MXPA96004204A - Procedimiento e instalacion de separacion de arenay de decantacion fisico-quimica de aguas quenecesitan tratarse - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a método para tratar un flujo de aguas residuales no tratadas que contienen partículas, este método puede manejar el flujo durante períodos de un primer flujo predeterminado y además es capaz de manejar un segundo flujo predeterminado en exceso del primer flujo predeterminado, el método comprende las etapas de:introducir el flujo de aguas residuales no tratadas durante períodos del primer flujo predeterminado desde un canal de entrada que tiene una válvula abierta directamente adentro de una unidad de sedimentación;tratar el flujo con medios de sedimentación;evacuar el flujo tratado a través de un primer canal de salida;cerrar esa válvula e introducir el flujo de aguas residuales no tratadas durante períodos del segundo flujo predeterminado desde un canal de entrada a unárea de coagulación;mezclar un agente coagulante con el segundo flujo predeterminado, el agente coagulante se introduce en proporciones predeterminadas;mantener la turbulencia adentro delárea de coagulación;transferir el segundo flujo predeterminado en unárea intermedia que tiene por lo menos unárea de inyección;inyectar arena y un agente floculante en elárea intermedia;producir turbulencia en esa por lo menosárea de inyección en donde la arena es suspendida mientras las partículas recolectan alrededor de la arena;transferir el segundo flujo predeterminado en la unidad de sedimentación;tratar el segundo flujo predeterminado con medios de sedimentación en donde resulta una separación de un efluyente y de fangos;evacuar el efluyente a través de un segundo canal de salida;recolectar los fangos;separar la arena de los fangos en donde la arena esrecirculada adentro de por lo menos unárea de inyección;y evacuar los fangos.

Description

PROCEDIMIENTO E INSTALACIÓN DE SEPARACIÓN DE ARENA Y DB DECANTACIÓN FISICO-QUIMICA DE AGUAS QUE NECESITAN TRATARSE DBgCRIpciQN Bl objeto de la invención es aquel de permitir la realización en una misma obra compacta, de dos funciones, la función de separación de arena de un efluyente urbano Q o industrial, o de una agua de superfice, de caudal mediano, por ejemplo por tiempo seco o de poca lluvia, y la función complementaria de decantación físico-química lastrada para caudales importantes, tales como los caudales de crecida, de tiempo de lluvias o para grandes ¿5 demandas. Hasta una época reciente, las obras de saneamiento estaban dimensionadas de manera a tratar, en las redes unitarias que reciben las aguas usadas y las aguas de precipitación pluvial, caudales hasta un máximo de 2 a 2.5 veces aproximadamente del caudal promedio de esas redes en tiempo seco. Los excesos de caudal (o sobrecaudales) de tiempo de lluvias, se vertían usualmente sin tratamiento, en medio natural, mediante de vertederos situados sobre la red o a la cabeza de la estación, atrás o adelante del separador de arena.

Se recuerda que una instalación para tratar agua usada o potable, comprende clásicamente un nivel de limpiado por rejillas, un nivel de separación de arena (o denominado separación de fangos en agua potable) y uno o 5 varios niveles de tratamiento (primario, secundario, aun terciario) . Teniendo en cuenta las cantidades importantes de contaminación acarreadas por las aguas unitarias de tiempo de lluvias, hoy en día se reconoce como necesario, 10 dentro de límites económicamente razonables, el tratar esas aguas. Las aguas de superficie, en lo «que se refiere a las mismas, están muy cargadas sobre todo en período de crecida. Los procedimientos biológicos que tienen dificul-L => tades de aceptar grandes variaciones de carga contaminante para tratar, y de aceptar los excesos hidráulicos o de contaminación del tiempo de lluvias, se tratan biológicamente, solo hasta un caudal del orden de 2 a 3 veces el caudal de tiempo seco. 20 Más allá, los excedentes se tratan usualmente con uno de los medios siguientes: - almacenado de los sobrecaudales rechazados durante la lluvia por la red o por la estación, y luego redistribución hacia la estación, durante un tiempo del orden de 24 horas máximo después de que la lluvia haya terminado; - tratamiento de decantación sencillo o mejor físico-químico de los efluyentes no tratados biológica- 5 mente . Bl tratamiento físico-químico, como el tratamiento biológico, es precedido usualmente por un pre-tratamiento de los efluyentes durante el cual los efluyentes se pasan por rejillas o se pasan por tamiz para separar de los j.0 mismos de las materias en suspensión de tamaño relativamente importante (superior a algunos milímetros), y luego separar la arena de los mismos, en obras combinadas la mayoría de las veces, para separar las arenas de diámetro superior a 200 µmetros aproximada-?5 mente. Las técnicas nuevas de decantación lastrada, con mlcroarena sobre todo, tales como se describen en la patente francesa No. 88-02288 y en la solicitud de patente francesa No. 94-05308 presentada el 2 de Mayo de 20 1994, volvieron muy atractiva, la decantación físico- «química para tratar las aguas en tiempo