PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA DEPURACIÓN BIOLÓGICA DE AGUAS RESIDUALES.

Procedimiento para la depuración biológica de aguas residuales,

en donde en una balsa de activación (1) se mezcla agua residual con lodo activado y en donde una concentración del lodo activado presente en la balsa de activación (1) se ajusta mediante enriquecimiento a un valor predeterminado, caracterizado porque en una salida (2) dentro de la balsa de activación (1) se somete a una separación sólido-líquido incompleta por tamizado a la totalidad de la mezcla de agua residual y lodo activado que sale y porque una fase sólida separada permanece en la balsa de activación (1), mientras que una fase líquida que incluye un resto de materias sólidas es evacuada.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/006462.

Solicitante: Frechen, Franz-Bernd Prof.

Inventor/es: FRECHEN,Franz-Bernd, SCHIER,Wernfried.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C02F1/44 QUIMICA; METALURGIA.C02 TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS.C02F TRATAMIENTO DEL AGUA, AGUA RESIDUAL, DE ALCANTARILLA O FANGOS (procedimientos para transformar las sustancias químicas nocivas en inocuas o menos perjudiciales, efectuando un cambio químico en las sustancias A62D 3/00; separación, tanques de sedimentación o dispositivos de filtro  B01D; disposiciones relativas a las instalaciones para el tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla en los buques, p. ej. para producir agua dulce, B63J; adición al agua de sustancias para impedir la corrosión C23F; tratamiento de líquidos contaminados por radiactividad G21F 9/04). › C02F 1/00 Tratamiento del agua, agua residual o de alcantarilla (C02F 3/00 - C02F 9/00 tienen prioridad). › por diálisis, ósmosis u ósmosis inversa.
  • C02F3/12 C02F […] › C02F 3/00 Tratamiento biológico del agua, agua residual o de alcantarilla. › Procesos por fangos activados.

PDF original: ES-2382842_T3.pdf

 

PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA LA DEPURACIÓN BIOLÓGICA DE AGUAS RESIDUALES.

Fragmento de la descripción:

Procedimiento y dispositivo para la depuración biológica de aguas residuales.

La invención se refiere a un procedimiento para la depuración biológica de aguas residuales de acuerdo con la parte caracterizante de la reivindicación 1 y a un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la parte caracterizante de la reivindicación 9.

En el procedimiento por activación convencional, la acción depuradora es efectuada en una balsa de activación por el lodo activado (lodo bacteriano) . Para enriquecer la biomasa activa en la balsa de activación, se devuelve por bombeo a la balsa de activación lodo activado, espesado por gravedad en una balsa de post-clarificación, con una relación de retorno de hasta 150% referida a la cantidad media de masa seca. De este modo resulta en la balsa de activación un contenido de sustancia seca TSBB de unos 3 a 4 g/l. Esto limita el rendimiento de la instalación depuradora de aguas residuales e incrementa la carga hidráulica de las balsas de activación y de post-clarificación. Además, se precisa un elevado consumo de energía para el bombeo.

En el caso del procedimiento en cascada, en zonas parciales de la balsa de activación se consiguen ciertamente TSBB superiores, pero el contenido medio de sustancia seca es sólo insignificantemente superior.

El empleo de decantadores laminares, por ejemplo en el efluente de la balsa de activación, no ha acreditado un buen resultado, porque tanto allí como en las balsas de sedimentación sólo actúa la fuerza de cizalladura y porque la evacuación del lodo espesado es problemática.

