Unidad de flotación de aire disuelto.

Unidad de tratamiento de agua que comprende una tina (2) delimitada por una pared de fondo (3) y una paredlateral (4) que se extiende en elevación desde un perímetro general de la pared de fondo (3),

medios desuministro (14) del agua a tratar dentro de la tina (2), al menos un dispositivo de aeración (5) para la introducciónde una corriente de aire, oxígeno o nitrógeno dentro del agua contenida en la tina (2) para saturar el agua y/o darorigen a la espuma, medios para la eliminación (6) de la espuma, al menos una sección de salida (13) del aguatratada desde la tina (2), la tina (2) extendiéndose preponderantemente en línea horizontal y comprendiendo ensu interior una pared divisoria (7) que divide un volumen interno de la tina (2) en una zona de agua turbulenta(2a) y una zona de agua calma (2b), el dispositivo de aeración (5) estando dispuesto sobre la pared de fondo (3)de la tina (2), caracterizada por el hecho que la pared divisoria (7), que tiene, en sección, un perfil arqueado, estádispuesta en correspondencia de la superficie libre (8) del agua, con su convexidad (7b) orientada hacia la zonade agua calma (2b) para encanalar la espuma que se forma arriba de la zona de agua turbulenta (2a) arriba de lazona de agua calma (2b) y con la concavidad (7a) orientada hacia la zona de agua turbulenta (2a) para facilitarun descenso de un flujo de agua tratada sin espuma hacia la pared de fondo (3) de la tina (2) dentro de la zonade agua turbulenta (2a).

Unidad de flotación de aire disuelto.

Campo Técnico La presente invención se refiere a una unidad para el tratamiento de agua.

Técnica Existente Como es sabido, en los últimos años el desperdicio de recursos hídricos y la simultánea eliminación de sustancias contaminantes son problemas que han asumido gran relieve.

En particular, dichos problemas se refieren especialmente a plantas que usan considerables cantidades de agua para limpiar aparatos o maquinarias, para cría de ganados o cultivo de plantas o bien para el tratamiento de sustancias alimenticias. En todos esos casos el agua, después de haber sido usada, puede contener detergentes, sustancias orgánicas o productos contaminantes que la convierten en difícil de eliminar.

En otros casos, en función del punto de recolección del agua y en función del destino de uso del agua recolectada, el agua, antes de ser enviada a otras operaciones, debe ser mejorada.

Una solución parcial de los problemas antes mencionados se refiere al uso de unidades especiales para el tratamiento de agua.

El agua viene oxigenada, limpiada y separada de las sustancias dispersas en la misma, de manera de ser enriquecida y reutilizada de la mejor manera. Simultánea o independientemente, con este tratamiento los materiales a eliminar pueden ser recolectados y eliminados con métodos más adecuados para su tratamiento.

Más en particular, tal dispositivo es sumamente adecuado para ser utilizado en la industria pesquera, en el sector de cultivo de crustáceos o en piscifactorías o en la gestión de acuarios.

El pescado o los crustáceos contienen o producen sustancias orgánicas o pequeñas partículas de materiales de desperdicio que contaminan o enturbian el agua en la cual se hallan, convirtiéndola en impura.

Para preservar la salud de los organismos contenidos en el agua, esta última debe ser oxigenada y limpiada. A tal efecto se aplican técnicas de saturación y flotación.

La saturación es un proceso que concentra un gas determinado en el agua, como, por ejemplo, oxígeno.

La flotación es un proceso que elimina del agua sustancias orgánicas o pequeñas partículas de desperdicio suspendidas, explotando la coagulación de esas sustancias alrededor de burbujas de aire provocadas artificialmente en el agua. Dicho de otro modo, las sustancias orgánicas y más en general las sustancias surfactantes dispersas en el agua exhiben moléculas que tienen una extremidad polar (y, por ende, hidrofílica) y una extremidad bipolar (y, por ende, hidrofóbica) .

