DISPOSITIVO DE SECADO DE PRODUCTOS TALES COMO PARTICULARMENTE LODOS DE ESTACIONES DEPURADORAS.

Dispositivo de secado de productos tales como particularmente lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas o industriales utilizando la energía solar,

realizado en forma de un invernadero (1) que comprende una losa o piso (2) sobre el cual se deposita el lecho (3) de lodos a secar, estando previstos medios (4) para asegurar el retorno de los lodos extendidos por el indicado piso y su progresión a lo largo del dispositivo de secado, este último comprende además ventiladores para asegurar la renovación del aire contenido en el indicado invernadero, caracterizado porque los indicados ventiladores (6) están posicionados sobre los medios (4) que aseguran el retorno y la progresión del lecho de lodos

La presente invención se refiere al secado de desechos, particularmente de lodos procedentes de estaciones de tratamiento depuradoras de aguas residuales urbanas o industriales y la misma se propone aportar un dispositivo de secado que utiliza la energía solar (Ver por ejemplo el documento DE-A-4315321).

Se sabe que los lodos de la depuración constituyen desechos inevitables en el tratamiento del agua: cada individuo los produce por término medio aproximadamente 20 kilos por año, lo cual representa para Europa más de 10 millones de toneladas por año, expresadas en Materias Secas, o sea 50 millones de toneladas de lodos brutos cuando se hace referencia a los lodos denominados “húmedos” que están compuestos por un 20% de Materias Secas y un 80% de agua.

En el momento actual varios destinos son posibles para estos lodos, particularmente: el vertedero, la incineración y el esparcimiento de abono agrícola: en cada uno de estos casos el secado de los lodos aparece como una etapa ineludible que permite reducir en un factor de 4 los volúmenes a almacenar, transportar y eliminar. Sin embargo, habida cuenta de numerosas obligaciones (en particular técnicas, sanitarias, reglamentarias...) tales hileras de evacuación de los lodos son cada vez más complejas, por consiguiente cada vez más caras y pueden incluso ser cuestionadas localmente incluso también prohibidas.

Se concibe que este secado constituya en el momento actual un mercado en pleno crecimiento y que represente una parte notable del coste resultante de los procesos de eliminación/valorización de los desechos que representan los lodos biológicos procedentes de las estaciones depuradoras de aguas residuales. Esta parte resulta tanto más importante en el presupuesto de la estación depuradora cuando ésta es de pequeña capacidad.

La mayoría de las instalaciones de secado de los lodos son instalaciones denominadas “de secado térmico”. Las mismas son grandes consumidoras de energía (aproximadamente 1000 kWh por tonelada de agua evaporada), fósil en particular y necesitan la presencia de personal cualificado e inversiones importantes. Por este motivo, estas soluciones según el estado actual de la técnica están, económicamente hablando, mal adaptadas a las estaciones de capacidad pequeña o mediana.

Se ha considerado igualmente realizar un secado de los lodos por radiación solar, presentando esta técnica la ventaja de utilizar una energía renovable y una tecnología de construcción sencilla correspondiente de la concepción de invernaderos de tipo hortícola. Con el fin de mejorar los rendimientos de secado de tales instalaciones solares, los invernaderos están generalmente provistos de medios que aseguran el removido del lodo a secar, incluso su progresión a lo largo de la instalación de secado. Así, el producto a secar presenta siempre una superficie húmeda en contacto con el aire, evitando así la formación de una “corteza” en la superficie del lecho de lodos y permitiendo mejorar el rendimiento de evaporación del agua en el tratamiento de secado.

Las realizaciones de secadores solares conocidas hasta ahora, aseguran la extracción del vapor de agua resultante del secado progresivo de los lodos mediante fenómenos conocidos de convección natural, inducida por las diferencias de densidad del aire en el invernadero (debiéndose estas diferencias a los gradientes de temperatura e higrometría); los secadores solares de este tipo están a veces provistos de ventiladores con el fin de asegurar una circulación y una renovación forzadas de la atmósfera gaseosa del secador (convección forzada).

En las instalaciones conocidas, estos ventiladores están situados en la parte superior del invernadero (es decir en el techo”) y están dimensionados con el fin de prever un cierto porcentaje de renovación del volumen total del aire contenido en el invernadero. Por este motivo, el coste del puesto “ventilación forzada” representa entre un 25 y un 50% de los consumos eléctricos relacionados con el funcionamiento del secador. Ahora bien. Los estudios de optimización a los cuales se ha procedido muestran que es la renovación de la capa de aire en contacto inmediato con el lecho de lodos a secar el que mayores repercusiones tiene sobre la eficacia del proceso de evaporación.

El dimensionamiento de un dispositivo de secado solar está relacionado con los factores meteorológicos del lugar de instalación de este dispositivo. Por otro lado, la operabilidad de los equipamientos de secado es extremadamente limitada durante la noche y en período invernal: la disponibilidad anual, esencialmente diurna, no sobrepasa el 30% del tiempo. Además, es habitual considerar que, en las regiones templadas, un 70% de la cantidad de agua anual presente en los lodos se evapora durante los 3 meses más calientes del año.

