Proceso de filtrado de aguas residuales en la industria papelera e industrias similares,

aparato de filtrado e instalación correspondientes.

Diferentes tipos de industrias como la papelera tienen problemas económicos y de espacio para el tratamiento de las aguas residuales, además de los fangos resultantes.

La invención tiene por objeto un proceso realizado en un aparato de filtrado provisto de una pluralidad de placas filtrantes sobre las que se depositan las fibras de papel en suspensión en el agua a procesar, saliendo el agua filtrada y limpia por el colector. Dicho proceso comprende las operaciones de llenado del aparato, reciclo del agua de proceso, filtración, vaciado del filtro a nivel de placas, vaciado total del filtro, secado de la torta de papel, y posteriormente se realiza la apertura del aparato para sacar el conjunto de placas filtrantes, y se hace vibrar dicho conjunto para separar las tortas de papel

Proceso de filtrado de aguas residuales en la industria papelera e industrias similares, aparato de filtrado e instalación correspondientes.

Objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto un proceso de filtrado de aguas residuales en la industria papelera e industrias similares, aparato de filtrado e instalación correspondientes, para llevar a cabo el proceso.

Campo de la invención

La presente invención tiene por objeto el filtrado de las aguas residuales resultantes de los procesos llevados a cabo en la industria papelera, e industrias similares, que abarcan un abanico muy grande de diversos procesos de diferentes industrias técnicamente en las que el líquido -de cualquier naturaleza- lleva partículas en suspensión.

Por lo tanto, el campo de actuación de la presente invención es muy amplio, ya que para realizar el tratamiento de las aguas residuales de múltiples industrias, se requieren depuradoras que retengan las partículas en suspensión y liberen el agua filtrada y limpia, que se puede reutilizar vertiéndola de nuevo al cauce del río o al mar directamente o ser utilizada de nuevo en la propia planta.

Antecedentes de la invención

Las citadas instalaciones son muy costosas, requieren una gran cantidad de terreno e inversiones, y que en muchos casos requieren un tratamiento de los fangos resultantes, todo ello sin tener en cuenta los posibles elementos contaminantes que puedan presentar.

Lo expuesto es aplicable a innumerables industrias, y por supuesto a la industria papelera a la que está destinada especialmente la presente invención, pero que sirve de ejemplo para ser aplicada a cualquier industria con problemas similares.

El solicitante es titular del Modelo de Utilidad nº U 200401082 relativo a un equipo de filtrado, que está especialmente destinado a efectuar el filtrado de aceites comestibles, grasas y similares de refinería y almazaras, y para la industria vinícola, entre otras.

El grado de filtrado de los aceites comestibles conseguido con dicho equipo de filtrado, animó al solicitante a mejorar el citado equipo y que fuera aplicable al filtrado de aguas residuales de industrias, como la papelera entre otras, que siempre ha tenido el problema antes expuesto de requerir unas instalaciones grandes y costosas, y con el problema añadido del tratamiento de los fangos resultantes del proceso.

Los citados inconvenientes que presenta la industria papelera y otras muchas similares, han sido totalmente eliminados mediante la presente invención.

Sumario de la invención

La presente invención comprende un proceso de filtrado de las aguas residuales de la industria papelera o cualquier otra similar, que se lleva a cabo en un aparato de filtrado y una instalación correspondientes.

La presente invención comprende un proceso de filtrado de aguas residuales en la industria papelera e industrias similares, mediante la separación de las partículas en suspensión de las aguas a procesar hasta llegar a agua limpia para reutilización, caracterizado porque comprende las siguientes operaciones:

a) llenado del aparato de filtrado con el agua a procesar, cuyo aparato de filtrado consiste en un cuerpo cilíndrico provisto de una pluralidad de placas de filtrado que están conectadas inferiormente con un colector inferior para la salida del agua filtrada limpia,

