ES2606102B1 - METHOD AND SYSTEM OF WASTEWATER TREATMENT FOR FLOATING TANKS - Google Patents
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Abstract
Método y sistema de tratamiento de aguas residuales para tanques de flotación.#La presente invención se refiere a un método y sistema de tratamiento de aguas residuales para tanques de flotación por aire disuelto, que comprende un alimentador perimetral de aguas residuales y un distribuidor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado que permiten la distribución homogénea de sustancias flotables por toda la superficie de un tanque de flotación por la acción combinada de la presión homogénea ejercida por el distribuidor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado y la alimentación homogénea llevada a cabo por el alimentador perimetral. La presente invención mejora el rendimiento en el proceso de tratamiento del agua y hace que se reduzcan las dimensiones del tanque de flotación optimizando el espacio en planta.Method and system of sewage treatment for flotation tanks. # The present invention relates to a method and system of sewage treatment for flotation tanks by dissolved air, comprising a perimeter sewage feeder and a water distributor pressurized with supersaturated dissolved air that allow the homogeneous distribution of floating substances throughout the surface of a flotation tank by the combined action of the homogeneous pressure exerted by the pressurized water distributor with supersaturated dissolved air and the homogeneous feeding carried out by the perimeter feeder. The present invention improves the performance in the water treatment process and reduces the size of the flotation tank by optimizing the floor space.
Description
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MÉTODO Y SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES PARA TANQUESMETHOD AND SYSTEM OF WASTEWATER TREATMENT FOR TANKS
DE FLOTACIÓNOF FLOATING
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Campo técnicoTechnical field
La presente invención se refiere a un método y sistema de tratamiento de aguas residuales para tanques de flotación mediante flotación por aire disuelto, cuya configuración y diseño mejoran los rendimientos en el proceso de tratamiento del agua y hace que se reduzcan las dimensiones del tanque optimizando el espacio en planta.The present invention relates to a wastewater treatment method and system for flotation tanks by dissolved air flotation, whose configuration and design improve the yields in the water treatment process and reduce tank dimensions by optimizing the floor space.
Antecedentes de la invenciónBackground of the invention
Los tanques de tratamiento de aguas basados en la flotación por aire disuelto (DAF, del inglés dissolved air flotation) se utilizan principalmente para eliminar sustancias flotables y/o sustancias no flotables contenidas en aguas residuales, así como para concentrar lodos procedentes de sistemas biológicos.Water treatment tanks based on dissolved air flotation (DAF) are mainly used to eliminate buoyant substances and / or non-floatable substances contained in sewage, as well as to concentrate sludge from biological systems.
En estos tanques se mezclan las aguas residuales a tratar, que poseen un alto contenido en sustancias flotables y/o sustancias no flotables (por ejemplo, sólidos y líquidos grasos), con agua presurizada que contiene aire disuelto sobresaturado. Así se consigue que una parte de la carga de sólidos se una a las burbujas de aire lo que permite la flotación de la fracción flotable de los residuos sólidos.In these tanks, the wastewater to be treated is mixed, which has a high content of floating substances and / or non-floating substances (for example, solids and fatty liquids), with pressurized water containing supersaturated dissolved air. This allows a part of the solids load to be attached to the air bubbles, which allows the floatable fraction of the solid waste to float.
Las sustancias flotables se acumulan en la superficie del tanque de flotación, formando una capa que recibe el nombre de manto de lodos. Las sustancias no flotables, con densidad superior a la del agua, decantan hacia el fondo del recipiente de flotación.Floating substances accumulate on the surface of the flotation tank, forming a layer called sludge. Non-floating substances, with a density greater than that of water, decant towards the bottom of the flotation vessel.
De manera habitual, el agua a tratar se acondiciona previamente con floculantes y coagulantes para mejorar la separación y la calidad del agua de salida.Typically, the water to be treated is preconditioned with flocculants and coagulants to improve the separation and quality of the outlet water.
Por su parte, el agua presurizada con aire disuelto sobresaturado procede típicamente de un calderín en el que se disuelve aire en agua a alta presión. A la salida del calderín, se disminuye la presión provocando la aparición de micro burbujas (15-100 micrómetros deOn the other hand, pressurized water with supersaturated dissolved air typically comes from a boiler in which air is dissolved in high pressure water. At the outlet of the boiler, the pressure is reduced causing the appearance of micro bubbles (15-100 micrometers of
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diámetro) o burbujas de tamaño mediano (100-600 micrómetros de diámetro), distribuidas en el líquido de manera homogénea.diameter) or medium sized bubbles (100-600 micrometers in diameter), distributed evenly in the liquid.
En general, los tanques de flotación se diseñan en función del contenido de sustancias flotables y/o sustancias no flotables. Cuanto mayor sea la cantidad de estas, más superficie se requerirá debido al límite de carga de lodos. A su vez, la superficie irá limitada por el caudal. No se pueden superar unos parámetros críticos en estas dos variables ya que el sistema podría producir arrastre de contaminantes que saldrían por el efluente.In general, flotation tanks are designed based on the content of floating substances and / or non-floating substances. The larger the amount of these, the more surface area will be required due to the sludge load limit. In turn, the surface will be limited by the flow. Critical parameters cannot be exceeded in these two variables since the system could cause the entrainment of contaminants that would flow out of the effluent.
