WO2014205588A1 - Tratamiento para aguas residuales de origen domiciliario e industrial - Google Patents

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Abstract

La presente invención se refiere a un método y sistema para el tratamiento de aguas residuales de origen domiciliario e industrial que remueve en forma eficaz los contaminantes del agua, reduciendo la generación de residuos orgánico, el método comprende las etapas de: proveer agua residual en un colector de aguas residuales (1); transportar al menos una porción de dicha agua residual hacia una unidad de separación de sólidos gruesos (2); someter dicha porción de agua a filtración en dicha unidad; recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (iii) en una primera planta de transporte (3); transportar al menos una porción del agua proveniente de la etapa (iv) hacia una unidad de separación de sólidos finos (4); someter dicha porción de agua a filtración en dicha unidad; recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (vi) en una segunda planta de transporte (5); transportar al menos una porción del agua proveniente de la segunda planta de transporte (5) hacia la unidad de tratamiento biológico (6) mediante medios bombeantes, distribuir en forma homogénea el agua a tratar sobre dicha unidad de tratamiento biológico (6); someter dicha porción de agua a tratamiento en la unidad de tratamiento biológico (6); recolectar el agua tratada en el fondo de la unidad de tratamiento biológico (6) y opcionalmente transportarla a una unidad de desinfección química (8); someter dicha porción de agua a tratamiento en dicha unidad de desinfección química; y opcionalmente recolectar el agua tratada en la etapa (xi) en un contenedor. +

Description

TRATAMIENTO PARA AGUAS RESIDUALES DE ORIGEN DOMICILIARIO E INDUSTRIAL
MEMORIA DESCRIPTIVA
En la actualidad, las aguas residuales de origen domiciliario e industrial deben ser tratadas antes de ser devueltas al medioambiente, de modo de evitar la generación de graves problemas de contaminación a los causes superficiales, océanos o aguas subterráneas, los que acarrean problemas en la salud de las personas y un importante daño medioambiental.
En el mundo existen cerca de 2,6 billones de personas que no tienen acceso a tratamiento de aguas residuales, concentradas principalmente en países en vías de desarrollo y en especial en zonas semiurbanas y rurales, por lo que las soluciones tradicionales de tratamiento de agua no son aplicables a estas realidades ya que son sistemas de alto costo, que demandan mucha energía y sustancias sintéticas que generan lodos, los que debido a su alta carga contaminante, deben ser transportados hacia un lugar autorizado, requiriendo de personal capacitado para dichos efectos. Lo anterior implica una operación compleja y costosa, por lo que las soluciones convencionales no son sustentables para dar solución al tratamiento de aguas en las zonas semiurbanas y rurales.
Por lo tanto, se mantiene la necesidad de proveer soluciones para el tratamiento de aguas residuales en sectores no urbanizados en su totalidad, que implique un bajo costo operativo energético y que no genere productos contaminantes, pero siendo a la vez una operación simplificada. A la vez, es aún más deseable proveer un sistema que provea subproductos amigables con el medioambiente, como es el abono orgánico (humus de lombriz) y proteínas (excedente de lombrices).
Antecedentes de la invención
Durante mucho tiempo, tanto las aguas residuales de origen domiciliario como las de origen industrial eran descargadas de manera directa hacia los suelos, ríos, lagos, océanos, etc. sin considerar el daflo ambiental que esto generaba. Cuando la sociedad se dio cuenta que esta práctica generaba serios problemas de contaminación de las aguas superficiales y subterráneas, además de problemas de olores, se comenzaron a generar normativas de descargas de aguas tratadas. Hoy, la mayoría de los países tienen sus propias normas de descarga, y cada vez se esfuerzan más para fiscalizar que esta normativa se cumpla, puesto que el recurso hídrico es crecientemente más escaso y se observan altos niveles de contaminación que ponen en riesgo las generaciones futuras.
En la actualidad, la infraestructura asociada al tratamiento de aguas se ha hecho de manera centralizada, es decir, en un determinado territorio se disponen miles de kilómetros de alcantarillados o canalizaciones que conducen las aguas desde el punto de consumo hacia una gran planta de tratamiento centralizada. No obstante, vista la creciente necesidad de contar con alternativas sustentables y "amigables con el medio ambiente", se observa que dichos esquemas centralizados presentan las siguientes desventajas:
1. Al estar el punto de consumo o de descarga de agua contaminada alejado de la planta de tratamiento, se requiere una cantidad considerable de energía para bombear y así transportar el agua a tratar hacia la planta central. Actualmente cerca del 15% de la energía que se consume a nivel mundial se asocia a la conducción de aguas.
2. En una infraestructura de saneamiento central, cerca del 90% de la inversión lo tiene la red de alcantarillado o canalizaciones, lo que lo hace ser inviable en muchos lugares del mundo donde hay escasez de recursos (principalmente países pobres o subdesarrollados).
3. Existe un riesgo asociado a que toda una ciudad dependa de una única planta centralizada, y no contar con alternativas en casos de emergencia.
Actualmente la falta de saneamiento de aguas residuales se da principalmente en localidades semiurbanas o rurales, donde la densidad es baja y por ende las empresas sanitarias no llegan ya que no es rentable una solución centralizada.
A mayor abundamiento, las tecnologías convencionales de tratamiento de aguas, como la de lodos activados, no funcionan bien para esta realidad semiurbana o rural principalmente por:
1. Ser sistemas muy demandantes de energía.
2. Presentar una alta emisión de odor, por lo que su instalación cercana a una población resulta detrimental, afectando la calidad de vida de quienes habitan en las cercanías.
3. Requerir de productos químicos y otros insumos que la hacen ser una solución costosa.
4. Generan lodos, que es un material con una alta carga contaminante que no puede ser dispuesto en el suelo debido al daño medioambiental que genera. Por ende si no se le da un tratamiento in situ, lo que es muy costoso, deben ser transportados hasta un relleno sanitario, siendo estos lugares cada vez más escasos. Muchas veces el lodo no es transportado generando contaminación en el entorno y un gran perjuicio a la comunidad.
5. Requerir de personal calificado para la operación. El escenario más favorable desde el punto de vista de la sustentabilidad es que cada hogar o industria pudiese tratar las aguas que contamina. Para este propósito, existen en el estado de la técnica una serie sistemas que permiten el tratamiento de aguas de residuo a menor escala y con significativas ventajas tanto económicas como medioambientales.
El estado del arte describe metodologías y sistemas para el tratamiento biológico de aguas, los cuales comprenden diversas etapas de tratamiento. El tratamiento preliminar de agua usualmente involucra la sedimentación por gravedad de aguas filtradas para remover sólidos suspendidos. Aproximadamente la mitad de los sólidos suspendidos en las aguas de desecho son removidos mediante este pre-tratamiento.
