La presente patente se refiere a un nuevo procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante mediante la dosificación continua de calcita por gravedad y por debajo del agua,

así como el control de las aguas turbias que pudieran generarse durante la utilización del procedimiento.

El procedimiento está caracterizado por el hecho de emplear una estructura de embudos dosificadores que permiten la aplicación continua de calcita por gravedad y por debajo del agua y directamente sobre la superficie del lecho. También dispone de una parrilla para la sustentación de los embudos dosificadores, de un silo cuyo piso lo conforman los embudos dosificadores, de un vertedero interior perimetral debajo de la estructura de soporte de conos, de un piso filtrante para la distribución uniforme de agua o aire debajo del lecho de calcita y, por último, de un circuito de recogida y recirculación de aguas turbias

Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias.

La presente patente se refiere a un nuevo procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante mediante la dosificación continua de calcita por gravedad y por debajo del agua, así como el control de las aguas turbias que pudieran generarse durante la utilización del procedimiento.

1. Introducción

Los lechos o filtros de calcita granulada se utilizan para la remineralización de las aguas blandas y corrosivas y, en especial, en el postratamiento de las aguas procedentes de plantas desaladoras.

A medida que discurren por los lechos, este tipo de aguas van disolviendo las piedras de calcita, generando bicarbonato cálcico soluble hasta que alcanzan el equilibrio químico que se conoce como punto de saturación.

Cada tipo de agua requiere de un tiempo de contacto determinado dentro del lecho de calcita para poder alcanzar el equilibrio químico deseado. Este tiempo de contacto puede variar entre 4 y 30 minutos según el tipo de agua y la temperatura.

2. Estado de la técnica

En la actualidad, los lechos de calcita pueden ser tanto de flujo ascendente como de flujo descendente, la granulometría varía entre 1-5 mm y tienen una altura entre 1,5-3,5 metros. Tanto en los lechos de flujo ascendente como lechos de flujo descendente, el consumo de calcita produce un descenso continuo de la altura de los lechos. Esto obliga a recargarlos periódicamente y a construir los lechos con una altura mayor de la que sería necesaria, con el fin de garantizar que el tiempo de contacto sea siempre superior al deseado entre recarga y recarga. Atendiendo a limitaciones técnicas, las recargas se hacen normalmente cada 10-14 días. Esto supone añadir en cada reposición entre 25 y 40 centímetros de calcita, dependiendo del consumo del agua tratada.

Las reposiciones se realizan vertiendo directamente la calcita en la parte superior del lecho, bien sea seca, o bien por vía húmeda y con un sistema de arrastre con un chorro de agua.

Los lechos de calcita están siempre sumergidos y la cota de la superficies del agua está generalmente unos 80-100 cm por encima de la superficie del lecho.

La calcita granulada va siempre acompañada de un polvillo que genera turbidez y que necesita ser eliminado. Por ello, las recargas de calcita han de ir acompañadas de fuertes retrolavados. Las aguas de retrolavados son turbias y se vierten en depósitos de decantación o, en algunos casos, directamente al alcantarillado ya que no son tóxicas.

Adicionalmente y de forma específica, los lechos de flujo descendente requieren de retrolavados cada cierto tiempo, para evitar la obstrucción que causan los finos que se depositan en fondo del lecho y que pueden llegar a obstruir los orificios del piso drenante. Generalmente estos retrolavados se hacen coincidir con las operaciones de llenado.

Por su parte, los lechos de flujo ascendente no tienen el problema de obstrucción en el fondo del lecho, aunque sí generan un problema grave turbidez durante los procesos de recarga.

El consumo de agua de los contralavados, y el control de las aguas turbias son los factores que limitan actualmente la aplicación de los lechos de calcita en procesos como la remineralización de las aguas desaladas, donde el coste del agua es elevado y los espacios limitados.

3. Origen del procedimiento de dosificación en continuo

Analizado el estado de la técnica, se puede concluir que hasta ahora no ha sido nunca utilizado, en la forma en que lo hace el procedimiento objeto de esta patente, el hecho de que la calcita granulada no se apelmaza cuando se encuentra bajo el agua, sino que mantiene una estructura granular suelta y similar a la arena.

Este comportamiento ha permitido diseñar un procedimiento de recarga de los lechos que funciona por gravedad y que repone de forma continua la calcita que se va consumiendo en el lecho.

En el procedimiento objeto de esta invención, la calcita desciende lentamente por unos embudos dosificadores que atraviesan la zona inundada de agua situada encima de los lechos, reponiendo la calcita sobre la superficie del lecho, grano a grano, y según la demanda, manteniendo de esta forma un lecho de altura constante.

La superficie del lecho de calcita hace de tope natural y controla el descenso de material granulado por los tubos de dosificación. Solo el descenso del lecho permite el descenso del material.

La dosificación, se realiza así de forma lenta y grano a grano y bajo el agua, con lo que se evitan los problemas de turbidez.

