APARATO PARA LA DEPURACIÓN DE AGUAS RESIDUALES.
MEMORIA DESCRIPTIVA. OBJETO DE LA INVENCIÓN. La presente solicitud de Patente de Invención tiene por objeto el registro de un aparato para la depuración de aguas residuales en general que incorpora notables innovaciones y ventajas frente a los actuales aparatos y sistemas de depuración de aguas residuales y similares.
Más concretamente la nueva invención comprende un sistema de depuración con una etapa de centrifugado vertical de las aguas residuales, una etapa de inyección de aire y reactivos químicos para provocar la floculación de los sólidos y aligerarlos para provocar su flotación en el agua. Tras esta etapa el aparato comprende un sistema de separación de las partículas flotantes mediante un tornillo de paso diferencial y un regulador de nivel.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN. Actualmente existe una gran variedad de sistemas para la depuración de aguas residuales dado el problema que ocasiona manipularlas. Entre los diversos sistemas existe la separación de los lodos mediante flotación, en la que el agua residual se introduce en tanques de gran tamaño. En dichos tanques el agua se pone en contacto con aire a presión burbujeado en su interior. Las burbujas de aire en contacto con las partículas de sólidos contaminantes suspendidos en el agua provocan la floculación de los mismos en agregados de mayor importancia, los cuales ascienden hasta la superficie donde sobrenadan. Cuando las partículas contaminantes han sido separadas del agua y acumuladas por flotación en la superficie se procede a su extracción por palas o rascadores. Para llevar a cabo esta operación es necesario un periodo de tiempo considerable.
A su vez, también suele ser común la separación de los lodos más pesados por centrifugación. En este proceso se somete el agua residual a movimiento centrífugo en un tambor o mediante palas y similares que facilitan la deposición de los lodos más pesados. Sin embargo la separación de elementos contaminantes está limitada hasta un cierto tamaño y consistencia, con lo que las partículas de dimensiones más reducidas siguen quedando en suspensión.
En estos sistemas de depuración suele ser aplicable el uso de reactivos químicos que favorecen la separación de las sustancias contaminantes, realizándose así una depuración físico-química. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.
El aparato para la depuración de aguas residuales objeto del presente registro, se caracteriza porque comprende un sistema de reducido tamaño y requerimientos energéticos escasos respecto a otros sistemas de depuración y que combina una primera etapa con un dispositivo de depuración centrífuga, en la que se extraen los lodos sólidos pesados y se presuriza el agua con burbujas de aire, la adición de reactivos y mezclado al líquido obtenido y una última fase de separación de partículas ligeras por flotación en un dispositivo adecuado, obteniéndose una alta eficiencia del conjunto.
En efecto la nueva invención comprende en el primer dispositivo de separación por centrifugación que comprende un primer depósito en el que se encuentra instalada una centrifugadora vertical. Esta centrifugadora vertical comprende un tambor vertical movido con un motor a alta velocidad. El tambor presenta un tramo cilindrico y un tramo troncocónico en su parte inferior, estando la parte inferior abierta. Dicho tambor presenta en su cara interior una serie de pequeños canales verticales o hendiduras. Al girar el tambor el agua por efecto centrífugo asciende por las paredes y sale por el borde superior. A su vez, en el interior del tambor existe una cóclea o tornillo de
Arquímedes dispuesto entre dos cojinetes locos, de forma que al girar el tambor también gira, pero a menor velocidad, arrastrado por el agua. Las partículas de lodos pesados se acumulan en las paredes inferiores de la hélice de la cóclea, quedando deshidratados. Estos lodos por su peso descienden hasta que caen por la boca inferior que presenta la centrifugadora, totalmente deshidratados.
El agua ascendente por el tambor giratorio adquiere aire por la turbulencia generada. En la parte superior de la centrifugadora existe, además de la entrada de aguas a depurar, una cámara de presurización con una pluralidad de aletas que capta la capa ascendente de agua residual sin los lodos pesados ni partículas voluminosas. En esta cámara las turbulencias y el aire que presenta el agua se regula en forma de burbujas que sirven para la captación de las partículas contaminantes livianas.
A la salida de la cámara de presurización de la centrifugadora vertical existe un mezclador estático, tal como una cámara con una pluralidad de rejillas y en la que se añaden los productos químicos, que provocan la floculación de las partículas contaminantes en suspensión. En dicho mezclador dinámico se necesita una menor cantidad de reactivos, ya que se han retirado los lodos pesados y partículas voluminosas del agua residual en la etapa anterior, consiguiéndose una mayor eficiencia y economía.
