Proceso de limpieza para aguas residuales.

Depurador, en particular depurador pequeño, con al menos un tanque de lodos activos para aguas residuales y/o con al menos un tanque de purificación posterior para aguas residuales

, donde el tanque de lodos activos y / o el tanque de purificación posterior se llenan con cuerpos formados a base de material plástico que flotan libremente en las aguas residuales con una diagonal espacial máxima entre 0,1 cm y 10 cm, caracterizado por el hecho de que el depurador presenta al menos un dispositivo de filtración para la depuración de aguas residuales que comprende al menos dos placas de membrana dispuestas esencialmente en paralelo la una de la otra hechas de una cerámica porosa con un espesor de entre 0,15 mm y 20 mm y poros con un diámetro de entre 100 nm y 10 μm, que se sumergen al menos parcialmente en al menos un tanque de lodos activos y/o en al menos un tanque de purificación posterior, de modo que la superficie de las membranas puede entrar inmediatamente en contacto con los cuerpos formados libremente flotantes, donde las placas de membrana presentan un revestimiento que comprende un estrato de separación con poros con un diámetro de entre 1 nm y 1400 nm y que consiste al menos parcialmente en partículas en nanoescala del grupo que consiste en óxido de aluminio, óxido de circonio y partículas de óxido de titanio con una dimensión media de las partículas< 100 nm.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/001382.

Solicitante: ITN NANOVATION AG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: UNTERTÜRKHEIMER STRASSE 25 66117 SAARBRÜCKEN ALEMANIA.

Inventor/es: BRAUN,GERHARD, GABRIEL,KAY GUNTHER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Accesorios u operaciones auxiliares, en general,... > B01D65/08 (Prevención del ensuciamiento de la membrana o de la polarización por concentración)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Accesorios u operaciones auxiliares, en general,... > B01D65/02 (Limpieza o esterilización de membranas)
  • 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... > C02F3/12 (Procesos por fangos activados)
  • 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... > C02F3/10 (Embalajes; Cargas; Rejillas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Membranas semipermeables destinadas a los procedimientos... > B01D71/02 (Materiales minerales)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda... > Aparatos en general para los procedimientos de separación... > B01D63/08 (Módulos con membranas planas)
  • 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... > C02F3/08 (utilizando cuerpos de contacto móviles)
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Proceso de limpieza para aguas residuales.
Proceso de limpieza para aguas residuales.
Proceso de limpieza para aguas residuales.

Texto extraído del PDF original:

DESCRIPCIÓN

Proceso de limpieza para aguas residuales [0001] La presente invención se refiere a un depurador para la depuración de las aguas residuales con un dispositivo de filtración y un proceso para la limpieza de las aguas residuales. [0002] Junto a rastrillos de tamiz y tanques de sedimentación que liberan en una primera fase aguas residuales de componentes gruesos, depuradoras convencionales contienen también un tanque de lodos activos y de purificación sucesiva. En el tanque de lodos activos se usan microorganismos para descomponer heces u otros materiales orgánicos. Los microorganismos empleados se separan nuevamente del agua residual a continuación del tanque de lodos activos en el tanque de purificación a través de sedimentación y reconducidos en parte al tanque de lodos activos. Un desprendimiento completo de los microorganismos es imposible a través de un proceso de sedimentación, de modo que en parte microorganismos perjudiciales para la salud pueden acceder con las aguas residuales al medio ambiente. Directivas de la unión europea para el mantenimiento de las aguas que han sido transformadas ya ampliamente en derecho nacional, prevén sin embargo en toda Europa que exclusivamente aguas residuales biológicamente esclarecidas, que son sustancialmente libres de microorganismos, se pueden descargar en el medio ambiente. El desprendimiento de los microorganismos ocurre por lo general a través de filtros finos que separan los microorganismos de manera fiable.