de lluvias. Bl costo de esas obras de tratamiento físico-químico y de decantación, se añade sin embargo a aquel de las obras de pre-tratamiento clásicas (pasado por rejillas, 5 separación de arena o separación de fangos, eventualmente desengrasado, así como a aquel de las obras de tratamiento clásicas), y aumenta de manera no deleznable, el costo del tratamiento, y esto únicamente para una utilización durante los tiempos de lluvias. Eß posible que ciertos empresarios o constructores de estaciones, hayan pensado, de manera puntual, el prever la posibilidad de una inyección de reactivo en la obra de separación de arena o de separación de fangos atrás de esta obra, de manera a poder disminuir la carga de contaminación carbonada que llega después del separador de arena, a una unidad de tratamiento biológico cuando eßa obra está sobrecargada. Sin embargo, esto no puede incrementar significativamente el caudal tratado, porque las cargas hidráu-licas máximas en las obras de separación de arena del orden de 70 m3/m^.h en separación de arena pura, y de 15 a 20 m3/m2.h en desengrasado y separación de arena combinados, no permiten la decantación de los copos de materia que se forman, que no es suficientemente lastrado P°r las partículas diversas y la arena que trae el agua bruta, para permitir una velocidad de decantación de los copos de materia, adaptada a esos niveles de carga hidráulica. El objeto de la presente invención es aquel de volver económicamente posible y eficaz, el tratamiento de decantación físico-química de los excedentes de los tiempos de lluvia o de período de crecimiento. La presente invención nos enseña para hacer esto, que el tratamiento se haga directamente en las obras que se utilizan normalmente para separar la arena en tiempo seco o de poca lluvia, mediante la utilización de la técnica de decantación lastrada con arena recirculada. Para esta finalidad, la presente invención enseña un procedimiento para tratar un flujo de aguas cargadas de partículas y/o de coloides, según el cual el escurrimiento bruto se introduce normalmente en un separador de arena o en un separador de fangos durante períodos, denominados de separación de arena, y separar un flujo desarenado o separación de fangos que se evacúa por una via de salida hacia niveles de tratamiento, y arena y fangos que se extraen por medios de extracción y que se evacúan por una vía de salida de arena o de fangos, caracterizado en que durante otros períodos denominados de tratamiento físico-químico: - se hace circular este flujo bruto en una primera zona denominada zona de coagulación, en la cual se mezcla a este flujo, un agente coagulante en proporciones controladas; esta zona de coagulación se mantiene en turbulencia; - se introduce en este flujo, arena de lastraje y un agente floculante en zonas de inyección sucesivas o no; - se hace circular el flujo coagulado en una segunda zona denominada zona intermedia que puede incluir una de las zonas de inyección y en la cual se realizan turbulencias propias para mantener una mayor parte de la arena de lastraje en suspensión, mientras que los coloides o partículas se aglutinan alrededor de esta arena; - se hace circular el flujo, con prácticamente toda la arena y los coloides o partículas aglutinadas en el separador de arena, en donde se separa por decantación, un efluyente decantado que se evacúa por una vía de salida, y fangos constituidos por arena y por esos coloides y partículas aglutinadas que se extraen por los medios de extracción mencionados y que se evacúan por la vía de salida de la arena; y - se recolectan los fangos y se separa la arena de lastraje para recircularla en la zona de inyección de arena y se extraen los fangos y la arena en exceso. Igualmente, la presente invención propone una instalación para tratar un flujo de aguas usadas o de aguas de superficie cargadas de partículas y/o de coloides, que comprende un separador de arena, que tiene una vía de llegada, una vía de salida de agua desarenada, medios de extracción de arena y/o de fango y una vía de salida de arena y fango, caracterizada en que comprende una vía de tratamiento físico-químico que comprende: - una primera zona denominada de coagulación situada atrás del separador de arena, y que comprende una via de llegada conectada a una fuente de agente coagulante, y medios de agitación turbulenta; - una vía de llegada de arena conectada a una fuente de arena calibrada, de lastraje; - una vía de llegada de floculante conectada a una fuente de floculante; - una segunda zona denominada zona intermedia, provista con medios de agitación turbulenta propios para mantener en suspensión la mayor parte de la arena añadida al flujo; las vías de llegada de la arena y del floculante desembocan en, o atrás, de esta zona intermedia; - ese separador de arena con esos medios de extracción de arena; esta zona intermedia tienen una salida que comunica con la vía de llegada de ese separador de arena; - una vía de salida de agua tratada, eventualmente confundida con la vía de salida del agua desarenada. - una vía de recirculación de arena que conecta la vía de salida de arena a la fuente de arena calibrada.