Luego, la segunda parte del tratamiento se logra mediante un proceso biológico, para remover material biodegradable. Este tratamiento utiliza microorganismos para consumir materia orgánica disuelta y suspendida, produciendo dióxido de carbono y otros subproductos. La materia orgánica beneficia a los microorganismos proveyendo los nutrientes necesarios para su viabilidad. Cuando los microorganismos se alimentan de la materia orgánica, ellos aumentan su densidad y se depositan en el fondo en forma separada del agua clarificada.
Pues bien, este sistema tal como es conocido en el estado del arte presenta una serie de desventajas y dificultades que disminuyen su efectividad.
Por ejemplo, se ha observado que en ciertos sistemas la eficacia se mantiene sólo durante un pequeño periodo de tiempo. Cuando el agua de desecho a ser tratada requiere el uso de una considerable cantidad de masa biológica, se produce el problema de "taponamiento" o "colmatado" de la masa filtrante. Esto es el resultado de que los sólidos de desecho se depositan generalmente sobre la masa filtrante, reduciendo así significativamente la permeabilidad y superficie de contacto entre dicho medio y el agua de desecho a tratar, y en consecuencia, generando al menos los siguientes inconvenientes:
1) Aceleración en la descomposición de los contaminantes por parte de los microorganismos se ve disminuida o anulada.
2) Reducción o incluso suspensión del flujo de agua hacia o en el medio filtrante.
3) Malos olores producto de la acumulación del agua en la superficie y el correspondiente "taponamiento".
Luego, a efectos de subsanar dichas disminuciones, generalmente se deben construir unidades mucho más grandes que amortigüen la disminución en la eficiencia del sistema o realizar acciones paliativas (por ejemplo de agitación sobre el medio filtrante), generando la necesidad de nuevos esfuerzos económicos y operativos.
Por lo tanto, sigue latente la necesidad de proveer métodos alternativos y sistemas que provean un tratamiento de aguas residuales más efectivo, amigable con el medioambiente y económicamente viable.
Por estas razones, el sistema de acuerdo a la invención posee una serie de ventajas por sobre aquello descrito en el estado del arte. En particular, permite una continuidad del sistema a lo largo del tiempo ya que es un sistema de múltiples etapas continuas. Adicionalmente, el sistema permite una mínima generación de residuos orgánicos y una eficiencia mejorada en la remoción de contaminantes Breve descripción del estado del arte
La patente chilena CL 40.754 describe un procedimiento para descontaminar aguas servidas y residuos industriales líquidos, mediante un biofiltro que utiliza lombrices de la especie Eisenia foetida. Dicho procedimiento básicamente es un proceso en el que el agua a tratar atraviesa por 4 etapas en serie dispuestas verticalmente: una capa inicial de 25 cms de humus de lombriz, una capa de "aserrín", una tercera de piedras y una última etapa de desinfección mediante radiación uv.
Según lo descrito en dicho documento, sería posible alcanzar una eficiencia de remoción de: o DB05: 95%
o Sólidos Suspendidos Volátiles: 93%
o Sólidos Volátiles: 70%
o Nitrógeno TK: 70%
o Fósforo: 70%
Por otra parte, el documento de patente US 7.540.960 describe un método para el tratamiento de aguas mediante inoculación de bacterias usando humus de lombriz. El agua en este caso atraviesa una primera capa de origen celulósico que es la cual se inocula mediante humus de lombriz, una segunda capa de material inerte que puede ser piedras o rocas y un doble fondo que provee de oxigenación al fondo para mantener la condición aeróbica en el sistema.
Según lo descrito en dicho documento, sería posible alcanzar una eficiencia de remoción de: DB05: 95%
o Sólidos Suspendidos Volátiles: 93%
o Sólidos Volátiles: 70%
o Nitrógeno TK: 70%
o Fósforo: 70%
Resumen de la invención
La presente invención provee un método y un sistema para el tratamiento de aguas residuales domiciliarias e industriales de origen orgánico.
El método de acuerdo a la invención comprende al menos tres distintas etapas de tratamiento. Primeramente, el método comprende una etapa de tratamiento en el que se realiza un filtrado mecánico o por flotación del agua a tratar (tratamiento primario). Luego, el agua ya tratada es llevada a una etapa de filtración biológica (tratamiento secundario), en donde es contactada con un medio filtrante biológico
Esta unidad de tratamiento biológico está compuesta por unidades que alojan diferentes tipos de microorganismos, lombrices, hongos, bacterias, entre otros, los cuales permiten transformar los residuos sólidos en uno de los abonos orgánicos más ricos que existen, el humus de lombriz, con lo que es posible disminuir drásticamente la generación de lodos contaminantes.
El método de acuerdo a la invención además comprende opcionalmente una tercera etapa de tratamiento terciario) en la cual el agua proveniente del medio filtrante biológico es sometida a una desinfección con medios químicos, en donde el tratamiento químico comprende la aplicación de ozono y/o un desinfectante halógeno, donde el desinfectante halógeno puede seleccionarse de cloro, yodo y bromo.
La presente invención además provee un sistema preferentemente dispuesto para la operación del método de tratamiento de aguas residuales aquí descrito. En este sentido, el sistema de acuerdo a la invención comprende al menos un colector de aguas residuales encargado de recibir las aguas residuales aguas arriba del sistema de tratamiento (1), al menos una estación de filtrado mecánico y/o estación de flotación que se encarga de remover los residuos sólidos orgánicos e inorgánicos de un tamaño característico, al menos una planta de transporte perteneciente a dicha estación de filtrado que se encarga de movilizar el agua residual en dicha estación, al menos una estación de filtrado biológico que se encarga de remover el remanente residuos orgánicos y al menos una estación de desinfección que se encarga de desinfectar por medio de químicos u otro medio desinfectante el efluente del sistema de tratamiento. Opcionalmente, el sistema de la invención comprende una unidad de tratamiento de sólidos (11), en la cual se manejan los residuos sólidos orgánicos retirados en las estaciones de filtrado.
Breve descripción de las figuras
La figura 1 muestra la disposición del sistema de acuerdo a la invención.
La figura 2 muestra la disposición de la unidad de tratamiento biológico de acuerdo a la invención.
Descripción detallada de la invención Se entrega a continuación una definición para los siguientes términos y expresiones contenidas en la presente descripción:
Agua residual: Se consideran aguas residuales a los líquidos que han sido utilizados en las actividades diarias de una ciudad (domésticas, comerciales, industriales y de servicios). Comúnmente las aguas residuales suelen clasificarse como:
• Aguas Residuales Municipales: residuos líquidos transportados por el alcantarillado de una ciudad o población y tratados en una planta de tratamiento municipal.
• Aguas Residuales Industriales: Las aguas residuales provenientes de las descargas de industrias de manufactura.
• Lodos contaminantes: residuos semisólidos que se producen, decantan o sedimentan durante el tratamiento de aguas. Son generados en las fosas sépticas de viviendas, centros comerciales, oficinas o industrias, o producidos en las plantas de tratamiento de agua comunal, industrial y comercial.
