PROCEDIMIENTO E INSTALACIÓN PARA LA DESHIDRATACIÓN DE LODOS.
Procedimiento e instalación para la deshidratación de lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales y que comprende un alimentador de la masa de lodos que a través de un dosificador de corte sincronizado se suministran pequeñas porciones de lodo que llegan hasta una prensa hidráulica de doble accionamiento cuya presión de apriete se ajusta al peso de la porción de lodo para que en su compresión dicha porción se transforme en una oblea de lodo compactado con el mínimo espesor,
de forma que permita su deshidratación final en un secadero de aire con lecho fluido a la temperatura ambiente en un tiempo horario determinado.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030134.
Solicitante: BONO SIMO, Mª Maravillas.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: BONO SIMO,M. MARAVILLAS, FUSTER VENTURA,JOAQUIN.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- B01D29/03 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL. › B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B; aparato de vórtice B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 29/00 Otros filtros con elementos filtrantes estacionarios durante la filtración, p. ej. filtros de aspiración o de presión, o sus elementos filtrantes B01D 24/00 - B01D 27/00; Filtrado de estos elementos. › autoportantes.
- B01D33/048 B01D […] › B01D 33/00 Filtros con elementos filtrantes móviles durante la filtración (filtros con sustancia filtrante no aglomerada móvil o fluidificada durante la filtración B01D 24/28 - B01D 24/36; centrifugadores B04B). › con bandas filtrantes sin fin.
- F26B17/04 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F26 SECADO. › F26B SECADO DE MATERIALES SOLIDOS O DE OBJETOS POR ELIMINACION DEL LIQUIDO QUE CONTIENEN (dispositivos de secado para cosechadoras-trilladoras A01D 41/133; rejillas para el secado de frutas o vegetales A01F 25/12; secado de productos alimenticios A23; secado de cabellos A45D 20/00; artículos para el secado del cuerpo A47K 10/00; secado de artículos domésticos A47L; secado de gases o vapores B01D; procedimientos físicos o químicos para la eliminación del agua o cualquier otra forma de separar los líquidos de los sólidos B01D 43/00; aparatos centrifugadores B04; secado de cerámica C04B 33/30; secado de hilos o tejidos textiles en combinación con cualquier otra forma de tratamiento D06C; soportes de secado para lavandería sin calefacción ni circulación de aire efectiva, secadores centrífugos domésticos o similares, escurrido o prensado en caliente de la colada D06F; hornos F27). › F26B 17/00 Máquinas o aparatos con movimiento progresivo para el secado de un material a granel, en estado plástico o en forma fluidificada, p. ej. gránulos, fibras cortadas (F26B 13/00 tiene prioridad). › siendo las correas completamente horizontales o ligeramente inclinadas (F26B 17/08 tiene prioridad).
Fragmento de la descripción:
PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS
La presente invención consiste en un procedimiento e instalación para la deshidratación de los lodos que se recogen de diferentes estaciones depuradoras de aguas
residuales, en cuyo proceso se consigue la máxima deshidratación de los lodos sin crear ninguna problemática
medioambiental añadida, permitiendo obtener un sistema óptimo a nivel industrial que hace posible reducir drásticamente los costes de manipulación y traslado de lodos hasta sus puntos de vertido, así como la reducción de los costes del propio vertido de lodos, que una vez deshidratados pueden ser aprovechados incluso como abono industrial siempre que su composición química lo permita.
El procedimiento e instalación para la deshidratación de lodos, objeto de la invención, presenta la particularidad de permitir que la gran masa de lodos que recibe un
alimentador pueda separarse o dividirse en pequeñas porciones de lodo proporcionadas por un dosificador con corte sincronizado, que permite graduar la cantidad de masao peso de las porciones de lodo suministradas a una prensa hidráulica de doble accionamiento cuya presión de apriete se ajusta al peso de la porción de lodo para que en su compresión dicha porción se transforme en una oblea de lodo compactado con el mínimo espesor, de forma que permita su deshidratación final en un secadero con lecho fluido a la temperatura ambiente en un tiempo horario determinado.