[0003] En Alemania sobre todo en áreas rurales, en particular en el este de Alemania, prevalentemente por motivos técnicos o económicos, actualmente aproximadamente 5,3 millones de personas no se conectan a la red de alcantarilla común. Para los interesados se aplicaba debido a las directivas CE citadas que hasta el 31.12.2005 se deben alimentar o a través de conexión a la red común o a través del accionamiento de un depurador pequeño. Esta situación ha creado una necesidad alta de implantes de tratamiento de las aguas residuales descentrado que vale hasta hoy. [0004] Están relativamente difundidos depuradores pequeños que consisten de un contenedor de cemento rondo que se subdivide nuevamente en tres camas (prepurificación / tanque de lodos activos / purificación posterior). La prepurificación es usada, para quitar inicialmente mecánicamente o a través de sedimentación sencilla componentes gruesos de las aguas residuales. Los componentes gruesos separados se deben bombear en intervalos regulares. El tanque de lodos activos contiene microorganismos que efectúan la limpieza biológica, el tanque de purificación posterior sirve al desprendimiento de los microorganismos presentes y su recirculación al tanque de lodos activos y/o en el tanque de prepurificación. Este equipo se puede completar por ejemplo a través de un compresor que envía oxígeno al tanque de lodos activos a través de un ventilador de la membrana como también una bomba a motor de inmersión para el avance del fango en exceso. [0005] En un tanque de lodos activos con el tiempo se forma fango de depuración en exceso que se debe aspirar regularmente. Alternativamente son también conocidos como proceso de lecho fluidizado, donde por regla se reduce drásticamente la cantidad del fango en exceso. A diferencia del clásico tanque de lodos activos se trabaja por proceso de lecho fluidizado con cuerpos de material plástico libremente flotantes que pueden llenar casi completamente el tanque de lodos activos. Microorganismos se encuentran tanto sobre los cuerpos de material plástico como también libremente flotando en el agua.

[0006] En los últimos años se ha reforzado como desarrollo el conocido proceso de lecho fluidizado, también se puede establecer el llamado método-WSB® (procesos de biofilm a lecho de suspensión a turbulencia). Tales métodos están descritos por ejemplo en el DE 10127554 y también en el DE 196 23 592. También aquí cuerpos de material plástico sirven como soporte de éstos sobre el que pueden establecerse los microorganismos. Los microorganismos en el método-WSB® por lo general se localizan casi completamente sobre el material de soporte.

Mientras que en el proceso de lecho fluidizado originariamente se ha trabajado exclusivamente de modo anaerobio (sin aireación), en el método-WSB® a través de la entrada de aire son distribuidos (resp. "arremolinados" ) los soportes de plástico poblados con microorganismos de modo óptimo y uniformemente en la zona animada y se encuentran en el flotador, por lo que ha sido dado el nombre método de lecho con suspensión a turbulencia (WSB®). También en el caso de flujo fuertemente oscilante, por ejemplo en el tiempo de vacaciones, el sistema biológico en el tanque de animación queda entendida siempre intacto. [0007] También en el caso de una depuración de las aguas residuales según un método WSB® existe sin embargo el problema que microorganismos se descargan en el medio ambiente, por lo tanto agua residual que contiene microbios se vierte en la zona de tierra vegetal o en un canal de recogida.

[0008] Para evitar que microorganismos perjudiciales se viertan en la zona de tierra vegetal o sea que para permitir que agua residual purificada se puede usar ulteriormente como agua industrial, el agua de descarga o residual se debe además filtrar.

[0009] Así en el DE 19807890 se describe un depurador, cuya agua residual se filtra a través de membranas de microfiltración inmersas, para introducirla luego en un tanque de agua industrial y nuevamente reutilizarla. En el DE 20315451 se describe un dispositivo de microfiltración como conjunto de readaptación para un depurador pequeño que es conectado después del tanque de lodos activos, pero antes de la ejecución real del depurador. [0010] En todos los casos se usan filtros de membrana orgánicos que se disponen en la forma del módulo. Sin embargo los filtros de membrana orgánicos tienen la desventaja que se pueden regenerar sólo insuficientemente, es decir, que se pueden limpiar químicamente, de modo que todas estas membranas por regla general se deben renovar en períodos relativamente cortos (< 1 año). Además las membranas orgánicas presentan solamente una estabilidad mecánica limitada, de manera que en el caso de presiones del líquido altas se pueden dañar fácilmente. De modo particularmente grave resulta el uso de membranas orgánicas durante el proceso de lecho fluidizado ya mencionado, en particular en el método WSB®, ya que en éste a través de las partículas de soportes de material plástico que se pueden mover libremente en el tanque de lodos activos, se puede causar defectos mecánicos a la membrana orgánica, a través de lo cual se pueden destruir dentro de un corto tiempo los filtros de membrana orgánicos poco estables.