Además, tanto la configuración de la inyección del agua presurizada con aire disuelto sobresaturado como la distribución de aguas residuales a lo largo de la superficie de flotación, resultan claves para mejorar el rendimiento de este tipo de tanques.In addition, both the configuration of pressurized water injection with supersaturated dissolved air and the distribution of wastewater along the flotation surface are key to improving the performance of this type of tanks.
En la actualidad, la mayoría de los tanques de flotación como los descritos realizan una alimentación de agua residual previamente acondicionada (floculada y coagulada) en flujo de pistón por la parte frontal del depósito del tanque de flotación.At present, most of the flotation tanks such as those described previously feed pre-conditioned waste water (flocculated and coagulated) in piston flow through the front of the tank of the flotation tank.
US3175687 divulga un tanque de flotación para la clarificación y/o la concentración de partículas sólidas en un líquido. Este tanque posee un único punto de alimentación del agua residual, mientras que el agua presurizada se introduce homogéneamente desde el fondo del depósito de mezcla mediante varios picajes regularmente distribuidos.US3175687 discloses a flotation tank for clarification and / or concentration of solid particles in a liquid. This tank has a single point of feeding the residual water, while the pressurized water is introduced homogeneously from the bottom of the mixing tank by several regularly distributed pits.
EP2796178A1 divulga un dispositivo de flotación por aire disuelto (DAF) que comprende una zona de alimentación, una zona de contacto, una zona de separación, un dispositivo de recogida del agua depurada en la zona de separación y una zona de descarga. La alimentación del agua a tratar se realiza por la cabecera del dispositivo.EP2796178A1 discloses a dissolved air flotation device (DAF) comprising a feeding zone, a contact zone, a separation zone, a purified water collection device in the separation zone and a discharge zone. The water to be treated is fed through the head of the device.
MX2013013119A divulga un dispositivo de flotación rápida que comprende un área de mezcla separada de un área de flotación por un muro. El líquido a tratar a de pasar desde el área de mezcla al área de flotación por encima de dicho muro. El fondo del área de flotación comprende una base perforada conectada con una zona de descarga.MX2013013119A discloses a rapid flotation device comprising a mixing area separated from a flotation area by a wall. The liquid to try to pass from the mixing area to the flotation area above said wall. The bottom of the flotation area comprises a perforated base connected to a discharge zone.
WO2014182533A1 divulga un sistema para tratar aguas residuales que comprende una operación de depuración de una mezcla líquida por flotación de aire disuelto, previa a una operación posterior sobre la mezcla líquida en un tanque de tratamiento biológico.WO2014182533A1 discloses a system for treating wastewater comprising a purification operation of a liquid mixture by flotation of dissolved air, prior to a subsequent operation on the liquid mixture in a biological treatment tank.
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En estos tanques las aguas residuales se introducen directamente en la cabecera del tanque mezclándose con el agua presurizada en ese punto, por lo tanto la mezcla se realiza únicamente en la parte inicial.In these tanks the wastewater is introduced directly into the head of the tank mixing with the pressurized water at that point, therefore the mixing is done only in the initial part.
El problema de este tipo de alimentación radica en que, al analizar el perfil de evolución del manto de lodos a lo largo de la parte interior del tanque de flotación, podemos ver que la distribución de lodos no es homogénea a lo largo de toda la superficie del tanque, y resulta mucho mayor al principio que al final del tanque.The problem with this type of feed is that, when analyzing the evolution profile of the sludge mantle along the inner part of the flotation tank, we can see that the distribution of sludge is not homogeneous along the entire surface of the tank, and it is much greater at the beginning than at the end of the tank.
Esto interfiere con el rendimiento en la eliminación de sustancias flotables, ya que el manto de lodos se acerca mucho más al fondo del depósito en esta primera zona donde se produce la mezcla y se requiere una relación mucho mayor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado en la parte inicial del tanque, generando más carga hidráulica en la primera parte del depósito.This interferes with the performance in the elimination of floating substances, since the sludge mantle is much closer to the bottom of the reservoir in this first zone where the mixing occurs and a much larger ratio of pressurized water with supersaturated dissolved air is required in the initial part of the tank, generating more hydraulic load in the first part of the tank.
Como se indicó anteriormente, la configuración de la inyección de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado y la distribución de aguas residuales a lo largo de la superficie de flotación, así como la relación lodos/aire contenida en el agua, resulta fundamental para mejorar el rendimiento de este tipo de tanques y ha de ser proporcional. Cuanto mayor sea la carga de lodos, mayor será la cantidad de aire requerida y por lo tanto mayor será el coste (energético y económico).As indicated above, the configuration of pressurized water injection with supersaturated dissolved air and the distribution of wastewater along the flotation surface, as well as the sludge / air ratio contained in the water, is essential to improve performance of this type of tanks and must be proportional. The higher the sludge load, the greater the amount of air required and therefore the higher the cost (energy and economic).
