MX2012008051A

MX2012008051A - Sistema y metodo de tratamiento de aguas residuales.

Info

Publication number: MX2012008051A
Application number: MX2012008051A
Authority: MX
Inventors: Daniel M Early; Scott F Easter
Original assignee: Scott F Easter
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2012-10-05
Also published as: JP5671061B2; US8372274B2; US20110168611A1; CA2786491C; CA2786491A1; AU2011205298B2; WO2011088197A2; JP2013517127A; WO2011088197A3; AU2011205298A1

Abstract

El sistema de tratamiento de aguas residuales (10) proporciona múltiples técnicas para descontaminar las aguas residuales contenidas en un solo sistema, optimizando así la descontaminación de las aguas residuales. En una modalidad, el sistema de tratamiento de aguas residuales (10) incluye un tanque de plástico con acero de refuerzo (12) que tiene primera y segunda pared de partición (18, 50) que dividen al tanque (12) en primera, segunda y tercera cámara (16, 22, 28). La primera cámara (16) incluye al menos un primer filtro de efluente (20) y además contiene bacterias anaeróbicas para remoción de material de desecho orgánico de las aguas residuales recibidas en el mismo. La primera cámara (16) se configura para al menos una remoción parcial de materiales particulados y materia orgánica de las aguas residuales. La segunda cámara (22) incluye un difusor de aire (26) y contiene además bacterias aeróbicas para remoción adicional de materia de desecho orgánico de las aguas residuales recibidas en el mismo. La tercera cámara (28) incluye un ensamble de bomba de sedimento (142) y al menos un segundo filtro de efluente. El agua purificada resultante se descarga selectivamente de la tercera cámara (28) a través del orificio de salida (52).

Description

SISTEMA Y MÉTODO DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a sistemas de tratamiento de suministro de agua, y en particular a un sistema y método de tratamiento de aguas residuales que remueven grasas, aceite, sólidos, contaminantes orgánicos, nutrientes, patógenos y similares de las aguas residuales generadas en casas residenciales, negocios comerciales, instalaciones industriales, instalaciones municipales, instalaciones agriculturales y similares.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Con el fin de proteger el ambiente y promover la salud pública, las comunidades requieren típicamente de tratamiento de aguas residuales. La descarga de aguas residuales no tratadas no es adecuada, debido a que origina numerosos problemas ambientales, tales como la contaminación de la superficie y de los recursos submarinos. Las aguas residuales no tratadas contienen materias orgánicas y nutrientes que, si se dejan sin tratar y no se remueven de la corriente de desechos, pueden resultar en contaminación ambiental. Por lo tanto, cuando se liberan las aguas residuales no tratadas en cuerpos submarinos o áreas de drenaje de subsuperficie, el nivel de oxígeno disuelto en las aguas de recepción empieza a agotarse, lo que pone en peligro los cuerpos de agua, junto con la flora y fauna y vida acuática. Adicionalmente, en las naciones en desarrollo, en donde el agua potable es escasa, con frecuencia es deseable recuperar tanta agua como sea posible de las aguas residuales, en lugar de disponer tanto de las aguas residuales como de los contaminantes.

Para tratar las aguas residuales, las comunidades en áreas altamente pobladas por lo general recolectan las aguas residuales y las transportan a través de una serie de tuberías subterráneas a una planta de tratamiento de aguas tratadas centralizada y grande. Sin embargo, existen muchos problemas asociados con las plantas de tratamiento centralizadas, grandes. Las plantas de tratamiento centralizadas se diseñan y clasifican para procesar una velocidad de flujo específico de las aguas residuales por día, por lo general se expresa como la capacidad clasificada de la planta, y todas las plantas de tratamiento tienen una capacidad de velocidad de flujo máxima. Por consiguiente, si una planta de tratamiento centralizada, en un día en particular, recibe más aguas residuales de las que la planta está diseñada para manejar, surgen problemas. Por ejemplo, cuando una planta de tratamiento recibe cantidades más grandes que pequeñas de aguas residuales sin tratar, el desempeño de tratamiento disminuye y se liberan las aguas residuales tratadas o sin tratar en un cuerpo de agua, tal como un río, para no exceder de la cantidad de aguas residuales que la planta fue diseñada para manejar.

Como se observa anteriormente, la descarga de estas aguas residuales no tratadas en cuerpos de aguas pondrá en peligro y matará la flora y fauna, y la vida acuática en el agua. Las aguas residuales no tratadas también contienen un número de enfermedades patógenas que son extremadamente dañinas para los humanos. Por ejemplo, las aguas residuales no tratadas son una de las causas que llevan a la disentería, que puede ser una amenaza para la vida. Por lo tanto, si una cantidad significativa de aguas residuales no tratadas se descarga en un cuerpo de agua, ese cuerpo de agua ya no estará disponible para el consumo humano. Por otro lado, si la planta de tratamiento procesa cantidades más grandes de lo normal de aguas residuales no tratadas, en lugar de desviar una porción en un cuerpo de agua, el influjo de aguas residuales no tratadas limpiaría las poblaciones de bacterias o biomasa usada por la planta para tratar las aguas residuales no tratadas, que perturbarían todo el proceso del tratamiento biológico de la planta. Además, como se observa arriba, el tratamiento de aguas residuales es particularmente necesario en las naciones en desarrollo, y puede que tales plantas de tratamiento a gran escala no estén disponibles.

En áreas rurales y en las naciones en desarrollo, la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales centralizadas puede ser muy costosa para hacerse y mantenerse. Asimismo, el costo de la conexión de las residencias y negocios en áreas rurales con una planta de tratamiento centralizada mediante tuberías de aguas residuales puede ser impracticable debido a la mayor distancia entre aquellas residencias y negocios. En tales áreas, los sistemas sépticos se usan por lo general para tratar aguas residuales. Un tanque séptico es por lo general un tanque grande ubicado subterráneamente en una propiedad. Los tanques sépticos se categorizan como sistemas de flujo continuo porque los flujos de aguas residuales fluyen dentro del tanque séptico en un extremo, y la misma cantidad de aguas residuales que entraron saldrán del tanque por el otro extremo. El propósito de un tanque séptico es proporcionar una cantidad mínima de tratamiento anaeróbico y para retener cualquier sólido en las aguas residuales para permitir que pase sólo el efluente líquido de aguas residuales con el fin de evitar que las tuberías dispuestas en el área de drenaje se obstruyan. Sin embargo, ya que las aguas residuales que salen del tanque séptico han sido mínimamente tratadas, las aguas residuales serán dañinas al ambiente debido a sus nutrientes y contaminantes orgánicos, como se observó anteriormente, y puede no recuperarse como agua reclamada. Además, como los sólidos se acumulan dentro del tanque séptico, puede ocurrir un fenómeno conocido como derrame periódico, que provoca que los sólidos fluyan hacia afuera del tanque en las tuberías del área conectadas al tanque. De manera eventual, estas tuberías de área se obstruyen debido a la acumulación y arrastre de sólidos. Cuando esto pasa, las tuberías de área se deben limpiar o reemplazar, si es posible, lo que significa la destrucción de una porción de la propiedad de una persona así como el incremento de los gastos del propietario. Una condición más extrema podría ser la falla del área de drenaje sin un área de reemplazo adecuada en la propiedad.

Además, se ha encontrado que ciertos suelos son capaces de recibir y dispersar una cantidad limitada de aguas residuales, dada la estructura particular del suelo, geología, y condiciones submarinas. Por ejemplo, la práctica ha demostrado que las aguas residuales altamente tratadas pueden descargarse hacia áreas de drenaje que tienen capacidad de tratamiento de suelo y/o hidráulica limitada. Además, un efluente de alta calidad puede ser reclamado y usado para propósitos secundarios, tal como irrigación, enjuague industrial y enfriamiento, y usos de agua gris, por ejemplo.

Los sistemas de tratamiento de aguas residuales centralizadas que tratan más de 1 ,500 galones (5678.1 1 litros) por día, usan por lo general concreto, acero o fibra de vidrio para alojar los sistemas. Estos materiales han sido utilizados durante décadas, debido a la falta de disponibilidad de otras opciones. El concreto y el acero, debido a sus propiedades de material particulares, son altamente corrosivos y no son adecuados para soportar los gases corrosivos y a las fluctuaciones en pH común en aguas residuales y en tratamiento de aguas residuales.

Además, tanto los tanques de acero como los tanques de concreto son difíciles y costosos de fabricar, transportar e instalar. El promedio de esperanza de vida de un tanque para aguas residuales de concreto o acero es solo de 20 a 30 años. Asimismo, hasta ahora, la única opción de material de tanque para sistemas grandes de tratamiento de aguas residuales de más de 100,000 galones (378541.18 litros) por día es el concreto. La fibra de vidrio, aunque es un material más tolerante con una esperanza de vida más larga, está limitada en sus capacidades de detalle y se deslamina cuando se somete a un punto de presión filoso o condiciones de fricción constante.

Los tanques de fibra de vidrio se construyen típicamente utilizando moldes predesarrollados y son relativamente inflexibles en ajuste para requerimientos de proyecto específicos. Esta inflexibilidad resulta en equipos requeridos adicionalmente de tanques de almacenamiento, tubería expuesta y equipo mecánico, que resulta en mantenimiento incrementado y problemas operacionales y gastos.

Adicionalmente, el acero, el concreto y los tanques de fibra de vidrio son relativamente difíciles de reparar cuando están dañados. Una opción adicional para el tratamiento de aguas residuales menor de 1 ,500 galones (5678.11 litros) por día es la utilización de tanques de almacenamiento de plástico moldeado por inyección como el alojamiento. Tales tanques se usan por lo general para tanques sépticos, interceptores de grasa y sistemas de tratamiento pequeños, sin embargo, la mayoría de estos tanques están propensos a romperse cuando se vacían y tienen limitaciones en tamaño debido a los moldes predesarrollados. Sería deseable elaborar tal tanque a partir de un material que pudiera superar estos problemas.