DBQ5: La demanda "bioquímica" de oxígeno (DBO), es un parámetro que mide la cantidad de materia susceptible de ser consumida u oxidada por medios biológicos que contiene una muestra líquida, disuelta o en suspensión. Se utiliza para medir el grado de contaminación. Normalmente se mide transcurridos cinco días de reacción (DB05) y se expresa en miligramos de oxígeno diatómico por litro (mg02/l). Sólidos Volátiles: Son aquellos que se volatilizan a una temperatura de 600 grados centígrados. Si los sólidos totales se someten a combustión bajo una temperatura de 600 grados centígrados durante 20 minutos, la materia orgánica se convierte a C02 y H20. Esta pérdida de peso se interpreta en términos de materia orgánica o volátil. Los sólidos que no se volatilizan se denominan sólidos fijos.
Nitrógeno TK: El nitrógeno total Kjeldahl es un indicador utilizado en ingeniería ambiental. Refleja la cantidad total de nitrógeno en el agua analizada, suma del nitrógeno orgánico en sus diversas formas (proteínas y ácidos nucleicos en diversos estados de degradación, urea, aminas, etc.) y el ion amonio NH4+.
Filtración Mecánica: es la encargada de retener las partículas sólidas presentes en el agua en su medio filtrante
Filtración Biológica: Mediante un cultivo de bacterias en su medio filtrante es la encargada de metabolizar las sustancias nitrogenadas
La presente invención provee un método y un sistema para el tratamiento de aguas residuales domiciliarias e industriales de origen orgánico.
El método de acuerdo a la invención comprende al menos tres distintas etapas de tratamiento. Primeramente, el método comprende una etapa de tratamiento en el que se realiza un filtrado mecánico o por flotación del agua a tratar (tratamiento primario). Luego, al agua ya tratada es llevada a una etapa de filtrado biológico (tratamiento secundario), en donde es contactada con un medio filtrante biológico.
Esta unidad de tratamiento biológico está compuesta por unidades que alojan diferentes tipos de microorganismos, lombrices, hongos, bacterias, entre otros, los cuales permiten transformar los residuos sólidos en uno de los abonos orgánicos más ricos que existen, el humus de lombriz, con lo que es posible disminuir drásticamente la generación de lodos contaminantes.
El método de acuerdo a la invención además comprende opcionalmente una tercera etapa de tratamiento (tratamiento terciario) en el cual el agua proveniente del medio filtrante biológico, es sometida a una desinfección con medios químicos, en donde el tratamiento químico comprende la aplicación de ozono y/o un desinfectante halógeno, donde el desinfectante halógeno puede seleccionarse de cloro, yodo y bromo.
Adicionalmente, el sistema de la invención comprende al menos un colector de aguas residuales, al menos una planta elevadora y, de manera opcional, al menos una unidad de tratamiento de sólidos.
A continuación se describen con mayor detalle tanto el método de tratamiento como el sistema utilizado para aplicar dicho método.
La invención provee un método de tratamiento de aguas residuales de origen domiciliario e industrial que remueve en forma eficaz los contaminantes del agua, reduciendo la generación de residuos orgánicos y manteniendo continuidad en la operación, que comprende las etapas de: i. proveer agua residual en un colector de aguas residuales (1);
ii. transportar al menos una porción de dicha agua residual hacia una unidad de separación de sólidos gruesos (2) o estación de filtrado grueso,
iii. someter dicha porción de agua a filtrado en dicha unidad de separación de sólidos gruesos;
iv. recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (iii) preferentemente por medios gravitacionales en una primera planta de transporte (3); y
v. transportar al menos una porción del agua proveniente de la etapa (iv) hacia la unidad de separación de sólidos finos (4) o estación de filtrado fino;
vi. someter dicha porción de agua a filtrado en dicha unidad de separación de sólidos finos; vii. recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (vi) preferentemente por medios gravitacionales en una segunda planta de transporte (5);
viii. transportar al menos una porción del agua proveniente de la segunda planta de transporte (5) hacia una unidad de tratamiento biológico (6) preferentemente mediante medios bombeantes, y distribuir preferentemente en forma homogénea el agua a tratar sobre dicha unidad de tratamiento biológico (6);
ix. someter dicha porción de agua a tratamiento en la unidad de tratamiento biológico (6); x. recolectar el agua tratada en el fondo de la unidad de tratamiento biológico (6) y transportarla a una unidad de desinfección química (8);
xi. someter dicha porción de agua a tratamiento en dicha unidad de desinfección química; y xii. opcionalmente recolectar el agua tratada en la etapa (xi) en un contenedor.
En una realización preferida, el método de acuerdo a la invención comprende al menos las siguientes etapas: i. proveer agua residual en un colector de aguas residuales (1);
ii. transportar al menos una porción de dicha agua residual hacia la unidad de separación de sólidos gruesos (2) o estación de filtrado grueso, donde dicho transporte se realiza mediante ductos por medios gravitacionales y/o medios bombeantes;
iii. someter dicha porción de agua a filtrado en dicha unidad de separación de sólidos gruesos;
iv. recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (iii) preferentemente por medios gravitacionales en una primera planta de transporte (3), y opcionalmente recolectar sólidos gruesos en la etapa (iii) y transportarlos hacia una unidad de tratamiento de sólidos gruesos (9)
v. transportar al menos una porción del agua proveniente de la etapa (iv) hacia la unidad de separación de sólidos finos (4) o estación de filtrado fino, donde dicho transporte se realiza opcionalmente mediante medios bombeantes;
vi. someter dicha porción de agua a filtrado en dicha unidad de separación de sólidos finos; vii. recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (vi) preferentemente por medios gravitacionales en una segunda planta de transporte (5), y opcionalmente recolectar sólidos finos en la etapa (vi) y transportarlos hacia una unidad de tratamiento de sólidos finos (10);
viii. transportar al menos una porción del agua proveniente de la segunda planta de transporte (5) hacia la unidad de tratamiento biológico (6) preferentemente mediante medios bombeantes, a través de una red de riego y distribuir preferentemente en forma homogénea el agua sobre dicha unidad de tratamiento biológico (6);
ix. someter dicha porción de agua a tratamiento en la unidad de tratamiento biológico (6)
■y preferentemente a una tasa hidráulica de tratamiento de entre 100 y 1.500 lts/m /día, y opcionalmente recolectar el agua tratada en el fondo de dicha unidad de tratamiento biológico luego del tratamiento biológico y someterla a recirculación (7) para llevar a cabo al menos una nueva etapa de tratamiento biológico;
x. recolectar el agua tratada en el fondo de la unidad de tratamiento biológico (6) y mediante medios gravitacionales, transportarla a una unidad de desinfección química (8);
xi. opcionalmente someter dicha porción de agua a tratamiento en dicha unidad de desinfección química; y
xii. opcionalmente recolectar el agua tratada en la etapa (xi) en un contenedor.
En una realización de la invención, luego de la etapa vi, se obtiene un agua residual con sólidos de diámetro menor a 1 mm, preferentemente menores a entre 0,5 a 1 mm.