Otra posibilidad conocida para enriquecer lodo activado la ofrece el procedimiento por activación y membrana. En éste se dispone en una balsa de activación, o bien en una balsa de filtración separada, al menos una membrana filtrante. Para evitar taponamientos, los poros de esta membrana filtrante no deben superar un tamaño máximo de 0, 4 μm, y mejor 0, 1 μm. Además, es necesario que se mantenga en la membrana filtrante un flujo suficiente, para minimizar la formación de una capa cubriente sobre la membrana. Gracias al tamaño de poro, el agua que sale está libre de materias no disueltas. Por tanto es posible, por una parte, una buena concentración del lodo activado. Por otra parte, el contenido de sustancia seca en la membrana filtrante no debe superar un valor de aproximadamente 12 g/l. Por consiguiente, el contenido de sólidos en la balsa de activación está en conjunto limitado superiormente. Se debe mantener una elevada velocidad de flujo y, en el caso de una balsa de filtración separada, una elevada proporción de recirculación; esto conduce a que, debido a flujos en cortocircuito, lleguen también a la membrana filtrante aguas residuales sin depurar, lo que puede conducir a un ensuciamiento prematuro. Además, el exceso de lodo debe ser evacuado separadamente.

A partir del documento WO 2004/002604 es conocido un rastrillo en el cual están dispuestos escalonadamente elementos de tamizado volteantes. En un rodillo guía superior están dispuestas boquillas para limpiar los elementos de tamizado. El rastrillo no es adecuado para enriquecer lodo activado en una balsa de activación. No se menciona el empleo en una balsa de activación.

El documento DE 197 27 984 A1 describe un dispositivo para eliminar lodo flotante de una balsa de depuración de aguas residuales en el cual una cinta de deshidratación rotatoria es de tal modo llevada a la superficie del agua de la balsa de depuración que se sumerge mínimamente en el agua. Con el dispositivo se debe retirar materia flotante en la superficie del agua. El dispositivo no es adecuado para incrementar el rendimiento de depuración biológica en una balsa de activación.

El documento "Stabilization of Activated Sludge Processes During Wet Weather Flow Through Microscreening" (Estabilización de procesos con lodo activado durante caudales en época de lluvia por medio de microtamizado) , K. D. Kummer y W.F. Geiger, Wat. Sci. Tech. Vol. 29, No. 1-2, págs. 393-399, 1994, describe un dispositivo y un procedimiento en el cual en una balsa de activación se mezcla agua residual con lodo activado, y se somete a una separación sólido-líquido a una parte de la mezcla de agua residual y lodo activado saliente.

Es misión de la invención crear un procedimiento para la depuración biológica de aguas residuales que posibilite una elevada eficacia con un consumo de energía relativamente pequeño. Otra misión es crear un dispositivo para llevar a cabo el procedimiento.

La primera misión se cumple mediante las características de la reivindicación 1. Al someter, en una salida de la balsa de activación, a la totalidad de la mezcla de agua residual y lodo activado saliente a una separación sólidolíquido incompleta mediante tamizado y al permanecer en la balsa de activación una fase sólida separada, al tiempo que se evacua una fase líquida, se puede ajustar un contenido de sustancia seca muy elevado en la balsa de activación. De este modo se obtiene una capacidad de degradación muy elevada, de forma que se logra una eficiencia óptima con un relativamente pequeño volumen de la balsa de activación. Al mismo tiempo se disminuye la carga para la post-clarificación o filtración por membrana, porque se necesita mantener en circulación nada o muy poco lodo de retorno y/o porque llega a una cantidad considerablemente menor de materia sólida a las membranas. En función de los requisitos locales, es posible también regular la separación sólido-líquido de manera tal que se consiga sólo un incremento de la sustancia seca en la balsa de activación, con igual carga para la post-clarificación, o bien sólo un alivio de la carga para la post-clarificación, con igual contenido de sustancia seca en la activación. Se pueden regular cualesquiera ajustes intermedios.

Resulta particularmente ventajoso aplicar la invención en el caso de lodos problemáticos. Se cuentan entre ellos lodos con estructuras de lodo voluminosas tales como, por ejemplo, lodo hinchado o lodos con porciones sólidas, que tienden a producir atascos o que presentan un elevado contenido de fibras. En el caso presente se pueden separar y evacuar estas materias problemáticas, mientras que en los procedimientos conocidos se van enriqueciendo.

