Sistema de tratamiento de aguas residuales.

Una estación de tratamiento de aguas residuales (92, 112) que incluye:

un sistema de mezclado y bombeo de líquido

(62) para un primer depósito (20) que contiene operativamente líquido (46), incluyendo el sistema (62):

un mezclador (68) sumergido operativamente en el líquido (46) contenido en el primer depósito (20) y rotatorio alrededor de un eje de giro vertical (30), incluyendo el mezclador (68) una disposición de palas (44) dispuestas periféricamente alrededor del eje de giro (30) y separadas de todos los lados del depósito (20);

una placa portadora de palas dispuesta horizontalmente (42);

medios de mando (32) para rotar operativamente el mezclador (68) cuando están sumergido en el líquido (46) para inducir en el mezclador (68) una zona de presión reducida alrededor del eje de giro (30) del mezclador (68) y para inducir periféricamente alrededor de las palas (44), el flujo hacia el exterior del líquido (46) a distancia del mezclador (68); y

un árbol vertical (26) para el mezclador (68), que se extiende hacia arriba desde el mezclador (68); un manguito recto (72) dispuesto alrededor del árbol vertical (26), definiendo el manguito un extremo superior operativamente por encima de una superficie del líquido (46) en el primer depósito (20) y un extremo de fondo operativamente por debajo de la superficie del líquido (46) y por encima del mezclador (68);

una pluralidad de tuberías de transferencia (34, 76) que incluyen:

una tubería de transferencia inferior (34) que define una salida (38) expuesta a la zona de presión reducida y una entrada (36) en una fuente del líquido, para transferir el líquido desde la fuente dentro del primer depósito (20), estando la salida (38) por debajo del mezclador (68) y en la zona de presión reducida, estando la salida (38) orientada hacia arriba:

una tubería de transferencia superior (76) que tiene una comunicación de salida con un conducto definido en el manguito (72), estando la salida a un nivel operativamente por debajo de la superficie del líquido (46) en el primer depósito (20), en una configuración en la que, en funcionamiento, el flujo hacia fuera del líquido a distancia del mezclado (68) provoca la zona de presión reducida que, a su vez, hace que el nivel de líquido en el manguito (72) caiga,

un segundo depósito (22), teniendo la tubería de transferencia inferior (34) su entrada (36) en el segundo depósito (22) y que sirve para reciclar líquido transfiriéndolo al primer depósito (20); y

un tercer depósito 864), teniendo la tubería de transferencia superior (76) su entrada (78) en el tercer depósito (64) y sirviendo para transferir líquido al primer depósito (20), caracterizado porque

la disposición de palas (44) del mezclador (68) incluye una disposición superior de palas (70) que sobresalen de la placa portadora de palas (42), y una disposición inferior de palas (44) que depende de la placa portadora de palas (42).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2011/050912.

Solicitante: Van Den Berg, Zacharias Joseph.

Nacionalidad solicitante: Sudáfrica.

Dirección: 53 Hawer Street 2515 Fochville SUDAFRICA.

Inventor/es: VAN DEN BERG,ZACHARIAS JOSEPH.

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... > Otros mezcladores; Instalaciones para efectuar mezclas,... > B01F13/10 (Instalaciones para efectuar mezclas que comprendan combinaciones de mezcladores de diferentes tipos)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores con agitadores giratorios en recipientes... > B01F7/16 (con agitadores que giran alrededor de un eje vertical)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcla, p. ej. dispersión, emulsión, según las... > B01F3/12 (de líquidos con sólidos (desplazamiento de un líquido por otro fluido en las dispersiones de sólidos en líquidos B01D 12/00))
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL > MEZCLA, p. ej. DISOLUCION, EMULSION, DISPERSION (mezcla... > Mezcladores de flujo (pulverizadores, atomizadores... > B01F5/10 (Mezcladores de circulación)

PDF original: ES-2524728_T3.pdf

 

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Sistema de tratamiento de aguas residuales.

Fragmento de la descripción:

Sistema de tratamiento de aguas residuales

La presente invención se refiere a una estación de tratamiento de aguas residuales que incluye un sistema de mezclado y bombeo de líquido.

El término depósito, tal como se usa en el presente documento, debe ser interpretado de manera suficientemente amplia para incluir también un reactor, donde el contexto lo permita. Un líquido, tal como se menciona en el presente documento, debe interpretarse de manera suficientemente amplia para incluir un líquido que tiene sólido suspendido en el mismo.