El principio de la invención reside en la combinación, en, o cerca de una obra de separación de arena/fango (y eventualmente de separación de arena/desengrasado combinada) de tipo clásico, de las funciones siguientes: D- Una función de formación de copos lastrados en una zona de preparación y maduración físico-química atrás de la zona de separación de arena. Esta zona comprende como mínimo los medios siguientes: - un medio de inyección de un coagulante, como cloruro férrico o sulfato de aluminio, que puede inyectarse atrás de la obra, por ejemplo atrás de un codo de la red o atrás del paso por rejillas, y un medio mecánico o geométrico y de generación de turbulencias; - un medio de inyección y un medio de mezclado de un floculante, tal como un polielectrolito, que se inyecta atrás de la zona de separación de arena, y adelante de la inyección del coagulante; un medio de inyección y un medio de "microarena" , eß decir de una arena de tamaño fino típicamente inferior a 350 µm aproximadamente, que asegura el tratamiento de los copos que se formaron con loe medios que preceden; - el punto de inyección de la microarena, puede estar situado en cualquier lugar atrás de la zona de separación de arena propiamente dicha, eventualmente en una cuba de inyección específica atrás de, o adentro de, una zona de maduración de los copos; - esta zona de maduración, en la cual las turbulencias se generan de tal manera que permitan la formación y la maduración de los copos lastrados y su mantenimiento en suspensión (o una pre-decantación de los elementos más ponderosos) antes de enviarlos en la zona de separación de arena. La agitación de la zona de maduración (en una o en varias cubas), que puede realizarse con medios mecánicos (agitadores) o con una inyección de aire, se mantiene típicamente a un gradiente de velocidad comprendido entre 70 y 300 s"1 (de preferencia entre 150 y 250 s""1. La (o las) cuba(s) está provista en su parte inferior con medios de evacuación de los depósitos eventuales, si esto se juzga necesario en función de las características del efluyente que se va a tratar y de las condiciones de utilización. Estos medios pueden estar constituidos por una simple evacuación por medio de bombeo de un sistema de bomba de aire ( "air lift" que utiliza un efecto de aspiración mediante burbujeo) . El medio de evacuación puede estar combinado con un medio de separación y clasificación que asegura la función de mantenimiento de la masa de arena que sirve para lastrar los copos dentro de los límites de diámetro óptimos (tamaño típicamente calibrado entre 80 µmetros y 350 µmetros aproximadamente, de preferencia entre 150 µmetros y 250 µmetros). La cuba de maduración de los copos está provista de preferencia con un deflector de entrada, que evita los cortos circuitos hidráulicos, en la cual podrá inyectarse la arena de lastraje de los copos, y el total o parte del polímero. La cuba de maduración de los copos puede completarse atrás por una o varias cubas en la cual se inyectarían y se mezclarían, por ejemplo, la arena «que lastra los copos, y/o el polímero. 2)- Una función de separación de los copos lastrados: esta función se asegura mediante decantación natural de los copos en la zona normalmente prevista para la separación de la arena: durante los períodos de utilización de la decantación físico-química, los medios eventuales de aireación previstos en el separador de arena (separador de arena/desengrasador) para mantener en suspensión las materias orgánicas (separación de arena), se detienen, por ejemplo, por consigna en caso de sobrepasar un umbral de caudal predeterminado, y los copos lastrados pueden decantarse en las zonas de separación de arena y/o de desengrasado a velocidades ascensionales que pueden alcanzar 130 m/h y más. El retiro de los copos lastrados y decantados, se asegura con los medios clásicos propios del separador de arena/fango, por ejemplo, bomba mecánica o de aire ( "air lift" ) en tobera o soportadas sobre un puente que recorre la longitud del recipiente de separación de arena o aun mediante raspado del fondo hasta una tobera de recuperación. El conjunto de las materias decantadas (lastraje de mícroarena, materias orgánicas, arena y depósitos ponderosos que provienen de la red o del río) removido y llevado, con o sin clasificación previa (por ejemplo mediante hidrociclonaje o tamizado o flotación), con métodos de transporte conocidos por el hombre de la técnica (en canalones dentro de una corriente de agua, en tuberías, etc..) hasta medios que aseguran la tercera función a continuación: 3)- Una función de clasificación de los materiales decantados (materias orgánicas, arenas gruesas y arenas de lastraje que se recirculan) y de recirculación de la arena que asegura el lastraje de los copos. Esta función, que asegura la recirculación del material de lastraje de los copos, en la práctica, es necesaria para el mantenimiento de una concentración suficiente de material de lastraje en la cuba de flocul-ción/maduración, para permitir un lastraje de loe copos propio para asegurar su decantabilidad a altas velocidades al nivel del agua (superiores a 30 m/h, y hasta 130 m/h y más) en la zona de separación de arena. Esta función puede asegurarse con cualquier medio conocido por el hombre de la técnica que permita separar, en una o varias etapas, las fases siguientes: - la arena de lastraje (arena de diámetro típico de 80 µmetros a 350 µmetros, de preferencia de 150 µmetros a 250 µmetros); la arena gruesa que trae la red y de dimensiones superiores a 250 µmetros a 300 µmetros aproximadamente, para evacuarse hacia órganos receptores apropiados; - las materias orgánicas floculadas (fangos), que: * ya sea se regresan a la red principal o a una red separada para tratarlas en una estación de purificación; * ya sea se mandan a una unidad de almacenado/tratamiento de los fangos; - eventualmente, las materias orgánicas gruesas (hojas, hilazas) para evacuarlas por ejemplo hacia productos de paso por rejillas. De manera preferida, esta función de clasificación/recirculación se efectúa de la manera siguiente: La mezcla de los materiales decantados que se extrae de la zona de separación de arena, se pre-trata, por ejemplo mediante hidrociclonaje, de manera a separar los fangos, las materias orgánicas y la arena muy fina, de las mismas, que se destinan para evacuarse, y la arena que, por tiempo seco se evacúa al exterior normalmente, y por tiempo de lluvias o de crecida que se volvió a tratar, por ejemplo mediante hidrociclonaje, después de haberla diluido eventualmente, a fin de separar las arenas gruesas, de diámetro superior a 250 µmetros aproximadamente, de las arenas que se usan como lastraje, de diámetro comprendido entre 150 µmetros y 250 µmetros. Las operaciones de separación, en período de tratamiento físico-químico, pueden asegurarse por medio de hidrociclonaje, pero también mediante tamizado y/o centrifugación y/o separación o cualquier otro medio de separación conocido por el hombre del oficio.

