WO2013103289A1 - Rotor biológico de contacto de alta capacidad - Google Patents

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WO2013103289A1
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Valdes Simancas Farncisco Xavier
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    • C02F3/08—Aerobic processes using moving contact bodies
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • 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
    • Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage

Definitions

  • the present invention falls in the field of wastewater treatment; in general it relates to the means and devices used in wastewater treatment plants and more specifically it refers to the structure of a high capacity biological contact rotor, of the type of biological contact rotors for wastewater treatment for sanitation and for the reduction of the polluting organic load.
  • the rotors consist of a plastic medium fastened by means of a steel structure to a central axis that rotates constantly, so that the discs are submerged approximately 40% and the average is in intermittent contact with water and air .
  • Said steel structure defines a cylindrical armature with a rotating arrow driven by a motor and mounted on the top of a wastewater treatment tank; in said cylindrical reinforcement, half packets consisting of a biofilm support medium for the proliferation of bacteria are fixed or mounted.
  • the existing rotors use different elements such as PVC pipes, high density polyethylene sheets or polypropylene as a means of fixing the biofilm to form a disk that must be submerged in the water of a wastewater treatment tank up to 40% and average . It is in intermittent contact with water and air.
  • the optimal conditions are created for microorganisms to develop above the average that are capable of degrading the organic matter contained in the wastewater.
  • the optimal conditions are created for microorganisms to develop above the average forming a biofilm of up to 5mm that is capable of degrading matter organic contained in wastewater.
  • the existing rotors use different elements such as PVC pipes, high density polyethylene sheets or polypropylene as a means of fixing the biofilm, all this forming a disk.
  • the assembly of the rotors with encionales is carried out by means of structural members such as "CPS" channels, which are assembled at the construction site and its design consists of a simple arm to house each of the packages or sections of media, that is to say, for each end of the package an independent support arm is required; So the number of arms is equal to twice the number of packages to be placed.
  • the circular ring formed by the set of these arms is formed by structural members as independent "L" angles of the arms.
  • the rotor includes a polygonal shaft 18 in which support discs 29 are attached which include central axis elements 30 consisting of a circular flat plate 31 having a plurality of grooves 35 and a polygonal central hole 32 for embedding on the polygonal axis. 18.
  • Each of the support discs comprises a plurality of elongated bars 34 projecting from the slots 35 of the circular plate 31. The bars project radially and are secured at their outer end to a ring member 36 with welding.
  • Semicircular packages 41 are mounted between said support elements 29 comprising the outer rings 36, being said packages 41 joined through a plurality of elongated plastic rods in the outer zone 63 protruding in the outer part and a plurality of rods in the inner zone 64 protruding.
  • the outer support rods 63 are fixed to the elements 59 fixed in the outer ring 36; while the inner rods 64 project through the support element deeper in each section 'of the disk 36 inside.
  • Each end of the outer support rod 63 has a flexible coupling element 65 secured thereto.
  • a biological contact rotor comprising a tank, a shaft mounted to rotate in said tank, means for rotating said shaft and a plurality of frame assemblies.
  • the shaft has a plurality of rows of bayonet terminals.
  • each frame is adapted to secure a separate row of terminals, and is adapted to mount the contactor.
  • the axis comprises eyebrows for fixing a plurality of annular elements adapted to fix a plurality of "L" shaped radial arms that are joined together as by means of tension arms and said radial arms receive longitudinal braces that join packages to provide greater structural strength.
  • the "L" shaped radial arms do not have the same configuration, nor the same rotor structure nor structural arm assembly compared to the present invention.
  • Figures 7 and 8 also show semicircular packages 30 (means) formed by semicircular segments that are fixed through bolts 37 directly on the radial arms of the rotor; the semicircular segments have radial ribs that define cake-shaped segments 34a., 34b and 34c; but the body of the leaves of the packages remains semicircular, so that two semicircular packages are required to form the rotor disk and wherein said packages are fixed directly on the radial structural arms fixed on the axis of rotation.
  • semicircular packages 30 (means) formed by semicircular segments that are fixed through bolts 37 directly on the radial arms of the rotor; the semicircular segments have radial ribs that define cake-shaped segments 34a., 34b and 34c; but the body of the leaves of the packages remains semicircular, so that two semicircular packages are required to form the rotor disk and wherein said packages are fixed directly on the radial structural arms fixed on the axis of rotation.
  • each support assembly is screwed at its inner end to a radial eyebrow (43c, 44c) of the rotor shaft 25, and at its outer end at the respective ring 43a, 44a and are arranged in axial pairs along the axis 25 such that for each attached pair of support assemblies, these pairs of arms 43b, 44b are in an axial plane with their channels facing each other.
  • Each package 40 includes a large number of biomass support sheets 41, 42 (typically 50 or more) that are threaded through the tubes 45, 46, 47.
  • Each sheet 41, 42 has a groove 49 in shape surrounding the hole where he respective tube 45-47 is located and has diagonal ribs / grooves 50 to harden the plastic sheets and to separate the adjacent sheets.
  • the tubes 46 and 47 pass through the plurality of sheets 41, 42 in their upper part and are fixed directly on the circular rings 43a, 44a through the "U" shaped supports 52, likewise the tubes 45 are fixed directly on arms 43b, 44b.
  • Each tube 45 is sized so that the opposite ends slide into channels of a respective coplanar pair of arms 43b, 44b and a net plate 51 is provided in each channel.
  • the ends of the two tubes 46, 47 enter the circumference of the rings 43a, 44a and can be fixed there with a "U" shaped support 52.
  • the existing rotors have a structure that does not allow to accommodate a large number of socks and wastes a lot of space.
  • the installation of the rotor is slow and difficult, since it is carried out entirely in the field or if it is assembled and subsequently transported to the site, the transfer limits the size of the rotor (diameter and length).
  • the arrow is the structural member intended to support the entire load or weight of the entire system, such as the structural members, the polyethylene average, the biomass created during the biological process and all the other accessories like torn!
  • plates for "pie” or pie slices are also disclosed; but said plates are generally fixed with fixing means directly on the radial arms of the rotational axes of the rotors and on other transverse or diagonal arms or braces that join said radial arms and in other cases they are fixed directly on the outer rings and interiors of rotor support structures; such forms of fixation involve a number of operations, logistics, costs, handling and excessive maneuvers, among other difficulties that are manifested in transport and during installation; In addition to being individual components, lack of control is generated by having a large number of individual pieces at the construction site, which also requires a large work area that in many cases is not available.
  • the present invention is directed to a high capacity biological contact rotor for the treatment of wastewater, which allows a firm, stable, resistant and light armor; with a novel fixing system media packages; which also allows a higher density or concentration of average per linear meter, provides an alternative that allows improving the aerobic process of removal of contaminating organic load for optimal wastewater sanitation; which is achieved in a practical, economical and modular way.
  • the main objective of the present invention is to offer biological contact rotors (RBC) for wastewater treatment for sanitation and for the reduction of the polluting organic load, which offer a larger size to those manufactured in the market, since currently Systems using conventional Biological Contact Reactors (RBC) are 10,000 m 2 up to 16,000 m 2 on average per rotor. With the invention up to more than 45,000 m 2 on average per rotor are achieved; thus taking the principle of Biological Contact Reactor (RBC), in an economically viable way to large capacity plants, both in their initial investment and in their cost of operation.
  • RBC biological contact rotors
  • Another objective of the invention is to make said high capacity biological contact rotor available, where in addition all its components help the structure in general to absorb stress by behaving as a single rigid structure of much greater profile than the arrow alone.
  • Another objective of the invention is to make said high capacity biological contact rotor available, which also allows for uniform distribution of the load to all adjacent elements of the structure.
  • Another objective of the invention is that said biological contact reactor, in addition to allowing a higher density or concentration of average per linear meter, provides an alternative that allows improving the aerobic process of removal of contaminating organic load for optimal wastewater sanitation.
  • Another objective of the invention is that said biological contact reactor, also allows a self-assembly of the outer ring, distributes the load evenly to all adjacent elements of the structure and represents a system of assembly by sliding parts by means of high-strength structural arms.
  • said biological contact reactor also comprises structural single arms in the intermediate stages and decrease the amount of arms to the structure, and in turn that the arm geometry contributes to provide greater rigidity and resistance to the structure in general.
  • said biological contact reactor also allows its assembly to be fast and generate the structural rings in a fast, practical and efficient manner, which allows a greater tolerance in diameters without affecting its resistance and offering greater surface area of Contact.
  • Another objective of the invention is to allow said biological contact reactor, in addition to comprising a means fixing system that allows a pre-assembly of the media packages before being installed in the biological contact rotor to simplify the assembly of the average. by means of simple, practical and functional structural elements in their coupling in the rotor frame.
  • said biological contactor reactor also allows the generation of structurally self-stowable media packages, with the possibility of vertical storage, accessible lifting points and assembly accuracy through connections at strategic points.
  • Another objective of the invention is that said biological contact reactor, in addition, allows to remove, disassemble and exchange media packages individually from the rotor armature, in a fast, practical, functional way without having to disassemble or disassemble the entire structure of Biological contact rotor armature for aeration in wastewater treatment plants.
  • Another objective of the invention is that said biological contact reactor, in addition to being structurally simple, easy to assemble, without the need for specialized labor and without requiring difficult maneuvers for its installation.
  • the high capacity biological contact rotor for wastewater treatment for sanitation and for the reduction of the contaminating organic load in accordance with the present invention consists of a driving arrow that is housed in a large cylindrical tube larger diameter with a coating to prevent corrosion and with supports at the ends for placement in the wastewater treatment tank and for coupling a drive motor; said cylindrical tube comprises a plurality of annular collars distributed equidistant from each other along its longitudinal section, each annular collar adapted to receive fixedly a plurality of radially distributed structural arms; said structural arms have a substantially "T" shape that defines a vertical straight element having at least one horizontal straight element connected at its upper end defining the "T"; each of said horizontal straight elements being adapted to be fixed with fixing means to another horizontal straight element of an attached arm, the plurality of horizontal straight elements of attached arms defining a structural polygonal ring in each annular collar, supported by said plurality of elements vertical straight radially joined in each necklace
  • Said structural arms in the form of "T" distributed radially in each annular collar of the shaft are formed by a straight vertical element consisting of a structural steel beam in I type IPR steel formed by two skates joined to the center by a soul, defining two opposite vertical channels; and at its lower end they comprise a pair of dorsally opposite fixed plates that define a separation to embrace a portion of the annular collar where they are fixed with various fixing means; a perforated perpendicular plate is fixed in the lower part of each channel to the limit of the ends of said dorsally opposite fixed plates, to receive fixing means to fix the structure of the media packages; said horizontal straight elements in their preferred embodiment consist of folded "U” shaped sheet and plate elements fixed on the outer face of the corresponding skate at the upper end of each vertical straight element of the I-profile of said structural arms forming the " T "with welding or other joining means.
  • the fixing of said horizontal straight elements is made of edge and they comprise an end plate at each end with individual holes to receive fixing means to be fixed with other horizontal straight elements
  • each structural arm they also comprise, on the upper face, two perforated plates adapted to receive fixing means to fix the structure of the media packages.
  • the radially distributed structural arms that are fixed in the intermediate annular collars are partially different in their structure from the structural arms that are fixed in the extreme border collars; the radially distributed structural arms that are fixed in the intermediate annular collars being configured as described and the plurality of straight vertical elements of the structural arms that are radially fixed in the external collars of the rotor are configured, consisting of "U" profiles that define a vertical channel that will face the vertical channel of the vertical elements of the intermediate arms that define the intermediate polygonal rings, to facilitate the insertion and fixation of the interchangeable media packages. And it comprises the same configuration and elements at its lower end as the intermediate structural arms.
  • the plurality of polygonal hoops equidistant from each other are distributed throughout the longitudinal section of said cylindrical axis defining the structure of the rotor; two attached polygonal hoops are adapted to receive and fix packages or half sections.
  • Said media packages consist of a plurality of thermoformed polyethylene biomass support sheets, collinearly grouped and partially separated from each other, which comprise ribs on both sides to provide firmness and separate adjacent sheets; which are self-supporting with a support structure where biofilms are disposed that generate a greater contact and aeration surface for the proliferation of aerobic bacteria that allow digesting the contaminating organic load.
  • the straight vertical elements of the structural arms comprise laterally fixed at least one corrugated body inverted below the straight horizontal elements, projected diagonally towards the lower end, with individual holes adapted to receive fixing means. to fix the media packages at another point; In addition to serving as support means for external braces to stabilize the structure when the media packages are mounted.
  • the arms allow a self-assembly of the outer ring, distributes the load evenly to all the adjacent elements of the structure and represents an assembly system by means of sliding parts by means of the arm.
  • the rotor can have a diameter greater than 4.5 m, being able to be of a diameter of 5.5 m so it has a greater availability of contact area for the growth of bacteria per linear meter of arrow, that is, to provide the same contact area the requirement of space in the plant is smaller than the rotors with encionales and the length of the arrow can be shortened which represents a saving in material (steel) and less load for the motor-reducer.
  • Another advantage is the modular assembly that allows a simple and fast installation in the field.
