ES2959606T3 - Sistema de filtración de agua de baño - Google Patents
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Abstract
La presente invención se refiere a una piscina que comprende: i) una piscina, ii) un circuito de conducción de agua que conecta la piscina a un sistema de filtración de agua; y iv) al menos una bomba que permite la transferencia de agua entre la piscina de baño y el sistema de filtración; y iv) un sistema de filtración en forma de invernadero, con una superficie inferior o igual al 30% de la superficie del suelo de la piscina de baño y que comprende una superposición de varios filtros, en forma de tanques, aptos para tratar sucesivamente el agua procedente de la piscina antes de devolverla a ella, con a) aguas arriba, al menos un filtro plantado calificado como superior que comprende macetas sumergidas que permiten el paso del agua y que comprenden un sustrato neutro e inerte que acoge las plantas filtrantes; y b) aguas abajo, al menos un filtro plantado calificado como inferior que comprende agregados insolubles capaces de permitir el crecimiento de las plantas y de capturar partículas suspendidas en el agua que recibe el agua a filtrar de al menos una cubeta filtrada superior. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de filtración de agua de baño
Campo de la invención
La invención pertenece al campo de la filtración de aguas de baño.
Antecedentes tecnológicos de la invención
Las piscinas recreativas requieren un mantenimiento riguroso para garantizar la calidad del agua de baño y, más particularmente, mantener esta agua clara, sana y libre de impurezas.
Del estado de la técnica se conocen sistemas y procedimientos para filtrar aguas de baño que utilizan distintos filtros, como por ejemplo filtros de arena, filtros de cartucho, filtros de tierra de diatomeas o filtros de calcetín.
Ahora bien, este tipo de filtración mecánica no es suficiente para garantizar la calidad de las aguas de baño. Además, sigue siendo necesario el uso de muchos productos químicos.
Es conocido por el estado de la técnica el uso de multitud de productos químicos para el mantenimiento y la limpieza de piscinas. Se pueden citar en particular productos desinfectantes, principalmente a base de cloro, bromo o polihexametilenbiguanida; productos clarificantes, principalmente a base de derivados clorados, destinados a limitar el desarrollo de bacterias y algas; productos antical, destinados a piscinas que contienen agua dura; productos reguladores del pH, utilizados para corregir la acidez o alcalinidad del agua de baño; productos de preparación para el invierno, que se pueden utilizar durante el período en que la piscina no esté en uso.
El uso de estos productos implica un seguimiento frecuente y regular de diversos parámetros de las aguas de baño como el pH, la presencia de bacterias, la turbidez, etc. Además, el resultado es un agua de baño cuya composición puede provocar irritación en la piel.
La regularidad necesaria de estos controles, así como el coste de los productos químicos de mantenimiento y limpieza y la posible irritación de la piel resultante, representan a largo plazo una limitación importante para el usuario, sin olvidar el impacto medioambiental.
Por el estado de la técnica se conocen también piscinas naturales que, a diferencia de las piscinas convencionales, no necesitan ninguna adición de productos químicos.
Dichas piscinas naturales están compuestas por una piscina de baño y una piscina de depuración y regeneración, estando dichas piscinas conectadas entre sí por un circuito de conducción con bombas.
El agua de baño se bombea a la piscina de baño y luego se envía a la piscina de purificación y regeneración adyacente. Una piscina de este tipo incluye generalmente un lecho de piedras porosas y plantas ribereñas, donde el agua del baño se purifica, filtra y oxigena de forma natural.
Sin embargo, estas piscinas naturales tienen muchas desventajas.
El primer inconveniente de estas piscinas naturales radica en la superficie necesaria para su construcción. De hecho, mantener un biotopo equilibrado requiere una superficie total de todas las piscinas de 60 m2 como mínimo, preferiblemente 100 m2, ocupando la piscina de baño sólo un tercio de la superficie total.
Un segundo inconveniente reside en la imposibilidad de convertir una piscina recreativa tradicional en una piscina natural sin necesitar grandes obras.
La solución que ofrece la piscina natural es, por tanto, compleja y difícil de popularizar tal cual.
El documento de la patente europea EP 2 230 213 describe un dispositivo para purificar el agua de piscinas o estanques que comprende uno o más filtros en forma de contenedores adyacentes sobre el suelo que contienen varias capas de grava y de granulados filtrantes, que opcionalmente están plantados. Ahora bien, este tipo de dispositivo de purificación sólo proporciona una purificación mecánica, que sigue siendo menos eficaz que la filtración biológica. Además, un dispositivo de purificación de agua de este tipo requiere la acumulación de varios recipientes de filtro y, por tanto, un espacio importante, para obtener agua de baño de calidad aceptable, lo que genera importantes limitaciones de espacio.
El documento de la solicitud de patente americana US 2016/095301 describe un sistema de producción de alimentos basado en los principios de la acuaponía. El sistema desarrollado corresponde a un invernadero con múltiples niveles en los que se ubican los agregados y sobre los que crecen las plantas. El agua que se bombea desde una o más peceras se introduce en un nivel alto del invernadero donde se filtra.