Las burbujas suben hasta la superficie, atrayendo la extremidad bipolar de la molécula con la parte polar orientada hacia el agua. Cuando las burbujas llegan a la superficie libre del agua, las partículas asociadas a la superficie de la burbuja le impiden que explote. La agregación de muchas burbujas forma una espuma que debe ser eliminada.

Las unidades de tratamiento de agua disponibles en la actualidad, conocidas comúnmente también como saturadores de oxígeno o dispositivos despumadores, están constituidas por un contenedor de columna, y por ende presentan una extensión preponderantemente vertical, dentro del cual se hace fluir el agua eliminada de los tanques de cría y tanques de almacenamiento o acuarios para ser oxigenada, limpiada y reutilizada.

El contenedor de columna está rematado con una cámara dentro de la cual viene recolectada la espuma a eliminar. La parte inferior del contenedor y la cámara superior están conectadas por medio de un conducto configurado como un embudo dado vuelta, cuya sección más ancha está conectada a la extremidad superior del contenedor, y cuyo cuello, orientado hacia arriba, se distiende hasta dentro de la cámara recolectora de la espuma.

Viene permitido hacer circular un flujo de aire dentro del contenedor, usando bombas conectadas a un tubo Venturi o con el auxilio de piedras porosas, mientras el agua a limpiar está moviéndose para entrar dentro del contenedor desde la parte superior; de este modo, el movimiento descendente del agua, combinado con el flujo ascendente del aire, crea un recirculación de agua que produce turbulencia. Durante su subida, la burbuja de aire absorbe las substancias de desperdicio, acumulándolas en la superficie libre del contenedor con la forma de espuma. La espuma sube a lo largo del conducto del embudo dado vuelta y cae dentro de la cámara de recolección, en la cual viene licuada mediante el uso de chorros de agua y finalmente viene encanalada a la parte externa a través de conductos especiales de descarga.

Esos dispositivos, aparte de generar una considerable cantidad de desperdicio de agua, usados por ejemplo para la licuación de la espuma, son notablemente grandes y exigen una considerable potencia para hacer funcionar la unidad de tratamiento de agua.

Además, esos dispositivos exhiben una escasa flexibilidad operativa, ya que han sido proyectados para una restringida gama de contenedores de diferentes tamaños, cada uno usando una unidad de potencia dedicada al volumen de agua contenida en el respectivo contenedor.

Asimismo, el caudal de agua que pueden tratar dichos dispositivos es proporcional a su tamaño.

El objetivo de la presente invención es el de proporcionar una unidad de tratamiento de agua de dimensiones reducidas.

Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar una unidad de tratamiento de agua que permita el tratamiento de considerables volúmenes de agua con un bajo consumo de energía.

El documento WO 01/51164 da a conocer un sistema de separación para usar con un tanque de tratamiento, como por ejemplo un tanque de flotación o un tanque de decantación, para separar partículas y/o gases de una corriente de suspensión líquida. Un hidrociclón dirige la corriente de suspensión líquida a través de una primera cámara de una manera generalmente helicoidal a lo largo de una pared cilíndrica donde se forman agregadas de burbujas a partículas. Una segunda cámara actúa para desacelerar el líquido y llevar el líquido a una tercera cámara desde la cual las burbujas abandonan el líquido. Luego el líquido cae de la tercera cámara dentro de un tanque de tratamiento.

El documento GB 1.388.469 da a conocer un aparato para separar y eliminar de un líquido de desperdicio sustancias, tales como borras, a eliminar del líquido, introduciendo dentro del mismo líquido de desperdicio una solución saturada de un determinado gas presurizado. El documento GB 470.315 da a conocer un separador empleado para separar desde un líquido sustancias de diferentes pesos específicos, tales como aceite, agua o sólidos.

El artículo “Recent advances and applications of dissolved air flotation for industrial pretreatment” (en castellano, últimos avances y aplicaciones de la flotación de aire disuelto para el pretratamiento industrial) de Charles C. Ross et. al. da a conocer un sistema de flotación de aire disuelto para la eliminación de contaminantes y la recuperación de subproductos desde el agua de desperdicio y otras corrientes de proceso industrial.

