ES2907281T3 - Método e planta para la fabricación de productos cerámicos provista de una unidad para la filtración tangencial de aguas residuales - Google Patents

Método e planta para la fabricación de productos cerámicos provista de una unidad para la filtración tangencial de aguas residuales Download PDF

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Abstract

Una planta (2) para la producción de artículos cerámicos que comprende: al menos una primera unidad de procesamiento (33; 47), que está configurada para producir, durante el funcionamiento normal, un flujo de agua residual a tratar; al menos una unidad de filtración (1; 1**) alimentada con el flujo de aguas residuales producido por la primera unidad de procesamiento (33; 47); al menos una segunda unidad de procesamiento (27; 46), que está configurada para producir, durante la operación normal, al menos un componente en la producción de los artículos cerámicos; al menos un conjunto de transporte (28; 28**) para alimentar un producto concentrado obtenido de la unidad de filtración (1; 1**) a la segunda unidad de procesamiento (27; 46); al menos una unidad de recuperación (22) para recuperar el permeado obtenido de la unidad de filtración (1); y una unidad de control (UC); la planta se caracteriza porque la unidad de filtración (1; 1**) comprende: al menos un elemento de filtración tangencial (12) del flujo de aguas residuales destinado a realizar una etapa de trabajo, que es una separación entre un permeado y un producto concentrado; el flujo de aguas residuales discurre a lo largo de una dirección de filtración tangencial (F) dentro del elemento de filtración (12); un dispositivo de recogida de aguas residuales (3) que alimenta, mediante un colector de suministro (8), el flujo de aguas residuales a tratar al elemento de filtración tangencial (12); un conducto de alimentación (26) que se extiende desde el elemento de filtración (12) hasta el dispositivo de recogida de aguas residuales (3), de manera que el producto concentrado se recircula en el interior de la unidad de filtración (1; 1**), en particular de manera continua durante cada ciclo de trabajo; y un dispositivo colector (17) para el permeado, que se alimenta a través de un conducto de suministro (18) que se extiende desde el elemento de filtración tangencial (12); y en el que la unidad de filtración (1; 1**) está dispuesta para un funcionamiento discontinuo o intermitente, en el que cada ciclo de trabajo se interrumpe únicamente en el momento en que la unidad de control (UC) detecta una cantidad de permeado, que es igual a una cantidad de referencia (LSTOP_3) dentro del dispositivo colector (17) del permeado.

Description

DESCRIPCIÓN
Método e planta para la fabricación de productos cerámicos provista de una unidad para la filtración tangencial de aguas residuales
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta solicitud de patente reivindica prioridad por la solicitud de patente italiana número 102018000010284 presentada el 13/11/2018.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método y a una planta para la producción de artículos cerámicos provista de una unidad de filtración tangencial de aguas residuales.
Como es sabido, el método para la producción de artículos cerámicos, como los artículos de cerámica sanitaria, implica una etapa de conformación para la colada de la barbotina (un compuesto que contiene agua y arcillas feldespáticas, arenas y chamota) producida dentro de celdas de colada de alta presión para obtener artículos cerámicos semiacabados o crudos. La etapa de conformación implica el uso de moldes de materiales porosos para permitir la expulsión del agua contenida en la barbotina.
Posteriormente, al final de la etapa de formación, los moldes utilizados en el interior de las celdas de colada se someten a una etapa de limpieza y lavado con agua de red o agua tratada con propiedades similares, desprovista de sólidos en suspensión; la etapa de limpieza y lavado de los moldes produce un flujo de agua residual compuesto principalmente por agua con sólidos en suspensión de tamaño generalmente inferior a 63 pm, que corresponde al tamaño del tamiz de la barbotina.
Para poder ser vertida al alcantarillado o reutilizada parcialmente para usos menos nobles (como el lavado de suelos), la corriente de agua residual se somete a una etapa de depuración en la que se añade coagulante y polielectrolito para permitir la aglomeración de los sólidos en suspensión, aumentar su tamaño y permitir su sedimentación. El método descrito anteriormente se denomina clarifloculación. Además de requerir el uso de aditivos (que son caros), la tecnología de clarifloculación no permite reutilizar el agua en el proceso de lavado de los moldes (ya que es rica en sólidos en suspensión y está contaminada por los productos químicos utilizados en el proceso de clarifloculación) y no permite recuperar las materias primas dispersas en el agua residual (ya que se han añadido sustancias extrañas como el coagulante y el polielectrolito).
Además, el método para la producción de artículos cerámicos comprende también una etapa de esmaltado de los artículos cerámicos semiacabados o crudos producidos dentro de las cabinas de esmaltado. Las cabinas de esmaltado y su contenido se lavan al final de cada etapa de esmaltado y la etapa de lavado produce un flujo de aguas residuales (que comprende principalmente agua con arcillas, feldespatos, carbonatos, óxidos metálicos y también pigmentos) que no se reutiliza y se elimina con un proceso similar al descrito anteriormente, lo que da lugar al mismo tipo de inconvenientes.
