WO2013088179A1 - Bio-reactor modular - Google Patents

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WO2013088179A1
WO2013088179A1 PCT/GT2013/000001 GT2013000001W WO2013088179A1 WO 2013088179 A1 WO2013088179 A1 WO 2013088179A1 GT 2013000001 W GT2013000001 W GT 2013000001W WO 2013088179 A1 WO2013088179 A1 WO 2013088179A1
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modular
biogas
sludge
biorreactor
compartment
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PCT/GT2013/000001
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Alfonso HERNANDEZ OSPINA
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Hernandez Ospina Alfonso
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/02—Biological treatment
    • C02F11/04—Anaerobic treatment; Production of methane by such processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2203/00—Apparatus and plants for the biological treatment of water, waste water or sewage
    • C02F2203/008—Mobile apparatus and plants, e.g. mounted on a vehicle
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2209/00—Controlling or monitoring parameters in water treatment
    • C02F2209/42—Liquid level
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F2303/00—Specific treatment goals
    • C02F2303/10—Energy recovery
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies

Definitions

  • the utility model is related to domestic and industrial wastewater treatment systems with anaerobic reactors to facilitate, make construction and installation more practical and economical based on pre-designed modules and standardized modulated sizes with the use of lightweight and high-quality materials. Chemical resistance to the reactions present in anaerobic digestion.
  • the present utility model MODULAR BIORREACTOR consists of a prefabricated module whose function is a biological system for treatment of domestic anaerobic and / or industrial wastewater modular, built in high and / or low density polyethylene, polypropylene, PVC, fiberglass or any thermoplastic, either by rotational molding, extrusion or any prefabrication and / or welding technique for thermoplastics.
  • the MODULAR BIREREACTOR presents the following advances with respect to existing models: a.
  • the prefabricated MODULAR BIREREACTOR is light and easy to transport and install that uses very little space compared to traditional systems, leading to great savings in time and construction costs for the project builder and / or developer.
  • the MODULAR BIREREACTOR is pre-designed in several already standardized capacities that can be managed independently or by placing several MODULAR BIORREACTORS in parallel! Wastewater flows from: 0.02 to 20.0 Liters / Second or more.
  • the MODULAR BIREACTOR can be used in phases according to the growth of the project, improving the flow of funds.
  • the MODULAR BIREREACTOR pre-designed in several capacities, avoids high design, engineering and time costs since conventionally designed and constructed the systems of Wastewater treatment for each specific project on site becoming a treatment system in another additional project, in the case of the MODULAR BIORREACTOR it is only necessary to select one or several modules of pre-designed size according to the needs of the project.
  • thermoplastics guarantee a long life given their resistance to components such as hydrogen sulfide and carbon dioxide among others that are highly corrosive to other materials.
  • the MODULAR BIREREACTOR is easy to select for your application.
  • the MODULAR BIORREACTOR can be used in the industry for the treatment of industrial wastewater as a pilot or pilot-scale module and define large-scale investments in this field on a small scale, thereby having the certainty of the application.
  • THE MODULAR BIORREACTOR can be used as a main unit alone or complemented with other additional treatment systems such as extended aeration, percolating filters, chemical physical processes etc. According to the quality requirements of treated water to obtain.
  • the MODULAR BIORREACTOR contains the following components that as a whole present novelty: See attached plan, (1) a main container that integrates the following: (2) A system for feeding or entering wastewater to be treated as a flute at the bottom ( 3) a biological sludge deposit in its lower part, (4) purge or excess sludge disposal system (5) a compartment for the collection of or biogas separator, (6) internal sludge settler at the outlet of the clarified water at the top, (7) a clarified effluent collection system (8) biogas conduction system and biogas filtration (odor control), (10) tea for biogas burning; (11) sludge level measurement system; All of the above in a sealed container.
  • MODULAR BIREREACTOR is in all fields of domestic and industrial wastewater treatment which meet the appropriate characterization and biodegradability for their treatment with anaerobic systems and are in the following fields:

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

Sistema biológico para tratamiento de aguas residuales domésticas y/o industriales anaerobio modular prefabricado, completamente sellado, portátil, liviano de fácil transporte e instalación que ocupa muy poco espacio y puede ser instalado en varios módulos en paralelo para proyectos que sobrepasen su capacidad modular individual, los módulos pueden ser de varios tamaños y capacidades; El sistema cuenta con los siguientes componentes: Modulo contenedor prefabricado, sistema de alimentación tipo flauta, la alimentación al componente puede ser por bombeo o por gravedad, la flauta de alimentación sirve también para purga de lodos y limpieza del mismo, mediante la operación de una válvula de descarga; cuenta con un compartimiento de lodos; un sistema captador de biogas, un sistema de sedimentador de lodos interno y sistema de captación de efluente clarificado tipo corona, todos los anteriores integrados en una campana cónica; cuenta con sistema de manejo de biogas y filtrado de olores; cuenta con sistema para medición y control de nivel de lodos, el cual también sirve para muestreo del mismo; todo lo anterior en un contenedor sellado o BIO-REACTOR MODULAR, el cual puede ser de sección circular, cuadrado o rectangular. Con este sistema se logran remociones de contaminación entre el 75 y 85% en aguas residuales domésticas y para el caso de las industríale de orden similar, dependiendo del tipo de agua residual a tratar, sin necesidad de utilizar energía eléctrica.

