ES2895422B2 - Equipo de transformacion de aguas fecales o residuales - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Equipo de transformación de aguas fecales o residuales

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un equipo de transformación de aguas fecales y/o residuales. Permite producir energía eléctrica, agua limpia y captar metano y otros tipos de biogás.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En los núcleos urbanos, industriales y agropecuarios se producen frecuentemente aguas fecales o residuales que deben ser tratadas antes de devolverlas al medio. Para ello se instalan depuradoras formada principalmente por balsas de decantación, centrifugadoras y filtros, con aireadores, floculadores... Frecuentemente no tienen la suficiente eficiencia para retirar el material orgánico y las aguas que devuelven no terminan de ser potables. En consecuencia, acaban contaminando las zonas de suelta. Así, en municipios costeros, es frecuente el uso de emisarios para remitir esa suciedad aguas adentro.

En estas depuradoras se producen dos fenómenos, uno físico en el que tiene lugar una decantación que origina una separación del líquido de la materia que lleva consigo, y otro biológico en el que tiene lugar una fermentación natural de la materia.

No se conoce ningún caso en el que se lleve a cabo una reutilización o transformación de las aguas fecales y o residuales almacenadas en las depuradoras. Únicamente la solicitud ES P201131125, creada por el mismo inventor de la que ahora se presenta.

El solicitante no conoce ninguna solución a estos problemas igual de eficaz que la reivindicada.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un equipo de transformación de aguas fecales y/o residuales según la reivindicación independiente.

El equipo de transformación de aguas fecales y o residuales permite producir energía eléctrica, agua perfectamente utilizable y biogás. Parte de una depuradora de aguas fecales y/o residuales originadas en grandes núcleos urbanos, industria, viviendas domésticas, instalaciones agropecuarias y otras.

El equipo de transformación de aguas fecales o residuales está previsto para ser dispuesto a la salida de una depuradora. Consta de:

- Una cámara de vacío dispuesta aguas abajo de la depuradora, con una salida de vapor de agua y una salida de biogás, principalmente metano.

- Una planta solar de sales fundidas.

- Un intercambiador de calor entre el vapor de agua y las sales fundidas.

- Una turbina de generación de electricidad a partir del vapor de agua calentado, preferiblemente de almacenamiento cinético por inercia.

- Un condensador aguas abajo de la turbina. Este condensador puede comprender un serpentín de circulación de nitrógeno líquido.

- Una unidad de finalización del agua condensada.

El biogás puede ser dirigido a una embotelladora o a una utilización directa.

La planta solar preferida, utilizable de forma autónoma, comprende un receptor solar elevado y una serie de espejos concentradores orientables.

Preferiblemente, el receptor está dispuesto en un brazo abatible de una unidad tractora, por ejemplo de orugas. La unidad tractora porta una serie de brazos extensibles articulados a ella para que puedan abrirse en abanico. Cada brazo extensible está sostenido por apoyos rodantes y porta una serie de espejos.

Esta planta solar puede comprender una estación meteorológica, con radar de efecto Doppler.

Igualmente puede poseer un equipo de comunicación (radio, telefonía móvil, satélite, cable...) para ser comandada a distancia.

Otras soluciones particulares se incluyen en las reivindicaciones dependientes y se describen en detalle más adelante.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente.

Figura 1: esquema de un ejemplo de realización de la invención.

Figura 2: vista lateral de una planta solar en posición plegada en el ejemplo de realización.

Figura 3: vista parcial superior de la planta solar anterior en posición desplegada.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

El equipo mostrado en la figura 1 está dispuesto para situarse aguas abajo de una depuradora (1) convencional, que no forma parte de la invención. Los residuos de las aguas fecales o residuales se introducen en una cámara de vacío (2), conectada a un compresor de vacío. En la cámara de vacío (2) se produce la vaporización del agua contenida en los residuos, que es extraída hacia un intercambiador (3) de calor. También se extrae de esta forma el metano y otros gases de la fermentación de los residuos, que se deriva a su embotellamiento (4) a alta presión o utilización en la propia planta. El metano se captará al inicio de la evacuación del aire, dado que ya es gaseoso, mientras que el agua se vaporizará cuando la presión sea muy baja. Para facilitar la emisión del metano, puede ser conveniente agitar el contenido de la cámara de vacío (2)

El resto de los residuos, una vez eliminada el agua y el metano, pueden ser utilizados en la fabricación de fertilizantes, con cualquier tratamiento necesario.

El equipo comprende también un sistema de aporte de energía al vapor formado por una planta solar (5) modular y telescópica (figuras 2 y 3). La planta solar (5) comprende una unidad tractora (51) con un brazo abatible (52) rematado en un receptor (53) solar. Una serie de brazos extensibles (54) articulados se disponen por un lado de la unidad tractora (51), y portan espejos (55) concentradores. Los espejos (55) son orientables para ajustar su posición y reflejar adecuadamente la luz solar sobre el receptor (53). Además, se pueden colocar transversales a los brazos extensibles (54) para su recogida.

