Dispositivo de tratamiento de un residuo húmedo.

Procedimiento de secado solar de un material húmedo a granel según el cual se extiende este material húmedoen capas sucesivas de tal manera que forme una masa húmeda (M),

siendo cada capa, justo después de suextensión, mezclada mecánicamente (4) con la masa húmeda subyacente, gracias a que este material húmedo seremueve y se mezcla desde su deposición, lo que garantiza a la vez la alimentación de montones alargados enmateria húmeda que se debe secar y el removimiento de estos montones.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2004/001665.

Solicitante: Veolia Water Solutions & Technologies Support.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 1 Place Montgolfier Immeuble L'Aquarène 94410 Saint-Maurice FRANCIA.

Inventor/es: TEULET, CHRISTOPHE, LEVASSEUR, JEAN-PIERRE, BREHM,Marc.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C05F17/02 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C05 FERTILIZANTES; SU FABRICACION.C05F FERTILIZANTES ORGANICOS NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C05B, C05C, p. ej. FERTILIZANTES A PARTIR DE DESECHOS O DESPERDICIOS. › C05F 17/00 Preparación de fertilizantes caracterizada por la etapa de preparación industrial del compost. › Aparatos a este efecto.
  • C05F7/00 C05F […] › Fertilizantes fabricados a partir de aguas residuales, lodos de alcantarilla, limo de mar, fango o masas similares.
  • F26B25/04 SECCION F — 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 25/00 Partes constitutivas de aplicación general no cubiertas por los grupos F26B 21/00 ó F26B 23/00 (carga, transporte o descarga en general B65G). › Dispositivos de agitación, de mezclado o de rascado.
  • F26B3/28 F26B […] › F26B 3/00 Procedimientos de secado de materiales sólidos u objetos que implican la utilización de calor (en máquinas o aparatos particulares F26B 9/00 - F26B 19/00). › por radiación, p. ej. del sol.
  • F26B9/10 F26B […] › F26B 9/00 Máquinas o aparatos para el secado de materiales sólidos o de objetos en reposo o animados únicamente de una agitación local; Aireación de los armarios domésticos. › al aire libre; en cubetas o sobre mesas en recintos cerrados; Secado de pilas de un material a granel.

PDF original: ES-2385482_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Dispositivo de tratamiento de un residuo húmedo Ámbito técnico y estado de la técnica La eliminación de los lodos, en particular en el ámbito de la depuración de las aguas residuales, se vuelve cada vez más crítica (cantidades crecientes, dificultades técnicas para la puesta en descarga más severas, reacciones apasionadas de los residentes ….)

Una técnica especialmente eficaz en un principio para minimizar los volúmenes de lodos consiste en secar estos lodos de manera térmica. Las sequedades alcanzadas son muy elevadas (más de 80 a 90% en general) . A continuación, en función de su naturaleza, los lodos secados se pueden valorizar por incineración como combustible o en agricultura como materia fertilizante, o incluso simplemente se ponen en descarga cuando no presentan ningún interés debido a sus características fisico-químicas.

Si, efectivamente, esta técnica de secado térmico es simple en un principio, lo es mucho menos en la práctica. Por ejemplo, durante el secado, los lodos tienden a convertirse, cada vez más viscosos y son necesarias entonces grandes cantidades de energía para mezclar estos lodos y para transferir el calor en el núcleo de estos lodos que se han convertido en muy compactos. Además las temperaturas alcanzadas con algunas técnicas de secado son a veces la causa de incendios y el fuerte contenido en polvo en los gases de secado puede generar explosiones.

Para tener en cuenta estas dificultades técnicas, las instalaciones de secado térmico son relativamente costosas en inversión y en explotación (coste de la energía principalmente) . Esta es la razón por la que este tipo de tecnología sólo se establece en instalaciones de tamaño considerable.

Para las unidades de pequeña y mediana capacidad, entre las distintas soluciones conocidas, existe una solución simple y económica que se basa en la utilización de una energía renovable y gratuita, la energía solar. La solución emplea un secado al aire por vía natural, es decir, un secado solar en invernadero.

En la práctica, las tecnologías de secado solar utilizan el mismo principio de funcionamiento: los lodos que se deben secar están dispuestos en capas más o menos finas dentro de un invernadero. Para poner en contacto la parte húmeda de los lodos con el aire ambiente, se utilizan algunos sistemas de removimiento de los lodos para acelerar el secado. En las patentes alemanas nº 4.315.321 o también nº 19.836.268, un aparato rotativo móvil sobre carriles mezcla los lodos sobre toda la anchura del montón. La patente de EE.UU. nº 6.243.968 describe un removedor que tiene la forma de un carrito mientras que en el caso de la patente francesa nº 2-789.335, se trata de un sistema equipado de rejas de arado remolcado en el lodo extendido sobre el suelo. La patente europea nº 0899529 describe un aparato de mezcla de los lodos de manera aleatoria sobre una superficie plana.