  • said armor In addition to being adapted said armor so that each package of socks is independent and interchangeable, that is, it can be changed later if necessary without affecting the entire structure.
  • Said means of fixing packages of means for the assembly of the biological contact rotor of high capacity consists of a plurality of biomass support sheets grouped collinearly and partially separated from each other, which comprise ribs and / or grooves on one or both sides and in one or different directions to harden and separate the adjacent sheets; which are self-supported by a plurality of transverse support and fixation elements that penetrate said plurality of biomass support sheets through holes made in defined areas, which are joined at both ends in two "T" shaped structural elements. externally embracing the group of biomass support sheets defining together a package of media that can be installed and fixed through said "T" shaped structural elements between a pair of structural hoops attached to the armature of a biological rotor of Contact.
  • Said pairs of structural elements in the form of "T" externally embrace the group of biomass support sheets defining together a package of media.
  • each of said "T" shaped structural elements are formed by at least one horizontal straight arm fixed in its central portion at the upper end of a straight vertical arm.
  • said plurality of biomass support sheets are supported by tubes, bolts, rods or rods and preferably by galvanized carbon steel tubes or coated with another material of similar properties that cross said plurality of sheets transversely of biomass support through holes; two tubes being arranged through the upper area of said plurality of biomass support sheets and being fixed at their ends in an area close to the ends of a horizontal straight arm of two "T" shaped structural elements, and the two being arranged remaining tubes crossing the central zone and the lower zone of said plurality of sheets of Biomass support, looking at its ends in the central area and the lower area of a straight vertical arm of the structural elements in the form of "T".
  • Said horizontal and vertical straight arms that make up the "T" -shaped structural elements that externally embrace the group of biomass support sheets together defining a media package are preferably made of carbon steel sheet or other property material. Similar through processes such as punching, punching and bending, in the form of "U” that provide greater rigidity and resistance.
  • Said horizontal straight arm of said "T" shaped structural elements that externally embrace the group of biomass support sheets together defining a media package has a "U" shape and at each end they comprise a perpendicular end plate with a hole for receiving joining means to be fixed with the end of another horizontal straight arm of another attached structural element and when joining a plurality of "T" shaped structural elements define a media disk.
  • Said horizontal straight arm of said "T" shaped structural elements are arranged horizontally defining a transverse longitudinal channel defining an upper eyebrow and a lower eyebrow comprising two holes adapted to receive fixing means for fixing on the perforated plates of said horizontal straight elements of each structural arm of the structural rings of a reinforcement of a biological contact rotor.
  • Said vertical straight arm of said "T" shaped structural elements of the media packages comprise at its lower end a perpendicular end plate with a bore to receive a means of attachment for fixing said fixed perpendicular plates fixed at the bottom of each channel of said radial structural arms of the armature of a biological contact rotor.
  • said "T" shaped structural elements are adapted to be fixed laterally with other "T" shaped structural elements of similar media packages attached to form a media disk and comprising receiving elements of fixing means to be fixed in the radial structural arms of the corresponding structural rings of the biological contact rotor armature.
  • the rotor further comprises a plurality of joining elements between media packages, consisting of a plurality of inverted "U” shaped plates that are fixed with various fixing means by embracing portions of said horizontal straight arms of said "T" shaped structural elements that externally embrace the group of biomass support sheets defining together a package of media.
  • said carbon steel tubes coated to protect them against corrosion or other material of similar properties that cross said plurality of biomass support sheets through holes are hollow tubes that internally house a air volume and that are sealed at both ends by means of machined steel plugs with one or more blind threaded hole (s) normally of a diameter of 1.5875cm (5/8 ") 18-UNF.
  • the plug has the function of sealing the ends of the tube to ensure that there is no water seepage into the tube and the process of oxidation in the inner walls of the tube is accelerated.
  • the plug has a bevel of 2.38mm of 45 ° as well as the ends of the tube, so that at the time of assembly, the plugs and the ends of the tube form a "V" groove of 90 °, which favors a greater penetration of the material of the contribution and a better union between the tube and the cap, and which when functioning as a guide allows easy assembly and prevents the cap from scratching the inner wall of the tube.
  • It also has one or more blind threaded hole (s) normally of a diameter of 1.5875cm (5/8 ") that allows the consolidation in the" T "of sheets.
  • This blind hole is adapted to receive fixing means that fix the tubes to the corresponding ones horizontal and vertical straight arms of said "T" shaped structural elements that externally embrace the group of biomass support sheets defining together a package of media.
  • the effort per flexing moment (equation 1) is a function of the flexing moment (M), the height of the central axis at the external edges (c) ' and the moment of inertia of that of the cross section (c).
  • Equation 2 is calculated knowing the applied load (W), the length between supports (L), the elastic modulus of the material (E) and the moment of Inertia (I).
  • the moment of inertia indicates the rigidity of an element, that is, its resistance to deflection to be when it is subjected to loads that tend to flex it.
  • the moment of inertia is denoted by the cross-sectional area with respect to the centroidal axis, thus it follows that if most of the area is placed away from the centroidal axis, the moment of inertia will tend to be high, and therefore, the effort and deflection of the element will decrease.
  • Figure 1 shows a conventional perspective of the drive shaft and cylindrical tube as the core of the rotor armature Biological contact for aeration in wastewater treatment plant, in accordance with the present invention.
  • Figure 2 shows a conventional perspective view of an intermediate structural arm modality as a modular unit for forming the polygonal rings of the biological contact rotor armature for aeration in a wastewater treatment plant, in accordance with the present invention.
  • Figure 3 shows a conventional perspective view of another modality of structural arm when it is at the end and forming the external polygonal rings of the contact biological rotor armature for aeration in wastewater treatment plant, in accordance with the present invention
  • Figure 4 shows a conventional perspective view of the biological contact rotor armature for aeration in a wastewater treatment plant, in accordance with the present invention, where the structural arms of Figures 2 and 3 are used.
  • Figure 5 illustrates a conventional perspective view of a pair of polygonal rings of the biological contact rotor armature for aeration in a wastewater treatment plant, as illustrated in Figure 4; illustrating a package or half for coupling.
  • Figure 6 shows an extreme side view of the biological contact rotor armature for aeration in a wastewater treatment plant, formed in accordance with Figures 2 to 5.
  • Figure 7 shows a front view of the biological contact rotor armature for aeration in a wastewater treatment plant, in accordance with Figure 6.
  • Figure 8 shows a conventional perspective view of a structural arm in another of its preferred embodiments and that can be used both in the intermediate zone and outside the rotor; as a modular unit for shaping the polygonal rings of the biological contact rotor reinforcement for aeration in a wastewater treatment plant, in accordance with the present invention.
  • Figure 9 illustrates a conventional perspective of the biological contact rotor assembled for aeration in wastewater treatment plant, according to Figures 1 and 8, using the structural arm of the modality shown in said figure 8.
  • Figure 10 shows an explosive of the stocking fixation system for assembling aeration rotor in plan of wastewater treatment, in a method of fixing the tubulars that pass through the biomass support sheets.
  • Figure 11 shows a conventional perspective view of a stocking package defined by the fixing system for aeration rotor assembly in a wastewater treatment plant, in accordance with Figure 10.
  • Figure 12 shows a front view of a stocking package defined by the fixing system for aeration rotor assembly in wastewater treatment plant, in accordance with figures 10 and 11.
  • Figure 13 shows a side view of a package of means defined by the system for fixing aeration rotor in a wastewater treatment plant, in accordance with Figures 10 to 12.
  • Figure 14 shows a conventional perspective view of a plurality of media packages joined together and connected to a pair of structural rings of the armature of a cylinder defining an average disk, in accordance with figures 10 to 13.
  • Figure 15 shows an explosive of the assembly structure of a media package for the biological contact rotor for aeration in wastewater treatment plant, in another method of fixing the tubes that cross the biomass support sheets.
  • Figure 16 shows a conventional perspective view of a stocking package defined by the fixing system for aeration rotor assembly in a wastewater treatment plant, in accordance with Figure 15.
  • Figure 17 illustrates a longitudinal section of a hollow tube used in the assembly of a group of biomass support sheets for a half package of the biological contact rotor, in accordance with the present invention.
  • Figure 17A shows a top perspective view of a plug of the ends of the hollow tubes shown in Figures 15 to 17.
  • Figure 17B shows a bottom perspective of a plug of the ends of the hollow tubes shown in Figures 15 to 17.
  • Figure 17C shows a top perspective with a cake cut of a plug of the ends of the hollow tubes shown in Figures 15 to 17.
  • Figure 17D shows a lower perspective with a section of cake of a plug of the ends of the hollow tubes shown in figures 15 to 17.
  • Figure 18 shows a conventional perspective of a pair of rings of the biological contact rotor according to Figures 8, 9 and 15 to 17D, illustrating the placement of a stocking package.
  • Figure 1 19 shows a front view of the union of a T-shaped structural element of a media package illustrated in Figure 16, fixed in one of the structural arms of the biological contact rotor, in accordance with the present invention .
  • Figure 20 illustrates a conventional perspective of the assembled rotor armature, in the absence of the biomass support sheets of the media packages, according to Figures 1, 8, 9, 15 to 17 D.
  • Figure 21 shows a conventional perspective of the detail "A" shown in Figure 20 of the armature of the biological contact rotor, illustrating the reinforced joint between the horizontal straight arms and the "T" shaped structural elements that form the media packages
  • the rotor is composed of a drive shaft 1 that is housed in a cylindrical tube 2 of much larger diameter with a coating to prevent corrosion and with supports at the ends 3 for placement in the treatment tank. wastewater and for its coupling a drive motor (not shown); said cylindrical tube 2 comprises a plurality of intermediate annular collars 4 distributed equidistant from each other along its longitudinal section and two annular border collars at the ends 4a, each annular collar adapted to receive a plurality of radially distributed structural arms (see figures 2 to 4); using fixing means (not shown) that are passed through holes made in said collars to radially fix said structural arms.
  • the rotor armor Biological contact of high capacity for aeration in wastewater treatment plant then comprises the core as illustrated and described in Figure 1 in whose cylindrical tube 2 the plurality of intermediate collars 4 that receive a plurality of structural arms 5 is fixed (see fig. 2) radially distributed and the annular end border collars 4a radially receiving the plurality of external structural arms 5a (see fig. 3).
  • said intermediate structural arms 5 have a substantially "T" shape defining a straight vertical element 6 having two horizontal straight elements 7 and 8 attached at its upper end defining the "T"; each of said horizontal straight elements 7 and 8 being adapted to be fixed with fixing means to another horizontal straight element of an attached arm, defining the plurality of horizontal straight elements of attached arms joined together a structural polygonal ring 9 (see fig. 4) in each intermediate annular collar 4, supported by said plurality of vertical straight elements 6 radially connected in each intermediate collar 4.
  • said external structural arms 5a have a substantially "T" shape defining a straight vertical element 6a that has a single straight horizontal element 10 at its upper end defining the "T"; each one of said straight elements attached straight vertical 6a ' , defining an external structural polygonal ring 11 (see fig. 4) on each annular end border collar 4a.
  • the structural arms 5 that are fixed in the intermediate collars 4 are formed by a straight vertical element 6 consisting of a structural steel I-beam of IPR type steel formed by two skates 14 connected to the center by a soul 15 defining two opposite vertical channels 16, 17, wherein said opposite vertical channels 16, 17 of the vertical elements 6 of opposite structural arms of said attached polygonal rings serve as a guide for slide the fixing structure of the interchangeable 12-media packages or sections (see figure 5).
  • Each of said vertical straight elements 6 comprises at its lower end a pair of dorsally opposite fixed plates 18, 19, which define a separation to embrace a portion of the annular collar 4 (see figure 5) where these are fixed with various fixing means (not shown).
  • each structural arm 5 further comprise on the upper face two perforated plates 22 adapted to receive fixing means (not shown) to fix the structure (not shown) of the average packages 12 (see figure 5 ).
  • the upright vertical elements 6a structural arms 5a are fixed radially on collars external border 4a of the rotor, to define the outer polygonal rings 11, consist of profiles "U" defining a vertical channel 23 that will face the vertical channel 16 or 17 of the vertical elements 6 of the intermediate arms 5 defining the intermediate polygonal rings 9, to facilitate the insertion and fixation of the interchangeable media packages 12.
  • a recess is comprised where a single straight horizontal element 10, which is formed by elements of sheet and bent plate, is fixed with welding or other joining means in fixed "U" form hugging the upper end of the straight vertical element 6a and comprising an end plate 20 with individual holes 21 to receive fixing means (not shown) to be fixed with other attached horizontal straight elements 10 of attached arms 5a of the same configuration to define the external polygonal rings 11 (see figures 4 and 5).
  • Said horizontal straight elements 10 of each structural arm 5a further comprise on the upper face two perforated plates 26 adapted to receive fixing means (not shown) to fix the structure (not shown) of the average packages 12 (see figure 4).
  • the plurality of intermediate polygonal rings 9 are distributed equidistant from each other throughout the longitudinal section of said cylindrical axis 2 defining the structure of the rotor; two attached polygonal rings (in figure 5 external polygonal ring 11 and an intermediate polygonal ring 9) being adapted to receive and fix packages or middle sections 12 consisting of a defined amount of thermoformed polyethylene sheets 13 (see figure 5) self-supporting with a support structure (not shown) where biofilms are arranged, which generate a greater contact and aeration surface for the proliferation of aerobic bacteria that allow digesting the contaminating organic load.