Problemas similares de separación de los sólidos de las partes líquidas de las aguas residuales y su reutilización en la línea se presentan también en las líneas de producción de vajillas y también de baldosas o placas cerámicas; por consiguiente, las soluciones aquí descritas pueden aplicarse también a estos contextos.
CN207511859U describe una planta de producción de cerámica con unidades de procesamiento de aguas residuales, en la cual las aguas residuales son filtradas y las partes sólidas y de agua son reutilizadas en los procesos de producción de cerámica.
Por lo tanto, el objeto de la presente invención es proporcionar un método y una planta para la producción de artículos cerámicos provista de una unidad de filtración tangencial de aguas residuales que carece de los inconvenientes de la técnica actual y, al mismo tiempo, es fácil y económica de implementar.
Resumen
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un método y una planta para la producción de artículos cerámicos provista de una unidad de filtración tangencial de aguas residuales según las reivindicaciones adjuntas.
Breve descripción de las figuras
La invención se describe a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran algunos ejemplos no limitantes de realización de la misma, en los que:
La figura 1 es una vista esquemática de una primera variante de la unidad de filtración de aguas residuales en una planta para la producción de artículos cerámicos producidos de acuerdo con la presente invención;
La figura 2 es una vista en perspectiva de un elemento de filtración de la unidad de la figura 1;
La figura 3 ilustra algunas variantes de una membrana del elemento de filtración de la figura 2;
- Las figuras 4 y 5 ilustran esquemáticamente la filtración tangencial realizada por las membranas de la figura 3; y La figura 6 es una vista esquemática de una planta para la producción de artículos cerámicos provista de una unidad de filtración de aguas residuales;
La figura 7 es una vista esquemática de una segunda variante de la unidad de filtración de aguas residuales producida de acuerdo con la presente invención.
Descripción detallada
En la figura 1, el número 1 indica en su conjunto una unidad de filtración de aguas residuales en una planta 2 para la producción de artículos cerámicos, como baldosas o losas de cerámica o artículos sanitarios (como lavabos, platos de ducha, bidés, etc.).
La unidad de filtración de aguas residuales 1 comprende un dispositivo de recogida de aguas residuales a tratar 3 que se alimenta, a través de un conducto de suministro 4, de las aguas residuales a tratar.
El dispositivo de recogida de aguas residuales 3 está constituido por un depósito 5 en cuyo interior se aloja ventajosamente un sensor de nivel 6, ventajosamente de tipo ultrasónico y configurado para detectar el nivel de las aguas residuales contenidas en el interior de dicho depósito 5; el sensor de nivel 6 está conectado a una unidad de control UC a la que se transmiten las señales relativas al nivel de las aguas residuales contenidas en el interior del depósito 5.
El agua residual a tratar que sale del depósito 5 se introduce en un dispositivo de filtración 7 (de la unidad 1).
El dispositivo de filtración 7 está conectado al depósito 5 a través de un colector de suministro 8 de las aguas residuales a tratar.
Según algunas realizaciones no limitantes, a lo largo del colector de suministro 8 se aloja un medio de bombeo 9, ventajosamente centrífugo, que extrae agua del depósito 5 para alimentar la unidad de filtración 7 con las aguas residuales a tratar.
Además, según algunas realizaciones no limitantes, el caudal de agua residual a tratar que se introduce en el colector de suministro 8 (y por tanto en el dispositivo de filtración 7) se regula mediante una válvula de regulación específica 10; la válvula de regulación 10 está conectada a la unidad de control UC y es controlada por la unidad de control UC en función de la cantidad de agua residual a tratar que es eliminada por el dispositivo de filtración 7. La válvula reguladora 10 está dispuesta a lo largo del colector de suministro 8, ventajosamente hacia arriba del medio de bombeo 9.
En particular, el dispositivo 1 comprende también un circuito de lavado 11, que utiliza ventajosamente agua; el circuito de lavado 11 es accionado (activado) por la unidad de control UC al final de cada ciclo de trabajo (como se describe mejor en la descripción siguiente).
El circuito de lavado 11 comprende un depósito 52 que se alimenta preferentemente con agua de la red y detergentes y está conectado, a través de la tubería 53, al colector de suministro 8, preferentemente hacia arriba del medio de bombeo 9 y hacia abajo de la válvula reguladora 10.
El dispositivo de filtración 7 comprende al menos un elemento de filtración tangencial 12.
