WO2000073217A1 - Sistema prefabricado de depuracion biologica - Google Patents

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    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the prefab ⁇ cado system of biological purification is a system to purify domestic wastewater, and is part of the civil construction technology sector, in the field of sewage treatment for sewage
  • the prefabricated biological purification system has its minimum size limit for optimal operation, this limit as indicated above is 25 users, and the modular increase can be made from 25 to 25 people, as regards p ⁇ ma ⁇ a unit, while for the second unit, the modular increase can be made from 50 to 50 people
  • the prefabricated system of biological purification is composed of two basic units of purification
  • the purification unit p ⁇ ma ⁇ a is composed of modular elements prefabricated in concrete, octagonal elongated 81 x 101 cm in plan, and 51 cm high (Fig 3a, 4,5,6), which are assembled one above the other to obtain an octagonal container that varies in height according to the number of modules that are assembled (from 3 to 6 modules maximum), in the Inside this container are installed the internal elements that serve for its operation the inlet pipe (Fig 7), the separation sheets with the fluid passage doubt (Fig 8), the trapezoidal diaphragm (Fig 10), and the element Flow control, modified in the entrance space (Fig 11), the container is completed with its respective octagonal lid (Fig 12)
  • the vanes to the CR # 2540 patent consist of the reduction in the height of the separation sheet internal and in the placing a semi-concave octagonal element in third position from the upper part (Fig 5),
  • the secunda ⁇ a purification unit is a container, in this case, in a cubic form, which is composed of modular panels, prefabricated in concrete, in the form of "L" 98 cm high (Fig 14a, 14b), which are assembled between yes, and they are placed on four tangular pieces with appropriate grooves to fit the
  • Fig 13 - Second treatment unit (a) Basic type, (b) Reduced type Fig 14 - Modular panels 98 cm high, (a) Normal, (b) With exit hole
  • the prefabricated system of biological purification of domestic sewage is a set of two purification units, and its operation can thus explain the sewage that comes from the house enters the p ⁇ ma ⁇ a unit, where it performs the phase Main fermentation and decomposition of these waters, which proceeds through three consecutive phases of aerobic and anaerobic decantation and fermentation, with the possibility of internal recirculation of semi-digested sludges that pass from one sector to another, thus allowing the almost total decomposition of solid particles, that they do not stop in the effluent and that they are not left inside the purification unit either, since they leave the effluent in the form of microscopic particles already mineralized
  • the excellent operating efficiency is given by the high concentration of bacteria existing in the pnmer sector of the purification unit p ⁇ ma ⁇ a. which allows the almost complete decomposition of the SSS (Sedimentary Suspended Solids) to the extent of 99 9% with an average effluent of> 0 1 ml / L / H, and which also allows a high degree of reduction of DB05 (Biochemical Demand for Oxygen in five days) to the extent of 96 5% with an average effluent of 56 mg / L, in addition the acidity conditions of the water remain neutral with a constant pH between 6.5 and 7.5
  • the values of DB05 and the remaining Total Suspended Solids are further reduced, since the liquid passing through the filling material is oxygenated and the bacte ⁇ ana film that covers such material allows, retaining the bacte ⁇ as, a ulte ⁇ or phase of aerobic and anaerobic fermentation of the remaining contaminant load In this second phase of purification no solids are detected and no sludge formation
  • the effluent of the prefabricated biological purification system due to its high degree of purification, can be discharged into any receiving body without any successive treatment
  • the filling unit of the second unit can be of various types, such as stone, coke, plastic segments, etc., provided they are between 2 and 4 cm in diameter.