Un peor rendimiento por volumen de agua tratada/superficie de flotación implica la necesidad de una mayor superficie para el tratamiento del agua, lo que a su vez provoca que las dimensiones de los tanques sean mayores. Todo ello se traduce en un incremento de costes en la construcción del tanque.A worse yield per volume of treated water / flotation surface implies the need for a larger surface for water treatment, which in turn causes the dimensions of the tanks to be larger. All this translates into an increase in costs in the construction of the tank.
El objeto de la presente descripción se refiere a un tanque para el tratamiento de aguas residuales mediante flotación por aire disuelto, cuya configuración y diseño mejoran los rendimientos en el proceso del tratamiento del agua y hacen que se reduzcan las dimensiones del tanque optimizando el espacio en planta.The object of the present description refers to a tank for the treatment of wastewater by means of dissolved air flotation, whose configuration and design improve the yields in the water treatment process and cause the tank dimensions to be reduced by optimizing the space in plant.
En el contexto de la presente invención, las aguas residuales se refieren a aguas con una carga de sustancias flotables y/o sustancias no flotables.In the context of the present invention, wastewater refers to waters with a charge of buoyant substances and / or non-buoyant substances.
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En el contexto de la presente invención, las sustancias flotables se refieren a sólidos flotables y a líquidos con una densidad inferior a la del agua, mientras que las sustancias no flotables se refieren a sólidos no flotables y a líquidos con una densidad superior a la del agua.In the context of the present invention, floating substances refer to floating solids and liquids with a density lower than that of water, while non-floating substances refer to non-floating solids and liquids with a density greater than that of water.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
En un primer aspecto de la invención se proporciona un sistema de tratamiento de aguas residuales para tanques de flotación.In a first aspect of the invention a wastewater treatment system for flotation tanks is provided.
El sistema de tratamiento de aguas residuales comprende: un alimentador perimetral para aguas residuales, que comprende unos canales laterales con unas aberturas conectadas a una parrilla de distribución de aguas residuales constituida por una multiplicidad de tubos separados entre sí, los cuales comprenden perforaciones para la alimentación de aguas residuales hacia el interior del tanque de flotación; donde el alimentador perimetral de aguas residuales se dispone a lo largo del perímetro del tanque de flotación; y, un distribuidor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado que comprende una pluralidad de aberturas situadas en los laterales del tanque de flotación por encima de una zona de acumulación de sustancias no flotables y por debajo del alimentador perimetral; de forma que se obtiene una distribución homogénea de aguas residuales en toda la superficie del tanque de flotación por acción combinada de la presión homogénea ejercida por el distribuidor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado y la alimentación homogénea llevada a cabo por el alimentador perimetral de tal manera que las sustancias flotables, las sustancias no flotables y el agua depurada quedan separadas.The wastewater treatment system comprises: a perimeter feeder for wastewater, comprising lateral channels with openings connected to a wastewater distribution grid consisting of a multiplicity of tubes separated from each other, which comprise perforations for feeding of wastewater into the flotation tank; where the perimeter wastewater feeder is disposed along the perimeter of the flotation tank; and, a pressurized water distributor with supersaturated dissolved air comprising a plurality of openings located on the sides of the flotation tank above an accumulation zone of non-floating substances and below the perimeter feeder; so that a homogeneous distribution of wastewater is obtained over the entire surface of the flotation tank by combined action of the homogeneous pressure exerted by the pressurized water distributor with supersaturated dissolved air and the homogeneous feeding carried out by the perimeter feeder of such so that floating substances, non-floating substances and purified water are separated.
El alimentador perimetral de aguas residuales se dispone a lo largo del perímetro del tanque de flotación de manera adecuada para distribuir aguas residuales de manera homogénea por toda la superficie del tanque de flotación. El alimentador perimetral comprende a su vez unos canales laterales y una parrilla de distribución en el interior del tanque de flotación. Los canales laterales poseen unas aberturas cada cierta distancia que permiten distribuir las aguas residuales a lo largo de diferentes puntos del tanque. Estas aberturas están en comunicación fluida con la parrilla de distribución en el interior del tanque de flotación, constituida por los medios adecuados para la introducción del agua desde los canales laterales hacia el interior del tanque. La parrilla de distribución está dispuesta de manera queThe perimeter wastewater feeder is disposed along the perimeter of the flotation tank in an adequate manner to distribute wastewater homogeneously throughout the surface of the flotation tank. The perimeter feeder comprises, in turn, lateral channels and a distribution grid inside the flotation tank. The lateral channels have openings every certain distance that allow the distribution of wastewater along different points of the tank. These openings are in fluid communication with the distribution grill inside the flotation tank, constituted by suitable means for the introduction of water from the side channels into the tank. The distribution grid is arranged so that
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la alimentación de aguas residuales se puede realizar de forma perpendicular al flujo de vaciado.The wastewater can be fed perpendicular to the drain flow.
