ES2842699T3 - Planta para depurar purines - Google Patents
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Abstract
Planta para depurar purines, que comprende: - depósito de homogeneización (1), que contiene purines con bacterias, y en el que está montado un homogeneizador (2) para homogeneizar los purines; - primer reactor biológico (4), comunicado con el depósi to de homogeneización (1) para recibir purines, y dentro del cual se encuentran montados primeros medios de aireación (5) para suministrar oxígeno, para permitir a las bacterias descomponer los purines de manera aerobia; - desnitrificador (8), para recibir los purines desde el primer reactor biológico (4), para eliminar nitrógeno de los purines por medio de una acción anaerobia de las bacterias; - medios de agitación (9), montados dentro del desnitrificador (8), para poner en contacto los purines con las bacterias; - decantador (18), que recibe los purines desnitrificados, para decantar los purines separando dichos purines en agua depurada y lodos; y - medios de recirculación, para recircular lodos hacia el depósito de homogeneización (1), y que comprenden un primer equipo de impulsión (20) para impulsar lodos desde el decantador (18) hasta el depósito de homogeneización (1); - un segundo equipo de impulsión (21), para impulsar lodos desde el primer reactor biológico (4) hasta el depósito de homogeneización (1); estando la planta caracterizada por que los medios de recirculación comprenden además una balsa facultativa (23), para alimentar de purines el depósito de homogeneización (1), y que comprende los tres estratos siguientes: - un primer estrato (28), más profundo, formado por lodos; - un segundo estrato (29), en la parte superior, que comprende agua clara, y especies vegetales (30) tales como algas; y - un tercer estrato (31), intercalado entre el primer estrato (28) y el segundo estrato (29), con una composición turbia intermedia; donde la planta comprende adicionalmente medios de bombeo (32), para impulsar hacia el depósito de homogeneización (1) el contenido del primer estrato (28) y del tercer estrato (29).
Description
DESCRIPCIÓN
Planta para depurar purines
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se puede incluir en el sector tecnológico de la ganadería. Asimismo, se puede incluir también en el del tratamiento de residuos ganaderos, tales como purines. De manera más concreta, la invención tiene por objeto una planta para depurar purines.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
El documento ES2371612 describe una instalación para la depuración de purines que comprende: un depósito homogeneizador, para recibir purines; medios de agitación para homogeneizar los purines en el depósito; un dispensador para aportar al depósito con los purines un activador químico, para homogeneizar las fases líquida y sólida de los purines, y para fomentar crecimiento de bacterias; un primer reactor biológico, dotado de inyectores de aire en el fondo, para que, mediante consumo de oxígeno del aire inyectado, las bacterias homogeneicen los purines, consumiendo la parte orgánica de los purines y por tanto micronizándola hasta licuarla; un depósito desnitrificador, al que se trasladan los purines tras la micronización, para que las bacterias, en ausencia de oxígeno, consuman nitrógeno; un segundo reactor biológico con aporte de aire para continuar la micronización; y un decantador, donde se produce una separación de agua para riego y barros que son recirculados hacia el depósito homogeneizador. Un proceso similar es descrito en ES 2246741 A1,
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención, partiendo de una planta convencional que incorpora depósito de homogeneización, una etapa de depuración aeróbica en reactor biológico, una etapa de depuración anaeróbica en un desnitrificador, un decantador, y medios de recirculación, para recircular lodos hacia el depósito de homogeneización desde el decantador, presenta una serie de mejoras para aumentar el rendimiento y/o reducir los costes.
En particular, de acuerdo con la presente invención, los medios de recirculación también permiten recircular fangos desde el reactor biológico hasta el depósito de homogeneización.
Asimismo, de manera preferente, el desnitrificador comprende medios de agitación que permiten levantar los lodos sin crear burbujas de oxígeno. En particular, los medios de agitación comprenden un eje vertical giratorio sumergido en el desnitrificador, y un par de palas que sobresalen a los lados del eje.
Por otra parte, previamente a su conducción al depósito de homogeneización, los purines pueden permanecer en una balsa facultativa estratificada.
DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una vista esquemática de la planta, donde también se han representado esquemáticamente: una balsa obligatoria para purines en una instalación ganadera; un separador para desecar los purines; y un estercolero, como fuentes de purines para la planta.
Figura 2.- Muestra un detalle ampliado de una balsa facultativa mostrada en la figura 1.
Figura 3.- Muestra un detalle ampliado de los medios de agitación del desnitrificador.
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN
Seguidamente se ofrece, a través de las figuras 1-3 adjuntas antes referidas, una descripción detallada de un ejemplo de realización de una planta para depurar purines objeto de la presente invención.
La planta comprende un depósito de homogeneización (1), que contiene purines con bacterias. En el depósito de homogeneización (1) está montado un homogeneizador (2) para homogeneizar los purines, que comprenden fase líquida y fase sólida. Un dispensador (no mostrado) sirve para dispensar en el depósito homogeneizador (1) un
compuesto activador, que ayuda a homogeneizar los purines, a la vez que sirve de nutriente para desarrollo de las bacterias.
La planta incorpora adicionalmente un primer reactor biológico (4), dentro del cual, preferentemente en el fondo, se encuentran montados primeros medios de aireación (5), que comprenden por ejemplo inyectores (6) alimentados por un compresor de aire (7), para suministrar oxígeno en el interior del primer reactor biológico (4). En el primer reactor biológico (4) se reciben los purines procedentes del depósito de homogeneización (1), así como las bacterias emplean el oxígeno, suministrado por los primeros medios de aireación (5), para consumir materia orgánica de los purines, micronizando y licuando dicha materia orgánica. En consecuencia, en el primer depósito biológico (4) se purifica gran parte del contenido orgánico de los purines, gracias a una acción aerobia de las bacterias.
Los purines acceden desde el primer reactor biológico (4) hacia un desnitrificador (8), en el cual las bacterias consumen nitrógeno en ausencia de oxígeno. En consecuencia, en el desnitrificador (8), nitrógeno presente en los purines es eliminado gracias a una acción anaerobia de las bacterias.
Con el fin de poner en contacto más íntimo los purines con las bacterias, que tienden a decantar junto con lodos, existen unos medios de agitación (9) dentro del desnitrificador (8), que preferentemente levantan los purines sin generar burbujas de oxígeno. Para ello, los medios de agitación (9) comprenden preferentemente un eje (10) vertical giratorio, por ejemplo de acero inoxidable, sumergido en el desnitrificador (8). Preferentemente cerca de un extremo inferior del eje (10), se encuentran dos palas (11) que se extienden a ambos lados del eje (10), preferentemente a una misma cota.
De manera preferente, las palas (11) comprenden un miembro superior (12) y un miembro inferior (13) unidos formando un ángulo, según por ejemplo un perfil, tal como en forma de L, preferentemente en ángulo recto.
El miembro inferior (13) es preferentemente horizontal, aunque también puede estar inclinado hacia abajo. Por su parte, el miembro superior (12) es preferentemente vertical. Un giro del eje (10) arrastra a su vez un giro de las palas (11), que levantan los lodos mediante choque. De manera preferente, los medios de agitación (9) comprenden adicionalmente un par de tirantes (14) conectados a las palas (11), preferentemente en los extremos libres de las palas (11), para suspender las palas (11) en el eje (10), en una posición de sujeción situada por encima de las palas (11).
Por otra parte, de manera preferente, los miembros inferiores (13) de las palas (11) se encuentran a una distancia del fondo del desnitrificador (8) que es superior a 15 cm, para evitar que las palas (11) levanten una parte de los lodos localizada más inferiormente y que se denomina madre. De este modo, se preserva una cantidad de bacterias dentro del desnitrificador (8).
