Método y planta para el tratamiento de aguas residuales.

Un método para purificar agua residual en el que el agua residual se somete a un tratamiento en una primera zona para precipitar fósforo en un tanque séptico,

después de lo cual se hace pasar sucesivamente el agua residual desprovista de fósforo a través de dos bio-filtros aireados cada uno en un tanque que forma zonas separadas en los cuales el primer bio-filtro alberga principalmente bacterias heterótrofas y el segundo bio-filtro alberga principalmente bacterias autótrofas, vertiéndose el agua residual procedente del segundo bio-filtro, caracterizándose el método por que se retira lodo y agua purificada rica en nitrato varias veces al día y se recicla a partir del segundo bio-filtro aireado hasta la entrada del tanque séptico.

Método y planta para el tratamiento de aguas residuales La presente invención se refiere a un método mejorado para la purificación de agua y a una planta para llevar a cabo dicha purificación.

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención Durante la última década se ha suscitado un mayor enfoque sobre la purificación de agua residual procedente de la actividad urbana e industrial para devolverla de nuevo a la naturaleza.

Numerosos hogares privados no se encuentran conectados a los sistemas públicos de saneamiento y sus residuos, por tanto, no se tratan en una planta pública de purificación. En lugar de ello, estos hogares están basados en soluciones individuales en cuanto al problema de la purificación.

Una solución común es en forma de un tanque séptico en el que el proceso de fermentación anaerobia a bajas temperaturas purifica el residuo. No obstante, este proceso consume una cantidad significativa de tiempo y, con frecuencia, el flujo saliente se elimina por medio de un determinado tipo de percolación en el suelo, por ejemplo, una unidad de infiltración, o a través de un tubo de drenaje o al lago o corriente más próxima.

Solamente en Dinamarca, más de 300.000 hogares están basados en tanque séptico como tratamiento de aguas residuales.

Las demandas recientes por parte de las autoridades obligan a estos hogares a proporcionar una mejor purificación de sus aguas residuales. Entre otras, se centran en los compuestos orgánicos, compuestos de fósforo y compuestos que contienen nitrógeno.

Con frecuencia, los compuestos de fósforo se retiran por medio de precipitación oxidativa en la que se añaden sustancias químicas al agua residual y se oxidan los compuestos de fósforo hasta fosfatos que se precipitan en forma de sales poco solubles. Normalmente, los compuestos de fósforos bien precipitan en un tanque separado o bien en el tanque séptico o, de manera opcional, en un compartimiento del tanque séptico como se divulga en el documento JP 1997 004 1289.

2. Descripción de la técnica relacionada

Las plantas anteriores para la purificación de agua residual con respecto a uno o más de los compuestos anteriormente mencionados se describen en la bibliografía.

El documento US 2003/0062321 A1 describe una planta en la cual el agua objeto de purificación se suministra a un primer lecho de filtro anaerobio y desde ahí a un segundo lecho de filtro anaerobio. Durante etas etapas, se descompone anaeróbicamente la materia orgánica y el nitrato, que es una fuente de oxígeno, se convierte en nitrógeno libre. A partir del segundo lecho de filtro anaerobio, se conduce el agua residual a un lecho de filtro aerobio en el que se convierte el nitrógeno orgánico en nitrato de forma biológica. Tras la precipitación, posteriormente se conduce el agua a desinfección y des-nitrificación electrolítica o a retirada de fósforo electrolítica. Este proceso tiene la desventaja de que los compuestos de fósforo no se retiran antes de la introducción en las zonas microbianas, donde puede afectar a la capacidad de proliferación y purificación de las bacterias. De manera adicional, la nitrificación en el lecho de filtro aerobio, que es autótrofa, podría verse impedida por la competición de las bacterias heterótrofas que proliferan de forma más rápida, dando como resultado una conversión incompleta de los compuestos que contienen nitrógeno. Además, no existe descripción alguna sobre el modo de manipulación de un posible problema con H2S.

El documento JP 10 235104 describe un dispositivo de retirada de fósforo que se puede aplicar a diferentes secciones de una planta de purificación de agua. El dispositivo de retirada de fósforo puede proporcionarse en cualquier sección de una planta de purificación de agua que tenga dos secciones anaerobias y una sección aerobia. En el caso ilustrado, se proporciona el dispositivo de retirada de fósforo en la segunda sección anaerobia. Esta construcción tiene la desventaja de que es preciso usar una cantidad excesiva de sustancia química de retirada de fósforo, la bacteria autótrofa no tiene condiciones óptimas de proliferación y no retira H2S presente de manera opcional.