El documento de la solicitud de patente alemana DE 102010 019 352 describe un reactor de biomasa, en el que la biomasa se produce a partir de plantas acuáticas dentro de estructuras apiladas.
El modelo de utilidad alemán DE 202011 051 132 describe un módulo filtrante transportable para filtrar agua sanitaria pobre en nutrientes de una piscina o estanque de baño, que comprende un contenedor de transporte para su disposición sobre el suelo, un biofiltro, dentro del contenedor de transporte, que integra varias etapas a base de materiales filtrantes, en el cual algunas etapas también están plantadas.
Por tanto, existe la necesidad de desarrollar nuevos sistemas de filtración eficaces que permitan convertir las piscinas en piscinas o estanques naturales y que ocupen una superficie limitada.
Sumario de la invención
Basándose en estas constataciones, los inventores han desarrollado una nueva solución de filtración de agua utilizando un sistema de filtración que incluye varios filtros plantados, protegidos de los imprevistos climáticos, al tiempo que ocupan un espacio reducido y se benefician de un mantenimiento sencillo.
En consecuencia, un primer objeto de la invención se refiere a un sistema de filtración según la reivindicación 1. Un segundo objeto de la invención se refiere a una piscina según la reivindicación 4 que comprende un sistema de filtración como el definido anteriormente.
Un tercer objeto de la invención se refiere a un procedimiento de filtración del agua de piscinas que comprende las etapas de:
bombear agua de una piscina a un sistema de filtración a través de un circuito de transporte;
filtrar esta agua dentro de dicho sistema de filtración; y
devolver el agua una vez filtrada, preferiblemente mediante una segunda bomba, a la piscina siempre por este mismo circuito;
caracterizado porque el sistema de filtración es como se describe anteriormente.
Preferiblemente, dicho proceso está destinado a reducir los sólidos totales disueltos (STD) en el agua y/o a reducir la concentración de fosfato en esta misma agua.
Un cuarto objeto se refiere al uso de un sistema de filtración tal como se ha definido anteriormente para la filtración del agua de piscinas.
Preferiblemente, esta utilización tiene como objetivo limitar los sólidos totales disueltos en el agua de baño (STD) y/o limitar la concentración de fosfato de esta agua.
Descripción de las figuras
La figura 1 representa un esquema de una piscina según la invención.
La figura 2 representa esquemáticamente una realización de un sistema de filtración según la invención. La figura 3 representa la evolución de la cantidad de sólidos totales disueltos (STD) en el agua en función del tiempo de uso del sistema de filtración.
La figura 4 representa la evolución de la concentración de fosfatos en las aguas de baño en función del tiempo de utilización del sistema de filtración.
La figura 5 representa la evolución de la demanda química de oxígeno (DQO) de las aguas de baño en función del tiempo de uso del sistema de filtración.
La figura 6 presenta la evolución de la longitud de las partes aéreas (crecimiento de las hojas) de mentas acuáticas(Mentha aquatica)presentes en el filtro plantado según la invención en función del tiempo de utilización del sistema de filtración.
La figura 7 presenta la evolución de la longitud del sistema radicular de las mentas acuáticas(Mentha aquatica) presentes en el filtro plantado según la invención en función del tiempo de utilización del sistema de filtración.
Descripción detallada de la invención
El término “piscina de baño” se refiere a una piscina artificial, estanca y llena de agua, de dimensiones variables. Normalmente, una piscina de este tipo tiene unas dimensiones que permiten a una persona sumergirse al menos parcialmente en ella. En general, una piscina de este tipo tiene forma rectangular o redonda. En cuanto a las de formas rectangulares, generalmente existen tres dimensiones descritas como estándares (8 x 4 m, 10 x 5 m o 6 x 12 m) y; en cuanto a las de formas redondas, los diámetros estándar son 3 m, 3,5 m o 4,60 m.
Una piscina de este tipo puede ser de tipo prefabricada enterrada o incluso construida.
Ahora bien, una piscina de este tipo también puede ser de tipo elevada, es decir, colocada directamente sobre el terreno y, por tanto, sin movimientos de tierra especiales, en un terreno preparado.
Se entiende por “sistema de filtración” un sistema capaz de retener y/o degradar sustancias de diversa naturaleza, presentes en suspensión en el agua, con el fin de garantizar su calidad y mantenerla en estado adecuado para su uso en el baño.
El término "circuito de transporte" se refiere a un conjunto de tuberías que permiten el trasvase de agua , así como a los elementos de conexión y regulación asociados, los cuales pueden ser, por ejemplo, bombas, compuertas, distribuidores, válvulas, espumadores (“skimmers”), boquillas, etc.
El circuito de transporte de la piscina según la invención comprende al menos una primera tubería que permite el transporte de agua desde la piscina al sistema de filtración y una segunda tubería que permite el el transporte del agua filtrada desde el sistema de filtración hacia la piscina.
Esta primera tubería comprende ventajosamente, en uno de sus extremos, al menos un recuperador, se habla más generalmente de un skimmer, que puede recuperar el agua de la superficie de la piscina.
