WO2022075830A1 - Bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto - Google Patents
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Abstract
La presente invención está referida a un bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, caracterizado por comprender un cuerpo de reactor preferentemente cilíndrico dispuesto en posición vertical en el que se alojan internamente la asociación de a) un clarificador/degasificador y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico dispuesto en la parte superior que consiste en un arreglo geométrico de doble cono inductor con un deflector barrenado para permitir el paso de biogás sin permitir que pasen los medios de película fija flotante presentes en el bioreactor; b) un sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomosas de múltiples densidades y biopelícula conectado inferiormente a dicho clarificador/degasificador y redireccionador de flujo de doble cono concéntrico del inicio "a" y c) un clarificador/degasificador helicoidal montado externamente en un ducto central de recirculación del sistema del inciso "b".
Description
BIOREACTOR ANAEROBIO MULTI-MEDIA DE ALTO CONTENIDO
DE BIOMASAS Y FACTOR DE CONTACTO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención cae en el campo de la biotecnología y la mecánica en lo general; en particular se relaciona con los sistemas y métodos de tratamiento de aguas residuales, específicamente lo relacionado con los medios y dispositivos usados en plantas de tratamiento de agua residual y más específicamente está referida a un bioreactor anaerobio multimedia de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Es de conocimiento generalizado que el crecimiento de la población y sus requerimientos, a nivel social e industrial, hace que la demanda de agua por parte de todos sea cada vez mayor. Por tanto, resulta de vital importancia hacer una correcta utilización de las aguas residuales a fin de liberar importantes volúmenes de agua limpia para el abastecimiento humano (Gil Pulido) .
En el ámbito del tratamiento de aguas residuales, existen diversas
técnicas, aparatos y dispositivos para llevar a cabo el tratamiento de las aguas contaminadas, reducir la carga orgánica y reducir o eliminar ciertos contaminantes para ofrecer agua que pueda utilizarse para diferentes propósitos sin contaminantes.
Un bioreactor es un recipiente o sistema que mantiene un ambiente biológicamente activo. En dichos bioreactores se llevan a cabo procesos químicos y biológicos que involucran microorganismos o sustancias bioquímicamente activas derivadas de dichos organismos. Este proceso puede ser aeróbico o anaerobio.
Los microorganismos juegan un papel importante en todo proceso de depuración de aguas residuales. De manera general, los desechos líquidos procedentes de diferentes sectores industriales (agroindustria, alimentaria, alguna petroquímica ente otras), así como aguas negras municipales, son tratados por vía biológica. Estos procesos biológicos que ocurren en la mayoría de los reactores, bajo unas condiciones determinadas y controladas, tienen lugar de manera natural en ríos, lagos y otros sistemas acuáticos (Gil Pulido).
La biotecnología se puede definir como “toda aplicación tecnológica que utiliza sistemas biológicos y organismos vivos o derivados, para la creación o modificación de productos o procesos para un uso específico” (Convención de la Diversidad Biológica. Artículo 2. Uso de Términos, Naciones Unidas, 1992) de
modo que el hecho de utilizar la herramienta que proporcionan de manera natural los microorganismos, hace que los procesos biotecnológicos sean considerados como una tecnología cada vez más extendida en el manejo de este tipo de desechos, de manera económica y ecológica. (Gil Pulido).
En el caso concreto de las aguas residuales, las técnicas desarrolladas en biotecnología en este área no sólo tienen como objetivo reducir la carga orgánica en general, sino que es utilizada para eliminar otros agentes contaminantes industriales presentes en las aguas, así como para convertir el flujo de desechos derivados del proceso de depuración en productos útiles o incluso con valor añadido para poder liberarlos al medio ambiente sin causar perjuicio (como el compost de lodos de depuradoras). (Gil Pulido).
Los procesos biológicos tanto aerobios como anaerobios son ampliamente utilizados en el tratamiento de aguas residuales para su saneamiento.
La presente invención está enfocada en un bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales tanto de baja carga, como de cargas extremadamente altas, capaz de producir y separar biogás para después ser utilizado para generar energías de origen renovable, y que pueda operar con altas tasas de remoción al igual que con una muy alta producción de biogás.
