ES2352632B1 - Sistema de depuracion para el tratamiento de aguas residuales y una cubeta empleadaa para dicho sistema. - Google Patents
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Abstract
Sistema de depuración para el tratamiento de
aguas residuales y una cubeta empleada para dicho sistema.
Sistema de depuración para el tratamiento de
aguas residuales, caracterizado por el hecho de que el agua residual
que procede de un depósito de sedimentación es conducida a una
cubeta en el que en una primera etapa de filtrado el flujo de agua
pasa a través de una primera pluralidad de cámaras dispuestas
linealmente, realizando dicho flujo de agua un recorrido
sensiblemente lineal y ascendente-descendente entre
cámaras adyacentes y de un modo alternante, incluyendo cada una de
las cámaras en su base una capa de grava y en una segunda etapa de
filtrado el flujo de agua pasa a través de una segunda pluralidad de
cámaras dispuestas en paralelo e interconectadas entre sí. De esta
manera, el flujo de agua realiza un recorrido en
zig-zag hasta la salida de la cubeta, estando las
cámaras de la segunda etapa de filtrado provistas de una capa de
grava y plantas.
Description
Sistema de depuración para el tratamiento de
aguas residuales y una cubeta empleada para dicho sistema.
La presente solicitud de Patente de invención
tiene por objeto el registro de un sistema de depuración que
incorpora notables innovaciones y ventajas frente a otros sistemas y
procesos para el tratamiento de aguas residuales.
Más concretamente, la invención hace referencia
a un sistema de depuración para el tratamiento de aguas residuales
en una vivienda, por ejemplo, del tipo comúnmente conocidas como
unifamiliar, o bien para su uso individual en un conjunto de
viviendas, áreas de recreo, instalaciones deportivas, tal como se
define en la reivindicación 1, que pretende simular el
funcionamiento natural de depuración y filtración de agua para ser
nuevamente reutilizada, por ejemplo, en una instalación de agua
sanitaria y a una cubeta empleada en dicho sistema, tal como se
define en la reivindicación 6.
Hoy en día es bien conocido el uso de
instalaciones destinadas al tratamiento de aguas residuales mediante
procesos físico-químicos con el fin de purificar
aguas residuales procedentes del consumo doméstico a gran escala,
tales como el tratamiento de poblaciones o áreas con un número
destacable de habitantes. No obstante, debido a las dimensiones y
medios empleados en este tipo de instalaciones su uso resulta
inviable a un nivel doméstico o en pequeños núcleos aislados.
Además, requiere de personal cualificado para su correcto
funcionamiento y mantenimiento.
Otro sistema para la depuración de aguas
residuales empleado desde hace pocos años está basado en la
funcionalidad de sistemas naturales que recrean un hábitat húmedo a
partir de la construcción de lagos artificiales, los cuales, se ha
comprobado que tienen un buen rendimiento. Sin embargo, este otro
sistema requiere del uso de maquinaria especializada, un terreno de
grandes dimensiones, así como autorizaciones y permisos especiales
para llevar a cabo la ejecución de la obra para construir un lago
artificial, por lo que resulta en la mayoría de ocasiones inadecuado
para bajos caudales de agua residual.
Además, el solicitante no tiene conocimiento de
la existencia de un sistema para el tratamiento de aguas mediante el
uso de una cubeta que presente las características que se describen
en esta memoria.
La presente invención se ha desarrollado con el
fin de proporcionar un sistema que resuelva los inconvenientes
anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas
adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se
acompaña a continuación.
Es por lo tanto un objeto de la presente
invención proporcionar un sistema de depuración para el tratamiento
de aguas residuales, caracterizado por el hecho de que el agua
residual que procede de un depósito de sedimentación es conducida a
una cubeta en el que, en una primera etapa de filtrado, el flujo de
agua pasa a través de una primera pluralidad de cámaras dispuestas
linealmente realizando dicho flujo de agua un recorrido
sensiblemente lineal y a la vez,
ascendente-descendente entre cámaras adyacentes de
modo alternante. Cada una de las cámaras incluye en su base una capa
de grava de diferente textura y calibre.
En una segunda etapa de filtrado el flujo de
agua pasa a través de una segunda pluralidad de cámaras dispuestas
en paralelo e interconectadas entre sí, de tal modo que el flujo de
agua realiza, en un plano ligeramente inclinado, un recorrido en
zig-zag hasta la salida de la cubeta. Las cámaras
de la segunda etapa de filtrado están provistas de una capa de grava
de mayor tamaño y en su superficie, se han incorporado unas plantas
macrófitas autóctonas, cuyas raíces incorporan oxígeno a la flora
bacteriana, degradando así los contaminantes contenidos en el flujo
de agua residual.
