MXPA04010421A - Dispositivo de aireacion. - Google Patents

Abstract

La invencion se refiere a un dispositivo de aireacion que consiste de un cuerpo poroso de plastico moldeado, con poros que son mas pequenos en el lado (A) de la salida del flujo de aire que el lado (B) de admision de flujo de aire opuesto. El dispositivo de aireacion inventivo es particularmente adecuado para ser usado en plantas de tratamiento de aguas negras.

Description

WO 03/091169 Al ???G?? ? !IIJI ; ! II I II !il !lll I:! ??G I! ?? SL. SZ. TZ UG. Z.\t. Z!fJ. eurasischcs Paie l (AM. AZ BY. Zur Erldárung der Zweibuchstaben-Codcs und der andcren Ab- KG. KZ. MD. RU. TJ, TKÍ). europaisches Paienl lAT. BE. kurzungen wird auf dic Erklárungen ("Guidancc Koies on C - BG. CH. CY. CZ. DE. DK. EE. ES. Fl. FR. GB. GR. IE. IT. des and Abbreviaiions") amAnfangjeder regularen Ausgabc der LU. MC. ??. PT. SE. SK. TR). OAPI-Pate ÍBF. BJ. CF. PCT-Gazeite venriesen. CG. CI. CM. GA. GN. GQ. Glf. ML MR. NE. SN. TD. TG) Ver6ffentlicht: — mil internationalem Recherchenbericht — mil gcánderten Ansprüchen 1 DISPOSITIVO DE AIREACION CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un dispositivo de aireación que consiste de un cuerpo de plástico moldeado y con la producción del mismo. El dispositivo de aireación de acuerdo con la invención es particularmente adecuado para su utilización en plantas de tratamiento de aguas negras. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En primer lugar la habilidad de los microorganismos de oxidar contaminantes orgánicos mientras consumen oxigeno es explotada en la mayoría de los procesos biológicos usados actualmente en el tratamiento de aguas negras. Para que una cantidad de oxigeno suficiente este disponible para los microorganismos, el aire debe introducirse en las aguas negras. El asuministro de aire además supone la conversión de iones de amonio en nitrato y asi reducir el contenido de amonio en las aguas negras. La aireación de las aguas negras normalmente ocurre al introducir aire por medio de dispositivo de aireaciones porosos. Estos dispositivo de aireaciones están hechos por ejemplo, de material cerámico, cuya desventaja, sin embargo, es que es relativamente frágil y por lo tanto quebradizo. Los materiales cerámicos además tienen una superficie áspera, en la cual se forman fácilmente sedimentos y sarro, que REF: 159386 2 ocasionan obstrucciones en el dispositivo de aireación. Es además conocido el uso de cuerpos moldeados hechos de elastómeros y provistos de ranuras como dispositivo de aireaciones. La desventaja es, ' sin embargo, que tales dispositivo de aireaciones tienen una alta pérdida de presión, y alto desgaste debido a su proceso de producción y solo pueden ser sujetos a bajos volúmenes de flujo. Los elastómeros están hechos normalmente de EPDM y por lo tanto no son químicamente resistentes a todos los tipos de aguas negras . SUMARIO DE LA INVENCIÓN . El objetivo que sustenta la base de la presente invención es por lo tanto suministrar un dispositivo de aireación que tenga baja pérdida de presión, buena estabilidad mecánica, larga duración y un alto rendimiento de oxígeno y del que pueden limpiarse sedimentos y sarro con facilidad. Este objetivo se consigue por medio de un dispositivo de aireación que consiste de un cuerpo poroso de plástico moldeado con poros que son más pequeños en el lado (A) de flujo de salida de aire que en el lado (B) de flujo de entrada de aire, situados en forma opuesta. A fin de producir el dispositivo de aireación de acuerdo con la invención, un material plástico granulado o en polvo es aglutinado en un molde tal como un molde sinterizado. El 3 molde lleno con el plástico granulado o en polvo se calienta en un horno de sinterizar a mayor temperatura en un lado (A) que en el lado opuesto (B) , como resultado de lo cual el material plástico utilizado en la forma de un granulado y/o polvo es sinterizado en mayor medida en el lado más caliente que en el lado opuesto, dando por resultado la formación de poros de menor diámetro en el lado (A) que en el lado (B) . Durante el sinterizado, los granos del plástico granulado y/o en polvo solo empiezan a derretirse en la superficie pero no en el todo, dando como resultado un compuesto sinterizado el cual, después de enfriarse, resulta en un cuerpo moldeado bien cohesionado y estable que sin embargo es poroso. La temperatura a la cual los granos del plástico en gránulos y/o en polvo empiezan a derretirse solamente en la superficie, pero no en el todo, se denomina en adelante como "temperatura de derretimiento" . El cuerpo de plástico moldeado debe de preferencia estar hecho de un material de ultra-alto peso molecular para prevenir que el material plástico se derrita en exceso y con una menor formación de poros. El polietileno (que tiene