En particular, en el método de acuerdo a la invención, todos los sólidos mayores a 0,5 mm son separados en la estación de filtrado inicial y se conducen directamente a la unidad de tratamiento de sólidos que preferentemente puede ubicarse en la proximidad de la unidad de tratamiento biológico.
En una realización preferida de la invención, la recirculación de acuerdo a la etapa ix. se lleva a cabo las veces que sean necesarias hasta que el agua posea la concentración de contaminantes deseada. Adicionalmente, dicha recirculación se realiza opcionalmente a una de las unidades aguas arriba de la unidad de tratamiento biológico, preferentemente a la segunda planta de transporte.
La unidad de tratamiento biológico comprende bacterias de suelo natural heterotróficas altamente adaptables, las que poseen la capacidad de convertir contaminantes de aguas residuales en componentes solubles de bajo peso molecular. La etapa opcional de tratamiento químico comprende contactar el agua a tratar con una cantidad efectiva de un agente químico, el cual se selecciona preferentemente de un compuesto derivado de halógeno , donde el halógeno es seleccionado del grupo formado por cloro, bromo y yodo, en cantidades que varían entre 1-20 ppm, preferentemente 1-10 ppm, y más preferentemente entre 1 a 5 ppm.
De acuerdo a la invención, la provisión de etapas de pretratamiento al tratamiento biológico (tratamiento primario), permite evitar que la unidad de tratamiento biológico se sature con excesos de sólidos o grasa y por ende pierda su permeabilidad, y así como también que el agua se apose y el sistema quede anegado, disminuyendo su caudal. Al mismo tiempo, al tener una primera etapa de pre tratamiento de sólidos, el método provee una mayor eficiencia en la remoción de los parámetros contaminantes del agua residual.
La invención además provee un sistema de tratamiento de aguas residuales de origen domiciliario e industrial que remueve en forma eficaz los contaminantes del agua, reduciendo la generación de residuos orgánicos y manteniendo continuidad en la operación, que comprende: a . al menos un colector de aguas residuales ubicado aguas arriba del sistema;
b. al menos una estación de filtrado mecánico y/o por flotación encargada de remover sólidos inorgánicos y/u orgánicos de cierto tamaño;
c. al menos una estación de filtrado biológico encargada de eliminar el remanente de residuos orgánicos ; y
d. al menos una estación de limpieza encargada de desinfectar el efluente del sistema. En una realización, el al menos un colector de aguas residuales consiste en un estanque que distribuye las aguas residuales a la estación de filtrado mecánico y/o por flotación. En otra realización, cada estación de filtrado mecánico y/o por flotación está comprendida por un medio filtrante y un medio de transporte, donde el medio filtrante se encarga de remover los sólidos del efluente y el medio de transporte de llevar el efluente a la siguiente estación del sistema. Preferentemente, la al menos una estación de filtrado está comprendida por una pluralidad de medios de filtrado y medios de transporte dispuestos en serie.
Adicionalmente, el al menos un medio filtrante consiste en una unidad de separación de sólidos de un tamaño en particular y porque él al menos un medio de transporte consiste en una unidad elevadora de un efluente en particular, donde la ubicación de acuerdo al tamaño de partículas y a las características del efluente en la estación de filtrado consiste en la remoción de las partículas de mayor tamaño aguas arriba de dicha estación hasta la remoción de las partículas de menor tamaño aguas debajo de dicha estación.
En otra realización, la unidad separadora de sólidos ubicada aguas arriba de la estación de filtrado consiste en una cámara de rejas de acero que incluye barras con una separación de aproximadamente 3 a 8 centímetros. Preferentemente, el medio de transporte ubicado antes de la estación de filtrado biológico actúa como un estanque pulmón que alimenta la unidad de tratamiento biológico absorbiendo las fluctuaciones en el flujo.
En otra realización, en la estación de filtrado mecánico y/o por flotación ubicada antes de la estación de filtrado biológico se incorpora un potenciador de flora bacteriana, donde de manera preferente dicho potenciador se incorpora en el medio de transporte de dicha estación de filtrado. Preferentemente, la al menos una estación de filtrado biológico consiste en una unidad de tratamiento biológico compuesta por capas, las que se detallan a continuación. Más preferentemente, las capas de la al menos una unidad de tratamiento biológico consisten en una cámara de aire, una primera unidad separadora, una capa inorgánica, una segunda unidad separadora y una capa orgánica.
La cámara de aire consiste en un espacio de aire ubicado en la parte inferior de la unidad de tratamiento biológico, donde a continuación de la cámara de aire se encuentra una primera unidad separadora que establece una separación entre la cámara de aire y la capa de material inorgánico, manteniendo la integridad de dicha cámara de aire. Además, la primera unidad separadora comprende una estructura de concreto, cemento, plástico y/o cartón, entre otros. Adicionalmente, a continuación de la primera unidad separadora se localiza una capa inorgánica compuesta de al menos un material inorgánico o una combinación de estos.
Las capas de material inorgánico en cualquier material o mezcla de material inorgánico comprendido por partículas de tamaño entre 5 y 15 cm. Las capas de material inorgánico consisten preferentemente en una capa de plástico y/o piedras. A continuación de la capa inorgánica se encuentra una segunda unidad separadora que establece una separación entre la capa de material inorgánico y la capa de material orgánico, impidiendo que microorganismos atraviesen desde el material orgánico hacia el material inorgánico.
La segunda unidad separadora se selecciona de una membrana preferentemente plástica con perforaciones de entre 0 y 1 mm, o cualquier cubierta o combinación de cubiertas que permita el paso del agua hacia la capa inferior y no permita el paso de lombrices a esta capa inferior, es decir es una malla de cualquier material que tenga pequeñas perforaciones que permiten el paso del agua. A continuación de la segunda unidad separadora se encuentra una capa orgánica que comprende derivados de celulosa, lombrices, bacterias y otros microorganismos que permiten filtrar la contaminación en estado sólido y soluble del agua residual. Además, sobre la capa orgánica se realiza la inoculación de microorganismos y la aspersión del efluente proveniente de la estación de filtrado anterior a la unidad de tratamiento biológico. Existe al menos un medio de aireación que comunica la cámara de aire con el exterior de la unidad de tratamiento biológico, de manera de proveer aireación a las distintas capas de dicha unidad por medio de perforaciones localizadas a lo largo de dicho medio. Los medios de aireación corresponden a cualquier elemento que permita la comunicación fluida del aire entre la cámara de aire, el exterior de la unidad de tratamiento biológico y las capas que la componen, como un ducto perforado que atraviesa verticalmente dichas capas. La al menos una estación de limpieza está comprendida por una unidad de limpieza que corresponde a un estanque diseñado para agregar un agente químico de desinfección que permanezca en contacto con el efluente del sistema por el período de tiempo adecuado para desinfectar adecuadamente dicho efluente.
