Se trata de un portador que comprende un cuerpo cilíndrico (1),

preferentemente hueco, en torno al cual se encuentra al menos una aleta helicoidal (2) que favorece la creación de una biopelícula y facilita el flujo de agua a través y en torno al portador para potenciar el contacto y descomposición de los elementos contaminantes por la biopelícula, así como las aletas helicoidales (2) minimizan la superficie expuesta a contactos evitando el desprendimiento de la biopelícula al incidir contra otro portador

Portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un portador de microorganismos empleado para descomponer los elementos contaminantes de las aguas residuales que se introducen en una depuradora.

Es objeto de la invención el desarrollo de un portador de microorganismos de especial geometría caracterizada por una gran superficie que favorezca la creación de una biopelícula y facilite el flujo de agua a través y en torno al portador para potenciar el contacto y descomposición de los elementos contaminantes por la biopelícula; asimismo deberá presentar la menor superficie posible de contacto con otros portadores para evitar el desprendimiento de la biopelícula.

Antecedentes de la invención

El principio básico del proceso de lecho fluido se basa en el crecimiento de la biomasa en soportes plásticos que se mueven en un reactor biológico mediante la agitación continua generada por sistemas de aireación.

El reactor biológico consta generalmente de los siguientes elementos:

De acuerdo con esta tecnología el efluente es introducido en el reactor donde los microorganismos crecen formando una película orgánica en los elementos portadores que flotan en el fluido. Dichos microorganismos descomponen los elementos contaminantes.

El diseño geométrico del portador resulta por tanto fundamental para conseguir una transferencia óptima del substrato y del oxígeno a la película biológica, resultando un factor esencial para un buen rendimiento del sistema.

El oxígeno que precisan los microorganismos se suministra mediante la inyección de aire en forma de burbujas desde el fondo del reactor. El flujo de burbujas agita la mezcla y permite que los elementos portadores estén en movimiento continuo.

El efluente tratado abandona el reactor a través de una pantalla utilizando una bomba de aire que previene problemas de espumación.

En la Patente de Invención EP 0 575 314 se describe un "Método y reactor para la purificación de aguas" en el que el agua residual puede fluir a través de un reactor que contiene portadores en los que crece una biopelícula que promueve la conversión de impurezas, configurándose dichos portadores a partir de diversos materiales, habitualmente, pero no de forma exclusiva, plástico blando y opcionalmente plástico reciclado, en forma de trozos tubulares con paredes internas separadoras de acuerdo con unas características geométricas, dimensionales, de densidad y otros.

Los portadores con biopelículas se mantienen suspendidos y se mueven en el agua en un reactor con entrada o salida que opcionalmente cuenta con elementos de mezclado, y donde los lodos que dejan el reactor no son retornados al reactor.

Descripción de la invención

El portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido que constituye el objeto de esta invención destaca fundamentalmente por mostrar un diseño cilíndrico helicoidal.

Este diseño está basado en la incorporación de una o más aletas helicoidales adosadas a un cuerpo cilíndrico que puede ser macizo o hueco, el número de aletas helicoidales puede variar entre 1 y 6 dependiendo el paso del número de aletas.

En el caso de que el cuerpo cilíndrico sea macizo sólo sirve como soporte estructural de las aletas helicoidales y su radio es mínimo; en el caso de que sea hueco además de usarse como soporte estructural también permite la creación de una biopelícula en su superficie interior.

El portador dispondrá preferentemente del cuerpo cilíndrico hueco.

Los portadores presenta una relación entre la superficie y el volumen ocupado alta lo que permite contar con una superficie biológicamente activa para un volumen determinado, este valor es superior a 500 m²/m³.

Dispone asimismo una relación elevada entre la superficie real y la superficie equivalente de un portador macizo con el mismo volumen aparente o volumen ocupado con un valor de la superficie total mayor o igual a 1,5 veces la superficie envolvente del volumen.

Los portadores introducidos en el medio no lo ocupan totalmente sino que disponen de espacio suficiente en el medio para facilitar un movimiento constante que permita la aireación óptima de todas las superficies del portador, ocupando un volumen en el medio comprendido entre el 40 y el 75%. Los portadores dentro del lecho fluido estarán sometidos a un movimiento continuo de modo que los depósitos sobre la superficie sean eliminados y los taponamientos desaparezcan.