b) reciclo del agua de proceso que llena el aparato de filtrado y atraviesa las placas filtrantes formando sobre las mismas una precapa de fibra de papel, en su descenso hacia el colector por el que comienza a salir agua filtrada limpia,

c) filtración, continua la deposición de la fibra de papel en suspensión en el agua de proceso, sobre las placas filtrantes, obteniendo una capa denominada torta, la cual puede tener más o menos grosor según el proceso, y al mismo tiempo se recupera el agua que sale filtrada y limpia para su reutilización o desagüe, esta operación termina cuando se decide el final de la filtración, que varía según el proceso, espesor de torta deseado y también las formas que se desea que presente la torta, en función de la configuración de las placas filtrantes,

d) vaciado del filtro hasta el nivel de placas, consiste en vaciar el agua de proceso que está dentro del aparato de filtrado hasta el nivel inferior de las placas de filtrado, casi hasta el nivel del colector, aplicando aire a presión superiormente, y se impide la entrada de agua de proceso en el aparato de filtrado,

e) vaciado total del filtro, consiste en vaciar toda el agua de proceso restante contenida en el aparato de filtrado, aplicando aire a presión superiormente, lo cual se realiza hasta que no sale agua y solo sale aire,

f) secado de la torta de papel, consiste en secar la torta de fibra de papel apoyada y sustentada en las placas filtrantes, aplicando vapor a presión (y temperatura) superiormente, después de la aplicación del aire a presión la torta resultante tiene la forma de la placa de filtrado, un grosor según el tiempo de proceso y las condiciones del agua de proceso, todo ello hasta que la torta se ha secado para su reutilización e incluso como producto acabado,

g) apertura del aparato de filtrado, consiste en descomprimir (quitar presión) el aparato de filtrado, abrir la tapa, sacar al exterior del aparato el conjunto de placas filtrantes con las tortas de papel secas adheridas a las mismas, y

h) vibración y recuperación de la torta de papel seca, después de extraer el conjunto de las placas de filtrado con las tortas de papel secas, se procede a vibrar las placas para desprender las tortas de papel secas respecto a las placas de filtrado, una vez separadas y recuperadas las tortas de papel secas se termina un ciclo completo del proceso y de funcionamiento del aparato de filtrado.

El proceso de filtrado de las aguas residuales en la fabricación del papel de la invención, consigue dos objetivos importantes: por un lado, recupera las fibras o pasta de papel en suspensión en las aguas residuales de la fabricación de papel, y por otro, recupera el agua filtrada y limpia de dichas aguas residuales.

Las fibras o pasta de papel en suspensión recuperadas pueden ser recicladas en el proceso de fabricación del papel, o principalmente pueden ser utilizadas como producto acabado, en forma de tortas de papel secas en múltiples aplicaciones como protector en embalajes, tal como en el embalaje y transporte en general de todo tipo de aparatos eléctricos y electrónicos, electrodomésticos, y en general, y también como material insonorizante y aislante.

Por su parte, el agua filtrada y limpia puede ser reciclada en la propia fabricación de papel, o bien se puede desaguar al río, al mar y para muchos usos como riego y otros.

Según la invención, las operaciones de llenado, reciclo, filtración, vaciado del filtro hasta el nivel de placas, vaciado total del filtro y secado de la torta de papel, se llevan a cabo en el aparato de filtrado que está comunicado mediante una instalación de tuberías, que están provistas de válvulas y otros componentes, con un depósito de entrada del agua de proceso a procesar y con fuentes de energía a base de aire y vapor a presión, y las operaciones de apertura del aparato de filtrado y de vibración y recuperación de la torta de papel seco, se realizan por medios hidráulicos y vibradores de que está provisto en su conjunto el aparato de filtrado.

Según la presente invención, las operaciones indicadas se llevan a cabo manipulando una serie de válvulas y medios actuadores previstos en la instalación de tuberías previstas entre el aparato y un depósito de entrada de agua de proceso a procesar y medios de energía de aire y vapor a presión exteriores, que se describe en la descripción detallada posterior.