Ventajosamente, según la ilustración de la figura 2, el dispositivo de filtración 7 comprende una pluralidad de elementos de filtración tangencial 12 (por ejemplo, dos elementos de filtración tangencial 12) dispuestos en paralelo. De acuerdo con la ilustración de las figuras 2 a 5, el elemento de filtración tangencial 12 se produce por medio de una carcasa de soporte 13, ventajosamente hecha de metal o material plástico y provista de una pared lateral 14 que tiene una simetría cilíndrica. Según algunas realizaciones no limitantes, el elemento 12 comprende al menos una membrana filtrante 15 (más precisamente, una pluralidad de membranas 15), en particular alojada en el interior de la carcasa 13. Más concretamente, según una primera variante, cada membrana 15 está constituida por un elemento monolítico, en cuyo interior se definen una serie de canales de filtración (longitudinales) 16 para el flujo de aguas residuales a tratar.
Alternativamente, según otra variante, cada membrana 15 consiste en una pluralidad de canales de filtración (longitudinales) 16 para el flujo de aguas residuales incrustados en la carcasa de soporte 13. Cada uno de los canales de filtración 16 tiene un diámetro medio comprendido entre 2 y 16 mm, ventajosamente comprendido entre 4 y 8 mm.
Ventajosamente, los canales de filtración 16 se extienden a lo largo de todo el elemento monolítico.
Según una primera variante, los canales de filtración 16 tienen tamaños uniformes en sección. Según una segunda variante, los canales de filtración 16 tienen diferentes tamaños en sección, en particular los canales de filtración periféricos 16 tienen tamaños mayores que los canales de filtración centrales 16.
Ventajosamente, los canales de filtración 16 están distribuidos uniformemente en el elemento monolítico.
La separación entre el producto separado (permeado) y el producto concentrado tiene lugar a través de la (cada) membrana 15; la separación es generada por una fuerza de empuje que está representada por la presión hidráulica suministrada por el medio de bombeo 9.
Según una primera variante, la (cada) membrana 15 comprende (es) una membrana cerámica.
Según una segunda variante, la (cada) membrana 15 comprende (es) una membrana polimérica.
La (cada) membrana 15 realiza una microfiltración y retiene partículas con un tamaño aproximado de al menos 0,3 |jm, ventajosamente de al menos 0,1 jm . En otras palabras, los poros de la membrana 15 tienen un tamaño de poro aproximado igual o inferior a 0,3 jm, ventajosamente igual o inferior a 0,2 jm , más ventajosamente igual o inferior a 0,1 jm (ultrafiltración), más ventajosamente igual o inferior a 0,01 jm, incluso más ventajosamente comprendido entre 20 y 100 kDa (nanofiltración).
La(s) membrana(s) 15 está(n) disponible(s) comercialmente.
Como se ilustra mejor en la figura 4, el flujo de agua residual a tratar (filtrado) fluye dentro del elemento de filtración tangencial 12 a lo largo de una dirección de filtración tangencial F. En otras palabras, el flujo de agua residual a tratar corre tangencialmente con respecto a la superficie de cada canal de filtración 16.
De este modo, cada elemento de filtración tangencial 12 es capaz de separar el producto separado (permeado) del flujo de aguas residuales (en particular, el producto separado contiene partículas de tamaños inferiores al tamaño de los poros de la membrana 15) y el producto concentrado del flujo de aguas residuales (el producto concentrado contiene sólidos en suspensión de tamaños superiores al tamaño de los poros de la membrana 15).
Se ha comprobado que los elementos de filtración tangencial 12 permiten obtener un producto separado desprovisto de virus y bacterias y, al mismo tiempo, desprovisto de sólidos en suspensión (eficacia de reducción del 100%) en relación con el sistema de la técnica anterior, que requiere el uso de productos químicos, no es capaz de eliminar la carga biológica (virus y bacterias) del producto separado y alcanza una eficacia de reducción de los sólidos en suspensión del 90%.
La unidad de filtración de aguas residuales 1 comprende además un dispositivo colector 17 para recoger el producto separado (permeado) que se alimenta a través de un conducto de suministro 18 que se ramifica desde el dispositivo de filtración 7. El dispositivo de recogida 17 comprende un depósito 19 en cuyo interior se aloja ventajosamente un sensor de nivel 20, ventajosamente de tipo ultrasónico y configurado para detectar el nivel del producto separado (permeado) contenido en dicho depósito 19; el sensor de nivel 20 está conectado a la unidad de control UC a la que transmite las señales relativas al nivel del producto separado (permeado) contenido en dicho depósito 19.
Según algunas realizaciones no limitantes, el flujo del producto separado (permeado) alimentado al dispositivo colector 17 se regula mediante una válvula reguladora específica 21 dispuesta a lo largo del conducto de suministro 18 y accionada por la unidad de control UC.