La arena que se usa para el lastraje, almacenada en una cuba con agitación, se redistribuye en período de tratamiento físico-químico, en la cuba de inyección, o directamente en la cuba de maduración cuando se desea hacer la economía de la cuba de inyección al precio de una ligera pérdida de rendimiento de descontaminación. Un círculo cerrado de separación de las materias orgánicas gruesas, se dispone a partir de un punto cualquiera de concentración de esas materias orgánicas, por ejemplo en el fondo de la cuba de maduración, o sobre el canalón que recibe las materias que se vuelven a tomar del fondo de la cuba de decantación y de separación de arena. Este círculo cerrado puede separar las arenas gruesas, por ejemplo mediante un tamizado promedio sobre reja de 1 a 10 mm, de preferencia de 3 a 5 mm. Objetivos, características y ventajas de la invención se ponen de manifiesto de la descripción a continuación, que se da a titulo de ejemplo no limitativo, en relación con los dibujos anexos en los cuales: La figura 1 es una figura esquemática en planta, de una instalación de conformidad con la invención, que comprende una cuba que sirve normalmente a una separación de arena antes de un tratamiento completo; La figura 2 es una vista en corte vertical longitudinal según la línea II-II de la figura 1; La figura 3 es una vista en corte transversal según la linea III-III de la figura 1; La figura 4 es una vista en planta de otra instalación de conformidad con la invención; La figura 5 es una vista en corte vertical longitudinal; y La figura 6 es una vista en corte transversal según la línea VI-VI de la figura 4. Primero se va a describir la instalación de las figuras 1 a 3, refiriéndose a un funcionamiento en período de separación de arena o de fango sencillo (tiempo seco o de poca lluvia, por ejemplo); las figuras 4 a 6 se refieren a variantes. El agua bruta, pasada por rejillas previamente, llega por el canal 11, la válvula de pala estando en configuración abierta y por el canal 13 en la zona 2 de separación de arena y de desengrasado de un separador de arena/desgrasador, representada aquí en una forma rectangular clásica. Bajo la acción de un burbujeo eventual de aire (rampas de burbujeo 21), las grasas se mandan a flotar hacia la superficie, mientras «que los materiales en suspensión se agitan de manera turbulenta a fin de limitar los depósitos de materia orgánica en el separador de arena. El agua desenarenada se extrae mediante el vertedero superior 232 y se evacúa por el canal 3 hacia niveles de tratamiento no representados, mientras que, eventualmente en el caso de aguas usadas, las grasas se evacúan con un raspador 223 unido al punto rodante 22, hacia un transportador de grasas y de materia flotante 24. Loe materiales decantados en el separador de arena (principalmente arena y materias orgánicas unidas o ponderosas), se raspan en la parte baja por medio del raspador 222 que las vuelve a traer hacia un medio de levantado por bomba de aire "air lift" (o por bomba mecánica) 221, y se mandan en el canal de evacuación 51, provisto con una pendiente para evacuar la mezcla al depósito que sirve para volverlas a tratar 52. Debe notarse que el fondo del separador de arena puede también preverse con un fondo plano con raspado hasta una o dos fosas para volver a tratar esa arena o fosas de chupar. Eß también posible utilizar un separador de arena de fondo de corredor(es) en forma de "V", y vuelta a tratar por bomba mecánica o bomba de aire "air lift" 221 soportada por un puente rodante, tal como se representa en las figuras 4 a 6 en variante.

Igualmente, el canalón de evacuación 52 puede estar provisto con una corriente de agua 58 y/o por un burbujeo de aire de fondo para evitar los depósitos de las materias en tránsito. El depósito de volver a tratar 52, puede también estar provisto con un sistema de agitación mecánica o por inyección de aire, que permite el mantenimiento en suspensión de los materiales y una pre-separación de las gangas de materia orgánica unidas a las materias minerales. Finalmente, las materias orgánicas se separan de la arena con la ayuda del conjunto bomba 53 e hidrociclón 54, que pueden completarse o substituirse por cualquier otro modo usual de separación de la arena y de las materias orgánicas, tal como tornillos de Arquímedes o clasificadores de rastrillos alternativos, por ejemplo. Entonces, la arena se evacúa, por ejemplo hacia una cuchara; las materias orgánicas se evacúan también, eventualmente después de pasarlas por tamiz y de prensar-las, por ejemplo hacia los residuos del paso por rejillas. En período de tratamiento fíßico-químico (tiempo de mucha lluvia, por ejemplo), el funcionamiento se modifica como sigue.

Se añade un coagulante por una vía 80 que desemboca atrás de la instalación «que se describe, al agua bruta pasada por rejillas, ya sea mediante inyección del coagulante (sal de metal trivalente por ejemplo) atrás de una discontinuidad hidráulica «que asegura la mezcla (el aparato de rejillas por ejemplo), ya sea mediante inyección en una cuba de coagulación (no representada) colocada atrás de la instalación. Se generan unas turbulencias para favorecer la coagulación, ya sea por medios mecánicos (clásicos) tales como agitadores (no representados), ya sea por discontinuidades hidráulicas (codo u otro), ya sea por cualquier otro medio conocido apropiado. La válvula de pala 12 está cerrada y el agua coagulada pasa entonces, por ejemplo, por vertedero superior, beneficiándose de lo que en la práctica, el nivel del flujo incidente aumentó debido a las lluvias, en la cuba de inyección agitada 14 en donde se mezcla íntimamente con un material granuloso que puede lastrar eficazmente los copos en formación. El material granuloso es arena de preferencia, cuyo diámetro, calibrado, se mantendrá entre 80 µmetros y 350 µmetros aproximadamente, de preferencia por abajo de 250 µmetros, por alimentación a partir de los medios de recirculación que se describen a continuación.