Por consiguiente, se desea que un sistema y método de tratamiento de aguas residuales puedan resolver los problemas antes mencionados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El sistema de tratamiento de aguas residuales es un sistema portátil, preensamblado que recolecta y trata las aguas residuales. El sistema incluye tanques de almacenamiento dispuestos verticalmente, pequeños o tanques de almacenamiento cilindricos, dispuestos horizontalmente, grandes, conectados a una tubería de entrada o de salida. De preferencia, los tanques de almacenamiento, o alojamientos se forman a partir del plástico con acero de refuerzo. Los sistemas de configuración horizontal son expandibles en el área mediante tanques de soldadura a tope de extremo a extremo, de preferencia utilizando técnicas de soldadura de fusión termoplástica conocidas.

El sistema de tratamiento de aguas residuales proporciona múltiples técnicas para descontaminar las aguas residuales contenidas en un solo sistema, optimizando así la descontaminación de las aguas residuales. El sistema se puede dimensionar para servir a un solo hogar, un conjunto de hogares y negocios, una municipalidad, o a instalaciones industriales o agriculturales solas o múltiples. El sistema de tratamiento de aguas residuales incluye un tanque, que es cilindrico de preferencia y puede fabricarse de plástico con acero de refuerzo o similar, que tiene al menos una cámara definida en el mismo. El sistema incluye el tanque, que define al menos una cámara interna en el mismo, el tanque de preferencia se forma con plástico reforzado con acero. Un orificio de entrada forma un conducto para la entrada de aguas residuales en al menos una cámara, y un orificio de salida forma un conducto para descargar las aguas residuales tratadas del tanque. De preferencia, al menos una cámara define una cámara clarificadora de gravedad para precipitar el desecho sólido de las aguas residuales para recolectarlas.

En una modalidad, el alojamiento incluye primera y segunda paredes de partición que dividen el tanque en primera, segunda y tercera cámara. La primera cámara incluye al menos un primer filtro de efluente y contiene además bacterias anaeróbicas para remover el desecho orgánico y los nutrientes, tales como el nitrógeno, de las aguas residuales recibidas en la misma. La primera cámara se configura para al menos parcialmente remover material particulado y materia orgánica de las aguas residuales.

Se proporciona un orificio de entrada que forma un conducto para la entrada de aguas residuales en la primera cámara a través de un alojamiento externo del sistema. De manera similar, un orificio de salida que forma un conducto para descargar las aguas residuales tratadas de la tercera cámara se proporciona también. Se forma un primer orificio a través de la primera pared de partición para transferir selectivamente las aguas residuales de la primera cámara a la segunda cámara. La segunda cámara incluye un difusor de aire y contiene adicionalmente bacterias aeróbicas para remoción posterior de material de desecho orgánico de las aguas residuales recibidas en la misma. Una película fija estacionaria o ensamble de medios flotante se proporciona para promover el crecimiento de bacterias aeróbicas dentro de la segunda cámara. Los microorganismos contenidos dentro de la segunda cámara son comúnmente referidos como "sedimento activado" o "biomasa" y más específicamente, son referidos como bacterias de "crecimiento suspendido" y "crecimiento adherido".

Se forma un segundo orificio que incluye un ensamble de bomba de sedimento activado de regreso y al menos un segundo filtro de efluente. Se forma un tercer orificio a través de la segunda pared de partición para transferir selectivamente los sólidos de desecho asentados de la tercera cámara a la primera cámara. El agua purificada resultante se descarga selectivamente desde el orificio externo, después de pasar a través del segundo filtro de efluente. De preferencia, el tanque está equipado con una placa inferior, que sirve como un collar antiflotación, por medio del cual se evita la flotación inadvertida de un tanque vació que puede ocurrir durante o después de la construcción.

Estas y otras características de la presente descripción se volverán aparentes después de que se revise la siguiente especificación y figuras.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La figura 1 es una vista superior diagramática de un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención, que se muestra con la cubierta superior removida.

La figura 2 es una vista en sección, parcial diagramática de un sistema de tratamiento de aguas residuales, tomada a lo largo de las líneas 2-2 de la figura 1 .

La figura 3 es una vista en sección, parcial diagramática de un sistema de tratamiento de aguas residuales, tomada a lo largo de las líneas 3-3 de la figura 1.

La figura 4 es una vista en sección, parcial diagramática de un sistema de tratamiento de aguas residuales, tomada a lo largo de las líneas 4-4 de la figura 1.

La figura 5 es una vista superior del sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 6 es una vista superior diagramática de una modalidad alternativa de un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención, que se muestra con la cubierta superior removida.

La figura 7 es una vista en sección, parcial diagramática del sistema de tratamiento de aguas residuales de la figura 6, tomada a lo largo de las líneas de vista 7-7 de la figura 6.

La figura 8 es una vista en sección, parcial diagramática del sistema de tratamiento de aguas residuales de la figura 6, tomada a lo largo de las líneas 8-8 de la figura 6.

La figura 9 es una vista en sección, parcial diagramática del sistema de tratamiento de aguas residuales, tomada a lo largo de las líneas de vista 9-9 de la figura 6.

La figura 10 es una vista lateral diagramática de otra modalidad alternativa de un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 1 1 es una vista lateral diagramática de otra modalidad alternativa del sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 12 es una vista lateral diagramática de incluso otra modalidad alternativa de un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 13 es una vista lateral diagramática de incluso otra modalidad alternativa de un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 14 es una vista lateral diagramática de otra modalidad alternativa de un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 15 es una vista lateral parcial de un alojamiento para un sistema de tratamiento de aguas residuales de acuerdo con la presente invención.

La figura 15 es una vista lateral parcial en sección del alojamiento de la figura 15.

Los caracteres similares de referencia denotan las características correspondientes de manera consistente en todas las figuras anexas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Con referencia a las figuras 1 a 4, en una primera modalidad, el sistema de tratamiento de aguas residuales 10 se forma de preferencia como una sola unidad alojada dentro del alojamiento 12. El alojamiento 12 es substancialmente cilindrico, y se forma de preferencia de plástico con acero de refuerzo o similar. Como se describirá en detalle a continuación, el sistema 10 proporciona tres técnicas separadas para descontaminar las aguas residuales contenidas dentro del único sistema, lo cual optimiza la descontaminación de las aguas residuales.

El sistema de tratamiento de aguas residuales 10 incluye el alojamiento 12 que forma un tanque extemo, y una primera y segunda pared 18, 50, de manera respectiva, dividiendo el tanque en primera, segunda y tercera cámara 16, 22, 28, respectivamente. La primera pared de partición 18 por lo general biseca el alojamiento cilindrico 12 diametricalmente, y la segunda pared de partición 50 es ortogonal con la primera pared de partición 18, que se extiende bisecando radialmente y generalmente uno de los dos espacios semicílíndricos formados por la primera pared de partición 18. La primera cámara 16 de preferencia aloja un ambiente anóxico e incluye al menos un primer filtro de efluente 20, y además contiene bacterias anaeróbicas y facultativas para la remoción de material de desecho orgánico y nitrógeno de las aguas residuales recibidas en la misma. La primera cámara 16 se configura para al menos remover parcialmente el material particulado y materia orgánica de las aguas residuales. El alojamiento 12 puede formarse de plástico con acero de refuerzo o cualquier otro material adecuado.

Un orificio de entrada 14 (con un ensamble de tubería hacia abajo) que forma un conducto para la entrada de las aguas residuales en la primera cámara 16 que se extiende a través del alojamiento externo 12 del sistema 10. De forma similar, se proporciona un orificio de entrada 52 que forma un conducto para descargar las aguas residuales tratadas de la tercera cámara 28. Las aguas residuales no tratadas entran a la primera cámara 16 a través de un orificio de entrada 14 desde instalaciones residenciales o comercios pequeños. Por ejemplo, el sistema 10 puede recibir aproximadamente 1 ,500 galones (5678.1 1 litros) por día de un productor de aguas residuales comercial pequeño o residencial. El efluente de alta calidad, purificado se descarga a través del orificio de salida 52 para ser recibido por un área de drenaje de subsuperfice alternativa (tal como una zanja de grava o sistema de irrigación por goteo), o puede descargarse directamente en una corriente u otro cuerpo de agua, o puede reutilizarse adicionalmente para irrigación por aspersión o similares.

La configuración total, que incluye las dimensiones y configuración del sistema 10, puede variar. Un sistema ejemplar 10 capaz de procesar 500 galones (1892.7 litros) de aguas residuales por día puede tener un alojamiento externo substancialmente cilindrico 12 que tiene un diámetro de aproximadamente seis pies (1.8 m) y una altura de aproximadamente seis pies (1.8 m). Un sistema ejemplar de configuración similar pero capaz de procesar 750 galones (2389.05 litros) por día puede tener un diámetro de aproximadamente siete pies (2.1 m) y una altura de aproximadamente seis pies (1 .8 m). De forma similar, un sistema 10 capaz de procesar 1 ,000 galones (3785.4 litros) por día puede tener un diámetro de aproximadamente ocho pies (2.4 m) y una altura de seis pies (1 .8 m), y un sistema 10 capaz de procesar 1 ,500 galones (5678.1 1 litros) por día puede tener un diámetro de aproximadamente diez pies (3.04 m) y una altura de seis pies (1 .8 m). De preferencia, el alojamiento 12 está configurado para enterrarse en la tierra.

Cuando se reciben las aguas residuales dentro de la primera cámara anóxica 16, materiales no tratables que no son distinguibles para las bacterias anaeróbicas contenidas en la misma se filtran mediante el filtro efluente 20, lo que previene su transferencia a la segunda cámara de biorreactor 22. La primera cámara 16 proporciona la primera etapa del tratamiento de aguas residuales y digestión orgánica, y puede complementarse con aguas residuales recicladas de los tanques corriente abajo adicionales. De preferencia, la cámara anóxica 16 tiene un contenido muy bajo de oxígeno disuelto de aproximadamente 0.5 mg/L o menos, promoviendo así el metabolismo microbiano asociado típicamente con la remoción de nitrógeno de una corriente de aguas residuales (i.e., bacterias anaeróbicas o facultativas). Cualquier cepa adecuada de bacterias anaeróbicas conocida por digerir materiales orgánicos puede utilizarse, ya que es bien conocida en el campo del tratamiento de aguas residuales. De forma similar, cualquier tipo adecuado de filtro de efluente puede utilizarse. El filtro de efluente 20 se remueve de preferencia, permitiendo el reemplazo fácil o reparación del mismo.

