Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de lodos.

Dispositivo para el tratamiento de lodos, en particular de lodos biogénicos o industriales, comprendiendo

- al menos un rotor de tratamiento

(1) que puede disponerse en el lodo, que rota o que puede hacerse rotar alrededor de un eje de rotación (R),

- con elementos de tratamiento (4) salientes hacia el exterior visto desde el eje de rotación (R), entre los que están formados espacios intermedios (5),

- presentando al menos una parte de los elementos de tratamiento (4) en al menos un espacio intermedio, preferiblemente en cada espacio intermedio adyacente respectivamente al menos un canto de tratamiento (41, 42, 43, 44), extendiéndose cada uno de estos cantos de tratamiento (41, 42, 43, 44) desde el interior hacia el exterior visto desde el eje de rotación,

- caracterizado porque la anchura (B1, B2) medida en la dirección paralela al eje de rotación (R) de al menos una parte de los elementos de tratamiento (4) se reduce en primer lugar en la dirección de rotación (T) para volver a aumentar a continuación y la extensión (W1, W2) de al menos una parte de los espacios intermedios (5, 15) entre los elementos de tratamiento (4), medida en la dirección paralela al eje de rotación (R), aumenta en primer lugar entre los elementos de tratamiento (4) en la dirección de rotación (T) y vuelve a reducirse a continuación.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/059620.

Solicitante: J.F. Knauer Industrie-Elektronik GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Deuil-la-Barrestrasse 17 60437 Frankfurt ALEMANIA.

Inventor/es: KNAUER,JOCHEN FRIEDRICH.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > B01F7/00 (Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes fijos; Amasadoras (B01F 13/04 tiene prioridad))
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento de los fangos; Dispositivos a este efecto > C02F11/14 (con adición de productos químicos)

PDF original: ES-2545128_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo y procedimiento para el tratamiento de iodos

La invención se refiere a un dispositivo y a un procedimiento, respectivamente para el tratamiento de iodos, en particular de origen industrial o biogénico.

Estos dispositivos y procedimientos se usan para el tratamiento o también el saneamiento de lodos, en particular de lodos de origen industrial, de lodos de la minería, lodos sedimentados en aguas y/o también de lodos biogénicos.

Los lodos biogénicos de origen animal o humano son habitualmente mezclas de una fase líquida o un líquido, en la mayoría de los casos sobre todo agua, y de una fase sólida o partículas sólidas. La fase sólida comprende, por regla general, partículas biogénicas o sólidos orgánicos, células y microorganismos, en particular bacterias, y agregados de ellos. Además, los lodos biogénicos pueden comprender sustancias orgánicas o inorgánicas, así como una fase gaseosa, p.ej. en forma de burbujas de gas o gas disuelto. El gas puede proceder de la degradación aerobia o anaerobia de material orgánico. Los lodos biogénicos de la depuración de aguas residuales se denominan también lodos de depuradora.

En las instalaciones de depuración, las aguas residuales o aguas sucias a depurar llegan habitualmente tras una depuración previa mecánica a un depósito de clarificación previa, en el que se decantan sustancias no disueltas, como materias fecales y papel etc. o flotan en la superficie. A continuación, las aguas sucias clarificadas previamente se someten habitualmente a una etapa de clarificación biológica. Allí se degradan sustancias orgánicas, en particular de forma aerobia mediante microorganismos y se oxidan en parte las sustancias inorgánicas. Los procedimientos habituales para esta etapa biológica son procedimientos de lodo activado con clarificación final posterior. En el procedimiento con lodo activado se degradan de forma continua aerobia biótica oxidativa con alimentación de aire los contenidos biogénicos de las aguas residuales o sucias mediante la adición de lodo activado, que contiene p.ej. bacterias agregadas en forma de flóculos. En la clarificación final, se sedimenta el lodo activado separándose así de las aguas residuales. Una parte del lodo puede hacerse retornar al procedimiento de lodo activado como llamado lodo de reciclaje, para mantener la concentración de los microorganismos suficientemente elevada. El lodo excedente, que se ha formado por el crecimiento de biomasa en la clarificación final, se espesa para el tratamiento posterior junto con el lodo primarlo de la clarificación previa y se degrada a continuación de forma anaerobia, p.ej. en torres de fermentación. El lodo de fermentación resultante se alimenta a una prensa de lodos para la deshidratación tras haber pasado por un espesador y puede ser eliminado tras la deshidrataclón. Los procedimientos de clarificación también pueden realizarse sin clarificación previa. En este caso solo se alimenta el lodo excedente procedente de la clarificación final pasando por un espesador previo, por lo general sin torre de fermentación, a la prensa de lodos.