A continuación el agua residual entra en un dispositivo de separación por flotación dinámica. Dicho dispositivo está constituido por un depósito en el que se encuentra un tornillo dispuesto horizontalmente y movido por motor de velocidad variable. Este tornillo ha sido diseñado especialmente con un paso variable diferencial, siendo dicho paso de menor entidad a medida que se encuentra próximo al extremo de salida del depósito. En este tanque las partículas contaminantes en suspensión son agregadas por el efecto de las burbujas de aire y de los reactivos químicos, formándose agregados de cierta entidad y lodos ligeros que flotan. A medida que gira
el tornillo, estos lodos son empujados hacia la salida en el extremo opuesto y a su vez compactados al reducirse el paso de las espiras del mismo.
En el extremo del tornillo se encuentra un dispositivo de separación por nivel de los lodos floculados y compactados del agua clarificada. Efectivamente, en el extremo de salida del tanque de flotación existe un nivel de altura regulable que establece un vertido por encima de los lodos por una salida de evacuación. A su vez en la parte inferior del tanque existe un conducto de descarga del agua clarificada.
Tal como se ha mencionado el tornillo está constituido por una pala en espiral de paso variable. A su vez el motor permite ajusfar la velocidad con la que se desplazan los lodos ligeros hasta su vertido y como se compactan al ser su velocidad variable.
La máquina de nueva invención resulta compacta y de pequeño tamaño, permitiendo su fácil transporte y montaje sin necesidades de espacio ni instalaciones voluminosas. Esto es porque los depósitos utilizados en al etapa de centrifugación y en la etapa de flotación de los lodos no necesitan almacenar el agua a tratar durante un periodo largo de tiempo, sino que circulan de forma constante. Al circular el agua a tratar de forma constante permite su uso prácticamente ininterrumpido.
Para completar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de sus características, se acompaña a la presente memoria descriptiva, de un juego de figuras, de forma ilustrativa y no limitativa, donde se representan los detalles más significativos de la invención.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DISEÑOS. Figura 1. Muestra una vista esquematizada en alzado del aparato de nueva invención. Figura 2. Muestra una vista esquematizada en alzado semiseccionado del dispositivo de separación por centrifugación.
Figura 3. Muestra una vista esquematizada en alzado del dispositivo de separación por flotación dinámica flotación con detalle interior.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE.
A la vista de las comentadas figuras y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en las mismas una realización preferente aunque no limitativa de la invención, la cual comprende un dispositivo (1) centrífugo consistente en un tambor (4) centrífugo movido a motor y que presenta, al menos en su parte inferior, un tramo de forma troncocónica. Dicho tambor (4) presenta en sus paredes interiores una pluralidad de pequeños canales verticales o hendiduras. En el hueco interior del tambor (4) existe una cóclea (3) o tornillo de Arquímedes dispuesto coaxialmente y sujeto libremente por cojinetes en los extremos de su eje. El dispositivo (1 ) presenta una entrada (5) superior de agua residual a tratar sobre el tambor (4) y la cóclea (3). A su vez, dicho dispositivo
(1 ) presenta una salida (17) inferior de vertido de ios lodos pesados deshidratados, enfrentada con la abertura inferior del tambor (4). El dispositivo (1) presenta en su parte superior y por encima del tambor una cámara (6) de presurización con una pluralidad de aletas que comunica con el agua ascendente por las paredes verticales del tambor
(4).
La cámara (6) de presurización presenta una salida (7) conectada con un mezclador (8) estático, el cual también está relacionado con conductos (18) de adición de reactivos. Este mezclador (8) estático está conectado con la entrada (10) del dispositivo (2) de flotación. En el interior de este dispositivo (2) se encuentra un depósito (10) de flotación en el que existe un tornillo (12) de palas amplias y cuyo paso es variable en decremento desde el extremo de entrada hacia el extremo de salida.
Este tornillo (12) está relacionado con un motor (11) que lo hace girar con sentido de impulso hacia el extremo opuesto a la entrada (9) desde el mezclador (8) estático y presenta velocidad variable controlada.
El depósito (10) de flotación presenta en el extremo opuesto a la entrada (9) de agua un separador (13) por nivel de altura variable. Este separador (13) presenta en su parte posterior una cámara (14) que vacía al exterior los lodos flotantes a través de una boca (15) de descarga. A su vez el depósito (10) presenta en su parte inferior una salida (16) de agua clarificada.