[0011] El uso de filtros de membrana además está ligado también al problema fundamental que durante la filtración se separa sobre la superficie externa de la membrana una capa superficial (el llamado Fouling) que opone una resistencia al producto a filtrar. Esto lleva a una reducción drástica de la prestación de filtración hasta a la obstrucción total y así hasta un daño total del filtro de membrana.

[0012] Para el desprendimiento de esta capa superficial sobre la membrana se necesita una limpieza regular. Allí la corriente de permeado es invertida, de modo que el agua primeramente filtrada ahora se presiona nuevamente de modo opuesto a través del filtro de membrana (retrolavado). De esta forma la capa superficial se despega por lo menos parcialmente, por lo que la eficiencia de la prestación de filtración se aumenta nuevamente durante algún tiempo. Sin embargo este procedimiento requiere en general un equipo separado. Además la limpieza se obtiene con una pérdida de agua ya filtrada, lo que reduce fuertemente la eficiencia del sistema general. [0013] Métodos donde se usan cuerpos formados y/o materiales sólidos flotantes en el agua para la limpieza de la superficie de la membrana se describen en EP 1 034 835 A1, en DE 19953459 A1, en JP 63214177 y en WO 91/11396. Las primeras dos publicaciones muestran a este respecto también el uso de membranas cerámicas.

[0014] Filtros a membrana cerámicos que son idóneos para la filtración del agua, son descritos por F. Koppe et al.: "Vorteilspackung -Flachmembranen aus technischer Keramik für die Querstromfiltration", Chemie Technik, 26. año (1997), nº 9, Huthig, Heidelberg, DE (ISSN: 0340-9961), en US 2003/0132174 A1, en JP 2001-233681, en DE 20 2004 010 485 U1 así como en WO 2004/071620 del solicitante.

[0015] La producción de filtros de membrana cerámicos con estructura de muchas capas que presentan un estrato de separación de partículas a nanoescala se describe en EP 0 426 546 A2. También la EP 0 850 680 A1 se refiere a filtros a membrana cerámicos con estructura de muchas capas.

[0016] La presente invención tiene la tarea de poner a disposición una solución sencilla y económica para la limpieza de aguas residuales. La focalización debe ser en particular sobre la separación de microorganismos contenidos en aguas residuales. Problemas conocidos por el estado de la técnica como la dicha destrucción de filtros de membrana por efecto biológico o mecánico o la obstrucción de membranas y de ese modo las fases de limpieza relacionadas se deben evitar en gran medida. La solución debe ser compacta y mecánicamente robusta.

[0017] Esta tarea se resuelve a través del depurador con las características de la reivindicación 1 y el método con las características de la reivindicación 11. Formas de realización preferidas del depurador conforme a la invención se representan en las reivindicaciones dependientes de 2 hasta 10.

[0018] El depurador conforme a la invención se trata preferiblemente de un depurador pequeño, en particular con un rendimiento de limpieza para 1 hasta 5000 personas (hasta un valor de población de 5000). [0019] Según la presente invención un depurador presenta por lo menos un tanque de lodos activos para aguas residuales. En éste ocurre una limpieza biológica de las aguas residuales a través de los microorganismos.

Alternativamente o en adición está previsto por lo menos un tanque de purificación posterior para aguas residuales. [0020] En el depurador conforme a la invención es llenado o el tanque de lodos activos o el tanque de purificación posterior con cuerpos formados flotantes libremente en las aguas residuales. En una forma de ejecución alternativa se llenan tanto el tanque de lodos activos como el tanque de purificación posterior con cuerpos formados flotantes libremente en las aguas residuales. [0021] Por último el depurador conforme a la invención presenta por lo menos un dispositivo de filtración para la depuración de aguas residuales que comprende por lo menos dos placas de membrana basadas sobre cerámica para el desprendimiento de microorganismos.

[0022] Un dispositivo de filtración se puede conectar directamente a un tanque de lodos activos o a un tanque de purificación posterior. [0023] Respecto a los cuerpos formados se trata de cuerpos formados a base de material plástico, en particular a base de polietileno. [0024] Para el tanque de lodos activos son en particular preferidos cuerpos formados que son idóneos como soporte para microorganismos (cuerpos formados adecuados se describen por ejemplo en EP 685432). En una configuración tal preferida el depurador conforme a la invención trabaja en particular según el método WSB® ya mencionado. [0025] En formas ulteriores de realización del depurador conforme a la invención, puede ser también preferido usar cuerpos formados en el tanque de lodos activos que no son idóneos como soporte para microorganismos.