  • the packages of socks are inserted radially between each pair of polygonal hoops attached, inserting and fixing a package for each structural arm, filling the entire rotor armor.
  • FIGs 8 and 9 show another embodiment of the structural arms 5 that can be used both in the intermediate annular collars 4, and outer 4a (see fig.).
  • Said structural arms 5 has the similar configuration as those of Figure 2, whereby the same numerical references are used to indicate the same similar parts; however, they differ in that the horizontal straight elements 7 and 8 that are fixed at the upper end of the straight vertical element 6 defining the "T", are quadrangular.
  • the dorsally opposite fixed plates 18 and 19 at the end The bottom of the straight vertical element 6 defines a separation to embrace a portion of the annular collar 4 or 4a, where these are fixed with various fixing means; a perforated perpendicular plate 27 welded on plates 18 and 19 with a welded bolt 28 serving as a guide, which is fixed at the bottom of each channel to the limit of the ends of said dorsally opposite fixed plates, to receive means of fixation (not shown) to fix the structure of the 12 average packages.
  • Said horizontal straight elements 7 and 8 consist of quadrangular tubular fixed on the sides of said straight vertical elements 6, and comprising a high strength plate 29 fixed at the ends of the straight horizontal elements 15 7 and 8.
  • Said plate 29 is designed with two holes for water relief and for receiving fixing means (not shown) to be fixed with other horizontal straight elements 7 and 8 of attached arms of the same configuration to define the polygonal rings 30.
  • Said horizontal straight elements 7 and 8 of each structural arm 5 further comprise on the upper face two perforated plates 31 adapted to receive fixing means for fixing the structure of the media packages (see figure 19).
  • the plurality of polygonal rings 30 equidistant from each other are distributed over the entire longitudinal section of said cylindrical tube 2 defining the structure of the rotor; two attached polygonal rings 30 are adapted to receive and fix packages or sections of mean 12 (see figures 9, 18 and 19).
  • the fixing system of average packages 12 in this mode for the assembly of aeration rotors in a wastewater treatment plant, consists of a plurality of biomass support sheets 32 (see fig. 11) of polyethylene.
  • Said "T” shaped structural elements 40 externally embrace the group of biomass support sheets 32 as a whole defining an average package 12 that can be installed and fixed through said "T” shaped structural elements 40 between a pair of structural hoops attached to the armature of a biological contact rotor.
  • Said horizontal straight arms 39 and said vertical straight arms 41 that make up the "T" shaped structural elements 40 in this embodiment are preferably made of carbon steel sheet or other material of similar properties by processes such as punching, punching and folded, in the form of "U” that provide greater rigidity and resistance.
  • Said horizontal straight arm 39 of said "T" shaped structural elements 40 having a "U” shape comprise at each end a perpendicular end plate 42 with a bore 43 to receive joining means (not shown) to be fixed with the end of another horizontal straight arm 39 of another attached structural element and when joining a plurality of "T" shaped structural elements 40 define, a middle disk.
  • Said horizontal straight arm 39 of said "T" shaped structural elements 40 having a “U” shape are arranged horizontally defining a transverse longitudinal channel defining an upper eyebrow 44 and a lower eyebrow 45 comprising individual holes 46 adapted to receive fixing means (not shown) to be fixed in the structural rings of an armature of a biological contact rotor (not shown).
  • Said vertical straight arm 41 of said "T" shaped elements 40 having a “U” shape comprise at its lower end a perpendicular end plate 47 with a bore 48 to receive a joining means (not shown) for be fixed in radial structural arms of the armature of a biological contact rotor (not shown).
  • FIG. 12 showing a front view of a stocking package defined by the fixing system for aeration rotor assembly in a wastewater treatment plant, in accordance with the present invention.
  • one of the "T" shaped structural elements 40 that embraces the plurality of biomass support sheets 32 with galvanized carbon steel tubes 34, 35, 36 and 37 that cross transversely said plurality of sheets is seen of biomass support 32 through corresponding holes that are fixed in said horizontal straight arm 39 and in said vertical straight arm 41, defining a package of average 12.
  • FIG. 13 A side view of a stocking package 12 defined by the fixing system for aeration rotor assembly in a wastewater treatment plant, in accordance with the present invention is shown in Figure 13; showing the elements as already described in figures 10 to 12; the separation of the plurality of biomass support sheets 32 is merely illustrative; this can be narrower or even, the sheets can be in contact with each other, where the ribs 33 (see figure 11) allow the generation of spaces for aeration.
  • Figure 14 shows a conventional perspective of a plurality of media packages 12 joined together and connected to a pair of structural rings 11 and 9 ( Figures 4 and 5) of the rotor armature defining a disk of average 49; said plurality of media packages are arranged radially; where the horizontal straight arms 10, 7 and 8 of each structural element.
  • "T" shaped are fixed in the perimeter ring 11, 9 of the rotor armature and the end of the vertical straight arm (not shown) is fixed in the lower part of the radial structural arms 6, 6a of each polygonal ring 9 , 11 rotor rotor.
  • FIGs 15 and 16 show an explosive and an assembled perspective of the structure of Assembly of an average package for the biological contact rotor for aeration in a wastewater treatment plant, in accordance with the present invention.
  • the media packages 12 are configured as shown and described in Figures 10 and 12 and therefore the same numerical references are used to indicate the same parts; in this mode the fixing of tubes 34, 35, 36 and 37, the union with the structural element "T" 40 is carried out using a triangular ring cal.10 of self-locking 50 keeping the nut fixed, avoiding movements in the structure, providing greater resistance to the stocking package.
  • Said pair of structural elements in the form of "T" 40 externally embrace the group of biomass support sheets 32 defining together a package of average 12.
  • Said horizontal straight arms 39. and vertical 41 that make up the "T" shaped structural elements 40 that externally embrace the group of biomass support sheets 32, and which together define a mean package 12, are preferably made of sheet of carbon steel or other material of similar properties through processes such as punching, punching and bending, in the form of "U” that provide greater rigidity and resistance.
  • Said horizontal straight arm 39 of said elements "T" shaped structural 40 has a straight "U” shape and at each end they comprise a welded plate of greater resistance at the perpendicular end 42 drilled to receive joining means to be fixed with the end of another horizontal straight arm 39 of another structural element attached and by joining a plurality of structural elements in the form of "T" 40 define a disk ' on average.
  • Said horizontal straight arm 39 of said "T" shaped structural elements 40 are arranged horizontally defining a transverse longitudinal channel defining an upper eyebrow 44 and a lower eyebrow 45 comprising two holes 46 adapted to receive fixing means to be fixed in the drilled plates 31 of said horizontal straight elements 7 and 8 of each structural arm 5 (see figure 8).
  • Said vertical straight arm 41 of said "T" -shaped structural elements 40 of the middle packs 12, comprise at its lower end a perpendicular end plate 47 drilled with a stainless steel bushing 51, which can also be of a plastic material resistant, or of another material of similar properties, to any of the aforementioned, self-lubricated, and not subject to corrosion (see figure 15) that serves to receive joining means to fix said fixed perpendicular plate 27 fixed in the lower part of each arm structural 5 of the rotor structure (see figure 8).
  • said coated steel tubes (34, 35, 36 or 37) to protect them against corrosion or other material of similar properties that cross transversely said plurality of sheets 32 (see fig.
  • plugs 52 are attached to the ends of the tubes 34, 35, 36 or 37 by electric arc welding and subsequently welding is ground to give a polishing finish.
  • the finished piece prevents water leaks into the tubes, preventing the corrosion process through concentration cells to generate a shorter lifetime of the piece.
  • This method of sealing with the caps at the ends of the tube allows that at the time of rotating the rotor the buoyant force that is presented is equal to the volume displaced of air inside the tubes by the density of the residual water.
  • the caps 52 have the function of sealing the ends of the tube 34, 35, 36 or 37 to ensure that there are no water leaks into the tube and the oxidation process in the inner walls of the tube is accelerated.
  • the cap has a bevel 54 of 2.38mm of 45 ° like the ends of the tube, so that at At the time of assembly, the plugs 52 and the ends of the tube 34, 35, 36 or 37 form a groove in "V" 55 of 90 °, which favors a greater penetration of the material of the contribution and a better union between the tube and the plug
  • Said one or more blind threaded hole (s) 53 have a unique blind hole type design to prevent water from entering, which by operating as a guide allows easy assembly and prevents the plug from scratching the inner wall tube 34, 35, 36 or 37.
  • blind (s) 53 normally of a diameter of 1.5875cm (5/8 ") 18-UNF, allowing consolidation in J the "T" of sheets.
  • These blind hole (s) 53 are adapted to receive fixing means (not shown) that fix the tubes to the corresponding straight horizontal arms 39 and vertical 41 of said structural elements in the form of "T" 40 (see figures 15 and 16) externally embracing the group of biomass support sheets 32 defining a package of average 12 as a whole.
  • FIG. 18 showing a conventional perspective of a pair of polygonal rings 30 of the biological contact rotor, where the average packages 12 are inserted; the opposite vertical channels 16 and 17 of said radially distributed "T" structural arms 5 in each annular collar 4 (see fig. 1), serve as a guide for sliding the corresponding vertical straight arms 41 of the structural elements in the form of "T" 40 that externally embrace the group of biomass support sheets 32 defining a package as a whole, so that the Join fast, efficient and firm in multiple points.
  • the average packages 12 are fixed as follows:
  • the lower eyebrow 45 comprising two holes 46 (not shown in this view) of said horizontal straight arm 39 of said "T" shaped structural elements 40, is fixed with joining means in the perforated plates 31 of said horizontal straight elements 7 and 8 of each structural arm 5; furthermore, the perpendicular end plate 47 that integrates a stainless steel bushing 51, which can also be of a resistant plastic material, or of another material of similar properties, to any of the aforementioned, self-lubricated, and not subject to corrosion in said arm vertical straight 41 of said "T" shaped structural elements 40 of the average packages 12, receives joining means to be fixed in said perforated perpendicular plate 27 fixed in the lower part of each structural arm 5 of the rotor structure .
  • the assembled rotor armor in the absence of the biomass support sheets of the media packages for better illustration, shows at the ends of each structural element "T", a high strength plate 56 which serves for the resistant union
  • said high strength plates 56 are fixed at the lateral ends of the structural element of the "T", in order to reduce stresses in the structure of the average.

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Abstract

La presente invención está referida a un sistema de flecha/armadura para rotores de alta capacidad para tratamiento de aguas residuales para su saneamiento y para la disminución de la carga orgánica contaminante; del tipo conformado por una flecha motriz con soportes en los extremos y para su acoplamiento un motor impulsor, que comprende una pluralidad de collares anulares intermedios y dos collares anulares extremos distribuidos equidistantes entre sí, adaptados para recibir fijamente una pluralidad de brazos estructurales distribuidos radialmente, y con forma substancialmente de "T" que se unen entre sí para formar aros adaptados para recibir y fijar entre sí paquetes de media que constan de una pluralidad de hojas de soporte de biomasa auto soportadas. Además de contar con elementos que ayudan a la unión resistente con disminución de esfuerzos en la estructura de la T.

Description

ROTOR BIOLÓGICO DE CONTACTO DE ALTA CAPACIDAD
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención cae en el campo del tratamiento de aguas residuales; en lo general se relaciona con los medios y dispositivos usados en plantas de tratamiento de agua residual y más específicamente está referida a la estructura de un rotor biológico de contacto de alta capacidad, del tipo de rotores biológicos de contacto para tratamiento de aguas residuales para su saneamiento y para la disminución de la carga orgánica contaminante.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Los procesos biológicos tanto aerobios como anaerobios son ampliamente utilizados en el tratamiento de aguas residuales para su saneamiento; los procesos aerobios se realizan por lo general en la parte superior de tanques de tratamiento de aguas, en donde se requiere de aireadores que permitan airear el agua; para ello se emplean rotores biológicos de contacto (RBC) que en las primeras etapas realiza la degradación de la materia orgánica remanente del agua proveniente de un tratamiento anaerobio y en las últimas etapas permite el crecimiento de diferentes bacterias mirificantes {nitrosomas y nitrobacter) que convierten el nitrógeno amoniacal en nitritos y posteriormente en nitratos que se transformarán en nitrógeno gas en la zona anóxica. Los rotores consisten en un .medio de plástico sujetado por medio de una estructura de acero a un eje central que gira constantemente, de manera que los discos queden sumergidos aproximadamente un 40% y la media queda en contacto intermitente con el agua y con el aire. Dicha estructura de acero definen una armadura cilindrica con una flecha giratoria accionada por un motor y montados en la parte superior de un tanque de tratamiento de aguas residuales; en dicha armadura cilindrica se fijan o se montan paquetes de media que constan de un medio de soporte de biopelículas para la proliferación de bacterias. Los rotores existentes utilizan como medio de fijación de la biopelícula diferentes elementos como tubos de PVC, hojas de polietileno de alta densidad o polipropileno para conformar un disco que debe quedar sumergido en el agua de un tanque de tratamiento de aguas residuales hasta un 40% y la media . queda en contacto intermitente con el agua y con el aire. De esta manera se crean las condiciones óptimas para que se desarrollen microorganismos sobre la media que son capaces de degradar la materia orgánica contenida en el agua residual. De esta manera se crean las condiciones óptimas para que se desarrollen microorganismos sobre la media formando una biopelícula de hasta 5mm que es capaz de degradar la materia orgánica contenida en el agua residual. Los rotores existentes utilizan como medio de fijación de la biopelícula diferentes elementos como tubos de PVC, hojas de polietileno de alta densidad o polipropileno, todo esto formando un disco.