Los portadores en movimiento en el lecho contactan unos contra otros; por este motivo se ha previsto un diseño de los portadores que minimice el desprendimiento de las bacterias que crecen en su superficie. En este caso las aletas helicoidales, en lugar del cuerpo cilíndrico, constituyen las superficies de contacto con las aletas correspondientes a otros portadores quedando por tanto protegida la mayor parte del cuerpo cilíndrico donde crecen las bacterias, asimismo estas aletas helicoidales evitan el aglutinamiento de portadores cuando se producen colisiones.

Se considera que los portadores deberán incorporar parte de su superficie hueca para aumentar la superficie utilizando el mismo volumen de material, el porcentaje de vacuidad está directamente relacionado con el precio de la pieza por lo que interesa mantenerlo lo más elevado posible para reducir el coste del portador. Se considera que el porcentaje de vacuidad del portador respecto al volumen envolvente es superior al 70%.

El hueco del portador dispone de un tamaño adecuado para facilitar, no sólo la creación de la biopelícula, sino también el flujo a través del mismo para favorecer el contacto y la descomposición de los elementos contaminantes por la biopelícula, evitando por tanto que los huecos sean ocluidos por materiales en suspensión o por el crecimiento de la propia biopelícula, se evita así la aparición de taponamientos o deposiciones sobre el portador que reduciría la superficie de contacto biológica.

Por otra parte para que se forme un lecho fluido resulta fundamental que los materiales componentes del portador tengan una densidad muy cercana a la del agua, de manera que se reduzca al máximo cualquier movimiento ascensional o de hundimiento y los movimientos se produzcan de forma aleatoria inducidos por la inyección de aire en el medio. Se ha previsto que la densidad del material esté comprendida entre 0,9 y 1,2 Kg/dm³.

Atendiendo las consideraciones geométricas descritas el diseño del portador tendrá asimismo en consideración una resistencia mecánica suficiente para evitar la deformación que puedan ocasionar los esfuerzos en el contacto entre portadores, en especial durante el proceso de llenado y vaciado del depósito.

Los portadores se diseñan preferentemente en materiales resistentes a la corrosión y al ataque químico como son los plásticos, que podrán incorporar inhibidores para evitar la degradación por el efecto de la radiación ultravioleta y que deberán ser inertes para todo tipo de bacterias, contemplándose que los portadores puedan ser, por ejemplo, polipropileno o polietileno. El material inmerso en agua durante largos períodos de tiempo es resistente a la degradación tanto lumínica, como química, aerobia o anaerobia, asimismo para favorecer que las bacterias se sitúen y crezcan sobre la superficie del portador la superficie de éste es hidrófila.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva del portador de microorganismos objeto de esta invención en su configuración cilíndrico hueca con tres aletas helicoidales.

Figura 2.- Muestra una vista en alzado...

1. Portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido, de los que muestran una superficie en la que crece una biopelícula para descomposición de elementos contaminantes de las aguas residuales, caracterizado porque comprende un cuerpo cilíndrico (1) en torno al cual se encuentra al menos una aleta helicoidal y preferiblemente entre 1 y 6 aletas en el que:

- la relación entre la superficie del portador y la envolvente de su volumen es superior a los 500 m²/m³

- el porcentaje de vacuidad del portador respecto a la envolvente del volumen del portados es superior al 70%

- la superficie es superior a 1,5 veces la superficie de la envolvente del volumen del portador.

2. Portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido según la reivindicación 1 caracterizado porque la longitud del mismo está comprendida entre 0,5 y 2 veces el paso de la hélice de la aleta helicoidal (2).

3. Portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido según la reivindicación 1 caracterizado porque el cuerpo cilíndrico (1) es hueco.

4. Portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido según las reivindicaciones 1 a 3 caracterizado porque la relación entre el radio interior "r" del cuerpo cilíndrico (1) y el radio exterior "R" de la aleta helicoidal (2) es inferior a 1, preferentemente comprendida entre 0 y 0,6.

5. Portador de microorganismos para uso en estaciones depuradoras de aguas residuales de lecho fluido según las reivindicaciones 1 y 2 caracterizados porque el cuerpo cilíndrico (1) es macizo.