ES1303193U - Sistema de gestion hidrica integral para una vivienda - Google Patents
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Abstract
Sistema de gestión hídrica integral para una vivienda, que gestiona de manera íntegra el tratamiento de las aguas en una vivienda mediante la potabilización de agua de lluvia (L) y de la condensación de la humedad del aire (H), además del reciclaje de las aguas grises y de las aguas negras generadas por la propia vivienda, que comprende: - un circuito de aguas negras (CN), que es un circuito hidráulico que está en conexión en cabecera con la salida de al menos un inodoro (101) de la vivienda, especificando que este circuito de aguas negras (CN) comprende: un triturador (21), que está en conexión con un separador de grasas (2'), aceites y jabones, el cual a su vez está en conexión con una primera cavidad (22a) donde se produce una digestión anaerobia, que a su vez conecta con una bomba (4''''''') que también está en conexión con una segunda cavidad (22b) donde se realiza una digestión aerobia, de modo que esta segunda cavidad (22b) conecta tanto con el separador de grasas (2') a través de una bomba (4'''''''') como con un filtro (23) a través de una bomba (4'''''''''), de manera que este filtro (23) conecta además con un depósito de aguas de riego (24); - un circuito de aguas grises (CG), que es un circuito hidráulico que está conectado en cabecera con al menos un fregadero (100) de la vivienda a través de un filtro separador de sólidos (1), y que está conectado en su salida a través de una membrana de ultrafiltración (6) a un circuito de consumo (CC), especificando que este circuito de aguas grises (CG) comprende: un filtro separador de sólidos (1), que está en conexión con un separador de grasas (2), el cual a su vez se conecta con un depósito de aguas grises (3), que también conecta a través de una bomba (4) con al menos tres filtros de sedimentos (5a, 5b y 5c) unidos consecutivamente, de modo que el último de estos filtros de sedimentos conecta con una membrana de ultrafiltración (6), la cual está en conexión tanto con: - un depósito de agua depurada (7), donde se envían los residuos de rechazo, de manera que este depósito de agua depurada (7) a su vez está conectado con al menos un inodoro (101) de la vivienda, por medio de la conexión de ambos con una bomba (4'); y - un depósito de agua de consumo (8) que pertenece a un circuito de agua de consumo (CC), donde se envía el agua filtrada de la membrana de ultrafiltración (6); - un circuito de aguas de consumo (CC), que es un circuito hidráulico que está conectado en cabecera con la membrana de ultrafiltración (6) del circuito de aguas grises (CG) a través de un depósito de aguas de consumo (8), y que conecta a su salida con una bomba (4''') de un circuito de pre-potabilización (CPP) a través del citado depósito de aguas de consumo (8), especificando que este circuito de aguas de consumo (CC) comprende: un depósito de agua de consumo (8), que está en conexión con unos filtros de carbón en bloque (9) a través de una bomba (4''), de manera que estos filtros de carbón en bloque (9) además están en conexión con unos filtros de carbón en grano (10), y estos a su vez conectan con una lámpara ultravioleta (11), la cual está en conexión con al menos un lavabo (102), ducha, lavadora y/o lavavajillas de la vivienda; - un circuito de potabilización (CPO), que es un circuito hidráulico que está en conexión en cabecera con una bomba (4'''') de un sub-circuito de agua de lluvia (SCL) y con una bomba (4''''') de un sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) a través de un primer filtro de sedimentos (5a') del circuito de potabilización (CPO); estando este circuito de potabilización (CPO) conectado en su salida con al menos un fregadero (100) de la vivienda donde se dispensa agua purificada; especificando que el circuito de potabilización (CPO) comprende: al menos tres filtros de sedimentos (5a', 5b', 5c'), de manera que el último filtro de sedimentos conecta con una primera lámpara ultravioleta (11a), que a su vez está en conexión con un depósito de agua potable (18), que también conecta con una bomba (4''''''), la cual está en conexión con un filtro de carbono (19), que a su vez está en conexión con un filtro mineralizador (20) y este a su vez está unido con una segunda lámpara ultravioleta (11b), la cual también está en conexión con al menos un fregadero (100) donde se suministra agua potable en la vivienda; y donde el sistema se caracteriza por que comprende: un circuito de pre-potabilización (CPP), que es un circuito hidráulico que conecta en cabecera con el depósito de agua de consumo (8) del circuito de consumo (CC), y que conecta a su salida con la primera lámpara ultravioleta (11a) del circuito de potabilización (CPO), donde este circuito de pre-potabilización (CPP) comprende una bomba (4''') de alta presión, que está en conexión con un filtro de carbón en bloque (9'), que a su vez está en conexión con una membrana de ósmosis inversa (12), la cual a su vez conecta con el circuito de potabilización (CPO).
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de gestión hídrica integral para una vivienda
Objeto de la invención
La invención está pensada para gestionar de manera íntegra el tratamiento de las aguas en una vivienda con el objetivo de construir y/o acondicionar en una vivienda un sistema de gestión hídrica completamente desconectado e independiente a la red general de aguas. Para ello, el sistema de gestión del invento está constituido por una pluralidad de circuitos hidráulicos que se encuentran en conexión entre sí, mediante los cuales se consigue potabilizar agua obtenida por la lluvia y la condensación de la humedad del aire, además de reciclar las propias aguas generadas en la vivienda como son las aguas grises y las aguas negras.
El campo de aplicación de la invención se encuentra comprendido dentro del sector de las instalaciones hidráulicas en viviendas, concretamente en los sistemas de gestión hídrica para el abastecimiento y reciclaje integral de agua en una vivienda.
Antecedentes de la invención
En la actualidad, la gestión y el suministro de agua a la población con la calidad y cantidad requerida es un problema cada vez más acuciante en la mayor parte de los países. El crecimiento y la migración de la población provoca un importante estrés hídrico en las poblaciones receptoras, en la que sus gobernantes se plantean hasta qué punto pueden aceptar nuevos vecinos sin poner en riesgo el abastecimiento hídrico de la población actual. Además, el cambio climático y la sobre explotación de recursos hídricos por parte de la agricultura, ganadería, industria, instalaciones de ocio o similar, hace difícil estimar los recursos futuros. De esta forma los años secos, cada vez más frecuentes, aumentan la vulnerabilidad hídrica y la posibilidad de desabastecimiento temporal de agua en un porcentaje creciente de las viviendas de muchos países.