El agua coagulada permanece en la cuba de inyección 14 durante un tiempo del orden de 30 segundos a 1 minuto en caudal máximo, con un gradiente de velocidad típicamente comprendido entre 100 s_1 y 400 s-1 aproximadamente, de preferencia del orden de 200 s"1 aproximadamente . El agua coagulada mezclada con la arena de la cuba de inyección 14, pasa mediante vertedero, en la cuba de maduración 15, que se agita, con un tiempo de permanencia del orden de 1 a 2 minutos en caudal de punta, y con un gradiente de velocidad típicamente comprendido entre 70 y 300 s"1, de preferencia del orden de 150 s"1. Se añade un reactivo floculante al agua que se va a tratar, a partir de una fuente 90, ya sea en la cuba de inyección 14, ya sea en la cuba de maduración 15, ya sea en parte en cada una de las cubas (pero adelante de la inyección del coagulante). Bn la cuba de maduración, los copos se forman, crecen y se lastran con arena. El flujo de agua que se va a tratar se manda entonces por medio de vertedero superior, en el canal 13, y luego en el separador de arena 2, en el cual los sistemas de burbujeo de aire, eventualmente instalados 21, se detienen para permitir a loe copos de decantarse en un flujo cuya velocidad ascensional puede alcanzar 130 m/h y más, de preferencia de 100 a 130 m/h, gracias al lastrado de los copos. Los copos físico-químicos y las arenas traídas por el efluyente bruto que se ha decantado en el separador de arena, aquí representado con fondo plano raspado con vuelta a tratar por medio de bomba de aire, pero que puede estar equipado con cualquier otro medio de volver a tratar, tal como, por ejemplo, los fondos de corredores en forma de "V" mediante bomba de aire o bomba mecánica utilizados clásicamente en un separador de arena, se vuelven a tratar con el raspador 22, la bomba de aire 221, y se mandan al canalón lateral 51, depósito de volver a tratar 52, bomba de arena 52, e hidrociclón 54 que separa los fangos, evacuados por el vertedero y que se mandan en la cuba de arena 6. Las arenas de lastraje se separan de las arenas gruesas aportadas por el agua bruta, que tienen una recírculación en la cuba de inyección 14, en el hidrociclón 63, alimentado por la bomba de arena 62. Una rejilla o un tamiz 72 puede preverse en un punto de concentración de las materias de tamaño grande y de las hilazas, situado sobre el circuito de recirculación, y luego desconcentrar ese circuito en esos materiales, con una evacuación 74. La evacuación de las aguas tratadas se efectúa, en la instalación representada en las figuras 1 a 3, por un vertedero 231, situado a un nivel superior al nivel de salida del agua por el vertedero 232 en período simple de separación de arena; la evacuación del vertedero 232 está cerrada en período de tratamiento físico-químico, a fin de subir al plano de agua que se va a decantar y adaptar el perfil hidráulico a las exigencias del paso por las cubas 14 y 15 en período de tratamiento físico-químico. Esos vertederos desembocan ventajosamente en la misma vía de salida de agua, eventualmente provista adelante, con una válvula de distribución, evacuando lo que los niveles de tratamiento normal no pueden tratar. Sin embargo, es posible que esos vertederos estén conectados a vías de salida diferentes, incluyendo por ejemplo una vía de evacuación directa de las aguas de tiempo de lluvias. En la instalación que se representa, la arena de lastraje se almacena, en período de separación de arena simple, en una y en otra de las cubas 6, 14 y 15, mientras que toda la arena en exceso, separada por el hidrociclón 54, se evacúa por la salida que se representa en 57 y/o en 66. Unas disposiciones clásicas en sí, se toman para mantener la arena almacenada en suspensión, o para disponer de un gradiente de velocidad elevado al momento de la vuelta a poner en suspensión, al principio de la temperada de lluvias (accionamiento con motor de 2 velocidades o de variación de velocidad sujeto a temporizaciones) . Entre las numerosas variantes posibles, se pueden citar a título indicativo: - la posibilidad de prever toberas en las cubas de inyección y de maduración, lo que permite extraer de esas cubas, los copos que se pre-decantan, en las mismas, así como los materiales ponderosos llevados por el agua bruta, tal como se representa en las figuras 4 a 6 que representan también la posibilidad de instalar un tamiz 72 sobre la extracción de laß cubas de coagulación y/o de maduración para separar los materiales ponderosos gruesos y laß hilazas de los copos y arenas mandados en la tobera de volver a tratar; - la posibilidad de prever el tránsito del agua que se va a tratar, por las cubas de inyección 14 y de maduración 15 en período simple de separación de arena, como en período de tratamiento físico-químico, tal como se representa en las figuras 4 a 6. En este caso, el volver a tomar las aguas tratadas, puede efectuarse también mediante un vertedero único 23, y volver a tomar eventualmente laß grasas y las materias que flotan por medio del raspador 223 y del canalón de grasas 24, se simplifica con una amplitud menor de variación del nivel en el separador de arena; la posibilidad