Por otra parte, de manera preferente, los medios de agitación (9) comprenden adicionalmente un temporizador (no mostrado) para agitar los lodos de manera preprogramada. Los lodos decantan tras cierto período de decantación, por ejemplo del orden de 20-25 minutos. Por ello, se prefiere que el temporizador disponga una agitación de los lodos de manera discontinua. Por ejemplo, para el período de decantación antes indicado de 20-25 minutos, los lodos son agitados durante un breve período de agitación, por ejemplo de 2-3 minutos, tras períodos de descanso, por ejemplo de unos 10-15 minutos. El accionamiento interrumpido de los medios de agitación implica un gran ahorro en energía eléctrica, según sea la relación entre el período de descanso y el período de conexión.
A continuación del desnitrificador (8), los purines pueden ser conducidos opcionalmente hacia un segundo reactor biológico (16), con sus correspondientes segundos medios de aireación (17), donde se produce una purificación de materia orgánica restante por medio de acción aeróbica de las bacterias, complementando el efecto sucedido en el primer reactor biológico (4).
Los purines son conducidos hacia un decantador (18), ya sea desde el primer reactor biológico (4), o según sea el caso, desde el segundo reactor biológico (16). En el decantador (18) los purines se separan en lodos que sedimentan en el fondo, y agua depurada que puede ser conducida a usos variados, por ejemplo agua de riego, previa estancia opcional en una balsa de usos (19).
La planta destaca por que adicionalmente comprende medios de recirculación para recircular lodos hacia el depósito de homogeneización (1). Los medios de recirculación comprenden un primer equipo de impulsión (20) para impulsar lodos desde el decantador (18) hasta el depósito de homogeneización (1).
Adicionalmente los medios de recirculación comprenden un segundo equipo de impulsión (21) y, en su caso, un tercer equipo de impulsión (22), para impulsar lodos hasta el depósito de homogeneización (1) desde el primer reactor biológico (4) y desde el segundo reactor biológico (16), respectivamente. Recircular los lodos no solo desde el decantador (18), sino también desde el primer reactor biológico (4) y, en su caso, el segundo reactor biológico (16), provoca un aumento del número de bacterias que colabora enormemente en un funcionamiento continuo de la
planta. A modo de ejemplo ilustrativo, si una planta convencional puede contener una concentración de bacterias en el depósito de homogeneización de en torno a 380*106 por centímetro cúbico, con el recirculado propuesto en la presente invención, se consiguen concentraciones del orden de 1600*106 bacterias por centímetro cúbico, es decir, entre cuatro y cinco veces más.
Por otra parte, la planta incorpora una balsa facultativa (23) para retener los purines antes de ser trasladados al depósito de homogeneización (1). Los purines pueden acceder a la balsa facultativa (23) - o directamente al depósito de homogeneización (1) - desde diversos orígenes, tales como desde balsas obligatorias (24) localizadas en las propias instalaciones ganaderas, o también desde estercoleros (25). En el caso de las instalaciones ganaderas, los purines pueden ser transportados hacia la planta tras haber sido sometidos a un desecado en un separador (26), preferentemente dotado de rampa (27), donde la parte líquida de los purines es trasladada a la planta y un residuo seco es aprovechado para otros usos.
La balsa facultativa (23) está estratificada en tres estratos: un primer estrato (28), más profundo, está formado por lodos. Un segundo estrato (29), en la parte superior, comprende agua clara. Sobre el segundo estrato (29), crecen especies vegetales (30), tales como algas, que aportan oxígeno al segundo estrato (29), eliminando malos olores procedentes de los lodos del primer estrato (28). Finalmente, un tercer estrato (31), intercalado entre el primer estrato (28) y el segundo estrato (29), presenta una composición turbia intermedia. El depósito de homogeneización (1) es alimentado desde el primer estrato (28) y el tercer estrato (29), empleando medios de bombeo (32), que preferentemente flotan sobre la superficie del segundo estrato (29).