Se realizó una búsqueda para determinar el estado de la técnica mas cercano, encontrándose los siguientes documentos:
Se ubicó el documento D1 (US9181521 B2) de Alan T. Y. Cheng et al. del 27 de julio de 2012, que revela un bioreactor con un sistema impulsor que fluye hacia arriba para controlar un proceso de cultivo de células de mamífero. El sistema divulgado permite el control del proceso de cultivo celular controlando el nivel de dióxido de carbono disuelto en los medios de cultivo celular y previene aumentos en el nivel de osmolalidad mediante la eliminación mejorada de dióxido de carbono a través del intercambio de gases superficiales con poco o ningún daño a las células de mamífero. El uso de un impulsor de flujo ascendente combinado con deflectores verticales convierte los movimientos giratorios de los medios de cultivo celular en un flujo en gran parte vertical y promueve la eliminación del dióxido de carbono disuelto a través del intercambio de gases en la superficie con un gas de barrido que fluye sobre la superficie superior del cultivo celular, medios dentro del recipiente del bioreactor.
El documento D1 para nada puede interpretarse como relevante para afectar la actividad inventiva, primero que nada es un reactor destinado para controlar un proceso de cultivo de células de mamífero, por lo que su aplicación es completamente diferente, el concepto inventivo difiere drásticamente y por ende las condiciones de control de proceso y sus diferentes etapas; además la configuración del reactor para nada reproduce o
sugiere elementos similares o parecidos a los de la presente invención, no comprende los mismos componentes, en la misma distribución, configuración y función que permita el tratamiento de aguas residuales tanto de baja carga, como de cargas extremadamente altas, capaz de producir y separar biogás para después ser utilizado para generar energías de origen renovable, y que pueda operar con altas tasas de remoción al igual que con una muy alta producción de biogás.
También se localizó el documento D2 (US20180010082 A1) que Colin Mark Jaques et al. del 22 de septiembre de 2017 que revela un bioreactor de un solo uso. El bioreactor de un solo uso puede incluir un contenedor de bioprocesos, una carcasa, al menos un agitador, al menos un burbujeador, al menos un puerto de entrada de filtro de gas para el (los) bu rbujeador(s) y la superposición del espacio superior, al menos un puerto de llenado, al menos un puerto de cosecha, al menos un puerto de muestra y al menos una sonda. En ejemplos, al menos un controlador puede monitorear y controlar uno o más parámetros asociados con el bioreactor de un solo uso. También se proporciona un método para cultivar y propagar células de mamífero. El método puede incluir el cultivo en condiciones adecuadas y en un medio de cultivo adecuado en un primer bioreactor de un solo uso, transfiriendo el medio que contiene las células obtenidas por propagación de al menos una célula de mamífero a un segundo bioreactor de un solo uso, transfiriendo el medio que contiene las células obtenidas por propagación de al menos una célula de mamífero está en un tercer
bioreactor de un solo uso, y cultiva las células en el tercer bioreactor.
Sin embargo dicho documento D2 revela un reactor destinado para controlar un proceso de cultivo de células de mamífero, por lo que su aplicación es completamente diferente, el concepto inventivo difiere drásticamente y por ende las condiciones de control de proceso y sus diferentes etapas; además la configuración del reactor para nada reproduce o sugiere elementos similares o parecidos a los de la presente invención, no comprende los mismos componentes, en la misma distribución, configuración y función.
Se ubicó la patente US9376335 (documento D3) de Tim Corben et al. del 26 de marzo de 2012 que revela un proceso para el tratamiento de aguas residuales industriales que comprende materias orgánicas, el proceso comprende: primero llevar a cabo un paso de tratamiento biológico mediante el tratamiento de las aguas residuales en un bioreactor anaerobio agregando una solución de nitrato en una cantidad de entre 0.4 kg/m3. y 0,8 kg/m3 al agua residual, y opcionalmente, eliminar el lodo formado en la etapa de tratamiento biológico, en el que se utilizan señales de sondas para pH y potencial de reducción de oxígeno (ORP) en el bioreactor anaerobio para controlar y controlar el paso de tratamiento biológico y modificar la cantidad de la solución de nitrato agregada al agua residual, y en segundo lugar realizar un paso de oxidación química tratando el agua residual en un
segundo reactor agregando una cantidad de un oxidante de permanganate al agua residual para reducir una cantidad de compuestos degradables no biológicos en el agua residual, en donde las señales de sondas para orgánicos en un efluente del segundo reactor se usan para controlar y monitorear el paso y la modificación de la oxidación química. Sin embargo, no se revela la conformación estructural del bioreactor anaerobio y la invención trata de una combinación sinérgica de procesos biológicos y químicos para el tratamiento de aguas residuales.
