SISTEMA DE FLOTACION DE GAS DISUELTO.

Un sistema para la clarificación en continuo de un líquido que lleva sustancias sólidas en suspensión mediante la flotación con gas disuelto,

dicho sistema consta de: - una balsa de flotación (2) con una cámara colectora central (4) para la recogida y descarga del lodo flotado, - una espiral (scroll) rotatoria (5) dispuesta en sentido radial por encima de dicha balsa, - un medio perforado anular para recoger el líquido clarificado y - un circuito de abastecimiento que suministra dicho líquido que lleva sustancias sólidas en suspensión y un líquido (14, 14A, 14B) que contiene gas disuelto a presión así como un polielectrolito, y que permite descargar el líquido clarificado y el lodo flotado, caracterizado porque a) dicho medio colector anular perforado está formado por un tubo anular (30) que tiene un diámetro medio con respecto al diámetro exterior (D) de dicha balsa (2), por ejemplo un diámetro comprendido entre 1/3 y 4/5 del diámetro de la balsa (D), o por una pluralidad de pilares en forma de T, distribuidos a lo largo de una circunferencia, dichos pilares están anclados en el fondo (3) de dicha balsa y fijados sobre un elemento distribuidor circular y b) porque además del suministro directo (14B) de dicho líquido que contiene gas disuelto a presión al interior de dicha balsa (2) se proporciona una cámara de mezclado exterior (7) que es capaz de abastecer indirectamente (10) en forma mezclada al interior de dicha balsa (2) - dicho líquido que contiene gas disuelto a presión (14A) que fluye a través de dicha cámara de mezclado (7) en forma despresurizada desde una segunda entrada (9) desde el fondo hacia la parte superior de la misma y - dicho líquido que lleva sustancia sólida en suspensión (11), así como - dicho polielectrolito (25), que entra en dicha cámara de mezclado (7) por una primera entrada (8) en dirección lateral, disponiéndose la salida de la cámara de mezclado (10) y el suministro directo (14B) de dicho líquido que contiene gas disuelto de modo excéntrico con respecto al eje vertical central (A) de dicha balsa (2)

Sistema de flotación de gas disuelto.

Ámbito técnico

La presente invención se refiere a un sistema para clarificar en continuo líquidos, que tienen sustancias en suspensión, mediante la flotación con gas disuelto, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Antecedentes de la invención

Los sistemas de clarificación del tipo antes mencionado ya son conocidos en varias formas de ejecución. En la patente italiana nº 1,269,815 se describe un dispositivo de flotación que incluye una balsa de flotación con una cabeza hidrostática equivalente a una altura de líquido de 400 a 3.000 mm y que incluye balsas rectangulares o circulares que tienen un sistema de recogida de lodo flotado que está formado por rascadores rotatorios (sacabarros) de cadena o de dentadura espiral. En un dispositivo circular de flotación, el líquido de clarificado se suministra a través de una pluralidad de tubos rígidos con el dispositivo de puente grúa o en la región central del fondo de la balsa, contra un disco deflector, con lo cual se consigue una distribución radial con arreglo a un recorrido circular totalmente abierto, del modo descrito también en la patente italiana 1,239,047 y la correspondiente patente europea 0 442 463.

El líquido clarificado se recoge en posición central de los orificios de salida, dispuestos inmediatamente debajo de los orificios de entrada, tal como se describe en la patente italiana nº 1,318,579.

Sin embargo, los anteriores sistemas de flotación presentan varios inconvenientes y desventajas. En primer lugar, dentro de la balsa pueden tener lugar los efectos de estancamiento del líquido o de escasez. Además, disponiendo la zona colectora de líquido clarificado en posición central pueden producirse velocidades elevadas de retorno en las zonas próximas a los orificios.

Por tanto, si se recoge el líquido clarificado de la columna central de la balsa, entonces la alta velocidad o caudal de recogida en esta zona provocaría la entrada de retorno de aire disuelto y/o de sustancias sólida en suspensión.

Por otro lado, si se recoge el líquido clarificado de la circunferencia exterior de la balsa, entonces, en esta zona se tendrá mucha menos cantidad de aire para mantener las partículas sólidas en suspensión.

En la patente U.S. nº 5,275,732 se describe un sistema de separación de burbuja grande y fina, que consta de una balsa de flotación (63), un espiral (scroll) (113) que descarga material flotado en la cámara central (61, 42), un circuito de abastecimiento (16, 70, 11, 20, 40) con una unidad de presurización de gas (1, 2) y un medio de recogida de clarificado (90E), dicho medio de recogida (90E) dentro de dicha balsa (63) tiene la forma de un tubo anular perforado, cuyo diámetro es ligeramente inferior al diámetro interior del tanque de la balsa (205). No se describe ni sugiere ninguna otra dimensión de diámetro de dicho tubo circular. En estas circunstancias no es posible efectuar la recogida de líquido clarificado con un caudal sustancialmente constante a lo largo de toda la extensión de recogida anular ni eliminar líquido alguno antes de las zonas de estancamiento ni los efectos de escasez dentro de dicha balsa de flotación.

Toda el agua afluyente necesaria, los materiales químicos alimentados y/o los microorganismos (20, 55, 56) fluyen directamente hacia la balsa de flotación (63). No existe cámara de mezclado para el material que entra en dicha balsa (63) lo haga en forma bien mezclada, ya sea el líquido a tratar, ya sea el líquido reciclado presurizado, así como el polielectrolito o similares, de modo que no puede conseguirse un tipo modulable de lecho de microburbujas debajo de la capa flotada, con la consiguiente mejora de la eliminación de las sustancias sólidas en suspensión.