Las aberturas de los canales laterales pueden coincidir con unas aberturas en el tanque de flotación. En una realización particular, en las aberturas del tanque de flotación se sueldan unos casquillos roscados sobre los que se enroscan unos tubos que componen la parrilla de distribución. Los tubos o ramales de la parrilla de distribución tienen preferentemente una disposición perpendicular al flujo de vaciado y se encuentran separados entre sí una distancia determinada. Los tubos presentan unas perforaciones, adecuadas para que el agua residual fluya hacia el tanque, preferentemente en sentido horizontal o vertical (en función del agua a tratar).The openings of the side channels can coincide with openings in the flotation tank. In a particular embodiment, threaded bushings are welded into the openings of the flotation tank onto which tubes that make up the distribution grid are screwed. The pipes or branches of the distribution grid preferably have an arrangement perpendicular to the drain flow and are separated from each other a certain distance. The tubes have perforations, suitable for the residual water to flow into the tank, preferably horizontally or vertically (depending on the water to be treated).
En una realización preferida de la presente invención, los canales laterales están dispuestos por la parte exterior del tanque de flotación y tienen una función secundaria correspondiente a reforzar el tanque para evitar pandeos del mismo.In a preferred embodiment of the present invention, the side channels are arranged on the outside of the flotation tank and have a corresponding secondary function to reinforce the tank to avoid buckling of it.
La parrilla de distribución puede ser completamente desmontable, facilitando la extracción de todos los elementos para la realización de mantenimiento de los mismos. Una parrilla desmontable mejora el mantenimiento y el cambio de elementos instalados que requieran una reposición.The distribution grid can be completely removable, facilitating the extraction of all the elements for the maintenance of them. A removable grill improves the maintenance and replacement of installed elements that require replacement.
En un segundo aspecto de la invención, se proporciona un tanque de flotación que comprende el sistema de tratamiento de aguas residuales como el descrito según el primer aspecto de la invención junto con cualquier forma de realización. El tanque además comprende:In a second aspect of the invention, a flotation tank is provided comprising the wastewater treatment system as described according to the first aspect of the invention together with any embodiment. The tank also includes:
• un sistema de evacuación de sustancias flotables;• a system for evacuating floating substances;
• una zona de acumulación de sustancias no flotables; y• a zone of accumulation of non-floating substances; Y
• un sistema de evacuación de agua depurada.• a system for evacuating purified water.
El tanque de flotación de la presente invención es adecuado para mezclar aguas residualesThe flotation tank of the present invention is suitable for mixing wastewater
a tratar para la eliminación de una carga de sustancias flotables y/o sustancias no flotablesto be treated for the elimination of a load of floating substances and / or non-floating substances
con agua presurizada con aire disuelto sobresaturado. El tanque de flotación posee en suwith pressurized water with supersaturated dissolved air. The flotation tank has in its
base una zona de acumulación de sustancias no flotables. En función de la forma debase an accumulation zone of non-floating substances. Depending on the way
realización, el tanque de flotación podrá incorporar un tornillo sinfín o un fondo inclinado conembodiment, the flotation tank may incorporate an auger or an inclined bottom with
respecto al plano horizontal para la evacuación de las mismas. A fin de facilitar lawith respect to the horizontal plane for their evacuation. In order to facilitate the
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decantación de las sustancias no flotables, el tanque de flotación puede poseer en su extremo final un paquete de lamelas inclinadas con un grado de inclinación determinado en función del tipo de agua a tratar.When the non-float substances are decanted, the flotation tank may have at its final end a package of inclined lamellae with a certain degree of inclination depending on the type of water to be treated.
En una realización del tanque de flotación, el agua presurizada con aire disuelto sobresaturado puede proceder de un calderín. El calderín es adecuado para la disolución de aire en agua presurizada. Este calderín está en comunicación fluida con el tanque de flotación a través del distribuidor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado. Este distribuidor de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado consta de unas aberturas o picajes situadas en los laterales del tanque de flotación a una altura superior a la zona de acumulación de sustancias no flotables. Estas aberturas o picajes están asimismo situadas en una posición inferior a la parrilla de distribución de aguas residuales. Los picajes de inyección de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado se posicionan unos con respecto de otros a una distancia adecuada para generar una red de burbujas ascendentes de forma que esta distancia permita que el lecho de burbujas se expanda de manera eficiente, creando una red que atrape las sustancias flotables al mezclarse las burbujas con las aguas residuales.In one embodiment of the flotation tank, the pressurized water with supersaturated dissolved air may come from a boiler. The boiler is suitable for the dissolution of air in pressurized water. This boiler is in fluid communication with the flotation tank through the pressurized water distributor with supersaturated dissolved air. This pressurized water distributor with supersaturated dissolved air consists of openings or pitches located on the sides of the flotation tank at a height greater than the zone of accumulation of non-floating substances. These openings or pitches are also located in a position lower than the wastewater distribution grid. Pressurized water injection pitches with supersaturated dissolved air are positioned relative to each other at a suitable distance to generate a network of rising bubbles so that this distance allows the bubble bed to expand efficiently, creating a network that trap floating substances by mixing bubbles with sewage.
