ES2690100B2 - Filtro para la depuración de grandes caudales de agua. - Google Patents

Filtro para la depuración de grandes caudales de agua. Download PDF

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Description

DESCRIPCION
Filtro para la depuracion de grandes caudales de agua.
Objeto de la invencion
El objeto de la presente invencion es un filtro para la depuracion de grandes caudales de agua, que presenta unas caracteristicas orientadas a conseguir un bajo coste de ciclo de vida (fabrication, explotacion y reciclado), la posibilidad de tener diversidad de modelos y tamanos, el filtrado de grandes cantidades de agua utilizando una unica unidad de filtro y una regeneration periodica de la capacidad de filtrado de forma automatica y con un gasto reducido de la cantidad de agua empleada en la regeneracion.
Campo de aplicacion de la invencion
Esta invencion es aplicable en el campo de la depuracion de todo tipo de aguas de baja y media carga contaminante y principalmente de grandes caudales de agua, tales como piscinas, lagunas, estanques o similares.
Estado de la tecnica
Actualmente son conocidos diferentes tipos de filtros de agua para este tipo de aplicaciones:
a) Filtros de agua con recipiente de poliester:
Estos filtros presentan una forma libre, vertical u horizontal, de cualquier tamano y una superficie de filtration correspondiente con su area o section.
Estos filtros con recipiente de poliester son mas economicos que los filtros con recipiente de acero, y alojan en su interior un medio filtrante que puede ser arena de sflex o vidrio-cristal reciclado. El agua entra por la parte superior del recipiente y pasa a traves del medio filtrante para finalmente llegar a unos elementos finales, que se instalan en el interior del medio filtrante (denominados crepinas, tubos colectores, entre otras denominaciones) con orificios o ranuras de paso libre inferior a la granulometrla del medio filtrante, permitiendo el paso del agua filtrada, pero no el de las partlculas de dicho medio filtrante saliendo finalmente el agua filtrada recogida por la parte inferior del recipiente.
La velocidad de paso del agua por el interior del filtro para conseguir una buena calidad de filtrado varla en funcion del uso del agua y la normativa que afecte en cada caso, siendo una velocidad adecuada a la mayorla de los usos de 30 m3/hora por cada metro cuadrado de area de filtracion.
En el caso de usar arena de sllex las partlculas con tamanos superiores a 20 micrones quedan retenidas en el medio filtrante. En el caso de usar vidrio las partlculas retenidas son aquellas con tamanos superiores a entre 1 y 5 micrones.
Estos filtros requieren aproximadamente una limpieza a la semana, invirtiendo el ciclo de paso del agua y durante aproximadamente 7 minutos el agua entra por debajo y sale junto a la suciedad por arriba hacia un desague, con la consiguiente perdida de esta agua.
La arena de sllex debe sustituirse cada 3 - 5 anos y el vidrio filtrante no necesita cambiarse.
En un caso practico, utilizando un filtro de este tipo, con un diametro de 2000 mm., un area de filtracion de 3,14m2 y una velocidad de filtracion de 30m3/h/m2 se obtienen 94,2 m3/hora de agua filtrada.
Por tanto, con este caudal, una limpieza semanal de 7 minutos supone 11 m3 de agua perdidos que van al desague, cada semana.
El filtro de poliester de medio filtrante sllex o vidrio presenta determinadas ventajas como: un bajo coste y diversidad de modelos y tamanos, y algunos inconvenientes como: mucha perdida de agua en sus limpiezas; es necesario utilizar numerosas unidades para su uso en grandes caudales de agua, por ejemplo para filtrar 450 m3/h. de agua se necesitan cinco filtros de 2000 mm. y se producen unas perdidas de agua por desague en la limpieza de 220 m3 de agua al mes.
b) Filtros de acero con medio filtrante regenerativo de perlita:
Estos filtros son mucho mas caros que un filtro de poliester y tienen una forma circular vertical con tamanos limitados por su caracterlstica principal de tener la parte superior movil y alojar en su interior un techo movil del que cuelgan cientos de tubos flexibles, o latiguillos, conformados por una base de acero inoxidable y recubiertos de malla de poliester que sirven de soporte para el medio filtrante regenerativo, denominado perlita, y le dan al filtro una gran superficie de filtracion, permitiendole trabajar a bajas velocidades de paso de agua con grandes caudales.
