Aparato y procedimiento para el tratamiento de deshidratación del lodo residual.

Aparato para tratar lodo residual, que comprende una cubierta (2) contenedora exterior completamente hueca,

un cuerpo (3) interior que es coaxial a la cubierta (2) externa, una cámara de compactación y deshidratación (4), interna con respecto a la cubierta (2) contenedora exterior y a lo largo de la cual discurre el lodo que va a tratarse, una zona de entrada (5) para suministrar el lodo que va a tratarse a la cámara (4), una zona de salida (6) para descargar el lodo tratado, unos medios de movimiento (7) del lodo, que cooperan con el cuerpo (3) interior, que provocan el avance, la mezcla y la compactación del lodo desde la zona de entrada (5) hasta la zona de salida (6); estando dispuestos unos medios de filtro (10) internamente con respecto a la cubierta (2) para delimitar la cámara de compactación y deshidratación (4) y estando provistos con al menos una red (11) contenedora que está conectada a un polo negativo de una unidad de control con el fin de definir un cátodo y estando conectado al menos el cuerpo (3) interior a un polo positivo de una unidad de control con el fin de definir un ánodo; estableciéndose una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo de manera que se someta el lodo que va a tratarse a un campo eléctrico con el fin de realizar un procedimiento electroosmótico.

Aparato y procedimiento para el tratamiento de deshidratación del lodo residual.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a un aparato para el tratamiento del lodo residual.

En particular, la presente invención encuentra aplicación en la eliminación controlada del lodo que se origina de procedimientos industriales (por ejemplo tomates biológicos, verduras, etc.), o en la reutilización del lodo que se origina en trabajos de agricultura o tratamientos de purificación de agua biológicos, tras el tratamiento regenerativo químico, biológico y mecánico del mismo.

Como resultado de los tratamientos industriales y/o de purificación, se producen grandes cantidades de disoluciones de lodo, que contienen material sólido que debe eliminarse o reutilizarse.

Estas disoluciones pueden contener arena, tierra, celulosa, residuos de material derivados de trabajar con o lavar maquinaria o depósitos, o lodo de decantación biológica.

El volumen y el peso de materiales residuales similares o materiales para reutilizar son considerables; por tanto, ha sido necesario estudiar soluciones para reducir el volumen y el peso para poder transportarlos y almacenarlos al menor coste posible mientras esperan su eliminación final o, según puede darse el caso, su reutilización con fines

diferentes.

La solución adoptada actualmente para obviar este problema es reducir el contenido en agua del material de lodo.

Existen diversos procedimientos y técnicas que se utilizan para deshidratar el lodo, que se somete a tratamientos de tipo físico, químico, mecánico o térmico.

Por ejemplo, algunos de los tratamientos utilizados son secado, centrifugado, despresurización o nuevo prensado.

Una técnica actualmente en uso implica llenar moldes especiales a presión con el material de lodo con el fin de forzar el agua hacia fuera a través de tejidos de filtración, para reducir el contenido en agua.

Este procedimiento es largo y laborioso ya que, en cada ciclo, sólo puede tratarse una cantidad limitada y predeterminada de lodo. De hecho, es necesario cargar el lodo que va a deshidratarse y poner en marcha la maquinaria de presurización. En un periodo de tiempo dado es posible procesar sólo una pequeña cantidad de residuo de lodo.

La eficacia de este procedimiento, además, no es ideal, ya que produce lodo deshidratado con un porcentaje de materia seca (m.s.) que aún es bastante bajo, de aproximadamente 3-33%.

Por tanto, el ciclo conlleva diversas interrupciones del procedimiento de deshidratación, que permite tratar sólo una pequeña cantidad de material de lodo por unidad de tiempo, aparte de implicar altos costes de procesamiento y mantenimiento.

Alternativamente, el lodo que va a tratarse se transporta sobre cintas y discurre a través de rodillos, que presionan el lodo, reduciendo el contenido en humedad. Aparte de no ser particularmente eficaz, estas máquinas son extremadamente voluminosas y necesitan asistencia.

Alternativamente puede utilizarse centrifugación, pero esto proporciona un contenido en m.s. que aún es muy bajo, el 22-25% de m.s.