En una estimación general, por ejemplo en países desarrollados, se calcula que una vivienda consume al menos 1 m3 de agua al día, entre 160 l/persona y 200 l/persona al día, más el acondicionamiento de zonas comunes, y su calidad debe de estar asegurada.
También se cree conveniente destacar que otro de los problemas destacados en muchos municipios es el tratamiento de las aguas residuales de las viviendas, las cuales generan contaminación y degradación de ríos y acuíferos.
Actualmente, los sistemas de gestión de ciclo integral del agua urbana conocidos, son aquellos que abarcan la completa y compleja labor del manejo de los sistemas o procesos que permiten tanto el abastecimiento urbano, como la reutilización o el saneamiento de las aguas residuales generadas en las ciudades. Este sistema está gestionado y desarrollado principalmente por entidades públicas, empresas privadas o mixtas, aplicándose diversos modelos de colaboración público-privada y mediante concesiones o contratos de servicios.
Es por ello que, el ciclo del agua urbana conocido en la actualidad desde que se capta el recurso y llega al grifo hasta que se devuelve a la naturaleza o se reutiliza, se divide en tres fases conocidas como: abastecimiento, saneamiento y reutilización; y todo ello, se obtiene por medio de grandes y complejas infraestructuras como presas, canales, estaciones de tratamiento de agua potable, plantas de desalación, depósitos, sumideros, estaciones depuradoras de aguas residuales, entre otras. Pero en ningún caso, son conocidas instalaciones hidráulicas para una vivienda que dé respuesta a los problemas de abastecimiento, saneamiento y reutilización de forma integral e
independiente a las redes de agua generales, tal y como se consigue con el sistema de gestión del presente invento.
Por todo ello, y a tenor de lo anteriormente expuesto, el sistema desarrollado aporta una solución diferente y mejorada a lo conocido hasta la fecha en este sector, puesto que gestiona el abastecimiento y reciclaje de las aguas requeridas en una vivienda, mediante una definida configuración de circuitos hidráulicos en conexión mutua, por medio de los cuales se consigue la construcción y/o el acondicionamiento de viviendas que pueden estar completamente desconectadas de la red de aguas, y que por lo tanto no consume recursos hídricos del municipio donde se ubica. Destacando además, que las aguas residuales generadas en la vivienda son tratadas por el propio sistema, para que estas aguas vuelvan a ser utilizadas como por ejemplo en el riego de jardines, abastecimiento de agua para inodoros o similar; o incluso pueden ser tratadas para su posterior potabilización de forma totalmente segura para su consumo; y todo ello, de manera diferente a lo conocido hasta la fecha en este sector.
A continuación, se realiza una detallada descripción del invento que completa estas ideas generales introducidas en este punto.
Descripción de la invención
El sistema de gestión hidráulica para una vivienda objeto de la presente invención, comprende un circuito de aguas negras, un circuito de aguas grises, un circuito de aguas de consumo, un circuito de pre-potabilización y un circuito de potabilización; además de un sub-circuito de agua de lluvia y sub-circuito de agua de condensación de la humedad de aire. Destacando que todos estos circuitos y sub-circuitos hidráulicos están en conexión unos con otros, de manera que el sistema en su conjunto permite potabilizar tanto el agua obtenida por la condensación de la humedad como la obtenida por la lluvia, además de reciclar las propias aguas generadas en la vivienda como son las aguas grises y las aguas negras.
El circuito de aguas negras, que conforma el sistema desarrollado, es el circuito hidráulico donde salen las aguas residuales procedentes de los inodoros de la vivienda y donde confluyen todos los residuos sólidos, grasas y jabones de las aguas grises, tal y como se describe más adelante en el presente escrito.
Este circuito de aguas negras está en conexión en cabecera con la salida de al menos un váter de la vivienda, y comprende un decantador de lodos, que está en conexión con un separador de grasas, aceites y jabones por flotación, el cual a su vez está en conexión con un separador aireador, y este en conexión con un depósito de aguas negras. De manera que el agua desalojada por al menos un inodoro de la vivienda pasa por el decantador de sólidos que genera lodos, y por medio del separador de grasas se produce la separación de todas las grasas, aceites y jabones por flotación; por su parte, cuando este agua negra llega al separador aireador, se produce la digestión aerobia por la descomposición biológica de la materia orgánica en presencia de oxígeno aportado por el burbujeo de aire; de manera que en este separador aireador, que está en conexión con el depósito de aguas negras, se produce la extracción del agua tratada a través del nivel medio del depósito hacia un depósito de agua de riego o agua no potable.
El circuito de aguas grises, es el circuito hidráulico del sistema donde son desalojadas y tratadas las aguas residuales que son obtenidas del resto de sanitarios de la vivienda. Es decir, en este circuito es donde son tratadas las aguas residuales que se obtienen de las duchas, lavabos, fregaderos, lavavajillas, lavadora o similar de la vivienda. Especificando que el circuito de aguas grises está constituido por un filtro separador de sólidos, que está en conexión con un separador de grasas, el cual conecta con un depósito de aguas grises, que a su vez conecta con al menos tres
filtros de sedimentos, de manera que el último de estos filtros de sedimentos conecta con una membrana de ultrafiltración, la cual también está en conexión con un depósito de aguas de consumo que pertenece a un circuito de agua de consumo.
En concreto, el citado filtro separador de sólidos está en conexión tanto con el depósito de aguas negras como con el separador de grasas, de manera que los residuos resultantes del agua gris que contienen pelos o similar, no filtrados por el separador de sólidos, son enviados al depósito de aguas negras; sin embargo, las aguas grises filtradas por el separador de sólidos llegan hasta el separador de grasas, donde se retiran por flotación las grasas y los jabones que posee el agua gris, de manera que en este separador se hace burbujear aire y ozono para que la materia orgánica que queda en las aguas grises se oxide, y se convierta principalmente en dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y lodos, quedando estos lodos depositados en la parte inferior del separador de grasas.
