INSTALACIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA EL RECICLADO DE DESPERDICIOS, DESECHOS DE PURIFICADORES DE AGUA Y SIMILARES.

Instalación para el reciclado de residuos, desechos de purificadores de agua,

excavaciones, recuperaciones de terrenos y similares, incluyendo cuatro secciones: • una primera sección adecuada para llevar a cabo el lavado y cribado de los materiales, con separación de la fracción orgánica ligera de la fracción inerte y división de esta última en base al tamaño de los granos; • una segunda sección adecuada para llevar a cabo el tratamiento físico-químico del agua de desecho resultante de dichas operaciones de lavado y cribado, con reactivos para la eliminación de los contaminantes, con separación subsiguiente de los posos resultantes de dicho tratamiento físico-químico; • una tercera sección apropiada para llevar a cabo la deshidratación mecánica de dichos posos; y • una cuarta sección adecuada para llevar a cabo el almacenamiento del agua recogida en la instalación y la recirculación de la misma a la primera sección de lavado, caracterizada porque la segunda sección comprende un depósito (TK102) que almacena una solución de hipoclorito sódico, estando conectado dicho depósito (TK102) por medio de una bomba (P103) a una conducción que se prolonga entre dicha cuarta sección y una unidad de lavado y cribado de la primera sección, de manera que dicha solución de hipoclorito sódico es añadida por medio de dicha bomba (P103) a una parte del agua reciclada en la instalación entre la cuarta sección y la unidad de lavado y cribado de la primera sección

La presente invención se refiere a una instalación y a un procedimiento para el reciclado de desechos y en particular para el reciclado de desperdicios y arena de los retenedores de arena de los purificadores de agua, es decir, desechos que tienen una elevada concentración de material orgánico y también para el lavado y recuperación 5 de materiales procedentes de excavaciones o recuperaciones de terrenos contaminados y similares. En la actualidad, la mayor parte de los desperdicios y arenas procedentes de los purificadores de agua son eliminados en vertederos controlados sin ninguna recuperación de materiales. En el caso de recuperaciones ambientales, los materiales pueden estar contaminados por múltiples sustancias entre las cuales contaminantes orgánicos e inorgánicos que habitualmente tienen una acción tóxica, mutagénica y/o cancerosa sobre los seres 10 humanos, resultando por ello especialmente peligrosos. Para tratar estos desechos, se tienen actualmente a disposición solamente instalaciones que tratan desperdicios y que tienen diferentes limitaciones, por ejemplo, no permiten la recuperación de materiales diferenciados por tamaño de grano que pueden cumplir las exigencias de las normas UNI-EN 12620, 13043, 13139, 13242. Además, dichas instalaciones no son adecuadas para recuperar materiales contaminantes en 15 concentraciones tales que cumplan las exigencias de la prueba de eliminación del anexo 3 del Decreto Ministerial de 5 de febrero de 1998 y que estén de acuerdo con las características de las normas UNI-EN anteriormente mencionadas. El solicitante conoce el siguiente tipo de instalaciones que tienen estos inconvenientes:

• las instalaciones de HANS HUBER AG (Alemania) o de LADURNER (Lana, Bolzano) que 20 producen materiales recuperados no diferenciados por tamaño de grano con un contenido de sustancias orgánicas ≤ 3%;

• las instalaciones de REGIO RECYCLING (Suiza), que producen materiales recuperados no diferenciados por tamaño de grano con un contenido de sustancias orgánicas aproximado de 2%;

• las plantas de AKW (Alemania), que producen materiales recuperados diferenciados por tamaño 25 de grano pero con un contenido de sustancias orgánicas de los materiales recuperados superior a la instalación de la presente invención.

