Dispositivo de decantación, purificador que comprende un dispositivo de decantación y procedimientos de purificación anaeróbica o aeróbica de aguas residuales.

Dispositivo de decantación (2) para un fluido que contiene líquido, gas y material en partículas, que comprende:

- una cámara de decantación

(3) configurada para ser llenada con el fluido;

- una descarga (5) de líquido configurada para descargar líquido de la cámara de decantación, estando dispuesta la descarga (5) de líquido de manera que esté cerca del nivel de líquido (30) cuando está en operación;

- una entrada de fluido (6) configurada para suministrar el fluido en la cámara de decantación (3) y dispuesta esencialmente al mismo nivel que la de descarga de líquido (5);

- un dispositivo de separación (7) de material en partículas situado entre la cámara de decantación (3) y la descarga de líquido (5); y

- una salida de lodo (8) desde la cámara de decantación (3), en el que la entrada (6) comprende un dispositivo de separación (4) de gas dispuesto para separar el gas del fluido, comprendiendo el dispositivo de separación (4) de gas una fila de placas (13) oblicuas, estando dispuestas las placas (13) en una disposición de superposición y paralelas con sus ejes longitudinales en un ángulo con respecto a la horizontal, tal que el fluido suministrado a través de la entrada (6) se hace fluir oblicuamente hacia abajo a lo largo de las placas oblicuas, mientras que las burbujas de gas (34) y/o las partículas ligeras del material en partículas contenidas en el líquido son inducidas a reunirse en un lado inferior de una o más de las placas (13), para fluir hacia arriba y para salir del dispositivo de separación (4) de gas en la entrada (6).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/NL2009/050570.

Solicitante: Paques IP. B.V.

Nacionalidad solicitante: Países Bajos.

Dirección: Tjalke de Boerstrjitte 24 8561 EL BALK PAISES BAJOS.

Inventor/es: VELLINGA,SJOERD,HUBERTUS,JOSEF, JORNA,ANTONIUS JOHANNES.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA... > Tratamiento biológico del agua, agua residual o... > C02F3/28 (Procedimientos de digestión anaerobios)

PDF original: ES-2541328_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de decantación, purificador que comprende un dispositivo de decantación y procedimientos de purificación anaeróbica o aeróbica de aguas residuales La invención se refiere a un dispositivo de decantación para un fluido que contiene gas líquido y material en partículas. La invención también se refiere a un purificador de que comprende un dispositivo de decantación de este tipo. En una realización adicional, la invención también se refiere a procedimientos de purificación aeróbica o anaeróbica de aguas residuales.

Tales dispositivos de decantación se conocen de la técnica anterior. Un ejemplo se divulga en el documento EP 0 820 335 A1. Los purificadores y los dispositivos de decantación se pueden utilizar para la purificación aeróbica o anaeróbica de aguas residuales. El agua residual comprende un fluido que puede contener material orgánico y/o inorgánico disuelto y no disuelto.

El tratamiento anaeróbico de aguas residuales es el tratamiento biológico de las aguas residuales sin el uso de aire u oxígeno elemental. Muchas aplicaciones están dirigidas a la eliminación de los contaminantes orgánicos en aguas residuales, lodos y fangos. Los contaminantes orgánicos se convierten mediante microorganismos anaeróbicos en un gas que contiene metano y dióxido de carbono, conocido como "biogás".

En el campo de la ingeniería de aguas residuales, la contaminación orgánica se mide por el peso de oxígeno que se necesita para oxidarlo químicamente. Este peso de oxígeno se conoce como la "demanda química de oxígeno" (DQO) . La DQO es básicamente una medida del contenido de materia orgánica o concentración. La mejor manera de apreciar el tratamiento anaeróbico de aguas residuales es comparar su equilibrio de DQO con la del tratamiento de aguas residuales aeróbico.

En el proceso anaeróbico, el metano podría ser un producto de reacción. El metano es un combustible valioso. Muy poca DQO se convierte en lodo (menos del 10%) . En un tratamiento de aguas residuales aeróbico generalmente se convierte más del 50%.

Antecedentes Una mayoría de las plantas existentes utilizan manto de lodo anaeróbica ascendente (UASB) o lecho de lodo granular expandido (EGSB) .

El proceso de manto de lodo anaeróbico de flujo ascendente (UASB) es un proceso de mucha carga que generalmente emplea un reactor que contiene un lecho de lodo anaeróbico granular. El agua residual influente se distribuye uniformemente por debajo del lecho y fluye hacia arriba a través del lecho de biomasa. El contacto biomasa/sustrato se desarrolla a través de la distribución del flujo hidráulico y de la generación del biogás. Un separador de tres fases se emplea en la parte superior del reactor para separar el biogás y los sólidos del líquido. Para una operación correcta, el proceso UASB depende del crecimiento de lodo granular o floculado.

La tecnología lecho de lodo granular ampliado anaeróbico (EGSB) es otra tecnología aplicada en las disposiciones de la técnica anterior. El rendimiento del lodo depende fundamentalmente de la distribución eficiente de la corriente influente/de reciclaje para asegurar un flujo rápido y uniforme a través del lecho del reactor y el crecimiento de la biomasa adecuada.