De esta forma, los restos o residuos desechados por el separador de grasas son enviados al depósito de aguas negras; mientras que el agua gris filtrada por el separador de grasas sin sólidos, ni aceites, ni grasas, ni jabones y sin prácticamente sustancias orgánicas, es enviada desde el nivel medio del separador de grasas hasta el citado depósito de aguas grises para su tratamiento.
Para ello, este depósito de aguas grises está en conexión a través de una bomba con al menos tres filtros de sedimentos conectados unos tras otros y con unas medidas preferentes de 20 μm, 10 μm y 5 μm respectivamente. El último de estos filtros por donde pasa el agua, está en conexión con una membrana de ultrafiltración, preferentemente de 50 μm, de forma que el agua resultante y filtrada por esta membrana llega a un depósito de consumo; mientras que los restos o residuos desechados por la membrana de ultrafiltración, van a un depósito de agua depurada que mediante su conexión con una bomba, este depósito de agua depurada abastece el suministro de agua para los inodoros, jardín o similar, de la vivienda.
El circuito de agua de consumo es un circuito hidráulico del sistema desarrollado, donde el agua procedente del circuito de aguas grises llega hasta un depósito de agua de consumo, donde el agua ya tiene una calidad tal que podría beberse en caso de necesidad, aunque no tiene sales minerales.
Este circuito de agua de consumo, está constituido por un depósito de agua de consumo que está en conexión con una bomba, la cual conecta con unos filtros de carbón en bloque, que a su vez conectan con unos filtros de carbón en grano, de forma que estos filtros de carbón en grano están además en conexión con una lámpara ultravioleta, por donde pasa el agua antes de ser consumida.
En concreto, cuando el agua contenida en el depósito de agua de consumo pasa por la citada bomba y por los filtros de carbón en bloque y carbón en grano, además es tratada por la lámpara ultravioleta, esta agua resultante es utilizada en la vivienda a través de su salida en lavabos, lavadora, lavavajillas o similar.
Por otro lado, se cree conveniente destacar que, el referido depósito de agua de consumo también está en conexión con un circuito de pre-potabilización donde el agua sigue siendo tratada y filtrada para su posterior ingesta, tal y como se describe a continuación.
Como se ha citado previamente, el circuito de pre-potabilización está en conexión con el depósito de agua de consumo. Este circuito de prepotabilización está formado por una bomba de alta presión, que está en conexión con un filtro de carbono en bloque, el cual está a su vez en conexión con una membrana de ósmosis inversa. De forma que el agua una vez filtrada y tratada por el circuito de pre-potabilización, es mandada a un circuito de potabilización donde el agua resultante obtenida al final de esta línea hidráulica es apta para su ingesta; mientras que el agua residual rechazada por
la membrana de osmosis inversa vuelve al depósito de agua de consumo, del circuito de agua de consumo, para ser utilizada en lavabos, lavadoras, lavavajillas o similar, descrito previamente.
Tal y como se ha adelantado previamente, con el sistema de gestión del invento se consigue adecuar y reciclar agua para que esta sea apta para el consumo humano en su ingesta. Para ello, el sistema comprende un circuito de potabilización que es un circuito hidráulico donde resulta u obtiene agua muy pura, dotada de condiciones idóneas de salubridad en ausencia de contaminantes físicos, químicos o bacteriológicos, además de unas características organolépticas de un nivel óptimo en sales minerales.
Para ello, a este circuito de potabilización le llega agua tanto procedente del descrito circuito de prepotabilización como de dos sub-circuitos, denominados sub-circuito de agua de lluvia y sub-circuito de agua condensada de la humidad del aire. Es por ello, que el sistema de gestión hídrica desarrollado, tiene hasta tres vías diferentes de abastecimiento de agua potable para una vivienda.
El sub-circuito de agua de lluvia está constituido por unos paneles que están en conexión con un filtro grueso, que a su vez está conectado a un depósito de agua de lluvia, estando este depósito de agua conectado a su vez a una bomba. De manera que el agua de lluvia, que es recogida sobre paneles de tipo colector solar que proporcionan energía al sistema o sobre unos paneles de tejado, recogen el agua para pasar por un filtro grueso donde se eliminan las posibles sustancias en suspensión que tenga esta agua de lluvia como hojas o similar, para alojarse en un depósito de agua de lluvia. De manera que desde este depósito de agua de lluvia se envía el agua por medio de la bomba hasta un circuito de potabilización del sistema.
Por su parte, el sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire está constituido por un generador atmosférico de agua dotado de un ciclo condensador de humedad, que está en conexión con un depósito colector, y este a su vez está conectado a una bomba. En este sub-circuito, el sistema dispone de un generador atmosférico de agua que se sitúa en el exterior de la vivienda y que consiste en un ciclo termodinámico, en el que se condensa la humedad del aire. Esta agua pasa a un depósito colector, que cuando está lleno envía el agua a través de la bomba hasta el circuito de potabilización para su tratamiento.
En el caso del circuito de pre-potabilización, descrito previamente, también está en conexión con el aludido circuito de potabilización por medio de su membrana de osmosis inversa.
Pues bien, tanto en el caso del sub-circuito de agua de lluvia como en el caso del sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire, la conexión con el circuito de agua potable se realiza por medio de al menos tres filtros de sedimentos, preferentemente de 20 μm, 10 μm y 5 μm, respectivamente. De manera que el circuito de potabilización comprende al menos tres filtros de sedimentos, de los cuales el último de estos filtros de sedimentos está en conexión con una primera lámpara ultravioleta, la cual a su vez está en conexión con un depósito de agua potable, donde se almacena todo el agua tratada y filtrada; este depósito de agua potable está además en conexión con una bomba, por la que pasa agua desde el depósito de agua potable hasta un filtro de carbono, el cual también conexiona con un filtro mineralizador, y este a su vez con una segunda lámpara ultravioleta. Especificando que a la salida de esta lámpara ultravioleta se encuentra conectado al menos el grifo de un fregadero de la vivienda, y el agua resultante obtenida es apta su ingesta.