Description

DESCRIPCIÓN
BIORREACTO MODULAR
El modelo de utilidad está relacionado con los sistemas de tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales con reactores anaerobios para facilitar, hacer más práctica y económica su construcción e instalación con base en módulos prediseñados y tamaños modulados estandarizados con la utilización de materiales livianos y de alta resistencia química a las reacciones presentes en la digestión anaerobia.
Normalmente cuando se trata de sistemas de tratamiento de aguas residuales estos se diseñan y construyen "a medida" conforme a los requerimientos del proyecto en sí independientemente de la tecnología empleada, conllevando con ello altos costos en ingeniería, diseño y construcción dado que no hay una estandarización de los mismos en su método constructivo en el área de los reactores anaerobios (prefabricados y modulares) que normalmente se construyen en sitio, usando una diversidad muy amplia de materiales y métodos constructivos acorde a la experiencia de cada ingeniero involucrado en el proyecto.
El presente modelo de utilidad BIORREACTOR MODULAR consiste en un módulo prefabricado cuya función es un sistema biológico para tratamiento de aguas residuales domésticas y/o industriales anaerobio modular, construido en polietileno de alta y/o baja densidad, polipropileno, PVC, fibra de vidrio o cualesquiera termoplástico, ya sea por rotomoldeo, extrusión o cualquier técnica de prefabricación y/o soldadura para termoplásticos.
El BIORREACTOR MODULAR presenta los siguientes adelantos respecto a los modelos existentes: a. El BIORREACTOR MODULAR prefabricado es liviano y de fácil transporte e instalación que utiliza muy poco espacio comparado con los sistemas tradicionales, conllevando un gran ahorro en tiempo y costos de obra para el constructor y/o desabollador del proyecto.
b. El BIORREACTOR MODULAR esta prediseñado en varias capacidades ya estandarizadas que pueden manejar independientemente o colocando varios BIORREACTORES MODULARES en paralelo,! caudales de aguas residuales desde: 0.02 a 20.0 Litros/Segundo o más.
c. Dado lo expresado en el literal anterior, el BIORREACTOR MODULAR puede ser utilizado por fases acorde al crecimiento del proyecto mejorando el flujo de fondos de los mismos.
d. El BIORREACTOR MODULAR prediseñado en varias capacidades, evita altos costos de diseño, ingeniería y tiempo dado que convencionalmente, se diseñan y construyen los sistemas de tratamiento de aguas residuales para cada proyecto específico en sitio convirtiéndose en sistema de tratamiento en otro proyecto adicional, para el caso del BIORREACTOR MODULAR solo es necesario seleccionar uno o varios módulos de tamaño prediseñado acorde a las necesidades del proyecto.
e. Los materiales de fabricación del BIORREACTOR MODULAR es decir, los termoplásticos garantizan una larga vida dada su resistencia a los componentes como ácido sulfhídrico y dióxido de carbono entre otros que son altamente corrosivos para otros materiales.
f. El BIORREACTOR MODULAR es de fácil selección para su aplicación.
g. El BIORREACTOR MODULAR puede ser utilizado en la industria para el tratamiento de aguas residuales industriales como módulo piloto o a escala piloto y definir a pequeña escala grandes inversiones en este campo, teniendo con ello la certeza de la aplicación.
h. EL BIORREACTOR MODULAR, puede ser utilizado como unidad principal solo o complementado con otros sistemas de tratamiento adicionales como aireación extendida, filtros percoladores, procesos físico químicos etc. Acorde a los requerimientos de calidad de agua tratada a obtener.
El BIORREACTOR MODULAR contiene los siguientes componentes que en su conjunto presentan novedad: Ver plano adjunto, (1) un contenedor principal que integra lo siguiente: (2) Un sistema de alimentación o entrada de aguas residuales a tratar tipo flauta en la parte inferior (3) un depósito de lodos biológicos en su parte inferior, (4) sistema de purga o evacuación de exceso de lodos (5) un compartimiento para captación de o separador de biogás, (6) sedimentador de lodos interno a la salida del agua clarificada en la parte superior, (7) un sistema de captación de efluente clarificado (8) sistema de conducción de biogás y filtrado de biogás (control de olores), (10) tea para quemado de biogás; (11) sistema para medición de nivel de lodos; todo lo anterior en un contenedor sellado.
Las aplicaciones industriales del Modelo de Utilidad: BIORREACTOR MODULAR es en todos los campos de tratamiento de aguas residuales domésticas e industriales las cuales cumplan con la caracterización apropiada y de biodegradabilidad para el tratamiento de las mismas con sistemas anaerobios y son en los siguientes campos:
EN EL AREA DE LA CONSTRUCCIÓN:
• Construcción y/o urbanización de viviendas, lotificaciones nuevas o ya existentes.
• Edificios y centros comerciales
• Bodegas y ofibodegas
• Hospitales
• Colegios, universidades y/o instituciones educativas.
• Municipalidades (ciudades y/o comunidades rurales)
• Hoteles y centros vacacionales.
• Clubes privados y públicos.
• Instituciones gubernamentales
• Destacamentos militares o castrenses
• Empresas o industrias donde exista concentración de personas.
EN EL AREA INDUSTRIAL:
• Ingenios azucareros
• Industria láctea
• Industria de aceite de palma
• Industria de alimentos y bebidas
• Industria de licores y vinos
Entre otros. Es decir, en cualquier lugar donde el ser humano haga uso del recurso vital, el agua y genere contaminación de la misma.