El dispositivo decantador podría utilizarse en combinación de diferentes técnicas (sistemas de reactor híbrido) , tal como filtros anaeróbicos y/o lagunas anaeróbicas La invención se refiere a todas las aplicaciones en las que un fluido contiene gas y/o material en partículas, y en el que un separador de tres fases o a partir de ahora dispositivo decantador se utiliza para separar al menos parcialmente las dos o tres fases de ese fluido.

Una aplicación de un proceso de purificación que comprende un dispositivo decantador de acuerdo con la invención comprende un reactor. Ejemplos son reactores aeróbicos, anaeróbicos o anóxicos.

La tecnología de lecho de lodo granular anaeróbico se refiere a un concepto de reactor o purificador para el tratamiento anaeróbico de aguas residuales.

Un reactor (UASB/EGSB/aeróbico) de acuerdo con la invención comprende un tanque que tiene una cámara de fermentación. El agua residual se distribuye en el tanque, en una realización en entradas apropiadamente separadas. El agua residual pasa hacia arriba a través de un lecho de lodo (anaeróbico) donde los microorganismos en el lodo entran en contacto con sustratos de aguas residuales. En una realización, el proceso de degradación anaeróbico resultante en la cámara de fermentación es responsable de la producción de gas (por ejemplo, biogás que contiene CH4 y CO2) . El movimiento hacia arriba de las burbujas de gas liberado provoca turbulencia hidráulica que proporciona la mezcla de reactor sin ningún tipo de piezas mecánicas. El fluido está continuamente en movimiento en la cámara de fermentación debido a flujos de gas que encuentran su camino hacia arriba a través del líquido hacia el nivel de líquido.

En la parte superior del reactor, la fase de agua se separa de sólidos del lodo y el gas en un separador de tres fases (también conocido como separador de gas-líquido-sólido) o dispositivo de decantación. El separador de tres fases es comúnmente una tapa de gas con un decantador situado encima de la misma. Por debajo de la apertura de la tapa de gas, unos deflectores se pueden usar para desviar el gas a la abertura de la tapa de gas.

Un dispositivo de decantación comprende al menos una cámara de decantación. El fluido desde la cámara de proceso (por ejemplo, fermentación) puede entrar en el dispositivo de decantación y en la cámara de decantación. La circunstancia preferida para la cámara de decantación es una turbulencia relativamente baja. El hecho de que el fluido presente en la cámara de decantación sea relativamente estacionario significa que las partículas que están presentes en el fluido son capaces de decantar, siendo estas partículas capaces de caer de nuevo a la cámara de proceso. El dispositivo de decantación está construido y dispuesto para la separación (adicional) del gas y/o los elementos líquidos y/o en partículas en el fluido. Una descarga del dispositivo de decantación contiene preferiblemente líquido/líquido limpio.

El documento EP 1 291 326 divulga un separador de tres fases con una entrada de fluido cerca de la parte inferior del dispositivo. El dispositivo comprende un dispositivo de separación de gas y un separador de material en partículas.

El documento WO 96/32177 divulga un dispositivo de decantación que comprende tapas en forma de V orientadas oblicuamente. Las tapas en forma de V funcionan como medios de separación de gas y están situadas entre una cámara de decantación y un canal de rebose.

Invención El objeto primario de la presente invención es proporcionar un dispositivo de separación en el que se pueda separar un material líquido, en gas y en partículas, de tal manera que se recoge en una salida del dispositivo de decantación un líquido que está esencialmente libre de material en partículas y/o, preferiblemente, esencialmente libre de gas.

Es un objetivo de la presente invención mejorar las circunstancias para la separación del material en partículas del fluido en el dispositivo de decantación. Es un objetivo adicional aumentar la eficiencia de la separación y/o la capacidad por unidad de volumen con respecto a la técnica anterior.

En una realización, se proporciona el dispositivo de decantación para fluidos que contienen gas líquido y material en partículas (lodo) como se define en la reivindicación 1. El dispositivo de decantación puede comprender:

- una cámara de decantación configurada para llenarse con el fluido;

- una descarga de líquido para descargar... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de decantación (2) para un fluido que contiene líquido, gas y material en partículas, que comprende:

- una cámara de decantación (3) configurada para ser llenada con el fluido;

- una descarga (5) de líquido configurada para descargar líquido de la cámara de decantación, estando 5 dispuesta la descarga (5) de líquido de manera que esté cerca del nivel de líquido (30) cuando está en operación;

- una entrada de fluido (6) configurada para suministrar el fluido en la cámara de decantación (3) y dispuesta esencialmente al mismo nivel que la de descarga de líquido (5) ;

- un dispositivo de separación (7) de material en partículas situado entre la cámara de decantación (3) y la 10 descarga de líquido (5) ; y -una salida de lodo (8) desde la cámara de decantación (3) , en el que la entrada (6) comprende un dispositivo de separación (4) de gas dispuesto para separar el gas del fluido, comprendiendo el dispositivo de separación (4) de gas una fila de placas (13) oblicuas, estando dispuestas las placas (13) en una disposición de superposición y paralelas con sus ejes longitudinales en un ángulo con respecto a la horizontal, tal que el fluido suministrado a través de la entrada (6) se hace fluir oblicuamente hacia abajo a lo largo de las placas oblicuas, mientras que las burbujas de gas (34) y/o las partículas ligeras del material en partículas contenidas en el líquido son inducidas a reunirse en un lado inferior de una o más de las placas (13) , para fluir hacia arriba y para salir del dispositivo de separación (4) de gas en la entrada (6) .

