Dispositivo de depuración biológica.

Dispositivo de depuración biológica (10), que comprende una cámara de depuración (16) y unos dispositivos para transportar y tratar aguas residuales,

comprendiendo dichos dispositivos:

un aparato elevador de aire comprimido (30) con un tubo ascendente (36), cuyo extremo inferior presenta una conexión de aire comprimido (46) y cuyo extremo superior (48) está conectado a una salida de agua depurada (32),

un aireador (26),

y una fuente de aire comprimido (28) para cargar el aparato elevador de aire comprimido (30) y/o el aireador (26) con aire comprimido a través de una tubería de aire comprimido (54), que se ramifica a partir de la fuente de aire comprimido (28) en una primera tubería de derivación (58) y en una segunda tubería de derivación (60), de las cuales la primera tubería de derivación (58) conduce a la conexión de aire comprimido (46) del aparato elevador de aire comprimido (30) y la segunda tubería de derivación (60) conduce al aireador (26),

comprendiendo los dispositivos además una válvula flotante (62), que está dispuesta de manera flotante en la cámara de depuración (16) para controlar la distribución de la corriente de aire comprimido de la tubería de aire comprimido (54) en la primera (58) y/o la segunda tubería de derivación (60) y comprende un cuerpo hueco (72) así como un cuerpo de válvula (74) montado de forma móvil en el cuerpo hueco (72) entre una primera y segunda posición de conmutación,

comprendiendo dicho cuerpo hueco (72) una entrada (64), a través de la cual el cuerpo hueco (72) puede cargarse con aire comprimido, y por lo menos una salida (66), que está conectada a la conexión de aire comprimido (46) del aparato elevador de aire comprimido (30) a través de por lo menos una sección (70) de la primera tubería de derivación (58) y presenta un asiento de válvula, que es cerrado por el cuerpo de válvula (74) en la segunda posición de conmutación y está abierto en la primera posición de conmutación,

y estando dicho cuerpo hueco (72) dispuesto de forma basculante alrededor de un eje en función del nivel de líquido de la cámara de depuración (16), de tal manera que, al excederse un nivel predeterminado, el mismo alcanza un ángulo de basculación en el que el cuerpo de válvula (74) puede desplazarse de la segunda posición de conmutación a la primera posición de conmutación,

y comprendiendo los dispositivos además un interruptor eléctrico, que cambia su estado de conmutación al abrirse la primera tubería de derivación (58) y/o al iniciarse la descarga de líquido del extremo superior del tubo ascendente (36) y genera un impulso de conmutación para controlar la fuente de aire comprimido (28), caracterizado por que el aireador (26) está dispuesto en la cámara de depuración (16) y la segunda tubería de derivación (60) conduce exclusivamente al aireador (26), y por que la primera tubería de derivación (58) conduce exclusivamente a la conexión de aire comprimido (46) del aparato elevador de aire comprimido (30).

Dispositivo de depuración biológica.

La presente invención se refiere a un dispositivo de depuración biológica, que comprende una cámara de depuración e instalaciones para transportar y tratar aguas residuales según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para hacer funcionar un dispositivo de depuración biológica.

Por el documento DE 10 2008 033 293 A1, que muestra las características del preámbulo de la reivindicación 1, se conoce un dispositivo de depuración biológica de este tipo.

Los dispositivos de depuración biológica de este tipo se utilizan por ejemplo para la depuración de aguas residuales para viviendas no conectadas a la red de alcantarillado público. Comprenden una cámara de depuración en la que se lleva a cabo la depuración final biológica de las aguas residuales por medio del fango de depuración. Una predepuración de las aguas residuales puede tener lugar en cámaras de pre-depuración adecuadas, en las que se depositan las sustancias gruesas. En un diseño conocido, la cámara de pre-depuración y la cámara de depuración biológica están dispuestas en un contenedor común y se encuentran separadas por medio de una pared de separación, por la cual se alimenta la cámara de depuración a partir de la cámara de pre-depuración.

Los dispositivos de depuración de este tipo están dotados de varios dispositivos para transportar y tratar aguas residuales. En particular, comprenden un aireador para la ventilación del contenido de la cámara de depuración biológica y un aparato elevador de aire comprimido equipado con un tubo ascendente, que presenta una conexión de aire comprimido en su parte inferior. Tanto el aireador como el tubo ascendente pueden cargarse con aire comprimido procedente de una fuente de aire comprimido adecuada tal como un compresor. El volumen de líquido en el tubo ascendente es transportado hacia arriba por medio de aire comprimido.