El sistema de evacuación de sustancias flotables es adecuado para obtener un manto de sustancias flotables con una concentración de hasta 80 g/l o un 8% en sólidos más o menos concentrado. El sistema de evacuación de sustancias flotables puede consistir en un juego de rasquetas en combinación con una tolva incorporada en el tanque. Esta tolva presenta una inclinación en su parte exterior para la evacuación de las sustancias flotables. Asimismo la zona de vertido hacia la tolva consiste en una lámina de agua que es variable en altura. Esto permite regular la lámina de agua con lo que se obtiene un manto de sustancias flotables más o menos concentrado.The evacuation system for floating substances is suitable for obtaining a mantle of floating substances with a concentration of up to 80 g / l or 8% in more or less concentrated solids. The evacuation system for floating substances may consist of a set of scrapers in combination with a hopper incorporated in the tank. This hopper has an inclination in its outer part for the evacuation of the floating substances. Likewise, the pouring area towards the hopper consists of a sheet of water that is variable in height. This allows the water sheet to be regulated with which a blanket of more or less concentrated floating substances is obtained.
El sistema de evacuación de agua depurada puede consistir en un tabique situado en el extremo del tanque de flotación, adecuado para que el agua ya depurada de sustancias flotables y/o sustancias no flotables ascienda para su retirada del tanque.The evacuation system of purified water may consist of a partition located at the end of the flotation tank, suitable for water already purified from floating substances and / or non-floating substances to ascend for removal from the tank.
En un tercer aspecto de la presente invención, se proporciona un método para el tratamiento de aguas residuales para tanques de flotación según el segundo aspecto de la invención.In a third aspect of the present invention, a method for the treatment of wastewater for flotation tanks according to the second aspect of the invention is provided.
Según el método de la presente invención se mezcla, en el tanque de flotación anteriormente descrito, agua a tratar para la eliminación de una carga de sustanciasAccording to the method of the present invention, water to be treated for the removal of a substance load is mixed in the flotation tank described above.
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flotables y/o sustancias no flotables con agua presurizada con aire disuelto sobresaturado. Para ello, se suministra agua presurizada con aire disuelto sobresaturado a presión homogénea mediante el distribuidor, y también se suministra agua residual de forma homogénea mediante el alimentador perimetral. Mediante la combinación de los pasos anteriores se obtiene una distribución homogénea del agua residual en toda la superficie del tanque de flotación permitiendo la separación y extracción de las sustancias flotables, las sustancias no flotables y el agua depurada, ya que las mismas quedan distribuidas en capas una encima de la otra a modo de capas de sedimentación. En el contexto de la presente invención, suministrar agua presurizada con aire disuelto sobresaturado a presión homogénea mediante el distribuidor significa que la presión de aire a través de las aberturas del distribuidor es la misma en todas las aberturas y además puede ser regulable.floating and / or non-floating substances with pressurized water with supersaturated dissolved air. To this end, pressurized water is supplied with dissolved air supersaturated at homogeneous pressure through the distributor, and waste water is also supplied homogeneously by the perimeter feeder. By combining the above steps, a homogeneous distribution of wastewater is obtained over the entire surface of the flotation tank allowing the separation and extraction of floating substances, non-floating substances and purified water, since they are distributed in layers one on top of the other as sedimentation layers. In the context of the present invention, supplying pressurized water with supersaturated dissolved air at homogeneous pressure through the distributor means that the air pressure through the openings of the distributor is the same in all openings and can also be adjustable.
En una realización preferida del tercer aspecto de la presente invención, el agua a tratar es acondicionada con coagulantes y floculantes previamente a la entrada en el tanque de flotación, para mejorar la separación y la calidad del agua de salida.In a preferred embodiment of the third aspect of the present invention, the water to be treated is conditioned with coagulants and flocculants prior to entering the flotation tank, to improve the separation and quality of the outlet water.