El producto separado (permeado) que sale del depósito 19 se alimenta posteriormente a una unidad de recuperación 22 del producto separado (ilustrada en la figura 6) a la que se conecta a través de un conducto de alimentación 23. Ventajosamente, una bomba 24, ventajosamente una bomba de membrana, está dispuesta a lo largo del conducto de alimentación 23 para transportar el producto separado (permeado).
El producto que no permea (concentrado) que sale del dispositivo de filtración 7 vuelve al depósito 5 a través de un conducto de alimentación 26 que se bifurca del dispositivo de filtración 7. De este modo, el producto concentrado se recircula continuamente en cada ciclo de trabajo dentro de la unidad de filtración de aguas residuales 1.
La unidad de filtración de aguas residuales 1 está dispuesta para un funcionamiento discontinuo o intermitente (por lotes).
Para cada ciclo de trabajo, el depósito 5 se carga hasta un nivel de inicio de trabajo; el flujo de agua residual a tratar se procesará hasta alcanzar el nivel de parada que se establece (se controla) en función del volumen de producto concentrado apto para su posterior reutilización durante la preparación de la mezcla (barbotina) para la producción de artículos cerámicos.
La duración de cada ciclo de trabajo es regulada por la unidad de control UC. Al final de cada ciclo de trabajo, el producto concentrado contenido en el depósito 5 se alimenta a una unidad de recuperación 27 del producto concentrado (ilustrada en la figura 6) a la que se conecta a través de un conducto de alimentación 28, como se describe mejor en la descripción que sigue. Ventajosamente, una bomba 29, ventajosamente una bomba de membrana, está dispuesta a lo largo del conducto de alimentación 28 para transportar el producto concentrado. Según algunas realizaciones no limitantes, el flujo del producto concentrado que sale del depósito 5 se regula mediante una válvula reguladora específica 30 conectada a la unidad de control UC.
Según la ilustración de la figura 6, la unidad de filtración de aguas residuales 1 descrita anteriormente puede aplicarse ventajosamente en la planta 2 para la producción de artículos cerámicos para la filtración de las aguas residuales que salen de las máquinas de fundición a alta presión y/o para la filtración de las aguas residuales que salen de las células de esmaltado.
En particular, la unidad 1 está diseñada para filtrar las aguas residuales procedentes de una o más máquinas de colada 33 (que actúa como unidad de procesamiento y está diseñada para obtener artículos cerámicos semiacabados o crudos). Más en particular, la unidad 1 está diseñada para filtrar las aguas residuales procedentes del lavado de una o más máquinas de fundición 33.
Según algunas realizaciones no limitantes, la (cada) máquina de colada 33 comprende al menos un molde de colada.
En particular, la planta 2 para la producción de artículos cerámicos comprende la unidad de filtración de aguas residuales 1 que alimenta el producto separado (permeado) a la unidad de recuperación 22 del producto separado (permeado) a través de un respectivo conducto de alimentación 23.
La unidad de recuperación 22 del producto separado comprende un depósito 31 en cuyo interior se aloja ventajosamente un sensor de nivel (no ilustrado) configurado para detectar el nivel del producto separado (permeado) contenido en dicho depósito 31 y conectado a la unidad de control UC. Ventajosamente, la unidad de recuperación 22 del producto separado está provista de un circuito 32 para reponer el agua de red, que se mezcla con el producto separado (permeado).
El producto separado (permeado) obtenido de la unidad de filtración de aguas residuales 1 es sustancialmente agua (desprovista de sólidos en suspensión, virus y bacterias).
Ventajosamente, el agua que sale del depósito 31 puede reutilizarse dentro de la planta 2 para la producción de artículos cerámicos.
En particular, según una primera variante, el agua que sale del depósito 31 se alimenta a al menos una máquina de colada de alta presión 33 (en particular, a una pluralidad de máquinas de colada 33) para lavar al menos un molde (conocido y no ilustrado) utilizado para la producción de artículos cerámicos; cada una de dichas máquinas de colada 33 está conectada al depósito 31 a través de un conducto de suministro 34. De acuerdo con algunas realizaciones no limitantes, a lo largo del conducto de suministro 34 se proporciona un medio de bombeo 35 que extraen del depósito 31 para alimentar el agua a las máquinas de fundición 33. El agua se utiliza ventajosamente para lavar (en particular, internamente) los moldes utilizados para la producción de artículos cerámicos.
En particular, la máquina 33 (más en particular, cada máquina 33) comprende al menos un molde relacionado. Según algunas realizaciones no limitantes, a lo largo del conducto de suministro 34 se proporciona un conducto de derivación 36 que alimenta una fracción del agua a una unidad de procesamiento 37 (ablandamiento y/o ósmosis) del agua; el flujo de agua alimentado a la unidad de procesamiento 37 se controla ventajosamente por medio de una válvula reguladora (no ilustrada).
