Procedimiento y dispositivo para el tratamiento aeróbico de un agua residual.

Procedimiento para la purificación continua de un agua residual,

en particular para la purificación continua de un agua residual en la industria papelera, en el cual a un reactor aerobio (12) se le alimentan oxígeno o un gas que contiene oxígeno y el agua residual a purificar, el agua residual se pone en contacto dentro del reactor aerobio (12) con unos microorganismos aerobios, con el fin de descomponer a las impurezas contenidas en el agua residual, y el agua purificada es retirada a partir del reactor aerobio (12),

caracterizado porque

por lo menos una parte del agua residual, con el fin de efectuar un ablandamiento por lo menos parcial, antes de la alimentación al reactor aerobio (12) es sometida a un paso de flotación por descompresión de un gas a presión, siendo alimentada el agua residual que se ha de purificar, antes de la alimentación al reactor aerobio (12) de una manera continua a una disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión, en la que se lleva a cabo el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, y siendo mezclada allí con por lo menos una parte del agua residual retirada de una manera continua a partir del reactor aerobio (12), y siendo retirada a partir de la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión un agua residual por lo menos parcialmente ablandada y siendo alimentada directamente al reactor aerobio (12), siendo disminuida la dureza del agua en por lo menos un 40 % en el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, y comprendiendo el dispositivo, en el que se lleva a cabo el procedimiento, una disposición (70) para la separación de lodos, que está conectada detrás del reactor aerobio (12) y desde la cual una conducción (72) para la alimentación de retorno de lodos conduce al reactor aerobio (12).

Procedimiento y dispositivo para el tratamiento aeróbico de un agua residual El presente invento se refiere a un procedimiento para la purificación continua de un agua residual, en particular para la purificación continua de un agua residual en la industria papelera, en el que a un reactor aerobio se le alimenta oxígeno o un gas que contiene oxígeno y el agua residual que se ha de purificar, el agua residual se pone en contacto dentro del reactor aerobio con unos microorganismos aerobios, con el fin de descomponer las impurezas contenidas en el agua residual, y el agua residual purificada se retira a partir del reactor aerobio. Además, el presente invento se refiere a un dispositivo apropiado para la realización del procedimiento conforme al invento.

Para la purificación de aguas residuales se conocen un gran número de procedimientos mecánicos, químicos así como biológicos y de correspondientes reactores. En el caso de la purificación biológica de aguas residuales, el agua residual que se ha de purificar se pone en contacto con unos microorganismos aerobios o anaerobios, que descomponen a las impurezas orgánicas, que están contenidas en el agua residual, en el caso de microorganismos aerobios, predominantemente para formar dióxido de carbono y agua, y en el caso de microorganismos anaerobios, predominantemente para formar dióxido de carbono y metano.

Para la purificación aerobia de aguas residuales se emplea como reactor desde hace algún tiempo un denominado reactor MBBR (acrónimo del inglés moving bed biofilm reactor" o respectivamente "reactor de biopelícula de lecho móvil) . En el caso de este reactor, los microorganismos aerobios son aplicados sobre un material de soporte, que tiene por ejemplo la forma de un armazón, el cual durante la realización del procedimiento es mantenido en estado suspendido por medio del agua residual conducida a través del reactor y por medio de la aireación que se efectúa con el fin de realizar alimentación de aire. Con el fin de mantener al material de soporte, con los microorganismos que crecen sobre él dentro del reactor, el agua que se ha de retirar a partir del reactor es conducida a través de un filtro, que tiene un diámetro suficientemente pequeño de las aberturas, de manera tal que el material de soporte reunido con los microorganismos no pasa por el filtro.

Un problema esencial en el caso de la purificación de un agua residual en un reactor aerobio lo constituye (n) la dureza del agua contenida en el agua residual, o respectivamente los carbonatos e hidrógenocarbonatos contenidos en el agua residual, puesto que los soportes reunidos con microorganismos, empleados en reactores aerobios, durante el funcionamiento del reactor, a causa de su estructura y de su tamaño, constituyen unos núcleos de cristalización para depósitos de cal. Tales depósitos de cal sobre los soportes perjudican sin embargo la función de éstos. En efecto, cuando se deposita cal sobre los soportes reunidos con los microorganismos, se aumenta su peso específico, por lo cual éstos, durante el funcionamiento del reactor aerobio, ya no pueden ser mantenidos en estado de suspensión, así como se hunden sobre el fondo del reactor y allí ya no pueden participar en el proceso de purificación. También la actividad metabólica de los microorganismos aerobios da lugar a un desplazamiento del equilibrio entre la cal y el ácido carbónico mediante la producción, entre otros, de iones de hidrógenocarbonato (HCO3-) , lo cual favorece aun más una precipitación de cal sobre los sedimentos de microorganismos. Con el fin de evitar esto, se debe de disminuir la dureza del agua contenida en el agua residual.