El problema de estos rotores con encionales es que en su armado la fijación de las medias se efectúa directamente sobre la estructura del aro mediante la fijación de elementos de acero que sostienen la media con ayuda de abrazaderas tipo "Ω" y tornillería, dejando fijas permanentemente en algunos casos las medias.
El armado de los rotores con encionales se lleva a cabo mediante miembros estructurales como canales "CPS", los cuales son armados en el lugar de la obra y su diseño consiste en un brazo simple para alojar cada uno de los paquetes o secciones de media, es decir, por cada extremo del paquete se requiere de un brazo de sujeción independiente; por lo que el número de brazos es igual al doble del número de paquetes a colocar. El aro circular formado por el conjunto de estos brazos es formado mediante miembros estructurales como ángulos "L" independientes de los brazos.
Además los diseños con encionales de los brazos tienen carencias respecto al alcance de instalación.
En el estado de la técnica se encontró la patente US4.385.987 de Charles M. McGinley, et al. otorgada el 31 de mayo de 1983, la cual divulga un aparato para el tratamiento de agua residual que incluye un ensamble de disco giratorio parcialmente sumergido en un tanque que contiene agua residual. El ensamble del disco incluye una pluralidad de discos no metálicos ligeros, cada disco comprende una pluralidad de secciones de disco similares. Discos adyacentes del ensamble de disco se acoplan entre si y cada disco tiene una configuración de superficie que coopera con la configuración de superficie disco adyacente próximo para definir, una pluralidad de pasajes concéntricos entre los discos. Una pluralidad de barras rígidas alargadas asegura el disco a través de juntas a un par de miembros de soporte de extremo circular y a los miembros de soporte intermedios circulares.
El rotor incluye un eje poligonal 18 en el que se fijan discos de soporte 29 que incluyen elementos centrales de eje 30 que constan de una placa plana circular 31 que tiene una pluralidad de ranuras 35 y un orificio central poligonal 32 para embonar sobre el eje poligonal 18. Cada uno de los discos de soporte comprende una pluralidad de barras alargadas 34 se proyectan desde las ranuras 35 de la placa circular 31. Las barras se proyectan radialmente y se aseguran en su extremo externo a un miembro de anillo 36 con soldadura.
Paquetes semicirculares 41 se montan entre dichos elementos de soporte 29 que comprenden los anillos 36 externos, estando dichos paquetes 41 unidos a través de una pluralidad de varillas de plástico alargada en la zona exterior 63 que sobresalen en la parte exterior y una pluralidad de varillas en la zona interior 64 que sobresale. Las varillas de apoyo exterior 63 se fijan en los elementos 59 fijos en el anillo exterior 36; mientras que las varillas interiores 64 se proyectan a través del elemento de apoyo más profundo en cada sección' del disco 36 interior. Cada extremo de las varilla de soporte exterior 63 tienen un elemento flexible de acoplamiento 65 asegurada al mismo.
Nuevamente se muestra que los paquetes se fijan exclusivamente con varillas que se fijan directamente en el anillo exterior 36 y en la placa plana circular interior 31; de modo que para poder desmontar un paquete intermedio, se debe desmontar toda la estructu ra" para poder desprender las varillas internas de la zona inferior. Además las operaciones de montar y desmontar son sumamente complicadas y requieren de mucha mano de obra. Se encontró también la patente US 4.444.658 de Robert W. Hankes y Lloyd H. Parker del 24 de abril de 1984 la cual divulga un rotor biológico de contacto que comprende un tanque, un eje montado para rotar en dicho tanque, medios para girar dicho eje y una pluralidad de ensambles de marcos. El eje tiene una pluralidad de filas de terminales de bayoneta. Cada marco está adaptado para asegurar a una fila separada de terminales, y está adaptada para montar el contactor. De acuerdo con la figura 3, el eje comprende cejas de fijación de una pluralidad de elementos anulares adaptados para fijar una pluralidad de brazos radiales en forma de "L" que se unen entre sí como por medio de brazos tensores y dichos brazos radiales reciben tirantes longitudinales que unen paquetes para brindar mayor resistencia estructural.
Sin embargo los brazos radiales en forma de "L" no tienen la misma configuración, ni la misma estructura del rotor ni armado de los brazos estructurales comparada con la presente invención.
En las figuras 7 y 8 se muestran también paquetes semicirculares 30 (medias) formados por segmentos semicirculares que se fijan a través de pernos 37 directamente en los brazos radiales del rotor; los segmentos semicirculares tiene nervaduras radiales que definen segmentos en forma de pastel 34a., 34b y 34c; pero el cuerpo de las hojas de los paquetes sigue siendo semicircular, de modo que se requieren dos paquetes semicirculares para formar el disco del rotor y en donde dichos paquetes se fijan directamente en los brazos estructurales radiales fijos en el eje de rotación.
Existen varias patentes donde se emplean segmentos de láminas o placas en forma de "pays" o rebanada de pastel para conformar las medias, para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales; pero en todos los casos, estos segmentos de laminas o placas en forma de "pays" se fijan directamente en los brazos estructurales dispuestos radialmente en los rotores y/o en los brazos o tirantes que unen dichos brazos radiales en sus extremos, de modo que cuando se requiere cambiar las medias, se debe desensamblar toda la estructura del rotor, como en el caso de las patentes US4.149.972 y EP0366477A1.
Se encontró la patente US 4.692.241 de John L. Nicholson otorgada el 08 de septiembre de 1987 la cual divulga un rotor biológico para el tratamiento de biomasa en una planta de tratamiento de agua residual, dicho rotor comprende paquetes 40 que comprende hojas de soporte de biomasa 41 , 42, el paquete 40 está soportado entre ensambles de soporte 43, 44 cada uno de los cuales comprende un anillo circular 43a, 44a y un número de brazos en forma de canal 43b, 44b. Los brazos de cada ensamble de soporte están atornilladas en su extremo interno a una ceja radial (43c, 44c) del eje 25 del rotor, y en su extremo externo en el anillo respectivo 43a, 44a y se disponen en pares axiales a lo largo del eje 25 tal que para cada par adjunto de ensambles de soporte, estos pares de brazos 43b, 44b que se encuentran en un plano axial con sus canales confrontados.
Cada paquete 40 incluyen un numero extenso de hojas de soporte de biomasa 41 , 42 (típicamente 50 o más) que son roscadas a través de los tubos 45, 46, 47. Cada hoja 41, 42 tiene una hendidura 49 en forma rodeando el orificio donde el tubo respectivo 45-47 se localiza y tiene nervaduras/ranuras 50 diagonales para endurecer las hojas de plástico y para separar las hojas adyacentes. Los tubos 46 y 47 atraviesan la pluralidad de hojas 41 , 42 en su parte superior y se fijan directamente en los anillos circulares 43a, 44a a través de los soporte en forma de "U" 52, así mismo los tubos 45 se fijan directamente en los brazos 43b, 44b. Esta forma de fijación de estos paquetes de medias hace que cuando se tengan que intercambiar o para ofrecer mantenimiento a éstas, se deban desmontar todos los paquetes de media, lo que implica muchos inconvenientes en cuanto a maniobras, costos, mano de obra, manejo, etc.
Cada tubo 45 esta dimensionado para que los extremos opuestos se deslicen dentro de canales de un par coplanar respectivo de brazos 43b, 44b y una placa red 51 se provee en cada canal. Los extremos de los dos tubos 46, 47 entran en la circunferencia de los anillos 43a, 44a y pueden fijarse ahí con un soporte en forma de "U" 52.
Otros documentos relacionados son los documentos US4608162, EP0366477, MX/a/2008/005486, MX167652, MX9404071, MX185983, los cuales se citan solo como referencia de estructuras de rotores de construcciones similares, en donde se emplean brazos estructurales en forma de "L", en forma de "T" o en forma de "U"; pero que en ninguno de ellos se exhibe, muestra o sugiere un brazo estructural de soporte para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de agua residual como el de la presente invención.
Los rotores existentes presentan una estructura que no permite alojar gran número de medias y desperdicia mucho espacio. Además la instalación del rotor es lenta y difícil, ya que se realiza totalmente en campo o en caso que se arme y posteriormente se transporte a la obra el traslado limita el tamaño del rotor (diámetro y longitud).
Dentro del rotor biológico de contacto (RBC), la flecha es el miembro estructural destinado a soportar toda la carga o peso de todo el sistema como lo son, los miembros estructurales, la media de polietileno, la biomasa creada durante el proceso biológico y todos los demás accesorios como torn ¡Hería y remaches.
Al diseñar un eje de un rotor biológico de contacto, se tiene en mente que este componente sea lo suficientemente resistente pero a la vez se debe optimizar el diseño de tal forma que el peso no incremente y no añada más peso a la estructura. Es decir, el problema es reducir el peso de la flecha sin sacrificar la resistencia a la carga. Para ello se hace necesario una estructura de la armadura de rotor óptima y un sistema de fijación óptimo de los diversos elementos de la estructura del rotor a fin de evitar deformaciones por flexión y/o deflexión por efecto de la carga generada por la propia estructura del rotor, la media de polietileno montada en el rotor, la biomasa creada durante el proceso biológico y todos los demás accesorios como tornillería y remaches.
En los documentos citados también se divulgan placas para medias en forma de "pay" o rebanada de pastel; pero dichas placas generalmente se fijan con medios de fijación directamente en los brazos radiales de los ejes de giro de los rotores y en otros brazos trans ersales o diagonales o tirantes que unen dichos brazos radiales y en otros casos se fijan directamente en ios anillos exteriores e interiores de las estructuras de soporte del rotor; tales formas de fijación implican un sin número de operaciones, logística, costos, manejo y maniobras excesivas, entre otras dificultadas que se manifiestan en el transporte y durante la instalación; además al tratarse de componentes individuales se genera descontrol por tener una gran cantidad de piezas individuales en el lugar de la obra, lo que también demanda una amplia zona de trabajo que en muchos casos no se dispone.
Por tal motivo la presente invención está dirigida a un rotor biológico de contacto de alta capacidad para el tratamiento de aguas residuales, que permita una armadura firme, estable, resistente y ligera; con un novedoso sistema de fijación de paquetes de media; lo que además permite una mayor densidad o concentración de media por metro lineal, brinda una alternativa que permite mejorar el proceso aerobio de remoción de carga orgánica contaminante para el saneamiento óptimo de aguas residuales; lo cual se logra de una forma práctica, económica y modular.
OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN
El objetivo principal de la presente invención es ofrecer rotores biológicos de contacto (RBC) para tratamiento de aguas residuales para su saneamiento y para la disminución de la carga orgánica contaminante, que ofrezcan un mayor tamaño a los fabricados en el mercado, ya que actualmente los sistemas que usan Reactores Biológicos de contacto (RBC) convencionales son de 10,000 m2 hasta 16,000 m2 de media por rotor. Con la invención se logran hasta más de 45,000 m2 de media por rotor; llevando así el principio de Reactor Biológico de Contacto (RBC), de manera económicamente viable a plantas de gran capacidad, tanto en su inversión inicial como en su costo de operación.
Otro objetivo de la invención es hacer disponible dicho rotor biológico de contacto de alta capacidad que además permita generar una armadura de rotor más resistente, liviana y fácil de ensamblar. Otro objetivo de la invención es hacer disponible dicho rotor biológico de contacto de alta capacidad, que además permita generar una estructura rígida donde todos sus componentes contribuyan a soportar toda la carga y a su vez su propio peso, siendo resistente a la flexión y/o deflexión .
Otro objetivo de la invención es hacer disponible dicho rotor biológico de contacto de alta capacidad, en donde además todos sus componentes ayuden a la estructura en general para absorber esfuerzos comportándose como una sola estructura rígida de mucho mayor perfil que la flecha por sí sola.
Otro objetivo de la invención es hacer disponible dicho rotor biológico de contacto de alta capacidad, que además permita la distribución uniforme de la carga hacia todos los elementos adyacentes de la estructura.
Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contacto, además permita una mayor densidad o concentración de media por metro lineal, brinde una alternativa que permite mejorar el proceso aerobio de remoción de carga orgánica contaminante para el saneamiento óptimo de aguas residuales.
Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contacto, además permita un autoensamble del aro exterior, distribuya la carga uniformemente hacia todos los elementos adyacentes de la estructura y represente un sistema de ensamble mediante piezas deslizantes por medio de brazos estructurales de alta resistencia.
Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contacto, además comprenda brazos únicos estructurales en las etapas intermedias y disminuir la cantidad de brazos a la estructura, y a su vez que la geometría del brazo contribuya a brindar mayor rigidez y resistencia a la estructura en general. Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contacto, además permita que su ensamble sea rápido y genere los aros estructurales de una manera rápida, práctica y eficiente, que permita una tolerancia mayor en diámetros sin afectar su resistencia y ofreciendo mayor superficie de contacto.