El agua purificada se introduce en un depósito 38 conectado a la unidad de procesamiento 37 a través de un conducto 39. El agua depurada que sale del depósito 38 se alimenta también a las máquinas de colada 33 a las que está conectada a través de un conducto de alimentación 40. Ventajosamente, una bomba 41, ventajosamente una bomba de membrana, está dispuesta a lo largo del conducto de alimentación 40 para transportar el agua purificada. El agua depurada se utiliza ventajosamente para lavar (en particular, internamente) los moldes utilizados para la producción de los artículos cerámicos.
Las aguas residuales producidas por las máquinas de fundición a alta presión 33 se recogen en una serie de depósitos de almacenamiento 42 que alimentan las aguas residuales a la unidad de filtración de aguas residuales 1 descrita anteriormente a través del respectivo conducto de alimentación 4. Ventajosamente, una bomba de carga 43, ventajosamente una bomba de membrana, está dispuesta a lo largo del conducto de suministro 4 para transportar las aguas residuales hacia la unidad de filtración 1.
El producto concentrado suministrado por la unidad de filtración de aguas residuales 1 es sustancialmente una barbotina (diluida, es decir, enriquecida con agua en relación con la receta de la barbotina, un compuesto que contiene agua y arcilla, utilizado para preparar la mezcla).
El producto concentrado (barbotina diluida) se alimenta a la unidad de recuperación 27 del producto concentrado a través de un respectivo conducto de alimentación 28 y se reutiliza en la preparación de la barbotina que se utilizará en el proceso de producción real de los artículos cerámicos. En otras palabras, en particular, la unidad de recuperación 27 está diseñada para preparar una mezcla cerámica (barbotina - componente en la producción de artículos cerámicos). Más en particular, la unidad de recuperación 27 también está diseñada para alimentar la mezcla cerámica (barbotina) a la máquina de colada 33.
La unidad de recuperación 27 del producto concentrado actúa como máquina de procesamiento.
Como se ilustra mejor en las figuras 4 y 5, para un caudal Fw de agua residual de aproximadamente 100 m3 es posible obtener 90 m3 de caudal Fp de producto separado (agua) y 10 m3 de caudal Fc de producto concentrado (barbotina diluida).
Adicional o alternativamente a la unidad 1, la planta 2 para la producción de artículos cerámicos comprende otra unidad 1** para la filtración del agua residual que alimenta el producto separado (permeado) a la unidad de recuperación 22 del producto separado (permeado) a través de un respectivo conducto de alimentación 23**. Evidentemente, también en este caso el producto separado (permeado) obtenido suministrado por la unidad de filtración 1** de las aguas residuales es sustancialmente agua (desprovista de sólidos en suspensión, virus y bacterias). En particular, la unidad 1** está diseñada para filtrar las aguas residuales procedentes de uno o más aparatos de esmaltado, como las cabinas de esmaltado y su contenido (más en particular, las aguas residuales derivadas del lavado de uno o más aparatos de esmaltado).
Según algunas realizaciones no limitantes, el producto separado (permeado) suministrado desde la unidad 1** (en particular, que sale del depósito 31) se alimenta a una unidad 46 para la preparación de esmaltes (componentes en la producción de artículos cerámicos) y a una unidad de lavado 47 de los aparatos de esmaltado a través del conducto de suministro 34. Las unidades 46 y 47 actúan como unidades de trabajo.
Las aguas residuales producidas por la unidad de lavado 47 de los aparatos de esmaltado se recogen dentro de una serie de tanques de almacenamiento 48 que alimentan las aguas residuales a la unidad de filtración de aguas residuales 1** descrita anteriormente a través del respectivo conducto de suministro 4**.
Ventajosamente, una bomba de carga 43, ventajosamente una bomba de membrana, se aloja a lo largo del conducto de suministro 4** para transportar el agua residual hacia la unidad de filtración 1**.
El producto concentrado suministrado por la unidad de filtración 1** de las aguas residuales comprende (es sustancialmente) pigmentos. En este caso, el producto concentrado (pigmentos suministrados desde la unidad 1**) se alimenta (a través del conducto de alimentación 28**) a la unidad 46.
La barbotina y los esmaltes se utilizan en una unidad de producción real 50 de los artículos cerámicos que comprende al menos un horno y/o un secador.
En particular, los esmaltes procedentes de la unidad 46 se alimentan a los aparatos de esmaltado. Adicional o alternativamente, la barbotina producida por la unidad 27 se alimenta a la máquina de colada 33. La unidad 27 comprende un depósito (no ilustrado) provisto de un sensor de nivel.
Según una realización alternativa ilustrada en la figura 7, el flujo de agua residual a tratar que sale del depósito 5 se alimenta al dispositivo de filtración 7 por medio de una bomba de carga 56. En particular, la bomba de carga 56 alimenta al dispositivo de filtración 7. En particular, la bomba de carga 56 alimenta el circuito producido por el colector de suministro 8, por el medio de bombeo 9 y por el conducto de alimentación 26.