En algunas formas de realización, el aparato elevador de aire comprimido sirve como aparato elevador de fango, que transporta el fango excedente de la cámara de depuración por la pared de separación y de vuelta al aparato de pre-depuración, tal como se ha descrito por ejemplo en la solicitud de patente europea EP 2 098 487 A1 de la solicitante. Alternativamente, un aparato elevador de aire comprimido puede utilizarse para la descarga de agua depurada formada en la depuración biológica. En este caso, el extremo superior de dicho aparato elevador de agua depurada conduce a una salida de agua depurada. La distribución del aire comprimido entre el aireador y el aparato elevador de aire comprimido se realiza a través de una tubería de derivación de aire comprimido, de la cual una primera tubería de derivación conduce a la conexión del aparato elevador de aire comprimido y una segunda tubería de derivación desemboca en el contenedor.

Se utilizarán principalmente dos tipos de procedimientos conocidos, el método SBR y varios métodos de activación en funcionamiento continuo. Entre ellos, se incluyen por ejemplo el método de lecho fluidizado, lecho fijo o el método CBR.

El método más utilizado es el método SBR. En dicho método, se requieren dos partes de contenedores separadas hidráulicamente una de la otra. En la primera parte del contenedor, el aparato de predepuración/depósito de fango, las aguas residuales entrantes se tamponan, dando lugar a la separación de las sustancias gruesas. En la segunda parte del contenedor, tiene lugar la depuración biológica por introducción de oxígeno atmosférico. Puesto que las partes del contenedor se encuentran separadas una de otra, se requieren varios procesos de bombeo. Las aguas residuales prepurificadas se transportan del aparato de predepuración a la balsa de activación, pasando por la pared de separación. Además, el fango activado excedente debe transferirse de la balsa de activación y de vuelta al aparato de predepuración/depósito de fango. Como tercer proceso de bombeo, las aguas residuales purificadas, después de un periodo de sedimentación, se transportan de la balsa de activación hacia fuera de la instalación. Para dichos procesos de transporte, se necesitan varios dispositivos de transporte, los cuales por su parte requieren un gran gasto de ingeniería de control para su activación. En las instalaciones que deben llevar a cabo procesos de bombeo con aire comprimido, deben instalarse varios tubos para el aire de la unidad de control al contenedor, lo cual requiere un gran gasto durante el montaje de la instalación. Además, debido al gran número de partes técnicas utilizadas, esto conlleva una mayor susceptibilidad a fallos y un mayor gasto de mantenimiento. Otro inconveniente de dicho procedimiento radica en el hecho de que, debido a la descarga de las aguas residuales depuradas no continua, debe mantenerse una parte del volumen de contenedor como tampón y no está disponible como volumen de depósito de fango o de reactor.

En los procedimientos de activación continuos, se utilizan un número de componentes técnicos claramente inferior. Normalmente, se necesita sólo un dispositivo de transporte para reciclar el fango excedente. Dicho procedimiento adolece del inconveniente de que se necesita un dispositivo de separación/depuración posterior separado para separar el fango activado de las aguas residuales depuradas. El mismo puede ser una parte del contenedor conectada aguas abajo de la balsa de activación, lo cual necesita normalmente la presencia de un volumen total de la instalación claramente mayor. Para evitar una descarga de fango de la instalación durante las cargas punta, la mayoría de los fabricantes de este tipo de instalaciones utiliza un material de crecimiento para los microorganismos en la balsa de activación, lo cual consigue una mejor retención de los mismos en la instalación. En el procedimiento

CBR, dicha retención se consigue por medio de un regulador de salida, que reduce la velocidad de empuje vertical de forma significativa en el dispositivo de depuración posterior. Dichos componentes utilizados tal como el material de crecimiento o el dispositivo de depuración posterior separada significan un gran gasto y grandes esfuerzos de construcción.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es crear un nuevo dispositivo de depuración biológica así como un procedimiento para su funcionamiento que combine las ventajas de las instalaciones conocidas, los cuales se hacen funcionar según el método SBR o en régimen continuo. En particular, el objetivo es proporcionar un mayor volumen en el contenedor como volumen de reactor, mientras que simultáneamente puede prescindirse de dispositivos de regulación y sedimentación costosos.

Según la invención, dichos objetivos se consiguen por medio de un dispositivo de depuración biológica con las características de la reivindicación 1 así como por medio de un procedimiento para hacer funcionar un dispositivo de depuración según la reivindicación 13.

El dispositivo de depuración biológica según la invención está equipado de tal manera que el aire comprimido puede distribuirse en función del nivel de líquido en la cámara de depuración biológica sobre el aireador o el aparato elevador de aire comprimido para la descarga del agua depurada. Mientras el nivel se mantenga bajo, la primera tubería de derivación que conduce al aparato elevador de aire comprimido queda bloqueada, suministrándose sólo el aireador con aire comprimido, con lo cual el contenido de la cámara de depuración puede airearse de forma intermitente. Cuando el nivel aumenta más allá de un nivel predeterminado, la tubería de derivación que conduce al aparato elevador de aire comprimido se abre automáticamente, cargando el tubo ascendente con aire comprimido, con lo cual su contenido se descarga hacia arriba en dirección de la salida de agua depurada.