La presente invención también comprende un aparato de filtrado para llevar a cabo el proceso descrito que consiste en un cuerpo cilíndrico de bases cóncavas de las cuales una es la tapa de acceso, y que está posicionado con el eje principal horizontal, y comprende una pluralidad de placas filtrantes posicionadas esencialmente verticales que están sustentadas superiormente por un soporte longitudinal y que inferiormente están apoyadas y en comunicación con al menos un colector inferior por el que sale el agua filtrada y limpia, cuyo aparato está provisto inferiormente de al menos una entrada doble del agua sucia a procesar y superiormente de varias entradas/salidas de aire y vapor a presión, desaire o salida de aire, y presenta...

1. Proceso de filtrado de aguas residuales en la industria papelera e industrias similares, mediante la separación de las partículas en suspensión de las aguas a procesar hasta llegar a agua limpia para reutilización, caracterizado porque comprende las siguientes operaciones:

a) llenado del aparato de filtrado con el agua sucia a procesar, cuyo aparato de filtrado consiste en un cuerpo cilíndrico provisto de una pluralidad de placas de filtrado que están conectadas inferiormente con un colector inferior para la salida del agua filtrada limpia,

b) reciclo del agua de proceso que llena el aparato de filtrado y atraviesa las placas filtrantes formando sobre las mismas una precapa de fibra o pasta de papel, en su descenso hacia el colector por el que comienza a salir agua filtrada limpia,

c) filtración, continua la deposición de la fibra o pasta de papel en suspensión en el agua de proceso, sobre la placas filtrantes, obteniendo una capa denominada torta, la cual puede tener más o menos grosor según el proceso, y al mismo tiempo se recupera el agua que sale filtrada y limpia para su reutilización o desagüe, esta operación termina cuando se decide el final de la filtración, que varía según el proceso, espesor de torta deseado y también las formas que se desea que presente la torta, en función de la configuración de las placas filtrantes,

d) vaciado del filtro hasta el nivel de placas, consiste en vaciar el agua de proceso que está dentro del aparato de filtrado hasta el nivel inferior de las placas de filtrado, casi hasta el nivel del colector, aplicando aire a presión superiormente, y se impide la entrada de agua de proceso en el aparato de filtrado,

e) vaciado total del filtro, consiste en vaciar toda el agua de proceso restante contenida en el aparato de filtrado, aplicando aire a presión superiormente, lo cual se realiza hasta que no sale agua y solo sale aire,

f) secado de la torta de papel, consiste en secar la torta de fibra o pasta de papel apoyada y sustentada en las placas filtrantes, aplicando vapor a presión (y temperatura) superiormente, después de la aplicación del aire a presión la torta resultante tiene la forma de la placa de filtrado, un grosor según el tiempo de proceso y las condiciones del agua de proceso, todo ello hasta que la torta se ha secado para su reutilización e incluso como producto acabado,

g) apertura del aparato de filtrado, consiste en descomprimir (quitar la presión) el aparato de filtrado, abrir la tapa, sacar al exterior del aparato el conjunto de placas filtrantes con las tortas de papel secas adheridas a las mismas, y

h) vibración y recuperación de la torta de papel seca, después de extraer el conjunto de las placas de filtrado con las tortas de papel secas, se procede a vibrar las placas para desprender las tortas de papel secas respecto a las placas de filtrado, una vez separadas y recuperadas las tortas de papel secas se termina un ciclo completo del proceso y de funcionamiento del aparato de filtrado,

cuyo proceso aplicado a las aguas residuales de la fabricación del papel recupera las fibras o pasta de papel en suspensión para su reutilización y/o como producto acabado y recupera el agua filtrada y limpia para su reciclado en la fabricación del papel y/o su desagüe, y en su aplicación a las aguas residuales de industrias similares recupera a modo de tortas las partículas en suspensión correspondientes y el agua filtrada y limpia.