La alimentación o suministro del agua a tratar hacia el tanque de flotación se realiza mediante el alimentador perimetral anteriormente descrito, que comprende unos canales laterales y una parrilla de distribución en el interior del tanque de flotación. Los canales laterales poseen unas aberturas cada cierta distancia que permiten distribuir el agua residual a lo largo de diferentes puntos del tanque. Estas aberturas están en comunicación fluida con la parrilla de distribución en el interior del tanque de flotación, que introducen el agua desde los canales laterales hacia el interior del tanque. La parrilla de distribución está dispuesta de manera que la alimentación de aguas residuales se realiza de forma perpendicular al flujo de vaciado. De este modo se obtiene un alimentador perimetral de aguas residuales que proporciona una distribución homogénea a lo largo de toda la superficie del tanque de flotación. Así se evita la acumulación de lodos en la cabecera del tanque, con lo que se aumenta la superficie de flotación efectiva y se reduce hasta un 25 % la superficie de flotación necesaria con respecto a tanques de flotación convencionales.The feeding or supply of the water to be treated to the flotation tank is carried out by means of the perimetric feeder described above, which comprises lateral channels and a distribution grid inside the flotation tank. The side channels have openings every certain distance that allow the distribution of wastewater along different points of the tank. These openings are in fluid communication with the distribution grill inside the flotation tank, which introduce water from the side channels into the tank. The distribution grid is arranged so that the wastewater supply is performed perpendicular to the drain flow. In this way a perimeter wastewater feeder is obtained that provides a homogeneous distribution along the entire surface of the flotation tank. This avoids the accumulation of sludge at the head of the tank, thereby increasing the effective flotation surface and reducing the necessary flotation surface with respect to conventional flotation tanks by up to 25%.
Una ventaja de la distribución horizontal homogénea de aguas residuales de la presente invención consiste en el máximo aprovechamiento de la superficie de flotación del tanque de flotación, diseñada en función de la relación entre la carga hidráulica y la carga de sustancias flotables y/o sustancias no flotables a tratar. Esto resulta en un mayor rendimiento con menos superficie instalada, lo que supone un menor coste del tanque de flotación.An advantage of the homogeneous horizontal distribution of wastewater of the present invention is the maximum use of the flotation surface of the flotation tank, designed based on the relationship between the hydraulic load and the load of floating substances and / or non-substances Floating to deal with. This results in higher performance with less installed surface, which means a lower cost of the flotation tank.
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La parrilla de distribución permite depositar las sustancias flotables a una altura ligeramente por debajo de la superficie de flotación, aumentando la distancia entre las sustancias flotables y la zona de inyección de agua presurizada. Esto contribuye a que el aire sobresaturado disuelto en el agua presurizada inyectada disponga de una altura adecuada para expandirse, minimizando las aberturas o picajes de inyección de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado necesarios en el tanque, lo que mejora el rendimiento energético hasta un 25%.The distribution grid allows the floating substances to be deposited at a height slightly below the flotation surface, increasing the distance between the floating substances and the pressurized water injection zone. This contributes to that the supersaturated air dissolved in the injected pressurized water has an adequate height to expand, minimizing the openings or pitches of pressurized water injection with supersaturated dissolved air needed in the tank, which improves the energy efficiency up to 25% .
El agua presurizada con aire disuelto sobresaturado puede proceder del calderín anteriormente descrito. En el interior del calderín se disuelve y estabiliza aire en agua presurizada. A la salida del calderín, se baja la presión del agua hasta una presión suficiente para generar burbujas de aire homogéneamente distribuidas en el líquido. El agua presurizada procede preferentemente de hacer recircular una parte del agua ya tratada hacia el calderín, típicamente entre un 50 y un 80% dependiendo de los casos.Pressurized water with supersaturated dissolved air may come from the boiler described above. Inside the boiler, air is dissolved and stabilized in pressurized water. At the outlet of the boiler, the water pressure is lowered to a sufficient pressure to generate air bubbles homogeneously distributed in the liquid. Pressurized water preferably comes from recirculating a portion of the water already treated to the boiler, typically between 50 and 80% depending on the cases.
El método de tratamiento de aguas residuales para el tanque de flotación anteriormente descrito realiza la separación de la carga de sustancias flotables y/o sustancias no flotables por dos formas diferentes: flotación y decantación.The wastewater treatment method for the flotation tank described above performs the separation of the load of floating substances and / or non-floating substances by two different forms: flotation and decantation.
Por un lado, las sustancias flotables se retiran de la superficie de flotación mediante un sistema de evacuación de sustancias flotables anteriormente descrito.On the one hand, the floating substances are removed from the flotation surface by means of a previously described floating substance evacuation system.
Por otro lado, las sustancias no flotables tienden a decantar hacia la base del tanque de flotación. A fin de facilitar la decantación de las sustancias no flotables, el tanque posee en el extremo final del tanque de flotación un paquete de lamelas inclinadas con un grado de inclinación en función del agua a tratar. La disposición de las lamelas se diseña de forma que el flujo de aguas residuales se realiza desde arriba hacia abajo (a diferencia de otros sistemas, donde es habitual que el flujo se realice desde abajo hacia arriba). Esta disposición permite mantener las sustancias flotables en la parte superior. Las lamelas del decantador no ocupan la totalidad de la superficie del tanque de flotación, dejando una zona de salida del agua y provocando un recorrido predeterminado en el diseño para mejorar el rendimiento y evitar atascos. La inyección de aguas residuales mediante el alimentador perimetral objeto de la presente invención se hace por encima de las lamelas del decantador para facilitar la flotación de los líquidos grasos y sólidos en suspensión, mejorando a la vez la decantación de la materia sedimentable.On the other hand, non-floating substances tend to decant towards the base of the flotation tank. In order to facilitate the decantation of non-floating substances, the tank has at the end of the flotation tank a package of inclined lamellae with a degree of inclination depending on the water to be treated. The arrangement of the lamellae is designed so that the flow of wastewater is carried out from the top down (unlike other systems, where it is usual for the flow to be carried out from the bottom up). This arrangement allows floating substances to be kept on top. The lamellae of the decanter do not occupy the entire surface of the flotation tank, leaving a water outlet zone and causing a predetermined design path to improve performance and avoid clogging. The injection of wastewater by means of the perimeter feeder object of the present invention is made above the lamellae of the decanter to facilitate the flotation of the fatty liquids and solids in suspension, while improving the settling of the sedimentable matter.
