sopladas burbujas de aire por cada orificio de soplado, en casos en los que estan dispuestos grupos de tuberias difusoras (diametro de orificios de soplado de 2 mm, angulo de
5
10
15
20
25
30
union de orificios de soplado de 30° y caudal volumetrico de aire de 10 L/min por orificio) a una profundidad de enterramiento de 300 mm y 500 mm. La figura 8 muestra los resultados de estos experimentos.
Los resultados de los anteriores experimentos mostraron que en el caso de cualquier profundidad, al aumentar el volumen de aire alimentado a las tuberias difusoras 7, aumento una zona 12 dentro de la cual fueron sopladas burbujas de aire 10 desde los orificios de soplado 6, de manera que, finalmente, la direccion axial de la tuberia difusora 7 formaba el eje mayor de una elipse.
Se penso que la razon por la cual la zona 12, dentro de la cual fueron soplados burbujas de aire 10 desde los orificios de soplado 6, forma una elipse, es que la porosidad de la capa de arena 2 de filtracion es alta en la proximidad de las tuberias difusoras 7, de manera que las burbujas de aire migran facilmente, y las burbujas de aire 10 se adhieren a las tuberias difusoras 7, y se mueven a lo lago de la direccion axial de las tuberias difusoras 7.
Si la profundidad de enterramiento es de 300 mm (vease la figura 8 (a)), el tamano de la zona eliptica 12 hacia la cual son sopladas las burbujas 10, tiene una longitud del eje mayor L1 que es de 35-40 cm, y una longitud del eje menor L2 que es de 25-30 cm. Por otra parte, si la profundidad de enterramiento es de 500 mm (vease la figura 8 (b)), la longitud del eje mayor L1 es de 40-45 cm y la longitud del eje menor es de 30-35 cm.
De acuerdo con los experimentos realizados por los presentes inventores, se determino que la zona hacia la cual son sopladas las burbujas de aire 10 desde un orificio de soplado 6 depende tambien de la profundidad de enterramiento de las tuberias difusoras 7. Se penso que esto es debido a que cuanto mayor es la profundidad de enterramiento de las tuberias difusoras 7, mas amplia es la zona hacia la cual se difunden las burbujas de aire 10 hasta alcanzar la superficie de la capa de arena 2 de filtracion.
Basandose en los anteriores descubrimientos, es ventajoso que el intervalo entre las tuberias difusoras este comprendido entre 100 mm y 300 mm si la profundidad de enterramiento de las tuberias difusoras 7 esta comprendida entre 100 mm y 300 mm.
Ademas, si la profundidad de enterramiento de las tuberias difusoras 7 esta comprendida entre 100 mm y 300 mm, el paso al cual estan dispuestos los orificios de soplado 6 esta ventajosamente en el intervalo de 150-500 mm.
5
10
15
20
25
30
Ademas, los presentes inventores realizaron experimentos para determinar la relacion entre el caudal volumetrico de aire alimentado al grupo de tuberias difusoras (diametro de orificios de soplado de 2 mm, angulo de union de orificios de soplado de 30°, paso de orificios de soplado de 300 mm, distancia entre tuberias difusoras de 300 mm, y profundidad de enterramiento de 500 mm), y la zona hacia la cual son sopladas burbujas de aire. La figura 9 (a) a figura 9 (c) muestran los resultados de ensayos realizados bajo condiciones en las que el caudal volumetrico de aire era de 80 L/min, 150 L/min y 300 L/min, y las imagenes son vistas desde una orientacion en planta.
Se determino que a medida que aumenta el caudal volumetrico de aire, aumenta gradualmente la zona hacia la cual son sopladas las burbujas de aire 10, hasta que el flujo volumetrico de aire alimentado a las tuberias difusoras 7 alcanza 150 L/min (10 L/min por cada orificio de soplado).
Se determino que las burbujas de aire son uniformemente difundidas hacia la zona en la cual estan instaladas las tuberias difusoras 7, cuando el caudal volumetrico de aire alimentado a las tuberias difusoras 7 esta en el intervalo de 150-200 L/min (10-13 L/min por cada orificio de soplado).
Se determino que aumenta el diametro de las burbujas 10 que son sopladas si el caudal volumetrico del aire alimentado a las tuberias difusoras 7 excede de 200 L/min (13 L/min por cada orificio de soplado). Si aumenta el diametro de las burbujas de aire 10, existe el riesgo de que la arena de filtracion sea mas facilmente soplada hacia arriba con las burbujas de aire 10, haciendo que la arena de filtracion fluya hacia fuera.
Basandose en los anteriores descubrimientos, es ventajoso que el caudal volumetrico de aire alimentado desde el dispositivo 8 de suministro de aire comprimido hacia las tuberia difusoras 7 sea de 10-13 L/min por cada orificio de soplado bajo las condiciones anteriormente mencionadas (diametro de orificios de soplado de 2 mm, angulo de union de orificios de soplado de 30°, paso de orificios de soplado de 300 mm, distancia entre tuberias difusoras de 300 mm, y profundidad de enterramiento de 500 mm). Sin embargo, se predijo que el intervalo del caudal volumetrico fluctuara si el paso de los orificios de soplado y el intervalo entre las tuberias difusoras cambia con las otras condiciones. Por lo tanto, el caudal volumetrico esta comprendido ventajosamente entre 2 L/min y 30 L/min.
5
10
15
20
25
30
Debido a que la presente invention, segun se ha descrito anteriormente, utiliza aire comprimido como un fluido que actua sobre la arena de filtration, se puede conseguir una construction de menor tamano, de menor escala, y un inferior coste de funcionamiento que un sistema convencional que inyecte agua de nueva aportacion o agua de mar en la capa de arena de filtracion. Ademas, la presente invencion es capaz de impedir de manera fiable el atascamiento de la capa de filtracion de arena alimentando regularmente aire desde el dispositivo de suministro de aire comprimido a la tuberia difusora.