Otros ejemplos de instalaciones que tienen la estructura de la instalación de la presente invención se pueden encontrar en las siguientes publicaciones de patentes: DE 4034227, EP 0325159, DE 3908185, FR 2790979, US 5540270, US 2004/082828, DE 19621892, EP 0684088, US 4879048, US 5599372, DE 4326200 y US 30 6007618. El documento DE-A1-4034227 (D1) da a conocer una instalación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 15. Por lo tanto, el objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer una instalación y procedimiento de reciclado que se encuentren libres de los mencionados inconvenientes. Este objetivo es conseguido por medio de una instalación y procedimiento cuyas principales características se dan a conocer en las reivindicaciones 35 independientes, mientras que otras características se dan a conocer en las reivindicaciones dependientes. Una primera ventaja importante de la instalación, según la presente invención, es que pueden tratar todos los tipos de desechos antes mencionados con recuperación y reutilización de las materias primas contenidas en los mismos, produciendo simultáneamente sólo una pequeña fracción de desperdicios que se tiene que eliminar en un vertedero controlado y/o incineradores térmicos. Esto tiene como resultado la ventaja significativa desde el punto de 40 vista medioambiental de que las materias primas reutilizables son recuperadas y se ahorra un cierto volumen de relleno de vertedero controlado. Una segunda ventaja significativa de esta instalación es que permite también conseguir un beneficio neto por el hecho de que no solamente se recuperan las materias primas reutilizables, sino que asimismo una parte de los desechos a eliminar son destinados a recuperación en hornos y/o fábricas de cemento (posos) o para 45 compostaje (materiales orgánicos). De manera más específica, mediante la instalación de la presente invención, es posible recuperar materiales a utilizar como materias primas secundarias en la construcción (hormigones, cementos, etc.), materiales a utilizar para restauración ambiental, recubrimientos para vertederos, rellenos para carreteras y para rampas y zonas auxiliares, materiales para la industria de fabricación de ladrillos y cemento, materiales ferrosos, materiales no 50 ferrosos y materiales destinados a compostaje.

En particular, en lo que respecta a los materiales recuperados a utilizar como materia prima secundaria en construcción, se han obtenido los siguientes materiales:

• arena, con un tamaño de granos de 0,063÷2 mm, de acuerdo con las normas UNI-EN 12620, 13043, 13139, 13242;

• gránulos, con un tamaño de granos de 2÷8 mm, de acuerdo con las normas UNI-EN 12620, 13043, 5 13242;

• gravas, con un tamaño de granos de 8÷30 mm, de acuerdo con la norma UNI-EN 13242.

Se debe observar que los tamaños de granos antes indicados son simplemente ejemplos no limitativos por el hecho de que simplemente cambiando de manera apropiada las aberturas de las rejillas, se pueden obtener tamaños de granos ligeramente distintos pero todavía en conformidad con las normas UNI-EN antes mencionadas. 10 Además, la arena, gránulos y gravas están prácticamente libres de materiales orgánicos. Otra ventaja adicional de la instalación de la presente invención es que purifica en una sección físico-química el agua de desecho que resulta del lavado, con purificación dentro de límites de la tabla 3, anexo 5 del Decreto Legislativo No. 152/99 y subsiguientes modificaciones e integraciones para la descarga en un sistema de desagüe público. De esta manera, aproximadamente el 80% del agua purificada es recirculada en la instalación, 15 reduciendo notablemente el consumo de agua para el funcionamiento de la instalación, descargándose al sistema de desagüe público aproximadamente el 20% de exceso de agua. Otras ventajas y características de la instalación de reciclado y procedimiento, de acuerdo con la presente invención, quedarán evidentes por los técnicos en la materia mediante la descripción detallada no limitativa de una realización de la misma que se lleva a cabo a continuación con respecto a los dibujos adjuntos, en los que: 20 La figura 1 muestra un diagrama general de bloques de una instalación, de acuerdo con la presente invención; La figura 2 muestra de forma esquemática la parte de la instalación relativa a la carga de desechos y al lavado inicial y etapa de eliminación de aquéllos. La figura 3 muestra de forma esquemática la parte de la instalación relativa a la distribución de ciertos 25 materiales recuperados después de la etapa de separación inicial. La figura 4 muestra de forma esquemática la parte de la instalación relativa a la recogida del agua de desecho resultante del lavado y la separación subsiguiente de las partículas de material más pequeñas. La figura 5 muestra de forma esquemática la parte de la instalación relativa a la sección de tratamiento físico-químico. 30 La figura 6 muestra de forma esquemática la parte de la instalación relativa al almacenamiento y dosificación de los reactivos químicos utilizados en la instalación. La figura 7 muestra de forma esquemática la parte de la instalación relativa a la deshidratación mecánica de los posos; y La figura 8 muestra de manera esquemática la parte de la instalación relativa a la recogida y recirculación 35 del agua purificada y de la descarga del agua en exceso. Haciendo referencia a la figura, se ha mostrado una planta de reciclado, de acuerdo con la presente invención, que comprende varios componentes que interaccionan para tratar los desechos de manera completa y segura para obtener de los mismos todos los posibles materiales de recuperación, tal como se ha indicado en lo anterior. Dado que el esquema de la figura 1 es autoexplicativo, la descripción de las conexiones específicas entre 40 los diferentes componentes es superflua pero se debe observar que no todos los componentes deben encontrarse necesariamente presentes. En realidad, algunos componentes se han indicado como opcionales por el hecho de que la planta se describe en su disposición más general, pero cada instalación puede ser fabricada para tratar solamente algunos tipos de desechos que no requieren algunos de los componentes, los cuales pueden...