El documento DE 1247982 da a conocer un secador de lodo que comprende:

- una cubierta contenedora exterior completamente hueca

- un cuerpo interior que es coaxial a la cubierta externa

- una cámara de compactación y deshidratación, interna con respecto a la cubierta contenedora exterior y a lo largo de la cual discurre el lodo que va a tratarse

- una zona de entrada para suministrar el lodo que va a tratarse a la cámara, una zona de salida para descargar el lodo tratado,

- unos medios de movimiento del lodo unidos al cuerpo interior, que provocan el avance, la mezcla y la compactación del lodo desde la zona de entrada hasta la zona de salida;

- estando dispuestos unos medios de filtro internamente con respecto a la cubierta para delimitar la cámara de compactación y deshidratación

- estando conectada la cubierta a un polo positivo de una unidad de control con el fin de definir un ánodo y estando conectado el cuerpo interior a un polo negativo con el fin de definir un cátodo;

- estableciéndose una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo tal como para someter el lodo que va a tratarse a un campo eléctrico con el fin de realizar un procedimiento electroosmótico.

En este contexto, la tarea técnica que constituye la base de la presente invención es proponer un procedimiento y un aparato para el tratamiento de lodo tras tratamientos mecánicos o de sedimentación, destinándose lo anterior a obtener un porcentaje mucho más alto de m.s., con costes reducidos en comparación con otros sistemas.

En particular, un objetivo de la presente invención es poner a disposición un procedimiento y un aparato para el tratamiento de lodo que sea eficaz y que haga posible tratar cantidades considerables de lodo con costes limitados.

Además, un objetivo adicional de la presente invención es introducir un procedimiento y un aparato para el tratamiento de lodo que haga posible obtener un porcentaje de materia seca del 5-7%.

La tarea técnica declarada y los objetivos especificados se consiguen sustancialmente mediante un procedimiento y un aparato para el tratamiento de lodo, que comprende las características técnicas establecidas en una o más de las reivindicaciones adjuntas.

Resultarán más evidentes las características y ventajas adicionales de la presente invención a partir de la descripción indicativa y, por ello, no limitativa, de una forma de realización preferida pero no limitativa de un procedimiento y un aparato para el tratamiento de lodo, tal como se ¡lustra en los dibujos adjuntos en los que:

- la figura 1 representa una vista lateral en sección parcial de una primera configuración de un aparato para el

tratamiento de lodo según la presente invención;

- la figura 1a representa una ampliación en detalle de la figura 1;

- la figura 2 ¡lustra una vista lateral en sección parcial de una segunda configuración de un aparato para el

tratamiento de lodo según la presente invención;

- la figura 2a representa una ampliación en detalle de la figura 2;

- la figura 3 ¡lustra una vista lateral en sección parcial de una tercera configuración de un aparato para el

tratamiento de lodo según la presente invención;

- la figura 4 muestra una vista lateral en sección parcial de una cuarta configuración de un aparato para el tratamiento de lodo según la presente invención;

- la figura 4a ilustra una vista en planta de un componente del aparato representado en la figura 4;

- la figura 5 muestra una vista lateral en sección parcial de una quinta configuración de un aparato para el

tratamiento de lodo según la presente invención;

- la figura 5a muestra una sección a lo largo del plano V-V marcado en la figura 5;

- la figura 6 muestra una sección a lo largo del plano l-l marcado en la figura 1;

- la figura 7 representa una vista lateral en sección parcial de una configuración adicional de un aparato para el

tratamiento de lodo según la presente invención;

Haciendo referencia a las figuras mencionadas adjuntas, el número de referencia 1 indica un aparato para el tratamiento de lodo que comprende una cubierta 2 contenedora exterior que está internamente hueca y un cuerpo 3 interior coaxial con la cubierta 2 exterior.

