ES1068263U - Estacion regeneradora de aguas residuales. - Google Patents
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Abstract
1. Estación regeneradora de aguas residuales, del tipo de las que comprenden al menos un depósito (1) con una entrada (11) de aguas residuales, un circuito de tratamiento y una conducción de salida (12) de agua tratada para su reutilización, caracterizada porque dicho depósito (1) comprende un primer compartimento de desnitrificación (13) en el que se vierten las aguas residuales suministradas a través de la entrada (11) y donde unos microorganismos realizan una labor de descomposición de los nitratos a nitrógeno y oxígeno gas, estando este compartimento de desnitrificación (13) comunicado por un paso (15) con un segundo compartimento biorreactor (14) en el que unos microorganismos realizan una labor de degradación biológica de la materia orgánica y transformación de los compuestos orgánicos de amonio y amoníaco en nitratos, y un tercer compartimento de membranas (16), comunicado por un segundo paso (17) con el compartimento biorreactor (14), encontrándose en este compartimento demembranas (16) un módulo de membranas (2) filtrantes, de separación del agua de los residuos sólidos y fangos, comprendiendo este módulo de membranas (2) filtrantes una parrilla de difusores (23) inferior asociada a una soplante (24) externa para la generación de un burbujeo que circula por las paredes del módulo de membranas (2) para su limpieza; y porque comprende una bomba de extracción (21) de permeado asociado al colector del módulo de membranas (2) para la creación de un vacío que provoca un flujo de agua fuera-dentro en dichas membranas y evacua el agua permeada por la conducción de salida (12) al exterior; y porque comprende una bomba de recirculación (62) del agua entre el compartimento de membranas (16) y el compartimento biorreactor (14) para el retorno de fangos, y entre el compartimento de membranas (16) y el compartimento de desnitrificación (13) para el retorno de nitratos; y porque comprende una unidad de control (5) de accionamiento automático programable y/o manual, asociado a los componentes eléctricos y electrónicos de la estación. 2. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una reja de desbaste (10) antes de la entrada (11) de agua al equipo para la separación de las partículas de tamaño mediano y grande. 3. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el compartimento de desnitrificación (13) comprende un agitador (32). 4. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el compartimento de desnitrificación (13) comprende una sonda redox (31) de medida del potencial redox para controlar el caudal de retorno de agua desde el compartimento biorreactor (14) con la cantidad de nitratos adecuados. 5. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el compartimento biorreactor (14) comprende unos difusores (43) de aire asociados a un soplante (41) para la formación de un burbujeo de aire en el agua a tratar, facilitando así la labor de descomposición de los microorganismos y una agitación suficiente del agua para que dichos microorganismos estén en suspensión. 6. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque la conducción de salida (12) comprende una válvula de tres vías (71), un transmisor de presión (22) para el control de la presión de vacío sobre el módulo de membranas (2), con un rango de 0 bares a -1 bar, una válvula antirretorno (72), una bomba de extracción (21) y un caudalímetro (73) para el control del caudal del agua tratada. 7. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el compartimento de membranas (16) presenta un rebosadero (18) para el vertido de agua si excede un nivel máximo. 8. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque comprende una electroválvula (26) de purga de la parrilla de difusores (23) en el compartimento de membranas (16). 9. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el compartimento de membranas (16) comprende unas boyas (61) de nivel para el control del agua a tratar ensu seno. 10. Estación, según la reivindicación 1, caracterizada porque el depósito (1) comprende unas arquetas (19) de acceso a los compartimentos (13, 14, 16) para su limpieza y mantenimiento.
Description
Estación regeneradora de aguas residuales.
La presente invención se refiere a una estación
regeneradora de aguas residuales urbanas asimilables a domésticas,
para tras un tratamiento adecuado posibilitar su reutilización.