Ante la necesidad de contar con un bioreactor anaerobio multimedia de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales capaz de producir y separar biogás para después ser utilizado para generar energías de origen renovable, y que pueda operar con altas tasas de remoción al igual que con una muy alta producción de biogás, fue que se desarrolló la presente invención.
OBJETIVOS DE LA INVENCIÓN
La presente invención tiene como objetivo principal hacer disponible un bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales que pueda operar con altas tasas de remoción al igual que con una muy alta producción de biogás.
Otro objetivo de la presente invención es hacer disponible dicho
bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales que además sea capaz de producir y separar biogás para después ser utilizado para generar energías de origen renovable.
Otro objetivo de la presente invención es hacer disponible dicho bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales que además tenga un bajo costo de operación y al permitir la generación de biogás que puede ser convertido a energía eléctrica, se convierte en un productor de energía en vez de un consumidor.
Otro objetivo de la presente invención es hacer disponible dicho bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales que además incorpore un sistema de recirculación de alta eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y película adjunta que les permita tener una pluralidad de tipos de biomasas.
Otro objetivo de la presente invención es hacer disponible dicho bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales que además permita la coexistencia de al menos tres diferentes tipos de biomasa dentro de un mismo bioreactor, lo cual le permite operar con mayores tasas de remoción al igual que con mayor
volumen a tratar.
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 bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención consiste un cuerpo de reactor preferentemente cilindrico dispuesto en posición vertical en el que se alojan internamente una pluralidad de componentes para los procesos de tratamiento de aguas residuales que consisten en: a) un c I a r i f i c a d o r /d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico dispuesto en la parte superior que consiste en un arreglo geométrico de doble cono inductor con un deflector barrenado para permitir el paso de biogás sin permitir que pasen los medios de película fija flotante presentes en el bioreactor; b) un sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y biopelícula que se selecciona de una pluralidad de inyectores de chorros de agua dispuestos en puntos estratégicos del cuerpo cilindrico exterior alargado del biorreactor, para generar un mezclado hidráulico o un ducto central de recirculación conectado
interiormente a dicho c I a r i f i c a d o r/ d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujo de doble cono concéntrico y que se extiende centralmente en el interior y a lo largo de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical, el cual en su extremo inferior comprende un cono difusor y en el extremo superior comprende un cono guía superior que está configurado para recibir en su interior un inductor/tobera, generando en su conjunto un ensamble central que aloja internamente en posición vertical una flecha motriz que comprende en su extremo superior por encima del inductor/tobera un ensamble de empaques macho-hembra y cuyo extremo superior se acopla en un moto-reductor de bajas revoluciones para hacer girar a dicha flecha motriz que está alineada y centrada mediante al menos uno o varios soportes centrales y que puede presentar bujes de cerámica. A lo largo de dicha flecha motriz se monta al menos uno o una pluralidad de impulsores de tipo axial y en su extremo inferior se fija un mezclador/impulsor hiperbólico; c) un c I a r i f i c a d o r /d e g a s i f i c a d o r helicoidal montado externamente en dicho ducto central de recirculación del sistema del inciso “b” que consiste en un arreglo circular de una pluralidad de hojas corrugadas de PRFV (Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio) moldeadas para tomar una forma helicoidal las cuales se fijan a lo largo de uno de sus extremos laterales entorno de un ducto central vertical mediante el cual se monta a dicho ducto central de recirculación del sistema del inciso “b”. Dicha pluralidad de hojas corrugadas cuenta con un patrón repetitivo de crestas y valles, los cuales no solo incrementan el área total, si no que también incrementan la capacidad de sedimentación de sólidos del
clarificador. En el borde superior dicha pluralidad de hojas corrugadas se fijan un tubo colector que junta el gas colectado por la totalidad de la hoja y es enviado al centro hacia el ducto central vertical para después ser extraído en paralelo al ducto de manera vertical hacia la parte superior del bioreactor.
Dicho ducto central de recirculación del sistema del inciso “b” que se extiende centralmente en el interior y a lo largo de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical comprende una pluralidad de arreglos de palas a diferente altura y en donde dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical comprende interiormente al menos un ducto de descarga.