REIVINDICACIONES

1. Instalación para el reciclado de residuos, desechos de purificadores de agua, excavaciones, recuperaciones de terrenos y similares, incluyendo cuatro secciones:

• una primera sección adecuada para llevar a cabo el lavado y cribado de los materiales, con separación de la fracción orgánica ligera de la fracción inerte y división de esta última en base al tamaño de 5 los granos;

• una segunda sección adecuada para llevar a cabo el tratamiento físico-químico del agua de desecho resultante de dichas operaciones de lavado y cribado, con reactivos para la eliminación de los contaminantes, con separación subsiguiente de los posos resultantes de dicho tratamiento físico-químico;

• una tercera sección apropiada para llevar a cabo la deshidratación mecánica de dichos posos; y 10

• una cuarta sección adecuada para llevar a cabo el almacenamiento del agua recogida en la instalación y la recirculación de la misma a la primera sección de lavado, caracterizada porque la segunda sección comprende un depósito (TK102) que almacena una solución de hipoclorito sódico, estando conectado dicho depósito (TK102) por medio de una bomba (P103) a una conducción que se prolonga entre dicha cuarta sección y una unidad de lavado y cribado de la primera sección, de manera que dicha solución de hipoclorito 15 sódico es añadida por medio de dicha bomba (P103) a una parte del agua reciclada en la instalación entre la cuarta sección y la unidad de lavado y cribado de la primera sección.

2. Instalación, según la reivindicación 1, caracterizada porque la segunda sección comprende además un depósito (TK106) dotado de un agitador (AG106), almacenando una solución de hidrosulfito sódico, estando conectado dicho depósito (TK106) por medio de una bomba (P107) a una conducción que se prolonga entre dicha 20 segunda sección y la entrada de la unidad de lavado y cribado en la primera sección. 3. Instalación, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la segunda sección comprende además un filtro de tambor rotativo (SGR101) adecuado para separar partículas orgánicas >0,25 mm del agua de desecho que procede de la primera sección de lavado y cribado;

• una unidad de reacción (VS102) conectada con intermedio de una conducción a dicho filtro de 25 tambor rotativo (SGR101) para recibir el agua filtrada del mismo e incluir un primer reactor de coagulación dotado de un agitador (AG107) y un segundo reactor para la precipitación de metales dotado también de un agitador (AG108) y de un medidor de pH (PHT102);

• un floculador (FL101) dotado de un agitador (AG109) conectado con intermedio de una conducción a dicha unidad de reacción (VS102) para recibir el agua de desecho tratada en el mismo; 30

• un sedimentador (S101) conectado con intermedio de una conducción a dicho floculador (FL101) para la separación de agua de los posos para recibir el agua de desecho de los mismos;

• una bomba (P112) aplicada al fondo de dicho sedimentador (S101) para la extracción de dichos posos;

• un depósito (TK101) que almacena una solución de hidróxido sódico o de hidróxido cálcico 35 alimentada por medio de una bomba (P102) al reactor de precipitación de metales de dicha unidad de reacción (VS102);