Las aguas residuales urbanas, que son
asimilables a domésticas, provienen principalmente de la actividad
doméstica diaria de las viviendas. La contaminación tanto orgánica
como microbiológica es eliminable mediante estaciones de
regeneración adecuadas. Así en diversos países existen normativas
que regulan el uso de dichas estaciones de recogida y regeneración
de aguas residuales destinadas a promover el ahorro de agua.
La mayoría de las estaciones de regeneración de
aguas residuales constan de un circuito de tratamiento que comprende
principalmente un tratamiento de oxidación total seguido de una
filtración mediante filtros de arena o similares para eliminar
posibles restos sólidos y un dosificador de cloro (comúnmente
hipoclorito de sodio) que acondiciona el agua tratada para evitar la
proliferación de bacterias en el agua que se retorna para su
reutilización.
Estos filtros no garantizan la separación
sólido-líquido, ni su tratamiento para minimizar el
contenido en materia orgánica que llevan las aguas residuales.
La estación regeneradora de aguas residuales,
objeto de esta invención, presenta unas particularidades técnicas
destinadas a conseguir un óptimo tratamiento de aguas residuales
asimilables a domésticas obteniéndose agua con calidad de
reutilización, mediante tecnología de membranas y tratamientos
biológicos.
El sistema cumple los requisitos del Real
Decreto 1620/2007, de 7 de diciembre, por el que se establece el
régimen jurídico de reutilización de las aguas depuradas.
Así la estación realiza un tratamiento en base a
tres operaciones básicas, que comprenden: - desnitrificación del
agua, en la que se descomponen los nitratos en nitrógeno, -
oxidación biológica, en la que se descompone la materia orgánica,
así como los compuestos de amonio y se forman nitratos que
realimentan a la operación anterior, y - filtración, en la que se
produce la separación sólido-líquido por filtración
mediante tecnología de membranas.
Así, la estación comprende en el seno de un
depósito, y entre la entrada de aguas residuales y la conducción de
salida de agua tratada, un primer compartimento de desnitrificación
en el que se vierten las aguas residuales suministradas a través de
la entrada y donde unos microorganismos realizan una labor de
descomposición de los nitratos a nitrógeno, estando este
compartimento de desnitrificación comunicado por un paso con un
segundo compartimento biorreactor aeróbico en el que unos
microorganismos específicos realizan una labor de degradación de la
materia orgánica y de transformación de los compuestos de amonio en
nitratos gracias a la aportación de oxigeno mediante una parrilla
de difusores que es alimentada por una soplante externa. El
depósito comprende también un tercer compartimento de membranas,
comunicado por un segundo paso con el compartimento biorreactor,
encontrándose en este compartimento de membranas un módulo de
membranas filtrantes, para la separación del agua del fango. Este
módulo de membranas filtrantes incorpora unos difusores inferiores
de aire, asociados a una soplante externa para la generación de un
burbujeo que, circulando entre el módulo de membranas permita su
limpieza.
La estación regeneradora comprende una reja de
desbaste previa a la entrada de agua residual al depósito para la
separación de las partículas de tamaño mediano y grande. Esta reja
de desbaste presenta un paso de 3 milímetros.
El compartimento de desnitrificación comprende
un agitador de palas que facilita la homogeneización del agua
residual del depósito así como la liberación del nitrógeno y
oxígeno.
Además, el compartimento de desnitrificación
comprende una sonda redox de medida del potencial redox para
controlar el caudal de retorno de agua desde el compartimento de
membranas con la cantidad de nitratos adecuados. Así la medida del
potencial redox permite conocer las condiciones óptimas para que se
produzca la desnitrificación en función del equilibrio entre
especies oxidadas y reducidas.
Se ha previsto que el compartimento biorreactor
comprenda unos difusores de aire o parrilla de difusores asociados
a una soplante para la formación de un burbujeo de aire en el agua a
tratar, facilitando así la labor de descomposición de los
microorganismos y una agitación suficiente del agua para que dichos
microorganismos estén en suspensión. En este compartimento
biorreactor se trabaja con concentraciones de sólidos elevadas, de
modo que se requiere más oxigenación y, siendo la edad del fango
más elevada, se obtienen rendimientos de depuración superiores a las
de un tratamiento convencional.
La estación comprende una bomba de extracción de
permeado asociada al colector del módulo de membranas para la
creación de un vacío que provoca un flujo de agua
fuera-dentro en dichas membranas y evacua el agua
permeada por la conducción de salida al exterior.
La estación comprende una bomba de recirculación
en el compartimento de membranas para el retorno de fangos al
compartimento biorreactor y retorno de fangos que contienen
nitratos al compartimento de desnitrificación. La estación comprende
una unidad de control de accionamiento automático programable y/o
manual, asociado a los componentes eléctricos y electrónicos de la
estación.
Además, la soplante del compartimento de
membranas permite, además de limpiar las membranas, un aporte de
aire y oxígeno extra que proporciona las condiciones necesarias
para que el compartimento de membranas se comporte como un segundo
reactor biológico de oxidación.
El compartimento de membranas presenta un
rebosadero para el vertido de agua si excede un nivel máximo de
llenado del depósito.
La estación comprende una electroválvula de
purga de los difusores en el compartimento de membranas. Esta
electroválvula está dispuesta en una prolongación de la conducción
de suministro de aire a los difusores y su apertura permite la
succión de agua para pasarla por dichos difusores y así remover los
fangos depositados.
El compartimento de membranas comprende unas
boyas de nivel para el control del agua a tratar en su seno y que
permiten a la unidad de control manejar el funcionamiento de la
estación totalmente automática, según el caudal de agua a
tratar.
La conducción de salida (conducción de
permeado/agua tratada) comprende una válvula de tres vías (para la
dosificación de la solución de limpieza de las membranas), un
transmisor de presión de rango entre 0 bares a -1 bares que permite
controlar la presión de filtración, una válvula antirretorno, una
bomba de extracción de permeado y un caudalímetro para el control
del caudal de agua tratada.
El depósito comprende unas arquetas o entradas
de acceso a los compartimentos para su limpieza y mantenimiento por
parte de personal autorizado.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo
y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
- La figura 1 muestra un esquema simplificado de
la estación regeneradora.
Como se puede observar en las figuras
referenciadas la estación regeneradora está constituida por un
depósito (1) con una entrada (11) de recogida de aguas residuales
urbanas asimilables a domésticas y una conducción de salida (12) de
agua tratada para su reutilización, siendo dicho depósito (1) apto
para su disposición. enterrada. Previo a la entrada (11) al
depósito (1) hay instalada una reja de desbaste (10) con paso 3
milímetros para el filtrado de partículas de tamaño mediano y
grande. En el seno del depósito (1) se encuentra un primer
compartimento de desnitrificación (13) en el que desemboca la
entrada (11) de aguas residuales, comunicado por un paso (15)
configurado por unos agujeros en la parte inferior del tabique de
separación con un segundo compartimento biorreactor (14), y un
compartimento de membranas (16), en el cual se vierte el agua del
compartimento biorreactor (14) por un paso (17) por rebose,
encontrándose en el seno de dicho compartimento de membranas (16)
un/os módulo/s de membranas (2) filtrantes.
En el primer compartimento de desnitrificación
(13) se encuentran unos microorganismos que llevan a cabo la
descomposición de nitratos del agua en nitrógeno y oxígeno gas,
encontrándose también en dicho compartimento de desnitrificación
(13) una sonda redox (31) para el control del potencial de las
reacciones de oxidación-reducción que se dan. En
este compartimento de desnitrificación (13) se encuentra también un
agitador (32) del agua para su homogeneización, comprendiendo dicho
agitador (32) un motor en la parte superior del depósito (1) y un
eje descendente en cuyo extremo inferior están unas palas.
