ES2934661T3 - Método para limpiar y esterilizar medios líquidos y/o acuosos (suspensiones) - Google Patents

Abstract

El tratamiento de cavitación de la suspensión en el estator ferromagnético está precedido o seguido por la trituración de sólidos en una unidad de trituración de sólidos residuales (8.1) que tiene al menos un dispositivo de trituración de sólidos residuales (27) y la suspensión así procesada se alimenta a la sedimentación unidad (9, 10) ya sea directamente después del tratamiento de cavitación o desde la unidad trituradora de sólidos residuales (8.1) que tiene al menos un dispositivo triturador de sólidos residuales (27); un precipitante, en particular cal, se alimenta a la suspensión antes de que la suspensión entre en el estator ferromagnético (7). 10) ya sea directamente después del tratamiento de cavitación o desde la unidad trituradora de sólidos residuales (8.1) que tiene al menos un dispositivo triturador de sólidos residuales (27); un precipitante, en particular cal, se alimenta a la suspensión antes de que la suspensión entre en el estator ferromagnético (7). 10) ya sea directamente después del tratamiento de cavitación o desde la unidad trituradora de sólidos residuales (8.1) que tiene al menos un dispositivo triturador de sólidos residuales (27); un precipitante, en particular cal, se alimenta a la suspensión antes de que la suspensión entre en el estator ferromagnético (7). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método para limpiar y esterilizar medios líquidos y/o acuosos (suspensiones)

La invención se refiere a un proceso para eliminar los gérmenes medios líquidos y/o acuosos (suspensiones).

Además, este proceso puede estar precedido por otro proceso en el que se separan los componentes sólidos y líquidos de una mezcla sólido-líquido, en el que la mezcla sólido-líquido se alimenta a través de una entrada de un dispositivo transportador oscilante dispuesto en una carcasa sustancialmente cerrada y que tiene un pantalla oscilante, en el que una presión (presión negativa) que es negativa con respecto a la presión ambiental de la carcasa se genera dentro de la carcasa en un espacio encima de la pantalla oscilante, y en el que dentro de la carcasa en el espacio debajo de la pantalla oscilante se genera una presión (presión negativa) más negativa que la presión ambiental que se aplica en el espacio encima de la pantalla oscilante, de modo que la presión negativa debajo de la pantalla oscilante es mayor que la presión negativa encima de la pantalla oscilante, y donde la presión negativa correspondiente debajo de la pantalla oscilante y la presión negativa respectiva encima de la pantalla oscilante se puede controlar de manera específica a través de dispositivos de control tales que la diferencia de presión se pueda ajustar exactamente en detalle con respecto a los parámetros de proceso presentes.

Un proceso de este tipo se conoce del documento WO 2018/091118 A1.

Este proceso sirve en particular para eliminar los gérmenes y purificar medios líquidos para una amplia variedad de aplicaciones y, en los casos en que todavía hay partículas sólidas en una mezcla sólido-líquido a purificar, para separar primero los sólidos con un alto grado de eficiencia para luego eliminar los gérmenes y limpiar el líquido utilizando los pasos del proceso descritos.

En algunas aplicaciones, después del tratamiento de cavitación en el estator ferromagnético (FMS) descrito en la solicitud de patente antes mencionada, el medio aún puede tener sólidos que no pueden sedimentarse suficientemente con una separación de suspensión a una presión negativa de < 1 bar. Esto es desventajoso.

El objeto de la presente invención es diseñar adicionalmente el proceso de tal manera que las partículas sólidas ultrafinas, que aún deben estar presentes en el medio (suspensión) después del tratamiento en el "FMS", se separen aún más.