2. Proceso de filtrado, según la reivindicación 1, caracterizado porque las operaciones indicadas se llevan a cabo manipulando una serie de válvulas y medios actuadores previstos en la instalación de tuberías previstas entre el aparato y un depósito de entrada de agua de proceso a procesar y medios de energía de aire y vapor a presión exteriores:

a) El llenado del aparato de filtrado con el agua sucia a procesar, se efectúa abriendo la válvula (V1) a la salida inferior del depósito de agua de proceso (DAP) que recibe el agua a procesar, y la válvula (V2) a la entrada (1, 1) inferior doble del aparato de filtrado, estando situadas ambas válvulas y la bomba de proceso (BP), que también se pone en marcha, en la tubería (T2) (de llenado de filtro) que comunica la salida inferior del depósito con el aparato, y también se abre la válvula de desaire (V4) situada superiormente en el aparato de filtrado (AF) en la tubería (T4) (de desaire) que comunica el aparato con la parte superior del depósito, que permite la salida de aire superiormente del aparato y la entrada de agua de proceso inferiormente para llenar el aparato, y manteniéndose cerradas las válvulas restantes de las tuberías, correspondientes a (V3) en la tubería (T3) (de vaciado total de filtro) entre la entrada inferior (1, 1) del aparato y la parte superior del depósito, (V5) en la tubería (T5) (de aire) que suministra el aire a presión, (V6) en la tubería (T6) (de vapor) que suministra el vapor a presión y temperatura, (V7) en la tubería (T7) (de reciclo) que comunica el colector (C) del aparato de filtrado (AF) y la parte superior del depósito de agua a procesar, (V8) en la tubería (T8) (de secado de la torta de papel) que comunica la tubería (T7) de reciclo en un punto situado antes de la válvula (V7) y la parte superior del depósito, y (V9) en la tubería (T9) (de vaciado a nivel de placas/de salida agua filtrada) que comunica la tubería (T7) de reciclo en un punto situado antes de la válvula (V7) y el exterior para la reutilización o desagüe del agua filtrada y limpia saliente, durante dicha operación las válvulas se mantienen en la posición indicada hasta que sale agua por la tubería de desaire (T4) en la que está la válvula (V4) correspondiente,

b) El reciclo del agua de proceso que llena completamente el aparato de filtrado, como se describe al final de la operación anterior de llenado, se mantienen abiertas las válvulas (V1) del depósito (tubería T2) y la (V2) de llenado del filtro (tubería T2), y se abre la válvula (V7) de reciclo (tubería T6), y se cierra la válvula (V4) de desaire, se mantiene en marcha la bomba de proceso (BP), análogamente se mantienen cerradas las válvulas (V3) de vaciado total del filtro, (V5) de aire a presión, (V6) de vapor a presión, (V8) de secado de la torta de papel y (V9) de la tubería (T8), con la citada disposición de válvulas el agua a procesar contenida en el aparato comienza a atravesar las placas filtrantes (PF) del aparato formando sobre las mismas una precapa de fibra de papel, que es suficiente para que por el colector y a continuación por la tubería de reciclo (T6) comience a salir agua filtrada y limpia,

c) En la filtración, continua la deposición de la fibra de papel en suspensión en el agua de proceso sobre la placas filtrantes, obteniendo la capa denominada torta, esta operación se lleva a cabo abriendo la válvula (V9) de salida de agua filtrada (tubería T9) y cerrando la válvula (V7) de reciclo (tubería T7), y manteniendo abiertas las válvulas (V1) de salida del depósito y (V2) de llenado del filtro (tubería T2), estando en marcha la bomba de proceso (BP), y manteniendo cerradas las válvulas (V3) de vaciado total, (V4) de desaire, (V5) de aire a presión, (V6) de vapor a presión y (V8) de secado torta de papel,