[0026] Cuerpos formados no idóneos como soporte para microorganismos se prefieren en particular para el tanque de purificación posterior. En formas de ejecución preferidas en particular pueden presentarse cuerpos formados en el tanque de purificación posterior incluso propiedades biocidas. Éste tiene la ventaja que para los microorganismos es más difícil de instalarse en el tanque de purificación posterior.

[0027] Un dispositivo de filtración conectado a un tanque de lodos activos es dispuesto en un depurador conforme a la invención de modo que la superficie de por lo menos una membrana del dispositivo de filtración puede entrar en contacto inmediato con los cuerpos formados flotantes en el tanque de lodos activos. Para este objetivo por lo menos una membrana de por lo menos un dispositivo de filtración es inmerso por lo menos parcialmente, preferiblemente completamente, en el tanque de lodos activos.

[0028] En acción en esta disposición los cuerpos formados que se encuentran en el tanque de lodos activos pueden golpear continuamente sobre la superficie de por lo menos una membrana. Esto comporta que una capa superficial de microorganismos que se forma sobre la superficie de la membrana se despega mecánicamente a través de los golpes, es decir, que su formación se retarda mucho. Una limpieza frecuente de la membrana a través del retrolavado mencionado al principio se evita así con éxito de manera particularmente ventajosa. La eficiencia de un depurador conforme a la invención es así aumentada drásticamente. [0029] Una disposición tal está prevista también para un dispositivo de filtración conectado a un tanque de purificación posterior. Por lo menos una membrana al menos un dispositivo de filtración es inmerso también en este caso preferiblemente por lo menos parcialmente, preferiblemente completamente, en el tanque de purificación posterior, de modo que los cuerpos formados que están en el tanque de purificación posterior pueden golpear sobre la superficie de al menos una membrana durante el accionamiento y así la limpian, o sea que evitan su ensuciamiento o por lo menos lo retardan mucho.

[0030] En un depurador conforme a la invención se usan cuerpos formados que presentan una diagonal espacial máxima entre 0,1 cm y 10 cm, preferiblemente entre 0,5 cm y 5 cm, en particular entre 0,5 cm y 2 cm. [0031] En un depurador conforme a la invención las placas de membrana son dispuestas paralelas unas a otras. La distancia entre 2 placas de membrana adyacentes corresponde al menos a la diagonal espacial máxima de los cuerpos formados. Preferiblemente la distancia supera la diagonal espacial máxima de los cuerpos formados en al menos 5%, preferiblemente en al menos 25%, en particular en al menos 100 %. [0032] A través de esta medida es posible que los cuerpos formados en el tanque de lodos activos y/o en el tanque de purificación se puedan deslizar entre placas de membrana adyacentes y así pueden entrar inmediatamente en contacto con las superficies opuestas de las placas de membrana adyacentes. Con ello sobre estas superficies también se retarda mucho la formación de una capa superficial, lo que afecta en el mismo modo positivamente a la eficiencia del depurador y la frecuencia de limpiezas necesarias. [0033] Durante la regulación de la distancia entre las placas de membrana adyacentes en particular 2 factores tienen importancia. De una parte se intenta regular al mínimo posible la distancia de las placas de membrana, para tener lo más compacto posible el dispositivo de filtración. Por otra parte los cuerpos formados no se deben encastrar en ningún caso entre las placas de membrana, ya que esto podría llevar de otro modo a la formación local de una capa superficial de microorganismos. La distancia óptima depende en particular de la forma y del tamaño de los cuerpos formados. Así para cuerpos formados "K1 Biofilm Carrier Elements" (compañía Kaldness, 3103 Tønsberg, Noruega), para los cuales ha sido establecida una diagonal espacial máxima de 13,5 mm, se determina una distancia óptima de las placas de membrana de 30 mm ± 0,5 mm. La distancia supera en este caso a la diagonal espacial máxima de los cuerpos formados en más del 100 %. [0034] Preferiblemente en el caso de una membrana del dispositivo de filtración se trata de una placa de membrana de una cerámica porosa. La elección de la forma de la placa de membrana es en principio libre. Así se pueden preferir placas de membrana algo redondas o rectangulares, adecuadas a cada caso individual.