El hecho de que sea una disposición en
zig-zag, se debe fundamentalmente al hecho de que
permite aumentar el tiempo de residencia del flujo de agua residual
con el mínimo espacio.
Se trata pues, de un sistema ecológico que
depura el agua de una forma completamente natural, sin dispositivos
mecánicos adicionales que requieran de un consumo eléctrico, de
fácil instalación, fiable y con un elevado rendimiento que reproduce
el procedimiento de depuración de agua empleado en ecosistemas
naturales y a diferencia de los sistemas convencionales, resulta más
económico debido a que su mantenimiento es mucho más simple y
barato.
De esta manera, se pueden depurar aguas
residuales o contaminadas sin la producción de residuos biosólidos,
así pues, las aguas resultante se podrán reutilizar para diferentes
usos, lo que implica un ahorro en el consumo de agua potable.
Adicionalmente, se puede incluir una bomba de
impulsión ubicada en el conducto situado entre el depósito de
sedimentación y la cubeta, dependiendo del desnivel existente entre
la salida del depósito de sedimentación y la boca de entrada de
dicha cubeta.
Es otro objeto de la invención proporcionar una
cubeta para el tratamiento de aguas residuales como que el que se ha
descrito anteriormente que se caracterizada por comprender un cuerpo
formado por una base, por ejemplo, de planta rectangular y paredes
laterales que definen un recinto interior que presenta una primera
pluralidad de cámaras asociada a una entrada de aguas residuales.
Las cámaras están separadas por tabiques y dispuestas linealmente e
interconectadas entre sí a través de una zona de paso ubicada en
cada tabique, que precede a una segunda pluralidad de cámaras
asociada a una salida. Las cámaras están separadas por tabiques, con
sus respectivos pasos dispuestos de tal manera que un flujo que
circule por el interior de las cámaras, realiza un recorrido en
zig-zag.
Según otro aspecto de la invención, el fondo de
cada una de las cámaras de la segunda pluralidad de cámaras presenta
una inclinación, que puede estar comprendida en un rango entre 0.5 y
2º. De este modo, se garantiza la lenta circulación del agua a
tratar, evitando que se formen "bolsas de agua estancada" y que
el flujo de agua que pasa a través de la cubeta se congele con mayor
facilidad en condiciones de bajas temperaturas.
Preferentemente, la primera pluralidad de
cámaras está dispuesta de tal manera con respecto a la segunda
pluralidad de cámaras que la dirección de un flujo de fluido en una
pluralidad de cámaras es perpendicular respecto a la segunda
pluralidad de cámaras.
Según otra característica preferida de la
cubeta, la zona de paso en cada uno de los tabiques de la primera
pluralidad de cámaras están dispuestos en la parte superior e
inferior de forma alternante.
Otras características y ventajas del sistema
objeto de la presente invención, resultarán evidentes a partir de la
descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se
ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se
acompañan, en los cuales:
Figura 1.- Es una vista en alzado de un esquema
correspondiente a un sistema de depuración de acuerdo con la
presente invención para una vivienda;
Figura 2.- Es una vista en perspectiva de una
cubeta para el tratamiento de aguas residuales según la
invención;
Figura 3.- Es una vista en sección transversal
de la cubeta mostrada en la figura anterior; y
Figura 4.- Es una vista en planta de la
cubeta.
Tal como se muestra en las figuras, un sistema
de depuración para el tratamiento de aguas residuales según la
invención está basado en el hecho de que el agua residual que
procede de una instalación de agua de una vivienda es conducida a
través de un conducto 1 hacia una cubeta 2 ubicada en una zona
exterior de la vivienda.
En una primera etapa de filtrado, el flujo de
agua pasa a través de una primera pluralidad de cámaras dispuestas
linealmente donde dicho flujo de agua realiza un recorrido
sensiblemente lineal y ascendente-descendente entre
cámaras adyacentes de modo alternante, tal como se indica mediante
flechas en la figura 3.
La cubeta en el ejemplo representado tiene unas
dimensiones de 4600 milímetros de longitud, 2300 milímetros de
anchura y 600 milímetros de altura, si bien tales dimensiones pueden
variar.