Otro objetivo de la presente invención es el de realizar una unidad de tratamiento de agua que pueda emplearse con cuencas hídricas de varios tamaños, y que, por ende, permita variar las cantidades del volumen de agua a tratar.

Los cometidos técnicos señalados y los objetivos especificados se logran esencialmente mediante una unidad de tratamiento de agua que comprende una o varias de las soluciones técnicas reivindicadas en las reivindicaciones anexas.

Revelación de la Invención A continuación se describirá, a título ejemplificador y no limitativo, una ejecución preferente pero no exclusiva de una unidad de tratamiento de agua, exhibida mediante las figuras de los dibujos anexos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista lateral en sección de una primera ejecución de una unidad de tratamiento de agua con las funciones de disolver oxígeno para el tratamiento de saturación del agua;

- la figura 2 es una vista frontal de una segunda ejecución de la unidad de tratamiento de agua de la presente invención;

- la figura 3 es una vista lateral en sección de la unidad de tratamiento de agua exhibida en la figura 2, con funciones de despumado para efectuar el tratamiento de flotación del agua.

Haciendo referencia a las figuras de los dibujos, el número 1 denota la unidad de tratamiento de agua, en su totalidad, de la presente invención.

La unidad comprende una tina (2) delimitada por una pared de fondo (3) y una pared lateral (4) que se extiende en elevación alrededor de todo el perímetro de la pared de fondo (3) . La tina (2) se extiende preponderantemente en la dirección... [Seguir leyendo]

1. Unidad de tratamiento de agua que comprende una tina (2) delimitada por una pared de fondo (3) y una pared lateral (4) que se extiende en elevación desde un perímetro general de la pared de fondo (3) , medios de suministro (14) del agua a tratar dentro de la tina (2) , al menos un dispositivo de aeración (5) para la introducción de una corriente de aire, oxígeno o nitrógeno dentro del agua contenida en la tina (2) para saturar el agua y/o dar origen a la espuma, medios para la eliminación (6) de la espuma, al menos una sección de salida (13) del agua tratada desde la tina (2) , la tina (2) extendiéndose preponderantemente en línea horizontal y comprendiendo en su interior una pared divisoria (7) que divide un volumen interno de la tina (2) en una zona de agua turbulenta (2a) y una zona de agua calma (2b) , el dispositivo de aeración (5) estando dispuesto sobre la pared de fondo (3) de la tina (2) , caracterizada por el hecho que la pared divisoria (7) , que tiene, en sección, un perfil arqueado, está dispuesta en correspondencia de la superficie libre (8) del agua, con su convexidad (7b) orientada hacia la zona de agua calma (2b) para encanalar la espuma que se forma arriba de la zona de agua turbulenta (2a) arriba de la zona de agua calma (2b) y con la concavidad (7a) orientada hacia la zona de agua turbulenta (2a) para facilitar un descenso de un flujo de agua tratada sin espuma hacia la pared de fondo (3) de la tina (2) dentro de la zona de agua turbulenta (2a) .

2. Unidad según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho que la tina (2) comprende al menos una primera pared (9) que comprende una porción curva (11, 11’) que se extiende en elevación desde la pared de fondo (3) hasta más allá de la superficie libre del agua (8) contenida dentro de la tina (2) .

3. Unidad según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho que la primera pared (9) comprende una porción rectilínea (10) , paralela a la pared de fondo (3) , que se extiende continuamente desde la porción curva (11) y que exhibe una primera extremidad (10a) conectada a la porción curva (11) .

4. Unidad según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho que comprende una segunda pared configurada en L (21) , que exhibe un primer tramo (21a) paralelo a la pared de fondo (3) y un segundo tramo (21b) continuo al primer tramo (21a) y que tiene la misma extensión que la pared lateral (4) .