Por “tubería” se entiende un elemento de sección circular destinado al flujo de un fluido, en este caso el agua de la piscina. Estos tubos pueden estar compuestos de cualquier material rígido o flexible, preferentemente PVC o polietileno, de diámetro variable, preferentemente de un diámetro elegido entre los estándares de 63 mm, 50 mm o 40 mm y, aún más preferentemente, con un diámetro igual a 50 mm.
Ventajosamente, esta primera tubería está acoplada a al menos una primera bomba.
Por “bomba” nos referimos a un dispositivo que permite aspirar y expulsar agua para hacerla circular a través del circuito de transporte. Para ello, esta bomba se coloca aguas arriba del sistema de filtración para permitir el suministro de agua al mismo. Preferiblemente, esta bomba incluye uno o varios filtros físicos que permiten la retención de sólidos u otros objetos que podrían dañarla o alterar su funcionamiento.
Esta bomba permite la circulación de agua en el circuito de transporte con un caudal de 3 a 15 m3/h, preferiblemente de 5 a 12 m3/h y, aún más preferentemente, de 8 a 10 m3/h.
Según un modo de realización particular, la piscina según la invención sólo incluye una bomba.
Según un segundo modo de realización particular, la piscina según la invención incluye dos bombas.
En este caso, esta segunda bomba está situada aguas abajo del sistema de filtración. Esta segunda bomba permite devolver el agua filtrada a la piscina a través del circuito de transporte. Esta segunda bomba está calibrada para generar un flujo de salida que tiene un caudal sustancialmente idéntico al caudal del flujo que entra al sistema de filtración.
Esta configuración puede utilizarse en particular cuando el sistema de filtración se ha asociado a una piscina clásica que, además de la esterilización con cloro, presenta una filtración mediante un filtro de arena o de cartucho con una bomba asociada.
En este caso, si la adición de cloro no es necesaria, se puede seguir utilizando la filtración mediante filtro de arena o de cartucho.
Según otra realización particular, la primera tubería puede estar asociada a un distribuidor general que permite la orientación y/o distribución del agua, bien hacia el sistema de filtración, bien hacia una vía de evacuación como puede ser el desagüe para permitir la descarga o vaciado parcial de la piscina de baño, o bien hacia la segunda tubería que permite el retorno directo a la piscina de baño, cortocircuitando así el sistema de filtración, especialmente cuando éste está en mantenimiento.
Ventajosamente, este distribuidor general permite calibrar y así limitar el caudal de agua que entra en el sistema de filtración, ya que un caudal demasiado elevado podría provocar la saturación de dicho sistema de filtración. Típicamente, un distribuidor general de este tipo adopta la forma de una válvula mecánica manual.
En funcionamiento normal, la tasa de distribución de agua operada por el distribuidor general hacia el sistema de filtración es de aproximadamente 35 a 75 %, preferiblemente aproximadamente de 40 a 65 % y, aún más preferiblemente, de 45 % a 55 %.
Según otro modo de realización particular, el distribuidor puede también enviar el agua procedente de la piscina hacia una tubería que permite el retorno a la piscina a través de al menos un filtro clásico del tipo de arena o de cartucho.
Esta segunda tubería comprende, en uno de sus extremos, al menos una boquilla capaz de bombear agua al interior de la piscina. Normalmente, y para mejorar la filtración de la piscina, se prefiere tener varias boquillas (2 o 3 generalmente).
Según un modo de realización particular, la piscina según la invención puede incluir también un medio de homogeneización del agua de baño de la piscina. Por ejemplo, puede ser un dispositivo del tipo “mar de fondo”.
Según un modo de realización particular, esta segunda tubería incluye además un elemento de conexión, de tipo conector en T, que permite la llegada de un flujo de agua procedente del distribuidor general cortocircuitando el sistema de filtración.
En relación con el sistema de filtración, el término "invernadero" define una estructura cerrada o semiabierta, que es translúcida, debido por ejemplo al uso de vidrio, plexiglás de acrílico o plástico reciclado transparente, y que está sostenida por una estructura, por ejemplo, de metal, madera o plástico rígido. Normalmente, un invernadero tiene como objetivo proteger su contenido de los elementos climáticos, con el fin de mejorar sus rendimientos, independientemente de las estaciones, en particular gracias al aumento de temperatura debido al efecto invernadero bajo la estructura.
El sistema de filtración tiene una superficie de suelo inferior o igual al 20% de la superficie del suelo de la piscina.
La superficie del suelo del sistema de filtración es inferior o igual a 10 m2, preferiblemente menor o igual a 8 m2 y, de manera particularmente preferida, menor o igual a 5 m2.
Esta reducción de superficie es posible gracias a la superposición de diferentes filtros en el invernadero.
Como se especifica, los filtros dentro del sistema de filtración tienen forma de bandejas. Este término, "bandeja", se refiere a un recipiente de tamaño variable capaz de contener agua y los diversos componentes de filtración que se describirán posteriormente. Estos depósitos pueden estar hechos de diversos materiales, siempre que proporcionen una estanqueidad satisfactoria para evitar fugas. Por ejemplo, los contenedores pueden ser de PVC, o incluso de madera, revestidos con una membrana de PVC del tipo de las membranas agrícolas de PVC.