La instalación comprende una tolva de dimensiones suficientes para recibir la gran masa de lodos procedentes de las depuradoras, en disposición de alimentar directamente, o a través de un transportador "sinfín", a una boquilla de preformado intercambiable que lleva incorporado
un sistema de corte automático sincronizado para el suministro de porciones de lodo con un peso determinado. De
este modo actuando sobre los diferentes elementos del alimentador y dosificador se podrá actuar sobre las dimensiones y masa de las porciones de lodo, todo ello comandado electrónicamente para sincronizarlo con los diferentes ciclos de la instalación.La instalación dispone de unas bandas superiores de filtrado en disposición paralela a otras bandas inferiores de transporte de las porciones de lodo hasta la prensa hidráulica y con capacidad de filtrar y absorber el agua, por lo que todas las bandas presentan la misma configuración especial para actuar durante el prensado como una cubierta y como una base de la porción de lodo y por lo tanto deben filtrar el agua que se extrae en la compactación de dicha porción de lodo. De todo ello se desprende que las bandas superiores e inferiores deben tener un fácil montaje y desmontaje para que puedan ser intercambiables y sustituibles en caso de deterioro.
Tanto la bandas de filtrado como las bandas de transporte de las porciones de lodo, pasan por el centro de la prensa en disposición paralela una sobre la otra para retener entre ambas bandas la porción de lodo y recibir la presión de los discos especiales de apriete de la prensa que canalizan el agua hacia el exterior de dicha prensa. La cinta de transporte se prolonga a la salida de prensa en dirección al lecho fluido del secadero para depositar las obleas de lodo compactado en una cinta repartidora que alimenta el secadero.
Las bandas de filtrado y transporte poseen sus correspondientes rascadores y sistemas de limpieza adecuados al material transportado y prensado y se ha previsto la utilización de equipos de vacío para la evacuación de los líquidos sobrantes extraídos por la compresión del lodo. 5 La prensa hidráulica que integra la instalación, dispone de un disco inferior de apriete fijado a la bancada y otro superior móvil acoplado al eje del pistón de apriete. Dichos discos son intercambiables y están mecanizados adecuadamente para permitir durante el apriete de la bandas 1 O filtrantes y de transporte entre las que se encuentra la porción de lodo, la canalización del agua por los discos y su evacuación de la prensa. La citada prensa se ha diseñado con un doble acciona 15 miento, para que descienda primero la camisa de prensa accionada por unos pistones relativamente pequeños y mantenga montada la banda de filtrado superior sobre la porción de lodo que transporta la banda inferior, quedando el conjunto de bandas retenido sobre el disco inferior de 20 apriete fijado a la bancada y en disposición de recibir la presión del pistón central de apriete que desciende por el interior de la camisa. La prensa hidráulica dispone de una centralita hidráulica de cierta potencia, con sus correspondientes electro válvulas de carga y descarga y los 25 sistemas de seguridad. Para optimizar el proceso, el rendimiento, y el tiempo de ciclo de prensado, la instalación está capacitada para poder utilizar un multiplicador, así como un sistema de 30 refrigeración del fluido hidráulico. A la salida de la prensa se dispone de una banda extractora dotada de un movimiento horizontal de vaivén, que actúa de repartidor de las obleas de lodo compactado que salen de la prensa y se evacuan sobre el lecho fluido de un secador, de modo que se permite sincronizar el ciclo de prensado con la etapa o ciclo final de deshidratación.
El lecho fluido está constituido por una serie de bandas de transporte escalonadas para las obleas compactadas en la prensa cuya superficie es la adecuada para que a su través pase el aire a temperatura ambiente forzado en dirección ascendente a través de ventiladores o mediante aspiradores. Todo el conjunto queda alojado en el interior de un compartimento cerrado a modo de secadero.