A partir del documento de solicitud de patente alemana DE 119 18 695 A1 se conoce un dispositivo para el tratamiento aerobio de un agua residual procedente de la producción de papel, que tiene una zona de arremolinamiento con una conducción para la alimentación de un agua residual que desemboca en esta zona y una conducción de alimentación de oxígeno para el arremolinamiento del agua residual y una zona de clarificación, estando las zonas comunicadas entre sí a través de un conducto de paso para el agua tratada en la zona de arremolinamiento y separándose entre sí en la zona de clarificación el agua clarificada y los materiales sólidos y siendo retirados por separado. Durante el funcionamiento de este dispositivo, los microorganismos aerobios presentes en el agua residual se convierten químicamente, mediando consumo de oxígeno, en una biomasa y en dióxido de carbono, de manera tal que durante el arremolinamiento se forma cal, que se separa como un material precipitado. Al mismo tiempo precipitan también unos componentes orgánicos disueltos o suspendidos coloidalmente. Con el fin de conseguir una suficiente precipitación de las cargas orgánicas e inorgánicas, el período de tiempo de permanencia del agua residual que se ha de purificar en el dispositivo debe de durar entre 3 y 10 horas. Unos períodos de tiempo de permanencia tan largos dan lugar sin embargo a un pequeño caudal de paso por el dispositivo por unidad de tiempo, de manera tal que el procedimiento realizado de este modo es muy costoso.

A partir del documento de solicitud de patente europea EP 1 097 908 A1 se conoce un procedimiento para el tratamiento de un agua de proceso o respectivamente de un agua residual procedente de la industria papelera, en el que el agua se alimenta primeramente a una etapa de purificación anaerobia, para ser sometida después de esto a una etapa de purificación aerobia y seguidamente a un paso de separación, pudiendo tratarse en el caso del paso de separación de un paso de flotación por descompresión de un gas a presión.

En el documento DE 10 2004 047 010 A1 se describe un procedimiento para la purificación de un agua, en el que por lo menos una corriente parcial del agua afluyente es sometida a un procedimiento de flotación por descompresión de un gas a presión, en el cual la corriente parcial del agua afluyente es comprimida, en el agua se disuelve una cantidad previamente establecida de un gas, la corriente de agua es descomprimida y las diferentes fases de la corriente de agua son separadas, añadiéndose dosificadamente por lo menos un primer aditivo a la corriente de agua después de la compresión en dependencia de unos parámetros de funcionamiento previamente establecidos. El procedimiento de flotación por descompresión de un gas a presión se puede llevar a cabo, después de que el agua hubo sido tratada previamente en una etapa de purificación, pudiendo la etapa de purificación ser una etapa de purificación mecánica, una etapa de purificación física, una etapa de purificación anaerobia o una etapa de purificación aerobia.

Por lo tanto, una misión del presente invento es la puesta a disposición de un procedimiento sencillo y barato así como de un correspondiente dispositivo para la purificación de un agua residual, en particular para la purificación de un agua residual en la industria papelera, en los que las impurezas contenidas en el agua residual pueden ser descompuestas eficientemente mediando evitación de los problemas antes mencionados.

De acuerdo con el invento, el problema planteado por esta misión es resuelto por medio de un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 de esta patente y en particular por medio de un procedimiento para la purificación continua de un agua residual, en particular para la purificación continua de un agua residual en la industria papelera, en la cual a un reactor aerobio se le alimentan oxígeno o un gas que contiene oxígeno y el agua residual que se ha de purificar, el agua residual se pone en contacto dentro del reactor aerobio con microorganismos aerobios, con el fin de descomponer las impurezas contenidas en el agua residual, y el agua residual purificada se retira a partir del reactor aerobio, siendo sometida por lo menos una parte del agua residual, con el fin de efectuar un ablandamiento (o sea una eliminación de la dureza) por lo menos parcial antes de la alimentación al reactor aerobio, a un paso de flotación por descompresión de un gas a presión, realizándose que el agua residual que se ha de purificar, antes de la alimentación al reactor aerobio es alimentada de una manera continua a una disposición de flotación por descompresión de un gas a presión, en la que se lleva a cabo el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, y allí es mezclada con por lo menos una parte del agua residual que se ha retirado a partir del reactor aerobio, y el agua residual, ablandada por lo menos parcialmente, es retirada de una manera continua desde la disposición de flotación por descompresión de... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la purificación continua de un agua residual, en particular para la purificación continua de un agua residual en la industria papelera, en el cual a un reactor aerobio (12) se le alimentan oxígeno o un gas que contiene oxígeno y el agua residual a purificar, el agua residual se pone en contacto dentro del reactor aerobio (12) con unos microorganismos aerobios, con el fin de descomponer a las impurezas contenidas en el agua residual, y el agua purificada es retirada a partir del reactor aerobio (12) ,

caracterizado porque

por lo menos una parte del agua residual, con el fin de efectuar un ablandamiento por lo menos parcial, antes de la alimentación al reactor aerobio (12) es sometida a un paso de flotación por descompresión de un gas a presión, siendo alimentada el agua residual que se ha de purificar, antes de la alimentación al reactor aerobio (12) de una manera continua a una disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión, en la que se lleva a cabo el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, y siendo mezclada allí con por lo menos una parte del agua residual retirada de una manera continua a partir del reactor aerobio (12) , y siendo retirada a partir de la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión un agua residual por lo menos parcialmente ablandada y siendo alimentada directamente al reactor aerobio (12) , siendo disminuida la dureza del agua en por lo menos un 40 % en el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, y comprendiendo el dispositivo, en el que se lleva a cabo el procedimiento, una disposición (70) para la separación de lodos, que está conectada detrás del reactor aerobio (12) y desde la cual una conducción (72) para la alimentación de retorno de lodos conduce al reactor aerobio (12) .

