Unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala.

Una unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala,

comprendiendo la unidad de tratamiento una omás series de bandejas (1, 9) de fondo sólido dispuestas entre sí de forma descendente en la dirección del flujo delagua a tratar y que contienen un material de relleno reemplazable o lavable, estando colocadas las bandejas conuna inclinación del 0-10% y teniendo los recipientes (1, 9) al menos un faldón o pared de extremo que dispone deaberturas (4, 13) para pasar el agua en cada serie de bandejas siempre desde una bandeja superior (1, 9) a lasiguiente bandeja que está por debajo de la misma, estando forzada el agua residual a tratar a fluir a través de cadabandeja y una capa de material de relleno contenido en la misma en un flujo sustancialmente horizontal hasta almenos un faldón o pared de extremo de la bandeja (1, 9), proporcionando las aberturas (4, 13) presentes en lamisma una vía de paso para que el agua fluya hacia el interior la siguiente bandeja de la serie, de tal forma que elagua residual a tratar se ve forzada a fluir a través de todas las bandejas de cada serie de bandejas de la unidad detratamiento y a descargar a través de las aberturas (4, 13) proporcionadas en el faldón o pared de extremo de labandeja inferior de la serie de bandejas, caracterizada por que las aberturas de descarga (4, 13) proporcionadasen uno o más faldones o paredes de extremo de las bandejas (1, 9) usadas en la unidad de tratamiento estándiseñadas como un elemento dentado cortado en V para la distribución uniforme del agua a lo largo de toda laanchura de la bandeja (1, 9).

Unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala

La presente invención se refiere a una unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala.

Descripción de la técnica anterior

En las unidades de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala comúnmente se emplean diversos filtros biológicos. El funcionamiento de un filtro biológico se basa en una denominada biopelícula que se desarrolla en la superficie de un material de relleno usado en dicho filtro. El área de superficie de una biopelícula esencial para el funcionamiento de una unidad de tratamiento será mayor cuanto más pequeñas sean las partículas en las que puede desintegrarse el material de relleno usado en el filtro.

Otro factor esencial para un filtro biológico en términos de su funcionamiento es el tiempo de retención del agua residual en la unidad de tratamiento.

Un material de relleno usado comúnmente en filtros biológicos hoy en día comprende diversos cuerpos de relleno de material plástico o procedente de roca o un material orgánico apropiado. Para prevenir la obstrucción de la unidad de tratamiento y asegurar el intercambio de gases en un filtro, el material del filtro tiene que tener una permeabilidad al agua relativamente elevada.

Los documentos de la técnica anterior AT 403 473 B, WO 01/38236 A1 y US-A-5 958239 desvelan unidades de tratamiento de aguas residuales con múltiples bandejas de fondo sólido dispuestas de forma descendente entre sí en la dirección del flujo del agua a tratar.

En las unidades de tratamiento a pequeña escala, particularmente las destinadas para una sola o unas pocas viviendas, la fluctuación relativa en la cantidad de agua residual es verdaderamente significativa. Como la unidad de tratamiento debe poder proporcionar una vía de paso para toda la cantidad de agua tratada en ese momento, incluso durante picos de carga excepcionales, será necesario proporcionar la unidad de tratamiento con un rendimiento que esté sobredimensionado con respecto a la carga normal o recurrir a sistemas para igualar el caudal que son técnicamente difíciles de aplicar.

Un material de filtro muy permeable al agua reduce el tiempo de retención de agua en una unidad de tratamiento y, por lo tanto, en un filtro en el que el agua pasa rápidamente es técnicamente difícil de conseguir la distribución uniforme de agua por toda la capa material de filtro. Estos factores con frecuencia afectan al resultado de purificación de una planta de tratamiento biológico, especialmente en los denominados paquetes de tratamiento, de pequeño tamaño, en los que el agua tiene una corta distancia de flujo a través de la unidad de tratamiento.

Los problemas anteriores se han abordado en unidades de tratamiento a pequeña escala, por ejemplo, poniendo el material de filtro a usar en niveles ascendentes en cestas o bandejas con fondo de tamiz. De esta manera, la distribución de agua en un material de filtro puede hacerse más uniforme, pero el tiempo de retención de agua residual en el filtro no será mucho mayor.