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El agua ya tratada y depurada de sustancias flotables y/o sustancias no flotables se retira del tanque mediante un sistema de evacuación de agua depurada que puede consistir en un tabique situado en el extremo del tanque de flotación, por donde asciende el agua para su retirada del tanque.The water already treated and purified from floating substances and / or non-floating substances is removed from the tank by means of an evacuation system of purified water that can consist of a partition located at the end of the flotation tank, where the water rises for removal of the tank.
Se ha demostrado que con estas mejoras el tanque para el tratamiento de aguas mediante flotación puede aumentar su capacidad hasta un 25 % para la misma superficie instalada, con respecto a otros tanques existentes en el mercado, manteniendo los rendimientos en cuanto a la reducción de sustancias flotables y/o sustancias no flotables en el agua ya depurada de salida.It has been shown that with these improvements the tank for the treatment of water by flotation can increase its capacity up to 25% for the same installed surface, compared to other existing tanks in the market, maintaining the yields in terms of reducing substances buoyancy and / or non-buoyant substances in the water already purified from exit.
Breve descripción de las figurasBrief description of the figures
La figura 1 muestra una vista transversal de un tanque de flotación con el sistema de tratamiento de aguas residuales de la presente invención.Figure 1 shows a cross-sectional view of a flotation tank with the wastewater treatment system of the present invention.
La figura 2 muestra en detalle el alimentador perimetral de aguas residuales, donde se aprecian los canales laterales y la parrilla de distribución constituida por una multiplicidad de tubos.Figure 2 shows in detail the perimeter wastewater feeder, where the side channels and the distribution grid consisting of a multiplicity of tubes are appreciated.
La figura 3 muestra un detalle de la unión de las aberturas de los canales laterales.Figure 3 shows a detail of the joint of the openings of the side channels.
La figura 4 muestra una vista transversal de un tanque de flotación con el sistema de tratamiento de aguas residuales de la presente invención donde se detalla el flujo que siguen las aguas residuales desde su entrada al tanque hasta su salida del mismo separadas en sustancias flotables, en sustancias no flotables y en agua depurada.Figure 4 shows a cross-sectional view of a flotation tank with the wastewater treatment system of the present invention where the flow that the wastewater follows from its entrance to the tank to its exit separated in buoyant substances is detailed. non-floating substances and in purified water.
Descripción de una realización preferida de la invenciónDescription of a preferred embodiment of the invention
Para facilitar la comprensión de las figuras, a continuación se expone el listado de referencias utilizado:To facilitate the understanding of the figures, the following is the list of references used:
(1) Tanque de flotación.(1) Flotation tank.
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(2) Alimentador perimetral de aguas residuales.(2) Perimeter wastewater feeder.
(3) Canales laterales.(3) Side channels.
(4) Tubos que componen la parrilla de distribución.(4) Tubes that make up the distribution grid.
(5) Aberturas o picajes para la inyección de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado.(5) Openings or pitches for the injection of pressurized water with supersaturated dissolved air.
(6) Zona de acumulación de sustancias no flotables.(6) Zone of accumulation of non-floating substances.
(7) Sistema de evacuación del agua depurada.(7) Purified water evacuation system.
(8) Aberturas de los canales laterales.(8) Side channel openings.
(9) Casquillos roscados.(9) Threaded bushings.
(10) Paquete de lamelas para facilitar la decantación de sustancias no flotables.(10) Package of lamellae to facilitate the decantation of non-floating substances.
(11) Flujo de agua a través del tanque de flotación.(11) Water flow through the flotation tank.
(12) Sistema de evacuación de sustancias flotables.(12) Floating substances evacuation system.
A continuación se describe una realización particular de la presente invención, si bien el alcance de la misma no se encuentra limitado a los detalles del ejemplo en modo alguno.A particular embodiment of the present invention is described below, although the scope thereof is not limited to the details of the example in any way.
La figura 1 muestra una realización para el tanque de flotación (1) con el sistema de tratamiento de aguas de la presente invención.Figure 1 shows an embodiment for the flotation tank (1) with the water treatment system of the present invention.
