SISTEMA DE LAVADO DE FILTROS.

Sistema de lavado de filtros.

Es del tipo de filtros formado por fibras o membranas dispuestas en haces o conjuntos constituyendo módulos integrados en un bastidor,

colectando el agua filtrada y según un procedimiento de lavado que aplica un flujo súbito o explosivo de aire pulsante mediante colectores de aire de la parte inferior de las membranas.

Estos distribuidores o colectores de aire (1, 2) están divididos en dos series independientes de forma que se unen y alimentan por un lado las filas pares y por otro las impares, provocando por diferencia de densidades a uno y otro lado de las membranas, flujos laterales de agua que atraviesan los haces de fibras o membranas al alternarse las pulsaciones a uno y otro lado de ellas.

El aire enviado a cada grupo de colectores (1, 2) pasa por válvulas (11, 13) de apertura rápida en tiempos muy reducidos.

que las burbujas no se producen y menos de la mitad Sistema de lavado de filtros.

Objeto de la invención

La presente invención, según se expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un sistema de lavado de filtros, en especial para lavado de un haz de fibras dispuestas en haces verticales u horizontales que atraen agua u otro fluido de una suspensión en la que se encuentran sólidos dispersos en el fluido que se pretende extraer, sin que este arrastre las materias sólidas usando generalmente membranas de micro o ultrafiltración reforzadas o integrales. Es también de aplicación a sistemas de membranas planas dispuestas sobre marcos-soporte formando conjuntos.

Partiendo de esta premisa, el sistema de la invención tiene como objetivo un lavado más eficaz con un ahorro importante en la energía consumida en la agitación por aire, y la especialmente buena adaptación a periodos valle y periodos punta en la calidad y cantidad de las aguas a filtrar. Estas adaptaciones se concretan en variaciones en la intensidad de la aireación, duración de cada fase, caudal específico de cada subfase etc., todo ello programable de forma automática en función de los caudales reales que esté filtrando el sistema, y en consecuencia a la cantidad de fangos retenidos.

Igualmente permite una eficaz adaptación por temporadas anuales, por ejemplo, verano-invierno o época de lluvias (mayores caudales menos contaminados) y caudales de temporada seca (frecuentemente menores caudales con más concentración de contaminación) . Antecedentes de la invención Los lavados de sistemas de filtración esencialmente de agua y soluciones o suspensiones de ésta, están vigentes desde hace varias décadas.

El lavado por agitación de los medios filtrantes mediante aire, de manera que la vibración del medio filtrante provocada por el paso de éste, y el frotamiento como consecuencia del paso de aire, de las partículas o tejidos de dicho medio filtrante entre sí, provocaban la limpieza suficiente para su puesta en servicio en las condiciones iniciales.

En la patente de invención principal P

200.703.223 se aporta un procedimiento de lavado de filtros, en especial fibras de micro o ultrafiltración dispuestas en haces o conjuntos denominados módulos y que permiten colectar el agua filtrada a través de las fibras, que consiste en aplicar a las fibras un flujo súbito o explosivo de aire que dura varios segundos, y que se repite varias veces hasta el correcto lavado de las fibras.

Estas repeticiones de las pulsaciones de aire se realizan mediante colectores de aire situados en la parte inferior de los haces de las membranas, en los espacios de separación que se definen entre los distintos módulos de un mismo bastidor.

Por otro lado, la patente de invención US6706189B2 define un método para limpiar o inhibir el ensuciamiento de membranas sumergidas, estando los exteriores de las membranas en contacto con un agua a filtrar o tratar, comprendiendo el método las etapas de producir burbujas que fluyen hacia arriba pasadas las membranas, en el que, la velocidad a la que se producen las burbujas varía en ciclos repetidos entre una velocidad mayor y una velocidad de la velocidad mayor; y los ciclos son entre aproximadamente 20 segundos y aproximadamente 120 segundos de duración.

Los ciclos son mayores de aproximadamente 10 segundos y menores de aproximadamente 120 segundos de duración; y producir un flujo transitorio de agua pasadas las membranas, en el que los ciclos se repiten generalmente de forma continua mientras se extrae el permeado de las membranas. Descripción de la invención

El sistema de lavado de filtros que constituye el objeto de la invención, incorpora unos colectores o distribuidores del aire situados entre las filas de membranas y debajo de éstas, caracterizándose porque se realiza un reparto o una división en dos conjuntos independientes, de forma que se unen y alimentan por un lado las filas pares y por otro las impares.

Esta característica división permite alternar la aireación entre las filas pares y las impares, lo que tiene el siguiente efecto:

Al ascender las burbujas de aire por las filas impares, en forma de cortina de burbujas (pueden ser de cualquier tamaño según las características del agua a filtrar) formando una columna de agua y gas (aire en general) de menor densidad que la de las dos filas adyacentes, se producen dos fenómenos:

Por un lado se produce el fenómeno clásico de air lift, o bombeo de los fangos y agua que se encuentra debajo del colector correspondiente.

Y por otro lado se produce una succión importante del agua de las filas no aireadas hacia la fila aireada por simple diferencia de peso de las columnas, una de agua y otra de agua y aire.