Otro objetivo de la invención es permitir que dicho reactor biológico de contacto, además comprenda un sistema de fijación de medias que permita un pre-ensamble de los paquetes de media antes de su instalación en el rotor biológico de contacto para simplificar el ensamble de la media por medio de elementos estructurales sencillos, prácticos y funcionales en su acoplamiento en la armadura de rotores.
Otro objetivo de la invención es permitir que dicho reactor biológico de contacto, además permita simplificar la logística, el manejo e instalación de los paquetes de medias en la armadura de rotores biológicos de contacto. Otro objetivo de la invención es permitir que dicho reactor biológico de contacto, permita que los paquetes de media sean de fácil manejo en su transporte e instalación, y que brinden mayor rigidez a la estructura, haciendo más segura en su manejo, maniobra e instalación.
Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contactor, además permita generar paquetes de media estructuralmente auto-estibables, con la posibilidad de almacenamiento vertical, puntos accesibles de izaje y exactitud del ensamble mediante conexiones en puntos estratégicos.
Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contacto, además permita retirar, desmontar e intercambiar paquetes de media individualmente desde la armadura de los rotores, de una manera rápida, práctica, funcional sin tener que desarmar, ni desmontar toda la estructura de la armadura del rotor biológico de contacto para aireación en plantas de tratamiento de aguas residuales.
Otro objetivo de la invención es que dicho reactor biológico de contacto, además sea estructuralmente simple, de fácil armado, sin necesidad de mano de obra especializada y sin requerir maniobras difíciles para su instalación.
Y todas aquellas cualidades y objetivos que se harán aparentes al realizar una descripción general y detallada de la presente invención apoyados en las modalidades ¡lustradas.
BREVE DESCRIPCIÓN DEL INVENTO
De manera general, el rotor biológico de contacto de alta capacidad para tratamiento de aguas residuales para su saneamiento y para la disminución de la carga orgánica contaminante, de conformidad con la presente invención consta de una flecha motriz que se aloja en un tubo cilindrico de mucho mayor diámetro con un recubrimiento para evitar corrosión y con soportes en los extremos para su colocación en el tanque de tratamiento de aguas residuales y para su acoplamiento un motor impulsor; dicho tubo cilindrico comprende una pluralidad de collares anulares distribuidos equidistantes entre sí a lo largo de su sección longitudinal, adaptado cada collar anular para recibir fijamente una pluralidad de brazos estructurales distribuidos radialmente; dichos brazos estructurales tienen una forma substancialmente de "T" que define un elemento recto vertical que tiene unido en su extremo superior al menos un elemento recto horizontales definiendo la "T"; cada uno de dichos elementos rectos horizontales estando adaptados para fijarse con medios de fijación a otro elemento recto horizontal de un brazo adjunto, definiendo la pluralidad de elementos rectos horizontales de brazos adjuntos un aro poligonal estructural en cada collar anular, soportados por dicha pluralidad de elementos rectos verticales unidos radialmente en cada collar.
Dichos brazos estructurales en forma de "T" distribuidos radialmente en cada collar anular del eje, se conforman por un elemento vertical recto que consiste en una viga de acero estructural en I de acero tipo IPR conformada por dos patines unidos al centro por una alma, definiendo dos canales verticales opuestos; y en su extremo inferior comprenden un par de placas fijas dorsalmente opuestas que definen una separación para abrazar una porción del collar anular donde estas se fijan con medios de fijación diversos; una placa perpendicular barrenada se fija en la parte baja de cada canal al límite de los extremos de dichas placas fijas dorsalmente opuestas, para recibir medios de fijación para fijar la estructura de los paquetes de media; dichos elementos rectos horizontales en su modalidad preferida consisten en elementos de lámina y placa doblada en forma de "U" fijos en la cara externa del patín correspondiente en el extremo superior de cada elemento recto vertical del perfil en I de dichos brazos estructurales formando la "T" con soldadura u otros medios de unión. La fijación de dichos elementos rectos horizontales se hace de canto y comprenden una placa extrema en cada extremo con sendos barrenos para recibir medios de fijación para fijarse con otros elementos rectos horizontales de brazos adjuntos de la misma configuración para definir los aros poligonales.
Dichos elementos rectos horizontales de cada brazo estructural comprenden además, en la cara superior sendas placas barrenadas adaptadas para recibir medios de fijación para fijar la estructura de los paquetes de media. En una de las modalidades de la invención los brazos estructurales distribuidos radialmente que se fijan en los collares anulares intermedios son diferentes parcialmente en su estructura con respecto de los brazos estructurales que se fijan en los collares frontera extremos; estando configurados los brazos estructurales distribuidos radialmente que se fijan en los collares anulares intermedios como se ha descrito y la pluralidad de elementos verticales rectos de los brazos estructurales que se fijan radialmente en los collares externos del rotor, consisten en perfiles en "U" que definen un canal vertical que quedará haciendo frente con el canal vertical de los elementos verticales de los brazos intermedios que definen los aros poligonales intermedios, para facilitar la inserción y fijación de los paquetes de media intercambiables. Y que comprende la misma configuración y elementos en su extremo inferior que los brazos estructurales intermedios.
La pluralidad de aros poligonales adjuntos equidistantes entre si se distribuyen en toda la sección longitudinal de dicho eje cilindrico definiendo la estructura del rotor; estando adaptados dos aros poligonales adjuntos para recibir y fijar paquetes o secpiones de media. Dichos paquetes de media constan de una pluralidad de hojas de soporte de biomasa de polietileno termoformadas, agrupadas colinealmente y parcialmente separadas entre sí, que comprenden nervaduras en ambas caras para proporcionar firmeza y separar las hojas adyacentes; las cuales están autosoportadas con una estructura de soporte donde se disponen biopelículas que generan una mayor superficie de contacto y aeración para la proliferación de bacterias aerobias que permiten digerir la carga orgánica contaminante.
En otra de las modalidades de la invención los elementos verticales rectos de los brazos estructurales comprenden fijos lateralmente al menos un cuerpo acanalado invertido por debajo de los elementos horizontales rectos, proyectado diagonalmente hacia el extremo inferior, con sendos barrenos adaptados para recibir medios de, fijación para fijar en otro punto los paquetes de media; además de fungir como medios de apoyo de tirantes externos para estabilizar la estructura cuando se montan los paquetes de media.
Los brazos permiten un autoensamble del aro exterior, distribuye la carga uniformemente hacia todos los elementos adyacentes de la estructura y representa un sistema de ensamble mediante piezas deslizantes por medio del brazo.
Con esta armadura y con la configuración y diseño de los brazos y aros poligonales, el rotor puede tener un diámetro mayor a 4.5 m, pudiendo ser de un diámetro de 5.5 m por lo que presenta una mayor disponibilidad de área de contacto para el crecimiento de bacterias por metro lineal de flecha, es decir, para proporcionar la misma área de contacto el requerimiento de espacio en la planta es menor que los rotores con encionales y se puede acortar el largo de la flecha lo cual representa un ahorro en material (acero) y menos carga para el moto-reductor.
Otra de las ventajas es el armado modular que permite una instalación sencilla y rápida en campo. Además de estar adaptada dicha armadura para que cada paquete de medias sea independiente e intercambiable, es decir, puede cambiarse posteriormente en caso de ser necesario sin afectar la estructura completa.
Dicho sistema de fijación de paquetes de media para el armado del rotor biológico de contacto de alta capacidad, de conformidad con la presente invención, consiste en una pluralidad de hojas de soporte de biomasa agrupadas colinealmente y parcialmente separadas entre si, que comprenden nervaduras y/o ranuras en una o ambas caras y en uno o diferentes sentidos para endurecer y separar las hojas adyacentes; las cuales están autosoportadas por una pluralidad de elementos de soporte y fijación transversales que penetran dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa a través de orificios practicados en zonas definidas, los cuales se unen en ambos extremos en dos elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media que puede instalarse y fijarse a través de dichos elementos estructurales en forma de "T" entre un par de aros estructurales adjuntos de la armadura de un rotor biológico de contacto.
Dichos pares de elementos estructurales en forma de "T", abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media.
En la modalidad preferida de la invención cada uno de dichos elementos estructurales en forma de "T" están conformados por al menos un brazo recto horizontal fijo en su porción central en el extremo superior de un brazo vertical recto.
En la modalidad preferida de la invención, dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa está soportadas por tubos, pernos, varillas o barras y preferiblemente por tubos de acero al carbón galvanizados o recubiertos de otro material de propiedades similares que atraviesan transversalmente dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa a través de orificios; estando dispuesto dos tubos atravesando la zona superior de dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa y fijándose en sus extremos en una zona próxima a los extremos de un brazo recto horizontal de dos elementos estructurales en forma de "T", y estando dispuesto los dos tubos restantes atravesando la zona central y la zona inferior de dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa, fijándose en sus extremos en la zona central y la zona inferior de un brazo recto vertical de los elementos estructurales en forma de "T". Dichos brazos rectos horizontales y verticales que conforman los elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media, están fabricados preferiblemente en lámina de acero al carbón u otro material de propiedades similares mediante procesos como el punzonado, troquelado y doblado, en forma de "U" que le brindan mayor rigidez y resistencia.
Dicho brazo recto horizontal de dichos elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media, tiene una forma de "U" y en cada extremo comprenden una placa extrema perpendicular con un barreno para recibir medios de unión para fijarse con el extremo de otro brazo recto horizontal de otro elemento estructural adjunto y al unirse una pluralidad de elementos estructurales en forma de "T" definen un disco de media.
Dicho brazo recto horizontal de dichos elementos estructurales en forma de "T" se disponen horizontalmente definiendo un canal longitudinal transversal que define una ceja superior y una ceja inferior que comprende sendos barrenos adaptados para recibir medios de fijación para fijarse en las placas barrenadas de dichos elementos rectos horizontales de cada brazo estructural de los aros estructurales de una armadura de un rotor biológico de contacto.
Dicho brazo recto vertical de dichos elementos estructurales en forma de "T" de los paquetes de media, comprenden en su extremo inferior una placa extrema perpendicular con un barreno para recibir un medio de unión para fijar dichas placas perpendiculares barrenadas fijas en la parte baja de cada canal de dichos brazos estructurales radiales de la armadura de un rotor biológico de contacto.
En donde dichos canales verticales opuestos de dichos brazos estructurales en forma de "T" distribuidos rádialmente en cada collar anular del eje, sirven de guía para deslizar los correspondientes brazos rectos verticales los elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media, de modo que el ensamble sea rápido, eficiente y firme en múltiples puntos.
En donde dichos elementos estructurales en forma de "T" están adaptados para fijarse lateralmente con otros elementos estructurales en forma de "T" de paquetes de media similares adjuntos para conformar un disco de media y comprendiendo elementos de recepción de medios de fijación para fijarse en los brazos estructurales radiales de los correspondientes aros estructurales de la armadura del rotor biológico de contacto.
En una de las modalidades de la invención, el rotor comprende además una pluralidad de elementos de unión entre paquetes de media, que consiste en una pluralidad de placas en forma de "U" invertida que se fijan con medios de fijación diversos abrazando porciones de dichos brazos rectos horizontales de dichos elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media.
En la modalidad preferida de la invención, dichos tubos de acero al carbón recubiertos para protegerlos contra la corrosión o de otro material de propiedades similares que atraviesan transversalmente dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa a través de orificios, son tubos huecos que alojan internamente un volumen de aire y que están obturados en ambos extremos por medio de tapones de acero maquinado con uno o mas barreno(s) roscado(s) ciego(s) normalmente de un diámetro de 1.5875cm (5/8") 18-UNF.
Estos tapones están unidos a los extremos de los tubos mediante soldadura de arco eléctrico y posteriormente se esmerila la soldadura para dar un terminado de pulido. La pieza finalizada evita que existan filtraciones de agua hacia el interior de los tubos evitando que el proceso de corrosión, por presencia de agua en el interior del tubo, genere un menor tiempo de vida útil de la pieza. Este método de obturar con los tapones en los extremos del tubo permiten que al momento de girar el rotor, cuando el tubo se encuentra sumergido, la fuerza de flotación que se presenta es igual al volumen desplazado de aire dentro de los tubos por la densidad del agua residual. Esto se rige por el principio de flotabilidad, que dice: "Un cuerpo que se encuentran en un fluido, ya sea flotando o sumergido, es empujado hacia arriba por una fuerza igual al peso del fluido desplazado." Esta fuerza de flotación es aprovechada para disminuir el peso de la estructura del rotor que se encuentra sumergida.
El tapón tiene la función de sellar los extremos del tubo para asegurar que no haya filtraciones de agua hacia el interior del tubo y se acelere el, proceso de oxidación en las paredes internas del tubo. El tapón posee un bisel de 2.38mm de 45° al igual que los extremos del tubo, para que al momento del montaje, los tapones y los extremos del tubo forme una ranura en "V" de 90°, lo cual favorece a una mayor penetración del material del aporte y una mejor unión entre el tubo y el tapón, y el cual al funcionar como guía permite un fácil montaje e impide que el tapón raye la pared interna del tubo. Además cuenta con uno o más barreno(s) roscado(s) ciego(s) normalmente de un diámetro de 1.5875cm (5/8") que permite el afianzamiento en las "T" de láminas. Este barreno ciego está adaptado para recibir medios de fijación que fijan los tubos a los correspondientes brazos rectos horizontal y vertical de dichos elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media.