En el interior de la cubierta 2, el aparato comprende además una cámara de compactación y deshidratación 4, a lo largo de la cual discurre el lodo que va a tratarse. Aguas arriba de esta cámara 4, por tanto en un primer extremo 2a de la cubierta 2 exterior, está prevista una zona de entrada 5, preferentemente provista de una tolva, para suministrar el lodo F que va a tratarse, mientras que aguas abajo de la cámara 4, por tanto en un segundo extremo 2b de la cubierta 2, está prevista una zona de salida 6 para descargar el lodo tratado al exterior del aparato.

El aparato 1 también está provisto de unos medios de movimiento 7 adecuados, que actúan conjuntamente con el cuerpo 3 interior, que provocan la compactación y el avance del lodo F desde la zona de entrada 5 hasta la zona de salida 6.

En el Interior de la cubierta 2 están dispuestos unos medios de filtro 1, que delimitan la cámara de compactación y deshldrataclón 4, y están provistos de al menos una red 11 contenedora que está conectada eléctricamente a un polo negativo de una unidad de control para formar un cátodo C.

Por otro lado, el cuerpo 3 Interior está conectado eléctricamente a un polo positivo de una unidad de control para formar un ánodo A.

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1. Aparato para tratar lodo residual, que comprende una cubierta (2) contenedora exterior completamente hueca, un cuerpo (3) interior que es coaxial a la cubierta (2) externa, una cámara de compactación y deshidratación (4), interna con respecto a la cubierta (2) contenedora exterior y a lo largo de la cual discurre el lodo que va a tratarse, una zona de entrada (5) para suministrar el lodo que va a tratarse a la cámara (4), una zona de salida (6) para descargar el lodo tratado, unos medios de movimiento (7) del lodo, que cooperan con el cuerpo (3) interior, que provocan el avance, la mezcla y la compactación del lodo desde la zona de entrada (5) hasta la zona de salida (6); estando dispuestos unos medios de filtro (1) internamente con respecto a la cubierta (2) para delimitar la cámara de compactación y deshidratación (4) y estando provistos con al menos una red (11) contenedora que está conectada a un polo negativo de una unidad de control con el fin de definir un cátodo y estando conectado al menos el cuerpo (3) interior a un polo positivo de una unidad de control con el fin de definir un ánodo; estableciéndose una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo de manera que se someta el lodo que va a tratarse a un campo eléctrico con el fin de realizar un procedimiento electroosmótico.

2. Aparato según la reivindicación anterior, caracterizado por que comprende al menos una cámara de recolección (8) de líquidos y gases expulsados del lodo durante el tratamiento; estando prevista dicha al menos una cámara de recolección (8) internamente con respecto a la cubierta (2) adyacente a al menos una parte de una superficie de los medios de filtro (1) en el espacio de la cubierta (2) exterior, generándose una depresión en la cámara (8).

3. Aparato según la reivindicación 2, caracterizado por que los medios de filtro (1) están ubicados entre la cámara de recolección de líquidos y gases (8) y la cámara de compactación y deshidratación (4) a lo largo de la cual discurre el lodo; siendo los medios de filtro (1) permeables al agua y destinándose a impedir el paso de las partículas sólidas.

4. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado por que la red (11) contenedora separa los medios de filtro (1) de la cámara de recolección de líquidos y gases (8).

5. Aparato según la reivindicación 3 o 4, caracterizado por que los medios de filtro (1) comprenden un filtro que presenta porosidad y está destinado a permitir el procedimiento electroosmótico.

6. Aparato según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende un circuito (12) hidráulico provisto de una pluralidad de boquillas (13) para humedecer el filtro.

7. Aparato según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el cuerpo (3) interior comprende al menos un propulsor (14) puesto en rotación mediante los medios de movimiento (7); estando conectado eléctricamente el propulsor (14) al polo positivo de la unidad de control con el fin de funcionar como ánodo.

8. Aparato según la reivindicación 7, caracterizado por que el propulsor (14) presenta un paso variable.

9. Aparato según la reivindicación 7 u 8, caracterizado por que los medios de movimiento (7) comprenden un reductor (7a) de velocidad eléctrico que acciona un árbol de transmisión de movimiento (7c) conectado al propulsor (14).

