Procedimiento e instalación de tratamiento de un efluente acuoso, con vistas a extraer del mismo por lo menos un compuesto gaseoso disuelto, aplicación para la acuacultura en medio acuoso recirculado.

Procedimiento de tratamiento de un efluente acuoso (16) que comprende por lo menos un compuesto gaseosodisuelto,

por ejemplo gas carbónico, que consiste en separar por lo menos parcialmente dicho compuesto de dichoefluente, con vistas a obtener una fase acuosa tratada, empobrecida en dicho compuesto, procedimiento 5 según elcual:

(a) se establece una columna líquida ascendente (6) del efluente acuoso, inyectando y distribuyendo (10) en dichacolumna, por el lado bajo, una fase gaseosa menos rica en dicho compuesto que el efluente acuoso, porejemplo, aire u oxígeno, repartiéndose dicha fase gaseosa en dicha columna en forma de burbujas cuyo volumenaumenta hacia arriba, mediante lo cual se obtiene, por el lado alto, una corriente mixta (18) líquido/gas,

(b) se separa la corriente mixta líquido/gas, en una corriente líquida (17) que constituye la fase acuosa tratada y unacorriente gaseosa (19) efluente enriquecida en dicho compuesto gaseoso, constituyendo la corriente líquida (17)separada de la corriente gaseosa efluente (19) una columna líquida descendente (7), obtenida mediante vertidode la corriente mixta (18) líquido/gas por encima de un punto alto (3a), caracterizado porque se separa bajodepresión la corriente mixta (18) líquido/gas, por encima de un punto alto (3a),

caracterizado porque se separa bajo depresión la corriente mixta (18) líquido/gas, estableciendo un cielo gaseoso(20) entre la corriente líquida y la corriente gaseosa y aspirando (12) esta última por medio de una bomba de vacío(12).

Procedimiento e instalación de tratamiento de un efluente acuoso, con vistas a extraer del mismo por lo menos un compuesto gaseoso disuelto, aplicación para la acuacultura en medio acuoso recirculado.

De manera general, la invención se refiere al tratamiento de un efluente acuoso, que comprende uno o varios compuestos gaseoso disueltos, por ejemplo dióxido de carbono y/o nitrógeno, con vistas a separar la totalidad o parte de dichos compuestos, considerados por ejemplo como contaminantes, con el fin de obtener una fase acuosa tratada, empobrecida en dicho o en dichos compuestos gaseosos, o en cualquier caso cuya concentración en estos últimos se encuentre así controlada o dominada, por ejemplo por debajo o por encima de un umbral predeterminado.

De manera particular, pero a título de ejemplo, el tratamiento considerado por la presente invención forma parte de cualquier procedimiento de cultivo de un organismo vivo, por ejemplo acuacultura, en medio acuoso recirculado, según el cual, de manera general:

- se dispone de un baño del medio acuoso, a cielo abierto o no, fraccionado o no en circuitos elementales en serie

o en paralelo, en el que está sumergido el organismo vivo de cultivo, por ejemplo peces,

- se extrae del baño una corriente efluente a partir de la cual se obtiene el efluente acuoso a tratar para controlar 20 su carga en compuestos gaseosos disueltos,

- se alimenta o se reinyecta en el mismo baño una corriente de alimentación, obtenida a partir de la fase acuosa tratada, es decir empobrecida en compuestos gaseosos disueltos.

Por "organismo vivo" se entiende tanto unos organismos vivos del reino inferior, tales como microorganismos, algas, etc., como unos organismos vivos del reino superior, tales como peces, moluscos o mariscos.

Para la exposición de la presente invención, esta última se introducirá, explicitará y comentará haciendo referencia a la acuacultura en medio acuoso recirculado.

En las condiciones de una acuacultura en medio acuoso recirculado, para favorecer el crecimiento y el buen estado sanitario de los peces, se sabe hoy en día que es esencial dominar la concentración en gases disueltos, a saber mantener:

-el oxígeno disuelto por debajo de un cierto umbral,

- el gas carbónico y el nitrógeno disuelto.

Para empobrecer asimismo el efluente acuoso de acuacultura en por lo menos un compuesto gaseoso disuelto, por ejemplo un gas carbónico disuelto, se utiliza una columna denominada ventilada, que consiste esencialmente en una 40 columna llena con un relleno que consiste en elementos discretos que favorecen una interfaz (o dioptra) gas/líquido de gran superficie desarrollada según la sección y la altura de la columna. El efluente gaseoso a tratar se introduce y se distribuye en lo alto de la columna, por encima del relleno, por ejemplo mediante aspersión, mientras que una fase gaseosa de elución o "stripping", menos rica en dicho compuesto gaseoso (gas carbónico) que el efluente acuoso, por ejemplo aire a presión, se introduce en la parte baja de la columna, por ejemplo en el seno del relleno.