En una realización, el sistema puede comprender una techumbre que bloquea la luz solar y radiación incidente sobre la unidad de tratamiento biológico. Opcionalmente, es posible instalar en serie una pluralidad de unidades de tratamiento biológico. Se puede utilizar recirculación de al menos parte del efluente de la unidad de tratamiento biológico hacia una de las estaciones de filtrado ubicadas aguas arriba de dicha unidad.
En una realización preferida, el sistema de acuerdo a la invención comprende al menos los siguientes elementos constitutivos:
• Colector de aguas residuales (1): unidad encargada de recibir las aguas residuales para disponer su distribución en el sistema de tratamiento. Se localiza aguas arriba del sistema y debe tener la capacidad de recolectar las aguas a ser tratadas de manera de proveer un flujo de efluente en tratamiento de acuerdo a las capacidades del sistema. En una modalidad preferente la presente unidad está comprendida por un estanque de distribución de aguas residuales.
• Separador de sólidos gruesos (2): unidad que consiste en uno de los medios filtrantes de la estación de filtrado mecánico y/o por flotación sistema, donde los sólidos de mayor tamaño son removidos del efluente en tratamiento. Esta unidad consiste en una cámara de rejas de acero que incluye barras con una separación de aproximadamente 3 a 8 centímetros, y que permite filtrar sólidos de diámetros mayores, a dichas dimensiones.
• Primera planta elevadora (3): unidad que corresponde a una de las plantas de transporte, las cuales utilizan preferentemente bombas como medios de transporte del efluente proveniente de la unidad anterior. En particular, esta primera unidad de transporte se encarga de recibir el efluente de la primera estación de filtrado para enviarlo a la segunda estación de filtrado de acuerdo a los requerimientos de dicha estación.
• Separador de sólidos finos (4): unidad que consiste en uno de los medios filtrantes de la estación de filtrado mecánico y/o por flotación sistema, donde los sólidos de tamaño menor son removidos del efluente en tratamiento. Esta unidad consiste principalmente en un equipo que posee una malla de acero con pequeñas perforaciones, por las cuales el agua escurre de forma gravitacional quedando sobre la malla los sólidos que se están removiendo. En este caso la malla o rejilla de acero incluye perforaciones de aproximadamente 0,5 a 1 mm, que permite filtrar sólidos de diámetro mayor a dichas dimensiones.
• Segunda planta elevadora (5): unidad que corresponde a una de las plantas de transporte, las cuales utilizan preferentemente bombas como medios de transporte del efluente proveniente de la unidad anterior. En particular, esta segunda unidad de transporte se encarga de recibir el efluente proveniente de la segunda estación de filtrado para enviarlo a la estación de filtrado biológico de acuerdo a los requerimientos de dicha estación. En este contexto, una de sus finalidades es acumular las aguas siendo un estanque pulmón ante posibles aumentos de descargas en períodos cortos, ya que la impulsión desde este cuerpo hacia la unidad de tratamiento biológico (6) se hace mediante un riego de caudal constante y con paradas constantes.
• Unidad de tratamiento biológico (6): consiste en un filtro biológico que se encarga de remover los residuos orgánicos remanentes de las etapas anteriores por medio de microorganismos, lombrices, hongos y bacterias.
• Unidad de desinfección (8): consiste en una unidad de desinfección del efluente proveniente del filtrado biológico, donde se proveen las propiedades finales del efluente que saldrá del sistema de tratamiento de aguas residuales. En este contexto, esta unidad consiste principalmente en un estanque diseñado para que el agua siga una circulación en la cual se alcanzará el tiempo necesario para que el agua entre en contacto con un agente desinfectante de manera que se haga efectiva la desinfección final del efluente.
En una realización aun más preferida, la unidad de tratamiento biológico (6) de acuerdo a la invención, comprende, desde su zona inferior a la superior, las siguientes capas:
• Cámara de aire (12): capa inferior que permite aportar oxigenación al fondo del filtro biológico. En este contexto, la unidad de tratamiento biológico (6) opera en condiciones aeróbicas, siendo de suma importancia mantener una oxigenación correcta en todas las capas que constituyen dicha unidad. En este contexto, existen medios de aireación que conectan la cámara de aire en el fondo de la unidad de tratamiento biológico con el exterior de dicha unidad, lográndose un flujo de aire entre la cámara de aire ubicada en el fondo de la unidad y el exterior, entregándose aire a las capas que conforman la unidad. El flujo que se genera entre la cámara de aire y el exterior dependerá principalmente de las diferencias de temperatura entre estos dos puntos, es decir, del gradiente de temperatura.
• Primera unidad separadora (13): capa que establece una separación entre la cámara de aire (12) y la capa de material inorgánico (14), donde dicha unidad separadora puede comprender elementos a base de concreto, cemento, plástico, cartón, entre otros, de manera que se mantenga la integridad de la cámara de aire, es decir, que no exista fuga de aire hacia fuera de la cámara y/o entrada de contaminantes hacia ésta
• Capa de material inorgánico (14): capa compuesta de un material inorgánico o combinación de éstos, donde el o los materiales inorgánicos se seleccionan de plásticos, piedras, etc (indicar posibles alternativas adicionales). Donde en el caso de utilizar plásticos se consideran distintas formas que tengan un tamaño de aproximado de 5-15 cm de diámetro y en el caso de ser piedras se puede utilizar gravilla con diámetros también entre 5-15 cm de diámetro, es decir, el material inorgánico de esta capa tiene que estar comprendido por partículas de tamaño entre 5 y 15 cm. Por otro lado, en la capa de material orgánico (n) se alojan bacterias que reducen principalmente la contaminación soluble del agua.
• Segunda unidad separadora (15): capa que establece una separación entre la capa de material inorgánico (14) y la capa de material orgánico (16), impidiendo que microorganismos atraviesen desde el material orgánico celulósico (16) hacia el material inorgánico (14), donde dicha unidad separadora se selecciona de una membrana preferentemente plástica con perforaciones de entre 0 y 1 mm o cualquier cubierta o combinación de cubiertas que permita el paso del agua hacia la capa inferior y no permita el paso de lombrices a esta capa inferior, es decir es una malla de cualquier material que tenga pequeñas perforaciones que permiten el paso del agua. • Capa de material orgánico (16): capa superior que comprende derivados de celulosa, lombrices, bacterias y otros microorganismos que permiten filtrar la contaminación en estado sólido y soluble del agua residual.
• Medios de aireación (19): medios dispuestos desde la cámara de aire (12) hacia sobre la superficie del material orgánico (16), los que permiten comunicar la cámara de aire (12) con el exterior y permitir un flujo de aire para proveer oxigeno al fondo de la unidad de tratamiento biológico (6) y así mantener las condiciones aeróbicas que el sistema requiere. En este contexto, la unidad de tratamiento biológico comprende al menos un medio de aireación, el que puede ser un tubo, donde dicho medio de aireación posee perforaciones en su largo y por ende va a proveer de oxigenación a toda la columna que compone el estrato de la unidad de tratamiento biológico. Por otro lado, es posible agregar en la cámara del fondo aireación forzada a través de ventiladores u otros mecanismos que fuercen la oxigenación de manera que suba por la columna y alimente una mayor cantidad de oxígeno en las capas inferiores de la unidad de tratamiento biológico, que son las que poseen una más pobre concentración de oxígeno.