Para ello, según la invención está previsto que una etapa adicional del proceso esté aguas abajo del estator ferromagnético (FMS), a saber, una etapa adicional de sedimentación, en la que, sin embargo, el proceso ya no se lleva a cabo con una presión negativa, sino preferiblemente con una presión superior a 1 bar, preferiblemente 1,5 bar. Preferiblemente, se pueden utilizar tanques de sedimentación, preferiblemente en forma de silos, que tengan una altura de > 10 metros y a través de los cuales el líquido fluya de abajo hacia arriba, de modo que el líquido a absorber sea guiado a través del tanque de sedimentación de abajo hacia arriba. Se encontró que los tratamientos de sedimentación a una sobrepresión de 1 a 1,5 bar muy pronto y muy rápidamente precipitan y aglomeran cualquier partícula sólida restante de manera que caen como flumato en un sumidero debajo del tanque de sedimentación en la porción inferior de una manera muy simple y pueden separarse allí de una manera muy sencilla. El líquido así liberado de partículas sólidas puede someterse a una sedimentación ultrafina posterior en un segundo y, si es necesario, en otros tanques de sedimentación (opcional), ya sea como tanques individuales dispuestos en cascada uno detrás de otro y conectados fluídicamente entre sí o en una cascada de filas de dos tanques conectados en paralelo en múltiples números. En este segundo tanque de sedimentación o también en el tercer, cuarto y siguientes tanques de sedimentación también puede prevalecer una presión de preferiblemente 1,5 bar, pero esta presión se puede ajustar de manera óptima dependiendo del material a alimentar. Después de cada etapa de sedimentación, es posible reciclar las suspensiones total o parcialmente o volver a las etapas de sedimentación anteriores o a la entrada del estator ferromagnético. Se ha demostrado que puede ser ventajoso reciclar al menos una porción de la suspensión después de la sedimentación para utilizarla como inoculante o acelerador de procesos en el estator ferromagnético. Esto también se puede hacer directamente después del tratamiento en el FMS.

Además de la separación de las partículas de sedimentación, se proporciona una etapa especial de trituración de residuos para contribuir al tratamiento de cavitación y a una mayor trituración de cualquier partícula sólida ultrafina que aún se encuentre en la suspensión. En este proceso, la etapa adicional de trituración de residuos asegura que las partículas ultrafinas existentes se trituren aún más, lo que aumenta considerablemente las superficies de las partículas sólidas aún presentes en esta suspensión. Esta etapa de trituración de residuos adicional, que se realiza como etapa de trituración de residuos en un triturador de sólidos residuales y que tiene preferiblemente al menos dos dispositivos de trituración de residuos, puede conectarse aguas arriba y/o aguas abajo del estator ferromagnético (FMS).

Por lo tanto, después del tratamiento en el FMS, la suspensión se puede suministrar directamente al triturador de sólidos residuales que tiene los dispositivos de trituración y luego a la primera etapa de sedimentación. Sin embargo, los dispositivos de trituración también pueden activarse antes del tratamiento de cavitación en el FMS, de modo que la suspensión triturada residual del tratamiento de cavitación pueda alimentarse al triturador de sólidos residuales.

En el triturador de sólidos residuales, la suspensión a triturar puede acelerarse y someterse al proceso de trituración residual a través de al menos un dispositivo de trituración residual. En este caso, la conducción del flujo se puede realizar de tal manera que la suspensión que se va a triturar se alimenta primero a un primer dispositivo de trituración residual y luego se descarga opcionalmente en su totalidad o en parte. Por regla general, sin embargo, dicha suspensión se guía a un segundo dispositivo de trituración residual y luego se acelera de nuevo a través de un acelerador y se alimenta al primer dispositivo de trituración residual.

A este respecto, al flujo de suspensión se le asigna preferiblemente una unidad de control mediante la cual se puede controlar si, en función del ajuste de la bomba o de la velocidad de suministro de la presión de la bomba de descarga, al menos una porción de la suspensión tratada de esta manera triturada se descarga o una porción se suministra de nuevo al proceso de trituración del primer dispositivo de trituración. Se puede establecer cualquier relación con respecto a la tasa de descarga y la tasa que se vuelve a introducir en el proceso de trituración, por ejemplo, 50:50, 60:40, 40:60, etc. Debido a estos múltiples ciclos parciales, todo el proceso se puede realizar de manera controlada de forma que se suministren suspensiones con partículas sólidas residuales ultrafinas al tratamiento de cavitación y/o también al posterior proceso de sedimentación en los tanques de sedimentación. Mediante la adición apropiada de agentes aglutinantes como, por ejemplo, cal y/o lechada de cal u otro precipitante, todavía puede ocurrir un proceso de unión con las partículas sólidas o las partículas sólidas residuales en cualquier punto, por lo que, debido a las superficies agrandadas de las partículas sólidas trituradas, el resultado de unión es tan bueno que las partículas sólidas pueden sedimentarse completamente o casi completamente por sedimentación. El dispositivo (no reivindicado) tiene las herramientas de trituración residual o el triturador de sólidos residuales ya descrito anteriormente. Los dispositivos de trituración residual son herramientas de trituración que comprenden una bomba y una herramienta de trituración particular que comprende una cuchilla de trituración intercambiable giratoria que gira a lo largo de contracuchillas intercambiables. Estos se disponen preferiblemente sobre una circunferencia de 360° alrededor de un

Eje de transmisión distribuido en la carcasa del eje, de modo que durante una rotación de la herramienta de trituración este tiene puntos de apoyo o superficies de apoyo en las contracuchillas intercambiables en ambos extremos respectivamente, lo que contribuye a una operación de desgaste extremadamente bajo, pero también tiene una influencia muy positiva en el resultado de la trituración.