En el caso del circuito de pre-potabilización, la conexión con el circuito de potabilización es a través de la conexión de la membrana de osmosis inversa del circuito de pre-potabilización con la primera lámpara ultravioleta del circuito de potabilización. De esta manera, el agua procedente del circuito de prepotabilización pasa por la referida primera lámpara, para posteriormente pasar al depósito de agua potable, la bomba, el filtro de carbono, el filtro mineralizador y la segunda lámpara ultravioleta,
siendo también esta agua resultante totalmente apta para su ingesta una vez que ha recorrido todo este circuito de potabilización.
Por todo ello, el sistema desarrollado gestiona de manera íntegra el tratamiento de agua en una vivienda, desde la potabilización del agua obtenida por la lluvia y por la condensación de la humedad del aire, como por el reciclaje de las propias aguas generadas en la vivienda, como son las aguas grises y las aguas negras. De forma que estas últimas pueden ser reutilizadas tanto para el consumo como agua potable pura; o como consumo para el abastecimiento de agua no potable destinada a su uso en duchas, lavabos, lavadoras; e incluso el sistema permite la reutilización de aguas grises rechazadas como residuales, para el regadío de jardines, para el abastecimiento de agua en inodoros o similar. Destacando que todo ello se consigue por medio de un sistema de gestión hídrica diferente a lo conocido hasta la fecha en este sector.
Descrita suficientemente en lo que precede la naturaleza del invento, se ha de tener en cuenta que los términos que se han redactado en esta memoria descriptiva deberán ser tomados en sentido amplio y no limitativo, así como la descripción del modo de llevarlo a la práctica.
Breve descripción de los dibujos
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña como parte integrante de la misma un juego de dibujos en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
Figura 1.- Muestra una representación esquemática en bloques del sistema de gestión hidráulica para una vivienda objeto del invento, en la que se muestran los distintos ciclos hidráulicos que componen el sistema y las conexiones existentes entre ellos, siendo estos circuitos hidráulicos un circuito de aguas grises (CG), un circuito de aguas de consumo (CC), un circuito de prepotabilización (CPP) y un circuito de potabilización (CPO); además de un sub-circuito de agua de lluvia (SCL) y un sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH).
Especificando además que, este sistema gestiona de manera íntegra el tratamiento de las aguas en una vivienda mediante la potabilización de agua de lluvia (L) y de la potabilización obtenida por la condensación de la humedad del aire (H), además del reciclaje de las aguas grises y las aguas negras generadas por la propia vivienda.
Por todo ello, tal y como muestra la figura 1, el circuito de aguas grises (CG) comprende un filtro separador de sólidos (1), que está en conexión con un separador de grasas (2), el cual también conecta con un depósito de aguas grises (3), que a su vez conecta a través de una bomba (4) con al menos tres filtros de sedimentos (5a, 5b y 5c), donde preferentemente el primero de los filtros de sedimentos (5a) es de 20 μm, el segundo filtro de sedimentos (5b) es 30 de 10 μm y el tercer filtro de sedimentos (5c) es de 5 μm; de modo que el tercer filtro de sedimentos (5c) conecta con una membrana de ultrafiltración (6), preferentemente de 50nm, la cual está en conexión tanto con un depósito de agua depurada (7), donde se envían los residuos de rechazo de la membrana de ultrafiltración (6); y como con un depósito de agua de consumo (8) perteneciente a un circuito de aguas de consumo (CC), donde se envía el agua filtrada.
Por otro lado, se hace notar que este circuito de aguas grises (CG) se abastece de, al menos, un fregadero (100) de la vivienda a través del filtro separador de sólidos (1), donde se produce el primer filtrado de las aguas grises; y además, este circuito de aguas grises (CG) conecta en su salida a través de la membrana de ultrafiltración (6) con el aludido circuito de consumo (CC).
Otro detalle apreciable en esta figura 1 es que, tal y como se ha adelantado, los restos o residuos desechados por la membrana de ultrafiltración (6) van a un depósito de agua depurada (7), que conexiona con una bomba (4"), la cual suministra agua a al menos un inodoro (101), grifo de jardín o similar, de la vivienda donde conexiona.
Por su parte, el circuito de agua de consumo (CC) representado en esta figura 1 comprende un depósito de agua de consumo (8), que está en conexión con unos filtros de carbón en bloque (9) a través de una bomba (4"), de manera que estos filtros de carbón en bloque (9) además están en conexión con unos filtros de carbón en grano (10), y estos a su vez conectan con una lámpara ultravioleta (11). Destacando que el circuito de consumo (CC) conecta desde la salida de la citada lámpara ultravioleta (11) con al menos una entrada de un lavabo (102), ducha, lavadora y/o lavavajillas que disponga la vivienda; y además, este circuito de consumo (CC) está en conexión con el resto del sistema a través del depósito de agua de consumo (8), donde conecta con la salida del circuito de agua gris (CG) y con la entrada del circuito pre-potabilización (CPP).
Tal y como se ha citado previamente, otro de los circuitos hidráulicos representados en la figura 1, es el circuito de pre-potabilización (CPP) el cual comprende una bomba (4’’’) de alta presión, que está en conexión con un filtro de carbón en bloque (9"), que a su vez está en conexión con una membrana de ósmosis inversa (12). Como se puede apreciar en la figura 1, el circuito de prepotabilización (CPP) está en conexión en su entrada con el depósito de agua de consumo (8) del circuito de agua gris (CG), y en su salida con el circuito de potabilización (CPO).