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

el agua residual es ajustada a un valor del pH neutro o alcalino en el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, es mezclada con un gas y cargada con presión, antes de que el agua residual tratada de este modo es sometida a una presión disminuida.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1,

caracterizado porque

el agua residual es ajustada, en el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, a un valor del pH situado entre 7 y 10, de manera preferida entre 7 y 9, y de manera especialmente preferida entre 7, 5 y 8, 5.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

al agua residual, antes de o durante el paso de flotación por descompresión de un gas a presión, se le añade por lo menos un agente de precipitación y/o por lo menos un agente auxiliar de floculación, siendo el por lo menos un agente de precipitación preferiblemente un poli (cloruro de aluminio) y siendo el por lo menos un agente auxiliar de floculación de manera preferida una poli (acrilamida) .

5. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

en el caso de éste la temperatura del agua residual, en particular la del agua residual alimentada al reactor aerobio (12) , es regulada y/o vigilada.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

el agua residual que se ha de purificar, antes de o después del tratamiento en el reactor aerobio (12) , es tratada en uno o varios otros reactor (es) aerobio (s) y/o anaerobio (s) , siendo el número total de los reactores aerobios y eventualmente anaerobios de manera preferida de 2 a 6.

7. Dispositivo para la purificación continua de un agua residual, en particular para la purificación continua de un agua residual en la industria papelera de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, que comprende por lo menos un reactor (12) para la purificación aerobia de un agua residual con por lo menos una conducción de afluencia (14) para la alimentación de un agua residual que se ha de purificar al reactor (12) , con por lo menos una conducción (16) de alimentación de gases, para la alimentación de oxígeno o para la alimentación de un gas que contiene oxígeno al reactor (12) , así como con por lo menos una conducción de retirada (20) para la retirada de un agua residual purificada a partir del reactor (12) , caracterizado porque

el dispositivo (10) comprende además una disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión, que tiene un reactor (34) para la flotación por descompresión de un gas a presión, la cual está comunicada con la por lo menos una conducción de retirada (20) del reactor aerobio (12) a través de una conducción (46') para la alimentación a la flotación por descompresión de un gas a presión, de tal manera que por lo menos una corriente parcial del agua residual purificada, retirada del reactor aerobio (12) a través de la conducción de retirada (20) , puede ser conducida al reactor (34) para la flotación por descompresión de un gas a presión, estando la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión dispuesta corriente arriba del reactor aerobio (12) , teniendo la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión por lo menos una conducción de afluencia (30, 31) para la alimentación de un agente para el ajuste del pH y comprendiendo la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión, además, una conducción (44) que conduce directamente al reactor aerobio (12) desde el reactor (34) para la flotación por descompresión de un gas a presión, y comprendiendo el dispositivo (10) una disposición (70) para la separación de lodos, que está conectada detrás del reactor aerobio (12) , y desde la cual una conducción (72) para la alimentación de retorno de lodos conduce al reactor aerobio (12) .

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque

la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión tiene por lo menos una conducción de afluencia (30', 30'', 31'') para un agente de precipitación y/o un agente auxiliar de floculación.

9. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 u 8,

caracterizado porque

la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión tiene por lo menos una conducción de alimentación (42) para un gas a presión.

10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque

la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión tiene una disposición (40) para la disolución de gases, que está comunicada con el reactor (34) para la flotación por descompresión de un gas a presión a través de una conducción (36, 36') , y en la que desemboca la conducción (42) para la alimentación del gas a presión.

11. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque

una conducción (14) para la alimentación de un agua residual desemboca en una unidad mezcladora (43) y desde allí a través de una conducción de afluencia (46) desemboca en el reactor (34) para la flotación por descompresión de un gas a presión, teniendo la unidad mezcladora (43) de manera preferida una conducción de afluencia (31) para un agente de ajuste de pH y/o una conducción de afluencia (31') para agentes de precipitación y/o auxiliares de floculación.

12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque

la conducción (44) de la disposición (26) de flotación por descompresión de un gas a presión desemboca directamente en la zona de afluencia del reactor aerobio (12) .

13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque

en éste está prevista una disposición para el ajuste de la temperatura, que está dispuesta de manera preferida en la conducción (44) y que de manera preferida es un intercambiador de calor o una disposición de refrigeración, por ejemplo una torre de refrigeración.

14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque

la conducción (16) para la alimentación de gases del reactor aerobio (12) desemboca en una disposición de aireación (18) , que de manera preferida está estructurada como una aireación por chorros, como una aireación de volúmenes o como una aireación de superficies.

15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque el dispositivo (10) , junto al reactor aerobio (12) , comprende uno o varios otros reactores aerobios (12') y/o reactores anaerobios.