En un ámbito diferente, a saber el de la elaboración de compostaje de residuos orgánicos dispuestos en andanas, una de las técnicas que permite airear el producto en fermentación consiste en utilizar un removedor zancudo, tipo caballero. En funcionamiento, el chasis de este aparato se sitúa por encima de la andana y descansa de cada lado sobre ruedas que aseguran su avance. En la parte baja, entre las ruedas, se encuentra un conjunto de agitación que permite mezclar el producto en fermentación en el momento del paso del removedor. Este tipo fue objeto de distintas patentes (por ejemplo, la patente alemana nº 19.636.992 y las patentes europeas nº 0346642 y 0755368) .

En lo que se refiere al documento de patente francesa nº 2.611.419, propone, sobre una infraestructura que confina lateralmente capas superpuestas, proceder a fases sucesivas e independientes de esparcimiento y mezcla/removimiento.

II. Problema técnico y solución.

Estas soluciones conocidas dan globalmente satisfacción, pero merecen mejorarse.

La invención tiene por objeto optimizar la aireación del material húmedo (en particular, de los lodos de estación de depuración) durante un secado al aire por vía natural (sin aportación térmica voluntaria) , es decir, en la práctica durante un secado bajo invernadero, en particular, evitando la formación de una costra (se refiere a la formación de costras) en superficie de la andana (que limita las transferencias con el exterior) y permitiendo una renovación frecuente de la superficie que se debe secar así como del interfaz de contacto entre el aire ambiental y los lodos.

La invención propone a tal efecto un procedimiento de secado solar de un material húmedo a granel según el cual se extiende este material húmedo en capas sucesivas de tal manera que forme una masa húmeda, siendo cada capa, justo después de su extensión, mezclada mecánicamente con la masa húmeda subyacente.

La invención propone por otro lado un dispositivo de tratamiento de material húmedo a granel, adaptado al empleo del procedimiento antes citado, que incluye un chasis dirigible que lleva, en la parte alta, un subconjunto de distribución de material húmedo a granel adaptado para distribuir en capa este material húmedo sobre el suelo y, en la parte baja, un subconjunto de removimiento que incluye un sistema de mezcla adaptado para mezclar al menos esta capa.

Se apreciará que, según la invención, se combina la distribución y el removimiento del material húmedo a granel que se debe secar, este removimiento se refiriere a la vez al material ya en curso de secado y al material que justamente se acaba de distribuir, lo que garantiza una buena mezcla y un buen secado del material en toda su masa; además se obtiene una buena optimización de las superficies de secado, de la manutención del material húmedo que se debe secar y de los fenómenos físicos de secado al aire y de fermentación aerobia.

Ya se propuso, en el documento de la patente francesa nº 2.717.103, un dispositivo que emplea el esparcimiento de un producto e, inmediatamente después de su mezclado con la capa subyacente, pero se trata de un contexto muy diferente, con una cinética muy diferente de la de un secado, en el cual el producto que es objeto del esparcimiento es un reactivo químico (de cal viva) que es necesario incorporar a la capa subyacente formada por un producto que se debe tratar.

El material utilizado se inspira, con adaptaciones totalmente sustanciales, en el equipamiento mecánico del tipo removedor de andana utilizado en la elaboración de compostaje de los residuos.

Se entiende por material húmedo, cualquier material natural o no cuyo contenido en agua (humedad) es sustancial, dentro de una gama de valores posibles muy amplia.

La presente invención se puede emplear, de manera no exhaustiva, sobre los siguientes materiales húmedos:

- lodos procedentes de tratamientos agua, de tratamiento de aguas residuales urbanas o industriales (lodos primarios, lodos biológicos, lodos digeridos, lodos fisico-químicos y lodos mixtos)

- residuos de la agricultura y de las industrias agroalimentarias previamente triturados (vegetales, ….)

- residuos inertes

- subproductos industriales.

Según particularidades ventajosas del procedimiento de la invención, eventualmente combinadas:

- las capas están formadas de bandas alargadas sobre las cuales se extiende una nueva capa de material húmedo a granel y se mezcla esta capa con la banda subyacente, en un sentido longitudinal luego en otro, lo que contribuye a optimizar la superficie de intercambio para un volumen dado de material húmedo a granel,

- las capas están formadas de una pluralidad impar de bandas adyacentes, la extensión de cada capa se hace en un primer sentido sobre una primera banda luego en el sentido inverso sobre la banda adyacente, la extensión sobre una banda comienza cerca de allí donde se terminó la extensión sobre la banda anterior, luego, después de la extensión sobre la última banda, una nueva extensión sobre la primera banda en dicho sentido inverso; eso permite que, sin desplazamiento particular del material de distribución y de removimiento, se mezcla cada banda en un sentido luego en otro, lo que evita que a lo largo, una banda termine por desplazarse longitudinalmente; por supuesto, un número par es también posible,

- se realiza la mezcla mecánica de tal manera que dé a la masa mezclada una forma en andana, lo que contribuye también a optimizar la superficie de intercambio para un volumen dado,