De preferencia, las bacterias en el sistema 10 son especies de microorganismos que ocurren de forma natural, que ya se encuentran típicamente en abundancia en las corrientes de aguas residuales. Se debe notar que el sistema 10 principalmente usa bacterias conocidas por remover los nutrientes en la digestión y remoción de los componentes orgánicos y de nutrientes de las aguas residuales. Los microorganismos que pueden usarse para este propósito incluyen nitrobacterias y nitrosomas, así como otras especies numerosas y similares que poseen características biológicas y metabólicas similares. Estos y los microorganismos similares son facultativos, y cambian su metabolismo dependiendo de la cantidad de oxígeno disuelto presente en la planta de tratamiento de aguas residuales. Al reciclar de una zona anaeróbica a una zona aeróbica y luego de regreso a una zona anaeróbica, como se describirá a continuación, estos microorganismos facultativos eventualmente metabolizan los compuestos de nitrógeno para que se libere nitrógeno gaseoso en la atmósfera.

Un primer orificio se forma a través de la primera pared de partición 18 para transferir selectivamente las aguas residuales parcialmente tratadas de la primera cámara 16 a la segunda cámara 22. Como se muestra mejor en las figuras 2 y 3, las aguas residuales pasan a través de una tubería de entrada 46 (con un ensamble de tubería hacia abajo) en el cuerpo principal de la segunda cámara 22. De preferencia, los flujos de aguas residuales tratados bajo la fuerza de gravedad desde la primera cámara 16 a la segunda cámara 22, sin bombeo adicional requerido. Cualquier tipo adecuado de válvula puede utilizarse para regular y controlar el flujo de aguas residuales a través del primer orificio y tubería de entrada 46.

La segunda cámara 22 incluye un difusor de aire 26, y contiene además bacterias aeróbicas para la remoción adicional de material de desecho orgánico de las aguas residuales recibidas en la misma. Un ensamble de película fijo 30 se proporciona para recibir y promover el crecimiento de bacterias aeróbicas dentro de la segunda cámara 22. Un ensamble calefactor 24, una bomba de aire lineal, o cualquier otra fuente de aire comprimido o presurizado para suministrar aire a través del difusor de aire 26 mediante el conducto 32 (mejor mostrado en la figura 3). El difusor de aire 26 puede ser un difusor de aire de membrana que produce una corriente de burbujas de aire finas, un difusor de aire grueso o cualquier otro tipo adecuado de difusor de aire para airear y mezclar las aguas residuales tratadas parcialmente contenidas en la segunda cámara 22. De preferencia, el calefactor 24 incluye una válvula de liberación de presión, lo que permite al usuario controlar el ajuste de flujo de aire y liberación de aire de desecho. El ensamble de calefactor 24, o cualquier otra fuente adecuada de aire presurizado puede ubicarse en cualquier ubicación adecuada, y puede proporcionar aire al difusor 26 a través de cualquier tipo adecuado de tubería o similares. La bomba de aire y el ensamble de difusor proporcionan aireación primaria para que el contenido de oxígeno disuélto en la segunda cámara 22 sea un mínimo de aproximadamente 2.0 mg/L. La bomba de aire proporciona además la activación del sistema de remoción de capa de suciedad 34 y regresa el sistema de bombeo de sedimento activado, como se muestra en la figura 4.

El ensamble de película fijo 30 puede ser tuberías de plástico perforado, una pluralidad de objetos de medios de plástico individuales de flotación, o similares, que sirven para que las bacterias aeróbicas crezcan y se unan a los mismos. Cualquier tipo de bacterias aeróbicas usadas en la remoción de desechos orgánicos puede utilizarse. Se forma un segundo orificio a través de la primera pared de partición 18 para transferir selectivamente las aguas residuales desde la segunda cámara 22 a la tercera cámara de clarificación 28. De preferencia, las aguas residuales tratadas parcialmente (comúnmente referidas como "licor mezclado") fluyen desde la segunda cámara de biorreactor 22 en el tanque de reposo 55 formado atrás de la pared deflectora 58, y luego en la tercera cámara clarificadora 28 bajo de la fuerza de gravedad, a través de la tubería 36 con los ensambles de tubería hacia abajo en el orificio 54, sin ningún bombeo requerido.

De preferencia, el ensamble de película fijo 30 se sujeta de manera permanente al interior de la segunda cámara 22. Como se observa anteriormente, cualquier tipo adecuado de difusor de aire 26 puede utilizarse, tal como un difusor de aire de membrana o un difusor de aire grueso. Se debe entender que la orientación del difusor de aire 26, mostrado en la figura 3, se muestra sólo para propósitos ejemplares. El difusor de aire 26 puede tener cualquier orientación adecuada y se remueve de preferencia, permitiendo la reparación o reemplazo del mismo.

El sistema de bombeo de sedimento activado 42 que regresa en la tercera cámara 28 utiliza un ensamble de elevación de aire por sifón de eyección, que bombea los sólidos suspendidos de gravedad asentada del licor mezclado a una velocidad predeterminada seleccionare de aproximadamente cuatro veces el sistema de flujo de regreso a la primera cámara anóxica 16 a través de un conducto. Un tercer orificio 51 , formado a través de la segunda pared de partición 50, permite la transferencia selectiva de los sólidos de desecho suspendidos de la tercera cámara 28 a la primera cámara 16. De preferencia, un sistema de remoción de capa de suciedad de recolección 34, que utiliza otro ensamble de elevación de aire por sifón de eyección, se proporciona para recolectar la capa de suciedad de la superficie clarificadora y que bombea este material de regreso al tanque de reposo 62 a una velocidad de aproximadamente una décima del flujo de diseño de sistema. Se puede proporcionar aire de desecho de tubería del ensamble de calefactor para dirigir el exceso de aire a la superficie clarificadora, para que las fuerzas de flujo de aire saquen a flote la capa de suciedad y los sólidos hacia el sistema de bombeo de remoción de capa de suciedad 34. El ensamble de bombeo de sedimento activado 42 de regreso y el ensamble de bombeo de remoción de capa de suciedad 34 puede regularse mediante cualquier tipo adecuado de válvula, tal como un ensamble de bloque de válvula de aguja de aire. Las válvulas de aguja controlan el flujo de aire presurizado a través de una manguera flexible o conducto rígido para cada ensamble de elevación de aire por sifón de eyección.

La capa de suciedad de flotación en la cámara 28 se recibe y recolecta por medio de una tubería de entrada 75, y el desecho sale hacia el tanque de reposo 55 atrás de la pared deflectora 58 en el orificio 60, por medio de una bomba de sifón de eyección 76 montada abajo, y conectada a una tubería de presión 40. El sedimento activado de regreso se regresa a la primera cámara 16 por medio de una bomba de sifón de eyección de sedimento activado de regreso 38, que se monta abajo de la tubería a presión de sedimento activado de regreso 44.

Como se muestra en la figuras 1 y 4, un ensamble de tanque de reposo adicional 56 se proporciona, el ensamble 56 se monta dentro de la tercera cámara 28. Las aguas residuales purificadas resultantes se descargan selectivamente del orificio de salida 52. De preferencia, un filtro de efluente removible se proporciona para cubrir el orificio de salida 52, proporcionando así la filtración del efluente terciario para remover cualquier floculo y/o sólidos finos suspendidos antes de la descarga de efluente.

El filtro de efluente puede formarse de fibra de poliéster/polietileno/poliestireno, o de un material de espuma flexible o similares, contenidos dentro de o en el exterior de un depósito perforado o similar conectado al orificio de salida 52. El filtro efluente removible puede estar contenido dentro de un ensamble de manguito de filtro separado que tiene un tubo de plástico perforado, vertical que se sujeta al piso clarificador. El filtro de efluente, como se describe anteriormente, puede ser cualquier tipo adecuado de filtro de efluente, y de preferencia se remueve para una reparación fácil o reemplazo del mismo. Adicionalmente, un ensamble de filtro de efluente de membrana de empaque puede utilizarse en lugar del filtro de efluente removible y ensamble de manguito de filtro.

De preferencia, un ensamble de control electrónico relativamente simple se proporciona para el control del usuario y programación. Los controles permiten que la operación selectiva y el control del ensamble de calefactor 24, junto con un cronómetro para activación programable de aireación dentro de la segunda cámara 22, permitiendo así el ahorro de energía y promoción adicional del proceso biológico de remoción de nitrógeno inherente. Un sensor y alarma acoplada puede proporcionarse adicionalmente para monitorear la operación del calefactor 24. Una señal de alarma se presenta al usuario en caso de que falle la energía del calefactor.

Como se muestra en la figura 5, la cubierta superior 66 del tanque 12 incluye de preferencia al menos dos escotillas, la escotilla de acceso 68 se asegura pivotalmente mediante bisagras 74, lo que permite el acceso selectivo a la segunda cámara de biorreactor 22 para reparar o reemplazar los difusores de aire y/o ensamble de película. De manera similar, se proporciona una escotilla de acceso 70 (unida pivotalmente a la cubierta 66 mediante bisagras 72) para tener acceso al interior de la primera cámara 16 y la tercera cámara 28. Se debe entender que las bisagras de acceso se muestran ara propósitos ejemplares solamente, y que cualquier tipo adecuado, o número de bisagras puede utilizarse.

Por ejemplo, en la modalidad de las figuras 6, 7, 8 y 9, tres de las escotillas (una para cada cámara) 168, 169 y 170. Cada escotilla 168, 169, y 170 se configura como cubierta tipo tapa de alcantarilla, en lugar de cubiertas rectangulares de bisagra mostradas en la figura 5. Con esta configuración, las escotillas tipo tapa de alcantarilla se forman de preferencia con elevadores, que permiten seis pies (1 .8 m) de claridad. Por consiguiente, cuando el alojamiento 12 se entierra en la tierra, las escotillas son fácilmente accesibles a nivel terrestre. Un ventilador 48 puede incorporarse en uno de estos elevadores, como alternativa adicional.

Con referencia a la modalidad de las figuras 1 a 5, el tanque externo o alojamiento 12 puede formarse de cualquier material adecuado, de preferencia un plástico con acero de refuerzo o similar, que permite tener un alojamiento adecuadamente fuerte 12 capaz de soportar una carga de tierra exterior (cuando el sistema 10 se entierra en la tierra), y que sea resistente a la corrosión y degradación biológica. Se pueden utilizar productos de construcción Contech, Inc.® de West Chester, OH fabrica material de polietileno de acero de refuerzo (SRPE) que tiene flejado corrugado en espiral con exterior de acero que se encapsula con un plástico de polietileno de alta densidad, vendido bajo el nombre de DuroMaxx™. Tal material, o materiales similares, pueden usarse en la fabricación del alojamiento 12 para proporcionar tierra incrementada y soporte de carga dinámica. Debe entenderse que el alojamiento DuroMaxx™ es el alojamiento preferido para todas las modalidades del tratamiento de aguas residuales descritas en la presente.

Con referencia a la modalidad alternativa de las figuras 6 a 9, el sistema de tratamiento de aguas residuales 100 incluye el alojamiento 1 12 que forma un tanque externo, y primera y segunda pared de partición 1 18, 150, respectivamente, la división del tanque en primera, segunda y tercera cámara 1 16, 122, 128, respectivamente. La primera cámara 1 16 de preferencia aloja un ambiente anóxico e incluye al menos un primer filtro efluente 120, y además contiene bacterias anaeróbicas y facultativas para la remoción de material de desecho orgánico y nitrógeno de las aguas residuales recibidas en la misma. La primera cámara 1 16 se configura para al menos parcialmente remover el material particulado y la materia orgánica de las aguas residuales.

Un orificio de entrada 1 14 (con un ensamble de tubería hacia abajo) que forma un conducto para la entrada de aguas residuales en la primera cámara 1 16 se extiende a través del alojamiento externo 1 12 del sistema 100. El orificio de entrada 1 14 puede ser una tubería de PVC de un diámetro de 4 pulgadas (10.16 cm). De manera similar, se proporciona adicionalmente un orificio de entrada 152 que forma un conducto para la descarga de aguas residuales tratadas de la tercera cámara 128. Las aguas residuales no tratadas entran a la primera cámara 1 16 a través del orificio de entrada 1 14 de las instalaciones comerciales pequeñas y residenciales. Por ejemplo, el sistema 100 puede recibir aproximadamente 1 ,500 galones (5678.1 1 litros) por día de un productor comercial pequeño o residencial de aguas residuales. El efluente purificado de alta calidad se descarga a través del orificio de salida 152 para ser recibido por un área de drenaje de subsuperficie alternativo (tal como una zanja de grava o sistema de irrigación por goteo), o puede descargarse directamente en una corriente u otro cuerpo de agua, o puede además usarse para irrigación por aspersor o similares. De preferencia, el alojamiento 1 12 se configura para enterrarse dentro de la tierra.

Cuando las aguas residuales se reciben dentro de la primera cámara anóxica 1 16, los materiales no tratables que no digieren bacterias anaeróbicas contenidas en los mismos se filtran por el filtro efluente 120, previniendo así su transferencia a la segunda cámara de biorreactor 122. La primera cámara 1 16 proporciona la primera etapa de tratamiento de aguas residuales y digestión orgánica, y puede complementarse por aguas residuales recicladas de tanques corriente hacia abajo adicionales. De preferencia, la cámara anóxica 116 tiene un contenido de oxígeno disuelto muy bajo de aproximadamente 0.5 mg/L o menos, por lo tanto promueve el metabolismo microbiano típicamente asociado con la remoción de nitrógeno de una corriente de aguas residuales (i.e., bacterias anaeróbicas). Se puede usar cualquier cepa adecuada de bacterias anaeróbicas conocidas por digerir materiales orgánicos digeribles en aguas residuales, ya que es bien conocida en el área del tratamiento de aguas residuales. De manera similar, cualquier tipo adecuado de filtro de efluente puede utilizarse. El filtro de efluente 120 es de preferencia removible, lo que permite el reemplazo fácil o reparación del mismo.

Se forma un primer orificio 146 a través de la primera pared de partición 1 16 para transferir de manera selectiva las aguas residuales parcialmente tratadas de la primera cámara 1 16 a la segunda cámara 122. Como mejor se muestra en las figuras 7 y 8, las aguas residuales tratadas pasan a través de la entrada 146 (con ensambles de tubería hacia abajo) en el cuerpo principal de la segunda cámara 128. De preferencia, las aguas residuales parcialmente tratadas fluyen bajo la fuerza de gravedad de la primera cámara 1 16 a la segunda cámara 122, sin bombeo adicional requerido. Cualquier tipo adecuado de bomba puede utilizarse para regular y controlar el flujo de aguas residuales a través de la entrada 146.

La segunda cámara 122 incluye un difusor de aire 126, y además contiene bacterias aeróbicas para remoción posterior de material de desecho orgánico de las aguas residuales de la misma. Un ensamble de película fijo 130 se proporciona para recibir y promover el crecimiento de bacterias aeróbicas dentro de la segunda cámara 122. Un ensamble de calefactor 124, una bomba de aire lineal, o cualquier otra fuente adecuada de aire comprimido o presurizado para suministrar aire a través del difusor de aire 126 mediante un conducto 132 (mejor mostrado en la figura 8). El difusor de aire 126 puede ser un difusor de aire de membrana, un difusor de aire de grueso o cualquier otro tipo adecuado de difusor de aire para airear y mezclar las aguas residuales parcialmente tratadas contenidas en la segunda cámara 122. De preferencia, el calefactor 124 incluye una válvula de liberación de presión, que permite al usuario controlar el ajuste de flujo de aire y liberación de aire de desecho. El ensamble de calefactor 124, o cualquier otra fuente adecuada de aire presurizado, pude localizarse en cualquier ubicación adecuada, y puede proporcionar aire al difusor 126 a través de cualquier tipo de tubería o similares. Como en la modalidad anterior, la bomba de aire y ensamble de difusor proporcionan aireación primaria para que el contenido de oxígeno disuelto en la cámara 122 tenga un mínimo de aproximadamente 2.0 mg/L. La bomba de aire proporciona además la activación del sistema de remoción de capa de suciedad 134 y el sistema de bombeo de sedimento activado de regreso 142.

Un segundo orificio se forma a través de la primera pared de partición 1 18 para transferir de manera selectiva las aguas residuales de la segunda cámara 122 a la tercera cámara clarificadora 128. De preferencia, las aguas residuales tratadas parcialmente fluyen desde la segunda cámara de biorreactor 122 al tanque de reposo 155 atrás de la pared def lectora 159, y luego en la tercera cámara clarificadora 128 bajo la fuerza de gravedad, sin bombeo adicional requerido.

El sistema de bombeo de sedimento activado de regreso 142 de la tercera cámara 128 utiliza un ensamble de elevación de aire por sifón de eyección, que bombea los sólidos suspendidos de gravedad asentada, del licor mezclado a una velocidad predeterminada seleccionare de aproximadamente cuatro veces el diseño de sistema que fluye de regreso a la primera cámara anóxica 1 16 a través del conducto 148 (mostrado en la figura 6). El tercer orificio 1 8, formado a través de la segunda pared de partición 150, permite la transferencia selectiva de los sólidos de desecho suspendidos de la tercera cámara 128 a la primera cámara 1 16. De preferencia, un segundo sistema de remoción de capa de suciedad de superficie 134, que usa otro ensamble de elevación de aire por sifón de eyección, se proporciona para recolectar la capa de suciedad de la superficie clarificadora y que bombea este material de regreso al tanque de reposo 155 a una velocidad de aproximadamente una décima del flujo de diseño de sistema. Se puede proporcionar aire de desecho de tubería del ensamble de calefactor para dirigir el exceso de aire a la superficie clarificadora, para que las fuerzas de flujo de aire que hacen flotar la capa de suciedad y los sólidos hacia el sistema de remoción de capa de suciedad 134. El ensambles de bomba de sedimento activado de regreso 142 y el ensamble de bomba de remoción de capa de suciedad 134 puede regularse mediante cualquier tipo de bomba, tal como una válvula de aguja de aire.

La capa de suciedad que flota en la cámara 128 se recibe y recolecta mediante una tubería de entrada 175, y el desecho sale hacia el tanque de reposo 155 detrás de la pared deflectora 158 en el orificio 160, mediante una bomba de sifón de eyección 176, montada por debajo, y conectada a la tubería principal 140. El sedimento activado de regreso se regresa a la primera cámara 1 16 mediante una bomba de sifón de eyección de sedimento activado de regreso 138 montada debajo de la tubería principal de sedimento activado de regreso 144. La figura 6 muestra adicionalmente un par de tuberías de aire flexibles con ruta 103, 105, que de preferencia llevan a un bloque de válvula de aguja 107, que también está en comunicación con un conducto 132 para el ajuste de la velocidad de flujo de aire.

La figura 6 y 8 ilustran mejor el tanque de reposo 155 detrás de la pared deflectora 158 formada entre la pared 1 18 y la segunda cámara 122 (como mejor se muestra en la figura 8, una abertura de entrada de tanque de reposo 159 se forma a través de la pared deflectora 158). Como se muestra en la figura 6, un orificio de inspección y mantenimiento 162 se forma de preferencia a través de la cubierta del alojamiento 1 12 arriba de la cámara de tanque de reposo. El agua purificada resultante se descarga selectivamente del orificio de salida 152. De preferencia, un filtro de efluente removible 151 se proporciona en el manguito de filtro 153 en la trayectoria de la salida 152, proporcionando así la filtración de efluente terciario para remover cualquier sólido suspendido, floculo clarificador restante y/o arena, antes de la descarga de efluente. El filtro de efluente 151 puede formarse de material de fibra o hilo de poliéster/polietileno/poliestireno o similares contenidos dentro de una lata perforada o similar conectada al orificio de salida 152. Como se describe a continuación, el sistema puede incluir tratamiento adicional, tal como un sistema de desinfección ultravioleta en línea. Además, de preferencia, debido a la naturaleza corrosiva de los materiales contenidos dentro del tanque, toda la tubería interna y los soportes asociados se forman de plástico o materiales no corrosivos similares, sin cierres de metal corrosivo o similares. La placa inferior 177, que se forma de preferencia de plástico o una combinación de acero y plástico o similar, proporciona resistencia a la flotación.