La abertura de la primera tubería de derivación que conduce al aparato elevador de aire comprimido y/o el comienzo de la descarga de líquido del tubo ascendente están conectadas al disparo de un interruptor eléctrico dispuesto para registrar la carga del aparato elevador con aire comprimido o la descarga de líquido y disparar un impulso de conmutación que cambia el modo de funcionamiento de la fuente de aire comprimido. A continuación, la fuente de aire comprimido puede acabar el funcionamiento intermitente e iniciar una nueva fase de funcionamiento que incluye la descarga continua de agua depurada.

Para el cambio automático de la distribución de aire comprimido entre el aparato elevador de aire comprimido y el aireador sirve una válvula flotante, que comprende un cuerpo hueco que está dispuesto en la cámara de depuración de forma basculante en función del nivel... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de depuración biológica (10) , que comprende una cámara de depuración (16) y unos dispositivos para transportar y tratar aguas residuales, comprendiendo dichos dispositivos:

un aparato elevador de aire comprimido (30) con un tubo ascendente (36) , cuyo extremo inferior presenta una conexión de aire comprimido (46) y cuyo extremo superior (48) está conectado a una salida de agua depurada (32) , un aireador (26) , y una fuente de aire comprimido (28) para cargar el aparato elevador de aire comprimido (30) y/o el aireador (26) con aire comprimido a través de una tubería de aire comprimido (54) , que se ramifica a partir de la fuente de aire comprimido (28) en una primera tubería de derivación (58) y en una segunda tubería de derivación (60) , de las cuales la primera tubería de derivación (58) conduce a la conexión de aire comprimido (46) del aparato elevador de aire comprimido (30) y la segunda tubería de derivación (60) conduce al aireador (26) , comprendiendo los dispositivos además una válvula flotante (62) , que está dispuesta de manera flotante en la cámara de depuración (16) para controlar la distribución de la corriente de aire comprimido de la tubería de aire comprimido (54) en la primera (58) y/o la segunda tubería de derivación (60) y comprende un cuerpo hueco (72) así como un cuerpo de válvula (74) montado de forma móvil en el cuerpo hueco (72) entre una primera y segunda posición de conmutación, comprendiendo dicho cuerpo hueco (72) una entrada (64) , a través de la cual el cuerpo hueco (72) puede cargarse con aire comprimido, y por lo menos una salida (66) , que está conectada a la conexión de aire comprimido (46) del aparato elevador de aire comprimido (30) a través de por lo menos una sección (70) de la primera tubería de derivación (58) y presenta un asiento de válvula, que es cerrado por el cuerpo de válvula (74) en la segunda posición de conmutación y está abierto en la primera posición de conmutación, y estando dicho cuerpo hueco (72) dispuesto de forma basculante alrededor de un eje en función del nivel de líquido de la cámara de depuración (16) , de tal manera que, al excederse un nivel predeterminado, el mismo alcanza un ángulo de basculación en el que el cuerpo de válvula (74) puede desplazarse de la segunda posición de conmutación a la primera posición de conmutación, y comprendiendo los dispositivos además un interruptor eléctrico, que cambia su estado de conmutación al abrirse la primera tubería de derivación (58) y/o al iniciarse la descarga de líquido del extremo superior del tubo ascendente (36) y genera un impulso de conmutación para controlar la fuente de aire comprimido (28) , caracterizado por que el aireador (26) está dispuesto en la cámara de depuración (16) y la segunda tubería de derivación (60) conduce exclusivamente al aireador (26) , y por que la primera tubería de derivación (58) conduce exclusivamente a la conexión de aire comprimido (46) del aparato elevador de aire comprimido (30) .

2. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 1, caracterizado por que la válvula flotante (62) está dispuesta dentro de la primera tubería de derivación (58) , a partir de la cual una primera sección flexible (68) situada aguas arriba desemboca en la entrada del cuerpo hueco (72) , y por que el cuerpo hueco (72) sólo comprende una salida (66) , a la cual está conectada una segunda sección (70) situada aguas abajo de la primera tubería de derivación, que conduce al aparato elevador de aire comprimido (30) .

3. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 2, caracterizado por que el cuerpo hueco (72) está diseñado en forma de un tubo, cuyos extremos forman la entrada (64) y la salida (66) del cuerpo hueco (72) , y por que el extremo de entrada del tubo está unido al eje de basculación.

4. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 3, caracterizado por que el cuerpo de válvula (74) es una bola realizada a partir de un material magnético y por que el tubo (72) presenta en su extremo de entrada un tope (76) , al cual puede adherirse la bola (74) magnéticamente.