Dicho c I a r i f i c a d o r/d e g a s i f i c ad o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico (a) consiste en un arreglo geométrico consta de un cono externo colector de gases que en el borde inferior de su pared comprende externamente un deflector anular de gases fijo con elementos de soporte/separadores de dicho cono externo colector de gases, este último comprende centralmente en su extremo superior un inductor/tobera proyectado interiormente y superiormente se conecta un tubo colector de gases; en el extremo inferior de dicho inductor/tobera se comprende una mampara anular perforada con cierta curvatura a manera de domo para el paso de gases y la retención de bioportadores; e interiormente se dispone un soporte anular de alimentación del inductor/tobera; en donde dicho soporte anular además sujeta interiormente un cono guía superior e interior en cuyo extremo
inferior se acopla un ducto central de recirculación.
El sistema de recirculación de alta eficiencia (b) permite preservación de biomasas de múltiples densidades y película adjunta, lo cual permite al bioreactor operar con un alto factor de contacto que eleva las tasas globales de remoción de contaminantes y elimina las posibilidades de tener un corto circuito en el flujo dentro del reactor. Debido a que los bioreactores anaerobios producen biogás, el bioreactor cuenta con un c I a r i f i c a d o r/d e s g a s i f i c a d o r helicoidal (c) para bioreactores con múltiples tipos de biomasas y biopelícula adjunta lo cual remueve el biogás presente sin comprometer el funcionamiento de las colonias bacterianas existentes en la totalidad del volumen del bioreactor. Adicionalmente cuenta con un segundo c I a r i f i c a d o r/d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico (a) para bioreactores con múltiples tipos de biomasas y biopelícula adjunta que ayuda a remover aun mas biogás del bioreactor mientras que también cumple con la función de dirigir el flujo de regreso al sistema recirculador para enviarlo nuevamente al fondo del bioreactor. El conjunto de todos estos dispositivos le permite a el bioreactor operar con muy altas tasas de remoción y de biomasa presente ya que genera el ambiente ideal para la proliferación de biomasa granular, biomasa suspendida, y biomasa adjunta a medios de película fija suspendidos.
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 vista en perspectiva del bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención.
La figura 2 muestra un corte transversal del c I a r i f i c a d o r /d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico dispuesto en la parte superior de dicho bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención.
La figura 3 muestra un explosionado de un sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y biopelícula conectado interiormente a dicho clarificador/degasificador y redireccionador de flujo de doble cono concéntrico de dicho bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención.
La figura 4 muestra una perspectiva convencional de un clarificador/degasificador helicoidal montado externamente en dicho ducto central de recirculación del sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y biopelícula, de dicho bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de conformidad con la presente invención.
Para una mejor comprensión del invento, a continuación, se describirá detalladamente 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 bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el 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.
De acuerdo con la figura 1 el bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto consiste en un cuerpo cilindrico exterior alargado (1) en posición vertical en el que se alojan internamente una pluralidad de componentes para
los procesos de tratamiento de aguas residuales que consisten en: a) Un c I a r i f i c a d o r /d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico para bioreactores con múltiples tipos de biomasas y biopelícula dispuesto en la parte superior de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado (1), que consiste en un arreglo geométrico de doble cono inductor con un deflector anular de gases barrenado (3) para permitir el paso de biogás sin permitir que pasen los medios de película fija flotante presentes en el bioreactor (figura 2). b) Un sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y biopelícula adjunta en bioreactores de tratamiento de aguas residuales que está conectado interiormente a dicho c I a s i f i c a d o r/d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujo de doble cono concéntrico del inciso “a" y que consiste en un ducto central de recirculación (10) que se extiende centralmente en el interior y a lo largo de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado (1) en posición vertical y que en su extremo inferior comprende un cono difusor (11) y en el extremo superior comprende un cono guía superior (12) que está configurado para recibir en su interior un inductor/tobera (13), generando en su conjunto un ensamble central que aloja internamente en posición vertical una flecha motriz (14) que comprende en su extremo superior por encima del inductor/tobera (13) un ensamble de empaques macho-hembra (15) y cuyo extremo superior se acopla en un moto-reductor de bajas
revoluciones (16) para hacer girar a dicha flecha motriz (14), que está alineada y centrada mediante al menos uno o varios soportes centrales (17) y que puede presentar bujes de cerámica (18).