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Abstract

El sistema prefabricado de depuración biológica, es una instalación completa para la depuración de las aguas residuales domésticas, y se enmarca en el sector tecnológico de la construcción civil, específicamente en el campo de los sistemas para el tratamiento de las aguas negras, es un sistema muy versátil porque se puede utilizar en los diferentes tipos de construcción, desde una única casa de habitación, hasta condominios, edificios, enteras urbanizaciones, etc., con instalaciones unitarias o múltiples según sea la necesidad. El Sistema Prefabricado de Depuración Biológica está compuesto por dos unidades básicas que consisten en dos contenedores de dimensiones variables según el tipo, completos de todos sus elementos modulares, fondo, paredes y tapa, además de todos los elementos complementarios internos. Todos los componentes tienen una forma que permite el fácil manejo, transporte, y ensamblaje, sin necesidad de maquinaria especial o mano de obra calificada. El funcionamiento del sistema se puede explicar así: en la primera unidad que es un Depurador Biológico Prefabricado, Patente C.R. #2540, y solicitud de patente EPO 98108512.9, con variantes internas y externas para optimizar su funcionamiento, se efectúa la fase de depuración más importante, porqué las aguas negras vienen tratadas en tres fases sucesivas de fermentación aeróbica, anaeróbica y de decantación, con la posibilidad de recirculación interna de los fangos, el efluente del depurador entra en la segunda unidad donde viene repartido uniformemente por medio de un distribuidor de líquido. En esta unidad se completa la depuración por medio de la oxidación de las materias contaminantes gracias a la película bacteriana que recubre el material de relleno, puesto que aquí se efectúa una sucesiva fase de fermentación aeróbica y en parte anaeróbica. El efluente del sistema se puede verter en un cuerpo receptor sin necesidad de otros tratamientos. El sistema prefabricado de depuración biológica, como no produce fangos no necesita ni de mantenimiento ni de limpieza periódica, y como no necesita de maquinaria para su funcionamiento interno no tiene algún costo de ejercicio; y puesto que toda la instalación est enterrada no tiene tampoco algún tipo de impacto ambiental.

Description

SISTEMA PREFABRICADO DE DEPURACIÓN BIOLÓGICA DESCRIPCIÓN
El sistema prefabπcado de depuración biológica, es un sistema para depurar las aguas residuales domesticas, y se enmarca en el sector tecnológico de la construcción civil, en el campo de los tratamientos de depuración para las aguas negras
El problema que se quiere resolver con este sistema prefabπcado de depuración biológica, es la necesidad de depurar de manera satisfactoπa las aguas negras domesticas, con un sistema de fácil y rápida instalación, de simple pero muy eficiente funcionamiento, sin la necesidad de utilizar maquinana para su funcionamiento interno, y que no necesite de mantenimiento peπodico Se quiere también proponer una solución practica y económica para los constructores, cuando se enfrentan a la proyectación y construcción de urbanizaciones, puesto que los costos de las plantas de tratamiento que actualmente se utilizan son muy altos, y los costo de mantenimiento peπódico y extraordinaπo recaen sobre toda la comunidad, sin considerar que tienen un alto impacto ambiental porque, en la mayoría de los casos están en la superficie del terreno a la vista de todos Una caractenstica fundamental de este sistema es la modulaπdad de todos sus componentes, puesto que se pueden servir desde un mínimo de 25 usuanos en adelante, sin limites de personas servidas
Hay que remarcar que el sistema prefabπcado de depuración biológica tiene su limite mínimo de tamaño para su óptimo funcionamiento, este limite como se indica anteπormente es de 25 usuaπos, y el aumento modular puede ser hecho de 25 en 25 personas, por lo que respecta la unidad pπmaπa, mientras que para la unidad secundaπa, el aumento modular puede ser hecho de 50 en 50 personas
Con el sistema prefabπcado de depuración biológica, ademas, se individualiza la responsabilidad del correcto uso de la instalación sanrtaπa por los usuaπos de cada unidad habitatrva, puesto que un mal uso de la instalación crea problemas solamente a quien los genera, y ios gastos de reparación y de mantenimiento extraordinaπo en este caso, recaen sobre el usuaπo desconsiderado y no sobre toda la comunidad El sistema prefabπcado de depuración biológica está compuesto por dos unidades básicas de depuración