Claims

REIVINDICACIONES BIO EACTOR MOLECULAR
1. BIORREACTOR MODULAR caracterizado por contar con los siguientes componentes: Ver plano adjunto, (1) un contenedor principal, (2) Un sistema de alimentación o entrada de aguas residuales a tratar tipo flauta en la parte inferior (3) un depósito de lodos biológicos en su parte inferior, (4) sistema de purga o evacuación de exceso de lodos (5) un compartimiento para captación de o separador de biogas, (6) sedimentador de lodos interno a la salida del agua clarificada en la parte superior, (7) un sistema de captación de efluente clarificado (8) sistema de conducción de biogas y filtrado de biogas (control de olores), (10) tea para quemado de biogas; (11) sistema para medición de nivel de lodos; todo lo anterior en un contenedor sellado construido en polietileno de alta y/o baja densidad, polipropileno, PVC, fibra de vidrio o cualesquiera termoplástico, ya sea por rotomoldeo, extrusión o cualquier técnica de prefabricación y/o soldadura para termoplasticos.
2. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1, los componentes (1) un contenedor principal, (3) un depósito de lodos biológicos en su parte inferior, (5) un compartimiento para captación de o separador de biogas, (6) sedimentador de lodos interno; los componentes (5) y (6) son integrados internamente en la parte superior de (1) contenedor principal y normalmente esta parte de (1) el contenedor principal es de una sección de diámetro menor que este, (7) un sistema de captación de efluente clarificado, construido en polietileno de alta y/o baja densidad, polipropileno, PVC, fibra de vidrio o cualesquiera termoplástico, ya sea por rotomoldeo, extrusión o cualquier técnica de fabricación y/o soldadura para termoplasticos, incluidos también el concreto o block con su debida protección interna, los cuales son materiales resistentes al ataque químico y están integrados en su totalidad como un solo componente.
3. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1, (3) un depósito de lodos biológicos en su parte inferior caracerizado por tener capacidad suficiente para retener el agua a tratar entre 6 a 12 horas.
4. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1. (2) Un sistema de alimentación o entrada de agua residuale a tratar tipo flauta en la parte Inferior que sirve como dostribuidor de flujo y para promover la agitación interna del lodo biológico.
5. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1. (4) sistema de purga o evacuación de exceso de lodos el cual opera mediante válvula, y puede ser independiente o una extensión de (2) sistema de alimentación.
6. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1. (5) un compartimiento para captación de o separador de biogas, el cual es de sección cónica la cual puede ser en posición normal o invertida, instalado en la parte interior superior de (1) contenedor principal.
7. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1. (6) sedimentador de lodos el cual es el la parte externa de (5) y sirve para conducir los lodos en exceso a (3) ) depósito de lodos biológicos.
8. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1, (7) un sistema de captación de efluente clarificado colocado en la parte superior de (5) compartimiento para captación de o separador de biogas y (6) sedimentador de lodos interno, el cual sirve para conducir al agua tratada al exterior del BIORREACTOR MODULAR, el (7) sistema de captación de efluente cuenta con una pantalla de flotantes y ranurado tipo corona para capar el flujo de manera uniforme alrededor de la sección.
9. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1, (8) sistema de conducción de biogas y filtrado de biogas (control de olores) instalado en la parte superior de (5) compartimiento para captación de o separador de biogas.
10. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1, cuenta con (10) tea para quemado de biogas el cual es captado en (5) compartimiento para captación de o separador de biogas y conducido en (8) sistema de conducción de biogas y filtrado de biogas.
11. BIORREACTOR MODULAR caracerizado por tener según la reivindicación 1, (11) sistema para medición de nivel de lodos; colocado a nivel inferior de (5) compartimiento para captación de o separador de biogas de operación por válvula de mueifheo puntual.
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