5. Dispositivo de depuración biológica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el extremo superior (48) del tubo ascendente (36) desemboca en una tubería de desagüe (50) , que conduce a la salida de agua depurada (32) , y por que en dicha tubería de desagüe (50) está integrado un contenedor tampón (52) con dos salidas (82, 84) , de las cuales una salida (82) situada a un nivel superior conduce a la salida de agua depurada

(32) y una salida (84) situada a un nivel inferior presenta una sección transversal de corriente libre más pequeña que la salida (82) situada al nivel superior.

6. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 5, caracterizado por que la salida situada a un nivel inferior (84) del contenedor tampón (52) conduce de vuelta a la cámara de depuración (16) o a una cámara de 5

predepuración (14) , a partir de la cual se suministran aguas residuales prepurificadas a la cámara de depuración (16) .

7. Dispositivo de depuración biológica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que por el interruptor eléctrico está integrado en la válvula flotante (62) y puede cerrarse en la primera posición de conmutación por medio de un movimiento del cuerpo de válvula (74) al bascular el cuerpo hueco (72) .

8. Dispositivo de depuración biológica según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el interruptor eléctrico está integrado en el tubo ascendente (36) y puede cerrarse por medio de un flujo volumétrico que pasa a través del tubo ascendente (36) .

9. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 5 o 6, caracterizado por que el interruptor eléctrico se ha integrado en el contenedor tampón (52) y puede cerrarse al excederse un nivel de llenado predeterminado del contenedor tampón (52) .

10. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 9, caracterizado por que el interruptor eléctrico es un interruptor de lengüeta que está dispuesto a un nivel por encima de la salida (84) situada a un nivel inferior.

11. Dispositivo de depuración biológica según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la fuente de aire comprimido (28) es un compresor, que comprende una unidad de control para hacer funcionar el compresor

(28) en por lo menos dos fases de funcionamiento distintas y sucesivas en el tiempo, es decir, una primera fase de funcionamiento (100) , en la que el compresor (28) se hace funcionar de forma intermitente, seguida de una segunda fase de funcionamiento (108) que comprende por lo menos un periodo (116) de un funcionamiento continuo del compresor (28) , y por que la unidad de control, al recibir un impulso de conmutación (106) del interruptor eléctrico, termina la primera fase de funcionamiento (100) e inicia la segunda fase de funcionamiento (108) .

12. Dispositivo de depuración biológica según la reivindicación 11, caracterizado por que el interruptor eléctrico está previsto además para cambiar su estado de conmutación al cerrarse la primera tubería de derivación (58) y/o al interrumpirse la descarga de líquido del extremo superior del tubo ascendente (36) y para disparar otro impulso de conmutación que termina la segunda fase de funcionamiento (108) y reinicia una primera fase de funcionamiento (100) .

13. Procedimiento para hacer funcionar un dispositivo de depuración biológica (10) según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que en una primera fase de funcionamiento (100) se hace funcionar la fuente de aire comprimido (28) de forma intermitente, mientras que a un nivel de llenado de la cámara de depuración

(16) por debajo de un nivel predeterminado se bloquea la primera tubería de derivación (58) , mientras que la segunda tubería de derivación (60) queda abierta, y por que al excederse dicho nivel la primera tubería de derivación

(58) se desbloquea para cargar el aparato elevador de aire comprimido (30) con presión, la fuente de aire comprimido termina la primera fase de funcionamiento (100) y se inicia una segunda fase de funcionamiento (108) que comprende por lo menos un periodo (116) de un funcionamiento continuo de la fuente de aire comprimido (28) .

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que la segunda fase de funcionamiento (108) comienza con un impulso de transporte (110) para descargar fango del tubo ascendente (36) del aparato elevador de aire comprimido (30) .

15. Procedimiento según la reivindicación 13 o 14, caracterizado por que la segunda fase de funcionamiento (108) comprende una fase de sedimentación (112) de una longitud predeterminada, que precede cronológicamente al periodo de un funcionamiento continuo (116) de la fuente de aire comprimido (28) .

16. Procedimiento según la reivindicación 15, caracterizado por que la segunda fase de funcionamiento (108) comprende un impulso de lavado (114) para lavar el tubo ascendente (36) del aparato elevador de aire comprimido

(30) que sigue a la fase de sedimentación (112) y a la que sigue el periodo (116) de un funcionamiento continuo de la fuente de aire comprimido (28) .

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado por que al excederse el nivel predeterminado por basculación del cuerpo hueco (72) en la primera posición de conmutación se abre el asiento de válvula de la válvula flotante (62) , se libera la primera tubería de derivación (58) para cargar el aparato elevador de aire comprimido (30) con presión, el interruptor eléctrico cambia su estado de conmutación, genera un impulso de conmutación, la fuente de aire comprimido (28) termina la primera fase de funcionamiento (100) y comienza la segunda fase de funcionamiento (108) .