Para la deshidrataclón de lodos, en particular de lodos de depuradora o industriales o de lodos sedimentados, es conocido separar la parte de líquido del lodo, formada sustancialmente por agua con una instalación de filtraje o una centrífuga, separándose al mismo tiempo componentes sólidos del lodo. Además, también se conocen deshidrataciones con sacos o mangueras de materiales filtrantes (geo)textiles.

El lodo se mezcla en estos casos habltualmente antes de la deshidratación con un agente de floculación (coadyuvante de floculación) que contiene polímeros, para aumentar el grado de deshidratación o el grado de secado del lodo, es decir, para deshidratar mejor el lodo. El modo de acción del agente de floculación puede concebirse de tal modo que los polímeros ligan las partículas sólidas en el lodo en forma de flóculos o con formación de flóculos, favoreciendo o mejorando así la separación de éstas del agua. La masa seca deshidratada filtrada se denomina también costra de lodo. Los polímeros mejoran también el paso del agua por la costra de lodo en las masas posteriores de lodo.

Por el documento DE 198 08 156 A1 se conoce un dispositivo para el tratamiento de agentes de acondicionamiento (agentes de floculación) para lodo acuoso con una cabeza distribuidora giratoria para mezclar una mezcla de solución madre - principios activos y agua adicional en una cámara mezcladora y un dispositivo de inoculación, que suministra la solución de principios activos mezclada en la cámara mezcladora como agente de acondicionamiento al lodo acuoso que fluye en un tubo de transporte. La cabeza distribuidora presenta de forma distribuida alrededor de su eje de giro sustancialmente dos ranuras longitudinales que se extienden en paralelo al eje de giro como salidas de fluido para la mezcla, así como dos paletas mezcladoras realizadas como tiras que se extienden radialmente hacia el exterior y a lo largo del eje de giro. Las ranuras longitudinales están dispuestas en la dirección circunferencial entre las paletas mezcladoras. La mezcla fluye por un vástago de la cabeza distribuidora y a través de las salidas de fluido en forma de ranuras hacia el exterior a la cámara mezcladora y es mezclada allí mediante las dos paletas mezcladoras. En una primera forma de realización, las paletas mezcladoras presentan en su circunferencia exterior o radialmente en la zona que se encuentra más en el exterior cantos mezcladores que se extienden en paralelo al eje de giro y axialmente en la parte delantera y posterior cantos finales que están dispuestos a continuación y que se extienden de forma curvada hacia el interior o en una segunda forma de realización presentan cantos mezcladores circulares, que se extienden en un plano longitudinal que comprende el eje de giro. Los cantos mezcladores de las paletas mezcladoras fluidizan y mezclan el agente de floculación

introducido a través de las ranuras en el lodo. El número de revoluciones de la cabeza distribuidora se ajusta en un intervalo entre 700 r.p.m. (revoluciones por minuto) y 2.500 r.p.m..

La eficacia de la etapa de depuración biológica en instalaciones de depuración puede aumentarse porque se usan homogeneizadores o también desintegradores para el tratamiento del lodo de depuradora, en particular del lodo de reciclaje, lodo primario o lodo excedente y también del lodo de fermentación.