En las modalidades alternativas de las figuras 10 y 1 1 , el sistema 200 utiliza un tanque de plástico con acero de refuerzo 212 colocado en una posición horizontal. Esta configuración permite la construcción del sistema de tratamiento 200 en tamaños más grandes, que varía de 2,000 galones (7570.8 litros) por día y mayores a eso. La construcción de tanque horizontal puede utilizar tanques de plástico con acero de refuerzo 212 que tienen diámetros de 60 pulgadas (152.4 m), 72 pulgadas (182.8 m), 84 pulgadas (213.3 m), 96 pulgadas (243.8 m), 108 pulgadas (274.3 m), 120 pulgadas (304.8 m), 144 pulgadas (365.7 m) y más. El tanque colocado horizontalmente 212 permite la fabricación de sistemas de tratamiento de aguas residuales 200 que tienen múltiples compartimientos de tratamiento, incluyendo, entre otros, una ecualizacion de flujo y compartimiento de bombeo de influente 202, un compartimiento anóxico 204, un compartimiento de biorreactor 206, un compartimiento de clarificación 208 (para filtración de efluente), y un compartimiento de digestión de sedimento 210.

Debe entenderse que además de varias formas de tratamiento descritas a continuación, el sistema 200 puede incorporar además métodos convencionales adicionales de tratamiento, tal como, entre otros, aireación extendida o sedimento de activación (AS/EA), sedimento activado de película fija integrada (IFAS), reactores biológicos de lecho de movimiento (MBBR), reactores por lotes de secuenciación (SBR), biorreactores de membrana (MBR), filtros de escurrimiento (TF), biofiltros (BF/BAF), o similares. Además, se debe entender que el alojamiento puede incluir compartimientos adicionales, que pueden incluir, entre otros, una cámara de contacto con cloro, una cámara separadora de aceite y grasa (FOG), una cámara de filtro de escurrimiento, una cámara postaireación, una cámara de estación de bomba de efluente y una cámara de desinfección por UV.

Se debe entender además que los compartimientos dentro del tanque pueden tener otro propósito para facilitar otros métodos de tratamiento. Por ejemplo, el compartimiento anóxico puede convertirse en un digestor anaeróbico a través de la implementación de mezcladores e intercambiadores de calor. La digestión anaeróbica se usa ampliamente como una fuente de energía renovable porque el proceso produce un biogás rico en metano adecuado para la producción de energía, ayudando así a reemplazar los combustibles fósiles. El digestato rico en nutrientes que se produce en el proceso puede usarse como fertilizante.

Con ayuda de las figuras ejemplares dadas anteriormente, el tanque de plástico con acero de refuerzo 212, con diámetro horizontal de 72 pulgadas (182.8 m), con una longitud total aproximadamente de 3 pies (91 .4 cm) tendría una capacidad de tratamiento de aproximadamente 5,000 galones (18927.05 litros) por día. Un tanque de plástico con acero de refuerzo 212, con diámetro horizontal de 120 pulgadas (304.8 cm) de aproximadamente 40 pies (12.19 m) tendría una capacidad de tratamiento de aproximadamente 20,000 galones (75708.2 litros) por día.

En el sistema 200 de las figuras 10 y 1 1 , las aguas residuales entran al primer compartimiento 202 a través de un orificio de entrada 214, que, con la ayuda de las figuras dadas anteriormente, puede tener un rango de tamaño de entre aproximadamente 4 pulgadas (10.16 cm) y 8 pulgadas (20.3 cm). El influente se almacena temporalmente en el mismo para ecualizar los flujos diarios con el fin de adaptar el flujo de tratamiento diario promedio del sistema de tratamiento. Las aguas residuales se bombean a través de un sistema de bombeo simple o doble que utiliza una bomba 216, que puede ser tanto un elevador de aire como una bomba(s) eléctrica sumergible, para pasar al compartimiento anóxico 204. El control del sistema de bombeo es continuo o intermitente, dependiendo del tipo de bomba y sus características de control. Los transductores de presión sumergibles 218 también pueden utilizarse para monitorear y controlar la operación de bomba eléctrica de control. Adicionalmente, se debe notar que el aire comprimido de un ensamble de calefactor 222 se suministra de preferencia a través de la tubería de aire 224 a un difusor de aire sumergido 227 para mantener los sólidos no asentados en suspensión.

Después de que las aguas residuales se bombean de la cuenca del compartimiento de ecualización de flujo 202, las aguas residuales se mezclan en el compartimiento anóxico 204, en donde las bacterias facultativas utilizan fuentes de alimento de carbón entrante en la corriente de aguas residuales, junto con el oxígeno contenido en forma de oxígeno disuelto o enlazado químicamente a nitratos disponibles, junto con nitritos adicionales para promover la digestión bacteriana de los contaminantes de aguas residuales entrantes y nutrientes. El reciclaje y mezclado adicional en el compartimiento anóxico 204 toman lugar en la forma de sólidos suspendidos de licor mezclado (MLSS) que se bombean desde el compartimiento de biorreactor 206 a través del uso de un sistema de bombeo MLSS 220.

Las aguas residuales en el compartimiento anóxico 204 fluyen por la gravedad en el compartimiento de biorreactor 206, en donde el tratamiento de aguas residuales adicional se proporciona en forma de aireación. La aireación se proporciona mediante un ensamble de calefactor de aire comprimido eléctrico 222. El ensamble de calefactor 222 puede ser un calefactor de aire regenerativo o una bomba de aire de desplazamiento positivo. El aire comprimido del ensamble de calefactor 222 se suministra a través de la tubería de aire 224 a una serie de difusores de aire sumergidos 226. Los difusores de aire 26 dispersan el aire en la forma de burbujas de aire, que suben a la superficie del agua. Los difusores 226 pueden ser unidades de aire grueso o fino, dependiendo del nivel de tratamiento de aguas residuales requerido.

La aireación del ensamble de calefactor 222 transfiere el oxígeno atmosférico en aguas residuales. La aireación del ensamble de calefactor 222 proporciona además mezclar las aguas residuales, promover el crecimiento de sedimento activado. Como en las modalidades anteriores, el uso de un componente de película fijo, ya sea en la forma de ensamble de plástico estacionario como medios de plástico flotantes, promueve la formación de microorganismos en crecimiento adherido. La película fija combinada y el proceso de sedimento activado promueve la nitrificación avanzada y desnitrificación de las aguas residuales, y por último la remoción de los contaminantes de nitrógeno.

El ensamble de bombeo de MLSS 220 puede utilizar tanto una bomba de elevación de aire como bombas eléctricas sumergidas, y puede tener una o más bombas implementadas simultáneamente. El ensamble de bomba MLSS 220 de preferencia bombea el licor mezclado al compartimiento anóxico 206 a una velocidad de aproximadamente cuatro veces del flujo de diseño de sistema de tratamiento, aunque esta velocidad puede ser variable y ajustada para satisfacer los requerimientos del sistema de tratamiento. Después del tratamiento en el compartimiento de biorreactor 206, las aguas residuales fluyen por la gravedad a través del ensamble de tanque de reposo 228, mostrado en la figura 1 1.

En la modalidad de la figura 1 1 , el ensamble de tanque de reposo 228 reduce, por la gravedad, la cantidad de los sólidos suspendidos de licor mezclado que se descargan del compartimiento de biorreactor 206. Las aguas residuales luego entran al compartimiento de clarificación 208, por medio de un ensamble de tubería hacia abajo de plástico 240, en donde los sólidos suspendidos de licor mezclado se asientan, por la gravedad, en el fondo del ensamble de colector inclinado 230. El ensamble de colector inclinado 230 se forma de preferencia usando materiales de lámina de plástico que crean un ensamble tetraédrico que dirige los sólidos asentados al fondo de la cámara clarificadora 208. El espacio vació entre el ensamble de colector inclinado 230 y el alojamiento 212 de preferencia se llena completamente con una espuma de uretano de celda cerrada 231 o similar.

Un ensamble de bomba de sedimento activado de regreso 232 luego bombea los sólidos asentados o biomasa de regreso al compartimiento de biorreactor 206 para tratamiento adicional. Después del asentamiento de los sólidos, las aguas residuales clarificadas o la gravedad del efluente fluyen hacia arriba y a través de una presa de descarga de efluente 234. La presa de descarga 234 se fabrica de preferencia de plástico y tiene una compuerta de presa de dientes de sierra ajustables que pueden calibrarse para permitir la descarga constante de efluente del compartimiento clarificador 208. Adicionalmente, el compartimiento clarificador 208. Adicionalmente, el compartimiento clarificador 208 se equipa con un ensamble de remoción de capa de suciedad de superficie 236 que remueve la capa de suciedad flotante y los sólidos de la superficie de agua clarificadora. El ensamble de remoción de capa de suciedad 236 incluye un orificio de ingesta de capa de suciedad de plástico 238 conectada mediante la tubería de plástico a una bomba de elevación de aire. El ensamble de remoción de capa de suciedad bombea la capa de suciedad de regreso al compartimiento de reactor 206 para tratamiento adicional.

En la modalidad de la figura 10, un ensamble de filtro de membrana 242 (o, alternativamente, un filtro de efluente) reemplaza el clarificador. El ensamble de membrana 242 incluye una unidad de filtro de membrana fabricada 244, que puede utilizar medios de filtración de membrana elastomérica, polimérica, o de cerámica. La unidad de membrana 244 es modular y puede instalarse en varias configuraciones del sistema 200.

La unidad de membrana 244 utiliza aire comprimido de tanto el calefactor de biorreactor 222 como de un ensamble de calefactor de membrana diferenciado 246. El aire comprimido del calefactor de membrana 246 proporciona aireación adicional del licor mezclado y adicionalmente complementa la nitrificación y la desnitrificación. El ensamble de filtro de membrana 242 descarga el efluente o permeado a través de una tubería de descarga de permeado 248, que se puede descargar al ambiente local o reutilizar como aguas residuales reclamadas o recicladas.

El control de los niveles de aguas residuales en el compartimiento de membrana 208 se implementa a través del uso de transductor de presión o ensambles de interruptor de flotación de mercurio conectado a un panel de control eléctrico máster de planta de tratamiento de aguas residuales. Una bomba de tanque de recirculación o membrana 250 se proporciona en el compartimiento de biorreactor 206. La bomba de recirculación 250 mantiene los niveles de agua para la operación de unidad de membrana adecuada. La bomba de recirculación 250 puede configurarse para que su tubería 252 pueda bombear licor mezclado al compartimiento de membrana 208 o compartimiento digestor de sedimento 210.