1. Aparato según la reivindicación 9, caracterizado por que una primera red (11) contenedora comprende externamente una primera cámara de recolección de líquidos y gases (8), unos medios de filtro (1) ubicados contra la pared Interna de la primera red (11) contenedora, y por que una segunda red (11) contenedora comprende internamente una segunda cámara de recolección de líquidos y gases (8) para recolectar líquidos y gases expulsados por el lodo durante el tratamiento, unos medios de filtro (1), formados por un filtro silíceo ubicado contra una pared externa de la segunda red (11) contenedora que separa los medios de filtro (1) de la cámara de recolección de líquidos y gases (8), y por que un circuito (12) hidráulico está provisto de una pluralidad de boquillas (13) para humedecer los medios de filtro (1).

11. Aparato según la reivindicación 1, caracterizado por que comprende una pluralidad de patines antidesgaste (16) dispuestos en posiciones distintas a lo largo de un perfil perimetral del propulsor (14), de manera que se aísle eléctricamente el ánodo representado por el propulsor (14) de las superficies de los medios de filtro.

12. Aparato según la reivindicación 11, caracterizado por que el aislamiento del propulsor (14) (ánodo) de los medios de filtro se obtiene por medio de listones longitudinales aislantes (15) insertados parcialmente en el filtro y que sobresalen parcialmente de la superficie del mismo.

13. Aparato según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado por que la red (11) contenedora es coaxial a la cubierta (2) exterior, rotando el propulsor (14) internamente con respecto a la cámara de compactación y deshidratación (4).

14. Aparato según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cámara de compactación y deshidratación (4) presenta una sección de corona circular y está delimitada periféricamente por unos medios de filtro (1) que están dispuestos de manera que se formen unas paredes cónicas de la cámara de compactación y deshidratación (4); estando dispuestos un propulsor externo (14a) y un propulsor interno (14b) internamente con respecto a la cámara de compactación y deshidratación (4), en el que dichos propulsor externo (14a) y propulsor interno (14b) son solidarios y están conectados al polo positivo de una unidad de control de manera que se defina un ánodo, pero discurren helicoidalmente en sentidos opuestos, funcionando el propulsor interno (14a) en las proximidades de la pared de los medios de filtro dispuestos de manera externa (1), y funcionando el propulsor externo (14b) en las proximidades de las paredes de los medios de filtro dispuestos de manera interna (1); estando cerrada la cámara de compactación y deshidratación (4) en un extremo en el que las paredes identificadas por los medios de filtro (1) están próximas entre sí; estando ubicadas la zona de entrada (5) y la zona de salida (6), dispuestas de manera concéntrica, en el mismo lado opuesto al extremo en el que la cámara de compactación y deshidratación (4) está cerrada.

15. Aparato según la reivindicación 14, caracterizado por que la cámara de compactación y deshidratación (4) presenta un eje vertical y presenta un extremo cerrado en la parte inferior de la misma; estando ubicadas la zona de entrada (5) y la zona de salida (6) en la parte superior.

16. Aparato según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la zona de entrada (5) está colocada en un primer extremo (2a) de la cubierta (2) exterior y la zona de salida (6) está ubicada en un segundo extremo (2b) de la cubierta (2) externa.

17. Aparato según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la cubierta (2) exterior presenta un eje longitudinal (1a) que presenta un desarrollo horizontal.

18. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que presenta una primera sección (1) que presenta un eje de desarrollo horizontal ligeramente inclinado (1a) con el fin de permitir la salida del agua, y una segunda sección (1") que presenta un eje de desarrollo vertical (1b).

19. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que presenta un desarrollo global constituido únicamente por unas secciones verticales dispuestas a modo de cascada.

2. Aparato según la reivindicación 18, caracterizado por que la zona de salida (6) de la primera sección (1) coincide con la zona de entrada (5) de la segunda sección (1").

21. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el cuerpo (3) interior comprende un tornillo de Arquímedes (18) puesto en rotación mediante unos medios de movimiento (7); estando el tornillo (18) conectado eléctricamente al polo positivo de la unidad de control electrónica de manera que funcione como un ánodo.

22. Aparato según la reivindicación 19, caracterizado por que los medios de movimiento (7) comprenden un reductor (7a) de velocidad eléctrico que activa un árbol de transmisión de accionamiento (7c) conectado axialmente al tornillo

(18).

