WO2022149972A1 - Sistema de tratamiento de agua de uso doméstico en edificios - Google Patents

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WO2022149972A1
WO2022149972A1 PCT/MX2021/050001 MX2021050001W WO2022149972A1 WO 2022149972 A1 WO2022149972 A1 WO 2022149972A1 MX 2021050001 W MX2021050001 W MX 2021050001W WO 2022149972 A1 WO2022149972 A1 WO 2022149972A1
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present
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Erick Mauricio ESPINOSA GUERRERO
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Espinosa Guerrero Erick Mauricio
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • B01D36/04—Combinations of filters with settling tanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00—Multistage treatment of water, waste water or sewage

Definitions

  • the present invention relates to a system/device for treating water and separating waste for reuse. Likewise, the system of the present invention allows the generation of energy in a sustainable manner.
  • the amount that a person uses per day is on average 90 to 120 liters of water per day. Since the shower, toilet and what is used when washing the dishes at home. This without counting the use of washing machine because it is temporary. Thus, the amount spent in the shower is 2 to 4 liters per minute.
  • document CN 201820653788U describes a mobile water purification system for building construction, it has a filter box whose lower side is connected to the water storage tank through the pipe and ultraviolet sterilization that is mounted on a side of the inner chamber of the water storage tank.
  • Document CN 201920574369 U discloses a utility model claiming a construction engineering groundwater recycling and processing system, comprising a main body of the system, a water component and an aeration tank, the upper part of the body The main part of the system is provided with a settling chamber and the internal wall of these dimensions. The chamber is fixed with a layer of flocculating agent.
  • the document application US 2008340321 A provides a water treatment system to efficiently disinfect the drainage produced by backwashing during treatment. of membrane filtration to produce reusable water, thus reducing the cost of water purification and improving the effective utilization ratio of raw water.
  • the system comprises: a raw water tank that stores raw water; a filtration membrane module that receives raw water from the raw water tank and has a filtration membrane for separating and removing foreign substances from the raw water; a feed pump that is provided between the raw water tank and the filtration membrane module, and feeds raw water from the raw water tank to the filtration membrane module; a filtered water tank that receives and temporarily reserves the filtered water transmitted through the filtering membrane of the filtering membrane module, and sends the supernatant as treated water; a backwash pump; valves and pipes that are provided between the filtered water tank and the filtering membrane module, and change the direction of the water flow between forward and backward directions; a control means for suspending the supply of raw water from the raw water tank to the membrane filtration module, and a
  • Another objective of the present invention is to provide a system for the treatment of residual water which is sustainable since it allows energy to be generated from the same recirculation and treatment of water.
  • a further object of the present invention is to provide a wastewater treatment system that can be applied for constructions of any type, such as commercial and residential buildings.
  • Figure 1 shows the piping layout of the system of the present invention.
  • Figure 2 shows the hydroelectric turbines and sand traps included in the system of the present invention.
  • Figure 3 shows the tank and filter included in the system of the present invention.
  • Figure 4 shows the biodisc plant included in the system of the present invention.
  • Figure 5 shows the pumping chamber included in the system of the present invention.
  • Figure 6 shows a section of a preferred embodiment of the system of the present invention.
  • system and device can be used interchangeably, on the basis that they refer to complex objects whose parts or components are related to at least some of the other components.
  • the system can be implemented in any type of construction, for example, a commercial or residential building.
  • FIG. 1 shows the distribution of pipes necessary for the correct operation of the present invention.
  • the system comprises a pipe (1), preferably PVC or CPVC, which is located in each of the levels or floors of a building, it serves exclusively for the collection of wastewater from showers, sinks, washing machines, etc.
  • Said pipe (1) comprises at the end a "T" connection that allows the union with a pipe (2) that is used for the collection of residual water coming from each of the pipe(s) (1).
  • the pipes (1) and (2) have a variable length according to the requirements of each type of construction.
  • the residual water collected by the pipe (2) is transferred by means of a set of hydroelectric turbines (3) suitable according to the height of the building and which will be evident to those skilled in the art; said turbines (3) must always remain in motion with a calculated portion.
  • the pipe (2) being connected to the turbines (3) can establish electricity connections to supply the same building.
  • the present invention comprises a set of underground pipes and a plurality of sand traps (4) that serve to separate solids (by coagulation-flocculation) contained in the residual water ( Figure 2).
  • Figure 3 shows a tank (5) that is used to store water, which also has an adequate capacity according to the requirements of the building, and a filter (6), preferably activated carbon, that will be used for cleaning. and removal of impurities.
  • the system of the present invention further comprises a UV filter.
  • the system of the present invention also comprises a biodisc plant (7) that has a solids trap where the fats rise and only water remains in the center to be filtered.
  • a biodisc plant (7) that has a solids trap where the fats rise and only water remains in the center to be filtered.
  • Inside the plant (7) there is a first section with a settling and degreasing chamber, in a second and third section two discs with rotation and addition of oxygen; a fourth section with a lamellar panel to prevent the passage of suspension of small solids.
  • the system of the present invention also includes a pumping chamber (8) to obtain reusable water ( Figure 5).
  • the system of the present invention optionally has a water improvement module (A), where the liquid subsequently passes to a "Y"-shaped division where a majority percentage is directed, for example, to ponds or somewhere convenient and a minimum percentage to the hydraulic turbine so that continue the cycle.
  • A water improvement module
  • the water leaving the pumping chamber (8) will be divided by the "Y" placed in the pipe (1) so that it can be transferred to a storage container (9), for example a tank that in turn feeds the set of hydroelectric turbines (3) on the roof of the building, in order to maintain movement and generate energy to the set of turbines (3).
  • a storage container (9) for example a tank that in turn feeds the set of hydroelectric turbines (3) on the roof of the building, in order to maintain movement and generate energy to the set of turbines (3).
  • the pipe (2) will function as the division of treated water to be able to be taken to cisterns, tanks, etc., to be used in irrigation, artificial lakes and thus carry out a cycle where usable energy is generated by the same building and feeds the system of the present invention.
  • Figure 6 shows a section of a preferred embodiment of the system of the present invention.