• un depósito (TK104) que almacena una solución de cloruro férrico u otro coagulante inorgánico, alimentado por medio de una bomba (P105) al reactor de coagulación de la unidad de reacción (VS102); y

• una fuente de solución floculante alimentada por medio de una bomba (P108) al floculador (FL101). 40

4. Instalación, según la reivindicación anterior, caracterizada porque el floculador (FL101) está dispuesto dentro del sedimentador (S101). 5. Instalación, según la reivindicación 3 ó 4, caracterizada porque la fuente de solución floculante consiste en una estación automática (CP101) para la preparación de una solución de polielectrolito. 6. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la segunda sección 45 comprende además, como mínimo, uno de los siguientes elementos:

• un conjunto de toberas hidráulicas de supresión de espuma (UG101) dispuestas por encima del reactor de coagulación de la unidad de reacción (VS102);

• un medidor de pH (PHT101) dispuesto en el reactor de coagulación de la unidad de reacción (VS102);

• un dispositivo de limpieza superficial (SK101) dispuesto en la parte superior de la pared divisora entre el reactor de coagulación y el reactor de precipitación de metales de la unidad de reacción (VS102), adecuada para eliminar espuma y sustancias flotantes y conectada a una bomba (P114) en comunicación con 5 la conducción de suministro de la bomba (P112) aplicada al fondo del sedimentador (S101);

• una bomba (P109) para enviar el agua de desecho tratada que sale de la unidad de reacción (VS102) al floculador (FL101);

• un medidor de caudal (FQ101) dispuesto en la conexión existente entre la unidad de reacción (VS102) y el floculador (FL101); 10

• un medidor de caudal (FQ105) dispuesto en la conducción de suministro de la bomba (P112) aplicado al fondo del sedimentador (S101);

• un depósito (TK103) que almacena un coagulador orgánico alimentado por medio de la bomba (P104) al reactor de coagulación de la unidad de reacción (VS102);

• un depósito (TK105) que almacena un agente de precipitación de metales, alimentado por medio de 15 una bomba (P106) al reactor de precipitación de metales de la unidad de reacción (VS102).

7. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera sección de lavado y cribado comprende:

• una tolva de carga (T101) con una cinta correspondiente (N101) para la extracción de desechos de dicha tolva (T101); 20

• un alimentador de cinta (N102) para transportar el material procedente de dicho extractor de cinta (N101) a una unidad de lavado y cribado;

• un separador magnético (N103) dispuesto por encima de dicho alimentador de cinta (N102);

• una unidad de lavado y cribado para recibir los materiales procedentes de dicho alimentador de cinta (N102); 25

• una rejilla vibrante (V101) dotada de toberas, adecuada para lavar y separar la fracción orgánica ligera;

• un compactador de husillo (CCL102) para la deshidratación de dicha fracción orgánica lavada y separada;

• un depósito de recogida (VS101) para el agua de desperdicio que procede de dicha rejilla vibrante 30 (V101) y posiblemente de dicha unidad de lavado y cribado y dicho compactador de husillo(CCL102);

• un depósito de regulación (VC101) conectado a dicho depósito de recogida (VS101) y adecuado, en combinación con una válvula de flotación (VG101), para mantener un nivel mínimo en el depósito de recogida (VS101) suficiente para el funcionamiento de una bomba (P101) para la retirada del agua de desecho;

• una bomba (P101) dispuesta en una conducción que se extiende entre dicho depósito de recogida 35 (VS101) y un hidrociclón (C101) adecuado para separar dos fracciones de arena de dicha agua de desperdicio que contiene arenilla, una conducción que se extiende entre la tobera superior de dicho hidrociclón (C101) y dicho depósito de regulación (VC101) para alimentar agua desde el primero hasta el último;

• un separador de espirales (SSP101) dotado en el extremo superior con un depósito de carga 40 (VCS101) para proporcionar la alimentación de diferentes espirales de dichas fracciones de arenilla que salen por la parte del fondo del hidrociclón (C101);

• un conducto para suministrar agua de la red a dicho depósito de carga (VCS101);

• un primer secador vibrante (V102), dispuesto por encima del depósito de recogida (VS101), adecuado para secar una mezcla de agua/partículas orgánicas procedente de dicho separador de espirales 45 (SSP101); y

• un segundo secador vibrante (V103) dispuesto por encima del depósito de recogida (VS101) adecuado para secar la mezcla de agua/arena procedente del separador de espirales (SSP101) y posiblemente de la unidad de lavado y cribado.

