Reactor para el tratamiento aeróbico de fluidos y un procedimiento para el tratamiento aeróbico de un fluido a tratar.

Comprende una cuba (2) y un conducto (5) central, incluyendo dicho conducto (5) medios (6, 7) para generar un flujo descendente de fluido en su interior, y se caracteriza por el hecho de que la entrada (5a) de fluido de dicho conducto (5) está dispuesta asociada a un colector (3) central de recogida de fluido, vertiendo a través del borde (3a) superior de dicho colector (3) central una primera fracción de fluido, siendo regulado el nivel de la cuba (2) de modo que dicha primera fracción vierte a dicho colector (3) central mediante una cascada (10), y por el hecho de que dicho reactor (1) incluye además una pluralidad de colectores (4) laterales que comunican con dicho colector (3) central, siendo vertida, a través del borde (4a) superior de dichos colectores (4), una segunda fracción de fluido de la superficie de la cuba (2), incluyendo cada uno de dichos colectores (4) laterales medios (14, 15, 16) de obstaculización del flujo de fluido que cae en su interior, provocando dichos medios (14, 15, 16) la agitación mecánica de dicha segunda fracción de fluido antes de su llegada al colector (3) central.

REACTOR PARA EL TRATAMIENTO AERÓBICO DE FLUIDOS Y UN PROCEDIMIENTO PARA EL TRATAMIENTO AERÓBICO DE UN FLUIDO A TRATAR

La presente invención se refiere a un reactor para el tratamiento aerobio de fluidos y a un procedimiento para el tratamiento aeróbico de un fluido a tratar.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Son conocidos tecnológicamente reactores del tipo de flujo descendente o en “U”, utilizados para el tratamiento aerobio de fluidos, que incluyen una cuba de tratamiento en la que se lleva a cabo una aireación del

Dichos reactores resultan muy útiles para tratar efluentes con elevada carga de materia orgánica soluble.

Las patentes EP1379325 Y EP1379472 describen dos reactores para el tratamiento aeróbico de fluidos que incorporan un gran embudo en la parte superior de la cuba para recoger por rebose el fluido de la superficie de la cuba. En la base del embudo se halla unido un conducto que llega hasta el fondo de la cuba, en cuyo interior se dispone una hélice propulsora para generar un flujo descendente de fluido (característica básica de los reactores de flujo descendente o en “U”) .

En estos reactores, la aspiración de fluido que proporciona la hélice en el interior del centro del embudo posibilita el arrastre de burbujas de aire y, por lo tanto, la aireación del fluido.

Una vez captadas las burbujas de aire, éstas son arrastradas hasta el fondo de la cuba por la hélice posibilitando, de acuerdo con la ley de Henr y , la solubilización adicional de aire nuevo en el seno del fluido al incrementar la presión de gas con la columna de presión de fluido. De este modo, el fluido recibe el oxígeno soluble necesario para permitir el crecimiento de la biomasa aerobia que digiere la materia orgánica.

No obstante, se ha observado que los reactores descritos en las patentes mencionadas presentan ciertas limitaciones a la hora de tratar efluentes con un contenido de grasa y/o materia orgánica muy elevado, como es el caso, por ejemplo, de los purines procedentes de las granjas de animales.

En concreto, se ha observado que la tasa de captación de oxígeno atmosférico del fluido está muy limitada, lo que conlleva una limitación de la capacidad de tratamiento del reactor y, en casos extremos, la aparición de procesos de fermentación que podrían producir malos olores.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Un primer objetivo de la presente invención es el de resolver los inconvenientes mencionados, desarrollando un reactor para el tratamiento aerobio de fluidos que presenta la ventaja de que posibilita una mejor y más alta tasa de captación de oxígeno atmosférico y, por lo tanto, una elevada capacidad de tratamiento de fluidos.

Un segundo objetivo de la presente invención es el de resolver los inconvenientes mencionados, desarrollando un procedimiento para el tratamiento aeróbico de un fluido a tratar que obtiene un rendimiento global de depuración muy alto en fluidos complejos, como es el caso de residuos de deyecciones animales, residuos de grasas o residuos industriales con alta carga orgánica.

De acuerdo con estos objetivos, según un primer aspecto, la presente invención proporciona un reactor para el tratamiento aerobio de fluidos que comprende una cuba que contiene el fluido a tratar y un conducto central que se extiende verticalmente desde la parte superior de la cuba hasta la parte inferior, incluyendo dicho conducto medios de aspiración e impulsión para generar un flujo descendente de fluido en su interior, y que se caracteriza por el hecho de que la entrada de fluido de dicho conducto está dispuesta asociada a un colector central de recogida de fluido de la superficie de dicha cuba, vertiendo a través del borde superior de dicho colector central una primera fracción de fluido de la superficie de la cuba, siendo regulado el nivel de la lámina de fluido de la cuba de modo que dicha primera fracción vierte a dicho colector central mediante la formación de una cascada, y por el hecho de que dicho reactor incluye además una pluralidad de colectores laterales que comunican con dicho colector central, siendo vertida, a través del borde superior de dichos colectores laterales, una segunda fracción de fluido de la superficie de la cuba, incluyendo cada uno de dichos colectores laterales medios de obstaculización del flujo de fluido que cae en su interior, provocando dichos medios la agitación mecánica en superficie de dicha segunda fracción de fluido antes de su llegada al colector central.