[0035] Una membrana basada en cerámica se distingue por la resistencia frente a un efecto biológico o químico así como por la elevada estabilidad mecánica. A diferencia de unos filtros de membrana orgánicos conocidos por el estado de la técnica que hasta ahora han sido aplicados en depuradores pequeños, un dispositivo de filtración con membrana basada en cerámica se puede por lo tanto usar sin problemas también en procesos de lechos fluidizados, en particular también en depuradores pequeños accionados por el método WSB®. Ésta resiste sin problemas al efecto biológico causado a través de los microorganismos y separa éstos al mismo tiempo de manera fiable. También materiales sólidos y en suspensión se pueden eventualmente separar de manera fiable. Al mismo tiempo es también más resistente frente al efecto mecánico, por ejemplo a través de las partículas portadoras de material plástico flotantes en el tanque de lodos activos. Esto se hace perceptiblemente especialmente positivo con respecto a los intervalos de mantenimiento y la duración de la membrana. [0036] Las placas de membrana presentan siempre un revestimiento. Éste comprende un estrato de separación que consiste por lo menos parcialmente, en algunas formas de realización preferidas sustancialmente completamente, en partículas en nanoescala. Preferiblemente el estrato de separación presenta un porcentaje de partículas en nanoescala de por lo menos 5 % en peso, particularmente preferido por lo menos 25 % en peso, particularmente de por lo menos 40 % en peso. [0037] Por partículas en nanoescala en el ámbito de esta solicitud se debe entender partículas con una dimensión media de menos de 100 nm, particularmente preferida de menos de 50 nm. Estas indicaciones de las dimensiones se refieren a valores que han sido recavados mediante experimentos de la difusión de la luz. [0038] En conformidad con la invención el mencionado revestimiento sobre la placa de membrana puede consistir exclusivamente en estrato de separación. En una forma de ejecución en particular preferida el revestimiento comprende todavía al menos un estrato ulterior poroso que es dispuesto entre la placa de membrana y el estrato de separación. En el estrato de separación en esta ocasión se trata preferiblemente del estrato externo, donde se realiza fundamentalmente la división de los microorganismos. [0039] El revestimiento que se encuentra sobre la placa de membrana presenta preferiblemente un espesor entre 100 nm y 150 µm, preferiblemente entre 500 nm y 100 µm, en particular de aproximdamente 25 µm hasta 60 µm.

Estos valores se aplican preferiblemente también a los casos, en los cuales el revestimiento consiste en al menos un estrato ulterior poroso y el estrato de separación. [0040] El espesor del estrato de separación se encuentra preferiblemente en el ámbito entre 100 nm y 75 µm, en particular en el ámbito entre 5 µm y 50 µm, en particular en aprox. 25 µm.

[0041] El espesor de al menos un estrato ulterior poroso se encuentra preferiblemente en el ámbito entre 100 nm y 75 µm, en particular en el ámbito entre 5 µm y 50 µm, en particular en aprox. 25 µm. [0042] La cerámica porosa de la placa de membrana (sustrato) presenta poros con un diámetro entre 100 nm y 10 µm, preferiblemente en particular entre 500 nm y 6 µm, en particular entre 500 nm y 3 µm. [0043] Al menos un estrato ulterior poroso presenta preferiblemente poros con un diámetro entre 500 nm y 2 µm, preferiblemente en particular entre 500 nm y 1 µm, en particular entre 600 nm y 900 nm.

[0044] En el caso de una placa de membrana provista con un estrato de separación es en particular muy importante la dimensión de los poros de al menos un estrato de separación para el desprendimiento de los microorganismos. El estrato de separación presenta poros con un diámetro entre 1 nm y 1400 nm, preferiblemente entre 50 nm y 500 nm, en particular entre 50 nm y 300 nm, en particular preferiblemente entre 200 nm y 300 nm.

[0045] La dimensión de los poros eventualmente de los estratos inferiores por regla general no afecta inmediatamente al desprendimiento de los microorganismos. Sin embargo es preferible que estratos inferiores presenten respecto al estrato de separación poros más grandes. Especialmente preferible es la dimensión de los poros con respecto a un gradiente para el estrato de separación externa. Así es preferible que las dimensiones de los poros disminuyan hacia el exterior.