8. Instalación, según la reivindicación anterior, caracterizada porque la unidad de lavado y cribado consiste en una lavadora de cuba (LBT101) constituida mediante una cuba de lavado en contracorriente en la salida de la 5 cual se han formado tres zonas de cribado por medio de tres cribas concéntricas troncocónicas conectadas a la cuba de lavado con intermedio de pestañas y tornillos, además de una zona de fondo para la retirada de la fracción inerte y un vertedero de la parte superior para el rebose del agua de desecho que contiene la fracción orgánica, arena fina y arenilla. 9. Instalación, según la reivindicación anterior, caracterizada porque las tres cribas troncocónicas de la 10 cuba de lavado (LBT101) tienen superficies de cribado con aberturas de 2,5 mm, 8 mm y 30 mm de diámetro, respectivamente. 10. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la primera sección de lavado y cribado comprende además, como mínimo, uno de los siguientes elementos:

• una criba (GR101) adecuada para separar material ≥120 mm dispuesto por encima de la tolva de 15 carga (T101);

• un husillo transversal (CCL101) dispuesto en la salida de la tolva de carga (T101);

• una cinta transportadora (N104) para transportar a un contenedor de almacenamiento pertinente los gránulos con dimensiones de 2-8 mm que abandonan la unidad de lavado y cribado;

• un separador magnético (N105) dispuesto por encima de dicha cinta transportadora (N104) para los 20 gránulos;

• una cinta transportadora (N106) para transportar a un contenedor de almacenamiento adecuado la gravilla con dimensiones de 8-30 mm que abandonan la unidad de lavado y cribado;

• un separador magnético (N107) dispuesto por encima de dicha cinta transportadora (N106) para la gravilla; 25

• un separador de cinta de corrientes parásitas (N108) dispuesto por encima de dicha cinta transportadora (N106) para la gravilla;

• uno o varios agitadores (AG104, AG105) dispuestos en el depósito de recogida de agua de desperdicio (VS101);

• una celda de rozamiento (CLA101) dispuesta entre del hidrociclón (C101) y el separador de espirales 30 (SSP101) y dotado de una serie de agitadores (AG101, AG102, AG103);

• una cinta transportadora (N110) para transportar a un contendor de almacenamiento adecuado la fracción orgánica <2 mm que abandona el primer secador vibrante (V102);

• una cinta transportadora (N109) para transportar a un contenedor de almacenamiento adecuado la arena que sale del segundo secador vibrante (V103); y 35

• un medidor de caudal (FQ106) dispuesto en la conducción de suministro de agua de la red al depósito de carga (VCS101).

11. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la tercera sección para la deshidratación mecánica de los posos comprende:

• un recipiente (TK107) para el almacenamiento de posos conectado a la conducción de suministro de 40 la bomba (P112) aplicada al fondo del sedimentador (S101);

• una bomba (P113) dispuesta en el fondo de dicho recipiente de almacenamiento de posos (TK107) para la extracción de dichos posos;

• un filtro prensa (FP101) capaz de deshidratar mecánicamente los posos, alimentados por dicha bomba (P113) desde el depósito de almacenamiento de posos (TK107). 45

12. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cuarta sección para el almacenamiento y recirculación del agua recogida en la instalación comprende:

• un depósito de almacenamiento (VS103) para el agua separada de los posos en la segunda y terceras secciones de la instalación;

• un pozo de drenaje (PZ101) para la recogida del agua que procede de las aberturas de reboso de los elementos de las tres primeras secciones de la instalación, un drenaje de fondo de dicho depósito de almacenamiento (VS103), elementos de cierre estanco en la instalación, canales de recogida de la emulsión 5 acuosa y otros usuarios;