El circuito de potabilización (CPO) es un circuito hidráulico donde se genera agua potable para su ingesta, por lo que el agua obtenida al final de la línea hidráulica de este circuito es en ausencia de contaminantes físicos, químicos o bacteriológicos. Para ello, tal y como muestra esquemáticamente la figura 1, este circuito de potabilización (CPO) está en conexión tanto con el descrito circuito de pre-potabilización (CPP) como con sub-circuito de agua de lluvia (SCL) y el sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH). Por lo que al circuito de potabilización (CPO) le llega agua de los otros circuitos hidráulicos para su filtrado y tratamiento.
Tal y como se aprecia en la figura 1, el sub-circuito de agua de lluvia (SCL) está constituido por unos paneles (13) que están en conexión con un filtro grueso (14), que a su vez está conectado a un depósito de agua (15), estando este depósito conectado a una bomba (4’’’’). De forma que el agua de lluvia (L) es filtrada y enviada desde la salida de este sub-circuito de agua de lluvia (SCL), hasta el circuito de potabilización (CPO) donde se conecta.
Por su parte, esta figura 1 también muestra, el sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) el cual está constituido por un generador atmosférico de agua dotado de un ciclo condensador (16) de la humedad del aire, que está en conexión con un depósito colector (17), y este a su vez está conectado a una bomba (4..... ). De manera que, a la salida de este sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) el agua es enviada hasta el circuito de potabilización (CPO) para su tratamiento.
Por todo ello, en la figura 1 se observa que tanto en el sub-circuito de agua de lluvia (SCL) como en el caso del sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH), la conexión con el circuito de agua potable (CPO) se realiza por la conexión de ambos sub-circuitos con al menos tres filtros de sedimentos (5a’, 5b’, 5c’), donde preferentemente el primer filtro de sedimentos (5a’) es de 20 μm, el segundo filtro de sedimentos (5b’) es de 10 μm y el tercer filtro de sedimentos (5c’) es de 5 μm; de modo que en conexión con el tercer filtro de sedimentos (5c") hay una primera lámpara ultravioleta (11 a), la cual a su vez está en conexión con un depósito de agua potable (18), donde se almacena todo el agua tratada y filtrada; a este depósito de agua potable (18), que está en conexión con una bomba (4 ), envía el agua desde el referido depósito de agua potable (18) hasta
un filtro de carbono (19), que a su vez está en conexión con un filtro mineralizador (20), y este con una segunda lámpara ultravioleta (11 b). Por todo ello, una vez que el agua ha pasado a lo largo de todo el circuito de agua potable (CPO), esta agua es apta para su ingesta por parte de un usuario con la apertura de al menos el grifo de un fregadero (100) de la vivienda. Puesto que al menos una entrada de un fregadero (100) de la vivienda, está en conexión con la salida del circuito de agua potable (CPO) del sistema del invento.
Figura 2.- Muestra la representación de un esquema de las conexiones hidráulicas del sistema de gestión del invento. En esta figura 2, se representan tanto el circuito de aguas grises, como el circuito de aguas de consumo, el circuito de pre-potabilización y el circuito de potabilización, desde la entrada del agua aportada por los respectivos depósitos hasta el suministro del agua potable (AP), el suministro de agua para váteres (AW) y el suministro de agua de consumo (AC) para al menos un lavabo (102), ducha, lavadora y/o lavavajillas.
Es por ello, que en esta figura 2 se muestra tanto el comienzo de la línea del sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) desde su depósito colector (17) hasta el final de la línea en la obtención de agua potable (AP); como el comienzo de la línea del sub-circuito de agua de lluvia (SCL) desde su depósito agua (15) hasta el final de la línea en la obtención de agua potable (AP); y el comienzo de la línea del circuito de aguas grises (CG) desde el depósito de aguas grises (3) hasta los finales de línea del agua de váter (AW), de la línea de agua de consumo (AC), y de la línea de agua potable (AP).
En concreto, la figura 2 representa, el circuito de aguas grises (CG) desde el separador de grasas (2) que está en conexión con el depósito de aguas grises (3) que por medio de la bomba (4), el circuito del agua pasa por al menos tres filtros de sedimentos (5a, 5b y 5c), de modo que el tercer filtro de sedimentos (5c) conecta con la membrana de ultrafiltración (6), la cual está en conexión tanto con el depósito de agua depurada (7) como con el depósito de agua de consumo (8). De manera que, las aguas grises de rechazo o residuales son enviadas de manera automática por medio de una electroválvula hasta el depósito de agua depurada (7) que mediante la impulsión de una bomba (4') el agua resultante abastece váteres, regadío de jardines o similar.
Por su parte, cuando las aguas grises han sido filtradas por la membrana de ultrafiltración (6) el agua pasa al circuito de consumo (CC). Es por ello, que en la figura 2 se muestra una línea de circuito entre la referida membrana de ultrafiltración (6) y el depósito de agua de consumo (8). Tal y como se observa en la figura, este circuito de consumo (CC) está formado por un depósito de agua de consumo (8), que está en conexión con la bomba (4"), la cual conexiona con los filtros de carbón en bloque (9) y estos a su vez con los filtros de carbón en grano (10), de forma que estos últimos y en conexión con la lámpara ultravioleta (11) suministran agua a su salida para ser utilizada en al menos un lavabo (102), ducha, lavavajillas o similar.
Por otro lado, destacar que del depósito de las aguas de consumo (8) perteneciente a la línea de consumo (CC), también sale una línea que conecta con el circuito de pre-potabilización (CPP). Esta línea une el circuito del aludido depósito de agua de consumo (8), con una bomba (4’’’) de alta presión, la cual a su vez está en conexión con un filtro de carbón en bloque (9"), que a su vez está en conexión con una membrana de ósmosis inversa (12). De manera que el agua residual de rechazo es nuevamente mandada al circuito de agua gris (CG), mientras que el agua filtrada que sale del circuito de pre-potabilización se conecta con la primera lámpara (11a) del circuito de potabilización (CPO).