El agua entra por la parte inferior del filtro y sale por la parte superior despues de pasar por el medio filtrante perlita y por los tubos flexibles reteniendo en su interior toda suciedad mayor de entre 1 y 5 micrones.
La superficie util de filtrado pasa de ser el area de la seccion del filtro de arena en perpendicular al avance del agua, a ser el area conformada por la perlita que se adhiere a los cientos de tubos filtrantes.
El techo movil de su interior tiene un sistema neumatico, denominado Bump o Bumping por su accion de poder moverse, subir y bajar dentro del interior del filtro.
Este movimiento de subir y bajar se utiliza para regenerar la perlita que necesita ser removida aproximadamente cada 4 horas y renovada aproximadamente una vez al mes.
Al moverse el techo interior con los cientos de tubos flexibles colgando, la perlita se desprende de estos tubos flexibles. Este movimiento de subir y bajar el techo movil hace una limpieza, regeneration de la perlita, que permite ser usada aproximadamente por un mes; al cabo de este tiempo es preciso vaciar el filtro por su desague para extraer la perlita usada y limpiar los tubos flexibles.
La limpieza mensual del filtro, aunque se usen productos qulmicos para introducir automaticamente en el interior del filtro, requiere adicionalmente una limpieza manual para dejar los tubos flexibles perfectamente limpios. Esta limpieza se realiza desarmando una ventana frontal del filtro y proyectando agua a presion contra los tubos flexibles; utilizando el techo movil giratorio del filtro para ir enfrentado sucesivamente todos los tubos con la ventana y que queden limpios.
La limpieza de los latiguillos con agua a presion y el enjuague posterior del interior del filtro supone el vertido por el desague, y consiguientemente la perdida, de unos 20 m3 de agua al mes.
Un filtro de acero con tubos flexibles y medio regenerativo de perlita puede llegar a tener hasta superficies de filtracion de 150 m2 y trabajar a bajas velocidades de paso de agua, unos 3 m3/hora por cada metro cuadrado de superficie filtrante, lo que hace que con un solo filtro se pueda obtener un caudal de unos 450 m3/hora de agua filtrada.
150 m2 x 3m3/hora/m2 = 450 m3/hora filtrados por un solo filtro de diametro de carcasa inferior a 1.600 mm.
Estos filtros de acero con medio filtrante regenerativo de perlita presentan las siguientes ventajas: una sola unidad de por ejemplo 1.600 mm. puede filtrar grandes caudales de agua, hasta 450m3/h.; la limpieza mensual gasta muy poca agua, tan solo unos 20 m3. Y al mismo tiempo presente las siguientes desventajas: necesita ser de acero por su techo movil y esto le hace tener un alto coste; tamanos limitados por sus caracterlsticas mecanicas (techo movil) y necesidad de disponer de registros y elementos desmontables; y la necesaria limpieza mensual manual es diflcil y laboriosa y ha de ser realizada por personal adiestrado.
Descripcion de la invencion
El filtro para la depuracion de grandes caudales de agua objeto de la invencion presenta unas caracterlsticas orientadas a resolver los problemas de los antecedentes citados y a conseguir las ventajas proporcionadas por los mismos; concretamente:
- Bajo coste
- Posibilidad de tener diversidad de modelos y tamanos
- Que una sola unidad pueda filtrar grandes caudales de agua
- Limpieza mensual utilizando poco agua y que esta sea realizada de modo automatico, no manual y sin necesidad de que el personal este especialmente adiestrado.
Con estos objetivos el filtro de la invencion presenta una estructura de poliester, con el fin de permitir diversidad de formas y tamanos a bajo coste.
Para ello se dispondra de una estructura fija sin partes moviles y sin un techo movil, con una gran superficie de filtracion y un medio filtrante regenerativo que es la perlita.
