INSTALACION DE SEDIMENTACION DE AGUAS RESIDUALES.

Instalación de sedimentación de aguas residuales (10) para separar las sustancias sólidas contenidas en las aguas residuales del líquido (22) de las aguas residuales en un depósito de sedimentación (12),

con una sonda de nivel de lodo (26) por ultrasonidos para determinar la altura del nivel de lodo (20) en las aguas residuales (14), en donde la sonda de nivel de lodo (26) presenta una cabeza de ultrasonidos (30) y está dispuesta en las aguas residuales (14) por encima del fondo (16) del depósito de sedimentación (12), y la cabeza de ultrasonidos (30) emite hacia abajo, caracterizada porque la sonda de nivel de lodo (26) presenta un sensor de temperatura (32), que determina la temperatura de las aguas residuales

Instalación de sedimentación de aguas residuales.

La invención se refiere a una instalación de sedimentación de aguas residuales para separar las sustancias sólidas contenidas en las aguas residuales del líquido de las aguas residuales en un depósito de sedimentación, en donde la altura del nivel de lodo en las aguas residuales se determina con una sonda de nivel de lodo por ultrasonidos, a una sonda de nivel de lodo para ello y a un procedimiento para establecer la distancia al nivel de lodo.

La determinación de la altura del nivel de lodo en las aguas residuales, es decir, la altura de la capa de separación superior entre las sustancias sólidas sumergidas y el líquido de las aguas residuales se realiza mediante una sonda de nivel de lodo, que está dispuesta en las aguas residuales justo por debajo de la superficie de las aguas residuales. La sonda de nivel de lodo presenta una cabeza de ultrasonidos, que emite verticalmente hacia abajo y que recibe las ondas de ultrasonidos reflejadas desde el fondo del depósito de sedimentación, desde el lodo sumergido y/o la capa de separación o el nivel de lodo y que discurren verticalmente hacia arriba.

Para compensar las diferencias de tiempo de recorrido dependiente de la temperatura de las ondas de ultrasonidos en las aguas residuales se conoce del documento EP 0 901 020 A2, a partir de la reflexión de la señal de ultrasonidos sobre el fondo de depósito deducir la temperatura del líquido y, de este modo, poder corregir dependiendo de la temperatura los valores de medición del sensor de ultrasonidos de forma correspondiente.

Del documento US 4,162,473 A se conoce un sensor de ultrasonidos, que está dispuesto por encima de un depósito de líquido y establece la altura del nivel de líquido en el depósito. Para compensar la temperatura de los valores de medición del sensor de ultrasonidos está previsto un sensor de temperatura del aire.

En la práctica ha demostrado su valor una llamada determinación dinámica del nivel de lodo. Esta se explica a continuación con base en el diagrama de la figura 2. Después de la primera instalación de la sonda de nivel de lodo se archiva de forma fija en un dispositivo de valoración la distancia E_B entre el fondo del depósito de sedimentación y la cabeza de ultrasonidos. Durante las siguientes determinaciones del nivel de lodo, es decir durante la determinación de la distancia E_S entre el nivel de lodo y la sonda de ultrasonidos, se recoge primero el perfil de ultrasonidos como se ha representado en el diagrama de la figura 2. El nivel de lodo, es decir, la distancia Es entre el nivel de lodo y la sonda de ultrasonidos, se define mediante el primer punto del perfil de intensidad de ultrasonidos según se mira desde la cabeza de ultrasonidos, que presenta por ejemplo 0,7 veces la intensidad de ultrasonidos del máximo de intensidad I_Max, es decir la intensidad del máximo de intensidad I_Max, multiplicado por un factor de referencia < 1,0. De este modo se garantiza que, en el caso de señales de ultrasonidos relativamente débiles, el nivel de lodo o la distancia al nivel de lodo Es se determine del mismo modo que en el caso de señales de ultrasonidos recibidas intensamente.

La máxima intensidad de las señales de ultrasonidos recibidas reflejadas procede con frecuencia del fondo del depósito de sedimentación. La señal de ultrasonidos reflejada y recibida desde el fondo del depósito de sedimentación no se utiliza para determinar el máximo de intensidad I_Max. Esto se materializa por medio de que las señales de ultrasonidos reflejadas cerca del fondo se enmascaran, es decir, no se utilizan para establecer el máximo de intensidad I_Max. Por ejemplo no se tienen en cuenta todas las señales de ultrasonidos, que estén situadas dentro de una altura de enmascaramiento de 30 cm por encima del fondo de depósito de sedimentación, para establecer el máximo de intensidad I_Max.

Sin embargo, en funcionamiento ha quedado demostrado que una y otra vez se tenían en cuenta valores de intensidad relativamente elevadas a la hora de establecer el máximo de intensidad, que procedían de señales de ultrasonidos reflejadas cerca del fondo.

La misión de la invención es por ello crear una instalación de sedimentación con una sonda de nivel de lodo por ultrasonidos, una sonda de nivel de lodo por ultrasonidos o un procedimiento, con el que se haga posible un establecimiento preciso y fiable de la altura del nivel de lodo en las aguas residuales.

Esta misión es resuelta conforma a la invención con las particularidades de la reivindicación 1, 4 ó 5.

En el caso de la instalación de sedimentación conforme a la invención la sonda de nivel de lodo presenta un sensor de temperatura, que determina la temperatura de las aguas residuales. Por medio de esto puede determinarse, para cada medición de distancia por ultrasonidos, al mismo tiempo la temperatura de las aguas residuales. De forma preferida se ha previsto un dispositivo de valoración que, con la temperatura de las aguas residuales establecida por el sensor de temperatura, corrige el valor de distancia E establecido por la cabeza de ultrasonidos.