Tal y como se ha representado en la figura 2, al circuito de potabilización (CPO) además se le conectan un sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) y un sub-circuito de lluvia (SCL). Destacando que ambos sub-circuitos tienen en común que conexionan con el circuito
de potabilización (CPO) en el mismo punto, es decir, ambos sub-circuitos conectan con el circuito de potabilización (CPO) a través de sus respectivas bombas (4’’’’’ y 4’’’’) con al menos tres filtros de sedimentos (5a’, 5b’, 5c’), de manera que el tercer filtro de sedimentos (5c") conecta a su vez con la primera lámpara ultravioleta (11a); que además, es el punto de conexión con el circuito prepotabilización (CPP) previamente descrito. Esta primera lámpara ultravioleta (11a) a su vez está en conexión con el depósito de agua potable (18), el cual mediante la bomba (4 ), envía el agua desde el referido depósito de agua potable (18) hasta el filtro de carbono (19), que a su vez está en conexión con el filtro mineralizador (20) y este, se une con una segunda lámpara ultravioleta (11b), donde finalmente el agua obtenida es apta para su ingesta por parte de un usuario como agua potable (AP) a través de al menos un fregadero (100) de la vivienda, donde esta segunda lámpara ultravioleta (11b) se encuentra conectada.
Figura 3.- Muestra una representación en detalle de una posible realización de una conexión entre el filtro separador de sólidos (1) y el separador de grasas (2) del circuito de aguas grises (CG), además de mostrar los distintos elementos que pueden integrar tanto el filtro separador de sólidos (1) como el separador de grasas (2).
Por todo ello, en esta figura 3, se representa que el agua gris procedente de al menos un fregadero (100) y/o de al menos un lavabo (102) ducha, lavadora o similar, llega por una tubería de entrada (te) al filtro separador de sólidos (1) donde un elemento filtrante (ef), como una malla, retiene los posibles elementos sólidos que conteniente el agua, como por ejemplo pelos, pequeños trozos de comida o similar; de manera que una vez retenidos estos residuos de rechazo, son conducidos por una tubería de desagüe (td) hasta el circuito de aguas negras; mientras que el agua filtrada pasa a través de una tubería de conexión (tc) hasta el separador de grasas (2).
Se cree conveniente destacar que para disminuir o eliminar el mantenimiento del citado filtro separador de sólidos (1), este filtro dispone en su parte inferior de una válvula (y) que es accionada por un elemento automático (e), que está en conexión con la citada válvula (v) y mediante el cual se abre periódicamente; de manera que, tal y como se ha citado previamente, los residuos de rechazo son enviados al circuito de aguas negras a través de la tubería de desagüe (td).
Por otro lado, tal y como muestra la figura 3, el agua gris una vez filtrada por el filtro separador de sólidos (1) pasa al separador de grasas (2) por medio de una tubería de conexión (tc). Este separador de grasas (2) está integrado por elementos para separar, eliminar y oxidar las grasas, aceites, jabones, fosfatos y pequeña materia orgánica que hubiera atravesado el filtro separador de sólidos (1).
El separador de grasas (2), representado en la figura 3, está formado por un recipiente o elemento contenedor de gran volumen, de al menos la mitad del agua gris que trata en su interior diariamente, para que las grasas, aceites, jabones y fosfatos, puedan separarse del agua que por flotación gracias a su menor densidad y a su polaridad. Esta separación ocurre en la parte superior del separador de grasas (2), donde periódicamente son enviadas al circuito de aguas negras por medio de la tubería de desagüe (td) que también conexiona con el separador de grasas (2), concretamente en la parte superior del mismo. Especificando además que esta tubería de desagüe (td) en su conexión con el citado separador de grasas (2), está dotada de una válvula (v") que es accionada por un elemento automático (e') que la abre periódicamente para enviar los residuos de rechazo del separador de grasas (2) como grasas, aceites, jabones y fosfatos hasta el circuito de aguas negras del sistema.
Por otro lado, para evitar también que las sustancias que flotan en el separador de grasas (2) se extiendan por la parte superior del mismo, en la realización representada en la figura 3, el separador de grasas (2) tiene en su interior al menos un separador superior o rompeolas superior (21a), que
disminuyen la proporción de agua que es enviada a las aguas negras junto con las sustancias que flotan; y además, tiene al menos un separador inferior o rompeolas inferior (21b), donde se decanta cualquier pequeña sustancia sólida que pueda haber entrado al separador de grasas (2) desde el filtro separador de sólidos (1).
Otro detalle de la invención, es que el separador de grasas (2) tiene una soplante o bomba de aire (22) situada inferiormente entre el lado de entrada de agua gris desde la tubería de conexión (tc) y el rompeolas superior (21a), donde se hace burbujear aire sobre el agua gris filtrada a través de, por ejemplo, un tubo perforado o distribuidor (221) que provoca la oxidación por digestión aerobia. De forma análoga, y para intensificar la oxidación a la vez de para eliminar bacterias perjudiciales para la salud, el separador de grasas (2) dispone de un generador de ozono (23) conectado con un segundo tubo perforado o distribuidor (221"), que se ubica en la segunda zona del separador, es decir, entre el rompeolas inferior (21b) y la zona de salida del agua ya tratada por el separador de grasas (2).
Así pues, a través de una tubería de salida (ts) del agua filtrada por el separador de grasas (2), la cual se encuentra situada en la zona opuesta a la tubería de conexión (tc), el agua sale tratada y es tomada desde una altura media del nivel de líquido del separador de grasas (2), donde el agua es más pura. Por lo que esta agua tratada y que pasa al depósito de aguas grises (3), esta sale por gravedad o vasos comunicantes a medida que el agua va llegando al separador de grasas (2) por la aludida tubería de conexión (tc).
A demás, destacar que en la parte superior del separador de grasas (2) se dispone de una zona de aireación donde no puede llegar el agua. Por lo que en ese punto se encuentra conectado al separador de grasas (2) al menos un sensor de gases (26) como es el ozono (03), el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), entre otros. Este sensor de gases (26) informa a un módulo de control (no representado), mediante el cual ordena la puesta en marcha de la bomba de aire (22) y/o el generador de ozono (23); y de igual forma, este módulo de control ordena la evacuación de aire al exterior, por medio de a una tubería de aireación (ta) que está situada en la parte superior del separador de grasas (2) y en conexión con una válvula (v") la cual es accionada por un elemento automático (e"). De manera que tanto la tubería de desagüe (td) como la tubería de aireación (ta), representadas en la figura 3, poseen en cada una de sus entradas una válvula (y, y’, v") que es accionada por un elemento automático (e, e’, e") que la abre periódicamente.