45 Una corriente líquida que constituye la fase acuosa tratada es extraída al pie de la columna, y una corriente gaseosa efluente, enriquecida en dicho compuesto gaseoso disuelto se extrae en la parte alta de la columna.

Mediante la expresión "menos rico en dicho compuesto gaseoso" se entiende que, en igualdad de condiciones (incluido la presión) , la concentración en dicho compuesto gaseoso en la fase acuosa que estaría en equilibrio con la 50 concentración en dicho compuesto gaseoso en la fase gaseosa es más baja que la concentración efectiva en dicho compuesto gaseoso en la fase acuosa tratada. Esencialmente, utilizar una columna ventilada equivale a hacer circular agua a través de una fase gaseosa, en este caso aire, grosso modo en una relación de diez volúmenes de aire a contracorriente por un volumen de agua tratado.

55 La utilización de estas columnas ventiladas, parecidas a unas torres aero-refrigeradas, adolece de diversos inconvenientes.

Su rendimiento de extracción en gas disuelto es limitado. Al tratarse del gas carbónico, por ejemplo, no parece posible extraer más de 25 a 30% del gas carbónico disuelto. Esto se debe a la superficie desarrollada limitada de la 60 interfaz gas/líquido, la cual se encuentra también disminuida por el desarrollo de biopelículas en el relleno de la columna, por un lado, y por unos taponamientos y encaminamientos preferenciales del agua en el relleno, por otro lado.

Cualquier columna ventilada es asimismo relativamente consumidora de energía, en cuanto a su funcionamiento, ya 65 que se necesita en particular bombear el efluente acuoso a tratar para elevarlo hasta el nivel alto de la columna.

Al tratarse del mantenimiento en temperatura de la fase acuosa tratada de salida, con respecto al efluente acuoso de entrada, lo cual puede tener importancia en un procedimiento de acuacultura en medio acuoso recirculado, la utilización de una columna ventilada es, por naturaleza, disipadora de energía térmica, lo cual obliga en algunos caso a calentar la fase acuosa tratada a la salida de la columna ventilada.

Cualquier columna ventilada representa un recinto de volumen no despreciable teniendo en cuenta el volumen de aire (fase gaseosa circulante) , lo cual conduce a una instalación relativamente voluminosa, pudiendo representar una inversión en material e infraestructura no despreciable.

Y, desde un punto de vista de la seguridad biológica, al igual que las torres aero-refrigeradas, la utilización de una columna ventilada puede generar unos aerosoles susceptibles de entrar en contacto con la atmósfera del entorno, teniendo en cuenta la sobrepresión existente en la columna ventilada.

La presente invención tiene por objeto evitar los inconvenientes citados anteriormente de las columnas ventiladas.

Para oxigenar un medio acuoso, incluido en acuacultura, se conocen los sistemas gaso-sifones o "air-lift", los cuales en la práctica revisten diferentes formas de realización. De manera general, un gaso-sifón consiste, mediante cualquier medio apropiado, por ejemplo un conducto vertical sumergido por lo menos en parte en un baño de medio acuoso, o un conducto dispuesto en el exterior del baño, en establecer una columna líquida ascendente.

Para ello, se inyecta y se distribuye en la columna, en la práctica en la parte baja del conducto vertical, una fase gaseosa a presión, la cual se reparte en la columna líquida en forma de burbujas cuyo volumen aumenta hacia arriba, mediante lo cual se obtiene por el lado alto del conducto vertical una corriente mixta líquido/gas, más o menos homogénea, la cual se evacua, por ejemplo, por el extremo alto del conducto vertical.

Un gaso-sifón parece ser por lo tanto un sistema dinámico, pero sin piezas mecánicas del tipo bomba, que permite elevar, en una cierta altura, un líquido, mediante la utilización de burbujas más o menos grandes, obtenidas mediante inyección y distribución de un gas a presión en un líquido confinado según una columna vertical.

Dichos sistemas son bien conocidos, y han sido modelizados por diferentes autores; véase D. J. REINEMANN y M.

B. TIMMONS, Aquacultural Engineering 8 (1989) , 29-46.

En acuacultura, dichos sistemas se utilizan ampliamente para oxigenar el baño del medio acuoso, en el que se crían los peces, en el mismo seno de dicho baño, o en el exterior de este último, para un medio acuoso recirculado, inyectando y distribuyendo aire atmosférico bajo presión.

Cualquier gaso-sifón es susceptible no sólo de oxigenar un efluente acuoso tratado por medio de éste, cuando la fase acuosa inyectada y distribuida es aire u oxígeno, sino también de desgasificar este mismo efluente acuoso en compuestos gaseosos disueltos, tales como el gas carbónico, lo cual han establecido y estudiado diferentes autores;

véase J CLAY LOYLESS y R. F. MALONE, Aquacultural Engeneering 18 (1998) 117-133. Por consiguiente, cualquier gaso-sifón tiene la capacidad de eluir o "stripper" los compuestos gaseosos disueltos de un efluente acuoso que los contiene, con la condición de utilizar una fase gaseosa de gaso-sifón apropiada, es decir menos rica en dicho compuesto gaseoso que el efluente acuoso tratado.