Para una explicación más detallada de la invención, se hace referencia a otras reivindicaciones dependientes y a la siguiente descripción y dibujo.

En el dibujo se muestran varios esquemas de sistemas y una realización de un conjunto que comprende los dispositivos de trituración residual y una realización de una herramienta de trituración, respectivamente. En detalle en los dibujos:

la Figura 1: muestra un primer ejemplo de un sistema utilizado en el proceso según la invención con un total de dos tanques de sedimentación;

la Figura 2: muestra un ejemplo alternativo de un sistema con un total de ocho tanques de sedimentación; la Figura 3: muestra un sistema con cuatro tanques de sedimentación;

la Figura 4.1: es una vista frontal de un ejemplo de un triturador de sólidos para uso en el proceso según la invención con dos dispositivos de trituración de sólidos residuales;

la Figura 4.2: es una vista posterior del ejemplo según la Figura 4.1;

la Figura 5: es una vista lateral en perspectiva de un ejemplo de una herramienta de trituración de un dispositivo de trituración de sólidos residuales,

la Figura 6: es una vista superior de la herramienta mostrada en la Figura 5;

y la Figura 7: es una vista lateral de la herramienta según las figuras 5 y 6.

En el dibujo, las partes generalmente coincidentes se proporcionan con indicaciones de referencia coincidentes. En la Figura 1, se muestra un primer diagrama de sistema en el que el digestato se va a retirar de una instalación de almacenamiento final de digestato, concretamente de un fermentador de un sistema WEP (protección del medio ambiente acuático). El sistema aquí descrito es tan adecuado para el tratamiento de suspensiones u otros líquidos y mezclas sólido-líquido a purificar, como se detalla también en el documento WO2018/091118 A1 mencionado al principio. Los componentes del sistema utilizados en la presente solicitud también corresponden en su diseño a los sistemas y componentes del dispositivo como se describe en la solicitud de patente mencionada anteriormente, con la excepción de los tanques de sedimentación y los trituradores de sólidos asociados y los sistemas de dosificación de cal.

Un fermentador que recibe material a través de la porción 2 generalmente se designa con 1. Además, se puede proporcionar un primer sistema de trituración de sólidos 3 en la ubicación allí mostrada. El material debe retirarse del fermentador 1, triturarse y reciclarse.

Luego, el material puede ser suministrado desde el fermentador 1 al almacenamiento de digestato 4, desde donde es guiado al sistema 5, donde se separan las mezclas sólido-líquido, que opera con una pantalla oscilante, y en donde todos los espacios internos están expuestos a una presión negativa, pero tal que la presión negativa encima de la pantalla oscilante es menor que la presión negativa debajo de la pantalla oscilante.

Desde este sistema 5 que tiene la pantalla oscilante, puede pasar a un almacenamiento intermedio 6 con una suspensión separada y de allí al tratamiento de cavitación del medio, a saber, cavitación de chorro FMS a una presión negativa de < 1 bar, preferiblemente de 0,3 a 0,7 bar. Para ello se proporciona un estator ferromagnético (FMS), que también va precedido de una unidad dosificadora de cal 8. Allí, el tratamiento se lleva a cabo como se describe en detalle en dicho documento WO2018/091118 A1.

Desde el sistema de dosificación de cal 8, puede pasar incidentalmente a un triturador de sólidos residuales 8.1 que tiene al menos dos dispositivos de trituración de sólidos residuales, como se muestra con más detalle en la Figura 4 y se explica con más detalle a continuación.

Aguas abajo de este triturador de sólidos residuales 8.1 se disponen una primera y una segunda etapa de sedimentación, con un primer tanque de sedimentación 9 y un segundo tanque de sedimentación 10, en los que predomina una sobrepresión, es decir, una presión > 1 bar, preferiblemente 1,5 bar. Allí, el medio a sedimentar se suministra por 11 en la región de la base del primer tanque de sedimentación 9 y se descarga de nuevo por 12 en la región de la cabeza. Luego, en 13, este se puede suministrar al segundo tanque de sedimentación 10. En 14, este se retira de nuevo y se suministra al tanque de almacenamiento 15 como líquido sedimentado.