Cada una de las cámaras de la primera pluralidad
de cámaras incluye en su base una capa de grava que puede tener una
altura equivalente a la altura de la cubeta y en una segunda etapa
de filtrado el flujo de agua pasa a través de una segunda pluralidad
de cámaras dispuestas en paralelo e interconectadas entre sí de tal
modo que el flujo de agua realiza, en un plano horizontal, un
recorrido en zig-zag hasta la salida de la cubeta,
estando las cámaras de la segunda etapa de filtrado provistas de una
capa de grava G, equivalente a la altura de la cubeta y plantas P,
plantadas en dicha capa de grava a lo largo de toda la longitud y
anchura de la zona definida por dicha segunda pluralidad de cámaras.
Preferentemente, el tipo de planta empleada para una depuración
idónea son las plantas macrófitas. Evidentemente, las plantas juegan
un papel importante en el funcionamiento del sistema ya que
facilitan el oxígeno a las colonias de bacterias que se hallan
adheridas a las gravas, la absorción de nutrientes y la eliminación
de algunos contaminantes, los cuales son asimilados por los tejidos
de las plantas.
En las cámaras de la primera pluralidad de
cámaras 6, la capa de grava mencionadas con anterioridad está
compuesta por un triturado de material cerámico con un calibre de
15-30 milímetros aproximadamente, grava granítica de
un calibre de 3-10 milímetros y carbón activado si
la carga contaminante del agua a tratar lo requiere.
En la segunda pluralidad de cámaras, la capa de
grava provista está preferentemente compuesta por un triturado de
material cerámico con un calibre de 30-100
milímetros aproximadamente, cocido entre 800ºC y 900ºC, con una
mayor porosidad y mayor poder de absorción de agua (muy favorable
para la implantación de las colonias bacterianas).
Adicionalmente, el sistema de depuración de la
invención puede incluir un depósito de sedimentación 3 ubicado antes
de la cubeta 2 y conectado a la instalación de la vivienda y a la
cubeta 2 por medio de unos conductos, donde se retienen los sólidos
orgánicos de mayor tamaño, evitando así una posible saturación del
sistema y los malos olores (recomendable para cualquier sistema de
depuración de aguas residuales). Según la ubicación del depósito de
sedimentación 3 con respecto a la cubeta 2, el flujo de agua
residual llegará a la boca de entrada de la cubeta 2 por gravedad o
bien, en el caso de que la salida de aguas residuales del depósito
de sedimentación 3 es inferior a la entrada de la cubeta 2, el flujo
de agua residual se impulsará a través de una bomba de impulsión (no
representada), regulando en todo momento el flujo de entrada de la
cubeta 2 a través de sondas de nivel para evitar su
desbordamiento.
El agua realiza un circuito interno por la
cubeta que obliga a un periodo (variable en función del caudal de
entrada) de residencia, en contacto con la capa de grava, las raíces
de las plantas y las colonias de microorganismos que existen en
dicha cubeta 2. Así, después de unos días, el agua sale con más de
un 85% de materia orgánica eliminada, siendo apta para ser vertida
al medio ambiente (siguiendo los parámetros legales de la normativa
correspondiente), para riego o reutilizarse por medio de un circuito
hidráulico cerrado para instalaciones de la vivienda que requieran
el uso de agua, como por ejemplo, las cisternas de los inodoros.
Como puede verse con mayor claridad a partir de
las figuras 2 a 4, la cubeta 2 anteriormente citada comprende un
cuerpo formado por una base de planta rectangular 4 y cuatro paredes
laterales 5 (de cualquier material apropiado) que definen un recinto
interior que presenta una primera pluralidad de cámaras 6 asociada a
una entrada 7. Las cámaras están separadas por tabiques 8 dispuestas
linealmente e interconectadas entre sí a través de una zona de paso
ubicada en cada tabique, y una segunda pluralidad de cámaras 9,
concretamente tres cámaras, asociada a una salida 10 hacia el
exterior en el que las cámaras están separadas por tabiques 11 con
sus respectivos pasos, dispuestos de tal manera que un flujo de agua
que circule por el interior de las cámaras realiza un recorrido en
zig-zag.
La zona de paso en cada uno de los tabiques de
la primera pluralidad de cámaras 6 están dispuestos en la parte
superior e inferior de forma alternante (véase la figura 3). La
primera pluralidad de cámaras 6 y la segunda pluralidad de cámaras 9
están separadas por una pared de separación 13.