El al menos un filtro plantado inferior comprende agregados insolubles capaces de permitir el crecimiento de las plantas y de capturar partículas suspendidas en el agua. Si bien estos agregados pueden adoptar la forma de material sintético (plástico), se prefiere utilizar agregados minerales y/o vegetales. En el caso de los agregados minerales se puede utilizar grava, pero se prefiere utilizar minerales de estructura porosa, como la puzolana. En el caso de los agregados vegetales, estos pueden tener como base lana de cáñamo o fibra de coco.
El al menos un filtro plantado inferior permite acoger un volumen de agua a filtrar comprendido entre el 0,4% y el 15%, preferentemente entre el 0,8% y el 8% y, de forma especialmente preferente, comprendido entre el 1,4% y el 2% del volumen total a filtrar. Los agregados insolubles capaces de permitir el crecimiento de las plantas y de capturar partículas en suspensión ocupan ventajosamente entre el 25% y el 95% del volumen de la bandeja del al menos un filtro plantado inferior, preferentemente entre el 50% y el 95% y, de forma especialmente preferida, entre el 70% y el 95% de este volumen.
Según una realización preferida, dicho al menos un filtro plantado inferior comprende al menos una planta perteneciente al géneroMentha.
Las plantas que pertenecen al género.Menthason plantas herbáceas perennes de la familia de las lamiáceas (labiadas, Labiaceae), subfamiliaNepetoideae,tribuMentheae,subtribu deMenthinae.Este género incluye numerosas especies, muchas de las cuales se cultivan como plantas aromáticas y condimentos, ornamentales o medicinales.
Preferiblemente, la planta perteneciente al géneroMenthase elige entreMentha aquaticayMentha citrata.
Ventajosamente, dicho al menos un filtro plantado inferior comprende, además:
o Al menos una planta perteneciente al géneroLythrum;
o Al menos una planta perteneciente al géneroPhalaris;y
o Al menos una planta perteneciente al géneroPhragmites.
El géneroLythrumes un género de plantas perteneciente a la familia Lythraceae, cuya especie más conocida es la Salicaria común(Lythrum salicaria).Ventajosamente, dicha planta es capaz de crecer en un ambiente húmedo y, preferentemente, se elige que comprendaLythrum alatum, Lythtrum portula, Lythrum salicariayLythrum tribracteatum.
El géneroPhalarís,Incluye muchas especies distribuidas en todos los continentes excepto la Antártida. Preferiblemente esta planta es capaz de crecer en un ambiente húmedo y, de forma particularmente preferible, esPhalarís arundinacea.
El géneroPhragmiteses un género de plantas herbáceas de la familia Poaceae, subfamiliaArundinoideae.Este género incluye cuatro especies, una de las cuales tiene tres subespecies. Preferiblemente, esta planta es capaz de crecer en un ambiente húmedo y, de manera particularmente preferida, esPhragmites australis.
Cada filtro plantado superior tiene, por tanto, forma de bandeja en la que se sumergen macetas que permiten el paso del agua de la bandeja y que incluyen un sustrato neutro e inerte que acoge las plantas filtrantes.
Ventajosamente, las macetas utilizadas dejan pasar las raíces de las plantas que contienen.
En cuanto al sustrato neutro, el experto en la técnica puede identificarlo fácilmente. Como ejemplo podemos citar arena, puzolana, bolas de arcilla, lana de roca, etc.
Cada filtro plantado superior permite acoger un volumen de agua a filtrar comprendido entre el 0,2% y el 8%, preferentemente entre el 0,4% y el 4,5% y, de manera especialmente preferente, entre el 0,75% y el 1% del volumen total a filtrar.
Las macetas que contienen las plantas del filtro ocupan ventajosamente entre el 0,5 % y el 25 % del volumen de la bandeja de al menos un filtro plantado superior, preferiblemente entre el 3 % y el 12 % y, de manera especialmente preferida, entre el 5 % y el 10 % del filtro de ese volumen.
Normalmente, las macetas utilizadas tienen cada una un volumen entre 0,5 y 10 litros, preferentemente entre 1 y 5 litros.
Ventajosamente, cada filtro superior del sistema de filtración está recubierto por una membrana geotextil perforada de manera que permita el paso de las partes aéreas de las plantas del filtro. Esta membrana ayuda a proteger el flujo de agua a filtrar que pasa a través de los filtros de la caída inesperada de partículas sólidas como las de polvo.
Según otra realización preferida, cada filtro plantado superior comprende:
o Al menos una planta perteneciente al géneroCaltha;
o Al menos una planta perteneciente al géneroJuncus; y
o Al menos una planta perteneciente al géneroCarex.
El géneroCalthaengloba plantas perennes de la familia Ranunculaceae, a la que se han asignado diez especies. Estas plantas se encuentran en ambientes húmedos en regiones templadas y frías de los hemisferios norte y sur. Sus hojas suelen tener forma de corazón o riñón, y sus flores tienen forma de estrella y son de color amarillo o blanco. Preferiblemente se elegirán plantas pertenecientes al género Caltha capaces de crecer en un ambiente húmedo. Como ejemplo de tales plantas, podemos citarCaltha palustris, Caltha novae zelandiae,oCaltha natans.