La unidad pπmaπa de depuración, el Depurador Biológico Prefabπcado Patente Costa Rica # 2540, y solicitud de patente EPO 98108512 9, modificado externa e internamente, está compuesta por elementos modulares prefabπcados en concreto, de forma octagonal alargada 81 x 101 cm en planta, y de 51 cm de alto (Fig 3a,4,5,6), que se ensamblan uno sobre otro para obtener un contenedor octagonal que vana de altura según el numero de módulos que se ensamblen (de 3 a 6 módulos máximo), en el inteπor de este contenedor se instalan los elementos internos que sirven para su funcionamiento el tubrto de entrada (Fig 7), las laminas de separación con el dudo de paso de fluido (Fig 8), el diafragma trapezoidal (Fig 10), y el elemento control de flujos, modificado en el espacio de entrada (Fig 11), el contenedor se completa con su respectiva tapa de forma octagonal (Fig 12) Las vanantes a la patente C R # 2540 consisten en la reducción en la altura de la lamina de separación interna y en la colocación de un elemento octagonal semiconcavo en tercera posición desde la parte supeπor (Fig 5), entre el diafragma del elemento semiconcavo y el fondo de la pared de separación interna (Fig 9) queda un espacio comunicante de 5 cm entre los dos pπmeros sectores, que permite que los eventuales fangos que pasan al segundo sector atravez del dudo de paso de fluido (Fig 8), regresen al pπmer sector en la zona de digestión de los fangos (Fig 3b), ademas, se ha diseñado una prevista para la entrada de las aguas jabonosas, situada en ambos lados del elemento octagonal supeπor, en correspondencia del segundo sector interno (Fig 6)
La unidad de depuración secundaπa es un contenedor, en este caso, de forma cubica, que esta compuesto por paneles modulares, prefabncados en concreto, en forma de "L" de 98 cm de alto (Fig 14a, 14b), que se ensamblan entre si, y se colocan sobre cuatro piezas tπangulares con apropiadas ranuras para encajar los
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HOJA DE SUSTITUCIÓN (REGLA 26) paneles (Fig 17a), en el centro de estas cuatro piezas tπangulares se instala una pieza octagonal de fondo (Fig 18), los paneles en la parte supeπor se ensamblan con una estructura cuadrada formada por otras cuatro piezas tπangulares, sobre esta estructura se instala un distribuidor de liquido (Fig 19a, 19b), si es necesaπo agregar otros paneles se instalan entre un modulo y el otro cuatro piezas tπangulares intermedias (Fig 17b), todos estos elementos una vez ensamblados, como dicho anteriormente, forman un contenedor cubico que vana de tamaño según el numero de módulos que se le agreguen El inteπor del contenedor se llena con piedra de granulometπa entre 2 y 4 cm 0
En la parte supeπor de la unidad secundaπa, sobre los elementos de cierre se instalan cuatro paneles modulares en forma de "L" de 30 cm de alto (Fig 15a, 15b) y se completa el todo con una tapa cuadrada con su respectiva tapita para inspecciones En esta ultima parte del contenedor están las previstas para el tubo de ventilación general 10 cm 0 y para el tubo de entrada al distnbuidor de liquido 10 cm 0
La descπpcion del invento puede ser hecha con referencia a los dibujos incluidos, los cuales no deben ser interpretados como limitativos de empleo de la invención
Fig 1 - Sistema completo (a) Pπmera unidad depuradora, (b) Segunda unidad depuradora
Fig 2 - Primera unidad depuradora, Depurador Biológico Prefabπcado Patente C R # 2540 con las respectivas vanantes sección vertical (a) Tipo básico, (b) Tipo aumentado
Fig 3 - (a) Elemento modular octagonal de fondo 81x101x55 cm, (b) Zona interna de digestión de fangos Fig 4 - Elemento modular octagonal anillo 81x101x51 cm
Fig 5 - Elemento modular octagonal semiconcavo con diafragma infeπor (vanante) 81x101x55 cm
Fig 6 - Elemento modular octagonal supeπor con previstas para aguas jabonosas (vanante) 81x101x51 cm
Fig 7 - Tubrto de entrada
Fig 8 - Lamina de separación reducida, con el du o de paso de fluido (vanante) Fig 9 - Particular del ducto de paso de fluido hoπzontal
Fig 10 - Diafragma trapezoidal supeπor
Fig 11 - (a) Elemento control de flujos (vanante), (b) Control de flujos en concreto (vanante)
Fig 12 - Tapa octagonal, con tapitas para inspección
Fig 13 - Segunda unidad depuradora, (a) Tipo básico, (b) Tipo reducido Fig 14 - Paneles modulares de 98 cm de alto, (a) Normal, (b) Con hueco de salida
Fig 15 - Paneles modulares de 30 cm de alto, (a) Normal, (b) Con prevista de 10 cm de diámetro
