ES2626500T3 - Aparato y procedimiento para el tratamiento biológico de aguas residuales - Google Patents
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Abstract
Aparato para el tratamiento biológico de aguas residuales, que comprende una sección de tratamiento anaerobio (S1; 201), un dispositivo de impulsión de licor mixto concentrado (103, 109, 110, 111; 215, 216, 222) que está dispuesto para impulsar un licor mixto concentrado para fluir utilizando un gas, 5 una sección de sedimentación (S2; 221) para proporcionar el licor mixto concentrado, y una sección de aireación (S3; 225) para proporcionar un gas de aireación como por lo menos parte del gas, en el que la sección de tratamiento anaerobio (S1; 201) está dispuesta para recibir un suministro de aguas residuales y un licor mixto concentrado desde el dispositivo de impulsión de licor mixto concentrado (103, 109, 110, 111; 215, 216, 222) y realizar un tratamiento anaerobio para obtener un licor mixto de tratamiento anaerobio, la sección de aireación (S3; 225) está dispuesta para recibir el licor mixto de tratamiento anaerobio y realizar un tratamiento de aireación entrando en contacto con un gas de aireación para obtener un licor mixto de tratamiento de aireación, la sección de sedimentación (S2; 221) está dispuesta para recibir el licor mixto de tratamiento de aireación y realizar una sedimentación para obtener un sobrenadante y un licor mixto concentrado, y el dispositivo de impulsión de licor mixto concentrado (103, 109, 110, 111; 215, 216, 222) está dispuesto para recibir el licor mixto concentrado e impulsar el licor mixto concentrado para fluir utilizando el gas de aireación recogido de la sección de aireación (S3; 225); en el que el dispositivo de impulsión de licor mixto concentrado (103, 109, 110, 111; 215, 216) comprende un tubo de guiado (109; 216) para permitir que el gas entre en contacto con el licor mixto concentrado, se establecen una entrada de gas y una entrada de licor mixto concentrado (103) en una parte inferior del tubo de guiado, se establece una sección de transporte de mezcla de gas-licor en una parte media del tubo de guiado, y se establece una salida de mezcla de gas-licor (110) en una parte superior del tubo de guiado; en el que el dispositivo de impulsión de licor mixto concentrado (103, 109, 110, 111; 215, 216, 222) comprende además un dispositivo de separación de gas-licor (111) que está conectado fluídicamente con la salida de mezcla de gas-licor (110); en el que la sección de aireación (S3) presenta un dispositivo de separación de gas-licor (106) para separar el licor mixto de tratamiento de aireación y el gas de aireación, el dispositivo de separación de gas-licor (106) está conectado fluídicamente con la sección de sedimentación (S2) para permitir que la sección de sedimentación reciba el licor mixto de tratamiento de aireación, y el dispositivo de separación de gas-licor (106) está dispuesto para impedir que el gas de aireación entre en la sección de sedimentación.
Description
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conexión, y se mejora la fiabilidad.
En el aparato y el procedimiento para tratamiento biológico de aguas residuales según la presente invención, el licor mixto concentrado entra en contacto con un gas de aireación que contiene oxígeno tal como un gas de aireación para potenciar los efectos de retirada de nitrógeno y COD y mejorar los efectos de tratamiento de aguas residuales. Por tanto, el aparato y el procedimiento para tratamiento biológico de aguas residuales según la presente invención presentaban ventajas de buena calidad de flujo de salida de agua, alta carga volumétrica, menos ocupación de terreno y menos influencia sobre el entorno circundante.
Según la presente invención, el aparato para tratamiento biológico de aguas residuales puede ser un aparato para tratamiento biológico de aguas residuales de tipo torre, que comprende una cámara de sedimentación y un dispositivo de elevación de licor mixto neumático que utiliza un gas para elevar un licor mixto concentrado de la cámara de sedimentación, en que el dispositivo de elevación de licor mixto neumático se utiliza como un dispositivo de impulsión de licor mixto concentrado, y la elevación de un licor mixto concentrado se refiere a impulsar el flujo de un licor mixto concentrado.
En algunas formas de realización de la presente invención, la cámara de sedimentación puede ser un dispositivo de sedimentación que puede separar un licor mixto aireado para formar un sobrenadante y un licor mixto concentrado. En general, la cámara de sedimentación es un depósito de sedimentación o cubeta de sedimentación o sección de sedimentación, en que podrían establecerse placas inclinadas o tubería inclinadas para potenciar los efectos de separación. El licor mixto concentrado habitualmente se forma en la parte inferior del dispositivo de sedimentación bajo efectos de sedimentación, en que podrían establecerse canales de recogida de lodo para potenciar la sedimentación del licor mixto concentrado. En algunos casos, se establece un pocillo de desbordamiento en la parte superior del dispositivo de sedimentación para descargar el sobrenadante como flujo de salida de agua.