El géneroJuncuses un género de plantas de la familia Juncaceae y constituye el género principal de juncos. Son plantas herbáceas perennes que viven en ambientes acuáticos o húmedos, cuyo tallo es recto y flexible. A menudo se encuentran cerca de acequias donde los suelos están muy húmedos.
Esta al menos una planta perteneciente al géneroJuncusse escoge en el grupo que comprendeJuncus acutiflorus, Juncus bryoides, Juncus bufonius, Juncus capitatus, Juncus confusus, Juncus dichotomus, Juncus digitatus, Juncusdrummondii, Juncus dubius, Juncus effusus, Juncus ensifolius, Juncus guadeloupensis, Juncus hemiendytus, Juncus heterophyllus, Juncus interor, Juncus megacephalus, Juncus nevadensis, Juncus nodosus, Juncus occidentalis, Juncus oxymeris, Juncus pallidus, Juncus parryi, Juncus sacimontanus, Juncus scheuchzerioides, Juncus triformis, Juncus uncialis, Juncus xiphioides.
Ahora bien, esta planta presenta ventajosamente un tamaño inferior a 1 m, o incluso inferior o igual a 75 cm. Como tal, esta al menos una planta se elige del grupo que comprendeJuncus arcticus, Juncus balticus, Juncus bufonius, Juncus bulbosus, Juncus effusus, Juncus filiformis,yJuncus guadeloupensis.
Preferiblemente, esta planta esJuncus effususoJuncus guadeloupensis.
El géneroCarexes un género de plantas de la familiaCyperaceaeque se denominan habitualmente en español comúnmente cárices o juncias y que crecen principalmente en zonas húmedas (ciénagas, estanques forestales, etc.). Se trata de plantas con hojas a menudo cortantes, con tallos a menudo de sección triangular y flores agrupadas en espigas.
Dicha al menos una planta del género.Carexcrece ventajosamente en un ambiente húmedo y, preferentemente, se elige del grupo que comprendeCarex acutiformis, Carex echinata, Carex ovalis, Carex panicea, Carex paniculata, Carex pendulayCarex pseudocyperus.
Opcionalmente, los filtros del sistema de filtración según la invención también pueden incluir otras especies de plantas. Se pueden integrar, por ejemplo, plantas ornamentales y/o plantas aromáticas y/o verduras y/o frutas.
El sistema de filtración según la invención comprende varios filtros superpuestos espacialmente. Algunos están situados a nivel del suelo; otros están colocados en lo alto, en diferentes niveles.
Esta colocación de los filtros es posible gracias a la presencia de una estructura de soporte.
Por "estructura de soporte" nos referimos a un conjunto de soporte capaz de soportar filtros colocados en altura. Es posible integrar, además de los filtros plantados superiores, varios filtros plantados inferiores (2, 3, 4, etc.).
Ventajosamente, el agua circula por gravedad dentro del sistema de filtración, desde las bandejas superiores a las bandejas inferiores por simple flujo o escurrimiento.
Según una realización específica, el sistema de filtración comprende además al menos una bandeja de retención. Esta bandeja de retención está situada aguas arriba de los distintos filtros. Permite recibir el agua de la piscina a filtrar procedente del tramo de transporte del circuito de alimentación, distribuir homogéneamente el agua a filtrar en los diferentes filtros superiores, en el caso de que dichos filtros superiores estén dispuestos en paralelo.
Según otra realización específica más, la piscina comprende además al menos un sistema de esterilización por radiación ultravioleta (UV). A modo de ejemplo, el sistema de esterilización por radiación ultravioleta utilizable en una piscina según la invención puede comprender al menos una lámpara germicida del tipo lámpara UV C o del tipo LED (diodo emisor de luz) capaz de emitir radiación ultravioleta.
Un sistema de esterilización UV de este tipo es bien conocido por el experto en la técnica y permite garantizar la eliminación de la contaminación bacteriológica de la piscina. Ventajosamente, este sistema de esterilización por UV está situado aguas abajo del sistema de filtración.
Según otra realización particular, la piscina comprende además un robot de filtración.
Un robot de filtración de este tipo es bien conocido por los expertos en la técnica y está situado en la piscina, a la que ayuda a filtrar mediante filtros internos.
La presente invención también se refiere a un procedimiento para filtrar agua de piscinas que comprende las etapas de:
o bombear agua desde una piscina a un sistema de filtración a través de un circuito de transporte;
o filtrar esta agua dentro de dicho sistema de filtración; y
o devolver el agua, una vez filtrada, a la piscina, siempre a través de este mismo circuito; caracterizado porque el sistema de filtración es como se describe anteriormente.
El procedimiento según la invención se basa en el uso de la piscina como se describe anteriormente.
Según una realización particular, el método según la invención está destinado a reducir los sólidos totales disueltos (STD) en agua.