La técnica anterior más cercana del cual el solicitante es consciente es la patente de los Estados Unidos número 327314. El documento US327314 divulga un aparato de tratamiento de aguas cloacales que tiene un primer y un segundo depósitos. El primer depósito incluye un motor que acciona un mezclador para facilitar la mezcla de fluido en el primer depósito. El mezclador incluye un manguito en la que se puede mantener una presión negativa, para de este modo extraer fluido del segundo depósito al primero. Para cualesquiera depósitos adicionales (por ejemplo un tercer depósito) se requerirán motores adicionales.

El documento US2987186 divulga un aparato de tratamiento de aguas cloacales que tiene asimismo un primer y un segundo depósito, pero que están interconectados por dos tuberías de transferencia, una que es una entrada y otra que es una salida.

El documento W25/93261 (del mismo inventor que la presente invención) divulga un aparato de tratamiento de agua cloacales que de nuevo conecta solo dos depósitos. Asimismo, una disposición de impulsor está al menos incluida, dando como resultado una ausencia de mezclado o un pequeño mezclado como resultado del propio impulsor, en lugar de que el mezclado sea resultado por el flujo de líquido entre los depósitos.

El solicitante desea reducir al mínimo el número de motores ya que estos pueden fallar y causar averías y necesitar reparación/sustitución, y en su lugar tener varios depósitos de transferencia y proporcionar un mezclado eficiente.

Según la invención, se proporciona una estación de tratamiento de aguas residuales que comprende un sistema de mezclado y bombeo de líquido será económico porque, realizando tanto el mezclado como el bombeo en aplicaciones que requieren ambas, se elimina de este modo la necesidad de una bomba convencional dedicada. Otra ventaja es que el líquido bombeado dentro del depósito por el mezclador se mezcla dentro del líquido en el depósito.

La velocidad de giro del mezclador puede ser ajustable, con lo que para variar el caudal y la altura de agua potencial generada a partir de la al menos una tubería de transferencia. Los medios de mando pueden ser accionados para hacer girar el mezclador a una velocidad de giro que se encuentra en el intervalo de 5 rpm a 25 rpm.

La zona de presión reducida puede operativamente extenderse por encima o por debajo del mezclador y la al menos una tubería de transferencia incluye una tubería de transferencia inferior que tiene una salida por debajo del mezclador y en la zona de presión reducida. Estando la salida de la tubería de transferencia inferior orientada hacia arriba. Variando la distancia vertical entre la salida y el mezclador, se puede variar el caudal a través de la tubería de transferencia.

El solicitante considera que, en la mayoría de aplicaciones, el sistema de mezclado y bombeo de líquido que incluye la tubería de transferencia inferior actuará como una bomba y mezclador de baja presión y gran volumen, siendo su propósito principal mezclar y su propósito secundario bombear líquido a través de la tubería de transferencia. El bombeo se producirá típicamente a una presión de altura de agua inferior a la que hay en una bomba convencional, dando como resultado un ahorro de energía.

El sistema incluye, además, un eje de mando para el mezclador, que se extiende hacia arriba desde el mezclador, y un manguito vertical dispuesta alrededor del eje de mando, definiendo el manguito un extremo superior que está operativamente por encima de la superficie del líquido en el depósito y un extremo inferior que está operativamente por debajo de la superficie del líquido y por encima del mezclador. La al menos una tubería de transferencia incluye una tubería de transferencia superior que tiene una salida en comunicación con un conducto definido en el manguito, estando la salida a un nivel que está operativamente por debajo de la superficie del líquido en el depósito, en una configuración en la que, en funcionamiento, el flujo de salida de líquido del mezclador produce la zona de presión reducida que, a su vez, hace que el nivel de líquido en el manguito caiga.

El nivel de líquido en el manguito es igual a o inferior al nivel que habría habido en el depósito en el centro de un vórtice forzado que se hubiese producido en el depósito pero para su presencia en el manguito.

El sistema de mezclado y bombeo de líquido puede incluir una cubierta en el extremo inferior del manguito, dispuesta sobre el mezclador, para evitar que un vórtice que puede formarse operativamente en el manguito alcance el mezclador e interfiera con su funcionamiento. La cubierta puede ser un disco horizontal, que puede ser plano.