23. Aparato según la reivindicación 19 o 2, caracterizado por que presenta un eje longitudinal (1a) que está inclinado con respecto a la horizontal, en un ángulo comprendido entre 1° y 45°; pudiendo ajustarse el ángulo de manera que la zona de salida (6) se encuentre a un nivel superior a la zona de entrada (5).

24. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el cuerpo (3) interior, móvil internamente con respecto al canal de compactación y deshidratación (4) con el fin de mezclar el lodo que va a tratarse, comprende un árbol de transmisión de movimiento (7c) que a lo largo de un desarrollo axial del mismo comprende una pluralidad de palas (21).

25. Aparato según una de las reivindicaciones 23 o 24, caracterizado por que el cuerpo (3) interior comprende una espiral de desarrollo helicoidal (22) en cuyo interior se inserta el árbol de transmisión de movimiento (7c) con palas (21); funcionando la espiral (22) como ánodo.

26. Aparato según la reivindicación 25, caracterizado por que la espiral de desarrollo helicoidal (22) está conectada al árbol de transmisión de movimiento (7c); estando enchavetada la espiral (22) en sus extremos (22a) respectivos sobre unas ruedas (23) libres que permiten la rotación de la espiral (22) en un sentido mientras que impiden la rotación de la misma en un sentido opuesto.

27. Aparato según una de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizado por que presenta un eje longitudinal (1a) que presenta un desarrollo vertical.

28. Aparato según la reivindicación 27, caracterizado por que la zona de entrada (5) está ubicada sobre una parte superior (S) del aparato y la zona de salida (6) está ubicada sobre un fondo (B) del aparato.

29. Aparato según una de las reivindicaciones 24 a 28, caracterizado por que comprende un rastrillo (3) circular que presenta una pluralidad de paletas (31) radiales, estando dicho rastrillo (3) ubicado sobre una pared inferior (B) y enchavetado al árbol de transmisión de movimiento (7c); estando ubicado el rastrillo (3) en las proximidades de la zona de salida (6) de manera que se transporte el lodo tratado hacia el entorno exterior.

3. Aparato según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el cuerpo (3) interior comprende un árbol (24) que funciona como ánodo, que presenta dos o más aletas radiales (25) que se extienden longitudinalmente a lo largo del desarrollo del eje del árbol (24); definiendo el árbol (24), junto con la cubierta (2) contenedora exterior, la cámara de compactación y deshidratación.

31. Aparato según la reivindicación 3, caracterizado por que comprende al menos dos tapones separadores (26) realizados en un material aislante y montados sobre cada aleta (25) con el fin de separar eléctricamente el árbol que funciona como ánodo y la pared de los medios de filtro (1).

32. Aparato según la reivindicación 3 o 31, caracterizado por que los medios de movimiento (7) comprenden un pistón (27) de compactación para el lodo, estando dicho pistón (27) conectado a un actuador lineal (28), preferentemente un cilindro hidráulico.

33. Aparato según una de las reivindicaciones 3 a 32, caracterizado por que comprende un cono (29) de cierre ajustable de contrapresión ubicado en las proximidades de la zona de salida (6) del lodo, para regular una apertura de la sección de descarga de lodo y la presión interna de la cámara de compactación y deshidratación (4); estando conectado el pistón (27) de compactación al árbol (24) por medio de un mecanismo de tornillo con una espiral (32) por medio del cual el movimiento de traslación del pistón genera además un movimiento de rotación del árbol (24).

34. Procedimiento para tratar lodo que comprende suministrar el lodo que va a tratarse a un aparato (1) según una o más de las reivindicaciones 1 a 33; y provocar el avance del lodo internamente con respecto a la cámara de compactación y deshidratación (4) ubicada entre un ánodo y un cátodo; y someter el lodo a un campo eléctrico generado por una diferencia de potencial entre el ánodo y el cátodo.

35. Procedimiento según la reivindicación 34, caracterizado por que comprende someter el lodo que va a tratarse a un procedimiento electroosmótico con el fin de deshidratar el lodo.