Pueden reducirse y homogeneizarse las partículas sólidas, por lo que se pone a disposición una superficie efectiva más grande para la degradación. Además, mediante la desintegración pueden desprenderse enzimas adheridas a paredes de células y partículas biogénicas e introducirse por lo tanto en la fase líquida. Además, durante la desintegración pueden desintegrarse al menos en parte paredes de células de células y similares, por lo que se liberan endoenzimas de las células. En particular dichos efectos de la desintegración aumentan el rendimiento de la degradación biológica mediante microorganismos en el lodo, en particular en el lodo activado de la etapa de degradación biológica.

Por el documento DE 37 19 441 A1 se conoce por ejemplo un rotor de desintegración para lodos de depuradora. El rotor de desintegración conocido presenta paletas torcidas con frente curvado. Una rotación del rotor de desintegración en el lodo conduce a efectos de cavitación desintegradores.

Por el documento JP-2002 248493 se conoce un rotor de desintegración que presenta paletas en el lado exterior para lodos de depuradora. Durante la rotación de este rotor de desintegración se provoca una desintegración mediante cavitación entre las paletas.

El documento US 6,402,065 B1 da a conocer un rotor... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo para el tratamiento de lodos, en particular de lodos biogénicos o industriales, comprendiendo

- al menos un rotor de tratamiento (1) que puede disponerse en el lodo, que rota o que puede hacerse rotar alrededor de un eje de rotación (R),

- con elementos de tratamiento (4) salientes hacia el exterior visto desde el eje de rotación (R), entre los que están formados espacios intermedios (5),

- presentando al menos una parte de los elementos de tratamiento (4) en al menos un espacio intermedio, preferiblemente en cada espacio intermedio adyacente respectivamente al menos un canto de tratamiento (41, 42, 43, 44), extendiéndose cada uno de estos cantos de tratamiento (41, 42, 43, 44) desde el interior hacia el exterior visto desde el eje de rotación,

- caracterizado porque la anchura (B1, B2) medida en la dirección paralela al eje de rotación (R) de al menos una parte de los elementos de tratamiento (4) se reduce en primer lugar en la dirección de rotación (T) para volver a aumentar a continuación y la extensión (W1, W2) de al menos una parte de los espacios intermedios (5, 15) entre los elementos de tratamiento (4), medida en la dirección paralela al eje de rotación (R), aumenta en primer lugar entre los elementos de tratamiento (4) en la dirección de rotación (T) y vuelve a reducirse a continuación.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, adecuado y destinado a mezclar con los lodos agentes de acondicionamiento, en particular agentes de floculación, estando realizado el rotor de tratamiento (1) como rotor mezclador y estando realizados los elementos de tratamiento (4) del rotor de tratamiento como elementos mezcladores y estando realizado cada canto de tratamiento (41,42, 43, 44) como canto mezclador.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, adecuado y destinado para la desintegración de los lodos, estando realizado el rotor de tratamiento (1) como rotor de desintegración y estando realizados los elementos de tratamiento (4) del rotor de tratamiento como elementos de desintegración y estando realizado cada canto de tratamiento (41,42, 43, 44) como canto de desintegración.

4. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una o una combinación cualquiera de dos o más de las siguientes características:

- la anchura (B1, B2) medida en la dirección paralela al eje de rotación (R) de al menos una parte de los elementos de tratamiento (4) se reduce en primer lugar en la dirección de rotación (T) para volver a aumentar a continuación, de tal modo que los elementos de tratamiento (4) están curvados de forma cóncava, preferiblemente de forma bicóncava

- la extensión (W1, W2) de al menos una parte de las espacios intermedios (5, 15) entre los elementos de tratamiento (4) medida en la dirección paralela al eje de rotación (R) aumenta en primer lugar en la dirección de rotación (T) y vuelve a reducirse a continuación, de tal modo que los espacios intermedios (5, 15) están realizados respectivamente curvados de forma convexa, preferiblemente de forma biconvexa.

5. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una de las siguientes características:

- la relación de una achura máxima (B1) a una anchura mínima (B2) de los elementos de tratamiento (4, 14) se elige superior a 2, preferiblemente entre 2 y 3,5,

- la relación de una extensión máxima (W2) a un extensión mínima (W1) de los espacios intermedios (5, 15) se elige superior a 1,4, preferiblemente entre 1,5 y 2,8.

6. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, presentando al menos una parte de los elementos de tratamiento (4) en al menos un espacio intermedio, preferiblemente en cada espacio intermedio adyacente respectivamente al menos dos cantos de tratamiento (41, 42, 43, 44) dispuestos separados entre sí, extendiéndose cada uno de estos cantos de tratamiento (41, 42, 43, 44) desde el interior hacia el exterior visto desde el eje de rotación.

7. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una o una combinación cualquiera de dos o más de las siguientes características:

- los cantos de tratamiento (41, 42, 43, 44) están dispuestos en zonas de borde de los espacios intermedios (5, 15) que forman aberturas de entrada (51) o aberturas de salida (52) para el lodo (S) o para una mezcla (S+F) de lodo (S) y agente de floculación (F),

- al menos dos cantos de tratamiento (41 y 43, 42 y 44) de dos elementos de tratamiento (4) distintos, adyacentes al mismo espacio intermedio (5), están opuestos uno a otro, en particular dos cantos de tratamiento (41 y 43) en una abertura de entrada (51) del espacio intermedio (5) y dos cantos de tratamiento (42 y 44) en una abertura de salida (52) del espacio intermedio (5),

- al menos dos cantos de tratamiento (41 y 43) de un elemento de tratamiento (4, 14) están unidos por un lado

plano (47) del elemento de tratamiento (4, 14), en particular dos cantos de tratamiento (41, 43) están unidos por un primer lado plano (47) y otros dos cantos de tratamiento (42, 44) por otro segundo lado plano (47), preferiblemente paralelo al primer lado plano (47) del elemento de tratamiento (4, 14),

- los cantos de tratamiento (41 y 42, 43 y 44) opuestos en los dos lados planos (47, 48) están unidos mediante paredes laterales (45, 46) curvadas de forma cóncava, que forman paredes limitadoras laterales de los espacios Intermedios (5, 15), estando realizadas las paredes laterales (45, 46) en particular con simetría especular respecto a al menos un plano de simetría, preferiblemente respecto a un plano de simetría dispuesto en el centro entre los dos lados planos (47, 48) y paralelo a éstos y/o respecto a un plano de simetría dispuesto en el centro entre dos cantos de tratamiento (41,43) y ortogonal respecto a los lados planos (47, 48),

- una superficie exterior (49) del elemento de tratamiento (4, 14), que une los puntos finales de los cantos de tratamiento (41,44), está realizada como lado plano y/o una pared limitadora Interior (50) del espacio Intermedio (5, 15) está realizada como lado plano,

- la longitud (L4) de los elementos de tratamiento (4) o de sus cantos de tratamiento (41 a 44) es en particular preferiblemente al menos 1,5 veces a 3 veces mayor que la medida Interior (L2) de los espacios Intermedios (5, 15).

8. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una o una combinación cualquiera de dos o más de las siguientes características:

- el rotor de tratamiento (1) presenta un cuerpo base de rotor (2) en el que están fijados o moldeados los elementos de tratamiento (4, 14),

- el cuerpo base de rotor (2) es hueco en el Interior, con un espacio Interior (20) que está rodeado de una pared (21), realizada preferiblemente en esencia con forma de cilindro hueco y presenta preferiblemente al menos una perforación (6) en la pared (21),

- a través de la al menos una perforación (6), el espacio Interior (20) del cuerpo base de rotor (2) tiene una conexión de flujo con el espacio exterior, de modo que puede introducirse agente de floculación (F) que fluye en el o a través del espacio Interior (20) a través de la al menos una perforación (6) en el lodo (S) que se encuentra en el espacio exterior,

- al menos una perforación (6) está realizada como ranura axial que se extiende sustancialmente en paralelo al

eje de rotación (R),

- la o las perforaciones (6) están dispuestas entre los elementos de tratamiento (4, 14) visto en la dirección circunferencial o dirección de rotación (T) y/o entre cada dos elementos de tratamiento (4, 14) está dispuesta en cada caso al menos una perforación (6) visto en la dirección circunferencial o en la dirección de rotación (T),