Se entiende por “sólidos totales disueltos” (STD) el residuo total que queda después de la evaporación de una muestra de agua que ha sido filtrada para eliminar la materia sólida en suspensión de más de 1 mm de tamaño.
El procedimiento según la invención está destinado a reducir la fracción de sólidos totales disueltos en agua a un valor inferior o igual a 250 ppm, preferentemente a un valor inferior o igual a 200 ppm y, aún más preferentemente, a un valor inferior o igual a 150 ppm.
Los expertos en la técnica conocen bien los métodos para medir la cantidad de los sólidos totales disueltos (STD). Se pueden utilizar métodos de medición de conductimetría o evaporación, preferiblemente métodos de medición de conductimetría.
Según otro modo de realización particular, el procedimiento según la invención está destinado a reducir la concentración de fosfatos en las aguas de baño.
El procedimiento según la invención está destinado a reducir la concentración de fosfato del agua de baño a un valor inferior o igual a 0,15 mg/l, preferentemente a un valor inferior o igual a 0,10 mg/l, incluso más preferentemente a un valor inferior o igual a 0,05 g/l.
Los fosfatos (PO43-) son compuestos organofosforados derivados del ácido fosfórico. Al acumularse en el agua de baño, pueden provocar el desarrollo de algas.
Los expertos en la técnica conocen bien los métodos para medir la concentración de fosfato. Se pueden citar en particular los métodos colorimétricos que utilizan kits disponibles comercialmente como el mini-fotómetro comprobador de fosfatos Checker HANNA y su reactivo para fosfatos de bajo nivel “(Phosfates Low Range”) comercializado por HANNA® Instruments.
Una disminución tal de la concentración de fosfatos en las aguas de baño permite ventajosamente limitar la proliferación de algas o bacterias que consumen o acumulan fosfatos, tales como las algas filamentosas o las cianobacterias.
Según otro modo de realización particular, el procedimiento según la invención está destinado también a reducir la demanda química de oxígeno de las aguas de baño.
Ventajosamente, el procedimiento según la invención permite reducir la demanda química de oxígeno a un valor inferior o igual a 50 mg/l, preferentemente a un valor inferior o igual a 20 mg/l, incluso más preferentemente a un valor menor o igual a 10 mg/l.
La demanda química de oxígeno es un indicador de la calidad del agua que caracteriza el potencial de consumo de oxígeno disuelto por oxidación química de los compuestos orgánicos y minerales contenidos en el agua, generalmente mediante dicromato de potasio. La demanda química de oxígeno también permite controlar la cantidad de biomasa (algas y bacterias) presente en la piscina. Los métodos para medir la demanda química de oxígeno son bien conocidos por los expertos en la técnica. Por ejemplo, la demanda química de oxígeno se puede medir fotométricamente utilizando el sistema comercializado por HANNA® Instruments que incluyen en especial un termorreactor y tubos de DQO que comprenden dicromato.
Según otro modo de realización particular, el procedimiento según la invención está destinado también a reducir la concentración de nitratos en las aguas de baño.
Ventajosamente, el procedimiento según la invención permite reducir la concentración de nitrato a un valor inferior o igual a 100 mg/l, preferentemente a un valor inferior o igual a 50 mg/l, incluso más preferentemente a un valor inferior. .o igual a 10 mg/l, o a un valor menor o igual a 5 mg/l.
Ventajosamente, el procedimiento según la invención está destinado a limitar la concentración de nitrato en el agua de baño para impedir el desarrollo y la proliferación de algas.
Los nitratos NO3- son iones poliatómicos que son poderosos eutrofizantes y que se consideran contaminantes. La presencia de un exceso de nitratos disueltos en el agua es un indicador de contaminación de origen agrícola (fertilizantes), urbano (mal funcionamiento de las redes de saneamiento) o industrial. Los nitratos también son utilizados como nutrientes por las algas, por lo que su presencia en el agua estimulará su crecimiento.
Finalmente, la presente invención tiene por objeto el uso de un sistema de filtración como el definido anteriormente para la filtración del agua de piscinas.
Según un modo de realización particular, esta utilización tiene como objetivo también limitar los sólidos totales disueltos en agua (STD).
Tal utilización permite ventajosamente limitar la concentración de sólidos totales disueltos en agua (STD) a un valor igual o inferior a 250 ppm, preferentemente a un valor igual o inferior a 200 ppm y, de manera especialmente preferente, a un valor igual o inferior a 150 ppm.
Según otro modo de realización particular, esta utilización tiene como objetivo también limitar la concentración de fosfatos en el agua.
Un uso de este tipo permite ventajosamente limitar la concentración de fosfato en el agua a menos de 0,15 g/l, preferentemente 0,10 g/l, de manera especialmente preferente a menos de 0,05 g/l.
Según un modo de realización particular, esta utilización permite también limitar la demanda química de oxígeno de las aguas de baño.
Tal utilización permite ventajosamente limitar la demanda química de oxígeno del agua a un valor inferior o igual a 50 mg/l, preferentemente a un valor inferior o igual a 20 mg/l, incluso más preferentemente a un valor inferior o igual a 10 mg/l.