En una modalidad de la invención la estación de filtración mecánica y/o por flotación puede comprender una pluralidad de medios filtrantes y de transporte de manera de perfeccionar la remoción de las partículas solidas que contiene el efluente en tratamiento. En este contexto, la combinación de medios filtrantes y medios de transporte debe ser tal que los medios de transporte cumplan los requerimientos para transportar el efluente desde un medio filtrante aguas arriba de éstos a medios filtrante aguas debajo de éstos. Al respecto, el medio filtrante y medio de transporte ubicados antes de la unidad de tratamiento biológico son de particular importancia, ya que deben cumplir con los requerimientos de alimentación de la unidad de tratamiento biológico. materias pueden ser aceites y grasas provenientes de procesos industriales llevados a cabo en industrias que procesan lácteos y/o cecinas, entre otros. De esta manera se logra dejar las aguas con el nivel de sólidos adecuados para que ingresen al medio de transporte en cuestión, unidad que alimenta la unidad de tratamiento biológico.
En relación al medio de transporte en cuestión, esta unidad debe tener la capacidad de proveer las características de flujo necesarias al efluente de alimentación de la unidad de tratamiento biológico. En este contexto, la principal característica que imprime este medio al efluente de alimentación corresponde a la continuidad en la alimentación, actuando como un estanque pulmón ante posibles aumentos de descargas en períodos cortos, ya que la impulsión desde este cuerpo hacia la unidad de tratamiento biológico (6) se hace mediante un riego de caudal constante y con paradas constantes.
Luego, la alimentación a la unidad de tratamiento biológico se realiza sin generar ningún tipo de anegamiento y/u operación que requiera mantención excesiva, de manera de optar a la mayor eficiencia del sistema. En este contexto, es relevante destacar que la unidad de separación de sólidos finos, o medio de filtrado fino, igualmente permite retener aceites y grasas que puedan impermeabilizar la superficie del lecho biológico en la unidad de tratamiento biológico de acuerdo a lo mencionado anteriormente. Luego, si bien el separador de sólidos finos permite separar gran parte del excedente de grasa, la grasa o aceites que pasan a la unidad de tratamiento biológico quedan impregnados sobre la superficie de la capa superior de dicha unidad, donde son consumidas por lombrices y bacterias que se albergan en la unidad de tratamiento biológico. En relación a la unidad de tratamiento biológico de acuerdo a la invención, se realiza una inoculación inicial de microorganismos al momento de poner en operación el sistema a efectos de proveer la carga biológica requerida. Mediante un proceso natural, los microorganismos presentes en dicha inoculación se incorporarán a la capa de origen orgánico (16), formando así la flora bacteriana que contribuye a la descontaminación y, promedio de la operación del sistema, las bacterias pasarán a poblar las capas inferiores, principalmente la capa de material inorgánico. Preferentemente, la inoculación inicial comprende proveer una cantidad de 500-10.000 lombrices/m2 y aproximadamente 0,5-5 kg de humus/m2.
Adicionalmente, sobre la unidad de tratamiento biológico (6) es posible implementar una techumbre, ya que los microorganismos que conviven al interior de esta unidad (6) prefieren ambientes sombríos y húmedos, por lo cual no es recomendable el exponer la superficie de la unidad de tratamiento biológico (6) de forma directa a la radiación solar.
Por otra parte, también existe la posibilidad de instalar otra unidad biológica en serie, o las unidades biológicas que sean necesarias. De esta manera, el 100% del agua atraviesa la primera unidad, después el 100% del efluente de la primera unidad pasa por una segunda unidad y así sucesivamente, hasta lograr una calidad del efluente de acuerdo a los requerimientos que se deseen del sistema. En este contexto, también es posible añadir una estación de recirculación a la salida de la unidad de tratamiento biológico, de manera que al menos parte del efluente de dicha unidad vuelva a estaciones previas a la unidad de tratamiento biológico, en particular a alguna de las estaciones de filtrado, más en particular a la estación de filtrado que se encuentra antes de la unidad biológica, ya sea al medio de filtrado o al medio de transporte. Luego, el objetivo de dicha recirculación es hacer que al menos parte del efluente vuela a ser filtrado, ya sea únicamente por la unidad de tratamiento biológico o por una combinación de al menos una estación de filtrado con dicha unidad, obteniéndose un efluente que cumpla con los requerimientos establecidos al sistema. La principal diferencia entre proveer recirculación y unidades de tratamiento biológico en serio consiste en que al usar unidades de tratamiento biológico en serie éstas pueden ser mejor adaptadas para tratar efluentes de distintas características de acuerdo a la etapa en la cual se encuentra dicho efluente, mientras que al usar únicamente recirculación el efluente que recircula entra a la misma unidad que se utilizó con el efluente inicial, pudiendo resultar en desmedro de las características del efluente que recircula, pero no en desmedro de las características del efluente final.
Adicionalmente, en al menos una de las estaciones de filtrado mecánico y/o por flotación se incorpora un potenciador de flora bacteriana, en particular al medio de transporte que se ubica antes de la unidad de tratamiento biológico. De esta manera, se busca potenciar la flora bacteriana en la unidad biológica para aumentar su concentración y así tener un mayor porcentaje de remoción de sólidos orgánicos. Dicho potenciador puede ser una mezcla de bacterias, levaduras, u cualquier otro tipo de componente que permita aumentar la flora bacteriana en un medio.
En una realización, el potenciador de la flora bacteriana de la invención consiste en una mezcla de nutrientes en estado inerte, el cual se incorpora en cantidades de:
Entre 100 a 2000 grs, en la etapa de puesta en marcha por cada m3/día de capacidad instalada de tratamiento de agua.
Entre 5 a 1000 grs, en la etapa de operación en régimen por cada m3 de agua tratada. Preferentemente, el potenciador de la flora bacteriana comprende, en peso, de aproximadamente 20-50% de carbohidratos, 20-50 % de aminoácidos, 1-20 % de lípidos, y 1-30% de trazas (vitaminas y minerales, entre otros).
Mediante el método y sistemas aquí descritos, es posible proveer un tratamiento de aguas residuales, donde el agua tratada puede ser utilizada en diversas aplicaciones, como por ejemplo, riego, lavado y otros procesos industriales.
Ventajosamente, el método y sistema de la invención poseen las siguientes características:
Baja generación de olores
Generación de residuos orgánicos despreciable
Bajo consumo energético, entre 0,05 - 1 Kwh/m3 de agua tratada
Bajo consumo de agentes químicos desinfectantes.
El siguiente ejemplo describe la invención con una mayor particularidad, y se pretende que sea una manera de ilustrar, pero no limitar la invención
Ejemplo de realización
El método y sistema de la presente invención fueron dispuestos en una planta de tratamiento que trata las aguas residuales de un casino y hotel ubicando en la región de Valparaíso, Chile.