El solicitante considera que el sistema de mezclado y bombeo de líquido de dicha realización particular estará configurado para bombear líquido a un volumen bajo y una altura de agua de presión alta, típicamente entre 1, metro y5, metros.

Se considera que, en una instalación típica del sistema de mezclado y bombeo de líquido de dicha realización particular, el líquido gravitará en el depósito. El bombeo se producirá típicamente a una altura de agua de presión inferior a la que hay en una bomba convencional, dando como resultado un ahorro energético.

El mezclador incluye un portador de palas. La disposición de palas del mezclador incluye una disposición superior de palas que sobresalen del portador de apalas, y una disposición inferior de palas que pende del portador de palas.

El sistema puede incluir también al menos otro mezclador, siendo los mezcladores de diferentes dimensiones y pudiendo intercambiarse para variar el caudal y la altura de agua potencial generada a través de la al menos una tubería de transferencia. Las dimensiones de los mezcladores respectivos puede, por ejemplo, diferir en los diámetros exteriores de sus disposiciones de palas.

Una realización posible de la de tratamiento puede incluir un reactor aeróbico, siendo el depósito un reactor anóxico;

siendo el sistema de mezclado y bombeo de líquido uno que incluye una tubería de transferencia inferior, como se ha definido anteriormente y

teniendo la tubería de transferencia inferior su entrada en el reactor aeróbico y sirviendo para reciclar el líquido transfiriéndolo al reactor anóxico.

Dicha posible realización puede incluir un rebasadero entre el reactor anóxico y el reactor aeróbico, pudiendo el sistema de mezclado y bombeo de líquido ser accionado para inducir, mezclando y bombeado, una elevación del nivel de líquido en el reactor anóxico por encima del nivel del rebasadero, induciendo de este modo un desbordamiento del líquido por el rebasadero del reactor anóxico dentro del reactor aeróbico.

Otra posible realización de la estación de tratamiento puede incluir una cámara de entrada bruta,

siendo el depósito de aguas cocales brutas;

siendo el sistema de mezclado y bombeo de líquido uno que incluye una tubería de transferencia superior, como se ha definido anteriormente; y

teniendo la tubería de transferencia superior su entrada en la cámara de entrada bruta y sirviendo para transferir líquido al depósito de aguas... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.- Una estación de tratamiento de aguas residuales (92, 112) que incluye:

un sistema de mezclado y bombeo de líquido (62) para un primer depósito (2) que contiene operativamente liquido (46), incluyendo el sistema (62):

un mezclador (68) sumergido operativamente en el líquido (46) contenido en el primer depósito (2) y rotatorio alrededor de un eje de giro vertical (3), incluyendo el mezclador (68) una disposición de palas (44) dispuestas periféricamente alrededor del eje de giro (3) y separadas de todos los lados del depósito (2);

una placa portadora de palas dispuesta horizontalmente (42);

medios de mando (32) para rotar operativamente el mezclador (68) cuando están sumergido en el líquido (46) para inducir en el mezclador (68) una zona de presión reducida alrededor del eje de giro (3) del mezclador (68) y para inducir periféricamente alrededor de las palas (44), el flujo hacia el exterior del líquido (46) a distancia del mezclador (68); y

un árbol vertical (26) para el mezclador (68), que se extiende hacia arriba desde el mezclador (68);

un manguito recto (72) dispuesto alrededor del árbol vertical (26), definiendo el manguito un extremo superior operativamente por encima de una superficie del líquido (46) en el primer depósito (2) y un extremo de fondo operativamente por debajo de la superficie del líquido (46) y por encima del mezclador (68);

una pluralidad de tuberías de transferencia (34, 76) que incluyen:

una tubería de transferencia inferior (34) que define una salida (38) expuesta a la zona de presión reducida y una entrada (36) en una fuente del líquido, para transferir el líquido desde la fuente dentro del primer depósito (2), estando la salida (38) por debajo del mezclador (68) y en la zona de presión reducida, estando la salida (38) orientada hacia arriba:

una tubería de transferencia superior (76) que tiene una comunicación de salida con un conducto definido en el manguito (72), estando la salida a un nivel operativamente por debajo de la superficie del líquido (46) en el primer depósito (2), en una configuración en la que, en funcionamiento, el flujo hacia fuera del líquido a distancia del mezclado (68) provoca la zona de presión reducida que, a su vez, hace que el nivel de líquido en el manguito (72) caiga,