45 De acuerdo con la publicación de A. RICHMOND, S. BOUSSIBA, A. VONSHAK y R. KOPEL, de Journal of Applied Phycology 5-327-332,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de un efluente acuoso (16) que comprende por lo menos un compuesto gaseoso disuelto, por ejemplo gas carbónico, que consiste en separar por lo menos parcialmente dicho compuesto de dicho efluente, con vistas a obtener una fase acuosa tratada, empobrecida en dicho compuesto, procedimiento según el cual:

(a) se establece una columna líquida ascendente (6) del efluente acuoso, inyectando y distribuyendo (10) en dicha columna, por el lado bajo, una fase gaseosa menos rica en dicho compuesto que el efluente acuoso, por ejemplo, aire u oxígeno, repartiéndose dicha fase gaseosa en dicha columna en forma de burbujas cuyo volumen aumenta hacia arriba, mediante lo cual se obtiene, por el lado alto, una corriente mixta (18) líquido/gas,

(b) se separa la corriente mixta líquido/gas, en una corriente líquida (17) que constituye la fase acuosa tratada y una corriente gaseosa (19) efluente enriquecida en dicho compuesto gaseoso, constituyendo la corriente líquida (17) separada de la corriente gaseosa efluente (19) una columna líquida descendente (7) , obtenida mediante vertido de la corriente mixta (18) líquido/gas por encima de un punto alto (3a) , caracterizado porque se separa bajo depresión la corriente mixta (18) líquido/gas, por encima de un punto alto (3a) ,

caracterizado porque se separa bajo depresión la corriente mixta (18) líquido/gas, estableciendo un cielo gaseoso

(20) entre la corriente líquida y la corriente gaseosa y aspirando (12) esta última por medio de una bomba de vacío (12) .

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la columna líquida descendente (7) y la columna líquida ascendente (6) son concéntricas una con respecto a la otra.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la columna líquida ascendente (6) es interior y la columna líquida descendente (7) exterior, o a la inversa.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el efluente acuoso (16) se introduce al pie de la columna ascendente (6) , y la fase acuosa es extraída al pie de la columna descendente (7) , sustancialmente al mismo nivel.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se inyecta oxígeno y se distribuye en la columna ascendente (6) , a un nivel superior al nivel de introducción de la fase gaseosa.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de la columna descendente (7) crece hacia abajo.

7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se inyecta ozono (22) y se distribuye en la columna descendente (7) , a un nivel inferior al nivel de introducción (10) de la fase gaseosa.

8. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la corriente gaseosa (19) efluente, en forma de espuma, se separa (23) en un exudado líquido (24) , que comprende una fracción particulada, evacuado (25) y un efluente gaseoso (26) , aspirado (12) .

9. Procedimiento de cultivo de un organismo vivo en medio acuoso recirculado, según el cual:

- se dispone de un baño (13) del medio acuoso, en el que se cultiva el organismo vivo,

- se extrae del baño una corriente efluente (15) , a partir de la cual se obtiene el efluente acuoso (16) ,

- y se alimenta el baño con una corriente de alimentación, obtenida a partir de la fase acuosa tratada, siendo la fase acuosa tratada obtenida fuera del baño a partir del efluente acuoso, de acuerdo con el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el nivel de extracción (13a) del baño (13) es sustancialmente el mismo que el del pie de la columna ascendente (6) .

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque el nivel de alimentación (13b) del baño (13) está por encima del pie de la columna descendente (7) .

12. Procedimiento de acuacultura según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11.

13. Instalación (1) para la realización del procedimiento según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende:

- dos tubos concéntricos, uno exterior (2) y el otro interior (3) , dispuestos verticalmente, disponiendo un recinto tubular interno (4) para la columna ascendente (6) o la columna descendente (7) , y un recinto tubular externo (5) para la columna descendente (7) o la columna ascendente (6) ; estando el tubo exterior (2) cerrado (2a) en su parte superior, por encima del extremo superior (3a) del tubo interior (3) ,

- un medio de introducción (8) del efluente acuoso (16) al pie del recinto interno (4) o del recinto externo (5) ; un medio de evacuación (9) de la fase acuosa tratada al pie del recinto externo (5) o del recinto interno (4) ,

- un medio de inyección (10) situado por el lado bajo del recinto tubular interno (4) o del recinto externo (5) y de

distribución de la fase gaseosa en la columna ascendente (6) , conectado a una fuente de dicha fase gaseosa 10 bajo presión,

- un medio de evacuación (11) de la corriente gaseosa efluente, conectado a un medio de aspiración (12) de esta última en forma de una bomba de vacío.