5. Unidad según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los medios de suministro (14) del agua, en comunicación de fluido con la tina (2) , cooperan con el dispositivo de aeración (5) para activar al menos tres etapas de disolución del aire, oxígeno o nitrógeno en el agua.

6. Unidad según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por el hecho que el dispositivo de aeración (5) está orientado hacia la concavidad de la porción curva (11, 11’) , de manera que el flujo de aire que sale del dispositivo de aeración (5) , cuando impacta contra la porción curva (11a, 11a’) , crea una recirculación forzada de agua dentro de la zona de agua turbulenta (2a) .

7. Unidad según la reivindicación 6 cuando depende de la reivindicación 3, caracterizada por el hecho que el dispositivo de aeración (5) está ubicado en la zona de agua calma (2b) , en correspondencia de una segunda extremidad (10b) de la porción rectilínea (10) de la primera pared (9) , de modo que el flujo de aire que sale del dispositivo de aeración (5) se desplace arriba de la porción rectilínea (10) antes de ser desviado hacia arriba por la concavidad (11a) de la porción curva (11) .

8. Unidad según la reivindicación 6 cuando depende de la reivindicación 4, caracterizada por el hecho que el dispositivo de aeración (5) está ubicado en la zona de agua calma (2b) , arriba del primer tramo (21a) de la segunda pared (21) , de modo que el flujo de aire que sale del mismo dispositivo de aeración (5) se desplace paralelo a la pared de fondo (3) antes de ser desviado hacia arriba por la concavidad (11a’) de la porción curva (11’) de la primera pared (9) .

9. Unidad según una de las precedentes reivindicaciones de 2 a 8, caracterizada por el hecho que la pared divisoria

(7) exhibe, en sección, un perfil curvo con una concavidad (7a) orientada hacia la concavidad (11a, 11a’) de la porción curva (11, 11’) de la pared interna (9) ; la pared divisoria (7) y la porción curva (11) delimitando la zona de agua turbulenta (2a) de sus lados opuestos con las respectivas concavidades (7a, 11a) , dentro de la cual zona de agua turbulenta (2a) se produce una recirculación forzada de agua, el agua siendo activada por el dispositivo de aeración (5) .

10. Unidad según la reivindicación 3, caracterizada por el hecho que la porción rectilínea (10) de la pared interna (9) define, con la pared de fondo (3) de la tina (2) , una trayectoria de salida (12) dentro de la cual viene encanalada el agua que ha sido tratada y desviada por la pared divisoria (7) , para que fluya hacia la sección de salida (13) .

11. Unidad según la reivindicación 4, caracterizada por el hecho que la segunda pared (21) define, con la pared de fondo (3) y un costado de la pared lateral (4) de la tina (2) , una trayectoria de salida (12) dentro de la cual viene encanalada el agua tratada desviada por la pared divisoria (7) , para fluir hacia la sección de salida (13) .

12. Unidad según una cualquiera de las precedentes reivindicaciones, caracterizada por el hecho que los medios para la eliminación (6) de la espuma comprenden, arriba de la tina (2) , una columna (16) a lo largo de la cual se levanta la espuma, la cual espuma se acumula arriba de la zona de agua calma (2b) .

13. Unidad según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho que la columna (16) comprende, en su interior, al menos una estación (17) para la acumulación y eliminación de la espuma.

14. Unidad según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho que la columna (16) comprende, en su interior, una

pluralidad de estaciones (17) para la acumulación y eliminación de la espuma, apiladas verticalmente y 5 separadas entre sí; cada estación (17) recolectando espuma con una densidad diferente.

15. Unidad según la reivindicación 13, caracterizada por el hecho que cada estación (17) para la acumulación y eliminación de la espuma comprende una placa (18) con su concavidad orientada hacia arriba para la acumulación de espuma.

16. Unidad según la reivindicación 15, caracterizada por el hecho que un tamaño transversal máximo de la placa (18)

es menor que un tamaño transversal interno de la columna (16) ; la placa (18) identificando, con una parte interna de la columna (16) , al menos un orificio de tránsito (20) para permitir el ascenso de la espuma.