La velocidad del sonido en las aguas residuales depende de la temperatura de las aguas residuales. En el caso de una variación de temperatura de 10ºC varía la velocidad del sonido en el líquido de las aguas residuales aproximadamente un 2,5%. En la práctica no son ninguna rareza durante todo el año oscilaciones de temperatura de las aguas residuales de unos 20ºC y más. En el caso de una distancia entre la cabeza de ultrasonidos de la sonda de nivel de lodo y el nivel de lodo de 3-6 m se obtiene ya, a partir de la dependencia de la temperatura de la velocidad del sonido en las aguas residuales, una precisión de medición de 15-30 cm. Una precisión de medición de 15-30 cm representa sin embargo, dado el caso, una considerable imprecisión con relación a cálculos subsiguientes. Esto es especialmente aplicable al establecimiento dinámico del nivel de lodo, en el que en primer lugar debe determinarse el máximo de intensidad. La inevitable imprecisión de medición de 15-30 cm está situada en el mismo orden de magnitud que la altura del enmascaramiento, es decir, la altura de la región por encima del fondo del depósito de sedimentación, que se suprime durante el establecimiento del máximo de intensidad I_Max, ya que las ondas de ultrasonidos reflejadas desde el fondo no pueden incluirse en la determinación del máximo de intensidad.

La distancia al punto de reflexión de una señal de ultrasonidos recibida se determina a lo largo del tiempo de recorrido. La velocidad del sonido en el agua aumenta conforme aumenta la temperatura, precisamente desde aprox. 1.410 m/s a 0ºC a unos 1.540 m/s a 60ºC. Esto tiene como consecuencia que, a temperaturas elevadas, las señales de ultrasonidos reflejadas desde el fondo del depósito de sedimentación se incluyen dado el caso en el establecimiento del máximo de intensidad I_Max. Por medio de esto se asume el máximo de intensidad considerablemente más elevado que lo que es entonces realmente, si se eliminan las señales de ultrasonidos reflejadas desde el fondo.

Mediante el sensor de temperatura se determina la temperatura de las aguas residuales y se corrigen los valores de medición mediante el dispositivo de valoración, de forma correspondiente a la temperatura medida. De este modo se eliminan las señales de ultrasonidos reflejadas desde el fondo de depósito con gran seguridad y con cada temperatura de las aguas residuales, de tal modo que se evitan mediciones erróneas resultantes de oscilaciones de temperatura de las aguas residuales. Aparte de esto no puede reducirse la altura de enmascaramiento, es decir la altura por encima del fondo del depósito de sedimentación, dentro de la cual no se utilizan las señales de ultrasonidos reflejadas y recibidas para determinar el máximo de intensidad I_Max, debido a que ya no es necesario prever más una seguridad correspondiente para imprecisiones forzadas por la temperatura.

Con la integración de un sensor de temperatura en la sonda de nivel de lodo y la corrección de valores de medición dependiente de la temperatura se crea la posibilidad, de forma sencilla, de llevar a cabo la determinación de la altura del nivel de lodo con corrección de temperatura, es decir, la determinación de la distancia o de la altura absoluta del nivel de lodo en el depósito de sedimentación, con base en la velocidad del sonido a la temperatura medida de las aguas residuales, sin errores...

1. Instalación de sedimentación de aguas residuales (10) para separar las sustancias sólidas contenidas en las aguas residuales del líquido (22) de las aguas residuales en un depósito de sedimentación (12), con una sonda de nivel de lodo (26) por ultrasonidos para determinar la altura del nivel de lodo (20) en las aguas residuales (14), en donde la sonda de nivel de lodo (26) presenta una cabeza de ultrasonidos (30) y está dispuesta en las aguas residuales (14) por encima del fondo (16) del depósito de sedimentación (12), y la cabeza de ultrasonidos (30) emite hacia abajo, caracterizada porque la sonda de nivel de lodo (26) presenta un sensor de temperatura (32), que determina la temperatura de las aguas residuales.

2. Instalación de sedimentación de aguas residuales según la reivindicación 1, caracterizada porque se ha previsto un dispositivo de valoración (36) que, con la temperatura de las aguas residuales establecida por el sensor de temperatura (32), corrige el valor de distancia establecido por la cabeza de ultrasonidos (30).

3. Instalación de sedimentación de aguas residuales según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la sonda de nivel de lodo (26) presenta una carcasa (28) estanca a los líquidos y el sensor de temperatura (32) está unido, con conducción térmica, al lado interior de la carcasa (28).

4. Sonda de nivel de lodo por ultrasonidos (26) para determinar la altura del nivel de lodo (20) en las aguas residuales (14) en un depósito de sedimentación (12) de una instalación de sedimentación de aguas residuales (10) conforme a la reivindicación 1, con una cabeza de ultrasonidos (30) en las aguas residuales (14) por encima del fondo (16) del depósito de sedimentación (12), en donde la cabeza de ultrasonidos (30) emite hacia abajo, un sensor de temperatura (32) de las aguas residuales, que determina la temperatura de las aguas residuales, y una carcasa (28) estanca a los líquidos que presenta la cabeza de ultrasonidos (30) y el sensor de temperatura (32).

5. Procedimiento para establecer la distancia (E_S) entre el nivel de lodo y una cabeza de ultrasonidos (30) de una sonda de nivel de lodo por ultrasonidos (26) en una instalación de sedimentación de aguas residuales (10), para separar las sustancias sólidas contenidas en las aguas residuales del líquido de las aguas residuales, en donde la sonda de nivel de lodo (26) está dispuesta en las aguas residuales (14) por encima del fondo (16) del depósito de sedimentación (12), la cabeza de ultrasonidos (30) emite hacia abajo y la sonda de nivel de lodo (26) presenta un sensor de temperatura (32) que determina la temperatura de las aguas residuales, con los pasos de procedimiento: