Purificador que comprende un dispositivo de separación de sólidos, y procedimiento para la purificación de aguas residuales.

Purificador (100) para la purificación de un fluido tal como agua residual,

comprendiendo el purificador:

- un recipiente de reacción (10) para un fluido, teniendo el recipiente de reacción una cámara de reacción (11) y un fondo (12);

- un tubo descendente (14) que tiene un extremo superior (91) y un extremo inferior (92), en el que el extremo superior del tubo descendente está conectado a un colector de fluido (13) para captar fluido del recipiente de reacción (10), y el tubo descendente está colocado para transportar el fluido hacia el fondo (12) del recipiente de reacción;

- un dispositivo de separación de sólidos (20) colocado para separar sólidos del líquido, comprendiendo el dispositivo de separación de sólidos una entrada de fluido (72) colocada para introducir fluido al dispositivo de separación de sólidos y una descarga de líquido (56) colocada para retirar el líquido separado del dispositivo de separación de sólidos;

caracterizado porque la entrada de fluido del dispositivo de separación de sólidos (20) está conectada al extremo inferior (92) del tubo descendente, estando el dispositivo de separación de sólidos situado dentro del recipiente de reacción, en o cerca del fondo (12) del recipiente de reacción, y el dispositivo de separación de sólidos (20) comprende una cámara de captación de sólidos (23) colocada para recibir sólidos separados, comprendiendo dicha cámara de captación de sólidos (23) al menos una salida (54) para llevar el fluido desde la cámara de captación (23) a la cámara de reacción (11).

Purificador que comprende un dispositivo de separación de sólidos, y procedimiento para la purificación de aguas residuales La invención se refiere a un purificador que comprende un dispositivo de separación de sólidos. La invención también se refiere a un procedimiento de purificación de aguas residuales. Un fluido se considera un agua residual si tiene componentes biológicamente degradables.

Tales purificadores que comprenden un dispositivo de separación de sólidos son conocidos a partir de la técnica anterior. Un purificador de ejemplo se divulga en el documento EP 2 065 344 A1 El tratamiento de aguas residuales de capa de lodo anaeróbico de flujo ascendente (UASB) es un proceso que generalmente emplea un reactor que tiene un recipiente de reacción que comprende un lecho de lodo anaeróbico granular. El agua residual afluente se distribuye uniformemente por debajo del lecho y fluye hacia arriba a través del lecho de biomasa. El fluido está continuamente en movimiento en el recipiente de reacción debido a flujos de gas que encuentran su trayectoria hacia arriba a través del fluido hacia el nivel del líquido.

En la realización conocida, cerca de la parte superior del recipiente de reacción, la fase de agua se separa de los sólidos y gas del lodo en un separador de tres fases (también conocido como un separador de gas-líquido-sólidos) o dispositivo de separación de sólidos. El documento EP 2 065 344 A1 divulga un dispositivo de separación de sólidos y gas que comprende una cámara de captación de sólidos. El fluido de la cámara de proceso o reacción puede entrar en el dispositivo de separación y en la cámara de captación de sólidos. La eficiencia de separación es mayor en condiciones de una turbulencia relativamente baja. Dispositivos de separación de sólidos alternativos, que no necesariamente comprenden una cámara de captación de sólidos, son conocidos, tal como dispositivos de remolino y tamices.

En la realización conocida, el fluido separado con sólidos del dispositivo de separación de sólidos se transporta de regreso al reactor, donde debido a las diferencias de densidad se inicia un flujo hacia abajo. En la parte inferior del reactor, el fluido se mezcla con el lodo o con el afluente. Las burbujas de gas, por ejemplo formadas en los procesos anaeróbicos, en el fluido provocan un transporte hacia arriba. De esta manera, se establece una circulación de flujos de fluido dentro del recipiente de reacción.

Un inconveniente de un purificador conocido con un dispositivo de separación de sólidos es que el fluido que está siendo separado en el dispositivo de separación de sólidos comprende componentes gaseosos, o burbujas, que suben y crean turbulencias. Estas burbujas también pueden dar a las partículas de lodo más pesadas una elevación no deseada, que interfiere con el proceso de separación en el dispositivo de separación de sólidos. Este efecto es conocido como "flotación de lodo" o simplemente "flotación". Estos inconvenientes limitan la eficiencia de un dispositivo de separación de sólidos para separar el lodo de otros líquidos y gases y, por lo tanto, limitan el funcionamiento de un purificador.