El sistema en conjunto flecha, brazos y sistemas de fijación de gajos crean una estructura rígida idéntica a una armadura, donde todos estos componentes contribuyen a soportar toda la carga y a su vez su propio peso. Todos los elementos se encuentran interconectados generando un solo elemento el cual transmite las fuerzas hacia otros elementos.
Al igual que una viga simplemente apoyada en sus extremos y sometida a una carga uniformemente distribuida, el esfuerzo por momento flexionante (ecuación 1) está en función del momento flexionante (M), la altura del eje centroidal a las aristas externas (c) ' y el momento de inercia de la de la sección transversal (c).
Ecuación 1) max = ^
Debido a la acción de esta carga sobre la viga, se presenta una deflexión (ecuación 2) la cual es calculada conociendo la carga aplicada (W), la longitud entre apoyos (L), el modulo elástico del material (E) y el momento de Inercia (I).
Ecuación 2 5 WÚ
384 El El momento de inercia indica la rigidez de un elemento, es decir, su resistencia a deflexión arse cuando se somete a cargas que tienden a flexionarlo. El momento de inercia es denotado por el área de la sección transversal respecto al eje centroidal, de este modo se deduce que si la mayor parte del área se coloca lejos del eje centroidal, el momento de inercia tenderá a ser elevado, y por consiguiente, el esfuerzo y la deflexión del elemento disminuirán. Este proceso se logra como se explicó con anterioridad, aprovechando todos los elementos estructurales para crear un solo elemento rígido para los rotores de 5.5 m de diámetro nominal con distribución de 6 collares en la flecha y para los rotores de 6.5 m de diámetro nominal con distribución de 7 collares en la flecha; los diámetros de los rotores y la distribución de los collares pueden aumentar o disminuir pero el principio es el mismo.
Para comprender mejor las características de la invención se acompaña a la presente descripción, como parte integrante de la misma, los dibujos con carácter ilustrativo más no limitativo, que se describen a continuación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
La figura 1 muestra una perspectiva convencional de la flecha motriz y tubo cilindrico como núcleo de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva convencional de una modalidad de brazo estructural intermedio como unidad modular para la conformación de los aros poligonales de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva convencional de otra modalidad de brazo estructural cuando está en el extremo y que forman los aros poligonales externos de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención .
La figura 4 muestra una vista en perspectiva convencional de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención, donde se emplean los brazos estructurales dé las figuras 2 y 3.
La figura 5 ilustra una vista en perspectiva convencional de un par de aros poligonales de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, como ¡lustrado en la figura 4; ilustrando un paquete o media para su acoplamiento.
La figura 6 muestra una vista lateral extrema de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, conformada de acuerdo con las figuras 2 a 5.
La figura 7 muestra una vista frontal de la armadura -de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con la figura 6.
La figura 8 muestra una vista en perspectiva convencional de un brazo estructural en otra de sus modalidad preferidas y que puede emplearse tanto en la zona intermedia como en el exterior del rotor; como unidad modular para la conformación de los aros poligonales de la armadura de rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención. La figura 9 ilustra una perspectiva convencional del rotor biológico de contacto ensamblado para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con las figuras 1 y 8, empleando el brazo estructural de la modalidad mostrada en dicha figura 8.
La figura 10 muestra un explosivo del sistema de fijación de paquetes de medias para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, en una modalidad de fijación de los tubulares que atraviesan las hojas de soporte de biomasa. La figura 11 muestra una vista en perspectiva convencional de un paquete de medias definido por el sistema de fijación para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la figura 10. La figura 12 muestra una vista frontal de un paqu.ete de medias definido por el sistema de fijación para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con las figuras 10 y 11. La figura 13 muestra una vista lateral de un paquete de medias definido por el sistema de fijación para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con las figuras 10 a 12. La figura 14 muestra una vista en perspectiva convencional de una pluralidad de paquetes de media unidos entre sí y unidos a un par de aros estructurales de la armadura de un cilindro definiendo un disco de media, de conformidad con las figuras 10 a 13.
La figura 15 muestra un explosivo de la estructura de ensamble de un paquete de media para el rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, en otra modalidad de fijación de los tubos que atraviesan las hojas de soporte de biomasa. La figura 16 muestra una vista en perspectiva convencional de un paquete de medias definido por el sistema de fijación para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la figura 15. La figura 17 ilustra un corte longitudinal de un tubo hueco empleado en el ensamble de un grupo de hojas de soporte de biomasa para un paquete de media del rotor biológico de contacto, de conformidad con la presente invención. La figura 17A muestra una perspectiva superior de un tapón de los extremos de los tubos huecos mostrado en las figuras 15 a 17.
La figura 17B muestra una perspectiva inferior de un tapón de los extremos de los tubos huecos mostrado en las figuras 15 a 17.
La figura 17C muestra una perspectiva superior con un corte de pastel de un tapón de los extremos de los tubos huecos mostrado en las figuras 15 a 17.
La figura 17D muestra una perspectiva inferior con un corte de pastel de un tapón de los extremos de los tubos huecos mostrado en las figuras 15 a 17.
La figura 18 muestra una perspectiva convencional de un par de aros del rotor biológico de contacto conforme a las figuras 8, 9 y 15 a 17D, ilustrando la colocación de un paquete de media.
La figura1 19 muestra una vista frontal, de la unión de un elemento estructural en forma de T de un paquete de media ilustrado en la figura 16, fijo en uno de los brazos estructurales del rotor biológico de contacto, de conformidad con la presente invención.
La figura 20 ilustra una perspectiva convencional de la armadura del rotor ensamblada, en ausencia de las hojas de soporte de biomasa de los paquetes de media, de acuerdo con las figuras 1 , 8 , 9 , 15 a 17 D .
La figura 21 muestra una perspectiva convencional del detalle "A" mostrado en la figura 20 de la armadura del rotor biológico de contacto, ilustrando la unión reforzada entre si de los brazos rectos horizontales y los elementos estructurales en forma de "T" que forman los paquetes de media. Para una mejor comprensión del invento, se pasará a hacer la descripción detallada de alguna de las modalidades del mismo, mostrada en los dibujos que con fines ilustrativos mas no limitativos se anexan a la presente descripción.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DEL INVENTO
Los detalles característicos del rotor biológico de contacto de alta capacidad para tratamiento de aguas residuales, se muestran claramente en la siguiente descripción y en los dibujos ilustrativos que se anexan, sirviendo los mismos signos de referencia para señalar las mismas partes.
Haciendo referencia a la figura 1, el rotor se compone por una flecha motriz 1 que se aloja en un tubo cilindrico 2 de mucho mayor diámetro con un recubrimiento para evitar corrosión y con soportes en los extremos 3 para su colocación en el tanque de tratamiento de aguas residuales y para su acoplamiento un motor impulsor (no mostrados); dicho tubo cilindrico 2 comprende una pluralidad de collares anulares 4 intermedios distribuidos equidistantes entre si a lo largo de su sección longitudinal y dos collares anulares de frontera en los extremos 4a, adaptado cada collar anular para recibir fijamente una pluralidad de brazos estructurales distribuidos radialmente (ver figuras 2 a 4); empleando medios de fijación (no mostrados) que se hacen pasar por barrenos practicados en dichos collares para fijar radialmente dichos brazos estructurales.
De acuerdo con las figuras 2 y 3 a 7, la armadura de rotor biológico de contacto de alta capacidad para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, comprende entonces el núcleo como ¡lustrado y descrito en la figura 1 en cuyo tubo cilindrico 2 se fija la pluralidad de collares intermedios 4 que reciben una pluralidad de brazos estructurales 5 (ver fig. 2) distribuidos radialmente y los collares anulares de frontera extremos 4a que recibe radialmente la pluralidad de brazos estructurales externos 5a (ver fig. 3). De acuerdo con las figuras 2 y 4, dichos brazos estructurales intermedios 5 tienen una forma substancialmente de "T" que define un elemento recto vertical 6 que tiene unido en su extremo superior dos elementos rectos horizontales 7 y 8 definiendo la "T"; cada uno de dichos elementos rectos horizontales 7 y 8 estando adaptados para fijarse con medios de fijación a otro elemento recto horizontal de un brazo adjunto, definiendo la pluralidad de elementos rectos horizontales de brazos adjuntos unidos entre sí un aro poligonal estructural 9 (ver fig. 4) en cada collar anular intermedio 4, soportados por dicha pluralidad de elementos rectos verticales 6 unidos radialmente en cada collar intermedio 4.
De acuerdo con las figuras 3 a 7, dichos brazos estructurales externos 5a tienen una forma substancialmente de "T" que define un elemento recto vertical 6a que tiene unido en su extremo superior un único elemento horizontal recto 10 definiendo la "T"; cada, uno de dichos elementos rectos vertical recto adjunto 6a', definiendo un aro poligonal estructural externo 11 (ver fig. 4) en cada collar anular de frontera extremo 4a.
Con referencia a las figuras 2, 4 y 5, los brazos estructurales 5 que se fijan en los collares intermedios 4 (ver figura 1) se conforman por un elemento vertical recto 6 que consiste en una viga de acero estructural en I de acero tipo IPR conformada por dos patines 14 unidos al centro por una alma 15 que define dos canales verticales opuestos 16, 17, en donde dichos canales verticales opuestos 16, 17 de los elementos verticales 6 de brazos estructurales opuestos de dichos aros poligonales adjuntos, sirven de guía para deslizar la estructura de fijación de los paquetes o secciones de media 12 intercambiables (ver figura 5). Cada uno de dichos elementos rectos verticales 6 comprende en su extremo inferior un par de placas fijas dorsalmente opuestas 18, 19, que definen una separación para abrazar una porción del collar anular 4 (ver figura 5) donde estas se fijan con medios de fijación diversos (no mostrados).
En el extremo superior de dicho elemento vertical recto 6 se fijan los dos elementos rectos horizontales 7, 8 con soldadura u otro medio de unión, en la cara externa del patín correspondiente 14 en el extremo superior de cada elemento recto vertical del perfil en I de dichos brazos estructurales formando la "T". Dichos elementos rectos horizontales 7, 8 consisten en elementos de lámina y placa doblada en forma de "U". fijos de canto en los lados de dicho elemento vertical recto 6, y que comprenden una placa extrema 20 con sendos barrenos 21 para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijarse con otros elementos rectos horizontales de brazos adjuntos de la misma configuración para definir los aros poligonales 9 (ver figuras 4 y 5). Dichos elementos rectos horizontales 7, 8 de cada brazo estructural 5 comprenden además en la cara superior sendas placas barrenadas 22 adaptadas para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijar la estructura (no mostrada) de los paquetes de media 12 (ver figura 5).
Con referencia a las figuras 3 a '5, los elementos verticales rectos 6a de los brazos estructurales 5a que se fijan radialmente en los collares frontera externos 4a del rotor, para definir los aros poligonales exteriores 11, consisten en perfiles en "U" que definen un canal vertical 23 que quedará haciendo frente con el canal vertical 16 ó 17 de los elementos verticales 6 de los brazos intermedios 5 que definen los aros poligonales intermedios 9, para facilitar la inserción y fijación de los paquetes de media intercambiables 12.
Dichos perfiles en "U" de los brazos estructurales 5a que se fijan radialmente en los collares frontera externos 4a del rotor, comprenden fijamente en su extremo inferior dos placas barrenadas dorsalmente opuestas 24, 25, que definen una separación entre sí que abraza la porción del collar frontera correspondiente 4a por donde se hacen pasar medios de fijación (no mostrados) para fijarlos firmemente.
En el extremo superior de dicho elemento vertical recto 6a de los brazos estructurales 5a, se comprende un rebajo donde embona y se fija preferiblemente con soldadura u otro medio de unión un único elemento horizontal recto 10, que se conforma por elementos de lámina y placa doblada en fo-rma de "U" fijos abrazando el extremo superior del elemento vertical recto 6a y que comprende una placa extrema 20 con sendos barrenos 21 para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijarse con otros elementos rectos horizontales adjuntos 10 de brazos adjuntos 5a de la misma configuración para definir los aros poligonales externos 11 (ver figuras 4 y 5).
Dichos elementos rectos horizontales 10 de cada brazo estructural 5a comprenden además en la cara superior sendas placas barrenadas 26 adaptadas para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijar la estructura (no mostrada) de los paquetes de media 12 (ver figura 4). Con referencia a las figuras 4 a 7, la pluralidad de aros poligonales intermedios 9 se distribuyen equidistantes entre si en toda la sección longitudinal de dicho eje cilindrico 2 definiendo la estructura del rotor; estando adaptados dos aros poligonales adjuntos (en la figura 5 aro poligonal externo 11 y un aro poligonal intermedio 9) para recibir y fijar paquetes o secciones de media 12 que consisten en una cantidad definida de hojas de polietileno termoformadas 13 (ver figura 5) autosoportadas con una estructura de soporte (no mostrada) donde se disponen biopelículas, que generan una mayor superficie de contacto y aireación para, la proliferación de bacterias aerobias que permiten digerir la carga orgánica contaminante.