Por todo ello, se puede decir que el filtro separador de sólidos (1) puede comprender un elemento filtrante (ef); de manera que este filtro separador de sólidos (1) puede estar en conexión en su entrada con:
- una tubería de entrada (te), la cual a su vez conecta con la salida de al menos un fregadero (100) y/o al menos un lavabo (102), ducha y/o lavadora; y también puede estar en conexión en su salida con:
- una tubería de conexión (tc), la cual a su vez conecta con el separador de grasas (2); y con
- una tubería de desagüe (td), la cual a su salida conecta con el circuito de aguas negras (CN).
Por su parte, el separador de grasas (2) puede comprender:
- un recipiente o elemento contenedor, que forma el cuerpo del separador de grasas;
- un rompeolas superior (21a) situado superiormente y en la primera mitad del elemento contenedor;
- un rompeolas inferior (21b) situado interiormente en la segunda mitad del elemento contenedor;
- una bomba de aire (22) en conexión con un tubo perforado (221) situado en la parte inferior del contenedor y en la primera mitad del mismo;
- un generador de ozono (23) en conexión con un segundo tubo perforado (221') situado en la parte inferior del contenedor y en la segunda mitad del mismo; y
- al menos un sensor de gases (26), situado en un punto superior del elemento contenedor en una zona de aireación donde no llegar el agua.
Especificando además que, el separador de grasas (2) puede estar en conexión a su entrada con:
- una tubería de conexión (tc) donde conexiona con el filtro separador de sólidos (1); y puede estar en conexión a su salida con:
- una tubería de desagüe (td), la cual conexiona a su vez con el circuito de aguas negras (CN); y con también puede estar en conexión a su salida con:
- una tubería de salida (ts) situada en un punto superior del elemento contenedor, y que conexiona con el depósito de aguas grises (3); y además el separador de grasas (2) pude estar en conexión con:
- una tubería de aireación (ta) que está situada en un punto superior del elemento contenedor y en una zona de aireación donde no llega agua.
De forma que, tanto la tubería de desagüe (td) como la tubería de aireación (ta) pueden comprender en su entrada de una válvula (y, y’, y"), y de un elemento automático (e, e’, e"); de manera que el elemento automático (e, e’, e") acciona la apertura de la válvula (v, v’, v").
Figura 4.- Muestra una representación esquemática en bloques del circuito de aguas negras, en la que se muestran los distintos elementos que lo integran y las conexiones de unos elementos con otros. En esta última figura, se representa que las aguas negras provenientes de al menos un inodoro (101) entran en el circuito de aguas negras (CN) a través de un triturador (21), de forma que este triturador (21) está en conexión con un separador de grasas (2"), aceites y jabones por flotación, el cual a su vez conecta con una primera cavidad (22a) donde se produce una primera digestión anaerobia, que a su vez conecta con una bomba (4‘’’’’’’) que también está en conexión con una segunda cavidad (22b) donde se realiza una digestión aerobia, de forma que los residuos de rechazo de la segunda cavidad (22b) vuelven al separador de grasas (2 '), mientras que el agua tratada por esta segunda cavidad (22a) pasa a través de una bomba (4’’’’’’’’) hasta un filtro (23), el cual conecta con un depósito de agua de riego (24) o agua no potable.
Claims (11)
1. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, que gestiona de manera íntegra el tratamiento de las aguas en una vivienda mediante la potabilización de agua de lluvia (L) y de la condensación de la humedad del aire (H), además del reciclaje de las aguas grises y de las aguas negras generadas por la propia vivienda, que comprende:
- un circuito de aguas negras (CN), que es un circuito hidráulico que está en conexión en cabecera con la salida de al menos un inodoro (101) de la vivienda, especificando que este circuito de aguas negras (CN) comprende:
un triturador (21), que está en conexión con un separador de grasas (2"), aceites y jabones, el cual a su vez está en conexión con una primera cavidad (22a) donde se produce una digestión anaerobia, que a su vez conecta con una bomba (4’’’’’’’) que también está en conexión con una segunda cavidad (22b) donde se realiza una digestión aerobia, de modo que esta segunda cavidad (22b) conecta tanto con el separador de grasas (2 ') a través de una bomba (4’’’’’’’’) como con un filtro (23) a través de una bomba (4 ’’’’’’’’’), de manera que este filtro (23) conecta además con un depósito de aguas de riego (24);
- un circuito de aguas grises (CG), que es un circuito hidráulico que está conectado en cabecera con al menos un fregadero (100) de la vivienda a través de un filtro separador de sólidos (1), y que está conectado en su salida a través de una membrana de ultrafiltración (6) a un circuito de consumo (CC), especificando que este circuito de aguas grises (CG) comprende:
un filtro separador de sólidos (1), que está en conexión con un separador de grasas (2), el cual a su vez se conecta con un depósito de aguas grises (3), que también conecta a través de una bomba (4) con al menos tres filtros de sedimentos (5a, 5b y 5c) unidos consecutivamente, de modo que el último de estos filtros de sedimentos conecta con una membrana de ultrafiltración (6), la cual está en conexión tanto con:
- un depósito de agua depurada (7), donde se envían los residuos de rechazo, de manera que este depósito de agua depurada (7) a su vez está conectado con al menos un inodoro (101) de la vivienda, por medio de la conexión de ambos con una bomba (4"); y
- un depósito de agua de consumo (8) que pertenece a un circuito de agua de consumo (CC), donde se envía el agua filtrada de la membrana de ultrafiltración (6);
- un circuito de aguas de consumo (CC), que es un circuito hidráulico que está conectado en cabecera con la membrana de ultrafiltración (6) del circuito de aguas grises (CG) a través de un depósito de aguas de consumo (8), y que conecta a su salida con una bomba (4’’’) de un circuito de pre-potabilización (CPP) a través del citado depósito de aguas de consumo (8), especificando que este circuito de aguas de consumo (CC) comprende:
un depósito de agua de consumo (8), que está en conexión con unos filtros de carbón en bloque (9) a través de una bomba (4"), de manera que estos filtros de carbón en bloque (9) además están en conexión con unos filtros de carbón en grano (10), y estos a su vez conectan con una lámpara ultravioleta (11), la cual está en conexión con al menos un lavabo (102), ducha, lavadora y/o lavavajillas de la vivienda;
- un circuito de potabilización (CPO), que es un circuito hidráulico que está en conexión en cabecera con una bomba (4"" ) de un sub-circuito de agua de lluvia (SCL) y con una bomba (4 ) de un sub circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) a través de un primer filtro de sedimentos
(5a") del circuito de potabilización (CPO); estando este circuito de potabilización (CPO) conectado en su salida con al menos un fregadero (100) de la vivienda donde se dispensa agua purificada; especificando que el circuito de potabilización (CPO) comprende:
al menos tres filtros de sedimentos (5a", 5b", 5c"), de manera que el último filtro de sedimentos conecta con una primera lámpara ultravioleta (11 a), que a su vez está en conexión con un depósito de agua potable (18), que también conecta con una bomba (4), la cual está en conexión con un filtro de carbono (19), que a su vez está en conexión con un filtro mineralizador (20) y este a su vez está unido con una segunda lámpara ultravioleta (11 b), la cual también está en conexión con al menos un fregadero (100) donde se suministra agua potable en la vivienda;
y donde el sistema se caracteriza por que comprende:
un circuito de pre-potabilización (CPP), que es un circuito hidráulico que conecta en cabecera con el depósito de agua de consumo (8) del circuito de consumo CC), y que conecta a su salida con la primera lámpara ultravioleta (11a) del circuito de potabilización (CPO),
donde este circuito de pre-potabilización (CPP) comprende
una bomba (4"") de alta presión, que está en conexión con un filtro de carbón en bloque (9"), que a su vez está en conexión con una membrana de ósmosis inversa (12), la cual a su vez conecta con el circuito de potabilización (CPO).
2. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que el sub-circuito de agua de lluvia (SCL) comprende unos paneles (13), que están en conexión con un filtro grueso (14), que a su vez conecta con un depósito de agua (15), el cual también conecta con una bomba (4’’’’).
3. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que el sub-circuito de agua condensada de la humedad del aire (SCH) comprende un generador atmosférico de agua dotado de un ciclo condensador (16) de la humedad del aire, que está en conexión con un depósito colector (17), y este a su vez está conectado a una bomba (4’’’’’).
4. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que los filtros de sedimentos (5a, 5b y 5c) del circuito de agua gris (CG) son un primer filtro de sedimentos (5a) de 20 μm, el segundo filtro de sedimentos (5b) de 10 μm y un tercer filtro de sedimentos (5c) de 5 μm.
5. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que la membrana de ultrafiltración (6) del circuito de agua gris (CG) es de 50nm.
6. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que los filtros de sedimentos (5a’, 5b’ y 5c’) del circuito de potabilización (CPO) son un primer filtro de sedimentos (5a") de 20 μm, un segundo filtro de sedimentos (5b") de 10 μm y un tercer filtro de sedimentos (5c") de 5 μm.
7. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que el filtro separador de sólidos (1) comprende un elemento filtrante (ef) que es una malla.
8. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 7, que está caracterizado por que el filtro separador de sólidos (1) está en conexión en su entrada con:
- una tubería de entrada (te), la cual a su vez conecta con la salida de al menos un fregadero (100) y/o al menos un lavabo (102), ducha y/o lavadora; y
está en conexión en su salida con:
- una tubería de conexión (tc), la cual a su vez conecta con el separador de grasas (2); y con - una tubería de desagüe (td), la cual a su salida conecta con el circuito de aguas negras (CN).
9. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 1, que está caracterizado por que el separador de grasas (2) comprende:
- un recipiente o elemento contenedor, que forma el cuerpo del separador de grasas;
- un rompeolas superior (21a) situado superiormente y en la primera mitad del elemento contenedor; - un rompeolas inferior (21b), situado inferiormente en la segunda mitad del elemento contenedor; - una bomba de aire (22) en conexión con un tubo perforado (221) situado en la parte inferior del contenedor y en la primera mitad del mismo;
- un generador de ozono (23) en conexión con un segundo tubo perforado (221) situado en la parte inferior del contenedor y en la segunda mitad del mismo; y
- al menos un sensor de gases (26), situado en un punto superior del elemento contenedor en una zona de aireación donde no llegar el agua.
10. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según la reivindicación 9, que está caracterizado por que el separador de grasas (2) está en conexión a su entrada con:
- una tubería de conexión (tc) donde conexiona con el filtro separador de sólidos (1); y está en conexión a su salida con:
- una tubería de desagüe (td), la cual conexiona a su vez con el circuito de aguas negras (CN); y con
- una tubería de salida (ts) situada en un punto superior del elemento contenedor, y que conexiona con el depósito de aguas grises (3); y
además está en conexión con:
- una tubería de aireación (ta) que está situada en un punto superior del elemento contenedor y en una zona de aireación donde no llega agua.
11. SISTEMA DE GESTIÓN HÍDRICA INTEGRAL PARA UNA VIVIENDA, según las reivindicaciones 8 y 10, que está caracterizado por que tanto la tubería de desagüe (td) como la tubería de aireación (ta) comprenden en su entrada una válvula (y, v", v") y un elemento automático (e, e', e"), de manera que el elemento automático (e, e', e") acciona la apertura de la válvula (v, v', v").
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2020
- 2020-08-07 ES ES202330560U patent/ES1303193Y/es active Active
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| ES1303193Y (es) | 2023-12-12 |
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Legal Events
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