Se llevaron a cabo una serie de tratamientos utilizando el método y sistemas aquí descritos. El sistema cuenta con todos los elementos que se describen en la sección "descripción detallada de la invención". En particular, comprende:
Una unidad de separación de sólidos gruesos (2)
Planta elevadora (3)
Una unidad de separación de sólidos finos (4) consistente en un filtro parabólico de 0,5 mm de separación, fabricado de una malla de acero (4)
Segunda planta elevadora (5)
Unidad de tratamiento biológico (6)
Unidad de Desinfección (8)
Unidad de tratamiento de sólidos gruesos (9)
Unidad de tratamiento de sólidos finos (10)
A continuación se presentan los resultados de 2 análisis de aguas del efluente y afluente de la planta de tratamiento.
Análisis 1 - Planta de Tratamiento 1 - Octubre 2012
Figure imgf000029_0001
Fósforo (mg/1) 43 7 84%
Aceites y Grasa 239 4 98% (mg/1)
Coliformes Fecales < 2 100% (NMP/100 mi)
pH [afuente]: entre 6,0 -8,5
Temperatura: Entre 23,5 y 26 grados celcius
Caudal promedio: 3,1 litros/seg (Máximo: 4,5 , Mínimo: 1,4)
Superficie unidad biológica: 400 m2
Retiro de sólidos estimados: 50 kilos/día
Desinfectante: 3 ppm de cloro
Recirculación por unidad de tratamiento biológico: No
Análisis 2 - Planta de Tratamiento 2 - Junio 2012 -
Figure imgf000030_0001
Nitrógeno (mg/1) 52 9 83%
Fósforo (mg/1) 8 3 63%
Aceites y Grasas 78 4 95% (mg/1)
Coliformes Fecales < 2 100% (NMP/100 mi)
pH [afuente]: Entre 7,5 -7,6
Temperatura de afluente: Entre 22 y 23 grados celcius
Caudal promedio de afluente: 1,3 litros/seg (Máximo: 2,3 - Mínimo: 0,2)
Superficie unidad de tratamiento biológico: 400 m2
Retiro de sólidos estimados: 40 kilos/día
Agente desinfectante: cloro 3 ppm
Recirculación por unidad de tratamiento biológico: No
Resultados de remoción de contaminantes. o DB05: 70% - 100%
o SST (Sólidos Suspendidos Totales): 70% - 100%
o Nitrógeno TK: 50% - 90%
o Fósforo: 50% - 80% o Aceites y Grasas: 70% - 100%
o Coliformes fecales: 90% - 100%
De acuerdo a lo explicado recientemente se desprende que las tecnologías convencionales no entregan una solución sustentable al problema. El Biofíltro sí resuelve el problema desde la perspectiva de la sustentabilidad ya que posee un impacto directo sobre los 3 pilares que conforman la sustentabilidad, es decir, una solución de bajo costo y competitiva (impacto económico), inodora, sin la generación de lodos y de bajo consumo energético y químico (impacto medioambiental), y finalmente una solución que puede ser operada por la misma comunidad a diferencia de tecnologías convencionales que requieren de personal calificado (impacto social).

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un método de tratamiento de aguas residuales de origen domiciliario e industrial que remueve en forma eficaz los contaminantes del agua, reduciendo la generación de residuos orgánicos y manteniendo continuidad en la operación, CARACTERIZADO porque comprende las etapas de: i. proveer agua residual en un colector de aguas residuales (1);
ii. transportar al menos una porción de dicha agua residual hacia una unidad de separación de sólidos gruesos (2) o estación de filtrado grueso,
iii. someter dicha porción de agua a filtración en dicha unidad de separación de sólidos gruesos;
iv. recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (iii) preferentemente por medios gravitacionales en una primera planta de transporte (3); y
v. transportar al menos una porción del agua proveniente de la etapa (iv) hacia la unidad de separación de sólidos finos (4) o estación de filtrado fino;
vi. someter dicha porción de agua a filtración en dicha unidad de separación de sólidos finos;
vii. recolectar al menos una parte del agua proveniente de la etapa (vi) preferentemente por medios gravitacionales en una segunda planta de transporte (5);
viii. transportar al menos una porción del agua proveniente de la segunda planta de transporte (5) hacia la unidad de tratamiento biológico (6) preferentemente mediante medios bombeantes, distribuir preferentemente en forma homogénea el agua a tratar sobre dicha unidad de tratamiento biológico (6); ix. someter dicha porción de agua a tratamiento en la unidad de tratamiento biológico (6); x. recolectar el agua tratada en el fondo de la unidad de tratamiento biológico (6) y opcionalmente transportarla a una unidad de desinfección química (8);
xi. opcionalmente someter dicha porción de agua a tratamiento en dicha unidad de desinfección química; y
xii. opcionalmente recolectar el agua tratada en la etapa (xi) en un contenedor.
2. El método de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el transporte en la etapa de tratamiento de filtración grueso se realiza mediante ductos por medios gravitacionales y/o medios bombeantes.
3. El método de acuerdo a las reivindicaciones 1 ó 2, CARACTERIZADO porque la etapa iv opcionalmente comprende recolectar los sólidos gruesos de la etapa (iii) y transportarlos hacia una unidad de tratamiento de sólidos gruesos (9).
4. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque el transporte en la etapa de tratamiento de filtrado fino se realiza mediante ductos por medios bombeantes.
5. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque la etapa vii opcionalmente comprende recolectar los sólidos finos (4) de la etapa vi y transportarlos hacia una unidad de tratamiento de sólidos (10).
6. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque en la etapa viii la distribución del agua a tratar sobre la unidad de tratamiento biológico se realiza mediante una red de riego.
7. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque en la etapa ix se provee una tasa hidráulica de tratamiento comprendida entre 100 y 1.500 L/m2/día.
8. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque la etapa ix además comprende recolectar el agua tratada en el fondo de dicha unidad de tratamiento biológico luego del tratamiento biológico y se someter dicha agua a recirculación para llevar a cabo al menos una nueva etapa de tratamiento biológico.
9. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque en la etapa x se realiza el transporte del agua tratada mediante medios gravitacionales
10. El método de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones precedentes, CARACTERIZADO porque la etapa opcional de desinfección química comprende contactar el agua a tratar con una cantidad efectiva de un agente químico, el cual se selecciona preferentemente de un compuesto derivado de halógeno seleccionado del grupo formado por cloro, bromo y yodo, en cantidades que varían entre 1-20 ppm, preferentemente 1-10 ppm, y más preferentemente entre 1 a 5 ppm.