A lo largo de dicha flecha motriz (14) se monta al menos uno o una pluralidad de impulsores de tipo axial (19) y en su extremo inferior se fija un mezclador/impulsor hiperbólico (20) (ver figura 3). c) Un clarificador/degasificador helicoidal montado en dicho ducto central de recirculación del sistema del inciso “b” que consiste en un arreglo circular de una pluralidad de hojas corrugadas (21) de PRFV (Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio) moldeadas para tomar una forma helicoidal las cuales se fijan a lo largo de uno de sus extremos laterales entorno de un ducto central vertical (22) mediante el cual se monta a dicho ducto central de recirculación (10) del sistema del inciso “b”. Dicha pluralidad de hojas corrugadas (21) cuentan con un patrón repetitivo de crestas y valles (23.), los cuales no solo incrementan el área total, si no que también incrementan la capacidad de sedimentación de solidos del clarificador. En el borde superior dicha pluralidad de hojas corrugadas (21) se fijan en un laminado perforado (24) de PRFV que le permite pasar al gas, pero no a los bioportadores presentes en el bioreactor. Dentro del laminado perforado (24) de PRFV se encuentra un tubo colector (25) que junta el gas colectado por la totalidad de la hoja y es enviado al centro hacia el ducto central vertical (22) para después ser
extraído en paralelo al ducto de manera vertical hacia la parte superior del bioreactor (ver figura 4).
Con referencia a la figura 1, dicho ducto central de recirculación (10) del sistema del inciso “b” que se extiende centralmente en el interior y a lo largo de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical comprende una pluralidad de arreglos de palas (26) a diferente altura y en donde dicho cuerpo cilindrico exterior alargado (1) en posición vertical comprende interiormente al menos un ducto de descarga (27).
Con referencia a la figura 2, dicho c I a r i f i c a d o r/d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico (a) consiste en un arreglo geométrico definido por un cono externo colector de gases (2) que en el borde inferior de su pared comprende externamente un deflector anular de gases barrenado (3) fijo con elementos de soporte/separadores (4) de dicho cono externo colector de gases (2); en donde este ultimo comprende centralmente en su extremo superior un inductor/tobera (13) proyectado interiormente y superiormente se conecta un tubo colector de gases (5); en el extremo inferior de dicho inductor/tobera (13) se comprende una mampara anular perforada (6) con cierta curvatura a manera de domo para el paso de gases y la retención de bioportadores; e interiormente se dispone un soporte anular (7) de alimentación del inductor/tobera (13); en donde dicho soporte anular (7) además sujeta interiormente un cono guía superior e interior (8) en cuyo extremo inferior se
acopla un dudo central de recirculación de (9). (ver figura 2)
El sistema de reci re ul ación de alta eficiencia (b) permite preservación de biomasas de múltiples densidades y película adjunta, lo cual permite al bioreactor operar con un alto factor de contacto que eleva las tasas globales de remoción de contaminantes y elimina las posibilidades de tener un corto circuito en el flujo dentro del reactor. Debido a que los bioreactores anaerobios producen biogás, el bioreactor cuenta con un c I a r i f i c a d o r/d e s g a s i f i c a d o r helicoidal (c) remueve el biogás presente sin comprometer el funcionamiento de las colonias bacterianas existentes en la totalidad del volumen del bioreactor. Adicionalmente cuenta con un segundo c I a r i f i c a d o r /d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico (a) que ayuda a remover aun más biogás del bioreactor mientras que también cumple con la función de dirigir el flujo de regreso al sistema recirculador para enviarlo nuevamente al fondo del bioreactor.
El conjunto de todos estos dispositivos le permite al bioreactor operar con muy altas tasas de remoción y de biomasa presente, ya que genera el ambiente ideal para la proliferación de biomasa granular, biomasa suspendida, y biomasa adjunta a medios de película fija suspendidos.