Los brazos extensibles (54) comprenden una serie de apoyos rodantes (56), y están formados por varios tramos telescópicos. En la posición recogida, los espejos (55) están próximos y paralelos, al igual que los brazos extensibles (54) para facilitar el transporte. En la posición extendida los espejos (55) están alejados entre sí, generalmente a distancias crecientes según se alejan de la unidad tractora (51) para que no bloqueen la luz reflejada del espejo (55) contiguo.

La planta solar (5) comprende una estación meteorológica (91), con radar de efecto Doppler (92), para controlar la posición solar, cualquier presencia de fenómeno meteorológico relevante, la intensidad que recibe el receptor (53) en función del uso real de esa energía... En su caso, podrá reorientar algún espejo (55) para que no refleje luz solar si el receptor (53) recibe demasiada energía. La planta solar (5) puede tener un equipo de comunicación para ser comandada a distancia. La estación meteorológica (91), el equipo de comunicación. pueden estar dispuestos en un hangar (9) que comprende todos los equipos electrónicos que puedan funcionar en remoto. Este hangar (9) permite proteger la planta solar (5). Para ello, el propio hangar (9) es móvil mediante unas ruedas (93) y unos raíles opcionales, y cubre la planta solar (5) en su posición plegada. Unos paneles solares (94) pueden captar la energía para el movimiento y alimentar el grupo motor (no representado).

Un sistema de bombeo de sales fundidas recorre el receptor (53) para elevar su temperatura. Comprende un depósito de sales frías (57) y un depósito de sales calientes (58). El depósito de sales calientes (58) se conecta con el intercambiador (3).

Así, el vapor proveniente de la cámara de vacío (2) aumenta su temperatura a partir de estas sales fundidas en el intercambiador (3) para proceder a una turbina (6) generadora de electricidad. La elevación de temperatura tiene dos funciones: cargar el vapor para su utilización en generación de electricidad y esterilizarlo.

La turbina (6) preferiblemente es de almacenamiento cinético por inercia continua. Sus materiales de construcción son totalmente ligeros, lo que permite la suspensión o levitación electromagnética del eje para reducir el rozamiento.

De esta forma, el agua que sale de la turbina (6) puede llegar a un condensador (7) donde termina de perder la temperatura. Este condensador (7) puede aprovechar el calor remanente en un circuito de calefacción, en un secadero, o en cualquier tipo de instalación. El agua proveniente de la condensación es agua totalmente potable, aunque puede ser necesario algún ajuste (filtrado, clorado.) en una unidad de finalización (8) previa a la incorporación a la red, a su vertido, o a su uso en regadío.

Si se desea reducir rápidamente la temperatura en el condensador (7) se puede usar nitrógeno líquido. Esta reducción brusca de la temperatura asiste en la esterilización del agua.

Todo el equipo se complementa con electroválvulas, válvulas de seguridad y cualquier sensor necesario para su vigilancia.

Claims (1)

1. REIVINDICACIONES

   1- Equipo de transformación de aguas fecales o residuales, para disponer a la salida de una depuradora, caracterizado por que consta de:

   - una cámara de vacío (2) dispuesta aguas abajo de la depuradora, con una salida de vapor de agua y una salida de biogás;

   - una planta solar (5) de sales fundidas;

   - un intercambiador (3) de calor entre el vapor de agua y las sales fundidas;

   - una turbina (6) de generación de electricidad a partir del vapor de agua calentado;

   - un condensador (7) aguas abajo de la turbina (6) y

   - una unidad de finalización (8) del agua condensada.

   2- Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado por que el biogás se dirige a una embotelladora (4).

   3- Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado por que la planta solar (5) comprende un receptor (53) solar elevado y una serie de espejos (55) concentradores orientables.

   4- Equipo, según la reivindicación 3, caracterizado por que el receptor (53) está dispuesto en un brazo abatible (52) de una unidad tractora (51) que porta una serie de brazos extensibles (54) articulados a la unidad tractora (51) y sostenidos por apoyos rodantes (56), estando los espejos (55) en los brazos extensibles (54).

   5- Equipo, según la reivindicación 4, caracterizado por que la planta solar (5) comprende una estación meteorológica (91), con radar de efecto Doppler (92).

   6- Equipo, según la reivindicación 4, caracterizado por que la planta solar (5) tiene un equipo de comunicación para ser comandada a distancia.

   7- Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado por que la turbina (6) es de almacenamiento cinético por inercia.

   8- Equipo, según la reivindicación 1, caracterizado por que el condensador (7) comprende un serpentín con circulación de nitrógeno líquido.

   9- Equipo, según la reivindicación 5, caracterizado por que la estación meteorológica (91) está dispuesta en un hangar (9).

   10- Equipo, según las reivindicaciones 4 y 9, caracterizado por que el hangar (9) es móvil y cubre la planta solar (5) en su posición plegada.