Otro método aplicado comúnmente para solucionar los problemas anteriores es hacer circular el agua a través de un filtro varias veces. La recirculación mejora el funcionamiento de una unidad de tratamiento, aunque requiere una bomba de circulación separada y un sistema de control asociado, que hacen que la unidad de tratamiento sea técnicamente más complicada y más cara que un filtro sencillo de flujo transversal. Esto presenta un problema, especialmente con los paquetes de tratamiento de pequeño tamaño, cuyo diseño debe ser funcionalmente tan sencillo como sea posible por razones de coste y para que necesiten menos mantenimiento.

Descripción de la invención

Es un objeto de esta invención proporcionar una planta de tratamiento de agua, más específicamente una unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala, en la que se eliminen todos los problemas anteriores, en relación con una distribución uniforme de agua, un aumento del tiempo de retraso y la prevención de la obstrucción del filtro.

Para conseguir esto, una unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala de la invención como se define en la reivindicación 1 se caracteriza por que las aberturas de descarga proporcionadas en una o más paredes de extremo o faldones de las bandejas usadas en la unidad de tratamiento están diseñadas como un elemento dentado cortado en V para la distribución uniforme del agua a través de toda la anchura de la bandeja.

Como se ha descrito anteriormente, los problemas de las unidades de tratamiento a pequeña escala conocidas previamente pueden solucionarse poniendo un material de filtro usado en una unidad de tratamiento a pequeña escala en bandejas huecas y de fondo sólido, que preferiblemente tienen una ligera inclinación y que se disponen en una o más series de bandejas. Preferiblemente, el número de bandejas puede ser de al menos cinco en cada serie.

En cada serie de bandejas, preferiblemente se pasa agua desde una tubería de suministro a una pared de extremo de la bandeja superior, desde la cual fluye en la bandeja, que preferiblemente está en una posición ligeramente inclinada, a través de un material de filtro hasta la pared de extremo opuesta de la bandeja, y puede fluir a través de aberturas presentes en la misma hacia la siguiente bandeja de nivel inferior de la serie. De esta forma, el agua residual a tratar puede pasar en un flujo sustancialmente horizontal a través de la serie entera de bandejas. Desde la bandeja final, situada en la parte más baja de la serie, el agua se descarga a través de aberturas presentes en la pared de extremo, que preferiblemente está a un nivel inferior, y puede guiarse al interior de la tubería de descarga de la unidad de tratamiento.

Las aberturas de descarga presentes en la pared de las bandejas de material de filtro, estando dicha pared preferiblemente a un nivel inferior, preferiblemente están diseñadas en forma de un elemento dentado cortado en V usado comúnmente en la industria del agua, con lo que el agua preferiblemente fluye suavemente a la siguiente bandeja a través de toda la anchura de la bandeja.

Otras realizaciones preferidas de la invención se caracterizan por lo que se expone en las reivindicaciones dependientes adjuntas.

Ventajas conseguidas por la invención con respecto a la técnica anterior

El diseño de acuerdo con la invención de una unidad de tratamiento a pequeña escala ofrece los siguientes efectos beneficiosos en la unidad de tratamiento a pequeña escala con respecto a la técnica anterior:

El tiempo de retención del agua residual en la unidad de tratamiento es mayor en comparación con los filtros biológicos previos, ya que el agua residual a tratar, cuando avanza a través de una serie de bandejas como se ha descrito anteriormente, se ve forzada a fluir a lo largo de una distancia múltiple ya que fluye desde una tubería de suministro a la parte superior de una unidad de tratamiento a lo largo de la serie de bandejas con un flujo sustancialmente horizontal hasta un punto de descarga localizado en la parte inferior de la serie de bandejas.