[0046] En formas de realización preferidas con al menos un estrato ulterior poroso entre al menos un estrato de separación y la placa de membrana la dimensión de los poros de al menos un estrato ulterior poroso está entre la dimensión de los poros del estrato de separación (dimensiones de los poros más pequeños) y la dimensión de los poros de la placa de membrana (tiene los poros más grandes). Esto vale en particular para los valores medios de las dimensiones de los poros dentro de los estratos (ya que la dimensión de los poros dentro de un estrato grueso a menudo no es uniforme, eventualmente se puede verificar superposiciones con respecto a las dimensiones absolutas de los poros, de modo que por ejemplo el tamaño del poro más grande de al menos un estrato de separación puede superar el tamaño del poro más pequeño de al menos un estrato ulterior poroso).

[0047] En el caso de la cerámica porosa de la placa de membrana se trata generalmente de una cerámica a base de un óxido de metal, en particular a base de óxido de aluminio. Junto a cerámicas de óxido como cerámicas de aluminio se pueden usar también en formas ulteriores de realización preferenciales cerámicas no óxidas.

[0048] En el caso de nanopartículas del estrato de separación se trata de partículas de óxido de aluminio, nanopartículas de dióxido de circonio o dióxido de titanio o mezclas de las nanopartículas de óxido citadas. [0049] En una forma de ejecución particularmente preferida del dispositivo de filtración la placa de membrana presenta en el interior al menos un canal para la derivación de aguas residuales limpiadas. Se prefieren más canales dispuestos preferiblemente paralelos unos a otros que se extiendan uniformemente sobre el compartimento interior de la placa de membrana. [0050] Un dispositivo de filtración presenta al menos 2 placas de membrana. Dependiendo del caso individual el número de las placas de membrana puede variar mucho. Así para la limpieza de cantidades de aguas residuales relativamente más pequeñas se pueden preferir dispositivos de filtración con 3 hasta 15, en particular 3 - 10 placas de membrana. Si hay grandes cantidades de aguas residuales, así son concebibles sin embargo también dispositivos de filtración con varios cientos de placas de membrana. [0051] Un dispositivo de filtración presenta preferiblemente una estructura modular que permite variar el número de las placas de membrana según los requisitos respectivos. [0052] Como ha sido ya mencionado, la forma de una placa de membrana en un dispositivo de filtración en principio se puede elegir libremente, dependiendo del caso individual. Lo mismo vale en principio también para las dimensiones de una placa de membrana, donde la longitud así como la anchura de una placa de membrana no supera por regla general 150 cm. Así en una forma de ejecución preferida una placa de membrana rectangular presenta una longitud de aprox. 50 cm y una anchura de aprox. 11 cm. [0053] El espesor de una placa de membrana en un dispositivo de filtración conforme a la invención está en el ámbito entre 0,15 mm y 20 mm, en particular entre 0,5 mm y 10 mm. En una forma de ejecución en particular preferida una placa de membrana presenta un espesor de aprox. 6 mm. [0054] Como ha sido ya mencionado la presente invención comprende también un proceso para la limpieza de aguas residuales. Éste se distingue por el hecho de que microorganismos que se encuentran en aguas residuales se separan mediante el depurador descrito.

[0055] El proceso conforme a la invención comprende una limpieza biológica de las aguas residuales a través de microorganismos en al menos un tanque de lodos activos. [0056] Ulteriormente un método según la presente invención comprende una purificación posterior de las aguas residuales en al menos un tanque de lodos activos. [0057] Las ventajas citadas y ulteriores de la invención resultan de la descripción de los siguientes ejemplos y figuras en conexión con las subreivindicaciones. Mientras tanto las características de la invención se pueden realizar individualmente o en combinación unas con otras. Los ejemplos y las figuras sirven sólo como explicación y para mejor comprensión de la invención y no se entienden en absoluto restrictivas. [0058] Las figuras muestran: Fig. 1: preferiblemente cuerpos formados utilizados "K1 Biofilm Carrier Elements" de la compañía Kaldness, 3103 Tønsberg, Noruega Fig. 2: cuerpos formados encastrados entre placas de membrana Fig. 3: a izquierda: placas de membrana con canales para el desvío de agua limpiada; a derecha: recorte microscópico de una sección transversal a través de una de las placas de membrana Fig. 4: membranas de la operación de filtración convencional (sin cuerpos formados, sólo limpiadas con aireación) Fig. 5: diagrama para la ilustración del efecto abrasivo que se origina por un cuerpo formado que golpea una membrana de la operación de filtración convencional (según Fig. 4). Fig. 6: imagen de microscopio electrónico a escaneo linear de un corte a través de una placa de membrana idónea según a la invención. Se pueden ver tres estratos, a saber a izquierda el estrato de separación, en medio un estrato ulterior poroso y a derecha una placa de membrana de una cerámica porosa. Los estratos y la placa de membrana mismos están formados de óxido de aluminio respectivamente. El estrato de separación y el estrato ulterior poroso presentan respectivamente un espesor de aprox. 25 µm. El espesor de la placa de membrana es sin embargo 1,8 mm hasta 3,25 mm. La dimensión de los poros desciende hacia el estrato de separación de 4000 hasta 6000 nm (placa de membrana) sobre aprox. 800 nm (estrato ulterior poroso en medio) sobre aprox. 200 nm (estrato de separación).