- la masa húmeda tiene una altura comprendida entre 0, 5 m y 3 m y una anchura del orden de... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento de secado solar de un material húmedo a granel según el cual se extiende este material húmedo en capas sucesivas de tal manera que forme una masa húmeda (M) , siendo cada capa, justo después de su extensión, mezclada mecánicamente (4) con la masa húmeda subyacente, gracias a que este material húmedo se remueve y se mezcla desde su deposición, lo que garantiza a la vez la alimentación de montones alargados en materia húmeda que se debe secar y el removimiento de estos montones.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las capas se forman en bandas alargadas sobre las cuales se extiende una nueva capa de material húmedo a granel y se mezcla esta capa con la banda subyacente, en un sentido longitudinal luego en otro.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque las capas se forman en una pluralidad impar de bandas adyacentes, la extensión de cada capa se hace en un primer sentido sobre una primera banda luego en el sentido inverso sobre la banda adyacente, comenzando la extensión sobre una banda cerca de allí donde se terminó la extensión sobre la banda anterior, luego, después de la extensión sobre la última banda, una nueva extensión sobre la primera banda en dicho sentido inverso.

4. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la mezcla mecánica se realiza de tal manera que dé a la masa mezclada una forma en andana.

5. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque esta masa húmeda tiene una altura comprendida entre 0.5 m y 3 m y una anchura del orden de algunos metros.

6. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la masa húmeda se forma en un invernadero del que el volumen de aire se renueva (12) al menos 5 veces por hora.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque este volumen de aire se pone en circulación interna con una tasa de 10 a 50 veces por hora.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizado porque se supervisa (16) la temperatura, la higrometría y el contenido en gases predeterminados de este volumen de aire y regula en consecuencia de la renovación.

9. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el material húmedo a granel está formado por lodos y se extiende una nueva capa de este material húmedo a granel y se la mezcla con la masa subyacente a una frecuencia comprendida entre el orden de una vez por hora y el orden de una vez por semana.

10. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se procede al menos a una operación suplementaria de removimiento de la masa húmeda entre varias etapas de la extensión de una nueva capa.

11. Dispositivo de tratamiento de material húmedo a granel, destinado a la aplicación del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que incluye un chasis dirigible (2) que lleva, en la parte alta, un subconjunto (3) de distribución de material húmedo a granel destinado a distribuir en capa este material húmedo sobre el suelo y, en la parte baja, un subconjunto de removimiento (4) que incluye un sistema de mezcla adaptado para mezclar al menos esta capa, removiendo y mezclando el material húmedo desde su deposición, garantizando a la vez la alimentación de montones alargados de material húmedo que se debe secar y el removimiento de estos montones.

12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque el subconjunto de removimiento incluye un rotor horizontal transversal provisto de brazos en saliente (4A) .

13. Dispositivo según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado porque el subconjunto de removimiento está conformado de modo que, después de la acción sobre un montón en el suelo, éste tiene la forma de una andana.

14. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado porque el subconjunto de distribución (3) incluye un tanque de material húmedo a granel provisto en la parte baja de una apertura (7) transversal de distribución y dosificación de este material húmedo a granel.

15. Dispositivo según la reivindicación 14, caracterizado porque la apertura de distribución y de dosificación es de anchura ajustable.

16. Dispositivo según la reivindicación 14 o la reivindicación 15, caracterizado porque la apertura transversal se realiza entre un borde de un fondo (8) y un borde inferior (3B) de una porción de pared.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, caracterizado porque este fondo es una cinta transportadora (8) adaptada para circular hacia la apertura.

18. Dispositivo según la reivindicación 16 o la reivindicación 17, caracterizado porque el borde inferior es llevado por una porción móvil en altura que forma una trampilla ajustable.

19. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 18, caracterizado porque es automotor, que tiene 5 dos sentidos opuestos de avance.

20. Dispositivo según la reivindicación 19, caracterizado porque se monta sobre orugas (6) .

21. Instalación de secado solar de un material húmedo a granel adaptada a la aplicación del procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, que incluye un invernadero (11) sobre una superficie estanca, un dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 20 en el interior de este invernadero, y un conjunto automatizado (12) de ventilación del aire de secado.

22. Instalación según la reivindicación 21, caracterizada porque incluye por otro lado un conjunto (13) de mezcla interna del aire de mezcla.

23. Instalación según la reivindicación 21 o la reivindicación 22, caracterizada porque el conjunto de ventilación del aire de secado incluye, en la salida, un elemento de tratamiento químico o de filtrado del aire (14) .

24. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, caracterizada porque incluye elementos complementarios realizados sobre el dispositivo de tratamiento de material húmedo a granel y por fuera de éste en vista a su guiado según una trayectoria en el interior del invernadero.

25. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizada porque incluye por otro lado un sistema de regulación que coopera con sensores de temperatura e higrometría (16) en el interior del invernadero.

26. Instalación según la reivindicación 25, caracterizada porque el sistema de regulación está unido a sensores de gas adaptados para supervisar el contenido en gases nocivos predeterminados.


 

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