En algunas formas de realización de la presente invención, el dispositivo de elevación de licor mixto neumático del aparato para tratamiento biológico de aguas residuales de tipo torre es cualquier dispositivo adecuado que puede elevar un licor mixto concentrado utilizando un gas, preferentemente un dispositivo de elevación de licor mixto neumático que permite el contacto entre el gas y el licor mixto, por ejemplo, una bomba neumática o un tubo de elevación de licor mixto neumático. En algunos casos, el dispositivo de elevación de licor mixto neumático comprende un tubo de elevación de licor sustancialmente vertical para extraer el licor mixto concentrado, y una tubería de guiado de gas que está conectada con el tubo de elevación de licor y se utiliza para introducir el gas en el tubo de elevación de licor.
En alguna forma de realización de la presente invención, el tubo de elevación de licor presenta una entrada de licor para extraer el licor mixto concentrado y una salida para descargar una mezcla de gas-licor del gas y el licor mixto concentrado, y la tubería de guiado de gas está conectada con una parte media o parte inferior del tubo de elevación de licor. Cuando el gas entra en el tubo de elevación de licor por medio de la tubería de guiado de gas, el gas se mezcla con el licor mixto concentrado para formar una mezcla de gas-licor, y la mezcla de gas-licor en el tubo de elevación de licor fluye hacia arriba bajo la acción de presión y efectos de flotación del gas, y entonces se descarga de la salida en la parte superior del tubo de elevación de licor, de modo que el licor mixto concentrado se eleva neumáticamente utilizando el gas. En algunos casos, la circulación de lodo en todo el aparato para tratamiento biológico de aguas residuales se completa elevando el licor mixto concentrado con el gas.
En algunas formas de realización, la tubería de guiado de gas está conectada en comunicación de fluido con una fuente de gas adecuada, y se utiliza una válvula de control de flujo para controlar el flujo de gas que entra en la tubería de guiado de gas para controlar el flujo del licor mixto concentrado que va a elevarse. En algunas otras formas de realización, es establece una válvula de control de flujo aguas arriba de la entrada del tubo de elevación de licor para controlar el flujo del licor mixto concentrado que entra en el tubo de elevación de licor.
En algunas formas de realización, el gas puede derivarse de cualquier fuente de gas adecuada, por ejemplo, el gas puede proceder de un compresor de aire, un soplador de aire, un depósito de almacenamiento de gas tal como aire, oxígeno, nitrógeno y gas inerte. Preferentemente, el gas presenta una presión mayor que o igual a la presión atmosférica. Preferentemente, el gas es un gas que contiene oxígeno. En algunos casos, al menos parte del gas procede de un gas de aireación. El gas de aireación puede recogerse de cualquier sitio de un dispositivo de aireación. Preferentemente, el gas de aireación es un gas de aireación liberado de un licor mixto aireado y recogido de la parte superior de un dispositivo de aireación. En algunos casos, se utiliza una bomba de retorno de lodo adicional para elevar el licor mixto concentrado en la cámara de sedimentación. En algunos otros casos, la bomba de retorno de lodo adicional se acciona utilizando el gas.
En algunas formas de realización de la presente invención, se establece un canal de recogida de lodo en la parte de fondo de la cámara de sedimentación, y la entrada de licor del tubo de elevación de licor se introduce en el canal de recogida de lodo. En algunas formas de realización, se establecen uno o más dispositivos de elevación de licor mixto neumáticos en la cámara de sedimentación. En algunos casos, una pluralidad de dispositivos de
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Cuando se producían o estaban a punto de producirse grumos de lodo o flotación de lodo en la cámara de sedimentación (221), podía entrar un gas de aireación en la parte media de la parte superior de la cámara de sedimentación (221) por medio de tuberías de entrada de gas (219 y 214) y tubos de distribución de gas (220 y 213), que se utilizaban como dispositivo de rotura de grumos de lodo, para agitar el sobrenadante y/o el licor mixto concentrado en la cámara de sedimentación (221) para romper los grumos de lodo o eliminar la flotación de lodo. El gas de aireación procedente de las tuberías de entrada de gas (219 y 214) entró en la cámara de sedimentación (221) de manera periódica o intermitente, y el suministro de aguas residuales se desconectó cerrando la válvula de suministro de aguas residuales (205) durante este periodo, de modo que el lodo no podía descargarse con el flujo de salida de agua (217). Una vez rotos los grumos de lodo, el gas de aireación procedente de las entradas de gas (219 y 214) dejó de entrar en la cámara de sedimentación (221), los grumos de lodo se depositaron gradualmente en el depósito de recogida de lodo (224), luego entró la aireación (225) por medio del tubo de elevación de licor (216), el depósito de separación de gas-licor (215) y la primera tubería de retorno de licor mixto concentrado (223), o entró en la cámara de reacción anaerobia por medio de la segunda tubería de retorno de licor mixto concentrado (208). Por tanto, se eliminaron los grumos de lodo en la parte media de la parte superior de la cámara de sedimentación (221), y se evitó la flotación de lodo.