El agua y fango de las columnas no aireadas atraviesan de una manera muy eficaz las fibras desde la cara no aireada a la que tiene aireación, arrastrando el exceso de fangos retenido durante la filtración en la fila de módulos en cuestión.

Este efecto es muy superior al logrado si se airean simultáneamente las dos partes de la fila de módulos. Esto resulta evidente ya que la diferencia de densidad es máxima al estar una aireada y la adyacente no.

De este modo se obtiene una gran eficacia en la extracción de los fangos retenidos.

Una consecuencia ventajosa del efecto anterior es que con caudales menores que los clásicos se produce una mayor eficacia en la extracción de los fangos.

Acorde con la presente invención se establece un ciclo de lavado que consta de tres fases y cuya duración óptima se estima entre 120 y 300 segundos o más:

- En una primera fase, los caudales específicos de aire (caudal en el colector por cada m2 de membrana que se dispone en las filas de módulos) se establecen de manera que simplemente mantengan el flujo de extracción de fangos retenidos alternando el sentido en el que estos son extraídos al alternarse los colectores, alimentados en ciclos de alternancia de cero a 60 segundos o más, en función de las calidades de agua a filtrar. Esto permite además un aceptable grado de agitación de las fibras huecas. En esta fase se extraen los fangos depositados entre las fibras.

- En una segunda fase, se aumenta sensiblemente el caudal, por ejemplo se duplica, siempre alternando cada cero a 60 segundos o más, la entrada de aire a través de los bastidores pares e impares. Esta segunda fase, agita violentamente las membranas o fibras permitiendo su rozamiento y vibración de manera que se despegue de forma más eficaz la materia retenida y de algún modo fijada al exterior de la membrana. Se potencia el efecto de bombeo lateral que hace que los haces de membranas se vean atravesados horizontalmente por más importantes flujos de agua y a velocidades mayores. Denominamos a esta fase “fase de agitación violenta o explosión”. En esta fase se genera una vibración más importante en los haces de fibras optimizándose la eliminación de materias retenidas en las mismas.

No obstante, dicha agitación violenta o explosión no es imprescindible, pudiendo funcionar también con aireación por orificios clásicos realizados en los colectores de aire.

Estas dos primeras fases, pueden ser consecutivas o tener entre ellas un período sin aireación.

- En función de la calidad del agua y su capacidad colmatante, puede establecerse en el ciclo una tercera fase en la que no se inyecta aire o esto se hace a caudales aún menores que en la fase de homogeneización. Puede durar desde cero hasta varios minutos, en función de las características del agua.

Con objeto de no tener que parar o arrancar soplantes constantemente para estos cambios de caudal, pueden combinarse los ciclos de lavado entre varios bastidores o grupo de bastidores.

Asimismo indicar que los grupos de soplado pueden incorporar variadores de velocidad para disminuir o aumentar el caudal de barboteo tanto en fase de bajo caudal como de alto, adaptándose a los períodos pico y valle con el consiguiente ahorro de energía.

No es imprescindible que las soplantes tengan regulación de velocidad, de manera que pueden obtenerse caudales distintos combinando dos o más soplantes y, eventualmente rotando las mismas, de manera que en función de los ciclos y/o de los bastidores puestos en juego bajo distintos grupos de válvulas de alimentación de aire, el número de arranques y paradas de los mismos se encaje dentro de las frecuencias determinadas...

1. Sistema de lavado de filtros, siendo los filtros del tipo formado por fibras de micro o ultrafiltración, dispuestas en haces o conjuntos constituyendo módulos integrados en un bastidor, que colectan el agua filtrada a través de las fibras, y según un procedimiento de lavado que aplica a las fibras un flujo de aire pulsante mediante colectores de aire situados en la parte inferior de los haces de membranas, se caracteriza por comprender dos series de distribuidores o colectores de aire (1, 2) situados entre las filas de membranas y debajo de estas, de forma que se unen y alimentan por un lado las filas pares y por otro las impares, provocando que por la diferencia de densidades entre la columna de agua y la columna de agua y aire, a uno y otro lado de las membranas, se produzcan flujos laterales de agua que atraviesan los haces de fibras o membranas al alternarse las pulsaciones a uno y otro lado.

2. Sistema de lavado de filtros, según reivindicación 1, caracterizado porque el aire enviado a cada

grupo de colectores de aire (1, 2) , se realiza mediante válvulas (11, 13) de apertura rápida en tiempos muy reducidos.

3. Sistema de lavado de filtros, según reivindicación 1, caracterizado porque las conducciones de aire pasan a través de la propia estructura del bastidor (3) mediante tubos huecos adecuadamente interconectados para generar la mencionada distribución de colectores de aire (1, 2) en colectores pares (1) e impares (2) .

4. Sistema de lavado de filtros, según reivindicación 1, caracterizado porque las membranas tienen un grado de libertad para vibrar independientemente unas de otras.

5. Sistema de lavado de filtros, según reivindicación 1, caracterizado porque los módulos vibrantes

(4) tienen los haces de fibras o membranas en posición horizontal.

6. Sistema de lavado de filtros, según reivindicación 1, caracterizado porque los módulos vibrantes (4) tienen los haces de fibras o membranas en posición vertical.