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Abstract

La presente invención se refiere un sistema para el tratamiento de agua residual y separación de residuos para aprovechar y reutilizar el líquido. De igual forma el sistema de la presente invención permite generar energía mediante la recirculación del agua residual.

Description

SISTEMA DE TRATAMIENTO DE AGUA DE USO DOMESTICO EN EDIFICIOS
Campo de la Invención
La presente invención se refiere a un sistema/dispositivo para el tratamiento de agua y separación de residuos para su reuso. Asimismo, el sistema de la presente invención permite la generación de energía de forma sustentable.
Antecedentes de la Invención
Ante la tendencia de desarrolladores inmobiliarios de construir edificios de departamentos con calidad y al mismo tiempo presentar modelos que permitan ahorro de dinero y especialmente agua; son necesarias diferentes soluciones que permitan reutilizar el liquido vital.
Como es sabido, esta agua que, sin ser potable, busca el cuidado del medio ambiente y que sea utilizada en riego de plantas, limpieza de los mismos, agua para abastecer WC, lagos artificiales por mencionar algunos usos.
Según estimaciones, la cantidad que una persona utiliza al dia es en promedio de 90 a 120 litros de agua al dia. Desde que la ducha, WC y lo que se utiliza al momento de lavar los trastes del hogar. Esto sin contar el uso de lavadora debido a que es eventual. Asi, la cantidad que se gasta en la ducha es de 2 a 4 litros por minuto.
En el estado de la técnica se encuentran diferentes invenciones que proponen soluciones parciales. Por ejemplo, el documento CN 201820653788U describe un sistema de purificación de agua móvil para la construcción de edificios, tiene una caja de filtro cuyo lado inferior está conectado al tanque de almacenamiento de agua a través de la tubería y esterilización ultravioleta que se monta en un lado de la cámara interior del tanque de almacenamiento de agua.
El documento CN 201920574369 U revela un modelo de utilidad que reivindica un sistema de procesamiento y reciclaje de agua subterráneas de ingeniería de la construcción, que comprende un cuerpo principal del sistema, un componente de agua y un tanque de aireación, la parte superior del cuerpo principal del sistema está provista de una cámara de sedimentación y la pared interna de estas dimensiones. La cámara se fija con una capa de agente floculante.
Asimismo, el documento la solicitud US 2008340321 A proporciona un sistema de tratamiento de agua para desinfectar de manera eficiente el drenaje producido por el lavado a contracorriente durante el tratamiento de la membrana de filtración para producir agua reutilizable, reduciendo asi el costo de purificación del agua y mejorando la relación de utilización efectiva del agua cruda. El sistema comprende: un tanque de agua cruda que almacena agua cruda; un módulo de membrana de filtración que recibe agua cruda del tanque de agua cruda y tiene una membrana de filtración para separar y eliminar sustancias extrañas del agua cruda; una bomba de alimentación que se proporciona entre el tanque de agua cruda y el módulo de membrana de filtración, y alimenta agua cruda desde el tanque de agua cruda al módulo de membrana de filtración; un tanque de agua filtrada que recibe y reserva temporalmente el agua filtrada transmitida a través de la membrana de filtración del módulo de la membrana de filtración, y envia el sobrenadante como agua tratada; una bomba de retrolavado; válvulas y tuberías que se proporcionan entre el tanque de agua filtrada y el módulo de membrana de filtración, y cambian la dirección del flujo de agua entre las direcciones de avance y retroceso; un medio de control para suspender el suministro de agua cruda desde el tanque de agua cruda al módulo de membrana de filtración, y un medio de tratamiento de drenaje de lavado provisto entre el módulo de membrana de filtración y el tanque de agua cruda, para tratar el drenaje de retrolavado generado por el retrolavado de la membrana de filtración, y devolver el agua al tanque de agua cruda.
Sumario de la Invención
Es por tanto un objetivo de la presente invención brindar un sistema para el tratamiento de agua residual y su posterior reuso en diferentes ámbitos.
Otro objetivo de la presente invención es brindar un sistema para el tratamiento de agua residual el cual es sustentable ya que permite generar energia a partir de la misma recirculación y tratamiento de agua.
Un objetivo adicional de la presente invención es proporcionar un sistema para el tratamiento de agua residual que puede ser aplicable para construcciones de cualquier tipo, tal como edificios comerciales y residenciales.
Breve descripción de las Figuras de la Invención
La Figura 1 muestra la distribución de tuberia del sistema de la presente invención.
La Figura 2 muestra las turbinas hidroeléctricas y trampas de arena incluidos en el sistema de la presente invención. La Figura 3 muestra la cisterna y filtro incluidos en el sistema de la presente invención.
La Figura 4 muestra la planta biodisco incluida en el sistema de la presenteinvención.
La Figura 5 muestra la cámara de bombeo incluida en el sistema de la presente invención.
La Figura 6 muestra una sección de una modalidad preferida del sistema de la presente invención.
Descripción detallada de la Invención