El documento US 6 210 578 B1 describe una planta de tratamiento de agua a usar en serie junto con una fosa séptica. La planta de tratamiento de agua tiene una pluralidad de compartimientos aireados que tienen bacterias aerobias y dos compartimientos anaerobios. Antes de los compartimientos anaerobios existe un compartimiento de sedimentación en el que se deposita el material denso. En esta planta, se recicla el agua procedente del

compartimiento anaerobio hasta el compartimiento de sedimentación. Esto proporciona un flujo mejorado a través del sistema y permite la des-nitrificación en los compartimientos anaerobios. Además, diluye el compuesto tóxico hasta niveles aceptables para las bacterias. Esta planta presenta la desventaja de que aunque diluye los compuestos tóxicos no evita la generación de los mismos. En casos de vacaciones e interrupción del suministro de agua objeto de tratamiento, se genera una cantidad de H2S en la fosa séptica y posteriormente cuando se reanuda el suministro , y se genera un flujo a través del sistema, se produce la entrada masiva de H2S, que es preciso diluir, en la planta de tratamiento. De este modo, se produce la muerte de las bacterias y se proporciona un tratamiento de agua insuficiente que da como resultado una salida de agua impurificada. Además, esta planta no tiene una retirada óptima de fósforo.

El documento WO 03/02650 describe una planta de tratamiento de agua que tiene dos secciones aireadas y un compartimiento de separación antes de las secciones aireadas. El compartimiento de separación retira H2S del agua residual. Esta planta tiene algunos de los inconvenientes descritos anteriormente. No inhibe la generación de H2S y no tiene una retirada óptima de fósforo.

El documento US 6 592 755 describe un sistema de tratamiento de aguas residuales que incluye un tanque séptico que tiene una descarga para comunicación de flujo con una pluralidad de recipientes de biofiltros que tienen un medio filtrante dentro de los mismos. Se permite que el agua residual o el efluente procedente del tanque séptico avance en sentido descendente a través del medio filtrante y cada recipiente incluye un salida para el vertido de agua residual en el medio ambiente o la transferencia a otras instalaciones de tratamiento.

El documento EP 396142 describe un método y un aparato que comprenden precipitación de fósforo en una corriente que une una zona anaerobia con una zona anóxica, que además trata la corriente en dos secciones aerobias y reciclar parte del lodo excedente a la zona anaerobia o anóxica.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un método y una planta que tenga una retirada de fósforo mejorada, que tenga un rendimiento de arranque tras interrupciones prolongadas, y que limite la generación de H2S.

Sumario de la invención

En un primer aspecto, la invención se refiere a un método para la purificación de agua residual que comprende las etapas de precipitar fósforo en un tanque séptico; conducir el agua residual a una primera zona de biodegradación aireada; y conducir el agua residual desde la primera zona aireada hasta la segunda zona de biodegradación aireada para obtener agua purificada.

En un segundo aspecto, la invención se refiere a una planta de purificación que comprende un tanque séptico, una primera sección con un bio-filtro aireado, una segunda sección con un bio-filtro aireado y un medio de reciclaje para reciclar agua pura y el lodo al tanque séptico, opcionalmente una unidad de precipitación de fósforo.

En un tercer aspecto, la invención se refiere al uso de una unidad de purificación en un método como se ha descrito anteriormente, comprendiendo dicha unidad de purificación una primera sección con un bio-filtro aireado y una segunda sección con un bio-filtro aireado.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 muestra un diagrama de bloques de una realización de una planta de acuerdo con la invención.

La Figura 2 muestra una realización de una unidad de purificación de acuerdo con la invención.