Las dimensiones del lecho fluido dependen directamente del tiempo de ciclo de deshidratación final y atendiendo a los datos previos obtenidos, se estima una superficie de 72 m2 para un ciclo de deshidratación de 1 hora.
Las pruebas realizadas a nivel de laboratorio sobre diferentes lodos de orígenes diversos hasta concretar el proceso más óptimo han proporcionado una serie de datos empíricos que indican reducciones entre un 62% a un 68% de la cantidad de agua en la masa de lodos, de manera que por cada 100 kg. de lodo procesado, se pueden obtener entre 32 Kg. a 38 kg. de lodo deshidratado fácilmente manipulable.
Este proceso tiene la ventaja de no aumentar el nivel contaminante durante la deshidratación del lodo puesto que la etapa final de secado se realiza por convección en lecho fluido a temperatura ambiente de 25°C aproximadamente y por tanto no se generan gases ni otros elementos que no se produzcan en el secado convencional por extensión en eras o en el almacenamiento en contenedores, etc. Por tanto en el producto final queda minimizado el nivel de olores y de contaminación ambiental. En el estado actual de la técnica es conocido que los lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales reciban un tratamiento de escurrido de los líquidos mediante el paso por unos filtros para después 5 espesarse en eras o depósitos estáticos o provistos de agitación para adelantar el espesamiento. Este tratamiento tiene la desventaja de aumentar el nivel contaminante de la atmósfera durante el espesamiento 10 del lodo ya que tarda mucho tiempo en producirse dicha operación en las eras o en los depósitos, lo que aumenta el nivel de olores debido a los gases que expiden los lodos estancados provocando una gran contaminación ambiental. 15 Igualmente es conocido la existencia de aparatos com pactos para el tratamiento de los lodos por escurrido y prensado que están integrados por una sección de reja de escurrido de los lodos con dispositivos de lavado de la masa de lodo y un módulo de prensado entre rodillos que son 2 O arrastrados por un conjunto de motor y variador de velocidad, tal y como quedan recogido en la patente europea ES 2 033 660 y en las patentes antecedentes citadas en la misma. 25 Este tipo de aparatos tienen el inconveniente que al tener que ser...
Reivindicaciones:
1. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales, que se someten a operaciones de prensado y secado para ser manipulados y en su caso transformados en granulado, caracterizado porque la masa de lodos (1) que recibe una tolva alimentadora (3) se dosifica a través de una boquilla de preformado (5) con cortador sincronizado ( 6) en pequeñas porciones de masa de lodo (2) con un peso predeterminado y adecuado para ser comprimida cada porción entre cintas filtrantes especiales por una prensa hidráulica
( 7) de doble accionamiento y presión ajustable al peso de dicha porción de lodo para conformar unas obleas de lodo compactado (8) de poco espesor que a la salida de la prensa son repartidas automáticamente en un lecho fluido (9)
aireado a una temperatura ambiente durante un período horario de tiempo para su deshidratación final, estando comandados los diferentes ciclos de alimentación,dosificación, cortado y prensado de las porciones de masa de lodo (2) para su transformación en obleas de lodo compactado
(8) y su posterior secado, a través de un panel electrónico de control (10) conectado a un ordenador (11) para el almacenamiento de datos y cálculos estadísticos.
2. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS, según reivindicación primera, caracterizado porque una porción de masa de lodo (2) dosificada con un peso de 200 gr. y sometida a una presión de 180 bar da como resultado una oblea de lodo compactado (8) de 250 a 300mm. de diámetro y con un espesor de 2, 5 a 3 mm., que requiere un tiempo de secado en un lecho fluido aireado a temperatura ambiente de 1 hora a 1, 5 horas.
3. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS, según reivindicación primera y segunda, caracterizado porque se consiguen reducciones de la cantidad de agua en la masa de lodos entre un 62 % a un 68%, de manera que por cada 100 kg. de lodo procesado, se pueden obtener entre 32 kg. a 38 kg. de lodo deshidratado fácilmente manipulable.
4. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las porciones cortadas de masa lodo (2) quedan depositadas sobre una cinta transportadora filtrante (12) que atraviesa la prensa (7) y está constituida por dos bandas continuas unidas (13) y (14) , de las cuales la banda superior (13) es de rejilla plástica flexible con pasos micrométricos para el desagüe de los fluidos, mientras que la banda inferior (14) es de materia textil absorbente para el filtrado de los líquidos pasantes, disponiéndose en zonas estratégicas de la cinta transportadora unos rascadores (15) de arrastre de las obleas de lodo compactadas ( 8) hacia un repartidor (16) de alimentación al lecho fluido (9) , así como un sistema de limpieza mediante un aspersor de agua a presión y rodillos de apriete (17) para la eliminación de los residuos de lodo y secado de las dos bandas de la cinta.
5. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre la cinta transportadora (12) de las porciones de lodo queda dispuesta en paralelo otra cinta (18) de filtracto de lodos que atraviesa la prensa hidráulica ( 7) y está constituida por dos bandas asociadas continuas (19) y
(20) de igual estructura que las bandas de la cinta transportadora, de forma que en la operación de prensado de doble accionamiento la camisa (21) de la prensa dotada en su borde inferior de una junta tórica (22) presiona la cinta
superior de filtrado (18) sobre la cinta inferior transportadora (12) quedando situada la porción de lodo (2) entremedio de ambas cintas (18) y (12) y en disposición de recibir a continuación la presión del pistón de apriete (23) 5 que baja por el interior de la camisa para conformar en el interior de las cintas una oblea de lodo compactado (8) cuyo diámetro viene delimitado por el borde periférico de la junta tórica (22) que retiene unidas la cinta superior de filtrado (18) sobre la cinta inferior de transporte (12)
durante la operación de prensado.
6. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la prensa hidráulica (7) dispone de un disco inferior
de prensado (24) que queda fijado a la bancada por debajo de la cinta transportadora (12) de las porciones de lodo y un disco superior móvil de prensado (25) acoplado al eje del pistón de apriete (23) que queda por encima de la cinta superior de filtrado (18) , de manera que la cinta superior
filtrante (18) y cinta inferior transportadora (12) que atraviesan la prensa hidráulica ( 7) son presionadas entre los discos de la prensa ( 2 4) y ( 2 5) , que están mecanizados con ranuras superficiales (26) para la canalización y desagüe del agua que se extrae del prensado de la porción de
2 5 lodo ( 2) y que es filtrada por las dos cintas en contacto con los discos de apriete que evacuan el agua.
7. PROCEDIMIENTO E INSTALACION PARA LA DESHIDRATACION DE LODOS, según reivindicaciones anteriores, caracterizado 30 porque se ha previsto a la salida de la prensa ( 7) un repartidor (16) de obleas de lodo compactado ( 8) que está dotado de un movimiento de vaivén horizontal para la alimentación y distribución de las obleas a lo ancho del lecho fluido ( 9) de un secadero ( 2 7) que está constituido por una
serie de bandas continuas de rejilla (28) en disposición escalonada (28 1 ) , (28 1 1 ) , (28'' ') , etc., a través de las cuales pasa un volumen ascendente de aire a temperatura ambiente provocado por ventiladores y/o aspersores (29) , que orean las obleas durante su transporte por las distintas bandas escalonadas hacia la salida del secadero en el que permanecen un período horario de tiempo necesario para su deshidratación final, que será variable acorde con las dimensiones de cada una de las bandas de transporte ( 2 8) ,
1 ) , (28 1 1 ) , (28'' ') , etc., utilizadas en el interior del secadero.
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