Para un correcto posicionamiento de la cubeta 2
en el suelo puede disponerse de un reborde perimetral 12 a lo largo
de la parte superior de las paredes laterales 5. Cabe mencionar que
el fondo de cada una de las cámaras de la segunda pluralidad de
cámaras 9 presenta una ligera inclinación, que puede oscilar entre
0.5 y 2% de pendiente, en la dirección de flujo (indicado por
flechas) para facilitar la circulación del agua a ser tratada.
En último lugar, mencionar que el nivel freático
de la cubeta 2 se autorregula a través de la salida que funciona por
el simple sistema de vasos comunicantes. Es esencial que el nivel
freático se halle aproximadamente a unos 100 milímetros pro debajo
de la superficie.
Los detalles, las formas, las dimensiones y
demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la
fabricación de la cubeta de la invención podrán ser convenientemente
sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se
aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido
por las reivindicaciones que se incluyen a continuación.
Claims (11)
1. Sistema de depuración para el tratamiento de
aguas residuales, en el que el agua residual que procede de un
depósito de sedimentación (3) es conducida a una cubeta (2) en el
que en una primera etapa de filtrado el flujo de agua pasa a través
de una primera pluralidad de cámaras dispuestas linealmente,
realizando dicho flujo de agua un recorrido sensiblemente lineal y
ascendente-descendente entre cámaras adyacentes y de
un modo alternante,
en el que cada una de las cámaras incluye en su
base una capa de grava y en una segunda etapa de filtrado el flujo
de agua pasa a través de una segunda pluralidad de cámaras
dispuestas en paralelo e interconectadas entre sí de tal modo que el
flujo de agua realiza, en un plano sensiblemente horizontal, un
recorrido en zig-zag hasta la salida de la cubeta
(2), estando las cámaras de la segunda etapa de filtrado provistas
de una capa de grava y plantas, caracterizado por el hecho de
que en la segunda pluralidad de cámaras, la base de la capa de grava
está compuesta por un triturado de material cerámico con un calibre
de 30-100 milímetros aproximadamente mientras que en
la superficie la compone una capa de grava formada por un triturado
de material cerámico de un calibre de 15-30
milímetros aproximadamente.
2. Sistema de depuración según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que las plantas empleadas
son del tipo macrófitas.
3. Sistema de depuración según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el lecho de grava en las
cámaras de la primera pluralidad de cámaras está compuesta por un
triturado de material cerámico de un calibre de
15-30 milímetros aproximadamente, grava granítica de
un calibre de 3-10 milímetros y carbón activado.
4. Sistema de depuración según la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que se incluye una bomba de
impulsión ubicada en el conducto situado entre el depósito de
sedimentación (3) y la cubeta
(2).
(2).
5. Cubeta (2) para el tratamiento de aguas
residuales que comprende un cuerpo formado por una base (4) y
paredes laterales (5) que definen un recinto interior que presenta
una primera pluralidad de cámaras (6) asociada a una entrada (7)
para un flujo de aguas residuales en el que las cámaras están
separadas por tabiques dispuestas linealmente e interconectadas
entre sí a través de una zona de paso ubicada en cada tabique, y una
segunda pluralidad de cámaras (9) asociada a una salida en el que
las cámaras están separadas por tabiques con respectivos pasos
dispuestos de tal manera que un flujo que circule por el interior de
las cámaras realiza un recorrido en zig-zag,
caracterizada por el hecho de que la primera pluralidad de
cámaras (6) está dispuesta de tal manera con respecto a la segunda
pluralidad de cámaras que la dirección de un flujo de fluido en una
pluralidad de cámaras (6) es perpendicular respecto a la segunda
pluralidad de cámaras (9).
6. Cubeta (2) según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que la primera pluralidad de
cámaras (6) y la segunda pluralidad de cámaras (9) están separadas
por una pared de separación (13).
7. Cubeta (2) según la reivindicación 5,
caracterizado por el hecho de que el cuerpo presenta una base
de planta rectangular con cuatro paredes laterales (5).
8. Cubeta (2) según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que el fondo en cada una de las
cámaras de la segunda pluralidad de cámaras (9) presenta una
inclinación.
9. Cubeta (2) según la reivindicación 8,
caracterizada por el hecho de que el grado de inclinación
oscila en un rango comprendido entre 0.5 y 2º.
10. Cubeta (2) según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que la zona de paso en cada uno
de los tabiques de la primera pluralidad de cámaras están dispuestos
en la parte superior e inferior de forma alternante.
11. Cubeta (2) según la reivindicación 5,
caracterizada por el hecho de que la parte superior de las
paredes laterales (5) incluye un reborde perimetral (12) que
sobresale hacia fuera.
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