En el documento WO 94/21561 A se describe un aparato de flotación con aire disuelto y un método que consta de una balsa de flotación (fig. 6, 12) con una cámara central de recogida (18), un espiral rotatorio dispuesto en sentido radial (16), un medio de recogida de líquido clarificado (78, 62, 66, 67), una pluralidad de celdas modulares dispuestas en sentido radial (54) y un circuito de suministro de materiales presurizados (62, 84, 82, 80, 92, 94), en el que la válvula (94) dirige los materiales presurizados en parte indirectamente a la balsa de flotación (12) (proyectándolos radialmente hacia fuera) y en parte indirectamente a dicha cámara de floculación (14) (básicamente proyectándolos hacia dentro).

Dicha válvula (54) está colocada dentro del aparato de flotación, en la parte alta de dicha balsa de flotación (12) entre esta última y dicha cámara colectora (18).

La actuación de dicha válvula (54) no produce una acción de mezclado capaz de permitir la formación de un tipo modulable de lecho de microburbujas debajo de la capa flotada ni la consiguiente mejora de la cantidad eliminable de sustancia sólida en suspensión.

En el aparato descrito, los tubos colectores (78, 78a) de cada celda (54) para agua clarificada tienen una forma de múltiple T, dicha forma de T se consigue con conductos ranurados (78) que se proyectan desde un conducto principal dispuesto en sentido radial (78a), que está situado horizontalmente en el fondo de cada celda (54). La posición vertical de dichos tubos colectores (78, 78a) no se presenta ni se sugiere.

En la patente U.S. nº 4,184,967 se describe un cangilón multipaleta para un aparato de flotación, dicho cangilón en su rotación define sucesivamente ángulos continuamente variables.

En el documento WO 93/23334 A1 se describe un aparato de flotación para clarificar agua y presenta la vista longitudinal de un cangilón que tiene una pluralidad de ángulos de inclinación variables.

En la patente U.S. nº 6,364,123 se describe un tanque de flotación con un cangilón, que, al rotar, define diferentes ángulos.

Además, en los anteriores dispositivos de flotación, se suministra el líquido que contiene gas disuelto con presión con un caudal del 100% antes de la entrada en la balsa de flotación, o, como alternativa, con un caudal del 100% dentro de la balsa de flotación propiamente dicha. Este método de suministro del líquido que contiene gas disuelto a presión no permite formar lechos de microburbujas modulables por debajo de la capa flotada, para mejorar la cantidad eliminada de sustancia sólida en suspensión.

Por consiguiente, el objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema para la clarificación continua de líquidos que tienen sustancias sólidas en suspensión mediante la flotación con gas disuelto, diseñado para superar los inconvenientes y desventajas de los anteriores sistemas o dispositivos de flotación y para aumentar la cantidad separable de sólido/líquido, es decir, para aumentar la cantidad eliminada de sustancias en suspensión.

Resumen de la invención

El objetivo recién mencionado se alcanza con un sistema de flotación que tiene las características definidas en la reivindicación 1.

Otros desarrollos y formas ventajosas de ejecución se definen en las reivindicaciones secundarias.

El sistema de flotación según la presente invención proporciona numerosas ventajas importantes. En primer lugar, la recogida del líquido clarificado a lo largo de una zona anular, que tiene un diámetro comprendido entre el diámetro interior y el diámetro exterior de la balsa de flotación, permite llevar a cabo dicha recogida con un caudal sustancialmente constante a lo largo de toda la extensión de la recogida anular, con lo cual se eliminan las anteriores regiones de estancamiento de líquido o los efectos de escasez dentro de la balsa de flotación. Esta recogida anular de líquido clarificado puede realizarse mediante un tubo anular perforado, espaciado del fondo de la balsa, o con elementos individuales perforados de tipo pilar o columna, que tienen por ejemplo la forma de una T, dispuestos a lo largo de la circunferencia central y anclados en el fondo de la balsa de flotación. El uso tanto del tubo anular perforado como de los elementos de tipo pilar o columna dispuestos en círculo puede realizarse de manera muy simple, que no requiere operaciones importantes de mantenimiento. Otra ventaja es la posibilidad de ajustar el suministro del líquido que contiene el gas disuelto a presión en su interior entre un suministro directo a la balsa de flotación y un suministro indirecto a dicha balsa a través de una cámara de mezclado, que permite formar con ventaja un tipo modulable de lecho de microburbujas debajo de la capa flotada,...

1. Un sistema para la clarificación en continuo de un líquido que lleva sustancias sólidas en suspensión mediante la flotación con gas disuelto, dicho sistema consta de:

- una balsa de flotación (2) con una cámara colectora central (4) para la recogida y descarga del lodo flotado,

- una espiral (scroll) rotatoria (5) dispuesta en sentido radial por encima de dicha balsa,

- un medio perforado anular para recoger el líquido clarificado y

- un circuito de abastecimiento que suministra dicho líquido que lleva sustancias sólidas en suspensión y un líquido (14, 14A, 14B) que contiene gas disuelto a presión así como un polielectrolito, y que permite descargar el líquido clarificado y el lodo flotado, caracterizado porque