Según otro modo de realización particular, esta utilización permite también limitar la concentración de nitratos en las aguas de baño.
Tal utilización permite ventajosamente limitar la concentración de nitrato en las aguas de baño a un valor inferior o igual a 100 mg/l, preferentemente a un valor inferior o igual a 50 mg/l, incluso más preferentemente a un valor inferior o igual a 10 mg/l, o incluso a un valor inferior o igual a 5 mg/l.
Otras ventajas y características de la invención surgirán mejor con la lectura de la descripción de los modos de realización particulares que siguen, con referencia a los dibujos adjuntos, realizados a título de ejemplos indicativos y no limitativos.
Ejemplos:
Instalación del sistema de filtración.
Como se muestra en la Figura 1, el sistema de filtración según la invención se puede adaptar a piscinas ya construidas (1). Se realiza un corte en la tubería de PVC de la piscina (después de la bomba del recuperador) para conectar la piscina al sistema de filtración mediante un manguito de PVC. Las tuberías utilizadas son típicamente tuberías rígidas de PVC con un diámetro de 50 mm. El sistema comienza con un recuperador (2) (skimmer) aguas arriba de una bomba (3). A la salida de dicha bomba se integra un distribuidor (4) con válvula mecánica manual en forma de T que permite dirigir el agua hacia el sistema de filtración, hacia el desagüe o al retorno a la piscina. El distribuidor también se utiliza para drenar el exceso de agua y realizar operaciones de calibración.
Una segunda válvula manual mecánica en forma de T (5) permite separar el flujo en una primera fracción dirigida al sistema de filtración (6), mientras que la otra fracción es devuelta a la piscina sin tratamiento. Una segunda válvula de este tipo permite así limitar el caudal de entrada al sistema de filtración, ya que un caudal demasiado elevado podría provocar un desbordamiento y/o el desprendimiento del sustrato en los filtros. La tasa de distribución es aproximadamente del 45 al 55% hacia el sistema de filtración. Tal tasa de distribución garantiza un caudal de entrada al sistema de filtración de 3 a 5 m3/h.
El funcionamiento continuo del filtro y la agitación del agua de la piscina mediante un robot permiten ventajosamente garantizar el paso de toda el agua de la piscina al filtro.
El sistema de filtración tiene forma de invernadero como se ha definido anteriormente, teniendo una superficie de 5 m2.
La figura 2 ilustra una realización de un sistema de filtración según la invención que incluye una estructura de soporte metálica (64) que tiene una bandeja de retención (61) que recibe el agua de baño a filtrar y seis filtros superiores plantados (62). Los seis filtros plantados superiores están dispuestos en dos conjuntos formando dos circuitos paralelos, cada uno de los cuales comprende tres filtros plantados en serie.
Los filtros plantados superiores se presentan en forma de bandejas que miden 2 m de largo, 0,11 m de ancho y 0,11 m de alto. Cada uno de estos contenedores incluye recipientes (macetas) llenos de puzolana, los cuales se sumergen en los contenedores. Cada maceta incluye al menos una planta. Están dispuestos de tal manera que cada filtro incluye tresCaltha palustris,tresJuncus diffusus,tresCarex peusodocyperus,y tresMentha aquatica.Los filtros superiores están recubiertos por una membrana geotextil o una placa de PVC perforada para dejar pasar las partes aéreas de las plantas plantadas en las macetas.
Un filtro inferior plantado (63) se coloca al nivel del suelo, aguas abajo de los filtros plantados superiores. Tiene la forma de una bandeja en forma de U de 0,40 m de altura. Las partes laterales tienen una longitud de 2,3 m y una anchura de 0,35 m mientras que la base de la U tiene una longitud de 1,69 m y una anchura de 0,40 m. Este filtro inferior contiene puzolana en la que están plantadas quince unidades dePhalaris arundinacea,quinceLythrum salicaria,y quincePhragmites australis.Gracias a su masa, la bandeja inferior permite estabilizar la estructura de soporte ventajosamente.
La circulación del flujo de agua entre los diferentes filtros está asegurada por gravedad.
A la salida del sistema de filtración, una bomba (7) calibrada a un caudal equivalente al caudal del agua que entra al sistema de filtración envía el agua filtrada a una tubería de polietileno presión de 32 mm de diámetro. Esta tubería se conecta directamente al retorno de la piscina aguas abajo del distribuidor mediante una derivación en forma de T (9), garantizando la ausencia de reflujo. Aguas abajo de esta derivación o baipás se instala un sistema de esterilización UV (8), para garantizar el aislamiento bacteriológico del sistema y proteger al usuario de cualquier contaminación.
Las boquillas (10) permiten devolver el agua filtrada a la piscina.
Parámetros fisicoquímicos de la filtración.
Después de la instalación del sistema de filtración, se tomaron muestras del agua de baño cada dos días durante un período de 1 mes. En estas muestras se llevaron a cabo mediciones de sólidos totales disueltos (STD) y concentración de fosfato.