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
1.- Un bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, caracterizado por comprender un cuerpo de reactor preferentemente cilindrico dispuesto en posición vertical en el que se alojan internamente la asociación de a) un c I a r i f i c a d o r/d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico dispuesto en la parte superior que consiste en un arreglo geométrico de doble cono inductor con un deflector barrenado para permitir el paso de biogás sin permitir que pasen los medios de película fija flotante presentes en el bioreactor; b) un sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y biopelícula que se selecciona de una pluralidad de inyectores de chorros de agua dispuestos en puntos estratégicos del cuerpo cilindrico exterior alargado del biorreactor, para generar un mezclado hidráulico o un ducto central de recirculación conectado inferiormente a dicho clarificador/degasificador y redireccionador de flujo de doble cono concéntrico del inicio “a” y c) un clarificador/degasificador helicoidal montado externamente en un ducto central de recirculación del sistema del inciso “b”.
2.- El bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de
biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho c I a r i f i c a d o r/d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujos de doble cono concéntrico consiste en un arreglo geométrico definido por un cono externo colector de gases que en el borde inferior de su pared comprende externamente un deflector anular de gases fijo con elementos de soporte/separadores y que comprende centralmente en su extremo superior un inductor/tobera proyectado interiormente y superiormente se conecta un tubo colector de gases; en el extremo inferior de dicho inductor/tobera se comprende una mampara anular perforada con cierta curvatura a manera de domo para el paso de gases y la retención de bioportadores; e inferiormente se dispone un soporte anular de alimentación del inductor/tobera; en donde dicho soporte anular además sujeta interiormente un cono guía superior e interior en cuyo extremo inferior se acopla un ducto central de recirculación.
3.- El bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho sistema de recirculación de alta precisión y eficiencia para preservación de biomasas de múltiples densidades y biopelícula conectado interiormente a dicho c I a r i f i c a d o r/d e g a s i f i c a d o r y redireccionador de flujo de doble cono concéntrico, consiste en un ducto central de recirculación que se extiende centralmente en el interior y a lo largo de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical, el cual en su
extremo inferior comprende un cono difusor y en el extremo superior comprende un cono guia superior que está configurado para recibir en su interior un inductor/tobera, generando en su conjunto un ensamble central que aloja internamente en posición vertical una flecha motriz que comprende en su extremo superior por encima del inductor/tobera un ensamble de empaques macho- hembra y cuyo extremo superior se acopla en un moto-reductor de bajas revoluciones para hacer girar a dicha flecha motriz que está alineada y centrada mediante al menos uno o varios soportes centrales y que puede presentar bujes de cerámica y en donde a lo largo de dicha flecha motriz se monta al menos uno o una pluralidad de impulsores de tipo axial y en su extremo inferior se fija un mezclador/impulsor hiperbólico.
4.- El bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho clarificador/deg asificador helicoidal consiste en un arreglo circular de una pluralidad de hojas corrugadas que cuentan con un patrón repetitivo de crestas y valles los cuales incrementan el área total y la capacidad de sedimentación de solidos del clarificador y en donde el borde superior de dicha pluralidad de hojas corrugadas se fija en un laminado perforado que le permite pasar al gas, pero no a los bioportadores presentes en el bioreactor; y porque dentro del laminado perforado se encuentra un tubo colector que junta el gas colectado por la totalidad de la hoja y es enviado al centro hacia el ducto central
vertical .
5.- El bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizado porque dicha pluralidad de hojas corrugadas son de un material de Poliéster Reforzado con Fibra de Vidrio(PRFV) moldeadas para tomar una forma helicoidal, las cuales se fijan a lo largo de uno de sus extremos laterales entorno de un ducto central vertical mediante el cual se monta a dicho ducto central de recirculación del sistema del inciso.
6.- El bioreactor anaerobio multi-media de alto contenido de biomasas y factor de contacto para el tratamiento de aguas residuales, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho ducto central de recirculación del sistema del inciso “b” que se extiende centralmente en el interior y a lo largo de dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical comprende una pluralidad de arreglos de palas a diferente altura y en donde dicho cuerpo cilindrico exterior alargado en posición vertical comprende interiormente al menos un ducto de descarga.
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|---|---|---|---|---|
| WO2023163580A1 (es) * | 2022-02-25 | 2023-08-31 | Valdes De La Garza Xavier | Bioreactor aerobio multi-media de alto contenido de biomasas |
Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| WO1999061378A1 (en) * | 1998-05-22 | 1999-12-02 | Atara Environmental, Inc. | Multistage facultative wastewater treatment system |
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2020
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Patent Citations (4)
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