Los paquetes de medias se insertan radialmente entre cada par de aros poligonales adjuntos, insertando y fijando un paquete por cada brazo estructural, rellenando la totalidad de la armadura del rotor.
Haciendo referencia a las figuras 8 y 9, que muestran otra modalidad de los brazos estructurales 5 que pueden usarse tanto en los collares anulares intermedios 4, como exteriores 4a (ver figl.). Dichos brazos estructurales 5 tiene la configuración similar como los de la figura 2, por lo que se emplean las mismas referencias numéricas para señalar las mismas partes similares; sin embargo difieren en que los elementos rectos horizontales 7 y 8 que se fijan en el extremo superior del elemento vertical recto 6 definiendo la "T", son cuadrangulares.
Las placas 18 y 19 fijas dorsalmente opuestas en el extremo inferior del elemento vertical recto 6 definen una separación para abrazar una porción del collar anular 4 o 4a, donde éstas se fijan con medios de fijación diversos; una placa perpendicular barrenada 27 soldada en las placas 18 y 19 con 5 un perno 28 soldado que sirve como guía, del que se fija en la parte baja de cada canal al límite de los extremos de dichas placas fijas dorsalmente opuestas, para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijar la estructura de los paquetes de media 12.
10
Dichos elementos rectos horizontales 7 y 8 consisten en tubulares cuadrangulares fijos en los lados de dichos elementos verticales recto 6, y que comprenden una placa de alta resistencia 29 fijas en los extremos de los elemento rectos 15 horizontales 7 y 8. Dicha placa 29 está diseñada con sendos barrenos para el desahogo de agua y para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijarse con otros elementos rectos horizontales 7 y 8 de brazos adjuntos de la misma configuración para definir los aros poligonales 30.
20
Dichos elementos rectos horizontales 7 y 8 de cada brazo estructural 5 comprenden además en la cara superior sendas placas barrenadas 31 adaptadas para recibir medios de fijación para fijar la estructura de los paquetes de media (ver figura 19).
'25
Para mayor rigidez se anexan dos cartabones 7a, 8a uno de cada lado, soldando al elemento recto vertical 6 con los elementos rectos horizontales 7 y 8.
Con referencia a la figura 9, la pluralidad de aros poligonales 30 adjuntos equidistantes entre si se distribuyen en toda la sección longitudinal de dicho tubo cilindrico 2 definiendo la estructura del rotor; estando adaptados dos aros poligonales adjuntos 30 para recibir y fijar paquetes o secciones de media 12 (ver figuras 9, 18 y 19). Con referencia a las figuras 10 a 13 el sistema de fijación de paquetes de media 12 en esta modalidad, para armado de rotores de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, consiste en una pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32 (ver fig. 11) de polietile.no agrupadas colinealmente y parcialmente separadas entre sí, que comprenden nervaduras 33 en ambas caras para endurecer y separar las hojas adyacentes; las cuales están autosoportadas por cuatro tubos de acero al carbón galvanizados o de otro material de propiedades similares 34, 35, 36 y 37 que atraviesan transversamente dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32 a través de orificios 38; estando dispuesto los tubos 34 y 35 atravesando la zona superior de dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32 y fijándose en sus extremos en una zona próxima a los extremos de un brazo recto horizontal 39 de dos elementos estructurales en forma de "T" 40, y estando dispuestos los tubos 36 y 37 atravezando la zona central y la zona inferiores de dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32, fijándose en sus extremos en la zona central y la zona inferior de un brazo recto vertical 41 de los elementos estructurales en forma de "T" 40. Dichos elementos estructurales en forma de "T" 40, abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa 32 definiendo en conjunto un paquete de media 12 que puede instalarse y fijarse a través de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 entre un par de aros estructurales adjuntos de la armadura de un rotor biológico de contacto.
Dichos brazos rectos horizontales 39 y dichos brazos rectos verticales 41 que conforman los elementos estructurales en forma de "T" 40 en esta modalidad, están fabricados preferiblemente en lámina de acero al carbón u otro material de propiedades similares mediante procesos como el punzonado, troquelado y doblado, en forma de "U" que le brindan mayor rigidez y resistencia. Dicho brazo recto horizontal 39 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 que tienen una forma de "U", comprenden en cada extremo una placa extrema perpendicular 42 con un barreno 43 para recibir medios de unión (no mostrados) para fijarse con el extremo de otro brazo recto horizontal 39 de otro elemento estructural adjunto y al unirse una pluralidad de elementos estructurales en forma de "T" 40 definen, un disco de media. Dicho brazo recto horizontal 39 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 que tienen una forma de "U", se disponen horizontalmente definiendo un canal longitudinal transversal que define una ceja superior 44 y una ceja inferior 45 que comprende sendos barrenos 46 adaptados para recibir medios de fijación (no mostrados) para fijarse en Jos aros estructurales de una armadura de un rotor biológico de contacto (no mostrado). Dicho brazo recto vertical 41 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 que tienen una forma de "U", comprenden en su extremo inferior una placa extrema perpendicular 47 con un barreno 48 para recibir un medio de unión (no mostrado) para fijarse en brazos estructurales radiales de la armadura de un rotor biológico de contacto (no mostrados).
Con referencia a la figura 12 que muestra una vista frontal de un paquete de medias definido por el sistema de fijación para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención. En dicha figura se aprecia uno de los elementos estructurales en forma de "T" 40 que abraza la pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32 con los tubos de acero al carbón galvanizados 34, 35, 36 y 37 que atraviesan transversalmente dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32 a través de orificios correspondientes que se fijan en dicho brazo recto horizontal 39 y en dicho brazo recto vertical 41, definiendo un paquete de media 12.
En la figura 13 se muestra una vista lateral de un paquete de medias 12 definido por el sistema de fijación para armado de rotor de aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención; mostrando los elementos como ya se ha descrito en las figuras 10 a 12; la separación de la pluralidad de hojas de soporte de biomasa 32 es meramente ilustrativa; ésta puede ser más estrecha o inclusive, las hojas pueden estar en contacto entre sí, en donde las nervaduras 33 (ver figura 11) permiten la generación de espacios para aireación.
En la figura 14 se muestra una perspectiva convencional de una pluralidad de paquetes de media 12 unidos entre sí y unidos a un par de aros estructurales 11 y 9 (figuras 4 y 5) de la armadura de un rotor definiendo un disco de media 49; dicha pluralidad de paquetes de media quedan dispuestos radialmente; en donde los brazos rectos horizontales 10, 7 y 8 de cada elemento estructural . en forma de "T" se fijan en el aro perimetral 11, 9 de la armadura del rotor y el extremo del brazo recto vertical (no mostrado) se fija en la parte baja de los brazos estructurales radiales 6, 6a de cada aro poligonal 9, 11 de la armadura del rotor.
Haciendo referencia a las figuras 15 y 16, que muestran un explosivo y una perspectiva ensamblada de la estructura de ensamble de un paquete de media para el rotor biológico de contacto para aireación en planta de tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención. En dichas figuras, los paquetes de media 12 se configuran igual que como se muestra y describe en las figuras 10 y 12 y por ello se emplean las mismas referencias numéricas para señalar las mismas partes; en esta modalidad la fijación de tubos 34, 35, 36 y 37, la unión con el elemento estructural forma de "T" 40 se lleva acabo utilizando una rondana triangular cal.10 de auto- bloqueo 50 manteniendo la tuerca fija, evitando movimientos en la estructura, brindando mayor resistencia al paquete de medias.
Dicho par de elementos estructurales en forma de "T" 40, abrazan externamente el grupo de hojas 32 de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media 12.
Dichos brazos rectos horizontales 39. y verticales 41 que conforman los elementos estructurales en forma de "T" 40 que abrazan externamente el grupo de hojas 32 de soporte de biomasa, y que definen en conjunto un paquete de media 12, están fabricados preferiblemente en lámina de acero al carbón u otro material de propiedades similares mediante procesos como el punzonado, troquelado y doblado, en forma de "U" que le brindan mayor rigidez y resistencia.
Dicho brazo recto horizontal 39 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 tiene una forma de "U" recta y en cada extremo comprenden una placa soldada de mayor resistencia en la extrema perpendicular 42 barrenada para recibir medios de unión para fijarse con el extremo de otro brazo recto horizontal 39 de otro elemento estructural adjunto y al unirse una pluralidad de elementos estructurales en forma de "T" 40 definen un disco' de media.
Dicho brazo recto horizontal 39 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 se disponen horizontalmente definiendo un canal longitudinal transversal que define una ceja superior 44 y una ceja inferior 45 que comprende sendos barrenos 46 adaptados para recibir medios de fijación para fijarse en las placas barrenadas 31 de dichos elementos rectos horizontales 7 y 8 de cada brazo estructural 5 (ver figura 8).
Dicho brazo recto vertical 41 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 de los paquetes de media 12, comprenden en su extremo inferior una placa extrema perpendicular 47 barrenada con un casquillo 51 de acero inoxidable, que también puede ser de un material plástico resistente, o de otro material de propiedades similares, a cualquiera de los mencionados, autolubricado, y no sujeto a corrosión (ver figura 15) que sirve para recibir medios de unión para fijarse dicha placa perpendicular barrenada 27 fija en la parte baja de cada brazo estructurales 5 de la estructura del rotor (ver figura 8). Con referencia a las figuras 17 hasta 17D, dichos tubos de acero (34, 35, 36 o 37) al carbón recubiertos para protegerlos contra la corrosión o de otro material de propiedades similares que atraviesan transversalmente dicha pluralidad de hojas 32 (ver fig. 16) de soporte de biomasa a través de orificios, son tubos huecos que alojan internamente un volumen de aire y que están obturados en ambos extremos por medio de tapones de acero 52 maquinado con uno o mas barreno(s) roscado(s) ciego(s) 53 normalmente de un diámetro de 1.5875cm (5/8") 18- UNF.
Estos tapones 52 están unidos a los extremos de los tubos 34, 35, 36 o 37 mediante soldadura de arco eléctrico y posteriormente se esmerila la soldadura para dar un terminado de pulido. La pieza finalizada evita que existan filtraciones de agua hacia el interior de los tubos, evitando que el proceso de corrosión mediante celdas por concentración genere un menor tiempo de vida útil de la pieza. Este método de obturar con los tapones en los extremos del tubo permiten que al momento de girar el rotor la fuerza de flotación que se presenta es igual al volumen desplazado de aire dentro de los tubos por la densidad del agua residual.
Los tapones 52 tienen la función de sellar los extremos del tubo 34, 35, 36 o 37 para asegurar que no haya filtraciones de agua hacia el interior del tubo y se acelere el proceso de oxidación en las paredes internas del tubo. El tapón posee un bisel 54 de 2.38mm de 45° al igual que los extremos del tubo, para que al momento del montaje, los tapones 52 y los extremos del tubo 34, 35, 36 o 37 forme una ranura én "V" 55 de 90°, lo cual favorece a una mayor penetración del material del aporte y una mejor unión entre el tubo y el tapón. Dicho uno o más barreno(s) roscado(s) ciego(s) 53 tienen un diseño único tipo barreno ciego pare evitar la entrada del agua, el cual al funcionar como guía permite un fácil montaje e impide que el tapón raye la pared interna del tubo 34, 35, 36 o 37. Dichos uno o mas barreno(s) roscado(s) ciego(s) 53 normalmente de un diámetro de 1.5875cm (5/8") 18-UNF, que permite el J afianzamiento en las "T" de láminas. Estos barreno(s) ciego(s) 53 están adaptados para recibir medio de fijación (no mostrados) que fijan los tubos. a los correspondientes brazos rectos horizontal 39 y vertical 41 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40 (ver figuras 15 y 16) que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa 32 definiendo en conjunto un paquete de media 12.
Haciendo referencia a la figura 18 que muestra una perspectiva convencional de un par de aros poligonales 30 del rotor biológico de contacto, en donde se insertan los paquetes de media 12; los canales verticales 16 y 17 opuestos de dichos brazos estructurales 5 en forma de "T" distribuidos radialmente en cada collar anular 4 (ver fig. 1), sirven de guia para deslizar los correspondientes brazos rectos verticales 41 de los elementos estructurales en forma de "T" 40 que abrazan externamente el grupo de hojas 32 de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media, de modo que el ensamble sea rápido, eficiente y firme en múltiples puntos.
Con referencia a la figura 19 y con apoyo de la figura 18, se aprecia que los paquetes de media 12 se fijan de la siguiente manera: La ceja inferior 45 que comprende sendos barrenos 46 (no mostrados en esta vista) de dicho brazo recto horizontal 39 de dichos elementos estructurales en forma de "T" 40, se fija con medios de unión en las placas barrenadas 31 de dichos elementos rectos horizontales 7 y 8 de cada brazo estructural 5; además la placa extrema perpendicular 47 barrenada que integra un casquillo 51 de acero inoxidable, que también puede ser de un material plástico resistente, o de otro material de propiedades similares, a cualquiera de los mencionados, autolubricado, y no sujeto a corrosión en dicho brazo recto vertical 41 de dich-os elementos estructurales en forma de "T" 40 de los paquetes de media 12, recibe medios de unión para fijarse en dicha placa perpendicular barrenada 27 fijas en la parte baja de cada brazo estructural 5 de la estructura del rotor. Con referencia a las figuras 20 y 21 la armadura del rotor ensamblada, en ausencia de las hojas de soporte de biomasa de los paquetes de media para mejor ilustración, muestra en los extremos de cada elemento estructural "T", una placa de alta resistencia 56 que sirve para la unión resistente entre extremos de las mismas (T).