Fig 16 - Particular del mateπal de relleno interno
Fig 17 - (a) Piezas tπangulares con ranuras, (b) Piezas tπangulares intermedias
Fig 18 - Pieza octagonal de fondo Fig 19 - (a) Distπbuidor e liquido, (b) Sección vertical
E = entrada, S = salida, V = ventilación
El sistema prefabπcado de depuración biológica de las aguas residuales domesticas, como explicado anteπormente, es un conjunto de dos unidades de depuración, y su funcionamiento se puede explicar así las aguas negras que vienen desde la casa entran en la unidad pπmaπa, donde efectúa la fase pπncipal de fermentación y descomposición de esas aguas, que procede por tres fases consecutivas de decantación y fermentación aeróbica y anaerobica, con la posibilidad de recirculación interna de los fangos semidigeπdos que pasan desde un sector a otro, permitiendo de esta manera la casi total descomposición de las partículas sólidas, que no se detedan en el efluente y que tampoco quedan en el inteπor de la unidad de depuración, puesto que salen en el efluente en forma de partículas microscópicas ya mineralizadas
La excelente eficiencia de funcionamiento es dada por la alta concentración bacteπana existente en el inteπor del pnmer sector de la unidad depuradora pπmaπa. que permite la casi completa descomposición de los SSS (Sólidos Suspendidos Sedimentares) en la medida del 99 9 % con un efluente medio de > 0 1 ml/L/H, y que permite también un alto grado de reducción del DB05 (Demanda Bioquímica de Oxigeno en cinco días) en la medida del 96 5 %con un efluente medio de 56 mg/L, además las condiciones de acidez del agua se mantienen neutras con un Ph constante entre 6,5 y 7,5
En la unidad depuradora secundaπa se reducen ulteπormente los valores del DB05, y de los Sólidos Totales en Suspensión restantes, puesto que el liquido pasando atravez del mateπal de relleno se oxigena y la película bacteπana que recubre tal mateπal, permite, reteniendo las bacteπas, una ulteπor fase de fermentación aeróbica y en parte anaerobica de la restante carga contaminante En esta segunda fase de depuración no se detectan sólidos y no hay formación de fangos
El efluente del sistema prefabπcado de depuración biológica, por su alto grado de depuración, puede ser vertido en cualquier cuerpo receptor sin algún tratamiento sucesivo
El matenal de relleno de la segunda unidad, puede ser de vanos tipos, como piedra, coque, segmentos plásticos, etc , siempre que sean de un diámetro comprendido entre 2 y 4 cm
Todo el sistema no necesita de mantenimiento peπódico, ni de maquinaπa alguna para su funcionamiento interno, además toda la instalación esta enterrada, así que no crea algún tipo de impacto ambiental Para los procesos de fermentación no se necesita de ninguna substancia química o de grupos liofilizados de bacteπas

Claims

REIVINDICACIONES
1- Un sistema prefabncado de depuración biológica, para el tratamiento de las aguas residuales domesticas, que está compuesto por dos unidades pπncipales, una unidad de depuración pπmaπa llamada Depurador Biológico Prefabπcado Patente Costa Rica # 2540, 5-5-1999, y solicitud de patente EPO 981085129, modificado en su conformación interna y externa, y una unidad de depuración secundaπa formada por vanos paneles prefabπcados en concreto, más sus respectivos elementos de unión infeπor y supeπor y su distπbuidor de liquido Todos los elementos que componen el conjunto son modulares, por esto las dimensiones y las respectivas capacidades de los contenedores vanan según el numero de módulos que se utilicen 2- Un sistema prefabπcado de depuración biológica, de acuerdo con la reivindicación 1, caracteπzado por los elementos que componen la vanante interna a la patente C R # 2540 un diafragma inclinado, sea este construido individualmente que comprendido en un elemento modular, una lamina de separación interna reducida que comprende un dudo de paso de fluido supenor, y que juntados estos dos elementos forman un ducto de paso de fluido hoπzontal, ademas, un elemento control de flujos con el espacio de entrada reducido en altura
3- Un sistema prefabncado de depuración biológica, de acuerdo con la reivindicación 1, caradenzado por la vanante externa a la oatente C R # 2540, que consiste en la prevista para la entrada de las aguas jabonosas situada en ambos lados del elemento supenor correspondiente al segundo sedor interno del depurador biológico (Fig 6) 4- Un sistema prefabπcado de depuración biológica, de acuerdo con la reivindicación 1 , caradeπzado por todos los elementos que componen la unidad de depuración secundana los paneles en sus vanas conformaciones, que ensamblados forman la estructura extema, cuatro piezas tπangulares y una pieza octagonal central, que juntas componen el elemento de fondo, cuatro piezas en forma de "L", con huecos de 3 cm en las esquinas para el paso del tubo ventilación, que juntadas forman la estructura intermedia de unión de los paneles, y un distnbuidor de liquido de forma compacta, compuesto por una única pieza