La figura 2 muestra un esquema de sistema alternativo en el que se proporcionan un total de cuatro pares de tanques de sedimentación 9 y 10, de modo que estos tanques de sedimentación 9 y 10 forman un total de cuatro etapas de sedimentación, en donde la primera etapa de sedimentación es a su vez precedida por un triturador residual 8.1 que tiene un sistema integrado con un cavitador de chorro integrado y un segundo triturador residual con un cavitador de chorro asignado está aguas abajo del mismo.

En el diagrama del sistema según la Figura 3, un total de cuatro tanques de sedimentación están conectados en serie con las indicaciones de referencia 9, 10, 9.1 y 10.1, en donde también se proporcionan un dosificador de cal y un triturador de sólidos residuales 8.1 y un sistema de cal 8.

La figura 4 muestra con más detalle el triturador de sólidos residuales 8.1.

Un cortador se designa con 21. Un tubo de descarga que se utiliza para separar las piedras segregadas y los materiales extraños que puedan haberse acumulado en el recogedor de piedras de la cortadora se designa con 22. La bomba de succión principal se designa con 23. 24 designa un balancín de motor para un motor de accionamiento. La bomba de succión 23 se conecta al cortador 21 a través de una línea de succión y al primer dispositivo de trituración de sólidos residuales 27 aguas abajo a través de la línea de descarga. Después de que la línea de descarga se une a la línea del primer dispositivo de trituración de sólidos residuales 27, se proporciona un acelerador 26 que es accionado por el motor montado en el balancín 24. Desde el primer dispositivo de trituración de sólidos residuales 27 (a la izquierda en el dibujo), este pasa a través del acelerador 26 al segundo dispositivo de trituración de sólidos residuales 27. Ambos dispositivos de trituración de sólidos residuales 27 tienen un motor en la parte superior y una herramienta de trituración 40, como se muestra más detalladamente en las figuras 5 a 7. Una válvula de retención de bola se designa con 28 y una válvula de cierre para una desviación se designa con 29 para cerrarla mecánicamente. Un interruptor de presión se designa con 30 y las válvulas de cierre se designan con 31. Una bomba de tornillo excéntrica se designa con 33 y una válvula de cierre se designa con 34.

Se proporciona un dispositivo de control (no visible en detalle) para procesar las presiones en partes individuales del sistema y para abrir los caminos correspondientes, en su totalidad o en parte, tal como para la desviación 29 y para la línea de descarga, para suministrar los sólidos a triturar en la suspensión arrastrada a la línea de descarga de manera controlada o suministrarlos nuevamente a la desviación, provenientes del segundo dispositivo de trituración 27, para guiarlos nuevamente al primer dispositivo de trituración 27. Esto se puede hacer varias veces. También es posible, después de cada etapa del material del sistema, reciclar la totalidad o partes de la suspensión tratada a una de las etapas anteriores para un nuevo tratamiento.

La herramienta de trituración 40, como se muestra en la Figura 5, es accionada por un motor 41 a través de un eje 42 con una cuchilla giratoria 43 y un total de ocho contracuchillas 44 proporcionadas que están distribuidas uniformemente sobre la circunferencia de 360°, en donde el ancho de la cuchilla 43 y la carcasa 45, su longitud y ancho y la separación de los soportes de la contracuchilla 44 dispuestos en forma de estrella alrededor del eje hembra 42 se proporcionan de manera que haya dos puntos de apoyo en cada una de las diferentes contracuchillas intercambiables 46 durante la rotación de la cuchilla de corte 43. 46 describe contracuchillas intercambiables desde la parte superior de los soportes de contracuchillas. 47 describe el cabezal de cambio de fusión para la fijación de las cuchillas por apriete.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Proceso de depuración y/o eliminación de gérmenes de suspensiones líquidas y/o acuosas, que comprende las siguientes etapas del proceso:

tratamiento de cavitación del medio, especialmente mediante cavitación de chorro, a una presión negativa de < 1 bar, preferiblemente de 0,03 a 0,07 bar, mediante tratamiento de la suspensión en un estator ferromagnético (7) que tiene un campo magnético rotativo y elementos magnéticos y/o magnetizables, especialmente que tiene agujas ferromagnéticas, en donde aguas arriba o aguas abajo del tratamiento de cavitación de la suspensión en el estator ferromagnético, se realiza una trituración de sólidos en un triturador de sólidos residuales (8.1) que tiene al menos un dispositivo de trituración de sólidos residuales (27) que tiene un mecanismo de corte rotativo con cuchillas de corte rotativas a una presión de < 1 bar, preferiblemente de 0,01 a 0,7 bar, caracterizado porque aguas abajo del tratamiento de cavitación de la suspensión por el tratamiento de la suspensión en un estator ferromagnético hay un proceso de sedimentación a una presión > 1 bar en una unidad de sedimentación (9, 10) que tiene al menos una etapa de sedimentación, porque la suspensión así procesada se suministra a la unidad de sedimentación (9, 10) a una presión > 1 bar, ya sea directamente después del tratamiento de cavitación o desde el triturador de sólidos residuales (8.1) aguas abajo del tratamiento de cavitación y que tiene el al menos un dispositivo de trituración de sólidos residuales (27), en donde se suministra un precipitante, cal o lechada de cal a la suspensión antes de entrar en el estator ferromagnético (7).

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque el proceso de sedimentación se lleva a cabo en al menos una etapa de sedimentación.

3. Proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque se añade a la suspensión al menos 0,01 % a 99,95 % de precipitantes, agentes aceleradores de la precipitación o sustancias aceleradoras del proceso por unidad de masa de la suspensión.

4. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 o 3, caracterizado porque la suspensión se recicla al estator electromagnético (7) desde una primera y/o una segunda y/o una tercera y/o una cuarta y/o una nésima etapa de sedimentación.

5. Proceso según la reivindicación 4, caracterizado porque se suministra un precipitante a una suspensión reciclada y/o a una parte de una suspensión reciclada.

6. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el proceso de sedimentación se lleva a cabo en una cascada de sedimentación de tanques de sedimentación (9, 10, 9.1, 10.1) conectados individualmente en serie.

7. Proceso según la reivindicación 6, caracterizado porque el proceso de sedimentación se lleva a cabo en una cascada de filas de tanques de sedimentación (9, 10, 9.1, 10.1) cada uno de los cuales consiste en al menos dos tanques de sedimentación (9, 10).

8. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la suspensión a triturar en el triturador de sólidos residuales (8.1) se aspira y se guía a través de un primer dispositivo de trituración de sólidos residuales (27) y a través de un segundo dispositivo de trituración de sólidos residuales (27), en donde la suspensión se acelera a través de un acelerador centrífugo (26) dispuesto entre el primer dispositivo de trituración de sólidos residuales (27) y el segundo dispositivo de trituración de sólidos residuales (27) y en donde la suspensión triturada por el segundo dispositivo de trituración de sólidos residuales (27) se suministra, bajo el control de un controlador, a un línea de descarga o una línea de desviación (29) para un suministro renovado al primer dispositivo de trituración de sólidos residuales (27).

9. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque aguas abajo del estator ferromagnético (7) se encuentra una bomba, de manera que la suspensión a suministrar al estator ferromagnético (7) es aspirada a través de la bomba de vacío, y porque se proporciona un dispositivo de monitoreo que controla el flujo de la bomba.

10. Proceso según la reivindicación 9, caracterizado porque el flujo a través de la bomba se controla en función de la corriente consumida en el estator ferromagnético (7) dentro de un rango de funcionamiento de 10 A a 30 A.

11. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la suspensión o una porción de la misma es guiada a través de uno o más estatores ferromagnéticos (7), y entre los estatores ferromagnéticos (7) se dispone un acelerador adicional que a su vez permite múltiples pasos.

12. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 11, caracterizado porque la suspensión puede reciclarse desde cada etapa de sedimentación individual, desde los respectivos trituradores de sólidos residuales y/o desde el estator ferromagnético (7) a una unidad de una etapa del proceso anterior.

13. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 12, caracterizado porque, después de una etapa de sedimentación, la suspensión es total o parcialmente reciclada al estator ferromagnético (7), donde se suministra como inoculante o acelerador de proceso a una suspensión aún a tratar en el estator ferromagnético (7).

14. Proceso según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se proporciona una unidad de control que controla la presión de succión de una bomba de descarga (33) en relación con la presión acumulada de una bomba de suministro (23).

15. Proceso según la reivindicación 8, caracterizado porque la suspensión a triturar se expone a múltiples tratamientos en los dispositivos de trituración (27), en donde las múltiples trituraciones son reconfigurables, de manera que una relación de 50:50, 40:60 o 70:30 en relación con la suspensión a descargar o la suspensión que debe guiarse a través de la línea de derivación (29) se puede ajustar por pasada.