Ejemplo 1 [0059] Ha sido examinado como regularmente óptimo la distancia entre placas de membrana adyacentes de un dispositivo de filtración para cuerpos formados adecuados (K1 Biofilm Carrier Elements de la compañía Kaldness, 3103 Tønsberg, Noruega; véase Fig. 1). Como ha sido ya mencionado, 2 factores en particular tienen un papel principal: en principio se intenta regular la distancia más pequeña posible entre las placas de membrana, para tener el dispositivo de filtración lo más compacto posible. Ahí sin embargo en ningún caso se deben encastrar los cuerpos formados entre las placas de membrana, ya que de otro modo se inhibe el movimiento de los cuerpos formados en la superficie de la membrana y con ello la abrasión de la capa superficial mecánica.

[0060] En el caso de una distancia pequeña el movimiento de los cuerpos formados entre dos placas de membrana llevaba a causa de su tamaño y forma (la diagonal espacial máxima de los cuerpos formados K1 es entre 7,0 mm y 13, 5 mm) a que los cuerpos formados entre las paredes de placas se inclinaban entre ellos, lo que es bien reconocible en la Fig. 2.

[0061] Solamente a una distancia de 30 mm ± 0, 5 mm no han sido constatadas ninguna inclinación más también después de una operación de una semana. En este distancia han sido medidos en sus valores óptimos para el flujo la prestación de filtración de las placas de membrana. [0062] Las placas de membrana de óxido de aluminio utilizadas se muestran en la Fig. 3. En la imagen izquierda se reconocen cada vez las salidas de más canales en las membranas. Los canales sirven para el transporte de las aguas residuales limpiadas. En la imagen derecha se muestra un recorte microscópico de una sección transversal a través de una de las placas de membrana. En la zona subyacente (oscura) se ve la estructura a grano grueso relativamente de la cerámica porosa de la placa de membrana. Arriba (clara) se ve la estructura esencialmente más fina de un revestimiento fino sobre la cerámica porosa.

Ejemplo 2 [0063] Sobre una placa de membrana ha sido simulada a través de la aplicación de un fino film de hidróxido de hierro una capa superficial de microorganismos. La placa de membrana ha sido usada a continuación por un periodo de 62 horas en un tanque de lodos activos llenado con cuerpos formados (K1 Biofilm Carrier Elements de la compañía Kaldness, 3103 Tønsberg, Noruega; véase Fig. 1) de un implante de prueba. Después de este periodo el estrato de hidróxido de hierro era despegado sustancial y completamente de la placa de membrana a través de abrasión. Un test de confrontación sin cuerpos formados sin embargo no ha mostrado ningún desprendimiento de la capa superficial simulada.

Ejemplo 3 [0064] Membranas de la operación de filtración convencional (sin cuerpos formados, limpiadas sólo con aireación, véase Fig. 4) han sido usadas después de cuatro meses de filtración en lodos activos para tests para la separación de los estratos de cubierta. Los tests han sido efectuados cada vez más veces con membranas con dimensiones diversas de los poros (200 nm y 300 nm). [0065] Para este objetivo las membranas revestidas con microorganismos con una capa superficial fina que era viscosa han sido introducidas en un implante de prueba accionado según el método WSB® que era llenado con cuerpos formados (K1 Biofilm Carrier Elements de la compañía Kaldness, 3103 Tønsberg, Noruega; véase Fig. 1). En el accionamiento las superficies de las membranas fueron expuestas continuamente a golpes de los cuerpos formados. Después de 66 horas las membranas han sido nuevamente retiradas y examinadas. La capa superficial que era viscosa había desaparecido completamente.