5- Un sistema prefabncado de depuración biológica, caracteπzado por dos unidades básicas de depuración compuestas a su vez por elementos externos e internos modulares, prefabncados en concreto o diferentes mateπales que se adapten al uso según sea la necesidad, que una vez ensamblados entre ellos, sirven para depurar las aguas residuales sin necesidad de utilizar maquinana en el proceso de depuración, ni grupos bacteπcos liofilizados
6- Un sistema prefabπcado de depuración biológica, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 4 , caracteπzado por un distribuidor de liquido de forma compacta, hecho en una sola pieza, prefabπcado en concreto o cualquier otro mateπal que se adapte al uso, con la prevista para el tubo de ventilación y para el tubo de entrada del liquido, que no utiliza ningún tipo de maquina para su funcionamiento 7- Un sistema prefabπcado de depuración biológica, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caradeπzado por una vanante interna a la patente C R # 2540, que consiste en un paso de fluido hoπzontal que puede colocarse en diferentes niveles ai interno del depurador biológico, según sea la capacidad de este ultimo, y que esta conformado por un diafragma comprendido en un elemento octagonal alargado y una lamina de separación perpendicular a este, que deja una abertura entre los dos elementos, que permite internamente, el paso del liquido de un sector a otro
8- Un sistema prefabπcado de depuración biológica, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 5, caradeπzado por todos los elementos compleméntanos que componen el sistema de depuración biológica de las aguas residuales un diafragma mfeπor, una lamina de separación reducida, un elemento control de flujos modificado, y un distπbuidor de liquido de una sola pieza RESUMEN
El sistema prefabπcado de depuración biológica, es una instalación completa para la depuración de las aguas residuales domesticas, y se enmarca en el sector tecnológico de la construcción civil, específicamente en el campo de los sistemas para el tratamiento de las aguas negras, es un sistema muy versátil porque se puede utilizar en los diferentes tipos de construcción, desde una única casa de habitación, hasta condominios, edificios, enteras urbanizaciones, etc , con instalaciones unrtaπas o múltiples según sea la necesidad
El Sistema Prefabπcado de Depuración Biológica esta compuesto por dos unidades básicas que consisten en dos contenedores de dimensiones vaπables según el tipo, completos de todos sus elementos modulares, fondo, paredes y tapa, además de todos los elementos compleméntanos internos Todos los componentes tienen una forma que permite el fácil manejo, transporte, y ensamblaje, sin necesidad de maquinana especial o mano de obra calificada
El funcionamiento del sistema se puede explicar así en la pπmera unidad que es un Depurador Biológico Prefabπcado, Patente C R # 2540, y solicitud de patente EPO 98108512 9, con vanantes internas y externas para optimizar su funcionamiento, se efectúa la fase de depuración más importante, porqué las aguas negras vienen tratadas en tres fases sucesivas de fermentación | aeróbica, anaerobica y de decantación, con la posibilidad de recirculación interna de los fangos, el efluente del depurador entra en la segunda unidad donde viene repartido uniformemente por medio de un distπbuidor de liquido En esta unidad se completa la depuración por medio de la oxidación de las mateπas contaminantes gracias a la película bactenana que recubre el mateπal de relleno, puesto que aquí se efectúa una sucesiva fase de fermentación aeróbica y en parte anaerobica El efluente del sistema se puede verter en un cuerpo receptor sin necesidad de otros tratamientos
El sistema prefabncado de depuración biológica, como no produce fangos no necesita ni de mantenimiento ni de limpieza peπódica, y como no necesita de maquinaπa para su funcionamiento interno no tiene algún costo de ejercicio, y puesto que toda la instalación esta enterrada no tiene tampoco algún tipo de impacto ambiental
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