El compartimiento digestor de sedimento se proporciona para el tratamiento de sólidos suspendidos de licor mezclado de desecho o sedimento de desecho. Este compartimiento contiene un difusor o serie de difusores 254 que proporcionan aireación y mezclado del sedimento de desecho. Una bomba de desagüe de sedimento o ensamble de bomba sobrenadante 229 puede proporcionarse para que el agua sobrenadante pueda ser bombeada desde el compartimiento digestor de sedimento 210 de regreso al compartimiento de biorreactor 206. El ensamble de bomba 229 es similar al ensamble de bomba 216 y puede colgar desde una pared superior mediante una cadena (como se muestra) o puede soportarse de manera similar en cualquier manera adecuada. El sedimento de desecho acumulado en el compartimiento digestor de sedimento 210 se bombea y descarga fuera del lugar mediante métodos aprobados, como es típico de los procesos de tratamiento de las aguas residuales. De preferencia, debido a la naturaleza corrosiva de los materiales contenidos dentro del tanque, toda la tubería interna se forma de materiales de plástico o similares no corrosivos, sin cierres de metal corrosivo o similar. Se debe notar que la figura 10 ¡lustra un alojamiento externo 290 adaptado para aplicaciones de entierro parcial, en donde las bombas y controles se aseguran a la mampara, en lugar de posicionarse dentro del tanque.

Se proporciona acceso al sistema de tratamiento de aguas residuales de tanque horizontal 200 a través de escotillas de acceso circulares 256, que incluyen elevadores (de preferencia formadas de plástico) y pestañas removióles (de preferencia formadas de plástico), o a través de una escotilla de acceso rectangular 291 (de preferencia formada de metal resistente a la corrosión), como se describe en modalidades previas. De manera similar, como en las modalidades previas, el control del sistema de tratamiento de aguas residuales de tanque horizontal 200 se logra a través del uso de un panel de control electrónico. El panel de control controla el bombeo de influente, aireación de biorreactor, bombeo MLSS, bombeo de sedimento activado de regreso, aireación de membrana, bombeo de recirculación, aireación de digestor de sedimento, bombeo de sobrenadante, etc. El panel de control de preferencia incluye ambos interruptores manuales o automáticos, luces de indicador, bocinas de advertencia audibles, luces de advertencia visibles, y un mecanismo de marcación automática opcional que puede notificar una estación tripulada en caso de que haya un problema mecánico de tratamiento de aguas residuales o se reporten otros datos medidos requeridos del sistema particular.

En las modalidades anteriores, como se notó previamente, el tamaño de los tanques, así como los materiales usados en su construcción, puede ser variado como se necesario. Se prevén sistemas capaces de tratar hasta dos millones de galones (3785411.8 litros) de aguas residuales por día (o más). Los mismos tanques pueden fabricarse fuera del lugar o en el lugar en plantas de fabricación. En un lugar de trabajo particular, el material de plástico con acero de refuerzo, o similar, que forma el alojamiento del tanque, puede desembobinarse de las bobinas con un bobinador móvil que se vuelve al material de manera similar a un sacacorchos, construyendo así tuberías (por medio de soldado) a medida que se convierte.

Las tuberías pueden fabricarse así en unidades de tanque de tratamiento en el lugar, usando equipo de fabricación. Además, las unidades sólo pueden soldarse de extremo a extremo, en el área por medio de técnicas de soldadura de fusión termoplástica, o a través de otros métodos, con el fin de facilitar las capacidades de tratamiento mayores.

La figura 12 ilustra un sistema alternativo adicional 300 adaptado para condiciones de servicio obligatorias. El sistema 300 incluye un tanque interno 312, similar al tanque 212 descrito anteriormente con referencia a la figura 10, montado dentro de un alojamiento externo 400, que es similar a un contenedor de carga o transporte. El piso 406 del tanque interno 312 puede estar separado del piso del alojamiento externo 400 por medio de capas de aislamiento 402 o similares. El espacio restante entre el exterior del tanque interno 312 y el alojamiento interno 312 y el alojamiento externo 400 puede rellenarse con aislamiento 404, tal como espuma de uretano de celda cerrada. El sistema 300 se adapta para operaciones de tratamiento de aguas residuales en ubicaciones remotas y severas o difíciles, tal como campos de minas, campos de trabajo temporal, pueblos y centros turísticos estacionales, instalaciones y bases militares temporales o semitemporales, Bases de Operación hacia adelante militar (FOB), operaciones de clima ártico o frío severo, climas desérticos o de altas temperaturas, u otras instalaciones que requieren de una instalación de tratamiento de aguas residuales completa, sustentable, confiable y duradera. El otro alojamiento 400 permite que el sistema 300 se transporte fácilmente con la mínima configuración del sistema. El alojamiento externo 400 permite adicionalmente que el sistema 300 se entierre al menos. Una puerta 412 puede proporcionarse en el alojamiento externo 400, lo que permite al usuario acceder al compartimiento 310. Puede montarse una escalera 414 opuesta a la puerta 412, permitiendo así acceso fácil para el usuario al techo del alojamiento 400.

El alojamiento externo 400 puede ser un contenedor de transporte de acero convencional o similar. Tales contenedores, por ejemplo, pueden tener dimensiones de aproximadamente 8 pies (2.4 m) de ancho, aproximadamente 8 1/2 pies (2.5 m) de altura y 40 pies (12.1 m) de longitud. El aislamiento 404 de preferencia tiene un valor de aislamiento R de aproximadamente 6 por 1 pulgada (2.64 cm) de aislamiento de espuma. El valor de aislamiento del compuesto R para el sistema completo 300 es de preferencia de aproximadamente 70. El sistema 300 de preferencia tiene una capacidad de tratamiento de aproximadamente 15,000 galones (56781.177 litros) por día, aunque se debe entender que eso depende del desempeño del influente y efluente requerido. El uso de la filtración de membrana, como se describe anteriormente, puede incrementar la capacidad del sistema de tratamiento total a aproximadamente 20,000 galones (75708.2 litros) por día.

Como en la modalidad previa, el sistema 300 utiliza un tanque de plástico con acero de refuerzo 312 colocado en una posición horizontal. El tanque colocado horizontalmente 312 permite la fabricación de sistemas de tratamiento de aguas residuales más grandes 300 que tienen múltiples compartimientos de tratamiento, incluyendo, entre otros, un compartimiento de bombeo de influente y ecualización de flujo 302 (i.e., zona preanóxica), un compartimiento anóxico 304, un compartimiento de biorreactor 306, y un compartimiento de clarificación 308 (para filtración de efluente). Las paredes de mampara del tanque, por ejemplo, pueden estar formadas de láminas sólidas de polietileno de alta densidad (HDPE) o similares, que tienen un espesor entre una y tres pulgadas (2.64 y 7.62 cm). Las placas de soporte de HDPE pueden soldarse a una superficie externa de las mismas (verticalmente y/u horizontalmente), como sea necesario. De manera alterna, una lámina formada de acero o similar puede encajonarse entre la capas de HDPE para formar la pared del tanque. Los extremos hemisféricos moldeados de plástico pueden utilizarse opcionalmente. Se debe entender que las opciones de mampara anteriores pueden también aplicar al sistema 200 descrito anteriormente (y sistema 500 descrito a continuación). De preferencia, debido a la naturaleza corrosiva de los materiales contenidos en el tanque, toda la tubería interna se forma de plástico o materiales no corrosivos similares, sin cierres de metal corrosivo o similar.

En el sistema 300, las aguas residuales entran al compartimiento anóxico 304 a través de un orificio de entrada 314. Las aguas residuales se mezclan en el compartimiento anóxico 304, en donde las bacterias facultativas utilizan fuente de alimento de carbón entrante en la corriente de aguas residuales, junto con el oxígeno contenido en forma de oxígeno disuelto o enlazado químicamente en nitratos disponibles, junto con nitritos adicionales para promover la digestión de bacterias de los contaminantes de aguas residuales entrantes y nutrientes. El reciclaje adicional y mezclado en el compartimiento anóxico 304 tienen lugar en la forma de sólidos suspendidos de licor (MLSS) que se bombean desde el compartimiento de biorreactor 306, como en la modalidad previa. El mezclado y tratamiento adicional en el compartimiento anóxico 304 puede implementarse a través del uso de medios de flotación 416; i.e., un reactor biológico de lecho en movimiento que flota y se mueve a través del fluido mismo usando un mezclador sumergible convencional.

Las aguas residuales en el compartimiento anóxico 304 fluyen por gravedad en el compartimiento de biorreactor 306, en donde el tratamiento de aguas residuales adicionales se proporciona en la forma de aireación. La aireación se proporciona mediante un ensamble de calefactor de aire comprimido eléctrico 424 o similar, como en la modalidad previa. El ensamble de calefactor 424 puede ser un calefactor de aire regenerativo o una bomba de aire de desplazamiento positivo. El aire comprimido del ensamble de calefactor 424 se suministra a través de una tubería de aire 426 a al menos un difusor de aire sumergido 326. El difusor de aire 326 dispersa el aire en la forma de burbujas de aire, que suben a la superficie del agua. El difusor 326 puede ser una unidad de aire grueso o fino, dependiendo del nivel de tratamiento de aguas residuales requerido.

La aireación del ensamble de calefactor 424 transfiere el oxígeno atmosférico en las aguas residuales. La aireación del ensamble de calefactor 424 proporciona además mezclar las aguas residuales, promover el crecimiento del sedimento activado. Como en la modalidades previas, el uso de un componente de película fijo, ya sea en la forma de ensamble de plástico estacionario o medios de plástico libres de flotación (mostrados en la figura 12 como medios de flotación 416, 418), promueve la formación de los microorganismos en crecimiento adherido. La película fija combinada y el proceso de sedimento activado promueven la nitrificación avanzada y la desnitrifiación de las aguas residuales, y por último la remoción de contaminantes de nitrógeno.