de arreglar de manera diferente, los medios de separación de los fangos, de la arena de lastraje, de la arena en exceso, por ejemplo, utilizando el hidrociclón (o cualquier otro medio de separación mediante tamizado, centrifugación, lecho fluidificado u otro) 54 para separar en vertedero inferior, la arena en exceso, y en vertedero superior, la mezcla de loe fangos y de la arena de lastraje que se va a recircular; esta mezcla se separa posteriormente en fangos que se evacúan y en arena de lastraje recirculada, por medio del hidrociclón 63; - la posibilidad de integrar pequeñas hojas en la zona de separación de arena/fango/decantación, de manera a mejorar el poder de corte del separador de arena/fango, hacia partículas de tamaño más pequeño. Debe notarse «que la instalación que se describe, funciona como un concentrador de arena de la dimensión seleccionada para el lastraje de los copos: la carga de arena de lastraje se mantiene mediante la aportación de arena y de agua que se va a tratar. La instalación de laß figuras 1 a 3 y su funcionamiento, por ejemplo se dimensionan como sigue: * caudal promedio de desarenar en tiempo seco o de poca lluvia: 1 000 m3/h; * caudal máximo aceptado por la estación de tratamiento biológico delantero: 2 500 m3/h. * caudal máximo que se va a tratar mediante decantación físico-química en la obra de separación de arena, por tiempo de mucha lluvia o en caso de fuerte demanda de agua: 8 000 m3/h; * dimensión de la obra de separación de arena/decantación : Superficie 100 m2 Profundidad 4 m velocidad ascensional de separación de arena en caudal promedio de tiempo seco : 10 m/h en caudal máximo del tratamiento biológico: 25 m/h en caudal máximo de decantación físico-químico : 80 m/h * volumen de la cuba de inyección de arena de lastraje : 125 2 * volumen de la cuba de maduración : 250 pr3 * coagulante : FeCl3 inyectado atrás del paeo por rejillas antes de la instalación, a la tasa de : 60 mg/litro de agua bruta. * arena de lastraje : entre 100 µmetros y 250 µmetros recirculado a una tasa de 3 kg de arena reinyectada por m3 de agua bruta, inyección de la arena en cuba de inyección. * floculante : polímero aniónico a la tasa de 1 mg/litro de agua bruta, inyectado en la cuba de maduración. * disminución de la contaminación orgánica en- tre el agua bruta y el agua tratada que sale de la obra después del tratamiento físico- químico. Materias en suspensión > 80% Demanda química de oxígeno > 65% Fósforo > 80% Por supuesto que la descripción que precede, se ha propuesto solamente a titulo de ejemplo no limitativo y que muchas variantes pueden proponerse por el hombre de la técnica sin salirse del marco de la invención.

Claims (34)

1. NOyüPAP PB ItA INVE CIÓ Habiendo descrito la invención, la consideramoe como una novedad y, por l tanto, reclamamos como de nueetra propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas. 1.- Procedimiento para tratar un flujo de aguas usadas o de superficie, cargadas de partículas y/o de coloides, según el cual el flujo bruto se introduce normalmente en un separador de arena/fangos durante períodos, denominados de separación de arena y separar un flujo desarenado/desfangado que se evacúa por una vía de salida hacia niveles de tratamiento, y arena y fangos que se extraen por medios de extracción y que se evacúan por una vía de salida de arena y de fangos, caracterizado en que durante otros períodos denominados de tratamiento físico-químico: - se hace circular este flujo bruto en una primera zona denominada zona de coagulación, en la cual se mezcla a este flujo, un agente coagulante en proporciones controladas; esta zona de coagulación se mantiene en turbulencia; - se introduce en este flujo, arena de lastraje y un agente floculante en zonas de inyección sucesivae o no; - ee hace circular el flujo coagulado en una segunda zona denominada zona intermedia que puede incluir una de las zonas de inyección y en la cual se realizan turbulencias propias para mantener una mayor parte de la arena de lastraje en suspeneión, mientras que los coloides o partículas se aglutinan alrededor de esta arena; - se hace circular el flujo, con prácticamente toda la arena y los coloides o partículas aglutinadas con esos coloides, en el separador de arena/fango, en donde se separa por decantación, una agua decantada que se evacúa por una ví,a de salida y fangos constituidos por arena y por esos coloides y partículas aglutinadas que se extraen por los medioß de extracción mencionados y que se evacúan por la vía de salida de la arena; y - ee recolectan los fangos y se separa la arena de lastraje para recircularla en la zona de inyección de arena y se extraen los fangos y la arena en exceso.
2. 2.- Procedimiento según la cláusula 1, caracterizado en que la vía de salida del agua en período de tratamiento fißico-químico y la vía de salida de agua en período de eeparación de arena, se confunden.
3. 3.- Procedimiento según cualquiera de laß cláusulas 1 ó 2, caracterizado en que la arena de lastraje recirculada tiene un tamaño promedio de partículas, comprendido entre 80 um y 350 µm aproximadamente, de preferencia entre 150 µm y 250 µm.