2. Dispositivo de decantación según la reivindicación 1, en el que el dispositivo de separación (4) de gas comprende una entrada (6) en un nivel alto cerca del nivel de fluido (30, H1) y una salida (75) colocada en la cámara de decantación (3) a un nivel inferior (H2) .

3. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que las placas (13) oblicuas del dispositivo de entrada (4) tienen una longitud de al menos 50 cm y están instaladas de acuerdo a intervalos horizontales superpuestos mutuos de alrededor de 2-18 cm, para crear un flujo semi-laminar del fluido en la cámara de decantación (3) .

4. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en el que el dispositivo de separación (7) de material en partículas comprende una fila de placas (14) paralelas oblicuas.

5. Dispositivo de decantación según la reivindicación 4, en el que las placas (13) paralelas oblicuas del dispositivo de separación (4) de gas y las placas (14) paralelas oblicuas del dispositivo de separación (7) de material en partículas

están construidas y dispuestas para provocar un flujo en la dirección hacia abajo desde la entrada (6) a la cámara de decantación (3) y un flujo en la dirección hacia arriba desde la cámara de decantación (3) a la descarga (5) de líquido.

6. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las placas (13, 14) paralelas oblicuas tienen una longitud de 50 a 200 cm, preferiblemente de 80 a 140 cm.

7. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de separación (4) de gas y el dispositivo de separación (7) de material en partículas están situados adyacentes por encima y conectados con la cámara de decantación (3) .

8. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la salida de lodo (8) está colocada cerca de una parte inferior de la cámara de decantación (3) y está formada por una hendidura (15) .

9. Dispositivo de decantación según la reivindicación 8, en el que la salida de lodo (8) puede ser colocada al menos en, y fuera de, la trayectoria de flujo de fluido que entra en la cámara de decantación (3) a través de la entrada (4, 6) .

10. Dispositivo de decantación según la reivindicación 1 y 4, en el que el dispositivo de separación (7) de material en partículas y el dispositivo de separación (4) de gas están separados por una placa de separación (77) .

11. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las placas oblicuas del

dispositivo de separación (4) de gas están montadas según un ángulo de 30º a 80º con la horizontal, preferentemente según un ángulo de 55º a 65º.

12. Dispositivo de decantación según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que una placa oblicua del dispositivo de separación (4) de gas comprende un deflector (66) colocado verticalmente para guiar el flujo general hacia abajo.

13. Purificador (1) para la purificación aeróbica o anaeróbica de aguas residuales, que comprende:

- una cámara de reacción (24) que comprende una cámara de proceso (25) , tal como una cámara de fermentación, -un dispositivo de decantación (2) según una de las reivindicaciones anteriores, que está colocado por encima de la cámara de proceso (25) , -un compartimento de desgasificación (50) conectado a una entrada (4, 6) del dispositivo de decantación (2) colocado cerca del nivel de fluido (30) .

14. Procedimiento para la purificación aeróbica o anaeróbica de un fluido de aguas residuales usando un dispositivo de decantación (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1-12, y que tiene una cámara de decantación (3) para contener el fluido y un dispositivo de separación (7) de material en partículas situado entre la cámara de decantación (3) y una descarga (5) de líquido, en el que un flujo de un líquido, gas y material en partículas de fluido que contiene se proporciona dentro y fuera del dispositivo de decantación (2) a través de una cámara de decantación (3) , en el que el gas y el material en partículas se separan del líquido en el dispositivo de decantación (2) , en el que el líquido es descargado desde el dispositivo de decantación (2) como efluente a través de la descarga (5) de líquido, proporcionándose el fluido que fluye en el dispositivo de decantación (2) cerca de un nivel de líquido del fluido, en el que el gas se separa del líquido en la entrada, aguas arriba de la cámara de decantación (3) mediante una fila de placas (13) oblicuas, estando dispuestas las placas (13) en disposición solapada y paralela con sus ejes longitudinales según un ángulo con la horizontal, tal que el fluido suministrado a través de la entrada (6) se hace fluir oblicuamente hacia abajo a lo largo de las placas (13) oblicuas.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que el flujo en la cámara de decantación (3) y un flujo de descarga de la cámara de decantación (3) a través del dispositivo de separación (7) de material en dirección a la descarga (26) de efluente son adyacentes y genéricamente están dirigidos de manera opuesta.