Este filtro comprende, al menos:
- un deposito de poliester con una parte inferior y una parte superior separadas por un techo separador fijo;
- un colector de entrada y distribucion del agua dispuesto en la parte inferior del deposito, con las salidas de agua orientadas hacia abajo, y conectado a una entrada de agua;
- un desague inferior con una valvula para eliminar la suciedad durante la limpieza del filtro;
- un dispositivo de limpieza que comprende un colector de limpieza, dispuesto por encima del colector de entrada y distribucion de agua, constituido por un anillo de tubos con pequenos jets orientados hacia la zona superior del filtro, encontrandose conectado dicho colector de limpieza a unos medios de impulsion de fluido a presion hacia el interior durante las fases de limpieza del mismo;
- una pluralidad de tubos flexibles sujetos en el techo separador fijo y suspendidos del mismo, conformando dichos tubos un soporte del medio filtrante de perlita;
- una boca de hombre para el montaje y mantenimiento de componentes interiores;
- una boca superior de salida y purga de aire provista por un lado de unos sensores detectores de aire conectados a un panel de control y por otro de una valvula de apertura y cierre para la evacuacion de aire, comandada automaticamente por el panel de control en funcion de las senales proporcionadas por las sondas y ;
- una salida superior de agua filtrada.
En una realization de la invention el techo separador fijo esta conformado en poliester reforzado.
El colector de entrada y distribution de agua se encuentra orientado hacia abajo, es decir hacia el extremo inferior del filtro, para que el agua entrante no vaya con fuerza hacia los tubos flexibles, o latiguillos, de soporte de la perlita
Los medios de impulsion de fluido a presion hacia el colector de limpieza comprenden una fuente de aire para la introduction de aire durante la regeneration de la perlita, que se realiza con una cierta frecuencia, aproximadamente 4 horas, y durante una fase inicial de la limpieza mensual del filtro, y una bomba de alta presion para introducir agua a presion durante una fase final de la limpieza mensual, para terminar la limpieza de los tubos flexibles.
Los tubos flexibles comprenden un elemento rigidizador interior recubierto por una malla de fibras trenzada de poliester , fibra de carbono u otro material equivalente que sirve de soporte y retention del medio filtrante, perlita.
El numero de tubos flexibles dependera de la cantidad de agua que se desee filtrar, y es ilimitada pudiendo ser del orden de unos 1000 tubos flexibles.
Tal como se ha mencionado, la valvula de apertura y cierre para la evacuacion de aire, esta comandada automaticamente por el panel de control en funcion de las senales proporcionadas por las sondas a dicho panel de control, lo que permite que dicha valvula se abra automaticamente cuando las sondas detectan la presencia de aire y que se cierren cuando detecten la presencia de agua, garantizando por tanto que el filtro se mantenga lleno de agua.
Con las caracterlsticas descritas el filtro funciona como se explica a continuation:
El agua sin filtrar o prefiltrada por otro dispositivo entra por la parte inferior del filtro, pasa por la perlita y los tubos flexibles y sale por la salida superior de agua ya filtrada.
Para regenerar la perlita, aproximadamente cada 4 horas, el panel de control activa automaticamente por unos minutos la fuente de production de aire, provocando que la perlita se desprenda de los tubos flexibles de soporte.
La valvula superior elimina durante el ciclo de regeneration y/o posteriormente el aire del filtro.
La limpieza mensual del filtro se realiza sin esfuerzo con el uso automatico de la fuente de aire y de la bomba de impulsion de agua a presion con toberas fijas y moviles, lo que permite reducir la cantidad de agua utilizada en la limpieza, en comparacion con los sistemas manuales utilizados actualmente.
Descripcion de las figuras
Para complementar la descripcion que se esta realizando y con objeto de facilitar la comprension de las caracterlsticas de la invention, se acompana a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con caracter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra una vista esquematica en alzado de un ejemplo de realization del filtro para la depuration de grandes caudales de agua, segun la invencion.
Realizacion preferida de la invencion
Como se puede observar en la figura adjunta este filtro comprende un deposito (1) de poliester, provisto de una parte inferior (11) y una parte superior (12) separadas por un techo separador (13) fijo, de poliester reforzado.
En la parte inferior (11) dispone de un colector de entrada y distribution del agua (2) orientado hacia abajo y conectado a una entrada de agua (21); dispone tambien de un desague inferior (3) con una valvula (31) para eliminar la suciedad durante la limpieza del filtro.