Así, el procedimiento es fiable en su funcionamiento, ya que una separación sólido-líquido incompleta no presenta tendencia a atascarse, gracias al tamaño o dimensión de separación, grande si se compara con una membrana. El procedimiento se puede retroadaptar de manera simple a procesos de depuración de aguas residuales existentes, de forma que se evitan costosas ampliaciones de instalaciones clarificadoras.

Las reivindicaciones dependientes se refieren a la realización ventajosa de la invención.

Una operación de tamizado configurada de tal manera que evacua una parte de las materias sólidas junto con la fase líquida presenta un funcionamiento simple y fiable. En este caso se puede retener una fracción sustancial del lodo activado.

Si una cantidad de las materias sólidas evacuadas junto con la fase líquida corresponde a una cantidad media de lodo en exceso, no es necesario bombear lodo de retorno alguno, sino sólo extraer lodo en exceso.

En el caso de un procedimiento por activación o en un procedimiento por activación y membrana, la invención es aplicable de manera especialmente ventajosa.

Con un contenido de sustancia seca en la balsa de activación de 3 a 8 g/l para procedimientos por activación convencionales y respectivamente de 8 a 20 g/l, preferiblemente de 10 a 15 g/l, para procedimientos por activación y membrana, se logra una elevada densidad de actividad sin que se generen problemas en la aireación.

En una balsa de post-clarificación se separan de manera simple y eficaz las materias sólidas remanentes en la fase líquida.

La segunda misión se cumple mediante las características de la reivindicación 9. De manera análoga, las ventajas son válidas para el procedimiento.

La invención se explica con más detalle por medio del ejemplo de realización representado esquemáticamente en los dibujos. En ellos la Figura 1 muestra un esquema del procedimiento de acuerdo con la invención como ejemplo de un procedimiento por activación convencional, la Figura 2 muestra una banda tamizadora sinfín como ejemplo de un dispositivo para la separación sólido-líquido, la Figura 3 muestra un esquema del procedimiento como ejemplo de un procedimiento... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la depuración biológica de aguas residuales, en donde en una balsa de activación (1) se mezcla agua residual con lodo activado y en donde una concentración del lodo activado presente en la balsa de activación (1) se ajusta mediante enriquecimiento a un valor predeterminado, caracterizado porque en una salida (2) dentro de la balsa de activación (1) se somete a una separación sólido-líquido incompleta por tamizado a la totalidad de la mezcla de agua residual y lodo activado que sale y porque una fase sólida separada permanece en la balsa de activación (1) , mientras que una fase líquida que incluye un resto de materias sólidas es evacuada.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la separación sólido-líquido se efectúa por tamizado, en donde el tamizado está configurado de modo que junto con la fase líquida es evacuada una parte de las materias no disueltas.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el tamizado está configurado de modo que una cantidad de las materias sólidas evacuadas junto con la fase líquida corresponde a una cantidad media de lodo en exceso.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque es un procedimiento por activación convencional.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque en la balsa de activación (1) se ajusta un contenido de sustancia seca (TSBB) de 4 a 8 g/l.

6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque la fase líquida es conducida a una balsa de post-clarificación (4) .

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque es un procedimiento por activación y membrana.

8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque en la balsa de activación (1) se ajusta un contenido de sustancia seca (TSBB) de 8 a 20 g/l, preferiblemente de 10 a 15 g/l.

9. Dispositivo para la depuración biológica de aguas residuales, con una balsa de activación (1) que tiene una entrada y una salida (2) , caracterizado porque en la salida (2) está dispuesto dentro de la balsa de activación (1) un dispositivo (3) para la separación sólido-líquido incompleta por medio de banda tamizadora (5) .

10. Dispositivo según la reivindicación 9, caracterizado porque el dispositivo (3) para la separación sólido-líquido comprende un tejido.

11. Dispositivo según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el dispositivo (3) para la separación sólido-líquido comprende una banda tamizadora sinfín (5) .

12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la balsa de activación (1) es una balsa de activación convencional.

13. Dispositivo según la reivindicación 12, caracterizado porque a la balsa de activación (1) está conectada detrás una balsa de post-clarificación (4) .

14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la balsa de activación (1) es un reactor de activación y membrana.


 

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