Ejemplo 3
La figura 6 es un diagrama estructural de otra forma de realización adicional del aparato para tratamiento biológico de aguas residuales de la presente invención, en que el aparato para tratamiento biológico de aguas residuales era de tipo vertical, que comprende una cámara de reacción anaerobia (33), una cámara de reacción aerobia o una cámara de aireación (26), una cámara de separación o una cámara de sedimentación (22) y una cámara de suministro de energía o espacio de suministro de energía (3) dispuestos en la cámara de reacción anaerobia (33). Todos estos componentes se dispusieron en una sola torre cilíndrica (o torre poligonal) que presentaba una altura de aproximadamente 10 m a aproximadamente 30 m.
Se estableció una entrada de gas (6) en la parte de fondo de la cámara de suministro de energía (3). La entrada de gas (6) presentaba una tubería de entrada de gas (7) que se extendía aguas abajo y se comunicaba con la atmósfera de modo que podía entrar airea atmosférico en la cámara de suministro de energía (3). Se estableció una placa de cubierta (5) por encima de la entrada de gas (6) de modo que un operario podía moverse convenientemente en la cámara de suministro de energía (3). Se establecieron una pluralidad de salidas de aire
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- en el borde de la placa de cubierta (5) de modo que el aire procedente de la entrada de gas (6) podía entrar en la cámara de suministro de energía (3) y opcionalmente se guiaba hacia un dispositivo de energía tal como una bomba (1) y un soplador de aire (32).
Se estableció una salida de gas (12) en la parte superior de la cámara de suministro de energía (3). En algunos casos, la parte superior de la cámara de suministro de energía (3) podía ser una parte de una placa de división (30). La salida de gas (12) estaba conectada en comunicación de fluido con la parte inferior del intercambiador
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- de calor, y por tanto también lo estaba una entrada de gas del intercambiador (13) de calor. Se estableció el intercambiador (13) de calor en la cámara de reacción aerobia (26). El gas procedente de la salida de gas (12) pasó a través del intercambiador (13) de calor para realizar intercambio de calor con el licor mixto en la cámara de reacción aerobia (26), y entonces se descargó de una salida (15) en la parte superior del intercambiador (13) de calor. En algunos casos, podía establecerse un orificio de ventilación (tal como un orificio de flujo axial, no mostrado) en la salida (15) para potenciar el gas que fluye en la cámara de suministro de energía (3) y el intercambiador (13) de calor.
El intercambiador (13) de calor en el aparato tal como se muestra en la figura 6 también puede ser un intercambiador (13) de calor de un solo tubo recto tal como se muestra en la figura 3, en que el gas en el tubo intercambia calor con el licor mixto fuera del tubo; el intercambiador (13) de calor en el aparato para tratamiento biológico de aguas residuales tal como se muestra en la figura 6 también puede ser un intercambiador (13) de calor con una pluralidad de tubos rectos tal como se muestra en la figura 4, en que el gas en los tubos intercambia calor con el licor mixto fuera de los tubos; el intercambiador (13) de calor en el aparato para tratamiento biológico de aguas residuales tal como se muestra en la figura 6 también puede ser un intercambiador (13) de calor de tubo en espiral tal como se muestra en la figura 5, en que el gas en el tubo en espiral intercambia calor con el licor mixto fuera del tubo en espiral.
Un suministro de aguas residuales procedente de una tubería de entrada de agua (9) entró en la cámara de reacción anaerobia (33) por medio de una válvula de suministro de aguas residuales (8) y la bomba (1). El suministro de aguas residuales formó un flujo ascendente laminar en la cámara de reacción anaerobia (33) de modo que el lodo en la cámara de reacción anaerobia (33) quedó suspendido de manera estable bajo el equilibrio de flotación y deposición para formar un lecho de lodo. Un licor transparente penetró en el lecho de lodo y fluyó de manera continua hacia arriba y pasó a través de una abertura (31) (preferiblemente equipada con un dispositivo de paso unidireccional, tal como una válvula de una vía) sobre la placa de división (30) y entró en la cámara de reacción aerobia (26).
Un gas de aireación entró en la cámara de reacción aerobia (26) por medio de una tubería de entrada de gas
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