d) El vaciado del filtro hasta el nivel de placas, consiste en vaciar el agua de proceso que está dentro del aparato de filtrado hasta el nivel inferior de las placas de filtrado, casi hasta el nivel del colector, cuya operación comienza con las válvulas (V1) y (V2) abiertas y la bomba de proceso (BP) en marcha, y a continuación se abre la válvula (V9) de vaciado a nivel de placas (tubería T9), se mantienen cerradas las válvulas (V7) de reciclo, (V3) de vaciado total, (V4) de desaire, (V6) de vapor, y (V8) de secado de la torta de papel, se abre la válvula (V5) de entrada de aire a presión manteniendo constante una presión mínima de 0,5 Bars y una máxima de 4 Bars, y se cierran las válvulas (V1) y (V2), manteniendo la presión de aire y la posición de las válvulas hasta que sale aire por la tubería (T9) de vaciado a nivel de placas al exterior,

e) El vaciado total del filtro, consiste en vaciar toda el agua de proceso restante contenida en el aparato de filtrado, en cuya operación se mantienen abiertas las válvulas (V5) de entrada de aire y (V9) de vaciado a nivel de placas, y se mantienen cerradas las válvulas (V1) y (V2) de llenado del filtro, (V3) de vaciado total del filtro, (V4) de desaire, (V6) de vapor, (V7) de reciclo y (V8) de secado de la torta de papel, y como se ha indicado, cuando sale aire por la tubería (V9) de vaciado a nivel de placas, se abre la válvula (V3) de vaciado total del filtro y se cierra la válvula (V9), y se mantiene la presión y la posición de las válvulas hasta que sale aire por la tubería (T3) de vaciado total de filtro,

f) El secado de la torta de papel, consiste en secar la torta de fibra de papel apoyada y sustentada en las placas filtrantes, aplicando vapor a presión (y temperatura) superiormente, después de la aplicación del aire a presión, cuya operación se realiza manteniendo abiertas las válvulas (V3) de vaciado total y (V5) de entrada de aire, cuando sale aire por la tubería (T3) de vaciado total del filtro se abre la válvula (V8) de la tubería (T8) de secado torta de papel y se cierra la válvula (V3) de vaciado total del filtro, manteniendo la presión de aire de 0,5 a 4 bars, seguidamente se abre la válvula de entrada de vapor (V6) y se cierra la válvula de entrada de aire (V5), manteniendo una presión mínima de vapor de 0,480 bars (110ºC) y la posición de las válvulas hasta que se considera que la torta se ha secado, el tiempo de esta operación depende de las condiciones de la torta principalmente,

g) La apertura del aparato de filtrado, consiste en descomprimir (quitar la presión) del aparato de filtrado, abrir la tapa, sacar al exterior del aparato el conjunto de placas filtrantes con las tortas de papel secas adheridas a las mismas, dicha operación se realiza cerrando las válvulas (V6) de vapor y (V8) de secado de la torta de papel, dejando un tiempo entre ambas acciones, a continuación se abre la válvula de desaire (V4) para descomprimir el aparato y que su interior esté a la presión atmosférica, garantizar que no hay presión dentro del aparato comprobando los valores del transmisor de presión (4), manómetro (6), etc., del aparato, transcurrido un tiempo de unos 20 segundos se abre la tapa (TA) totalmente y se saca el conjunto de placas filtrantes (PF) al exterior del filtro, realizando dichas actuaciones por medios convenientes especialmente hidráulicos, y

h) La vibración y recuperación de la torta de papel seca, después de extraer el conjunto de las placas de filtrado con las tortas de papel secas, se someten las placas a vibración para separar y recuperar las tortas de papel secas, y se termina un ciclo completo del proceso y de funcionamiento del aparato de filtrado.

3. Proceso de filtrado, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque las operaciones de llenado, reciclo, filtración, vaciado del filtro hasta el nivel de placas, vaciado total del filtro y secado de la torta de papel, se llevan a cabo en el aparato de filtrado que está comunicado, mediante una instalación de tuberías que están provistas de válvulas y otros componentes, con un depósito de entrada del agua de proceso a procesar y con fuentes de energía a base de aire y vapor a presión, y porque las operaciones de apertura del aparato de filtrado y de vibración y recuperación de la torta de papel seca, se realizan por medios hidráulicos y vibradores de que está provisto en su conjunto el aparato de filtrado.

