Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático.

Comprende un tanque prefabricado de forma circular, con un depósito interior concéntrico, donde el anillo exterior es el reactor (7) biológico separado físicamente en cuatro cámaras, aerobia (1), aerobia (2), aerobia (3) y aerobia (4), y donde el depósito concéntrico al anillo exterior es un decantador (10), de fondo cónico, realizando la alimentación del reactor (7) con un tubo por la parte superior, entrando directamente el agua repartida entre la cámara anóxica (4) y la cámara aerobia (1), y pasando de la cámara aerobia (1) a la cámara aerobia (2), a la cámara aerobia (3), donde parte del agua de salida a la cámara anóxica (4), y la otra parte del agua pasa al decantador (10) por gravedad, a través de un tubo (11), conduciendo el agua decantada al exterior.

Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático.

Objeto de la invención

La presente invención tiene por objeto un sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, que optimiza las diferentes cámaras aerobia y anaerobia mejorando el hábitat en cada una de ellas y la eliminación de materia orgánica y nitrogenada.

Antecedentes de la invención

Se conocen diferentes sistemas para el tratamiento y purificación de aguas residuales. Por ejemplo, el documento MX 9602440 trata de un procedimiento y sistema para la purificación de aguas de desperdicio. El sistema comprende una región de tratamiento anaeróbico para remoción de fósforo biológico, una región de lodo activo para el tratamiento aeróbico del agua de desperdicio recibida de la región de tratamiento anaeróbico, una región de sedimentación y clarificación de agua de desperdicio recibida de la región de tratamiento aeróbico, una línea de retorno para recircular el lodo activo de la región de sedimentación a una región precedente en el procedimiento y, una disposición para variar el volumen de la región de tratamiento anaeróbico.

También el documento ES 402139 consiste en un dispositivo en instalaciones de depuración biológica de aguas residuales por el procedimiento de fangos activos. Consta de un depósito de forma circular, visto desde arriba, y que por un tabique de inmersión está dividido en una cámara de aireación situada en el centro y en una cámara de clarificación posterior que en sección longitudinal tiene forma triangular y que rodea a aquella en forma anular, así como una centrífuga de gran potencia situada en el centro de la cámara de aireación y provista de un tubo vertical que termina poco por encima del fondo del depósito, estando acopladas al tubo vertical varias tuberías de trayectoria horizontal que terminan con altura ajustable en la zona de la superficie del agua en la cámara de clarificación posterior. En la pared de inmersión en la zona inmediatamente debajo de la superficie de agua están previstas una o varias aberturas circulares a las que están acopladas tuberías de derrame dispuestas en la cámara de clarificación posterior y que terminan en la parte inferior de la misma.

El documento ES 374037 trata sobre un dispositivo en instalaciones para la depuración biológica de aguas residuales de acuerdo con el procedimiento de fangos activos. En un tanque que constituye la obra civil de la depuradora, integrada por una parte central ocupada por la zona de aireación dotada de una turbina de alto rendimiento con tubo elevador, por una cámara periférica a la zona anterior de sección triangular, como espacio de clarificación y por una arqueta exterior al tanque colector de lodos, se establecen conexiones mediante conducciones tubulares entre las citadas zonas de aireación, clarificación y arqueta colectora de lodos terminado de forma ajustable en cuanto a la altura en la zona de la superficie del agua, siendo tal la conexión y posición de las citadas conducciones, que por la sola acción de la turbina de la zona de oxidación se originan corrientes de agua o de agua y lodo entre los distintos compartimentos antes señalados obteniéndose una extracción de lodos uniforme y un contenido de lodos uniforme en la zona de aireación.

Descripción de la invención

La invención que se propone consiste en un sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático. Su particularidad reside en la posibilidad de desarrollar en este equipo las fases aerobias, anóxica y de decantación, todas ellas separadas físicamente, y que además exista un aporte controlado de licor mixto -recirculación- a anoxis, lo que optimiza el proceso. Se trata de un equipo aéreo, no enterrado, de bajo consumo energético lo que facilita el mantenimiento; prefabricado lo que permite una instalación muy rápida y con poco espacio requerido. Otro punto importante en la innovación es la instalación de dispositivos que permiten el telecontrol completo de la planta.