4. Origen del procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante

El descubrimiento del procedimiento de dosificación constante descrito en el párrafo anterior ha permitido desarrollar todo el procedimiento completo para la preparación de lechos de calcita de altura constante.

El procedimiento emplea una celda o depósito que acoge en su interior un lecho de calcita que dispone de un suelo filtrante en su parte inferior y también una serie de elementos nuevos para garantizar la dosificación constante, la recogida uniforme del agua tratada y el control de las aguas turbias.

El procedimiento de esta patente utiliza una placa formada por embudos dosificadores de gran tamaño y que se apoyan sobre una estructura en forma de rejilla. La placa de embudos dosificadores es a su vez la base de un silo donde se almacena la calcita. De esta forma, la calcita pasa directamente del silo a la superficie del lecho por medio del piso de los conos dosificadores y atravesando la lámina de agua que cubre el lecho. Se garantiza así un proceso de dosificación continua y uniforme en toda la superficie del lecho. Este silo especial forma parte integral del procedimiento objeto de esta patente.

Adicionalmente el procedimiento emplea un vertedero perimetral interior situado debajo de la estructura de soporte de los conos que se adapta a las paredes de la celda o del depósito y que permite una recogida uniforme del agua a lo largo de todo el perímetro.

El conjunto de la placa de embudos dosificadores, la estructura de soporte, el silo superior y el suelo filtrante bajo el lecho forman parte integral del procedimiento objeto de esta invención.

5. Origen del procedimiento de control de las aguas turbias

Aunque como se ha explicado en los párrafos anteriores, el procedimiento objeto de esta patente evita los problemas de turbidez asociados a las recargas periódicas, sigue siendo necesario controlar las aguas turbias que se generan durante el primer llenado de los filtros, así como durante los procesos de esponjamiento con aire que suelen realizarse una o dos veces al año para evitar la formación de cauces preferenciales en el lecho.

Con el fin de controlar estos caudales de aguas turbias, el procedimiento incorpora un circuito de recogida de estas aguas y su recirculación al comienzo del proceso y antes de la remineralización.

Las partículas de calcita causantes de las aguas turbias se disuelven así con rapidez en el agua corrosiva antes de la entrada a los lechos. De esta forma se elimina el vertido de aguas turbias.

6. Mejoras que aporta el procedimiento objeto de esta patente

El procedimiento objeto de esta patente supone, atendiendo al estado de la técnica, las siguientes mejoras:

• Se trata de un procedimiento que permite la creación de lechos de calcita de altura constante con lo que se puede mantener siempre el mismo tiempo de contacto y, consecuentemente, un rendimiento constante.

• Se trata de un procedimiento que permite la creación de lechos de calcita de altura constante, evitando así desequilibrios hidráulicos en todas aquellas unidades que funcionen en paralelo, independiente de su número.

• Se trata de un procedimiento que permite que una dosificación lenta y continua que evita los problemas de aguas turbias asociados a las recargas periódicas.

• Se trata de un procedimiento que permite una autonomía de funcionamiento hasta cuatro veces superior a la permitida hasta ahora.

• Por último, se trata de un procedimiento permite la recogida y recirculación de aguas turbias durante la carga inicial y los procesos de esponjado de los lechos evitando así los vertidos.

7. Modo de realización de la invención

El procedimiento objeto de esta patente puede utilizarse, con los correspondientes...

1. Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias, para las plantas de postratamiento de aguas blandas y desaladas configurado por varios lechos de calcita independientes de flujo ascendente que disponen de un sistema de dosificación para mantener su altura constante, que funciona en paralelo, y donde todos los lechos tienen a la entrada exactamente la misma contrapresión hidráulica.

2. Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias, caracterizado según 1ª reivindicación, donde el sistema de distribución de agua a la entrada de los lechos alimenta a todos ellos con el mismo caudal.

3. Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias, caracterizado según 1ª y 2ª reivindicación, donde todos los lechos tienen la misma altura de lecho y la misma pérdida de carga hidráulica.

4. Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias, caracterizado según 1ª, 2ª y 3ª reivindicación, donde todos los lechos que conforman la planta de postratamiento tienen el mismo consumo de calcita independientemente de las variaciones de calidad del agua de entrada a la planta de postratamiento.

5. Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias, caracterizado según 1ª y 2ª, 3ª y 4ª reivindicación, donde el procedimiento de esponjado de los lechos que conforman la planta de postratamiento se efectúa individualmente, lecho por lecho, por medio de la inyección de aire presurizado al agua de entrada de cada lecho.

6. Procedimiento para la preparación de lechos de calcita de altura constante con control de aguas turbias, caracterizado según 1ª y 2ª, 3ª, 4ª y 5ª reivindicación, y donde las aguas turbias generadas durante el proceso de esponjado de un lecho se desvían por medio de la apertura de una llave situada a la salida del lecho y antes de mezclarse con el resto de las aguas tratadas, y se reconducen a un depósito de aguas turbias desde donde se inyectan, por medio de una bomba, a la conducción general de entrada de la planta de postratamiento.