La presente invencion no esta limitada al ejemplo anteriormente descrito, y la realization preferida puede, por supuesto, ser ventajosamente modificada dentro del alcance de las ideas tecnicas expuestas en las reivindicaciones.
Por ejemplo, en el ejemplo anteriormente descrito se explico un ejemplo en el cual los sedimentos soplados hacia arriba desde la capa de arena de filtracion son descargados al exterior del sistema de la zona de admision de agua mediante olas o corrientes cuando es alimentado aire desde el dispositivo 8 de suministro de aire comprimido para realizar la limpieza inversa de la capa de arena de filtracion, pero los medios para eliminar los sedimentos no estan limitados a ello. Por ejemplo, se puede emplear una configuration en la cual una tuberia de suction conectada a una bomba de suction esta instalada por encima de la capa de arena 2 de filtracion, y los sedimentos que son soplados hacia arriba desde la capa de arena de filtracion son succionados por la tuberia de succion.
Ademas, en el ejemplo anteriormente descrito, se describio una configuracion utilizada para evitar el flujo inverso de arena de filtracion desde los orificios de soplado hacia las tuberias difusoras, y en la cual los orificios de soplado estan dispuestos solo en un intervalo orientado hacia abajo desde la direction horizontal cuando estan instaladas sobre el suelo oceanico, y una configuracion en la cual los propios orificios de soplado estan configurados en la forma de boquilla (vease la figura 4 (a)), asi como una configuracion en la que las boquillas esta unidas a los orificios de soplado como miembros separados (vease la figura 4 (b)), pero los medios para evitar el flujo inverso de arena de filtracion no estan limitados a ellos.
Por ejemplo, como se muestra en la figura 10, el flujo inverso de arena de filtracion puede ser evitado cubriendo la tuberia difusora 7 con una red 13 que tenga orificios menores que el diametro de la arena de filtracion. Como alternativa, el flujo inverso de arena de filtracion
puede ser evitado uniendo un miembro poroso 14 en forma de anillo con orificios menores que el diametro de la arena de filtracion, en la posicion de los orificios de soplado 6 de la tuberia difusora 7, como se muestra en la figura 11.
Cuando se utiliza cualquiera de las configuraciones anteriores, ya no hay necesidad de limitar 5 el intervalo de disposition de los orificios de soplado 6 a un lado que sea inferior que la direction horizontal, debido a que incluso si los orificios de soplado 6 estan dispuestos en cualquier posicion en toda la circunferencia de la tuberia difusora 7, es posible evitar el flujo inverso de arena de filtracion. Se ha de observar que aunque la figura 10 muestra un ejemplo en el que la red 13 esta unida alrededor de la totalidad de la tuberia difusora 7, la red 13 10 puede estar unida solo en posiciones en las que los orificios de soplado 6 estan presentes, como en el ejemplo ilustrado en la figura 11.
Explication de los slmbolos de referencia
1 Aparato para la admision de infiltration de agua se mar
2 Capa de arena de filtracion
15
3 Capa de grava de soporte
4 Tuberia de admision de agua
5 Sistema de limpieza
6 Orificio de soplado
7 Tuberia difusora
20
8 Dispositivo de suministro de aire comprimido
5
10
15
20
25
30
REIVINDICACIONES
1. Un sistema de limpieza utilizado con un aparato para una admision de infiltracion de agua de mar que realiza una admision de agua de mar, por medio de una tuberia de admision de agua enterrada en una capa de grava de soporte, despues de que el agua de mar haya sido infiltrada a traves de la capa de arena de filtracion y de la capa de grava de soporte sobre un suelo oceanico, estando el sistema de limpieza configurado para eliminar sedimentos de atascamiento de la capa de arena de filtracion y limpiar la capa de arena de filtracion, comprendiendo el sistema de limpieza:
una tuberia difusora enterrada en la capa de grava de soporte, teniendo la tuberia difusora orificios de soplado; y
un dispositivo de suministro de aire comprimido configurado para alimentar aire
a la tuberia difusora,
en el que el aire es soplado por los orificios de soplado para agitar la arena de filtracion de la capa de arena de filtracion, para eliminar los sedimentos que han resultado atrapados dentro de la capa de arena de filtracion o acumulados sobre la misma.
2. El sistema de limpieza de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que una profundidad de enterramiento de la tuberia difusora esta en un intervalo de 200 mm a 700 mm.
3. El sistema de limpieza de acuerdo con la reivindicacion 1 o la 2, en el que estan enterradas una pluralidad de tuberias difusoras en un intervalo comprendido entre 100 mm y 600 mm.
4. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que un paso en el que estan dispuestos los orificios de soplado esta en el intervalo de 100 mm a 700 mm.
5. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que los orificios de soplado estan dispuestos en un intervalo de posiciones tal que los orificios de soplado estan vueltos hacia abajo desde su posicion horizontal cuando estan colocados sobre el suelo oceanico.
6. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que el diametro de los orificios de soplado es de un tamano 5 veces menor que el tamano medio de particulas de la arena de filtracion.

Claims (4)

  1. 7. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, en el que los orificios de soplado estan dispuestos en posiciones que no interfieren con los orificios de soplado de otra tuberia difusora proxima.
  2. 8. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-7, en el
    5 que los orificios de soplado estan configurados en la forma de una boquilla que
    sobresale hacia el exterior de la tuberia difusora.
  3. 9. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-8, en el que la tuberia difusora esta doblada en una forma de ondas, de manera que la posicion de los orificios de soplado es la posicion vertical mas baja cuando esta 10 instalada sobre el suelo oceanico.
  4. 10. El sistema de limpieza de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que un caudal volumetrico de aire alimentado desde el dispositivo de suministro de aire a presion hacia la tuberia difusora esta en el intervalo de 2 L/min a 30 L/min por cada orificio de soplado.
    15
    imagen1
ES201590053A 2012-12-14 2013-10-25 Sistema de limpieza para capa de filtración de arena Pending ES2554297R1 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012273514A JP6047003B2 (ja) 2012-12-14 2012-12-14 ろ過砂層の洗浄システム
JP2012-273514 2012-12-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
ES2554297A2 true ES2554297A2 (es) 2015-12-17
ES2554297R1 ES2554297R1 (es) 2016-02-29

Family

ID=50934126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES201590053A Pending ES2554297R1 (es) 2012-12-14 2013-10-25 Sistema de limpieza para capa de filtración de arena