11. Un sistema de tratamiento de aguas residuales de origen domiciliario e industrial que remueve en forma eficaz los contaminantes del agua, reduciendo la generación de residuos orgánicos y manteniendo continuidad en la operación, CARACTERIZADO porque comprende: a. al menos un colector de aguas residuales ubicado aguas arriba del sistema;
b. al menos una estación de filtrado mecánico y/o por flotación encargada de remover sólidos inorgánicos y/u orgánicos de cierto tamaño;
c. al menos una estación de filtrado biológico encargada de eliminar el remanente de residuos orgánicos ; y
d. al menos una estación de limpieza encargada de desinfectar el efluente del sistema.
12. El sistema de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque él al menos un colector de aguas residuales consiste en un estanque que distribuye las aguas residuales a la estación de filtrado mecánico y/o por flotación.
13. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque cada estación de filtrado mecánico y/o por flotación está comprendida por un medio filtrante y un medio de transporte, donde el medio filtrante se encarga de remover los sólidos del efluente y el medio de transporte de llevar el efluente a la siguiente etapa del sistema.
14. El sistema de acuerdo a la reivindicación 3, CARACTERIZADO porque la al menos una estación de filtrado está comprendida por una pluralidad de medios de filtrado y medios de transporte dispuestos en serie.
15. El sistema de acuerdo a las reivindicaciones 3 y 4, CARACTERIZADO porque él al menos un medio filtrante consiste en una unidad de separación de sólidos y porque él al menos un medio de transporte consiste en una unidad elevadora de un efluente en particular, donde la ubicación de acuerdo al tamaño de partículas y a las características del efluente en la etapa de filtrado consiste en la remoción de las partículas de mayor tamaño aguas arriba de dicha etapa hasta la remoción de las partículas de menor tamaño aguas debajo de dicha etapa.
16. El sistema de acuerdo a la reivindicación 5, CARACTERIZADO porque la unidad separadora de sólidos ubicada aguas arriba de la estación de filtrado consiste en una cámara de rejas de acero que incluye barras con una separación de aproximadamente 3 a 8 centímetros.
17. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque el medio de transporte ubicado antes de la estación de filtrado biológico actúa como un estanque pulmón que alimenta la unidad de tratamiento biológico absorbiendo las fluctuaciones en el flujo.
18. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque en la estación de filtrado mecánico y/o por flotación ubicada antes de la estación de filtrado biológico se incorpora un potenciador de flora bacteriana, donde de manera preferente dicho potenciador se incorpora en el medio de transporte de dicha etapa de filtrado.
19. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones anteriores, CARACTERIZADO porque la al menos una estación de filtrado biológico consiste en una unidad de tratamiento biológico compuesta por capas.
20. El sistema de acuerdo a la reivindicación 9, CARACTERIZADO porque las capas de la al menos una unidad de tratamiento biológico consisten en una cámara de aire, una primera unidad separadora, una capa inorgánica, una segunda unidad separadora y una capa orgánica.
21. El sistema de acuerdo a la reivindicación 10, CARACTERIZADO porque la cámara de aire consiste en un espacio de aire ubicado en la parte inferior de la unidad de tratamiento biológico.
22. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11, CARACTERIZADO porque a continuación de la cámara de aire se encuentra una primera unidad separadora que establece una separación entre la cámara de aire y la capa de material inorgánico, manteniendo la integridad de dicha cámara de aire.
23. El sistema de acuerdo a la reivindicación 12, CARACTERIZADO porque que la primera unidad separadora comprende una estructura de concreto, cemento, plástico y/o cartón, entre otros.
24. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, CARACTERIZADO porque a continuación de la primera unidad separadora se localiza una capa inorgánica compuesta de al menos un material inorgánico o una combinación de estos.
25. El sistema de acuerdo a la reivindicación 14, CARACTERIZADO porque las capas de material inorgánico en cualquier material o mezcla de material inorgánico comprendido por partículas de tamaño entre 5 y 15 cm.
26. El sistema de acuerdo a las reivindicaciones 14 y 15, CARACTERIZADO porque las capas de material inorgánico consiste preferentemente en una capa de plástico y/o piedras.
27. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, CARACTERIZADO porque a continuación de la capa inorgánica se encuentra una segunda unidad separadora que establece una separación entre la capa de material inorgánico y la capa de material orgánico, impidiendo que microorganismos atraviesen desde el material orgánico hacia el material inorgánico.
28. El sistema de acuerdo a la reivindicación 17, CARACTERIZADO porque la segunda unidad separadora se selecciona de una membrana preferentemente plástica con perforaciones de entre 0 y 1 mm, o cualquier cubierta o combinación de cubiertas que permita el paso del agua hacia la capa inferior y no permita el paso de lombrices a esta capa inferior, es decir es una malla de cualquier material que tenga pequeñas perforaciones que permiten el paso del agua.
29. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, CARACTERIZADO porque a continuación de la segunda unidad separadora se encuentra una capa orgánica que comprende derivados de celulosa, lombrices, bacterias y otros microorganismos que permiten filtrar la contaminación en estado sólido y soluble del agua residual.
30. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 18, CARACTERIZADO porque a continuación de la segunda unidad separadora se encuentra una capa orgánica que comprende derivados de celulosa, lombrices, bacterias y otros microorganismos que permiten filtrar la contaminación en estado sólido y soluble del agua residual.
31. El sistema de acuerdo a la reivindicación 19, CARACTERIZADO porque sobre la capa orgánica se realiza la inoculación de microorganismos y la aspersión del efluente proveniente de la estación de filtrado anterior a la unidad de tratamiento biológico.
32. El sistema de acuerdo a la reivindicación 31, CARACTERIZADO porque se realiza una única inoculación inicial de microorganismos.
33. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 10 a 20, CARACTERIZADO porque existe al menos un medio de aireación que comunica la cámara de aire con el exterior de la unidad de tratamiento biológico, de manera de proveer aireación a las distintas capas de dicha unidad por medio de perforaciones localizadas a lo largo de dicho medio.
34. El sistema de acuerdo a la reivindicación 21, CARACTERIZADO porque los medios de aireación corresponden a cualquier elemento que permita la comunicación fluida del aire entre la cámara de aire, el exterior de la unidad de tratamiento biológico y las capas que la componen, como un ducto perforado que atraviesa verticalmente dichas capas.
35. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 11 a 34, CARACTERIZADO porque la al menos una estación de limpieza está comprendida por una unidad de limpieza que corresponde a un estanque diseñado para agregar una gente químico de desinfección que permanezca en contacto con el efluente del sistema por el período de tiempo adecuado para desinfectar adecuadamente dicho efluente.
36. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 11 a 35, CARACTERIZADO porque el sistema comprende una techumbre que bloquea la luz y radiación solar incidentes sobre la unidad de tratamiento biológico.
37. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 11 a 36, CARACTERIZADO porque consiste de una pluralidad de unidades de tratamiento biológico instaladas en serie.
38. El sistema de acuerdo a cualquiera de las reivindicaciones 11 a 37, CARACTERIZADO porque se utiliza recirculación de al menos parte del efluente de la unidad de tratamiento biológico hacia una de las etapas de filtrado ubicadas aguas arriba de dicha unidad.
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