La figura 1 muestra el tanque de flotación (1), el alimentador perimetral (2) de aguas residuales, un sistema de evacuación del agua depurada (7), un sistema de evacuación de sustancias flotables (12), la zona de acumulación de sustancias no flotables (6), el paquete de lamelas para facilitar la decantación de sustancias no flotables (10), así como las aberturas o picajes para la inyección de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado (5).Figure 1 shows the flotation tank (1), the perimeter feeder (2) of wastewater, an evacuation system of the purified water (7), an evacuation system of floating substances (12), the zone of substance accumulation non-floating (6), the package of lamellae to facilitate the decantation of non-floating substances (10), as well as openings or pitches for the injection of pressurized water with dissolved supersaturated air (5).
En esta realización se usa un tanque de flotación (1) para la eliminación de sólidos y líquidos grasos en aguas residuales. Las aguas residuales se tratan previamente con floculantes y coagulantes antes de su incorporación al tanque de flotación (1). El tanque de flotación (1) consta de una zona de acumulación de sustancias no flotables (6) en su base, que a su vez incorpora un tornillo sinfín para la evacuación de los mismos. El tanque posee también un paquete de lamelas (10) inclinadas 60° en el extremo final del tanque de flotación.In this embodiment, a flotation tank (1) is used for the removal of solids and fatty liquids in wastewater. Wastewater is previously treated with flocculants and coagulants before being incorporated into the flotation tank (1). The flotation tank (1) consists of a zone of accumulation of non-floating substances (6) in its base, which in turn incorporates an auger for the evacuation of them. The tank also has a package of lamellae (10) inclined 60 ° at the end of the flotation tank.
El tanque de flotación (1) de esta realización posee en los laterales unas aberturas o picajes (5) para la inyección de agua presurizada con aire disuelto sobresaturado procedente de un calderín. Este calderín es adecuado para disolver aire en agua presurizada. La distanciaThe flotation tank (1) of this embodiment has openings or pitches (5) on the sides for the injection of pressurized water with supersaturated dissolved air from a boiler. This boiler is suitable for dissolving air in pressurized water. Distance
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entre la altura de los picajes (5) y la altura de la parrilla de distribución permite que la red de burbujas se pueda expandir de forma óptima, lo que mejora el rendimiento energético del tanque. El calderín a su vez viene alimentado por parte del agua ya tratada previamente en el tanque que se recircula para su inyección como agua presurizada con aire disuelto 5 sobresaturado.Between the height of the bites (5) and the height of the distribution grid, the bubble network can be optimally expanded, which improves the energy efficiency of the tank. The boiler, in turn, is fed by the water previously treated in the tank that is recirculated for injection as pressurized water with dissolved supersaturated air.
La figura 2 muestra una realización del alimentador perimetral (2) para aguas residuales. El alimentador perimetral (2) consiste en unos canales laterales (3) dispuestos por la parte exterior del tanque. Estos canales, poseen unas aberturas (8) (ver figura 3) que están 10 conectadas con unos tubos (4) en el interior del tanque de flotación (1) conformando la parrilla de distribución.Figure 2 shows an embodiment of the perimeter feeder (2) for wastewater. The perimeter feeder (2) consists of lateral channels (3) arranged on the outside of the tank. These channels have openings (8) (see figure 3) that are connected with tubes (4) inside the flotation tank (1) forming the distribution grid.
La figura 3 muestra un detalle de la unión de las aberturas (8) de los canales laterales (3). Alrededor de las aberturas (8) se sueldan unos casquillos roscados (9) sobre los que se 15 enroscan unos tubos (4) que componen la parrilla de distribución.Figure 3 shows a detail of the joint of the openings (8) of the side channels (3). Threaded bushings (9) are welded around the openings (8) onto which tubes (4) that make up the distribution grid are screwed.
La figura 4 muestra una realización del tanque (1) con el sistema de tratamiento de aguas residuales de la presente invención. En la figura 4 se indica el flujo de agua (11) a través del tanque de flotación (1) desde el alimentador perimetral (2) de aguas residuales, hacia la 20 zona de acumulación de sustancias no flotables (6) del tanque de flotación (1), y a través del paquete de lamelas (10) para facilitar la decantación de sustancias no flotables, para finalmente abandonar el tanque a través de un sistema de evacuación del agua depurada (7).Figure 4 shows an embodiment of the tank (1) with the wastewater treatment system of the present invention. Figure 4 shows the flow of water (11) through the flotation tank (1) from the perimeter feeder (2) of wastewater, to the zone of accumulation of non-floating substances (6) of the flotation tank (1), and through the package of lamellae (10) to facilitate the decantation of non-floating substances, to finally leave the tank through an evacuation system of purified water (7).
25 El rendimiento calculado para el tanque descrito en esta realización preferida de la invención proporciona una mejora de hasta un 25% en comparación con un tanque de alimentación por flujo de pistón por la parte frontal de un tanque de flotación de dimensiones similares.The calculated performance for the tank described in this preferred embodiment of the invention provides an improvement of up to 25% compared to a piston flow feed tank on the front of a flotation tank of similar dimensions.
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