La unidad de control está dispuesta para regular la alimentación del flujo de aguas residuales a tratar; ventajosamente, la alimentación del flujo de aguas residuales a tratar que entra en dicho circuito es igual a la cantidad de producto separado recogida en el depósito 19. Se proporcionan dispositivos de medición del caudal, conectados a la unidad de control UC y dispuestos a lo largo del conducto que conecta el depósito 5 con la bomba de carga 56 y a lo largo del conducto que conecta el dispositivo de filtración 7 con el depósito 19.
La unidad de control UC está configurada para adquirir las señales de caudal procedentes de dichos dispositivos de medición de caudal y para regular la bomba de carga 56 con el fin de mantener un volumen constante de agua residual a tratar en el circuito producido por el colector de suministro 8, por el medio de bombeo 9 y por el conducto de alimentación 26.
Según una variante preferida, el producto concentrado que sale del dispositivo de filtración 7 se alimenta directamente por aspiración a el medio de bombeo 9 a través de un conducto de alimentación 26* que se desprende del dispositivo de filtración 7 y desemboca en el colector de suministro 8 hacia arriba del medio de bombeo 9 (y, preferiblemente, hacia abajo de la bomba de carga 56).
El método para la producción de artículos cerámicos comprende, por tanto, una primera etapa de procesamiento en la que se produce un flujo de aguas residuales a tratar; una etapa de filtración tangencial del flujo de aguas residuales para realizar una separación entre el permeado y el producto concentrado; una etapa de recuperación para recuperar el permeado y el producto concentrado obtenidos en la etapa de filtración tangencial; y una etapa de producción para producir un ingrediente necesario en la producción de los artículos cerámicos producidos con el producto concentrado recuperado; y una segunda etapa de procesamiento y/o una etapa de lavado realizada con el permeado recuperado.
Según una primera variante, la primera etapa de procesamiento en la que se produce el flujo de aguas residuales a tratar comprende una etapa de prensado de la barbotina realizada dentro de las máquinas de colada de alta presión 33 (celdas de colada) para obtener artículos cerámicos semiacabados o crudos y la posterior etapa de limpieza y lavado de los moldes utilizados dentro de estas máquinas de colada 33.
Según una segunda variante, la primera etapa de procesamiento en la que se produce un flujo de aguas residuales a tratar comprende la etapa de esmaltado de los artículos cerámicos y el lavado de los aparatos de esmaltado. Cuando el nivel dentro del depósito 5 alcanza un valor mínimo configurable Lmin, se inicia una etapa de carga del flujo de agua residual a tratar accionando la bomba de carga 43. Antes de accionar la bomba de carga 43, la unidad de control UC comprueba que el nivel de agua residual a tratar dentro de los depósitos de almacenamiento 42 y 48 está por encima de un valor de parada ajustable Lstop_1. La etapa de carga se interrumpe cuando el nivel de las aguas residuales a tratar dentro del depósito 5 alcanza un valor de inicio ajustable Lstart_2. Alternativamente, la etapa de carga se interrumpe si el nivel de las aguas residuales a tratar en los tanques de almacenamiento 42 y 48 alcanza un valor de parada configurable Lstop_i ; la etapa de carga puede reanudarse en el momento en que se detecta un nivel de aguas residuales a tratar en los tanques de almacenamiento 42 y 48 igual al valor de inicio configurable Lstart_i .
La etapa de trabajo (posterior a la etapa de carga) en la que se realiza la filtración real (descrita en detalle anteriormente), comienza cuando el nivel del agua residual a tratar en el depósito 5 alcanza el valor de inicio ajustable LStart_2 y termina cuando el nivel del agua residual a tratar en el depósito 5 alcanza el valor de parada ajustable Lmin.
Durante la etapa de trabajo, las operaciones de lavado a contracorriente se realizan en un número programable y con una frecuencia y duración programables. En particular, la unidad de control UC comprueba si el nivel de producto separado en el interior del depósito 19 es superior a un valor mínimo ajustable Lmin_2 y acciona la bomba 24, que está conectada mediante un conducto 45 al dispositivo de filtración 7 para realizar el lavado a contracorriente del dispositivo de filtración 7 con el producto separado. Durante el lavado a contracorriente, el producto separado permea las membranas 15, eliminando los sólidos en suspensión que se han depositado a lo largo de la superficie interior de las membranas 15.
Alternativamente, las operaciones de lavado a contracorriente se realizan mediante un circuito de lavado a contracorriente de aire comprimido 60.