un segundo depósito (22), teniendo la tubería de transferencia inferior (34) su entrada (36) en el segundo depósito (22) y que sirve para reciclar líquido transfiriéndolo al primer depósito (2); y

un tercer depósito 864), teniendo la tubería de transferencia superior (76) su entrada (78) en el tercer depósito (64) y sirviendo para transferir líquido al primer depósito (2), caracterizado porque

la disposición de palas (44) del mezclador (68) incluye una disposición superior de palas (7) que sobresalen de la placa portadora de palas (42), y una disposición inferior de palas (44) que depende de la placa portadora de palas (42).

2.- Una estación de tratamiento (92, 112) según la reivindicación 1, en la que la velocidad de rotación del mezclador (68) se puede ajustar, para variar de este modo el caudal y la altura de agua potencial generada a través de las tuberías de transferencia (34, 76).

3.- Una estación de tratamiento (92, 112) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que el medio de mando (32) puede utilizarse para rotar el mezclador (68) a una velocidad de giro que está en el intervalo de 5 rpm a 25 rpm.

4.- Una estación de tratamiento (92, 112) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una cubierta (74) en el extremo de fondo del manguito (72), dispuesta sobre el mezclador (68), para evitar que un vórtice que se pudiese formar operativamente en el manguito (72) alcance el mezclador (68) e interfiera con su funcionamiento.

5.- Una estación de tratamiento (92, 112) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye también al menos otro mezclador, siendo los mezcladores de diferentes dimensiones y siendo intercambiables para variar el caudal y la altura de agua potencial generada a través de las tuberías de transferencia (34, 76).

6.- Una estación de tratamiento (92, 112) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que una distancia (Y4) entre las palas (44) y la salida (38) de la tubería de transferencia inferior (34) es variable para de este modo variar un caudal a través de la tubería de transferencia inferior (34).

7.- Una estación de tratamiento (92, 112) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que

el primer depósito (2) es un reactor anóxico, y el segundo depósito (22) es un reactor aeróbico, sirviendo la tubería de transferencia inferior (34) para reciclar líquido transfiriéndolo del reactor aeróbico (22) al reactor anóxico (2).

8.- Una estación de tratamiento (92, 112) según la reivindicación 7, que incluye un rebosadero (48) entre el reactor anóxico (2) y el reactor aeróbico (22), pudiendo utilizarse el sistema de mezclado y bombeo de líquido (62) para inducir, mezclando y bombeando una elevación del nivel de líquido en el reactor anóxico (2) por encima del nivel del rebosadero (48), induciendo de este modo el desbordamiento del líquido por el rebosadero (48) desde el reactor anóxico (2) dentro del reactor aeróbico (22).

9.- Una estación de tratamiento (92, 112) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 inclusive, en la que:

el primer depósito (2) es un depósito de aguas residuales; y

el tercer depósito (64) es una cámara de entrada bruta, sirviendo la tubería de transferencia superior (76) para transferir líquido de la cámara de entrada bruta (64) al depósito de aguas residuales (2).

1.- Estación de tratamiento (92, 112) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 inclusive, en la que el primer depósito (2) es un reactor anaeróbico,

el segundo depósito (22) es un reactor de desnitrificación, sirviendo la tubería de transferencia inferior (34) para transferir líquido del reactor de desnitrificación (22) al reactor anaeróbico (2), y el tercer depósito (64) es una cámara de entrada bruta, sirviendo la tubería de transferencia superior (76) para transferir líquido de la cámara de entrada bruta (64) al reactor anaeróbico (2).

11.- Estación de tratamiento (92, 112) según la reivindicación 1, que incluye un rebosadero (48) entre el reactor anaeróbico (2) y el reactor de desnitrificación (22), pudiéndose utilizar el sistema de mezclado y bombeo de líquido (62) para inducir, mezclando y bombeando, una elevación del nivel de líquido en el reactor anaeróbico (2) por encima del nivel del rebosadero (48), induciendo de este modo el desbordamiento del líquido (46) por el rebosadero (48) desde el reactor anaeróbico (2) dentro del reactor de desnitrificación (22).