Dispositivo para la purificación de aguas residuales sanitarias.

Dispositivo para la purificación de aguas residuales contaminadas orgánicamente,

que comprende por lomenos un biofiltro (1) para la purificación de aguas residuales, dicho biofiltro (1) comprende un lecho bioactivo (3)con una primera capa de pedazos de mesocarpio de coco (11), el dispositivo comprende además un suministro deagua (5) para suministrar aguas residuales que van a ser purificadas a una parte superior del biofiltro en unaposición por encima de la primera capa (11), y un colector de agua (15) para recoger agua purificada desde unaparte inferior del biofiltro en una posición por debajo de la primera capa (11), caracterizado porque los pedazos demesocarpio de la primera capa (11) tienen un tamaño medio de partícula de por lo menos 1 cm, porque la primeracapa (11) es compactada para tener una densidad de entre 75 y 275 kg/m3.

Dispositivo para la purificación de aguas residuales sanitarias Descripción de la técnica anterior.

La presente invención está relacionada con un dispositivo para la purificación de aguas residuales contaminadas orgánicamente, que comprende por lo menos un biofiltro para la purificación de aguas residuales, dicho biofiltro comprende un lecho bioactivo con una primera capa de pedazos de mesocarpio de coco, el dispositivo comprende además un suministro de agua para suministrar aguas residuales que se van a purificar a una parte superior del biofiltro en una posición por encima de la primera capa y un colector de agua para recoger agua purificada de una parte inferior del biofiltro en una posición por debajo de la primera capa.

En el tratamiento de aguas residuales hay involucrados diferentes procesos. Estos procesos pueden ser físicos, tales como filtración, químicos, tales como desinfección y coagulación, o pueden ser biológicos o una combinación de dos o más de las técnicas mencionadas con el fin de obtener una satisfactoria purificación del agua. Ejemplos de instalaciones de purificación biológica de agua, en las que la purificación se atribuye a la actividad de microorganismos, incluyen las lagunas aireadas y sistemas que contienen lodos activados. En los filtros lentos de arena, por otro lado, la purificación del agua se limita principalmente a la filtración de las partículas de mayor tamaño de las aguas residuales. Las aguas residuales sanitarias normalmente se purifican en grandes instalaciones de tratamiento de agua a través del sistema de aguas negras, en el que se confía en la actividad de microorganismos. Si una unidad de producción de aguas residuales sanitarias no está conectada sin embargo a esta red, es necesario que las aguas residuales sean tratadas en el sitio en una instalación local, más pequeña.

Hasta ahora, la purificación de agua sanitaria a menudo implicaba la fermentación aeróbica de las aguas residuales en grandes depósitos de purificación con intensiva aireación. Otras técnicas se centran en la filtración de las aguas residuales utilizando un lecho de filtración de material poroso de una determinada altura, al que se suministran las aguas residuales. El material poroso funciona para retener materias particulares. En una realización más avanzada, el material poroso también funciona como soporte para los microorganismos que son responsables de la purificación biológica del agua. Sin embargo, se ha encontrado que sólo unos pocos materiales son capaces de cumplir con ambas funciones. Aunque para este fin se ha utilizado ampliamente arena, turba y materiales sintéticos, se ha encontrado que el mesocarpio de coco es uno de los materiales más adecuados capaces de funcionar como un filtro mecánico y un soporte para los microorganismos.

El documento EP652090 describe que unos tajos de la cáscara exterior de coco, que contiene la fibra de coco y el polvo derivados de la cáscara exterior, es particularmente adecuado para producir material de siembra para su uso en macetas, que puede ser regado y alimentado con nutrientes desde la parte inferior debido a su alta resistencia a la pudrición. Si así se desea, los tajos de cáscara de coco se pueden mezclar con tierra de siembra. Se dice que los tajos tienen una buena potencia de retención de agua y de fertilizante y potencia de drenaje de agua y que son materiales apropiados de propagación de microorganismos. Con cáscara exterior de codo se entiende el residuo del coco del que se separan el fruto y la cáscara interior y el epicarpio.

El documento JP1115340 describe cómo concentrar residuos de aguas negras urinarias vertidas desde un establo en material de coco, mediante la humectación de material de fibra de cáscaras de coco, también llamado epicarpio, desde arriba con las aguas negras y por evaporación del agua desde las mismas por aireación del material de cáscara de coco a lo largo de la parte inferior.

El uso de fibras de mesocarpio de coco para la filtración aeróbica de las aguas residuales se conoce por el documento EP 1539325. El dispositivo EP1539325 describe un dispositivo cerrado para la filtración de aguas residuales, que utiliza como material filtrante unas capas de mesocarpio de coco. El mesocarpio de coco es una mezcla de parénquima vinculado a fibras, que puede estar mezclado con epicarpio o endocarpio si así se desea. El biofiltro puede contener además materiales filtrantes adicionales, tales como arena, turba, grava, perlita, geotila o material polimérico para obtener un mejor control de las propiedades del lecho de filtración. El mesocarpio de coco se utiliza por su capacidad para retener material en partículas y para actuar como un medio de crecimiento para microorganismos que intervienen en la filtración de agua, debido a que el material está disponible en una gran variedad de distribuciones de tamaño de grano y debido a su porosidad intrínseca.

En el documento EP 1539325 se aconseja usar mesocarpio como una mezcla isotrópica de fragmentos de parénquima vinculado a fibras, que es la estructura natural del mesocarpio de coco. Los fragmentos tienen un diámetro superior a 3 mm y se utilizan en una mezcla con partículas aisladas de parénquima con un diámetro inferior a 3 milímetros. Cuando se muele mesocarpio hasta dimensiones inferiores a 3 mm, se produce la ruptura de los fragmentos, disociando las fibras y el parénquima. Se dice que las partículas más finas de parénquima juegan un papel fundamental en la eliminación de coliformes fecales. Se dice que las partículas de mayor tamaño proporcionan un menor nivel de tratamiento que las partículas más finas, pero que necesitan un mantenimiento superficial más frecuente. Según otra realización, se utilizan fragmentos de diferente tamaño, por lo que los fragmentos pueden colocarse en diferentes capas de tamaño homogéneo de partículas, desde partículas de tamaño más grande a las finas. El biofiltro descrito en el documento EP1539325 presenta sin embargo la desventaja de que su eficiencia de purificación es insuficiente y que la DBO del agua purificada es todavía alta. Aunque el parénquima como tal parece mostrar un buen porcentaje de reducción de DBO y SST, el aislamiento de parénquima del material de mesocarpio de coco es laborioso y requiere mucho tiempo, aumentando de ese modo el precio del parénquima hasta un nivel que es demasiado alto para permitir el uso de un sistema que concibe la purificación del agua a un nivel para que resulte adecuado para el vertido en fuentes de aguas superficiales.

Con el fin de que sea aceptable para el vertido en las fuentes de aguas superficiales, tales como arroyos, estanques o similares, no sólo cuenta el porcentaje de reducción de SST y de DBO, sino los valores absolutos del contenido de SST (sólidos suspendidos totales) , contenido de DBO (demanda biológica de oxígeno) y el contenido de DQO (demanda química de oxígeno) y debe ser inferior a un mínimo bien definido. En particular con el fin de que sean aceptables para el vertido en la parte norte de Bélgica, el promedio de SST debe ser inferior a 60 mg/l, el promedio de DBO debe ser inferior a 25 mg/l y el promedio de DQO debe ser inferior a 125 mg/l. Un certificado de BENOR, necesario para recibir permiso de vertidos, sólo se expide cuando se consiguen estos tres parámetros un máximo de tres veces durante un período de prueba de 38 semanas, y que no se rebasan más de una vez. Se ha observado que la purificación de agua utilizando medios de filtrado que contienen turba tiene como resultado una calidad de agua que es suficiente para permitir el vertido en aguas superficiales debido al muy alto contenido de SST, a menudo también la DBO y la DQO son demasiado altas. El uso de material de mesocarpio de coco que no se ha compactado usualmente tiene como resultado una calidad del agua que es insuficiente debido a la muy alta DQO.

De ese modo, existe la necesidad de un sistema de purificación de aguas residuales, que permita lograr la purificación con un grado tal que sea suficiente para permitir el vertido del agua purificada en fuentes de agua superficial, tal como arroyos, ríos, estanques, etc., con un coste aceptable.

Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo para la purificación de aguas residuales sanitarias que permita lograr la purificación de agua con un grado suficiente para permitir el vertido de agua purificada en fuentes de aguas superficiales, tales como arroyos, ríos, estanques, etc., con un coste aceptable.

Breve descripción de la invención.

Esto se logra según la presente invención con las características técnicas de la parte de caracterización de la primera reivindicación.

El dispositivo de esta invención se... [Seguir leyendo]

REIVINDICACIONES:

1. Dispositivo para la purificación de aguas residuales contaminadas orgánicamente, que comprende por lo menos un biofiltro (1) para la purificación de aguas residuales, dicho biofiltro (1) comprende un lecho bioactivo (3) con una primera capa de pedazos de mesocarpio de coco (11) , el dispositivo comprende además un suministro de agua (5) para suministrar aguas residuales que van a ser purificadas a una parte superior del biofiltro en una posición por encima de la primera capa (11) , y un colector de agua (15) para recoger agua purificada desde una parte inferior del biofiltro en una posición por debajo de la primera capa (11) , caracterizado porque los pedazos de mesocarpio de la primera capa (11) tienen un tamaño medio de partícula de por lo menos 1 cm, porque la primera capa (11) es compactada para tener una densidad de entre 75 y 275 kg/m3.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el material compactado de mesocarpio de la primera capa tiene una densidad de entre 100 y 225 kg/m3.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque debajo de la primera capa superior se proporciona una segunda capa porosa (12) para drenar el agua desde la primera capa (11) hacia el colector de agua

(15)

4. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se proporcionan unos medios para mantener un pH en la primera capa (11) entre 6 y 9.

5. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los pedazos de mesocarpio se mezclan con un agente que es capaz de estabilizar el ácido tánico o sus precursores o sus compuestos de descomposición liberados por el mesocarpio de coco como una función del tiempo.

6. Dispositivo según la reivindicación 5, caracterizado porque el agente es un material que contiene CaCO3º MgCO3 granulares o una mezcla de estos materiales.

7. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el suministro de aguas residuales (5) está dispuesto para proporcionar una distribución de agua substancialmente homogénea en una cara superior (20) de la primera capa de mesocarpio (11) .

8. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el suministro de aguas residuales se proporciona para suministrar un flujo por lotes de las aguas residuales.

9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los pedazos de la primera capa de mesocarpio (11) tienen un tamaño medio de partícula de entre 2 y 4 centímetros.

10. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque la segunda capa comprende una capa de pedazos de material, en particular pedazos de mesocarpio (12) con un tamaño medio de partículas mayor que los pedazos de mesocarpio de trozos de la primera capa (11) .

11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque los pedazos de mesocarpio de la segunda capa

(12) tienen un diámetro medio de entre 4 y 7 centímetros.

12. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque la segunda capa (12) se hace de un material plástico que comprende una pluralidad de cavidades (7) para almacenar temporalmente el agua que deja la primera capa (11) y unos orificios para la transferencia de agua desde las cavidades al colector de agua (15) .

13. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la suma de los grosores de la primera (11) y la segunda (12) capas es por lo menos 85 centímetros.

14. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque debajo de la segunda capa

(12) se proporciona una capa (13) de un soporte para la desnitrificación de microorganismos, en particular, una capa que contiene carbón vegetal.

15. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque los pedazos de mesocarpio de la primera capa son injertados con microorganismos de antemano.

16. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el dispositivo está abierto al aire por lo menos parcialmente.

17. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque la capa superior de un material de absorción de agua (14) se coloca en la parte superior de la primera capa de mesocarpio (11) .

18. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17 caracterizado porque el dispositivo comprende un depósito (2) de presedimentación anaeróbica que está conectado con el biofiltro (1, 3) .

19. Un método para producir un dispositivo para la purificación de las aguas residuales que comprende por lo menos un biofiltro para la purificación de aguas residuales, en donde por lo menos una primera capa superior de pedazos de mesocarpio de coco (11) se coloca en la parte superior de un colector de agua (15) , en donde la primera capa comprende pedazos de mesocarpio con un tamaño medio de partícula de por lo menos 1 cm, y en donde la primera capa se compacta para tener una densidad de entre 75 y 275 kg/m3.

20. Un método para purificar el agua, en donde por lo menos un lote de aguas residuales se suministra en la parte superior de la primera capa de mesocarpio (11) del dispositivo de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19 y se recoge desde una parte inferior del biofiltro en una posición por debajo de la primera capa (11) .