Algunos aspectos de la presente invención se describirán ahora más detalladamente utilizando además referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran algunas, pero no todas, las ventajas de la presente invención. En realidad, varias modalidades de la invención pueden expresarse de muchas formas diferentes y no deben interpretarse como limitadas a las modalidades aqui descritas; más bien, estas modalidades ejemplares se proporcionan para que esta invención sea exhaustiva y completa, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la materia. Por ejemplo, a menos que se indique lo contrario, algo que se describe como primero, segundo o similar no debe interpretarse como un orden particular. Tal como se utiliza en la descripción y en las reivindicaciones adjuntas, las formas singulares "un, uno", "una", "el, la", incluyen referentes plurales a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
En el campo de la presente invención sistema y dispositivo pueden ser utilizados intercambiablmente, sobre la base de que se refieren a objetos complejos cuyas partes o componentes se relacionan con al menos alguno de los demás componentes.
De acuerdo con una modalidad de la presente invención, el sistema pude ser implementado en cualquier tipo de construcción, por ejemplo, un edificio comercial o residencial.
En primer lugar, en la Figura 1 se muestra la distribución de tuberias necesarias para el correcto funcionamiento de la presente invención. El sistema comprende una tuberia (1), preferentemente de PVC o CPVC, que se encuentra en cada uno de los niveles o pisos de una construcción, esta sirve exclusivamente para la recolección de agua residual proveniente de regaderas, lavabos, lavadoras, etc. Dicha tuberia (1) comprende al final una conexión "T" que permite la unión con una tuberia (2) que sirve para la recolección de agua residual proveniente de cada una de la(s) tubería(s) (1).
De acuerdo con la presente invención las tuberías (1) y (2) tienen una extensión variable según los requerimientos de cada tipo de construcción.
El agua residual recolectada por la tubería (2) es trasladada mediante un conjunto de turbinas hidroeléctricas (3) adecuadas según la altura del edificio y que serán evidentes para el experto en la materia; dichas turbinas (3) siempre deben permanecer en movimiento con una porción calculada. Asimismo, existe la posibilidad dentro del sistema de la presente invención que la tubería (2) al estar conectada a las turbinas (3) puedan establecerse conexiones de electricidad para abastecer el mismo edificio.
Al finalizar el traslado mediante el conjunto de turbinas hidroeléctricas (3), la presente invención comprende un conjunto de tuberías subterráneas y una pluralidad de trampas de arena (4) que sirven para separar sólidos (mediante coagulación-floculación) que contiene el agua residual (Figura 2).
Posteriormente, en la Figura 3 se muestra una cisterna (5) que sirve para el almacenamiento del agua la cual también es de capacidad adecuada según los requerimientos del edificio, y un filtro (6), preferentemente de carbón activado, que servirá para la limpieza y separación de impurezas. En un aspecto relacionado, el sistema de la presente invención comprende además un filtro UV.
De acuerdo con la Figura 4, el sistema de la presente invención comprende además una planta biodisco (7) que cuenta con una trampa de sólidos donde las grasas suben y en el centro solo permanece agua para ser filtrada. En el interior de la planta (7) se encuentra una primera sección con una cámara de decantación y desengrasado, en una segunda y tercera sección dos discos con rotación y agregado de oxígeno; una cuarta sección con un panel lamelar para impedir el paso de suspensión de sólidos pequeños.
El sistema de la presente invención incluye además una cámara de bombeo (8) para obtener agua reusable (Figura 5).
En una modalidad no limitativa, el sistema de la presente invención presenta opcionalmente un módulo de perfeccionamiento de agua (A), en donde el líquido posteriormente pasa a una divisón en forma de "Y" dónde un porcentaje mayoritario se dirige por ejemplo a balsas o algún lugar conveniente y un porcentaje mínimo a la turbina hidráulica para que continúe el ciclo.
En un aspecto de la presente invención, el agua al salir de la cámara de bombeo (8) será dividida por la "Y" colocada en la tubería (1) para que pueda ser trasladada hacia un contendor de almacenamiento (9), por ejemplo una cisterna que alimenta a su vez el conjunto de turbinas hidroeléctricas (3) en la azotea del edificio, a fin de mantener el movimiento y generar energía al conjunto de turbinas (3).Asi, la tubería (2) funcionará como la división de agua tratada para poder ser llevada a cisternas, tanques, etc., ser utilizada en riego, lagos artificiales y asi llevar un ciclo donde se genere energía aprovechable por el mismo edificio y alimente el sistema de la presente invención.
La Figura 6 muestra una sección de una modalidad preferida del sistema de la presente invención.
Cabe señalar que las modalidades anteriores son simplemente para ilustrar la utilidad de nuevas soluciones técnicas, pero no pretenden limitar.Aunque se ha descrito en detalle la referencia a las modalidades del presente modelo de utilidad, los expertos en la técnica entenderán que el espíritu de algunas modificaciones o reemplazos no hace que la esencia de las correspondientes soluciones técnicas se aparten del presente modelo de utilidad para cada una de las implementaciones técnicas del sistema; todavía pueden estar incluidos en los cambios descritos en las modalidades, o para algunas características técnicas especificas, reemplazos y alcances equivalentes.