En el compartimento biorreactor (14) se
encuentran unos microorganismos específicos para la biodegradación
de la materia orgánica, así como para la transformación de
compuestos de amonio en nitratos. En la parte inferior del
compartimento biorreactor (14) se encuentran unos difusores (43) de
aire asociados a una soplante (41) exterior para el burbujeo de
aire en el agua a tratar en dicho compartimento biorreactor (14),
permitiendo la degradación biológica de la materia orgánica y
manteniendo los microorganismos en suspensión.
En el compartimento de membranas (16) se
encuentra un rebosadero (18) para la eliminación del exceso de agua
residual/fangos que se pueda almacenar en el depósito (1) y unas
boyas (61) de nivel para el control del agua a tratar en su seno,
permitiendo así a la unidad de control (5) ejercer un funcionamiento
automático de toda la instalación, sin riesgo de daño para las
membranas y otros componentes sensibles a una falta o exceso de agua
en alguno de los compartimentos (13, 14, 16). En dicho
compartimento de membranas (16) se encuentra una bomba de
recirculación (62) de agua desde el compartimento de membranas (16)
al compartimento biorreactor (14) para el equilibrado de
concentraciones mediante transferencia de lodos desde el
compartimento de membranas (16) al compartimento biorreactor (14).
Dicha bomba de recirculación (62) suministra un caudal de agua rica
en nitratos al compartimento de desnitrificación (13). El caudal
suministrado por esta bomba de recirculación (62) está controlado
por una electroválvula (42) y unidad de control (5) en función del
valor medido de la sonda redox (31).
El módulo de membranas (2) comprende una
pluralidad de membranas de ultra o microfiltración, que permiten la
separación de los sólidos y los microorganismos del agua a tratar
del agua que se desea reutilizar. La extracción del flujo de esta
agua se produce por el vacío realizado por una bomba de extracción
(21) en la conducción de salida (12) y que está conectada con el
colector (no representado) del módulo de membranas (2). En la
conducción de salida (12) se encuentra un transmisor de presión
(22) para el control de la presión o vacío generado por dicha bomba
de extracción (21) a través de las membranas, y conectado con la
unidad de control (5) para su gestión de los datos. Debajo del
módulo de membranas (2) se encuentra una parrilla de difusores (23)
de aire de burbujeo grueso que circula entre las membranas
ejerciendo así una labor de limpieza desprendiendo los sólidos
sobrantes de la superficie de las membranas. Estos difusores (23)
están asociados a una soplante (24) exterior que inyecta aire a
través de una conducción (25), encontrándose el extremo de esta
conducción (25) elevada y asociada a una electroválvula (26) de
purga cuya apertura permite la succión de agua para pasarla por
dicha parrilla de difusores (23) y así remover los fangos
depositados.
En la conducción de salida (12) de agua a
reutilizar se encuentra una válvula de tres vías (71), que permite
las labores de limpieza del módulo de membranas (2) mediante
dosificación de hipoclorito sódico, una válvula antirretorno (72)
para evitar el retorno del agua al depósito (1) y un caudalímetro
(73) para el control del caudal de agua permeada mediante
actuación, a través de la unidad de control (5), sobre la bomba de
extracción (21) de permeado.