[0066] Durante el funcionamiento en el implante de prueba ha sido medida continuamente la permeabilidad de las membranas. Para membranas con 200 nm de dimensión de los poros como también para aquellas con 300 nm de dimensión de los poros ha sido medido a partir de un valor inicial un aumento continuo de la permeabilidad. Después de aprox. 48 la permeabilidad había alcanzado en ambos casos un valor máximo y permanece constante posteriormente. Para las membranas con 200 nm de dimensión de los poros resultó del aumento de la permeabilidad un aumento de la producción de aprox. 61%, para membranas con 200 nm de dimensión de los poros ha sido constatado incluso un aumento de la producción de casi 80 %. [0067] Los resultados de las medidas se representan en la fig. 5. En el diagrama se aplican la permeabilidad [l/m2 *h*bar] y el aumento del rendimiento [%] contra el tiempo de prueba [h]. La línea continua superior (clara) describe la modificación de la permeabilidad de la membrana con 300 nm de dimensión de los poros. La línea continua inferior (oscura) indica análogamente la modificación de la permeabilidad de la membrana con 200 nm de dimensión de los poros. Las líneas trazadas indican cada vez la marcha del aumento del rendimiento para las diversas membranas.

REIVINDICACIONES

1. Depurador, en particular depurador pequeño, con al menos un tanque de lodos activos para aguas residuales y/o con al menos un tanque de purificación posterior para aguas residuales, donde el tanque de lodos activos y / o el tanque de purificación posterior se llenan con cuerpos formados a base de material plástico que flotan libremente en las aguas residuales con una diagonal espacial máxima entre 0,1 cm y 10 cm, caracterizado por el hecho de que el depurador presenta al menos un dispositivo de filtración para la depuración de aguas residuales que comprende al menos dos placas de membrana dispuestas esencialmente en paralelo la una de la otra hechas de una cerámica porosa con un espesor de entre 0,15 mm y 20 mm y poros con un diámetro de entre 100 nm y 10 µm, que se sumergen al menos parcialmente en al menos un tanque de lodos activos y/o en al menos un tanque de purificación posterior, de modo que la superficie de las membranas puede entrar inmediatamente en contacto con los cuerpos formados libremente flotantes, donde las placas de membrana presentan un revestimiento que comprende un estrato de separación con poros con un diámetro de entre 1 nm y 1400 nm y que consiste al menos parcialmente en partículas en nanoescala del grupo que consiste en óxido de aluminio, óxido de circonio y partículas de óxido de titanio con una dimensión media de las partículas < 100 nm. 2. Depurador según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que en el caso de los cuerpos formados se trata de cuerpos formados a base de polietileno.

3. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que los cuerpos formados en el tanque de purificación posterior no son idóneos como soportes para microorganismos, presentan en particular propiedades biocidas. 4. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la diagonal espacial máxima de los cuerpos formados es de entre 0,5 cm y 5 cm, en particular entre 0,5 cm y 2 cm. 5. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la distancia entre placas de membrana adyacentes corresponde preferiblemente al menos a la diagonal espacial máxima de los cuerpos formados, preferiblemente supera a ésta en al menos 5%, preferiblemente en al menos 25%, en particular en más de 100%, de modo que los cuerpos formados pueden deslizarse entre placas de membrana adyacentes y pueden entrar en contacto inmediato con las superficies opuestas de las placas de membrana adyacentes. 6. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el revestimiento comprende al menos un estrato ulterior poroso que está dispuesto entre la placa de membrana y el estrato de separación. 7. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la cerámica porosa de la placa de membrana presenta poros con un diámetro entre 500 nm y 3 µm.

8. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el estrato de separación presenta poros con un diámetro entre 50 nm y 300 nm, particularmente preferible entre 200 nm y 300 nm. 9. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la distancia entre al menos dos placas de membrana dispuestas esencialmente paralelas entre ellas es sustancialmente siempre la misma. 10. Depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que las placas de membrana presentan un espesor entre 0,5 mm y 10 mm, en particular de aprox. 6 mm.

11. Proceso de limpieza para aguas residuales en un depurador, que comprende una limpieza biológica de las aguas residuales a través de microorganismos en al menos un tanque de lodos activos y uno de purificación posterior de las aguas residuales en al menos un implante de depuración, donde los microorganismos se separan con un depurador según cualquiera de las reivindicaciones precedentes.