De acuerdo con la técnica anterior, el lecho de lodo en el reactor debe estar suficientemente muy por debajo del dispositivo de separación de sólidos, de tal forma que la materia de partículas separadas en la cámara de captación de sólidos puede caer a través del líquido al interior del lecho de lodo. Si el lecho de lodo rodea de manera efectiva el dispositivo de separación de sólidos, este efecto de caída no ocurriría, y el dispositivo de separación de sólidos se llenaría con materia de partículas y dejaría de funcionar. Como tal, los dispositivos de separación de sólidos conocidos ponen demandas específicas en el nivel del líquido y el lecho de lodo durante la operación, reduciendo la libertad del diseñador de un purificador.

La instalación del dispositivo de separación de sólidos cerca de la parte superior del recipiente de reacción es un inconveniente adicional, que complica la construcción del reactor.

El documento EP 0 493 727 divulga una combinación de UASB y purificador mecánico que tiene un dispositivo de separación de remolino externo conectado a un tubo externo. Internamente, el fondo del reactor purificador forma un dispositivo de separación mecánica que permite que la materia de partículas se asiente en una cámara de asentamiento por debajo del dispositivo de separación mecánica. La materia de partículas no puede atravesar el dispositivo de separación mecánica en la dirección opuesta, hacia arriba. Un inconveniente de este sistema es que se utilizan dos tipos distintos de dispositivos de separación, y que el dispositivo de separación externo requiere tubos que van a través del recipiente de reacción. Además, el lodo se asentará en el espacio de asentamiento por debajo de las líneas de afluencia, donde el lodo ya no interactúa con el material de afluencia, de tal forma que la eficiencia del proceso anaeróbico no es óptima.

Un objetivo de la presente invención es mejorar un purificador conocido. Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar un procedimiento mejorado para la purificación de aguas residuales. Un objetivo adicional de esta invención es proporcionar un purificador de bajo coste.

Un objetivo se alcanza proporcionando un purificador, como se define en la reivindicación 1, de purificación de un fluido tal como agua residual, comprendiendo el purificador:

- un recipiente de reacción para un fluido, teniendo el recipiente de reacción una cámara de reacción y un fondo;

- un tubo descendente que tiene un extremo superior y un extremo inferior, en el que el extremo superior del tubo descendente está conectado a un colector de fluido para captar el fluido del recipiente de reacción, y el tubo descendente está colocado para transportar el fluido hacia el fondo del recipiente de reacción;

- un dispositivo de separación de sólidos dispuesto para separar sólidos del líquido, comprendiendo el dispositivo de separación de sólidos una entrada de fluido colocada para introducir fluido en el dispositivo de separación de sólidos y una descarga de líquido colocada para retirar el líquido separado del dispositivo de separación de sólidos;

en el que la entrada de fluido del dispositivo de separación de sólidos está conectada al extremo inferior del tubo descendente y el dispositivo de separación de sólidos está colocado en o cerca del fondo del recipiente de reacción. El dispositivo de separación de sólidos se puede colocar dentro del recipiente de reacción. El dispositivo se puede colocar en el fondo del recipiente de tal forma que, en operación, el lecho de lodo rodea el dispositivo de separación de sólidos.

Por lo tanto, en una realización, el purificador comprende un recipiente de reacción, un tubo descendente y un dispositivo de separación de sólidos. El recipiente de reacción está colocado para contener un fluido. El recipiente de reacción tiene una cámara de reacción y un fondo. En una realización, el tubo descendente está colocado para captar fluido del recipiente de reacción y transportar el fluido hacia el fondo del recipiente de reactor. En una realización, el dispositivo de separación de sólidos comprende un alojamiento que tiene una entrada de fluido para suministrar fluido al interior de una cámara de captación de sólidos del dispositivo de separación de sólidos. El dispositivo de separación de sólidos además comprende una disposición de separación de material en partículas, colocada para separar sólidos y material líquido en el fluido entre sí. En una realización, el dispositivo de separación de sólidos además comprende una descarga de líquido para retirar fluido, en particular líquido separado, del dispositivo de separación de sólidos, estando la descarga de líquido colocada aguas debajo de la disposición de separación de material en partículas. En una realización, el dispositivo de separación de sólidos está situado en el fondo del recipiente de reactor. En una realización adicional, el dispositivo de separación de sólidos está situado cerca del fondo del recipiente de reactor, por ejemplo, en una parte inferior del recipiente de reactor soportado por patas de soporte o suspendido de una pared del recipiente. Esto permite ventajosamente una construcción en la que el tubo descendente puede extenderse esencialmente de manera vertical con un extremo superior del tubo descendente en una parte superior del recipiente de reacción, y una parte inferior del tubo descendente en una parte inferior del recipiente de reacción. Cuando el dispositivo de separación de sólidos está... [Seguir leyendo]