4. 4.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas 1 a 3, caracterizado en que la velocidad de subida en la zona de decantación/separación de arena, está limitada a un máximo comprendido entre 25 y 75 m3/h/m2, durante los períodos de separación de arena y a un máximo inferior a 200 m3/h/m2, de preferencia entre 80 y 130 m3/h/m2, durante loe períodos de tratamiento físico/químico.
5. 5.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas 1 a 4, caracterizado en que el gradiente de velocidad en la zona intermedia está comprendido entre 70 y 450 s""1, de preferencia entre 150 y 250 s-1.
6. 6.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas 1 a 5, caracterizado en que el agente coagulante se inyecta en el canal de llegada de agua bruta, atrás de una fuente de turbulencia que asegura un mezclado rápido del agua bruta y del coagulante.
7. 7.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulae 1 a 6, caracterizado en que el flujo de agua bruta coagulada recibe primero una inyección de arena de lastraje en una cuba de inyección, y luego pasa en una cuba de maduración que comprende la zona intermedia, y el agente floculante se inyecta en una y/o en la otra de esas dos cubas.
8. 8.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas 1 a 6, caracterizado en que la inyección de la arena de lastraje y la inyección del agente floculante, se realizan directamente en una cuba de maduración que comprende la zona intermedia.
9. 9.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas l a ß, caracterizado en que, en período de separación de arena, el agua bruta llega directamente en la zona de separación de arena sin transitar por la zona de inyección o por la zona intermedia.
10. 10.- Procedimiento según la cláusula 9, caracterizado en que se extrae el agua a la salida de la zona de decantación y separación de arena, en dos niveles diferentes que pueden estar aislados o activados separadamente según que se está en periodo de separación de arena o en periodo de tratamiento físico-químico; el nivel de salida en período de tratamiento físico-químico es más elevado que aquel que se utiliza en período de separación de arena.
11. 11.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas 1 a 10, caracterizado en que, en período de tratamiento físico-químico, la separación entre los fangos y las materias orgánicas, la arena de lastraje recirculada y la arena en exceso, se asegura mediante hidrociclonaje y/o tamizado y/o centrifugación y/o por separación por medio de lecho fluidificado.
12. 12.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulas 1 a 11, caracterizado en que el efluyente de arena que se extrajo por la vía de salida de arena, se trata en cualquier período, con medios comunes de hidrociclonaje.
13. 13.- Procedimiento según la cláusula 12, caracterizado en que, en período de tratamiento físico-químico, se extrae, por medio de vertedero inferior de un primer hidrociclón, un efluyente arenoso pesado al cual se somete a un segundo hidrociclonaje para separar las arenaß finas que se recircularán como arena de lastraje, hacia la zona de inyección, de las arenaß grueßas que llegan con el flujo de agua que se va a tratar.
14. 14.- Procedimiento según la cláusula 12, caracterizado en que, en período de tratamiento fieico-químico, se extraen de este hidrociclón, en vertedero inferior, las arenas gruesae, y en vertedero superior, loe fangos y las arenas finas a los cuales se somete a un segundo hidrociclonaje, para separar los fangos orgánicos de laß arenaß de laßtraje que se van a recircular hacia la zona de inyección.
15. 15.- Procedimiento según cualquiera de laß cláusulas 1 a 14, caracterizado en que, en período de separación de arena, la arena de lastraje se almacena en una zona de almacenamiento de arena provista con un medio de agitación y se vuelve a poner en suspensión al principio del período de tratamiento físico-químico.
16. 16.- Procedimiento según la cláusula 15, caracterizado en que se almacena la arena en la o las zonas que se utilizan como zonas de inyección y/o zona intermedia en período de tratamiento físico-químico.
17. 17.- Procedimiento según cualquiera de las cláusulae 1 a 16, caracterizado en que se aplica al efluyente arenoso que sale del separador de arena por la vía de salida de la arena, una separación para extraer partículas gruesas eventuales o hilazas eventuales.
18. 18.- Instalación para tratar un flujo de aguas brutas ußadae o de aguas de superficie cargadas de partículas y/o de coloides, que comprende un separador de arena/fango, que tiene una vía de llegada, una vía de salida de agua desarenada/desfangada, medioe de extracción de arena y de fango y una vía de salida de arena y fango, caracterizada en que comprende una vía de tratamiento físico-químico que comprende: ~ una primera zona denominada de coagulación situada atrás del separador de arena/fango, y que comprende una vía de llegada conectada a una fuente de agente coagulante, y medios para producir turbulencias; - una vía de llegada de arena conectada a una fuente de arena calibrada de lastraje; - una vía de llegada de floculante conectada a una fuente de floculante; - una segunda zona denominada zona intermedia, provista con medios de agitación turbulenta propios para mantener en suspensión la mayor parte de la arena añadida al flujo; las vías de llegada de la arena y del floculante desembocan en, o atrás de esta zona intermedia; - ese separador de arena/fango con medios de extracción de arena; esta zona intermedia tiene una salida que comunica con la vía de llegada de ese separador de arena/fango; - una vía de salida de agua, eventualmente confundida con la vía de salida del agua desarenada. - una vía de recirculación de arena que conecta la vía de salida de arena a la fuente de arena calibrada.
19. 19.- Instalación según la cláusula 18, caracterizada en que la arena de lastraje se recircula a un tamaño promedio de partículas, comprendido entre 80 µm y 350 µm aproximadamente, de preferencia entre 150 µm y 250 µm.