La unidad de tratamiento de acuerdo con la invención es eficaz para prevenir la obstrucción de la unidad de tratamiento en caso de sobrecarga. En una situación de sobrecarga, el nivel de agua en las bandejas de filtro de la unidad de tratamiento se eleva ya que el material de filtro no tiene tiempo suficiente para filtrar toda la cantidad de agua a tratar. El exceso de agua fluye como un flujo rápido sobre la capa de material de filtro hasta el interior de la siguiente bandeja. El resultado de purificación de la unidad de tratamiento empeora en un estado de sobrecarga, pero no se ve comprometida su permeabilidad hidráulica.

La unidad de tratamiento a pequeña escala de acuerdo con la invención tiene un diseño que asegura eficazmente una distribución uniforme de agua ya que las aberturas de descarga de cada bandeja de filtro pueden diseñarse como un elemento dentado cortado en V de tal forma que, cuando fluye desde una bandeja a la siguiente, la corriente de agua se iguala a través de toda la anchura de la bandeja.

Ejemplos de aplicación

La invención se describirá a continuación con más detalle por medio de ejemplos de aplicación que no deben considerarse limitantes del alcance de la invención.

1. Una unidad de tratamiento de aguas residuales a pequeña escala, comprendiendo la unidad de tratamiento una o más series de bandejas (1, 9) de fondo sólido dispuestas entre sí de forma descendente en la dirección del flujo del agua a tratar y que contienen un material de relleno reemplazable o lavable, estando colocadas las bandejas con una inclinación del 0-10% y teniendo los recipientes (1, 9) al menos un faldón o pared de extremo que dispone de aberturas (4, 13) para pasar el agua en cada serie de bandejas siempre desde una bandeja superior (1, 9) a la siguiente bandeja que está por debajo de la misma, estando forzada el agua residual a tratar a fluir a través de cada bandeja y una capa de material de relleno contenido en la misma en un flujo sustancialmente horizontal hasta al menos un faldón o pared de extremo de la bandeja (1, 9) , proporcionando las aberturas (4, 13) presentes en la misma una vía de paso para que el agua fluya hacia el interior la siguiente bandeja de la serie, de tal forma que el agua residual a tratar se ve forzada a fluir a través de todas las bandejas de cada serie de bandejas de la unidad de tratamiento y a descargar a través de las aberturas (4, 13) proporcionadas en el faldón o pared de extremo de la bandeja inferior de la serie de bandejas, caracterizada por que las aberturas de descarga (4, 13) proporcionadas en uno o más faldones o paredes de extremo de las bandejas (1, 9) usadas en la unidad de tratamiento están diseñadas como un elemento dentado cortado en V para la distribución uniforme del agua a lo largo de toda la anchura de la bandeja (1, 9) .

2. Una unidad de tratamiento como se expone en la reivindicación 1, caracterizada por que las bandejas (1) de cada serie del tratamiento tienen forma rectangular y están localizadas al menos en posiciones parcialmente solapantes entre sí.

3. Una unidad de tratamiento como se expone en la reivindicación 2, caracterizada por que cada serie de bandejas incluye 10 bandejas (1) .

4. Una unidad de tratamiento como se expone en la reivindicación 1, caracterizada por que las bandejas (9) de cada serie de bandejas tienen sustancialmente forma de sector cuando se observan desde arriba y están dispuestas alrededor de un eje (15) vertical a lo largo de una trayectoria helicoidal descendente, de tal forma que las bandejas

(9) están solapadas en dicha trayectoria de forma que la siguiente bandeja de cada serie está al menos parcialmente debajo de la bandeja precedente anterior en la serie, con lo que las bandejas (9) sustancialmente con forma de sector junto con el eje (15) vertical, en vista de lo anterior, constituyen un círculo que consiste en 2-6 regiones sustancialmente con forma de sector y el eje vertical (15) rodeado por estas regiones.

5. Una unidad de tratamiento como se expone en la reivindicación 4, caracterizada por que cada serie de bandejas incluye 6 bandejas (9) .

6. Una unidad de tratamiento como se expone en la reivindicación 4 ó 5, caracterizada por que la unidad de tratamiento se proporciona con tres series de bandejas a lo largo de tres trayectorias helicoidales descendentes diferentes alrededor del eje (15) vertical.