Durante la etapa de trabajo, el producto separado se transfiere constantemente al depósito 31 a través del conducto de alimentación 23; en particular, la transferencia se inicia cuando el nivel de producto separado en el depósito 19 alcanza un valor de inicio de transferencia Lstart_3 ajustable y se detiene cuando el nivel de producto separado en el depósito 19 alcanza un valor de parada de transferencia Lstop_3.
Alternativamente, la transferencia del producto separado desde el depósito 19 al depósito 31 se interrumpe en el momento en que el nivel dentro del depósito 5 es igual a un valor de parada de transferencia ajustable Lstop_4, de modo que el depósito 19 contiene en cualquier caso suficiente producto separado para realizar operaciones de lavado a contracorriente.
Al final de la etapa de trabajo, la unidad de control UC está configurada para abrir la válvula reguladora 30 y accionar la bomba 29 para transferir el producto concentrado desde el depósito 5 a la unidad de recuperación 27 del producto concentrado. El paso de descarga del producto concentrado comienza cuando el nivel del producto concentrado dentro del depósito 5 alcanza el valor de parada ajustable Lstop_2 y se detiene cuando el nivel del producto concentrado en el depósito 5 alcanza el valor mínimo ajustable Lmin.
Alternativamente, la etapa de descarga del producto concentrado se detiene en el momento en que se detecta un nivel de producto concentrado en el depósito de la unidad 27 superior a un valor de seguridad.
Por último, se prevé una etapa de lavado posterior a la etapa de descarga del producto concentrado. La unidad de control está dispuesta para comprobar si el nivel de agua en el depósito 52 es igual a un valor máximo Lmax.
Sólo en el caso de que se verifique esta condición, la válvula reguladora 10 se cierra y el agua se introduce en el dispositivo de filtración 7 a través del medio de bombeo 9 para limpiar las membranas 15. El agua que permea las membranas 15 durante la etapa de lavado se transporta entonces al depósito 52 a través del conducto 55, así como el agua que fluye a través del dispositivo de filtración 7 y no permea las membranas 15 se transporta al depósito 52 de nuevo a través de otro conducto (no ilustrado) que se bifurca desde el conducto 18 y fluye al depósito 52, después de haber cerrado la válvula reguladora 21.
Preferiblemente, también durante la etapa de lavado, se realizan operaciones de lavado a contracorriente en un número programable y con una frecuencia y duración programables.
Como ya se ha mencionado, la planta 2 descrita anteriormente puede ser utilizada ventajosamente en la producción de artículos sanitarios. Según algunas realizaciones de esta variante, la planta 2 está ventajosamente provista de las dos unidades de filtración 1, 1**. Según otras realizaciones, la planta 2 comprende una sola unidad de filtración (la unidad de filtración 1 y no la unidad de filtración 1**).
Alternativamente, la planta 2 descrita anteriormente puede utilizarse ventajosamente en la producción de baldosas o placas de cerámica. Según esta variante, la planta 2 está provista de la unidad de filtración 1**, pero carece de la unidad de filtración 1 (y también de la máquina de colada 33, que se sustituye, por ejemplo, por una máquina para la producción de baldosas o placas cerámicas).

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Una planta (2) para la producción de artículos cerámicos que comprende:
al menos una primera unidad de procesamiento (33; 47), que está configurada para producir, durante el funcionamiento normal, un flujo de agua residual a tratar;
al menos una unidad de filtración (1; 1**) alimentada con el flujo de aguas residuales producido por la primera unidad de procesamiento (33; 47);
al menos una segunda unidad de procesamiento (27; 46), que está configurada para producir, durante la operación normal, al menos un componente en la producción de los artículos cerámicos;
al menos un conjunto de transporte (28; 28**) para alimentar un producto concentrado obtenido de la unidad de filtración (1; 1**) a la segunda unidad de procesamiento (27; 46);
al menos una unidad de recuperación (22) para recuperar el permeado obtenido de la unidad de filtración (1); y una unidad de control (UC);
la planta se caracteriza porque la unidad de filtración (1; 1**) comprende:
al menos un elemento de filtración tangencial (12) del flujo de aguas residuales destinado a realizar una etapa de trabajo, que es una separación entre un permeado y un producto concentrado; el flujo de aguas residuales discurre a lo largo de una dirección de filtración tangencial (F) dentro del elemento de filtración (12);
un dispositivo de recogida de aguas residuales (3) que alimenta, mediante un colector de suministro (8), el flujo de aguas residuales a tratar al elemento de filtración tangencial (12);
un conducto de alimentación (26) que se extiende desde el elemento de filtración (12) hasta el dispositivo de recogida de aguas residuales (3), de manera que el producto concentrado se recircula en el interior de la unidad de filtración (1; 1**), en particular de manera continua durante cada ciclo de trabajo; y
un dispositivo colector (17) para el permeado, que se alimenta a través de un conducto de suministro (18) que se extiende desde el elemento de filtración tangencial (12);
y en el que la unidad de filtración (1; 1**) está dispuesta para un funcionamiento discontinuo o intermitente, en el que cada ciclo de trabajo se interrumpe únicamente en el momento en que la unidad de control (UC) detecta una cantidad de permeado, que es igual a una cantidad de referencia (Lstop_3) dentro del dispositivo colector (17) del permeado.