El ensamble de bombeo de MLSS 420 puede utilizar una bomba de elevación de aire o bombas eléctricas sumergidas, y puede tener una o más bombas implementadas simultáneamente. Después del tratamiento en el compartimiento de biorreactor 306, las aguas residuales fluyen por gravedad a través de un ensamble de tanque de reposo, como en la modalidad previa. Como en la modalidad previa, el ensamble de tanque de reposo reduce, por la gravedad, la cantidad de sólidos suspendidos de licor mezclado que se descargan del compartimiento de biorreactor 306. Las aguas residuales entran al compartimiento de clarificación 308, en donde los sólidos suspendidos de licor mezclado se asientan, por la gravedad, al fondo del ensamble de colector, que es de preferencia inclinado, como se ve en la modalidad previa. El ensamble de colector inclinado dirige los sólidos asentados al fondo de la cámara clarificadora 308.

Una bomba de sedimento activado de regreso luego bombea los sólidos asentados de regreso al compartimiento de biorreactor 306 para tratamiento adicional, como se describe anteriormente con referencia a la modalidad previa. Las aguas residuales clarificadas o la gravedad de efluente fluyen hacia arriba y a través de una presa de descarga de efluente y fuera del compartimiento clarificador 308. El compartimiento de clarificador 308 se equipa de preferencia con un ensamble de remoción de capa de suciedad de superficie que remueve la capa de suciedad de la superficie de agua clarificadora, como se describa anteriormente con referencia a las modalidades previas.

Un ensamble de filtro de membrana 342 (o, alternativamente, un filtro de efluente) se usa como clarificador. En la figura 12, el ensamble de filtro de membrana 342 se muestra como que se eleva en una plataforma 333 (de preferencia formado de plástico). El ensamble de membrana 342 incluye una unidad de filtro de membrana fabricada 344, que puede utilizarse como medios de filtro de membrana elastomérica, polimérica, o de cerámica. La unidad de membrana 344 es modular y puede instalarse en varias configuraciones del sistema 300.

La unidad de membrana 344 usa aire comprimido del calefactor de biorreactor 424 o un ensamble de calefactor de membrana diferenciada separada. El aire comprimido del calefactor de membrana 424 proporciona aireación adicional del licor mezclado y complementa adicionalmente la nitrificación y desnitrificación. El ensamble de filtro de membrana 342 descarga el efluente o permeado a través de una tubería de descarga de permeado 348 y luego a través de un sistema de desinfección por luz ultravioleta en línea 350. El efluente o permeado puede descargarse a un tanque de almacenamiento, que después puede vaciarse en el ambiente local o reusarse como aguas residuales reclamadas o recicladas. El sistema de tratamiento puede incluir un sistema de alimentación de carbonato de sodio. El sistema de tratamiento puede incluir un sistema de alimentación de carbonato de sodio 440 para ajustar el pH o agentes de tratamiento adicional. De preferencia, debido a la naturaleza corrosiva de los materiales contenidos dentro del tanque, toda la tubería interna y soportes asociados se forman de plástico materiales similares no corrosivos, sin cierres de metal corrosivo o similar. Adicionalmente, un filtro de efluente final puede usarse antes del bombeo a través del orificio de salida. Cualquier tipo adecuado de filtro de efluente puede usarse, tal como una placa tipo tapa de alcantarilla de concreto previa alineada con una manga de filtro de 20 micrones, un filtro de tambor o similar. Adicionalmente, el fósforo puede removerse biológicamente, si se requiere, al enlazar el fósforo a las estructuras celulares de microorganismos y, subsecuentemente, desechar el fósforo como parte del sedimento desechado.

El acceso al sistema de tratamiento de aguas residuales de tanque horizontal 300 se proporciona a través de las escotillas de acceso circular 356, que incluye elevadores y pestañas removibles, como se describe en las modalidades previas, o a través de una entrada 412. De manera similar, como en las modalidades previas y como se notó anteriormente, el control del sistema de tratamiento de aguas residuales de tanque horizontal 300 se logra a través del uso de un panel de control electrónico 410. El panel de control controla el bombeo de influente, aireación de biorreactor, bombeo de MLSS, bombeo de sedimento activado, aireación de membrana, bombeo de recirculación, y aireación de digestor de sedimento. De preferencia, el panel de control 410 incluye los interruptores manuales o automáticos, luces de indicador, bocinas de advertencia audibles, luces de advertencia visibles, y un mecanismo de marcación automática opcional que puede notificar una estación tripulada en caso de que haya un problema mecánico de tratamiento de aguas residuales o se reporten otros datos medidos requeridos del sistema particular. Se debe notar que el panel de control y los calefactores puede asegurar la parte superior del alojamiento externo 400 como opuesto a posicionarse dentro de un cuarto de equipo separado 310, como se ilustró.

La figura 13 ilustra un sistema de tratamiento adicional 500 que incluye un alojamiento 502, que de preferencia se configura de manera similar a un tanque séptico convencional. Un orificio de entrada 504 con un ensamble de tubería hacia abajo se proporcionar para alimentar de desecho de sólidos a los tanques de sólidos 508, como en un sistema de tanque séptico convencional. De preferencia, el tanque de sólidos 508 incluye tratamiento biológico, como se describe anteriormente con respecto al tratamiento anóxico de las modalidades previas. El tanque de sólidos 508 es de preferencia un tanque de plástico con acero de refuerzo, cilindrico. Una vez que se trata en esta región, la gravedad de desecho tratada fluye a través de un ensamble de filtro de efluente 510 en un tanque de bomba 516 (si se requiere el bombeo).

El ensamble de filtro de efluente 510 puede soportarse en soportes verticales 506 y/o montarse en una pared deflectora 512 (que se forma de preferencia de plástico) separando los tanques sólidos 508 del tanque de bombeo 516. El acceso al ensamble de filtro de efluente 510 para reparación o reemplazo del mismo puede lograse mediante una escotilla de acceso 514. El desecho tratado puede entonces bombearse bajo presión generada por la bomba 518 a través de un orificio de salida 520. El sistema 500 recolecta las aguas residuales, segrega los precipitados de los sólidos flotantes (i.e., sedimento y capa de suciedad, respectivamente), acumula, consolida y almacena sólidos, y proporciona digestión de materia a través de un proceso de tratamiento anaeróbico. El sistema 500 también puede configurarse para servir como un interceptor de grasa (p.ej., un separador de FOG) con el fin de recolectar y segregar las grasas y aceites de la corriente de aguas residuales.

Se debe entender que la configuración total y dimensiones relativas de los sistemas 200, 300 y 500 se muestran para propósitos ejemplares solamente. La mampara hemisférica o extremo 521 mostrado en el lado derecho del tanque (en la orientación particular de la figura 13) podrían removerse, por ejemplo, o una pieza de extremo hemisférico similar 523 podría añadirse al lado izquierdo del tanque, como se muestra en la figura 14. En la figura 14, también se ha añadido una escotilla de acceso. Adicionalmente se debe entender que los elementos adicionales, tales como escotillas de acceso o similares, también pueden incorporarse en las piezas de extremo. Tales tanques pueden manufacturarse individualmente, y los tanques individuales pueden conectarse en el campo en serie para formar tanques más grandes o una cadena de tanques a través de soldadura de fusión electrotermoplástica o similar. Como ejemplo, un par de alojamientos 212 puede fabricarse individualmente, cada alojamiento 212 es de aproximadamente 40 pies (12.1 m) en longitud. EL par se entregaría a un sitio y los dos podrían ensamblarse para formar un tanque de 8 pies (2.4 m) de longitud. Tal fusión en el lugar es conocida en la técnica sobre tuberías de transporte y similares.

El material de plástico de acero de refuerzo (que puede ser polietileno de acero de refuerzo, polipropileno, termoplástico con carbón de refuerzo, u otros plásticos adecuados) usados en los tanques disponen de los sistemas de tratamiento de aguas residuales descritos anteriormente con vidas de servicio relativamente grandes, debido a su naturaleza resistente a la corrosión del material, así como proporcionan medios para enterrar los sistemas, proporcionando así protección total contra daño. Los componentes internos de plástico y los tanques tienen una vida de servicio estimada de aproximadamente 75 años. El uso de tales sistemas con acero de refuerzo, portátiles, preensamblados proporciona flexibilidad incrementada en el diseño total, construcción de proyectos de infraestructura civil.

Como se observa anteriormente, los productos de construcción Contech, Inc.® de West Chester, OH fabrica material de polietileno de acero de refuerzo (SRPE) que tiene flejado corrugado en espiral con exterior de acero que se encapsula con un plástico de polietileno de alta densidad, vendido bajo el nombre de DuroMaxx™. La figura 15 ilustra una vista parcial del alojamiento 502, que muestra las costillas enrolladas helicoidalmente o en espiral 51 1 que se encapsulan dentro de la cubierta de plástico de polietileno de alta densidad 513. La figura 16 es una vista en sección del alojamiento 502, que muestra las costillas con acero de refuerzo 51 1 incrustadas dentro del plástico 513.

Se debe entender que la presente invención no se limita a las modalidades descritas anteriormente, sino que abarca cualquiera y todas la modalidades dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de tratamiento de aguas residuales, caracterizado porque comprende: un cuerpo cilindrico, ahuecado y agrandado hecho de plástico, el cuerpo cilindrico tiene costillas de refuerzo formadas por una banda de acero bobinada helicoidalmente incrustada en el plástico que se extiende entre los extremos opuestos del cuerpo cilindrico agrandado; miembros de extremo que se extienden transversamente y que cubren los extremos opuestos del cuerpo cilindrico, los miembros de extremo y el cuerpo cilindrico forman un tanque hermético al agua que define al menos una cámara adaptada para tratar aguas residuales; una tubería interna que se extiende en el tanque adaptada para admitir aguas residuales al tanque; y una tubería de salida que se extiende desde el tanque adaptado para descargar aguas residuales tratadas del tanque.

2. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el cuerpo cilindrico está hecho de polietileno de alta densidad.

3. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque comprende además una escotilla de acceso formada en uno de los miembros de extremo.

4. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el tanque está orientado verticalmente.

5. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque: la tubería de entrada consiste de una sola tubería de entrada; y la tubería de salida consiste de una sola tubería de salida.

6. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque comprende además: primera y segunda paredes de partición que dividen el tanque en tres cámaras, que incluyen: una primera cámara anóxica adaptada para alojar bacterias, la tubería de entrada se extiende en la primera cámara, en donde las bacterias se selecciona del grupo que consiste de bacterias anaeróbicas y bacterias facultativas; una segunda cámara que forma un biorreactor adaptado para alojar bacterias aeróbicas; una tercera cámara que forma un clarificador, la tubería de salida que se extiende desde la tercera cámara; un primer conducto que se extiende entre la primera cámara y la segunda cámara para pasar parcialmente las aguas residuales tratadas desde la cámara anóxica a la cámara de biorreactor; y un segundo conducto que se extiende entre la segunda cámara y la tercera cámara para pasar parcialmente las aguas residuales tratadas desde la cámara de biorreactor a la cámara clarificadora.

7. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque comprende además: un primer filtro de efluente dispuesto en la primera cámara anóxica para filtrar materia orgánica no digerida en las aguas residuales parcialmente tratadas antes de pasar las aguas residuales parcialmente tratadas a la cámara de biorreactor; una fuente de aire presurizado; un conducto de aire que se extiende desde la fuente de aire presurizado a la cámara de biorreactor; un difusor de aire conectado al conducto de aire, el difusor está dispuesto en la cámara de biorreactor y produce una corriente de burbujas de aire; un ensamble de película fijo dispuesto en la cámara de biorreactor para soportar el crecimiento de las bacterias aeróbicas; una bomba de sedimento activado de regreso dispuesto en la cámara clarificadora para retroalimentación del sedimento activado de la cámara clarificadora a la primera cámara anóxica para tratar adicionalmente las aguas residuales; y un ensamble de elevación de aire por sifón de eyección dispuesto en la cámara clarificadora para retroalimentación de la capa de suciedad de superficie desde la cámara clarificadora a la cámara de biorreactor.

8. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque además comprende: una pared deflectora dispuesta en la cámara de biorreactor; y un tanque de reposo dispuesto detrás de la pared deflectora, el ensamble de elevación de aire por sifón de eyección que alimenta la capa de suciedad de la superficie en la cámara clarificadora de regreso al tanque de reposo para tratamiento de aguas residuales adicional.

9. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente de aire presurizado comprende un ensamble de calefactor.

10. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la fuente de aire presurizado comprende un sistema de bombeo de aire mecánico.

1 1 . El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque comprende además: una primera pared de partición que se extiende diametricalmente de manera substancial a lo largo del cuerpo cilindrico entre los extremos opuestos, bisecando el cuerpo cilindrico para formar dos cámaras semicilíndricas; una segunda pared de partición que se extiende substancialmente ortogonal a la primera pared de partición entre los extremos opuestos, bisecando las cámaras semicilíndricas para formar una primera cámara anóxica, una segunda cámara de biorreactor, la cámara de biorreactor es semicilíndrica, y una tercera cámara clarificadora adyacente a ambas primera y segunda cámara; una primera serie de conductos que se extiende a través de la primera y segunda pared de partición para pasar aguas residuales secuencialmente a través de la primera, segunda y tercera cámara para etapas progresivas en tratamiento de aguas residuales; y una segunda serie de conductos para retroalimentación de capa de suciedad de superficie de la tercera cámara clarificadora a la segunda cámara de biorreactor, y para retroalimentación del sedimento activado de la tercera cámara clarificadora a la primera cámara anóxica para etapas adicionales de tratamiento de aguas residuales.

12. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado porque además comprende una unidad de control electrónico que regula el flujo de aguas residuales entre las tres cámaras, la retroalimentación de la capa de suciedad de superficie y sedimento activado entre las cámaras, y la entrada y salida de aguas residuales en y desde el tanque.

13. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el tanque está orientado horizontalmente.

14. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende una escotilla de acceso formada en uno de los miembros de extremo.

15. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los miembros de extremo son planos.

16. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque los miembros de extremo son hemisféricos substancialmente.

17. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además: un contenedor, el tanque se aloja en el contenedor; y aislamiento térmico dispuesto entre el tanque y el contenedor, el aislamiento térmico incluye aislamiento de espuma de uretano de celda cerrada.

18. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque comprende además: una pluralidad de deflectores que se extienden verticalmente separando el cuerpo cilindrico en una pluralidad de compartimientos adyacentes adaptados para tratar aguas residuales, que incluyen una ecualización de flujo y un compartimiento de bombeo de influente, un compartimiento anóxico, un compartimiento de biorreactor, un compartimiento de clarificación para pulir el efluente, y un compartimiento de digestión de sedimento; una bomba y un sistema de control de bombeo en la ecualización de flujo y un compartimiento de bombeo de influente para monitorear los niveles de agua y bombear aguas residuales al compartimiento anóxico como sea necesario; una tubería de entrada que se extiende en el compartimiento anóxico, el compartimiento anóxico está adaptado para mezclar las aguas residuales entrantes con bacterias anaeróbicas; un difusor de aire dispuesto en el compartimiento de biorreactor para airear las aguas residuales en el compartimiento de biorreactor, el compartimiento de biorreactor está adaptado para tratar las aguas residuales con bacterias aeróbicas; una bomba dispuesta en el compartimiento de biorreactor para bombear sólidos suspendidos de licor mezclado desde el compartimiento de biorreactor de regreso al compartimiento anóxico para tratamiento adicional; un ensamble de medios de película fijos dispuestos en el compartimiento de biorreactor para promover el crecimiento de bacterias aeróbicas y que resulta de la formación de biomasa en crecimiento suspendido y en crecimiento adherido; un ensamble de tanque de reposo dispuesto en el compartimiento de biorreactor; un ensamble de colector inclinado dispuesto en el compartimiento clarificador; aislamiento térmico dispuesto debajo del ensamble de colector inclinado, el aislamiento térmico incluye aislamiento de espuma de uretano de celda cerrada; una bomba de sedimento activado de regreso dispuesto en el compartimiento de clarificador para alimentar el sedimento activado de regreso al compartimiento de biorreactor para tratamiento adicional; una presa de descarga dispuesta en el compartimiento de clarificador; un ensamble de remoción de capa de suciedad dispuesto en el compartimiento clarificador para alimentar la capa de suciedad de superficie de regreso al compartimiento de biorreactor para tratamiento adicional; un difusor dispuesto en el compartimiento digestor de sedimento para airear y mezclar el sedimento de desecho; un ensamble de bomba dispuesto en el compartimiento digestor de sedimento para bombear el agua sobrenadante del compartimiento digestor de sedimento de regreso al compartimiento de biorreactor para tratamiento adicional; y una pluralidad de escotillas de acceso que proporcionan acceso a cada compartimiento.

19. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende: una pluralidad de deflectores que se extienden verticalmente separando el cuerpo cilindrico en una pluralidad de compartimientos adyacentes para tratar las aguas residuales, incluyendo una ecualización de flujo y compartimiento de bombeo de influente, un compartimiento anóxico, un compartimiento de biorreactor, un compartimiento de membrana para filtración de efluente, y un compartimiento de digestión de sedimento; una bomba y un sistema de control de bomba dispuesto en la ecualización de flujo y un compartimiento de bombeo de influente para monitorear los niveles de agua y bombear las aguas residuales al compartimiento anóxico como sea necesario; una tubería de entrada que se extiende en el compartimiento anóxico, el compartimiento anóxico está adaptado para mezclar las aguas residuales entrantes con bacterias anaeróbicas; un difusor de aire dispuesto en el compartimiento de biorreactor para airear las aguas residuales en el compartimiento de biorreactor, el compartimiento de biorreactor está adaptado para tratar las aguas residuales con bacterias aeróbicas; una bomba dispuesta en el compartimiento de biorreactor para bombear sólidos suspendidos de licor mezclado desde el compartimiento de biorreactor de regreso al compartimiento anóxico para tratamiento adicional; un ensamble de medios de película fijos dispuestos en el compartimiento de biorreactor para promover el crecimiento de bacterias aeróbicas y que resulta de la formación de biomasa en crecimiento suspendido y en crecimiento aherido; un ensamble de tanque de reposo dispuesto en el compartimiento de biorreactor; un ensamble de filtro de membrana dispuesto en el compartimiento de membrana; un ensamble de calefactor de membrana que airea el ensamble de filtro de membrana; una pluralidad de miembros de control dispuesta en el compartimiento de membrana, en donde los miembros de control se seleccionan del grupo que consiste de transductores de presión e interruptores flotantes; una bomba de recirculación dispuesta en el compartimiento de biorreactor, la bomba de recirculación está conectada a los miembros de control y está configurada para bombear opcionalmente licor mezclado al compartimiento de membrana o al compartimiento de digestión de sedimento con el fin de mantener los niveles de agua en el compartimiento de membrana para operación adecuada del ensamble de filtro de membrana; un difusor dispuesto en el compartimiento digestor de sedimento para airear y mezclar el sedimento de desecho; un ensamble de bomba dispuesto en el compartimiento digestor de sedimento para bombear el agua sobrenadante del compartimiento digestor de sedimento de regreso al compartimiento de biorreactor para tratamiento adicional; y una pluralidad de escotillas de acceso que proporcionan acceso a cada compartimiento; y una pluralidad de soportes de tubería de proceso y de plástico de aireación.

20. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque además comprende: una pared deflectora dispuesta en el cuerpo cilindrico, la pared deflectora separa el tanque en una región de tanque de sólidos adaptada para tratamiento anóxico de aguas residuales que contienen sólidos con bacterias anaeróbicas y una región de tanque de bomba; una bomba de descarga dispuesta en la región de tanque de bomba para bombear aguas residuales tratadas a la tubería de salida; y un filtro de efluente dispuesto entre la región de tanque de sólidos y la región de tanque de bomba.

21. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque además comprende una unidad de tratamiento de aguas residuales dispuesta en el tanque.

22. El sistema de tratamiento de aguas residuales de conformidad con la reivindicación 21 , caracterizado porque la unidad de tratamiento de aguas residuales se selecciona del grupo que consiste de una unidad de tratamiento de sedimento activado o aireación extendida (AS/EA), una unidad de tratamiento de sedimento activado de película fija integrada (IFAS), una unidad de tratamiento de reactores biológicos de lecho de movimiento (MBBR), una unidad de tratamiento de reactores por lotes de secuenciación (SBR), una unidad de tratamiento de biorreactores de membrana (MBR), una unidad de tratamiento de filtros de escurrimiento (TF), y una unidad de tratamiento de biofiitros (BF/BAF).