El depósito (1), al ser apto para su disposición
enterrada, presenta en su parte superior unas arquetas (19) de
acceso a los compartimentos (13, 14, 16) para su limpieza y
mantenimiento.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (10)
1. Estación regeneradora de aguas residuales,
del tipo de las que comprenden al menos un depósito (1) con una
entrada (11) de aguas residuales, un circuito de tratamiento y una
conducción de salida (12) de agua tratada para su reutilización,
caracterizada porque dicho depósito (1) comprende un primer
compartimento de desnitrificación (13) en el que se vierten las
aguas residuales suministradas a través de la entrada (11) y donde
unos microorganismos realizan una labor de descomposición de los
nitratos a nitrógeno y oxígeno gas, estando este compartimento de
desnitrificación (13) comunicado por un paso (15) con un segundo
compartimento biorreactor (14) en el que unos microorganismos
realizan una labor de degradación biológica de la materia orgánica
y transformación de los compuestos orgánicos de amonio y amoníaco
en nitratos, y un tercer compartimento de membranas (16),
comunicado por un segundo paso (17) con el compartimento biorreactor
(14), encontrándose en este compartimento de membranas (16) un
módulo de membranas (2) filtrantes, de separación del agua de los
residuos sólidos y fangos, comprendiendo esté módulo de membranas
(2) filtrantes una parrilla de difusores (23) inferior asociada a
una soplante (24) externa para la generación de un burbujeo que
circula por las paredes del módulo de membranas (2) para su
limpieza; y porque comprende una bomba de extracción (21) de
permeado asociado al colector del módulo de membranas (2) para la
creación de un vacío que provoca un flujo de agua
fuera-dentro en dichas membranas y evacua el agua
permeada por la conducción de salida (12) al exterior; y porque
comprende una bomba de recirculación (62) del agua entre el
compartimento de membranas (16) y el compartimento biorreactor (14)
para el retorno de fangos, y entre el compartimento de membranas
(16) y al compartimento de desnitrificación (13) para el retorno de
nitratos; y porque comprende una unidad de control (5) de
accionamiento automático programable y/o manual, asociado a los
componentes eléctricos y electrónicos de la estación.
2. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende una reja de desbaste (10)
antes de la entrada (11) de agua al equipo para la separación de
las partículas de tamaño mediano y grande.
3. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el compartimento de desnitrificación
(13) comprende un agitador (32).
4. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el compartimento de desnitrificación
(13) comprende una sonda redox (31) de medida del potencial redox
para controlar el caudal de retorno de agua desde el compartimento
biorreactor (14) con la cantidad de nitratos adecuados.
5. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el compartimento biorreactor (14)
comprende unos difusores (43) de aire asociados a un soplante (41)
para la formación de un burbujeo de aire en el agua a tratar,
facilitando así la labor de descomposición de los microorganismos y
una agitación suficiente del agua para que dichos microorganismos
estén en suspensión.
6. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque la conducción de salida (12) comprende
una válvula de tres vías (71), un transmisor de presión (22) para
el control de la presión de vacío sobre el módulo de membranas (2),
con un rango de 0 bares a -1 bar, una válvula antirretorno (72),
una bomba de extracción (21) y un caudalímetro (73) para el control
del caudal del agua tratada.
7. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el compartimento de membranas (16)
presenta un rebosadero (18) para el vertido de agua si excede un
nivel máximo.
8. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque comprende una electroválvula (26) de
purga de la parrilla de difusores (23) en el compartimento de
membranas (16).
9. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el compartimento de membranas (16)
comprende unas boyas (61) de nivel para el control del agua a
tratar en su seno.
10. Estación, según la reivindicación 1,
caracterizada porque el depósito (1) comprende unas arquetas
(19) de acceso a los compartimentos (13, 14, 16) para su limpieza y
mantenimiento.
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|---|---|---|---|---|
| ES2345090A1 (es) * | 2009-03-13 | 2010-09-14 | Universitat De Valencia | Sistema de control para la eliminacion biologica de nitrogeno de aguas residuales mediante sondas de bajo coste. |
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| ES2345090A1 (es) * | 2009-03-13 | 2010-09-14 | Universitat De Valencia | Sistema de control para la eliminacion biologica de nitrogeno de aguas residuales mediante sondas de bajo coste. |
| WO2010103151A1 (es) * | 2009-03-13 | 2010-09-16 | Universitat De Valencia | Sistema de control para la eliminación biológica de nitrógeno de aguas residuales mediante sondas de bajo coste |
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