Según un segundo aspecto, se proporciona un procedimiento para el tratamiento aeróbico de un fluido a tratar, que incluye la generación de un flujo descendente de fluido en el interior de un conducto central que se extiende verticalmente desde la parte superior de la cuba hasta su parte inferior, y que se caracteriza por el hecho de que se lleva a cabo;

i) una alimentación de una primera fracción de fluido de la superficie de la cuba a un colector central dispuesto asociado a la entrada de dicho conducto, llevándose a cabo dicha alimentación mediante la formación de una cascada en el borde superior de dicho colector para la captación de burbujas de aire, ii) una alimentación de una segunda fracción de fluido de la superficie de la cuba a dicho mismo colector central, llevándose a cabo dicha alimentación a través del borde superior de una pluralidad de colectores laterales que comunican con dicho colector central, incluyendo cada uno de dichos colectores medios de obstaculización del flujo de fluido que cae en su interior, provocando dichos medios la agitación mecánica en superficie de dicha segunda fracción de fluido para su desgasificación antes de su llegada al colector central, y iii) una aspiración e impulsión de dichas primera y segunda fracción de fluido hasta el fondo de la cuba,

invención el fluido procedente del fondo de la cuba se divide en superficie en dos fracciones. Una primera fracción de fluido que vierte directamente a un colector central mediante una cascada para la captación de burbujas de aire nuevo, y una segunda fracción que vierte a dicho colector central a través de unos colectores laterales para la agitación (desgasificación) en superficie del fluido antes de su llegada al colector central.

En el colector central, la cascada de fluido se forma encima de la zona de aspiración del conducto, por lo que la eficacia de captación de burbujas de aire del reactor es muy elevada. Una vez captadas las burbujas, éstas son arrastradas hasta el fondo de la cuba por los medios de aspiración posibilitando, de acuerdo con la ley de Henr y , la incorporación adicional (solubilización) de aire nuevo en el seno del fluido al incrementar la presión parcial de las burbujas de gas con la columna de presión de fluido.

En los colectores laterales se lleva a cabo una agitación mecánica en superficie de una fracción importante del fluido total que llega al colector central. Esta agitación posibilita la desgasificación previa (eliminación de gases disueltos ya usados) del fluido y, con ello, la mejora significativamente de la capacidad de solubilización de aire nuevo del fluido que llega al colector central. Además, al llevarse a cabo la agitación en superficie, el porcentaje de gases disueltos del fluido desgasificado es reducido hasta valores correspondientes a los de la solubilidad a presión atmosférica, por lo que la proporción de aire nuevo que puede incorporar el fluido al ser conducido hasta el fondo de la cuba es muy elevada.

En resumen, se ha observado que, gracias a la presencia de los mencionados colectores laterales, a diferencia de lo que ocurre en los reactores del estado de la técnica, en el reactor de la presente invención, se eliminan del fluido los gases disueltos ya usados enriquecidos en anhídrido carbónico procedente de la respiración de la biomasa. De este modo, la tasa de captación de aire nuevo (rico en oxígeno) del fluido que entra al colector central es mucho más elevada, por lo que el rendimiento global de depuración del reactor es mucho más elevado.

Preferentemente, dicho reactor comprende un deflector montado desplazable verticalmente con respecto al borde superior de dicho colector central para regular el...

1. Reactor (1) para el tratamiento aerobio de fluidos que comprende una cuba (2) que contiene el fluido a tratar y un conducto (5) central que se extiende verticalmente desde la parte superior de la cuba (2) hasta la parte inferior, incluyendo dicho conducto (5) medios (6, 7) de aspiración e impulsión para generar un flujo descendente de fluido en su interior, caracterizado por el hecho de que la entrada (5a) de fluido de dicho conducto

(5) está dispuesta asociada a un colector (3) central de recogida de fluido de la superficie de dicha cuba (2) , vertiendo a través del borde (3a) superior de dicho colector (3) central una primera fracción de fluido de la superficie de la cuba (2) , siendo regulado el nivel de la lámina de fluido de la cuba (2) de modo que dicha primera fracción vierte a dicho colector (3) central mediante la formación de una cascada (10) , y por el hecho de que dicho reactor (1) incluye además una pluralidad de colectores

(4) laterales que comunican con dicho colector (3) central, siendo vertida, a través del borde (4a) superior de dichos colectores (4) laterales, una segunda fracción de fluido de la superficie de la cuba (2) , incluyendo cada uno de dichos colectores (4) laterales medios (14, 15, 16) de obstaculización del flujo de fluido que cae en su interior, provocando dichos medios (14, 15, 16) la agitación mecánica en superficie de dicha segunda fracción de fluido antes de su llegada al colector (3) central.