Claims

1. Un sistema para el tratamiento de agua residual en construcciones que comprende: una tubería (1) de recolección de agua residual que se encuentra en cada uno de los niveles o pisos de la construcción; una conexión tipo "T" al final de la tubería (1); una tubería (2) que se une a la tubería (1) mediante la conexión tipo "T"; un conjunto de turbinas hidroeléctricas (3) adecuadas a la potencia requerida según la altura y tipo de construcción, las cuales se encuentran conectadas a la tubería (2); un conjunto de tuberías subterráneas con una pluralidad de trampas de arena (4), estando las tuberías subterráneas conectadas al conjunto de turbinas hidroeléctricas (3); una cisterna (5) para almacenamiento de agua que se encuentra conectada a las tuberías subterraénas; un filtro (6) conectado a la cistenra (5); una planta biodisco (7) conectada al filtro (6); una cámara de bombeo (8) conectada a la planta biodisco (7); una conexión tipo "Y" para la distribución del agua recuperada; y un contendor de almacenamiento (9)
2 . El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las turbinas hidroeléctricas (3) incluyen conexiones eléctricas para abastacer a la misa construcción.
3 . El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el filtro puede ser un filtro de carbón activado y/o un filtro UV.
4 . El sistema de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la planta biodisco comprende una trampa de sólidos, una primera sección con una cámara de decantación y desengrasado, una segunda y tercera sección con dos discos con rotación y agregado de oxigeno, y una cuarta sección con un panel lamelar para impedir el paso de suspensión de sólidos pequeños.
PCT/MX2021/050001 2021-01-11 2021-01-12 Sistema de tratamiento de agua de uso doméstico en edificios WO2022149972A1 (es)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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ES1074334U (es) * 2011-03-11 2011-04-18 Sergio Fernández De La Cruz Luis Instalación para la depuración de aguas residuales.
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