Descripción detallada de la presente invención

Se ha comprobado que el método de la invención tiene la ventaja de mantener la producción de H2S en un mínimo, reducir la cantidad necesaria de sustancias químicas usadas para la retirada de fósforo, tiene lugar una nitrificación mejorada y se mejora la purificación durante el arranque después de una interrupción prolongada. Estas mejoras se describen en detalles adicionales en las... [Seguir leyendo]

1. Un método para purificar agua residual en el que el agua residual se somete a un tratamiento en una primera zona para precipitar fósforo en un tanque séptico, después de lo cual se hace pasar sucesivamente el agua residual desprovista de fósforo a través de dos bio-filtros aireados cada uno en un tanque que forma zonas separadas en los cuales el primer bio-filtro alberga principalmente bacterias heterótrofas y el segundo bio-filtro alberga principalmente bacterias autótrofas, vertiéndose el agua residual procedente del segundo bio-filtro, caracterizándose el método por que se retira lodo y agua purificada rica en nitrato varias veces al día y se recicla a partir del segundo bio-filtro aireado hasta la entrada del tanque séptico.

2. Un método de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende:

- recoger agua residual en un tanque séptico -purificar en un mínimo de 2 secciones, preferentemente un mínimo de 3 secciones, en donde cada sección tiene un filtro aireado sumergido y una etapa de precipitación de lodo, caracterizándose el método por que el agua y/o el lodo se reciclan desde una o varias secciones y por que el flujo de agua residual a través de la planta se controla de forma opcional.

3. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que se garantiza una carga uniforme de la planta usando una bomba controlada de forma electrónica.

4. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, en el que la desnitrificación y la precipitación de fósforo se llevan a cabo en el tanque séptico usando un flujo de retorno procedente de la última etapa de precipitación de lodos.

5. Un método de acuerdo con la reivindicación 4, en el que se añade una precipitación de fósforo al flujo de retorno.

6. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que la cantidad añadida de agente de precipitación de fósforo se ajusta teniendo en cuenta la alimentación de compuestos que contienen fósforo y la cantidad de nitrato en el agua purificada reciclada.

7. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 2-6, en el que se usa el lodo sometido a retorno para hacer que el agua residual pase desde el tanque séptico hasta las secciones de purificación.

8. Un método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que la cantidad reciclada de agua corresponde al suministro diario normal de agua residual.

9. Una planta de purificación que comprende un tanque séptico, una primera sección con un bio-filtro aireado, una segunda sección con un bio-filtro aireado, formando dichas secciones zonas separadas en las cuales el primer biofiltro aireado alberga principalmente bacterias heterótrofas y el segundo bio-filtro aireado principalmente bacterias autótrofas, caracterizada por que una unidad de distribución de aire está ubicada bajo el elemento filtrante y por que la planta tiene un medio de reciclaje para reciclar el agua purificada rica en nitrato y un medio para reciclar el lodo precipitado en los bio-filtros, o después de los mismos, hasta el tanque séptico.

10. Una planta de purificación de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizada por que comprende un tanque séptico formado por un mínimo de 2 secciones, preferentemente un mínimo de 3 secciones, que comprenden cada una cámara principal con un bio-filtro sumergido, formando dichas secciones zonas separadas y un tanque de sedimentación, caracterizada por que la planta tiene un medio de reciclaje de agua rica en nitrato y/o lodo procedente de uno o más tanques de sedimentación hasta el tanque séptico.

11. Una planta de purificación de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizada por que tiene opcionalmente un medio para controlar el flujo de agua residual a través de la planta.

12. Una planta de purificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-11, caracterizada por que comprende de 3 a 5 secciones, cada una de las cuales comprende una cámara principal con un bio-filtro sumergido y un tanque de sedimentación.

13. Una planta de purificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-12, caracterizada por que comprende un medio para retornar agua procedente de la última sección.

14. Una planta de purificación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 10-12, caracterizada por que, comprende un medio para suministrar un agente para la precipitación de fósforo.

15. Uso de una unidad de purificación, comprendiendo dicha unidad de purificación una primera sección con un biofiltro aireado, una segunda sección con un bio-filtro aireado, formando dichas secciones zonas separadas en las cuales el primer bio-filtro aireado alberga principalmente bacterias heterótrofas y el segundo bio-filtro aireado

principalmente bacterias autótrofas, teniendo dicha unidad de purificación una unidad de distribución de aire ubicada bajo el elemento filtrante y un medio de reciclaje para reciclar agua purificada y un medio para reciclar el lodo precipitado en los bio-filtros, o después de los mismos, hasta un tanque séptico.