2. Reactor (1) según la reivindicación 1, que comprende un deflector (13) montado desplazable verticalmente con respecto al borde (3a) superior de dicho colector (3) central para regular el caudal de la primera fracción de fluido que vierte a dicho colector (3) .

3. Reactor (1) según la reivindicación 1, en el que dichos medios de obstaculización del flujo de fluido comprenden el borde (4a) superior de dichos colectores (4)

4. Reactor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dichos medios de obstaculización del flujo de fluido comprenden por lo menos un canal (15) interior conectado en cascada con el borde (4a) superior de cada colector (4) , siendo vertido el fluido al fondo de cada colector (4) a través de dicho canal (15) interior mediante la formación de turbulencias.

5. Reactor (1) según la reivindicación 4, en el que dichos medios de obstaculización del flujo de fluido comprenden además un segundo canal (16) interior conectado en cascada con el primer canal (15) interior, siendo vertido el fluido al fondo del colector (4) a través de dichos primero y segundo canal (15, 16) interior mediante la formación de turbulencias.

6. Reactor (1) según la reivindicación 1, en el que el fondo de dichos colectores (4) laterales está unido al fondo de dicho colector (3) central, permitiendo que el nivel de fluido en el interior de dichos colectores (4) laterales y dicho colector (3) central sea el mismo.

7. Reactor (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos medios para generar un flujo descendente de fluido comprenden una hélice (6) propulsora en sentido descendente dispuesta en el interior del tramo de conducto (5) central que incluye la entrada (5a) de fluido.

8. Procedimiento para el tratamiento aeróbico de un fluido a tratar con el reactor (1) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que incluye la generación de un flujo descendente de fluido en el interior de un conducto (5) central que se extiende verticalmente desde la parte superior de la cuba (2) hasta su parte inferior, caracterizado por el hecho de que se lleva a cabo; configurado con una pluralidad de entallas (14) para forzar la división del flujo de fluido entrante y la formación de turbulencias.

i) una alimentación de una primera fracción de fluido de la superficie de la cuba (2) a un colector (3) central dispuesto asociado a la entrada (5a) de dicho conducto (5) , llevándose a cabo dicha alimentación mediante la formación de una cascada (10) en el borde (3a) superior de dicho colector (3) para la captación de burbujas de aire (12) , ii) una alimentación de una segunda fracción de fluido de la superficie de la cuba (2) a dicho mismo colector (3) central, llevándose a cabo dicha alimentación a través del borde (4a) superior de una pluralidad de colectores (4) laterales que comunican con dicho colector (3) central, incluyendo cada uno de dichos colectores (4) medios (14, 15, 16) de obstaculización del flujo de fluido que cae en su interior, provocando dichos medios la agitación mecánica en superficie de dicha segunda fracción de fluido para su desgasificación antes de su llegada al colector (3) central, iii) una aspiración e impulsión de dichas primera y segunda fracción de fluido hasta el fondo de la cuba (2) , permitiendo dicha aspiración la incorporación de aire atmosférico en el seno de dicho fluido.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que en la etapa ii) , la agitación mecánica en superficie de dicha segunda fracción de fluido se lleva a cabo para reducir la concentración de gases disueltos de dicho fluido a valores correspondientes a los de la solubilidad

de dichos gases a presión atmosférica.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 9, en el que en la etapa ii) dichos medios de obstaculización del flujo de fluido que cae al interior de dichos colectores (4) incluyen el borde (4a) superior de dichos colectores (4) configurado con una pluralidad de entallas (14) para forzar la división del flujo de fluido entrante y la formación de turbulencias.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que en la etapa ii) dichos medios de obstaculización del flujo de fluido comprenden por lo menos un canal (15) interior conectado en cascada con el borde (4a) superior de cada colector (4) , siendo vertido el fluido al fondo de cada colector (4) a través de dicho canal (15) interior mediante la formación de turbulencias.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, en el que en la etapa ii) dichos medios de obstaculización del flujo de fluido comprenden además un segundo (16) canal interior conectado en cascada con el primer canal

(15) interior, siendo vertido el fluido al fondo del colector (4) a través de dichos primero y segundo canal (15, 16) interior mediante la formación de turbulencias.

13. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que dicho fluido a tratar son residuos de alta carga orgánica.