La concentración de fosfato se midió por método colorimétrico. Se ha utilizado el kit comercial de minifotómetro Checker HANNA y su reactivo para fosfatos de bajo nivel comercializado por HANNA® Instruments.
Los sólidos totales disueltos (STD) se midieron mediante conductimetría.
Como se muestra en la Figura 3, el sistema de filtración de la piscina ayuda a estabilizar y luego reducir la cantidad de sólidos totales disueltos (STD). Después de 1 mes de uso, esta cantidad de sólidos disueltos totales pasa a ser menor o igual a 250 ppm.
La evolución de la concentración de fosfato se muestra en la Figura 4. Parece que después de 15 días de uso, la concentración de fosfato llega a ser inferior a un valor de 0,05 mg/l.
La evolución de la demanda química de oxígeno se presenta en la Figura 5. La demanda química de oxígeno se estudió durante un período de 80 días. Parece que el sistema de filtración según la invención permite ventajosamente reducir la demanda química de oxígeno del agua de baño. En particular, la DQO se reduce a la mitad después de 40 días de funcionamiento (respecto de la demanda química de oxígeno inicial). Después de 65 días de utilización, el sistema de filtración según la invención permite obtener agua de baño con una demanda química de oxígeno inferior o igual a 10.
Resultados visuales
El sistema de filtración según la invención se instaló en una piscina abandonada que contenía numerosas algas filamentosas y cianobacterias. Además, el agua de la piscina estaba turbia y de color verde.
Después de 7 días de funcionamiento del sistema de filtración, el agua de la piscina volvió a tener un color claro, a pesar de la subsistencia de turbidez. Fue necesario un plazo de 18 días para la desaparición completa del problema.
Crecimiento de plantas en un filtro plantado según la invención:
Se siguió el crecimiento de las plantas presentes en los filtros plantados durante 80 días después de la instalación y puesta en marcha de un sistema de filtración según la invención. Parece que las plantas elegidas pudieron vivir y desarrollarse en su mayor parte. A modo de ejemplo, la Figura 6 muestra el crecimiento de las partes aéreas de las mentas acuática.Mentha aquaticapresentes en el sistema de filtración y en la Figura 7 se muestra el crecimiento de sus raíces. Parece que el crecimiento de las partes aéreas y radiculares de las mentas acuáticas comienza en los días siguientes al inicio de funcionamiento del sistema de filtración y continúa regularmente durante su uso.
Claims (7)
1. Un sistema de filtración de agua
caracterizado por que:
<o>adopta la forma de un invernadero;
<o>ocupa una superficie en el suelo menor o igual a 10 m2;
<o>comprende una superposición de varios filtros, que adoptan forma de bandejas, que pueden tratar sucesivamente el agua procedente de una piscina antes de devolverla a la piscina, con:
a) aguas arriba, al menos dos conjuntos dispuestos en paralelo de tres filtros superiores plantados dispuestos en serie, comprendiendo cada filtro plantado descrito como superior tiestos sumergidos que permiten el paso del agua y comprendiendo un sustrato neutro e inerte que aloja las plantas del filtro; y
b) aguas abajo, al menos un filtro plantado descrito como inferior, que incluye agregados no solubles que pueden permitir el crecimiento de las plantas y capturar las partículas en suspensión en el agua que recibe el agua a filtrar procedente de al menos una piscina filtrada superior.
2. El sistema de filtración según la reivindicación 1, caracterizado por que:
• dicho al menos un filtro plantado inferior comprende:
a) Al menos una planta perteneciente al géneroLythrum;
b) Al menos una planta perteneciente al géneroPhalarisy
c) Al menos una planta perteneciente al géneroPhragmites;
• dicho al menos un filtro plantado superior comprende:
a) Al menos una planta perteneciente al géneroCaltha;
b) Al menos una planta perteneciente al géneroJuncus; y
c) Al menos una planta perteneciente al géneroCarex.
3. El sistema de filtración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por que los filtros superiores se recubren con una membrana geotextil o una placa de PVC perforada de forma que permitan el paso de las partes aéreas de las plantas de dichos filtros.
4. Una piscina que comprende:
<o>un estanque de baño (la piscina, como tal)
<o>un sistema de filtración de agua,
<o>un circuito de transporte de agua que une la piscina con el sistema de filtración de agua; y<o>al menos una bomba que permite transferir el agua entre la piscina y el sistema de filtración, caracterizada por que el sistema de filtración es como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 y por que ocupa una superficie de suelo inferior o igual al 20% de la superficie de suelo de la piscina.
5. Una piscina según la reivindicación 4, caracterizada por que comprende además al menos un sistema de esterilización por radiación ultravioleta (UV).
6. Un procedimiento para filtrar el agua de una piscina que comprende las etapas de
<o>bombear agua desde la piscina a un sistema de filtración a través de un circuito de transporte;<o>filtrar esta agua dentro de dicho sistema de filtración; y
<o>devolver el agua una vez filtrada, preferentemente mediante una segunda bomba, a la piscina por el mismo circuito;
caracterizado por que el sistema de filtración es como se define en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3.
7. Uso de un sistema de filtración según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 para la filtración del agua de una piscina.
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