• una primera bomba (P110) para retirar agua del depósito de almacenamiento (VS103) para alimentar la unidad de lavado y cribado en la embocadura de entrada de desechos;

• una segunda bomba (P111) para retirar agua del depósito de almacenamiento (VS103) para alimentar la unidad de lavado y cribado en contracorriente y también para los otros usuarios de la primera 10 sección de la instalación que requieren agua limpia;

• una tercera bomba (P115) para retirar agua de dicho pozo de drenaje (PZ101) para alimentar la unidad de lavado y cribado en la embocadura de entrada de desechos; y

• una tubería para descargar al sistema de desagüe y la abertura de rebose del depósito de almacenamiento (VS103). 15

13. Instalación, según la reivindicación anterior, caracterizada porque la tercera bomba (P115) está conectada operativamente a la primera bomba (P110) a efectos de operar de manera alternada con la misma, teniendo dichas bombas (P110, P115) los mismos caudales de salida. 14. Instalación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cuarta sección para almacenamiento y recirculación de agua comprende, como mínimo, uno de los siguientes elementos: 20

• un medidor de caudal (FQ102) dispuesto en dicha conducción de descarga de la abertura de rebose de la unidad de almacenamiento (VS103);

• un medidor de caudal (FQ103) dispuesto en la conducción de suministro de dicha primera bomba (P110);

• un medidor de caudal (FQ104) dispuesto en la conducción de suministro de la segunda bomba 25 (P111).

15. Procedimiento para el reciclado de residuos, desechos de purificadores de agua, excavaciones, recuperaciones de terrenos y similares, incluyendo las siguientes etapas: a) separación y recuperación de los metales ferrosos contenidos en el material; b) lavado y cribado del material con separación de la fracción orgánica de la fracción inerte; 30 c) división de dicha fracción inerte en base al tamaño de los granos; d) compactado de la fracción orgánica ligera; e) recogida del agua de desecho resultante de dichas operaciones de lavado y cribado; f) separación de la fracción orgánica fina <2 mm y arena del agua de desecho; g) separación de las partículas orgánicas muy finas >0,25 mm de dicha agua de desecho; 35 h) tratamiento físico-químico del agua de desecho con reactivos para eliminar las sustancias contaminantes; i) floculación del agua de desecho por medio de una solución de floculación; j) sedimentación del agua de desecho tratada con separación de los posos de tratamiento físico-químico con respecto al agua sobrenadante; 40 k) recogida del agua sobrenadante resultado de dicha sedimentación; l) deshidratación de los posos resultantes de dicha sedimentación; m) recogida del agua resultante de dicha deshidratación;

n) recogida del agua procedente de las aberturas de rebose, limpieza de los elementos de estanqueidad, emulsión acuosa, agua de lavado de pisos, etc.; y o) reutilización del agua recogida en dichas etapas de recogida k), m) y n) para la etapa b) de lavado y cribado del material, caracterizado porque en la última etapa o) se añade una solución de hipoclorito sódico al agua reutilizada 5 para la etapa b) de lavado y cribado de material. 16. Procedimiento, según la reivindicación anterior, caracterizado porque la solución de hipoclorito sódico es una solución al 11% de cloro activo. 17. Procedimiento, según la reivindicación 15 ó 16, caracterizado por comprender además una etapa b') de introducción de una solución de hidrosulfito sódico cuando se efectúa el lavado y cribado durante la etapa b). 10 18. Procedimiento, según la reivindicación anterior, caracterizado por comprender además, como mínimo, una de las etapas siguientes: a') cribado grosero del material (antes de la etapa a); c') separación y recuperación de metales ferrosos y no ferrosos (durante etapa c); f) lavado y descontaminación de partículas de arena por barrido en celda de fricción (etapa f); 15 h') tratamiento físico químico del agua de desecho con un reactivo de coagulación de las sustancias orgánicas y posiblemente otro reactivo para la precipitación de metales (durante etapa h); y i') preparar y alimentar una solución de polielectrolito floculante (antes de etapa i).