2. Una planta según la reivindicación 1, en la que la primera unidad de procesamiento (47, 33) comprende una unidad de lavado (47) para aparatos de esmaltado o una máquina de colada (33); y en la que la segunda unidad de procesamiento (46, 27) comprende una unidad (46) para la preparación de los esmaltes que se utilizarán en la producción de los artículos cerámicos o una unidad (27) para la preparación de la barbotina que se utilizará en la producción de los artículos cerámicos.
3. Una planta según la reivindicación 1 o 2 que comprende un primer medio de bombeo (9) alojado a lo largo del colector de suministro (8).
4. Una planta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la unidad de filtración (1; 1**) comprende una pluralidad de elementos de filtración tangencial (12) dispuestos en paralelo.
5. Una planta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que, al final de cada etapa de trabajo, la unidad de control (UC) está dispuesta para transferir el producto concentrado recogido en el interior de dicho dispositivo (3) a la segunda unidad de procesamiento (27; 46) hasta alcanzar una cantidad predeterminada (Lmin) de producto concentrado en el interior de dicho dispositivo (3).
6. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, y que comprende un conducto de alimentación de producto concentrado (28) que se extiende desde el dispositivo de recogida de aguas residuales (3) hasta la segunda unidad de procesamiento (27; 46); el segundo medio de bombeo (29) está dispuesto preferentemente a lo largo del conducto de alimentación (28) para transportar el producto concentrado.
7. Una planta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el elemento de filtración tangencial (12) comprende una carcasa de soporte (13) configurada para albergar, en su interior, al menos una membrana filtrante (15), preferentemente cerámica y/o polimérica.
8. Planta según la reivindicación 7, en la que la membrana filtrante (15) consta de un elemento monolítico que alberga, en su interior, una pluralidad de canales de filtración (16) para el flujo de agua residual a tratar y donde el flujo de agua residual a tratar está diseñado para fluir tangencialmente respecto a la superficie de cada canal de filtración (16); la membrana filtrante (15) está diseñada para retener partículas con un tamaño aproximado de al menos 0,3 pm, ventajosamente de al menos 0,2 pm.
9. Planta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la unidad de filtración (1; 1**) comprende un circuito de lavado (11) del dispositivo de filtración (7) que comprende un primer depósito (52), preferentemente alimentado con agua de la red, y conectado al colector de impulsión (8).
10. Planta según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que, durante cada etapa de trabajo, la unidad de control (UC) está dispuesta para realizar, con una frecuencia y duración programables, operaciones de lavado a contracorriente mediante un tercer medio de bombeo (24) que extrae de un depósito (19) del dispositivo colector (17) el permeado para realizar el lavado a contracorriente del elemento de filtración (12) con el permeado.
11. Planta según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que, durante cada etapa de trabajo, la unidad de control (UC) está dispuesta para realizar, con una frecuencia y duración programables, operaciones de lavado a contracorriente del elemento de filtración (12) mediante un circuito de lavado a contracorriente con aire comprimido (60).
12. Un método para la producción de artículos cerámicos que comprende:
una primera etapa de procesamiento, durante la cual se produce un flujo de agua residual a tratar;
una etapa de trabajo en la que se realiza una filtración tangencial del flujo de aguas residuales, para separar un permeado y un producto concentrado;
una etapa de recuperación para recuperar el permeado y el producto concentrado obtenidos en la etapa de trabajo; y
una etapa de producción para producir un componente en la fabricación de los artículos cerámicos, durante la cual se utiliza el producto concentrado recuperado;
el método se caracteriza porque la etapa de trabajo tiene lugar de forma discontinua y se interrumpe cuando se detecta una cantidad de permeado producida, igual a una cantidad de referencia (Lstop_3), y en la que el producto concentrado se recircula de forma continua durante dicha etapa de trabajo.
13. Un método según la reivindicación 12 y que comprende una segunda etapa de trabajo y/o una etapa de lavado realizada con el permeado recuperado, durante la cual se utiliza el permeado recuperado.
14. Un método según la reivindicación 12 o 13, en el que la primera etapa de procesamiento comprende una etapa de colada de los artículos cerámicos y una etapa de lavado de las celdas de colada utilizadas durante la etapa de colada.
15. Un método según la reivindicación 12 o 13, en el que la primera etapa de procesamiento comprende una etapa de esmaltado de los artículos cerámicos y una etapa de lavado de los aparatos de esmaltado utilizados durante la etapa de esmaltado.
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