1. Purificador (100) para la purificación de un fluido tal como agua residual, comprendiendo el purificador:

- un recipiente de reacción (10) para un fluido, teniendo el recipiente de reacción una cámara de reacción

(11) y un fondo (12) ;

- un tubo descendente (14) que tiene un extremo superior (91) y un extremo inferior (92) , en el que el extremo superior del tubo descendente está conectado a un colector de fluido (13) para captar fluido del recipiente de reacción (10) , y el tubo descendente está colocado para transportar el fluido hacia el fondo

(12) del recipiente de reacción;

- un dispositivo de separación de sólidos (20) colocado para separar sólidos del líquido, comprendiendo el dispositivo de separación de sólidos una entrada de fluido (72) colocada para introducir fluido al dispositivo de separación de sólidos y una descarga de líquido (56) colocada para retirar el líquido separado del dispositivo de separación de sólidos;

caracterizado porque la entrada de fluido del dispositivo de separación de sólidos (20) está conectada al extremo inferior (92) del tubo descendente, estando el dispositivo de separación de sólidos situado dentro del recipiente de reacción, en o cerca del fondo (12) del recipiente de reacción, y el dispositivo de separación de sólidos (20) comprende una cámara de captación de sólidos (23) colocada para recibir sólidos separados, comprendiendo dicha cámara de captación de sólidos (23) al menos una salida (54) para llevar el fluido desde la cámara de captación (23) a la cámara de reacción (11) .

2. Purificador (100) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende también un sistema de entrada de afluente (32) para la introducción de afluente en el reactor, en el que el sistema de entrada de afluente (32) está configurado para retirar material en partículas de la cámara de captación de sólidos (23) mediante un efecto de succión creado a través de la introducción del afluente.

3. Purificador (100) de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el sistema de entrada de fluido (32) comprende partes de inyección (53) , tales como bombas de chorro o boquillas colocadas para provocar un efecto de succión a través de los segmentos de ramificación (54) .

4. Purificador (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la descarga de líquido

(56) está conectada a un tubo de efluente (28) configurado para transportar el líquido separado a un recipiente de desgasificación (81) en una parte superior del reactor, retirando de esta manera el gas producido en el dispositivo de separación de sólidos (20) o introducido en el mismo a través del tubo descendente (14) fuera del dispositivo de separación de sólidos.

5. Purificador (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un dispositivo de separación de gas (45) , teniendo el dispositivo de separación de gas una salida de fluido que está conectada al captador de fluido (13) .

6. Purificador (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el dispositivo de separación de sólidos (20) comprende una fila de placas paralelas oblicuas (48) que forman canales.

7. Purificador (100) de acuerdo con la reivindicación 6, en el que las placas paralelas oblicuas (48) están construidas y colocadas para provocar un flujo en la dirección hacia arriba desde una cámara de captación de sólidos (23) hacia la descarga de líquido (56) del dispositivo de separación de sólidos (20) .

8. Procedimiento de purificación aeróbica o anaeróbica de un fluido de agua residual utilizando un purificador (100) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende una cámara de reacción (11) , comprendiendo el procedimiento las etapas de:

- subir la presión hidráulica en una cantidad de fluido en una cámara de reacción (11) de un purificador (100) desde una primera válvula de presión a una segunda válvula de presión, estando dicha segunda válvula de presión más alta que la primera válvula de presión, mediante el transporte de dicha cantidad de fluido desde una primera posición dentro de la cámara de reacción (11) a una segunda posición, más baja, dentro de la cámara de reacción (11) ;

- separar material en partículas de la cantidad de fluido en el dispositivo de separación de sólidos (20) situado en dicha segunda posición dentro de la cámara de reacción (11) ; y -reintroducir el material en partículas separado del dispositivo de separación de sólidos (20) dentro de la cámara de reacción (11) .

9. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la segunda válvula de presión es al menos 0, 5 bar, preferiblemente al menos 1 bar más alta que el primer valor de presión.

10. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, en el que en la etapa de subir la presión hidráulica en una cantidad de fluido está precedida por la separación de una cantidad de gas de dicha cantidad de fluido.

11. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la etapa de reintroducir material en partículas en la cámara de reacción (11) comprende retirar el material en partículas de la cámara de captación de sólidos (23) de un dispositivo de separación de sólidos (20) mediante un efecto de succión creado mediante flujo adicional de afluente o una mezcla de fluido reciclado y afluente dentro de la cámara de reacción (11) .

12. El procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, utilizando un purificador (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.