En dichas figuras se ilustran algunas referencias numéricas ya descritas y explicadas en la descripción de las figuras anteriores.
En la modalidad mostrada, dichas placas de alta resistencia 56 se fijan en los extremos laterales del elemento estructural de la "T", con la finalidad de disminuir esfuerzos en la estructura de la media.
El invento ha sido descrito suficientemente como para que una persona con conocimientos medios en la materia pueda reproducir y obtener los resultados que mencionamos en la presente invención. Sin embargo, cualquier persona hábil en el campo de la técnica que compete el presente invento puede ser capaz de hacer modificaciones no descritas en la presente solicitud, sin embargo, si para la aplicación de estas modificaciones en una estructura determinada o en el proceso de manufactura del mismo, se requiere de la materia reclamada en las siguientes reivindicaciones, dichas estructuras deberán ser comprendidas dentro del alcance de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente I a invención, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes cláusulas reivindicatorías.
1.- Un rotor biológico de contacto de alta capacidad para tratamiento de aguas residuales para su saneamiento y para la disminución de la carga orgánica contaminante, del tipo conformado por una flecha motriz con soportes en los extremos y para su acoplamiento un motor impulsor, que comprende una pluralidad de collares anulares intermedios y dos collares anulares extremos distribuidos equidistantes entre sí, adaptados para recibir fijamente una pluralidad de brazos estructurales distribuidos radialmente, caracterizado porque dichos brazos estructurales tienen una forma substancialmente de "T" que define un elemento recto vertical que tiene unido en su extremo superior al menos un elemento recto horizontal definiendo la "T"; cada extremo de dichos elementos, rectos horizontales de cada brazo, estando adaptados para fijarse con medios de fijación a los extremos de otro elemento recto horizontal de un brazo estructural adjunto, definiendo la pluralidad de elementos rectos horizontales de brazos adjuntos un aro poligonal estructural en cada collar anular; estando adaptados dos aros poligonales adjuntos para recibir y fijar paquetes o secciones de media que consisten en una cantidad definida de hojas de polietileno termoformadas en forma de rebanada de pay, en una estructura de soporte donde se disponen biopelículas, que generan una mayor superficie de contacto y aeración para la proliferación de bacterias aerobias que permiten digerir la carga orgánica contaminante.
2. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque dichos elementos rectos verticales de los brazos estructurales distribuidos radialmente én dichos collares, constan de una viga de acero estructural en I de acero tipo IPR conformada por dos patines unidos al. centro por una alma, definiendo dos canales verticales- opuestos, en donde dichos canales verticales opuestos de los elementos verticales de brazos estructurales opuestos de dichos aros poligonales adjuntos, sirven de guía para deslizar y acoplar la estructura de fijación de los paquetes o secciones de media intercambiables.
3. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dichos elementos rectos verticales de dichos brazos estructurales distribuidos radialmente y fijos en dichos collares, comprenden en su extremo inferior un par de placas fijas dorsalmente opuestas en dicha alma del perfil en I, que definen una separación en su extremo inferior libre para abrazar una porción del collar anular donde se fijan con medios de fijación diversos.
4. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque dichos elementos verticales de los brazos estructurales, comprenden en su extremo superior dos elementos rectos horizontales fijos de canto en la cara externa del patín correspondiente, los cuales consisten en elementos de lámina y placa doblada en forma de "U" que . comprenden en sus extremos una placa extrema con sendos barrenos para recibir medios de fijación para fijarse con otras placas extremas de los extremos de elementos rectos horizontales de brazos adjuntos; comprendiendo además dichos elementos rectos horizontales en la cara superior, sendas placas barrenadas adaptadas para recibir medios de fijación para fijar los paquetes de media.
5.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque dichos brazos estructurales verticales se fijan radialmente en los collares intermedios y en los collares frontera extremos y preferiblemente solo en los collares intermedios.
6.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque dichos elementos rectos verticales de los brazos estructurales consisten en perfiles en "U" que definen un canal vertical que quedará dispuesto hacia el interior del rotor haciendo frente con un canal vertical correspondiente de los elementos verticales de los brazos intermedios que definen los aros poligonales intermedios; dichos perfiles en "U" comprenden fijamente en su extremo inferior dos placas barrenadas dorsalmente opuestas, que definen una separación entre sí que abraza la porción del ~ collar anular extremo por donde se hacen pasar medios de fijación para fijarlos firmemente en dichos collares anulares extremos exclusivamente.
7.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 6, caracterizado porque en el extremo superior de dicho elemento vertical recto definido por los perfiles en "U" de los brazos estructurales externos, se comprende un rebajo donde embona y se fija preferiblemente con soldadura u otro medio de unión un único elemento horizontal recto que define la forma de "T" que se conforma por elementos de lámina y placa doblada en forma de "U" fijos abrazando el extremo superior del elemento vertical recto, con una placa extrema con sendos barrenos para recibir medios de fijación para fijarse con otros elementos rectos horizontales adjuntos para definir aros poligonales externos.
8.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque dichos elementos rectos horizontales de cada brazo estructural externo de los aros exteriores, comprenden además en la cara superior sendas placas barrenadas adaptadas para recibir medios de fijación para fijar la estructura de los paquetes de media.
9.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos elementos verticales rectos de los brazos estructurales intermedios y externos que definen los aros intermedios y exteriores, comprenden fijos lateralmente al menos un cuerpo acanalado invertido por debajo de los elementos horizontales rectos, proyectado diagonalmente hacia el extremo inferior, con sendos barrenos adaptados para recibir medios de fijación para fijar en otro punto los paquetes de media; además de fungir como medios de apoyo de tirantes externos para estabilizar la estructura cuando se montan los paquetes de media.
10. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los paquetes de media se insertan radialmente entre cada par de aros poligonales adjuntos, insertando y fijando un paquete por cada brazo estructural, rellenando la totalidad del área de los aros de toda la armadura del rotor.
11. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque dichos elementos rectos horizontales que definen los brazos estructurales en forma de "T" son tubulares cuadrangulares fijos en los lados del extremo superior de dichos elementos verticales rectos, y que comprenden una placa de alta resistencia fija en los extremos de los elemento rectos horizontales; en donde dicha placa está diseñada con sendos barrenos para el desahogo de agua y para recibir medios de fijación para fijarse con otros elementos rectos horizontales de brazos adjuntos de la misma configuración para definir los aros poligonales; dichos elementos rectos horizontales de cada brazo estructural comprenden además en la cara superior sendas placas barrenadas adaptadas para recibir medios de fijación para fijar la estructura de los paquetes de media; dos cartabones para mayor resistencia de adjuntan fijamente en el ángulo definido por los elementos rectos horizontales y el elemento recto vertical; y comprendiendo en su extremo inferior de dichos elementos rectos verticales dos placas fijas dorsalmente opuestas en el extremo inferior del elemento vertical recto que definen una separación para abrazar una porción del collar anular intermedio o extremo, donde estas se fijan con medios de fijación diversos; una placa perpendicular barrenada se dispone soldada en dichas placas fijas dorsalmente con un perno vertical soldado que sirve como guía para recibir medios de fijación para fijar la estructura de los paquetes de media.
12.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos paquetes de media comprenden una estructura que consta de una pluralidad de hojas de soporte de biomasa agrupadas colinealmente y parcialmente separadas entre sí, que comprenden nervaduras y/o ranuras en una o ambas caras y en uno o diferentes sentidos para endurecer y separar las hojas adyacentes; las cuales están autosoportadas por una pluralidad de elementos de soporte y fijación transversales que penetran dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa a través de orificios practicados en zonas definidas, y empleando rondanas triangulares calibre .10 de autobloqueo, los cuales se unen en ambos extremos en dos elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa, definiendo en conjunto un paquete de media que puede instalarse y fijarse a través de dichos elementos estructurales en forma de "T" entre un par de aros estructurales adjuntos de la armadura de un rotor biológico de contacto.
13.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada uno de dichos elementos estructurales en forma de "T" dichos paquetes de media, están conformados por al menos un brazo recto horizontal fijo en su porción central en el extremo superior de un brazo recto vertical; dichos brazos teniendo un perfil en forma de "U" para mayor rigidez y resistencia, en donde dicho brazo recto horizontal define una ceja superior y una ceja inferior, comprendiendo sendos barrenos en la ceja inferior adaptados para recibir medios de fijación para fijarse en los aros estructurales de una armadura de un rotor biológico de contacto; en donde dicho al menos un brazo recto horizontal comprende en cada extremo una placa extrema perpendicular con un barreno para recibir medios de unión para fijarse con el extremo de otro brazo recto horizontal de otros elementos estructurales adjuntos y al unirse una pluralidad de elementos estructurales en forma de "T" forman un disco de media.
14. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque dichos elementos estructurales en forma de "T" están adaptados para fijarse lateralmente con otros elementos estructurales en forma de "T" de paquetes de media similares adjuntos, para conformar un disco de media y comprendiendo elementos de recepción de medios de fijación para fijarse en los brazos estructurales radiales de los correspondientes aros estructurales de la armadura del rotor biológico de contacto.
15. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque dicho brazo recto vertical de cada uno de dichos elementos estructurales en forma de "T", comprende en su extremo inferior una placa extrema perpendicular, con un barreno para recibir un medio de unión para fijarse en la zona inferior de los brazos estructurales radiales de la armadura de un rotor biológico de contacto, que integra un casquillo de acero inoxidable que también puede ser de un material plástico resistente, o de otro material de propiedades similares.
16. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos elementos de soporte y fijación que atraviesan la pluralidad de hojas de soporte de biomasa, se seleccionan de tubos, pernos, varillas, barras y preferiblemente consisten en tubos de acero al carbón galvanizados.
17. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque dichos elementos de soporte y fijación que atraviesan la pluralidad de hojas de soporte de biomasa que conforman los paquetes de media, se emplean en un número preferente de cuatro por cada paquete de media, atravesando dos de ellos la zona superior de dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa, fijándose en sus extremos en una zona próxima a los extremos del brazo recto horizontal de los elementos estructurales en forma de. "T" y los otros dos atraviesan la zona central y la zona inferiores de dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa fijándose en sus extremos en la zona central y la zona inferior del brazo recto vertical de los elementos estructurales en forma de "T".
18. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicha pluralidad de hojas de soporte de biomasa agrupadas colinealmente y parcialmente separadas entre sí, están fabricadas de hojas de polietileno de alta densidad o polipropileno.
v 19.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos tubos que fijan las hojas de los paquetes de media son huecos y alojan internamente un volumen de aire y están obturados en ambos extremos por medio de tapones con uno o mas barreno(s) ciego(s) roscado(s) adaptados para recibir los medios de fijación con los que se fija en los elementos estructurales en forma de "T", los cuales ejercen una fuerza de flotación al momento de girar el rotor por efecto del aire contenido en los tubos que permite disminuir el peso de la estructura del rotor que se encuentra sumergida; comprendiendo además una pluralidad de elementos de unión resistente con disminución de esfuerzos en la estructura de la T, que consiste en soldar placas de alta resistencia en los extremos del elemento, y que se fijan con medios de sujeción diversos.
20. - El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la rei indicación 19, caracterizado porque dichos brazos rectos verticales de dichos elementos estructurales en forma de "T" de los paquetes de media, comprenden en su extremo inferior una placa extrema perpendicular con un barreno para recibir un medio de unión para fijarse dichas placas perpendiculares barrenadas fijas en la parte baja de cada canal de dichas brazos estructurales.
21. - El rotor biológico de contacto de. alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dichos canales verticales opuestos de. los elementos verticales de brazos estructurales opuestos de dichos aros poligonales adjuntos, sirven de guía para deslizar y acoplar los correspondientes brazos rectos verticales los elementos estructurales en forma de "T" que abrazan externamente el grupo de hojas de soporte de biomasa definiendo en conjunto un paquete de media, de modo que el ensamble sea rápido, eficiente y firme en múltiples puntos.
22.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque dichos tapones tienen un bisel de 2.38mm de 45° al igual que los extremos del tubo, para que al momento del montaje, los tapones y los extremos del tubo forme una ranura en "V" de 90°, lo cual favorece a una mayor penetración del material del aporte y una mejor unión entre el tubo y los tapones.
23.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque dichos tapones están unidos a los extremos de los tubos mediante soldadura de arco eléctrico y posteriormente se esmerila la soldadura para dar un terminado pulido; lo cual evita filtraciones de agua hacia el interior de los tubos, evitando que el proceso de corrosión mediante celdas por concentración genere un menor tiempo de vida útil de la pieza.
24.- El rotor biológico de contacto de alta capacidad, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende una superficie de contacto de 45,000 m2 de media por rotor.
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