Estos diversos imperativos obligan a sobredimensionar notablemente las instalaciones previendo grandes superficies para secar cantidades de lodos relativamente pequeñas. En función de las regiones de instalación, por una parte, y del grado de optimización de los procedimientos puestos en práctica por otra parte, la superficie instalada de un secador solar oscila entre 0,3 y 1 m2 de invernadero por tonelada de lodos a tratar y por año (desecación inicial 25% y desecación inicial 75%).

El funcionamiento de los equipos de secado solar está ventajosamente sujeto a las variaciones de uno o de varios parámetros tales como particularmente: la radiación solar medida, la temperatura del aire, la humedad del aire en el interior y en el exterior del invernadero.

El sistema se activa por consiguiente en función del poder secador del aire, sin tener en cuenta la presión parcial de vapor de agua en la superficie del lodo.

Otro inconveniente de las soluciones según la técnica anterior de este secado solar reside en que la alimentación del lodo, en uno de los extremos del secador se realiza con la ayuda de un ingenio móvil de carga del tipo “Tractopelle”, provisto de un cangilón móvil. El lodo se deposita en montones más o menos regulares a la entrada del invernadero, sin que la superficie del depósito de lodos sea realmente optimizada e integrada a la zona de secado.

Partiendo del estado de la técnica mencionado anteriormente, la presente invención propone aportar una instalación de secado solar que permita particularmente reducir el tiempo de secado gastando menos energía.

Consecuentemente, la invención se refiere a un dispositivo de secado de productos tales como particularmente lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas o industriales utilizando energía solar, realizado en forma de un invernadero que comprende una losa o piso sobre el cual se deposita el lecho de lodos a secar, estando previstos medios para asegurar el removido de los lodos esparcidos sobre el indicado piso y su progresión a lo largo del dispositivo de secado, este último comprende además ventiladores para asegurar la renovación del aire contenido en el indicado invernadero, caracterizado porque los indicados ventiladores se colocan sobre los medios que aseguran el removido y la progresión del lecho de lodos.

Según otra característica de la presente invención, se prevé además un sistema de aspiración y de descarga del aire, dispuesto en la parte alta del invernadero.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción dada a continuación haciendo referencia a los dibujos adjuntos que ilustran ejemplos de realización de la misma desprovistos de cualquier carácter limitativo. En los dibujos:

- la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva de un dispositivo de secado según la presente

invención;

- la figura 2 es una vista, a escala ampliada, en sección por un plano vertical, del dispositivo de la figura 1;

- la figura 3 ilustra otro modo de realización de la invención, en sección vertical y

- la figura 4 es una vista similar a la figura 1 de otro ejemplo de realización del dispositivo de secado según la

invención.

Se hace referencia en primer lugar a la figura 1 en la cual se ha representado en 1 el invernadero del dispositivo de secado que está instalado sobre la losa 2 sobre la cual se encuentra esparcido el lecho de lodos 3 a secar. Tapias muy bajas tales como 5 delimitan lateralmente la superficie sobre la cual se coloca...

1. Dispositivo de secado de productos tales como particularmente lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales urbanas o industriales utilizando la energía solar, realizado en forma de un invernadero (1) que comprende una losa o piso (2) sobre le cual se deposita el lecho (3) de lodos a secar, estando previstos medios (4) para asegurar el removido de los lodos extendidos por el indicado piso y su progresión a lo largo del dispositivo de secado, este último comprende además ventiladores para asegurar la renovación del aire contenido en el indicado invernadero, caracterizado porque los indicados ventiladores (6) están posicionados sobre los medios (4) que aseguran el retorno y la progresión del lecho de lodos.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además un sistema de aspiración y de descarga del aire (8), situado en la parte alta del invernadero (1).

3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque comprende un sistema adicional de ventilación por el suelo (10, 9, 11) implantado en la segunda mitad del trayecto de los lodos en el dispositivo.

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el indicado sistema adicional de ventilación por el suelo comprende un ventilador (10) que sopla aire en un conducto (9) que desemboca a través de la losa (2) por mediación de una membrana geotextil (11).

5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende medios para relacionar estrechamente el funcionamiento, es decir la puesta en funcionamiento y la parada, y el servomando del conjunto de la motorización, con la medición de la temperatura de la superficie del lecho de lodos (3).

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque los indicados medios de correlación tienen igualmente en cuenta la diferencia de temperatura entre la superficie del lecho de lodos a secar y la atmósfera presente en la instalación desecado, produciéndose la puesta en funcionamiento de los equipos solo cuando esta diferencia de temperatura alcanza un punto de consigna predeterminado.

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque se mide el contenido en humedad relativa de la atmósfera exterior en el invernadero de secado y se impone una consigna de puesta en funcionamiento cuando esta humedad es inferior a un punto de consigna predeterminado.

8. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque se acoplan las mediciones de diferencias de temperaturas y de humedad relativa de la atmósfera exterior de forma que el primero de estos dos valores que alcance un punto de consigna predeterminado desencadena la puesta en funcionamiento de los equipos.

9. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema de alimentación de lodos por bomba volumétrica (12) y medios de reparto (13) que permiten dispersar y depositar los lodos en capa uniforme por todo lo ancho del invernadero.

10. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende además, un sistema de calentamiento, particularmente paneles o tubos radiantes, que permiten calentar la superficie superior del lecho de lodos por radiación infrarroja.