- las perforaciones (6) están dispuestas de forma desplazada una respecto a la otra en la dirección circunferencial o dirección de rotación (T), preferiblemente de forma equidistante, en particular están desplazadas por parejas desplazadas aproximadamente 180- y/o desplazadas en cada caso aproximadamente 90- respecto a los elementos de tratamiento (4, 14),

- el rotor de tratamiento (1) presenta un elemento de acoplamiento (3) dispuesto a continuación del cuerpo base de rotor (2), en la dirección axial respecto al eje de rotación (R), mediante el cual el rotor de tratamiento (1) puede acoplarse a un accionamiento de rotación (10), en particular un árbol de giro del accionamiento de rotación (10), para la rotación del rotor de tratamiento (1) alrededor del eje de rotación (R).

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una o una combinación cualquiera de dos o más de las siguientes características:

- varios elementos de tratamiento (4) del rotor de tratamiento (1) están dispuestos desplazados en la dirección paralela respecto al eje de rotación (R), preferiblemente en al menos una fila, preferiblemente en al menos dos filas, extendiéndose preferiblemente la o cada fila en paralelo al eje de rotación (R) o también de forma helicoidal alrededor del eje de rotación (R),

- al menos dos elementos de tratamiento (4) están dispuestos en un círculo alrededor del eje de rotación (R) o en la misma posición axial a lo largo del eje de rotación (R) y desplazados uno respecto al otro un ángulo de separación, estando dispuestos preferiblemente estos al menos dos elementos de tratamiento en una disposición con simetría de rotación por parejas o con los mismos ángulos de separación y/o estando dispuestas las filas de vahos elementos de tratamiento con los mismos ángulos de separación uno de otro o con una simetría de rotación,

- al menos una parte o preferiblemente todos los elementos de tratamiento (4) están distanciados entre sí en el lado exterior no orientado hacia el eje de rotación (R) y/o los espacios intermedios (5) entre estos elementos de tratamiento están realizados de forma abierta hacia el exterior en su lado exterior no orientado hacia el eje de rotación (R),

- el centro de gravedad de masa del rotor está dispuesto en el eje de rotación y/o el eje de rotación forma un eje de inercia principal del rotor.

10. El dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores con al menos una o una combinación cualquiera de dos o más de las siguientes características:

- la extensión de los cantos de tratamiento se elige de tal modo que la distancia de los puntos en el canto de tratamiento del eje de rotación aumenta continuamente, preferiblemente de forma estrictamente monótona a lo largo de la extensión del canto de tratamiento,

- la extensión de los cantos de tratamiento es radial o curva o lineal y oblicua respecto a la dirección radial.

11. Procedimiento para la mezcla de agentes de acondicionamiento, en particular agentes de floculaclón (F), en un lodo (S), usándose un dispositivo según la reivindicación 2 o una de las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 2, estando rodeado el rotor de tratamiento (1) sustanclalmente por completo, aunque al menos con sus elementos mezcladores (4), por el lodo o estando dispuesto o sumergido en el lodo, favoreciendo o aumentando

10 el agente de acondicionamiento, en particular el agente de floculaclón, añadido al lodo preferiblemente la separación de la fase líquida o del líquido, en particular agua, de los sólidos, Incluidas las partes sólidas de células de origen orgánico contenidas en el lodo y/o formándose a partir de partículas sólidas y/o componentes sólidos de células del lodo y agentes de floculaclón formaciones de flóculos de distintos tamaños y liberándose líquido, en particular agua, del lodo.

12. Procedimiento para la desintegración de lodos (S), usándose un dispositivo según la reivindicación 3 o según una de las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 3, estando rodeado el rotor de tratamiento (1) sustanclalmente por completo, aunque al menos con sus elementos de tratamiento (4), por el lodo o estando dispuesto o sumergido en el lodo y rotando alrededor de su eje de rotación (A).