4. Aparato de filtrado para llevar a cabo el proceso de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende una pluralidad de placas filtrantes sobre las que se depositan en forma de tortas las partículas en suspensión en el líquido a procesar, el cual una vez filtrado se recoge en al menos un colector inferior en el que se apoyan y/o comunican las placas, caracterizado porque consiste en un cuerpo cilíndrico (A) de bases cóncavas de las cuales una es la tapa de acceso (TA) y que está posicionado esencialmente horizontal, que comprende una pluralidad de placas filtrantes (PF) posicionadas esencialmente verticales que están sustentadas superiormente por un soporte (SP) longitudinal y que inferiormente están apoyadas y en comunicación con al menos un colector inferior (C) por el que sale el agua filtrada y limpia, y que está provisto inferiormente de al menos una entrada doble (1, 1) del agua sucia a procesar y superiormente de varias entradas/salidas de aire y vapor a presión (3), desaire o salida de aire (5), y presenta medios medidores tipo sonda de temperatura (8), manómetro (6), presostato (7), transmisor de presión (4), vibrador (9), válvula de seguridad (10) en la salida (5), mirillas (11), sacamuestras (12) y otros.

5. Aparato de filtrado, según la reivindicación 4, caracterizado porque el conjunto de placas filtrantes (PF) con el soporte superior (SP) y el colector (C), junto con la tapa de acceso (TA) son desplazables hacia el exterior del aparato (AF) por medios de deslizamiento (MD) hidráulicos solidarios del aparato posicionados superiormente.

6. Aparato de filtrado, según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque la apertura y cierre de la tapa (TA) respecto del cuerpo (A) del aparato (AF) se realiza hidráulicamente mediante dos cilindros opuestos (CO) diametralmente que accionan respectivos pares de cuñas (C1, C2) de tapa (TA) y cuerpo (A) enfrentadas y acopladas que proporcionan una estanqueidad total cuando están cerradas.

7. Aparato de filtrado, según las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque las placas de filtrado (PF) de preferencia son quince, y están verticales, y en su caso inclinadas, porque los varios colectores están dispuestas esencialmente paralelos y/o cruzados en posición ortogonal, y en su caso formando ángulo, cuyas salidas están comunicadas por un elemento de conexión que se une a la tubería de reciclo, y porque el aparato adopta cualquier posición horizontal y vertical e inclinada conveniente.

8. Instalación de proceso de aguas sucias en la industria papelera mediante el aparato de las reivindicaciones 4 a 7 para llevar a cabo el proceso de filtrado de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende al menos un depósito de agua de proceso (DAP) en el que se introduce el agua a procesar que está provisto de un agitador (AG), entre cuyo aparato (AF) y el depósito (DAP) están dispuestas una serie de tuberías que incorporan válvulas, mirillas, sacamuestras, y similares, que comprenden: tubería (T2) de llenado del filtro, entre la entrada (1, 1) al aparato y la salida del depósito, que presenta una válvula (V1) a la salida del depósito, la bomba de proceso (BP) y la válvula (V2) de llenado; (T3) de vaciado total del filtro, entre la entrada al aparato y el depósito, incorpora la válvula (V3); (T4) de desaire entre parte la superior del aparato y el deposito e incorpora la válvula (V4); (T5) entrada de aire a presión con la válvula (V5); (T6) entrada de vapor a presión con la válvula (V6); (T7) de reciclo entre el colector y el depósito con la válvula (V7); (T8) de secado de la torta de papel con la válvula (V8) entre la salida del colector antes de (V7) y el depósito; y (T9) de vaciado a nivel de placas/salida de agua filtrada con la válvula (V9) entre la salida del colector y el depósito antes de (V7).