Claims (14)
1. Planta para depurar purines, que comprende:
- depósito de homogeneización (1), que contiene purines con bacterias, y en el que está montado un homogeneizador (2) para homogeneizar los purines;
- primer reactor biológico (4), comunicado con el depósito de homogeneización (1) para recibir purines, y dentro del cual se encuentran montados primeros medios de aireación (5) para suministrar oxígeno, para permitir a las bacterias descomponer los purines de manera aerobia;
- desnitrificador (8), para recibir los purines desde el primer reactor biológico (4), para eliminar nitrógeno de los purines por medio de una acción anaerobia de las bacterias;
- medios de agitación (9), montados dentro del desnitrificador (8), para poner en contacto los purines con las bacterias;
- decantador (18), que recibe los purines desnitrificados, para decantar los purines separando dichos purines en agua depurada y lodos; y
- medios de recirculación, para recircular lodos hacia el depósito de homogeneización (1), y que comprenden un primer equipo de impulsión (20) para impulsar lodos desde el decantador (18) hasta el depósito de homogeneización (1);
- un segundo equipo de impulsión (21), para impulsar lodos desde el primer reactor biológico (4) hasta el depósito de homogeneización (1);
estando la planta caracterizada por que los medios de recirculación comprenden además una balsa facultativa (23), para alimentar de purines el depósito de homogeneización (1), y que comprende los tres estratos siguientes:
- un primer estrato (28), más profundo, formado por lodos;
- un segundo estrato (29), en la parte superior, que comprende agua clara, y especies vegetales (30) tales como algas; y
- un tercer estrato (31), intercalado entre el primer estrato (28) y el segundo estrato (29), con una composición turbia intermedia;
donde la planta comprende adicionalmente medios de bombeo (32), para impulsar hacia el depósito de homogeneización (1) el contenido del primer estrato (28) y del tercer estrato (29).
2. Planta para depurar purines, según reivindicación 1, carcterizada por que comprende adicionalmente un segundo reactor biológico (16), que recibe purines desde el desnitrificador (18), y que incorpora segundos medios de aireación (17), para continuar purificando los purines por medio de acción aeróbica de las bacterias.
3. Planta para depurar purines, según reivindicación 2, caracterizada por que los medios de recirculación comprenden adicionalmente un tercer equipo de impulsión (22), para impulsar lodos desde el segundo reactor biológico (16).
4. Planta para depurar purines, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que los medios de agitación (9) comprenden:
- un eje (10) vertical giratorio, sumergido en el desnitrificador (18); y
- dos palas (11) que se extienden a los lados del eje (10),
donde el eje (10) vertical giratorio está unido a las dos palas (11) y está destinado a rotar alrededor alrededor de un eje vertical para levantar los purines por medio de choque sin generar burbujas de oxígeno.
5. Planta para depurar purines, según reivindicación 4, caracterizada por que las palas (11) presentan un perfil angular, comprendiendo las palas (11):
- un miembro inferior (13), y
- un miembro superior (12) que forma un ángulo con el miembro inferior (13).
6. Planta para depurar purines, según reivindicación 5, caracterizada por que el miembro inferior (13) es horizontal.
7. Planta para depurar purines, según reivindicación 5, caracterizada por que el miembro inferior (13) forma un ángulo orientado hacia abajo.
8. Planta para depurar purines, según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada por que el miembro superior (12) y el miembro inferior (13) forman un perfil en forma de L.
9. Planta para depurar purines, según reivindicación 8, caracterizada por que el miembro superior (12) y el miembro inferior (13) forman un ángulo recto.
10. Planta para depurar purines, según cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizada por que los medios de agitación (9) adicionalmente comprenden un par de tirantes (14) conectados a las palas (11), para suspender las palas (11) en el eje (10), en una posición de sujeción situada por encima de las palas (11).
11. Planta para depurar purines, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que los medios de agitación (9) adicionalmente comprenden un temporizador para agitar los lodos de manera pre-programada.
12. Planta para depurar purines, según reivindicación 11, caracterizada por que el temporizador está configurado para determinar alternadamente períodos de agitación y períodos de descanso.
13. Planta para depurar purines, según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 12, caracterizada por que los miembros inferiores (13) de las palas (11) se encuentran a una distancia del fondo del desnitrificador (18) que es superior a 15 cm.
14. Planta para depurar purines, según reivindicación 1, caracterizada por que los medios de bombeo (32) flotan sobre el segundo estrato (29).
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