20. 20.- Instalación según la cláusula 18 ó la cláusula 19, caracterizada en que el agente coagulante se inyecta en el canal de llegada de agua bruta, atrás de una fuente de turbulencia que asegura un mezclado rápido del agua bruta y del coagulante.
21. 21.- Instalación según la cualquiera de las cláusulas 18 a 20, caracterizada en que la zona intermedia comprende una cuba de inyección en la cual desemboca la via de inyección de arena, y luego una cuba de maduración; la vía de llegada del floculante desemboca en una y/o en otra de esas dos cubas .
22. 22.- Instalación según la cualquiera de las cláusulas 18 a 20, caracterizada en que la inyección de arena de laßtraje y la inyección del agente floculento, se realizan directamente en una cuba de maduración que comprende la zona intermedia.
23. 23.- Instalación según la cláusula 21 ó 22, caracterizada en que las zonas de coagulación y/o de inyección de la arena de lastraje, y/o de maduración del floculante, son cubas agitadas de fondo plano.
24. 24.- Instalación según la cláusula 21 ó la cláusula 22, caracterizada en que las zonas de coagulación y/o de inyección de arena de lastraje, y/o de maduración del floculante, son cubas agitadas de fondo en forma de tobera con posibilidad de adaptarles medios de vaciado y/o de selección de los materiales y que se decantan en eßa cuba, y/o de recirculación de la arena de laßtraje.
25. 25.- Instalación según cualquiera de las cláusulas 18 a 24, caracterizada en que comprende una línea de acceso directo del flujo bruto que lleva el flujo bruto sin transitar por la zona de inyección o por la zona intermedia, medios de distribución tales como, válvula, dique de retención, umbral, q«ue permite la distribución del flujo bruto, ya sea hacia esta línea de acceso directo, ya sea hacia la zona de inyección y la zona intermedia.
26. 26.- Instalación según cualquiera de las cláusulas 18 a 25, caracterizada en que la vía de salida de agua está conectada con medios de extracción de agua situados en dos niveleß diferentes y que pueden aislarse o activarse según «que se encuentra en un período de separación de arena o en un período de tratamiento físico-químico .
27. 27.- instalación según cualquiera de lae cláusulas 18 a 26, caracterizada en que la zona de decantación y separación de arena, comprende un fondo en forma de corredor(es) en "V", equipado con medios para volver a tratar los materiales decantados por bomba(s) mecánica(s) 0 bombáis ) de aire colocadas sobre un puente rodante.
28. 28.- instalación según cualquiera de las cláusulas 18 a 26, caracterizada en que la zona de decantación y separación de arena, comprende un fondo plano, equipado con medios de raspado que llevan los materiales decantados hacia una zona que vuelve a tratar los materiales, cuya zona está equipada con medios fijos y/o colocados sobre un puente rodante, tales como bombáis ) mecánicas o bombáis ) de aire.
29. 29.- Instalación según cualquiera de las cláusulas 18 a 28, caracterizada en que la vía de recirculación comprende medioe de hidrociclonaje y/o de tamizado y/o de centrifugación y/o de separación por medio de lecho fluidificado.
30. 30.- Instalación según cualquiera de laß cláusulas 18 a 29, caracterizada en que la vía de salida de arena eßtá conectada a una vía de evacuación de arena mediante un hidrociclón.
31. 31.- Instalación según la cláusula 30, caracterizada en que el vertedero inferior del hidrociclón, se aplica a un segundo hidrociclón cuyo vertedero superior está conectado a la fuente de arena calibrada.
32. 32.- Instalación según la cláusula 30, caracterizada en que el vertedero superior del hidrociclón se aplica a un segundo hidrociclón cuyo vertedero inferior está conectado a la fuente de arena calibrada.
33. 33.- Instalación según cualquiera de las cláusulas 18 a 32, caracterizada en que la vía de recirculación comprende una zona de almacenamiento de arena provista con un medio de agitación.
34. 34.- Instalación según la cláusula 33, caracterizada en que la zona de almacenamiento de arena se confunde con la zona de inyección y/o con la zona intermedia. 33.- Instalación según cualquiera de las cláusulas 18 a 34, caracterizada en que la vía de tratamiento físico-químico, comprende un órgano de separación de los materiales de dimensión gruesa y/o de hilazas, por ejemplo un tamiz. 34.- Instalación según cualquiera de las cláusulas que preceden, caracterizada en que la zona de separación de arena/fango/decantación, está provista con láminas. RBgUMBN PB8CRIPTIVQ Un flujo bruto de aguas que se va a tratar, se introduce normalmente en un separador de arena (2) durante períodos de separación de arena, para separar en el mismo, un flujo de agua desarenada y de arena. Durante otros períodos, por ejemplo de lluvia o de fuerte demanda de agua, se introduce un agente coagulante, arena de lastraje y un agente floculante, se hace circular el flujo coagulado en una zona intermedia (14) de maduración y luego se hace circular con prácticamente toda la arena y los coloides y partículas aglutinadas, en el separador de arena, en donde se separa por decantación, un efluyente decantado que se evacúa, y fangos conetituidos de arena y de coloides y partículas aglutinadas que se extraen y se evacúan por los medios de extracción (22) y la vía de salida de la arena (51) de ese separador de arena; se recolectan los fangos, se separan de los mismos (54, 63) la arena de lastraje para recircularla en la zona de inyección de arena, y se extraen los fangos y la arena en exceso.