una alta masa molar (de aproximadamente 200,000 a 5 millones de g/mol) , abreviatura: HD-H W-PE, o que tiene un ultra-alta masa molar (de 3 millones a 6 millones de g/mol) , abreviatura UHMW-HD-PE) o también el polipropileno se usan de preferencia en la presente invención. El polietileno que tenga una 4 densidad promedio también puede utilizarse algunas veces, siempre y cuando el tratamiento de la temperatura sea llevado a cabo cuidadosamente para evitar un derretimiento completo . De preferencia, sin embargo, se utilizan los materiales de alto peso molecular. El tamaño promedio del grano de plástico granulado o en polvo debería de preferencia de estar en el rango de entre 1 µa? y 5 mm. Es preferible el uso de un granulado en el que el 80% de los granos son mayores de 500 //m, un polvo en el que el 65% de los granos tiene un tamaño de 250 a 500 µp? o una combinación de ambos . La temperatura de sinterización y la duración del tratamiento de sinterizado se selecciona de manera tal que se alcance el grado deseado tanto de cohesión como de porosidad. La temperatura de sinterización está preferentemente en el rango de entre 80°C y 220°C, de preferencia entre 120°C y 160°C, dependiendo del material plástico utilizado. Por ejemplo, una temperatura de sinterización de 150°C debería seleccionarse idealmente para un plástico que tenga una temperatura de derretimiento de 80°C. La duración del tratamiento de temperatura está de preferencia en el rango de entre 30 minutos y 180 minutos, en particular 60 minutos a 120 minutos. La duración del tratamiento de temperatura debe seleccionarse de manera tal que se asegure un calentamiento completo del plástico granulado o en polvo del lado (A) hasta 5 el lado (B) . Se ha probado como una ventaja en particular si un gradiente de temperatura de 1 a 25°C, y de preferencia de 5 a 15°C, se establece entre el lado (A) y el lado (B) durante el tratamiento de temperatura. Los poros del dispositivo de aireación de acuerdo con la invención tienen de preferencia en el lado (A) de salida de flujo de aire un diámetro promedio en el rango de 1 a 1500 µ???, siendo particularmente preferible de 10 //m a 1000 µa?, y un diámetro promedio en el rango de 5 pm a 3000 //m, siendo particularmente preferible de 20 µp? a 1500 /m, en el lado (B) de entrada de flujo de aire. Además, el diámetro promedio del poro en el lado (A) de salida de flujo de aire es de preferencia de 20 a 80% más pequeño que el diámetro promedio del poro en el lado (B) de entrada de flujo de aire. El dispositivo de aireación de acuerdo con la invención tiene de preferencia un espesor de 2 a 30 mm, y preferiblemente de 3 a 12 mm. Además de una producción sumamente simple, el tamaño de los poros puede ajustarse al gusto dependiendo de la selección de tamaño del material plástico granulado o en polvo, la duración del tratamiento de temperatura y la temperatura de calentamiento. Por lo tanto, dispositivo de aireaciones con diferentes porosidades pueden producirse de manera simple. Una ventaja adicional es que no se requiere de 6 aditivos tales como resinas, adhesivos o similares para la producción de los dispositivo de aireaciones de acuerdo con la invención. Se ha probado particularmente como conveniente si al final del tratamiento de temperatura esta es temporalmente incrementada para el calentamiento específico de la superficie de la capa externa del lado (A) del dispositivo de aireación. La capa externa es para esto calentada temporalmente a mayor temperatura de forma tal que el material plástico se funde aquí en una cierta mayor medida y da por resultado un diámetro del poro aún menor. Dispositivo de aireaciones de cualquier clase, de preferencia dispositivo de aireación tipo placa o dispositivo de aireación tipo tubo pueden producirse usando el proceso de manufactura antedicho. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describe a continuación por medio de las figuras adjuntas. La fig. 1 y la fig. 2 muestran dispositivo de aireaciones producidos de acuerdo con la invención. La fig. 1 en particular es una vista de un dispositivo de aireación que puede usarse como dispositivo de aireación tipo placa, mientras la fig. 2 muestra una vista de un dispositivo de aireación que puede usarse como un dispositivo de aireación tipo tubo. Las flechas en las figs. 1 y 2 indican la 7 dirección en la cual el aire fluye a través del dispositivo de aireación. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN El dispositivo de aireación tipo placa mostrado en la fig. 1 tiene poros más pequeños en su lado de flujo de salida de aire marcado como (A) que en el lado de entrada de flujo de aire marcado como (B) . Cuando se emplea en una planta de tratamiento de aguas negras, el dispositivo de aireación se usa de forma tal que el lado (A) de salida de flujo de aire tiene los poros más pequeños dirigidos hacia las aguas negras dentro del cuales se supone que el aire se va a introducir. En el caso del dispositivo de aireación tipo tubo mostrado en la fig. 2, los poros más pequeños están en el lado externo (A) del tubo y los poros más grandes en el lado interno (B) del tubo. El lado (A) que tiene los poros más pequeños, i.e. la parte externa del tubo, también en este caso dirigidos hacia las aguas negras a ser ' aireadas . Cuando se airean las aguas negras, el aire fluye del lado interno (B) al lado externo (A) del tubo donde se dirige dentro de las aguas negras . En el caso del dispositivo de aireación tipo tubo, es posible colocar un tubo central provisto con ranuras en el lado interno del tubo como refuerzo. Este tubo esta de preferencia hecho de PVC o de polietileno resistente a la temperatura. 8 Pueden tomarse medidas al producir el dispositivo de aireación tipo tubo reforzado con un tubo central de manera que éste sea enfriado en el lado interno antes o después de la terminación del tratamiento de temperatura. El tubo central, que también se calienta en cierta medida durante el tratamiento de temperatura, es en este acto es casi apagado para prevenir que se estrangule debido al encogimiento que ocurre durante el enfriamiento del material plástico. Debido a la característica de que el diámetro del poro en el lado (A) de flujo de salida de aire es más pequeño que en el lado (B) de entrada de aire opuesto, una menor pérdida de presión se logra cuando el aire fluye de lado a lado que en el caso de un material que tiene un tamaño de poro uniforme. Una menor pérdida de presión a la vez facilita la gasificación efectiva a bajas presiones, lo cual reditúa en un alto desempeño en el rendimiento del dispositivo de aireación. La superficie del dispositivo de aireación puede además librarse fácilmente de sedimentos y de sarro, por ejemplo por medio de una simple aireación de choque. Los dispositivo de aireaciones son finalmente muy resistentes y mecánicamente estables . Ej emplo Producción de un Dispositivo de aireación Tipo Tubo Un molde circular de aluminio puede ser calentado usando una cama de calefacción utilizada como horno de sinterizado 9 en cuyo centro se coloca una barra núcleo también hecha de aluminio. El espacio entre la barra núcleo y el molde de aluminio es llenado con 610 g de gránulos de HDPE (p= 0.952 -0956 g/cm3, 80% de los granos > 500 /¿m) que son introducidos por sacudimiento. El espacio entre el molde de aluminio y la barra núcleo es de 5 mm, asi el dispositivo de aireación resultante tiene un ancho de pared correspondiente i.e. espesor. La mezcla es sinterizada al calentar el molde de aluminio usando una chaqueta calentadora a 150°C por 70 minutos . El gradiente de temperatura entre el lado f ente al molde de aluminio y el lado frente a la barra núcleo es de aproximadamente de 7°C. Entonces ocurre el enfriamiento á temperatura ambiente y el retiro del molde. El dispositivo de aireación producido de esta forma consta de un tamaño de poro en el lado (A) de salida de flujo de aire en el rango de 150 a 350 ¡um, con un diámetro promedio de poro de 290 y un tamaño de poro en el lado (B) de entrada de flujo de aire en el rango de 400 a 850 con un diámetro promedio de poro de 490 µt??. A fin de determinar el tamaño del poro, piezas de muestra se cortaron del dispositivo de aireación y fueron examinadas tanto en un microscopio estereoscópico como en un microscopio de barrido de electrones. Los tamaños de poro se determinaron midiendo las imágenes correspondientes. Los diámetros promedio aquí especificados representan la 10 media aritmética determinada de una pluralidad de diámetros de poro específicamente medidos. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (5)

11 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:

1. El uso de un cuerpo de plástico poroso moldeado con poros que son más pequeños en el lado (A) de flujo de salida de aire que en el lado (B) de flujo de entrada de aire situados en forma opuesta, como un aireador.

2. El uso de conformidad con la reivindicación 1, donde el cuerpo de plástico moldeado está hecho de polietileno o de polipropileno.

3. El uso de conformidad con las reivindicaciones 1 y 2, donde los poros tienen un diámetro promedio de 1 jum a 1500 /m en el lado (A) de flujo de salida de aire y de 5 µ?. a 3000 jum en el lado (B) de flujo de entrada de aire.

4. El uso de conformidad con una o más de las reivindicaciones 1 a la 3 , donde el diámetro promedio en el lado (A) de flujo de salida de aire es de 20 a 80% más pequeño que en el lado (B) de flujo de entrada de aire.

5. El uso de conformidad con una o más reivindicaciones de la 1 a la 4 , donde el aireador es un aireador tipo placa o un aireador tipo tubo.