En dicha parte inferior (11) comprende un dispositivo de limpieza provisto de un colector de limpieza (4), dispuesto por encima del colector de entrada y distribucion de agua (2), y constituido por un anillo de tubos con toberas fijas y/o moviles (41) orientadas hacia la zona superior del filtro, encontrandose conectado dicho colector de limpieza (4) a unos medios de impulsion de fluido a presion hacia el interior durante las fases de limpieza del mismo.
Dichos medios de impulsion de fluido a presion comprenden: una fuente de aire a presion (42) para la introduction de aire durante la regeneration de la perlita que se realiza aproximadamente cada 4 horas, y durante una fase inicial de la limpieza mensual del filtro; y una bomba de presion de agua (43) para introducir agua a presion durante una fase final de la limpieza mensual.
Estos medios de impulsion (42, 43) de fluido a presion estan conectados al panel de control (8) y son comandados por el mismo de forma automatica para la realization de los ciclos de regeneracion de la perlita y de limpieza mensual.
El filtro comprende en el interior de la parte inferior (11) del deposito, de una pluralidad de tubos flexibles (5) sujetos en el techo separador fijo (13) y suspendidos del mismo, conformando dichos tubos flexibles un soporte del medio filtrante, perlita (no representado).
El deposito (1) tambien comprende unas boca de hombre (6) para el montaje y mantenimiento de componentes interiores; una boca superior (7) de salida de aire provista de unos sensores (71) detectores de aire conectados a un panel de control (8) y de una valvula (72) de apertura y cierre, para la evacuation de aire, comandada automaticamente por el panel de control (8) en funcion de las senales proporcionadas por los sensores (71) y; una salida superior (9) de agua filtrada.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invencion, asl como un ejemplo de realization preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamano y disposition de los elementos descritos podran ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteration de las caracterlsticas esenciales de la invencion que se reivindican a continuation.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. - Filtro para la depuracion de grandes caudales de agua; que comprende: - un deposito (1) de poliester con una parte inferior (11) y una parte superior (12) separadas por un techo separador (13) fijo;
- un colector (2) de entrada y distribution del agua dispuesto en la parte inferior (11) del deposito, orientado hacia abajo y conectado a una entrada de agua (21); - un desague inferior (3) con una valvula (31) para eliminar la suciedad durante la limpieza del filtro;
- un dispositivo de limpieza que comprende un colector de limpieza (4) conectado a unos medios de impulsion (42, 43) de fluido a presion hacia el interior del deposito (1) durante las fases de limpieza del mismo;
- una pluralidad de tubos flexibles (5) sujetos en el techo separador (13) fijo y suspendidos del mismo, conformantes de un soporte de un medio filtrante, perlita; - una boca de hombre (6) para el montaje y mantenimiento de componentes interiores;
- una boca superior (7) de salida de aire provista de unos sensores (71) detectores de aire conectados a un panel de control (8) y de una valvula (72) de apertura y cierre, para la evacuation de aire, comandada automaticamente por el panel de control (8) en funcion de las senales proporcionadas por los sensores (71) y;
- una salida superior (9) de agua filtrada.
2. - Filtro para la depuracion de grandes caudales de agua; segun la revindication 1, caracterizado por que el colector de limpieza (4) esta dispuesto por encima del colector (2) de entrada y distribucion de agua, y esta constituido por un anillo de tubos con toberas fijas y/o toberas moviles (41) orientados hacia la zona superior del filtro.
3. - Filtro para la depuracion de grandes masas de agua; segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2; caracterizado por que los medios de impulsion de fluido a presion comprenden: una bomba soplante (42) que introduce aire a presion durante la regeneracion de la perlita.
4. - Filtro para la depuracion de grandes masas de agua; segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2; caracterizado por que los medios de impulsion de fluido a presion comprenden una bomba de presion de agua (43) que introduce agua a presion durante una fase de la limpieza.
5. - Filtro para la depuracion de grandes masas de agua; segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores; caracterizado por que los medios de impulsion (42, 43) de fluido a presion estan conectados al panel de control (8).
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