En conjunto, se desarrolla un equipo para la depuración de aguas residuales en el que se combinan todos los procesos de eliminación de materia carbonatada y nitrogenada en un único equipo permitiendo alcanzar unos altos rendimientos de depuración.

El equipo comprende un tanque prefabricado en material rígido, preferentemente de fibra de vidrio, y de forma circular, con un depósito interior concéntrico. Entre ambos depósitos se genera un anillo dividido en varias secciones en función de las necesidades, separadas por paredes situadas a distintas alturas de la solera del depósito, lo que hace que el fluido pase por la parte de debajo de arriba de las paredes. El anillo exterior es el reactor biológico en el que se llevará a cabo la eliminación de la materia carbonatada y nitrogenada, dividido en varias secciones separadas por paredes rígidas. El equipo concéntrico a éste es un depósito con fondo cónico -decantador- en el que se produce la separación sólido-líquido.

Asociados al tanque se instalan una pluralidad de controladores del proceso, variadores de frecuencia, caudalímetros, oxímetros, medidores de sólidos en suspensión, medidores de DQO, etc. Todos estos equipos tienen la característica de estar centralizados en un sistema de control que permite realizar variaciones de los parámetros de forma telemática, actuando además de registrador y comunicador a tiempo real.

El agua residual entra repartida a la primera cámara aerobia y a la cámara anóxica, y pasa a la siguiente sección, a la siguiente cámara aerobia, pasando por debajo de la pared rígida que las separa. Posteriormente, el agua pasa a la siguiente cámara aerobia, estando la pared rígida sellada a la solera del anillo, de manera que el agua únicamente puede pasar por rebose. En esta cámara y en la pared interior del anillo existe un tubo, que va hacia la zona central del decantador por donde entrará el licor mixto procedente de la cámara aireada.

El decantador de fondo cónico tiene un canal perimetral Thomson, con una caída hacia un punto en el que se recoge el agua depurada que se llevará con un tubo paralelo a la pared del decantador hacia el exterior.

La alimentación del reactor se realiza por la parte superior con un tubo de diámetro calculado acorde al caudal a bombear. El caudal influyente es repartido entre la cámara anóxica y la cámara aerobia 1, proveniente de un sistema de pretratamiento, regulación o depuración. Estos caudales se regularán existiendo en todo momento una proporcionalidad entre el caudal influyente y la velocidad de asimilación de la materia orgánica en el proceso de depuración, para lo cual se instalarán dispositivos electrónicos de control.

Parte del agua de salida de la cámara aerobia 3 será reenviada a la cámara anóxica por la parte superior. Esta agua de salida se regulará mediante un dispositivo asociado a la bomba. La otra parte del agua de la cámara aerobia 3 pasará por gravedad al decantador por un tubo. El agua decantada es aliviada a un canal Thomson y conducida al exterior del tanque.

El caudal bombeado de la cámara aerobia 3 a la anoxis se mezcla con el caudal influyente y pasa a la cámara aerobia 1 por la parte de debajo de la pared rígida. Se inyectará aire a las tres cámaras aireadas a través de unos difusores que son alimentados por un sistema de inyección de aire. Se instalará un medidor de oxígeno disuelto en la cámara aerobia 3, y a través de un variador de frecuencia se aumentará o disminuirá la concentración de oxígeno.

Se extraerán del sistema los fangos en exceso controlados por un medidor de sólidos y un dispositivo de purga.

Todas las posibles variables para el ajuste y el mantenimiento se controlarán vía telemática para poder realizar operaciones de control y ajunte sin necesidad presencial de personal.

La línea de agua, representada en las figuras por línea continua posee un caudalímetro de control de caudal instantáneo, parcial y total, con utilización de valores en función de ciclograma de funcionamiento por parte de la lógica de control de funcionamiento de la planta.

Descripción de los dibujos

Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de la realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con...

1. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, caracterizado porque comprende un tanque prefabricado preferentemente en material rígido de forma circular, con un depósito interior concéntrico, donde el anillo exterior es el reactor (7) biológico separado físicamente en cuatro cámaras -cámara aerobia (1), cámara aerobia (2), cámara aerobia (3) y cámara anóxica (4)- en el que se produce la eliminación de la materia carbonatada y nitrogenada, y donde el depósito concéntrico al anillo exterior es un decantador (10), de fondo cónico, en el que se produce la separación sólido-líquido, de manera que la alimentación del reactor (7) se realiza con un tubo por la parte superior, desde un proceso previo (6), entrando directamente el agua repartida entre la cámara anóxica (4) y la cámara aerobia (1), y pasando de la cámara aerobia (1) a la cámara aerobia (2), y de ésta, a la cámara aerobia (3), de modo que parte del agua de salida se envía a recirculación desde esta cámara aerobia (3) a la cámara anóxica (4) por la parte superior, y la otra parte del agua pasa al decantador (10) por gravedad, conduciendo el agua decantada al exterior.

2. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicación 1, caracterizado porque la separación física del reactor (7) biológico se realiza a través de paredes (9), en cada una de las cuales se establecen las condiciones apropiadas para la eliminación de los distintos nutrientes.

3. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las paredes (9) de separación de las distintas cámaras aerobias (1, 2, 3) y anóxica (4) tienen una altura inferior a la altura del reactor (7), de manera que permiten el paso del agua de una sección a otra a través de los espacios abiertos generados por esta diferencia de alturas.

4. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared (9) de separación de la cámara anóxica (4) y la cámara aerobia (1) se coloca por encima de la solera del reactor (7), y a la altura de su parte superior del mismo, de manera que queda un espacio (A) por debajo de dicha pared (9) para el paso del agua de la cámara anóxica (4) a la cámara aerobia (1).

5. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared (9) de separación de la cámara aerobia (1) y la cámara aerobia (2) está sellada a la solera del depósito, de manera que el agua pasa por rebose por la parte superior de dicha pared (9).

6. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la pared (9) de separación de la cámara aerobia (2) y la cámara aerobia (3) se coloca por encima de la solera del reactor (7), y a la altura de su parte superior del mismo, de manera que queda un espacio (A) por debajo de dicha pared (9) para el paso del agua de la cámara aerobia (2) a la cámara aerobia (3).

7. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe un tubo (11) en la parte interior superior de la cámara aerobia (3) que conecta el reactor (7) con el decantador (10), enviando de este modo parte del agua por gravedad al centro del decantador (10).

8. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe una salida (12) en la parte exterior de la cámara aerobia (3) para la salida de parte del agua, que se reenvía a la cámara anóxica (4) por la parte superior.

9. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el decantador (10) posee un canal de Thomson por el que se alivia el agua decantada y se conduce al exterior del equipo.

10. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe un sistema (13) de inyección de aire por la parte inferior de las cámaras aerobias (1), (2) y (3), a través de unos difusores (14).

11. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se dispone de un dispositivo de control de nivel que regula los caudales de agua que regula los caudales de agua que entran a la cámara anóxica (4) y la cámara aerobia (1).

12. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe dispositivo electrónico asociado a la bomba (8) que regula el caudal de salida del agua de recirculación de la cámara aerobia (3) a la cámara anóxica (4).

13. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en la cámara aerobia (3) se dispone de un medidor de oxígeno disuelto que a través de un variador de frecuencia permite variar la concentración de oxígeno.

14. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque existe un sistema de extracción (15) en el decantador (10) que enviará los fangos al espesador (5) o a la cámara aerobia (1), en función de un medidor de sólidos situado en la cámara aerobia (3).

15. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todos los controladores del sistema, bombas, medidores de oxígeno y demás, están asociados a un sistema de control que permite realizar variaciones en los diferentes parámetros de forma automática y con función telemática, actuando al mismo tiempo como registrador y comunicador a tiempo real.

16. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque posee elementos de diagnóstico visuales para su control y supervisión.

17. Sistema de depuración secuencial de nutrientes con control telemático, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque posee elementos de señalización acústica y luminosa para su control y supervisión.