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20150314221A1 (es)
JP (1) JP6047003B2 (es)
CN (1) CN104822431B (es)
AU (1) AU2013358367B2 (es)
ES (1) ES2554297R1 (es)
WO (1) WO2014091828A1 (es)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015157233A (ja) * 2014-02-21 2015-09-03 日立造船株式会社 海水浸透取水設備
JP6530205B2 (ja) 2015-03-12 2019-06-12 日立造船株式会社 浸透取水システム
CN104878801B (zh) * 2015-05-15 2016-06-22 甘肃省地质环境监测院 方便清洗的砾卵石渗水层、其建筑方法及其清洗方法
JP6553433B2 (ja) * 2015-07-10 2019-07-31 水ｉｎｇ株式会社 分散装置及びこれを具備する上向流式反応装置とその運転方法
CN105148575A (zh) * 2015-09-30 2015-12-16 胡小弟 反冲洗装置
CN111636543A (zh) * 2020-06-03 2020-09-08 陈阳利 一种自驱动分流筛选道路排水装置
CN115212649A (zh) * 2022-07-19 2022-10-21 盐城市欧蓝森布业有限公司 一种复合型针刺滤料及其制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR557656A (fr) * 1922-10-20 1923-08-13 Procédé et dispositif pour le nettoyage des filtres à sable de grande surface
US2555201A (en) * 1947-02-26 1951-05-29 Carl H Nordell Diffuser tube
JPS541621Y2 (es) * 1974-11-06 1979-01-24
US4223843A (en) * 1978-03-16 1980-09-23 Texaco Inc. Air distribution apparatus
US4322299A (en) * 1980-08-18 1982-03-30 General Filter Company Method of simultaneous air-water wash of multiple-media filters
JPS5845708A (ja) * 1981-09-11 1983-03-17 Kurita Water Ind Ltd 濾過装置
JPS58137409U (ja) * 1982-03-12 1983-09-16 伊勢化学工業株式会社 空気撹拌単層砂濾過機
US4976873A (en) * 1989-12-14 1990-12-11 Zimpro/Passavant Inc. Pulsing portions of a filter cell to extend a filter run
JPH07289813A (ja) * 1994-04-27 1995-11-07 Hitachi Chem Co Ltd 排水処理装置
JP2000186351A (ja) * 1998-12-22 2000-07-04 Kumagai Gumi Co Ltd 浸透式取水方法
US20080193340A1 (en) * 2007-02-09 2008-08-14 Cocco Raymond A Fluidized bed sparger
US8454841B2 (en) * 2010-05-11 2013-06-04 Roberts Marketing De, Inc. Method of filtering water or wastewater
CN201862301U (zh) * 2010-11-19 2011-06-15 北京京诚科林环保科技有限公司 一种高炉冲渣水过滤器
CN102284202A (zh) * 2011-05-27 2011-12-21 青岛东宇水处理设备开发有限公司 水过滤设备
JP2012246711A (ja) * 2011-05-30 2012-12-13 Hitachi Zosen Corp 海水の浸透取水ろ過方法及び砂層表面の目詰まり防止装置
JP5822623B2 (ja) * 2011-09-30 2015-11-24 日立造船株式会社 海水の浸透ろ過方法及び浸透取水ユニット
CN102626564A (zh) * 2011-11-09 2012-08-08 高全财 一种新型水处理用多介质过滤器
JP5869375B2 (ja) * 2012-03-05 2016-02-24 日立造船株式会社 海水浸透取水装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20150314221A1 (en) 2015-11-05
JP6047003B2 (ja) 2016-12-21
CN104822431A (zh) 2015-08-05
CN104822431B (zh) 2016-11-23
AU2013358367A1 (en) 2015-06-18
WO2014091828A1 (ja) 2014-06-19
AU2013358367B2 (en) 2016-12-08
ES2554297R1 (es) 2016-02-29
JP2014117643A (ja) 2014-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2554297A2 (es) Sistema de limpieza para capa de filtración de arena
ES2713247T3 (es) Método de limpieza de superficies situadas debajo del nivel de agua
KR101206491B1 (ko) 에어 리프트 장치를 이용한 양식 시스템 및 새우 양식 방법
JP2018532096A5 (es)
ES2532472T3 (es) Elemento de tobera y su utilización
WO2018232543A1 (es) Jaula de cultivo de peces flotante, cerrada, autosoportante que comprende una membrana tubular de polímero de alta resistencia mecánica y baja adherencia al biofouling y sistema de jaulas de cultivo de peces
CN203860251U (zh) 一种养鱼池用增氧装置
ES2738575T3 (es) Base de aspersor
JP2010119904A (ja) 空気揚水装置
WO2019208962A1 (ko) 양식장용 소형 마이크로 버블 생성장치
CN205346880U (zh) 一种叶轮及带有其的水体蛋白分离器
JP2011167674A (ja) 水中曝気装置
ES2365027T3 (es) Aparato de mezclado.
ES2293666T3 (es) Procedimiento de limpieza de un tanque de petroleo y dispositivo para la puesta en practica de dicho procedimiento.
CA2726970A1 (en) Counter current supersaturation oxygenation system
KR101221116B1 (ko) 분수가 구비된 방사형 폭기 장치
CN202181547U (zh) 水面污物收集装置
US20190366278A1 (en) Fluid flow control apparatus
CN209396908U (zh) 一种地下蓄水池生态循环一体水质净化处理结构
KR102645028B1 (ko) 방향성 순환수 발생 복합 장치
CN204907564U (zh) 涌浪式曝气增氧机
JP2009197572A (ja) 深層水取水装置
ES2595053T3 (es) Equipo para depurar agua de acuarios
CN207632529U (zh) 一种油漆漆渣过滤装置
CN216418570U (zh) 一种低液位防漩涡消防过滤器

Legal Events

Date Code Title Description
FC2A Grant refused

Effective date: 20170607