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WO2010002358A1 - Sistema de tratamento y descontaminación de agua de desecho domestico - Google Patents

Sistema de tratamento y descontaminación de agua de desecho domestico Download PDF

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WO2010002358A1
WO2010002358A1 PCT/SV2009/000003 SV2009000003W WO2010002358A1 WO 2010002358 A1 WO2010002358 A1 WO 2010002358A1 SV 2009000003 W SV2009000003 W SV 2009000003W WO 2010002358 A1 WO2010002358 A1 WO 2010002358A1
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WO
WIPO (PCT)
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water
decontamination
treatment
biodigester
percolator
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/SV2009/000003
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English (en)
French (fr)
Inventor
Carlos Antonio Barillas Larin
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/2806Anaerobic processes using solid supports for microorganisms
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/20Treatment of water, waste water, or sewage by degassing, i.e. liberation of dissolved gases
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    • C02F2303/16Regeneration of sorbents, filters
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    • C02F2303/24Separation of coarse particles, e.g. by using sieves or screens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
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    • C02F3/28Anaerobic digestion processes
    • C02F3/286Anaerobic digestion processes including two or more steps

Definitions

  • the present invention relates to a decontamination system for contaminated domestic water; where soluble and insoluble organic compounds and microorganisms of fecal, nutritional, cleaning and other origin originating in one or a group of houses are efficiently eliminated.
  • the contaminated water is treated and decontaminated and the treated water and treatment waste are recycled in an environmentally appropriate manner.
  • the system is built from tanks or tanks and other plastic materials to form their appliances that are installed interconnected underground, without users perceiving bad smells in the environment of the houses and without having to perform significant maintenance activities.
  • This technology can be replicated in the same way, to decontaminate water with biodegradable organic waste of animal, vegetable and industrial origin.
  • patent number ES 2 176 715 T3 refers to a method for manufacturing a ready-to-use septic tank comprising a collection tank and a wall element located on the collection tank.
  • a method for the open-circuit treatment of organic waste comprises the steps of: collecting the waste, introducing the non-sterile waste into a first reactor, degradation of waste through anaerobic mesophilic or thermophilic bacteria, recovery of liquid effluent and its transfer to a second reactor that contains heterotrophic bacteria or heterotrophic photo, from these same bacteria an edible biomass constituted by said bacteria is obtained, and finally said biomass is recovered and conditioned.
  • Patent ES 2 207 039 T3 describes a method for the physical and energetic treatment of household waste with the following procedure: non-shredded domestic waste is subjected to a separation of the small material from the coarse in the drum, then, on a platform it is divided a separated fraction in residual and useful materials, the small materials can be removed from the drum and the residuals are subjected to a mechanical dehydration and a subsequent drying, the dried residues are supplied to a subsequent mechanical installation of treatment of small materials.
  • the publication number ES 2 131 396 T3 relates to a waste water treatment system comprising a container with an upper part and a lower part, at least one waste water inlet in the upper part of the container for receiving waste water and an opening in the bottom of the container to allow the treated water to escape from the container.
  • the common solution to this environmental problem has been the installation of single-family septic tanks or for groups of houses and the assembly of a municipal drain that collects the waters of all the inhabitants of a population and leads them to a treatment system where they are treated. stabilizes and purifies before disposing them in rivers and other receiving bodies.
  • the product water leaves with at least microbial contamination and does not have a procedure to adequately dispose the product water and process residues.
  • the problem multiplies and its solution becomes more expensive from a technical and economic point of view.
  • the present invention is a complete system focused to replace the septic tanks, environmentally suitable that is installed buried at the foot of the point of generation for the treatment, decontamination and final disposal of the waste of the process and domestic wastewater that originally contemplated different types of waste materials, fecal, fats, food, soaps or detergents, microorganisms, etc. It consists of appliances, built entirely with plastic materials and integrated and interconnected procedures forming a set, where each of them has a specific function to achieve the ultimate purpose of decontaminating and properly dispose treated water and its non-biodegradable waste.
  • the System includes: A trap of large and decantable solids.
  • An upflow anaerobic biodigester that includes a percolator or biological filter to remove insoluble and soluble organic biodegradable contamination from water.
  • a chlorinator to eliminate microorganisms.
  • An irrigation field to recycle water as underground irrigation and the management-final disposal of gases generated in the anaerobic biodigestion of organic matter.
  • the present invention presents multiple advantages in relation to what is installed up to now to face this environmental problem, mainly in places where there is no public drainage, and that to alleviate it is provided with septic tanks or other procedures that do not solve the entire of the problem. It is a System with the following advantageous characteristics:
  • the engineering technical details of the System optimize the decontamination of water, its final disposal and that of waste. 10) The System has all the appropriate access and mechanisms to facilitate its cleaning and maintenance.
  • the design of the biodigester contemplates the possibility of being built with two options regarding the entry of the water to be treated; with an income for the mixed black and gray waters or with two incomes where the black and gray waters enter this first apparatus of the System, by two different pipes.
  • the last alternative optimizes the decontamination procedure since the gray water soap or detergent solubilizes part of the soluble organic matter and this is no longer deposited insoluble in the bottom of the biodigester for its degradation, but it has to be digested soluble in the percolator. The lower the decontamination work in the percolator, the greater efficiency of the System is greater.
  • Another important aspect to be highlighted of the present invention is related to the design, particular characteristics and assembly of the components that are attached to the tanks or tanks to convert them into the System's apparatuses, constructed of plastic materials, interconnected forming a set.
  • the cylindrical body of the devices in general, provides greater mechanical resistance to the same devices against the pressure of the earth and water inside and outside.
  • the conical bottom of the biodigester facilitates the concentration of residual non-biodegradable sludge; although flat bottom biodigesters can also be used in relatively high flow installations. See Figures 1, 2 and 3.
  • Biodigester designed to be installed buried with two decontamination foci, the bottom of the apparatus and the anaerobic percolator, built from a tank and other plastic components. See Figures 4 and 5.
  • the support of the plastic pieces of the percolator is by means of a plastic tubular structure that in four points crosses, without allowing water leakage, the walls of the tank and that in other four interspersed points it rests on other four pieces, also tubular plastic that also pass through the tank without allow water leakage.
  • Each piece that crosses the tank is located at 45 degrees from the two neighboring pieces. The first four, go to the same level between them and the last, also at the same level between them, but slightly below the first four.
  • a platform of perforated plastic material is installed, with holes of diameter smaller than the diameter of the parts of the percolator. See Figure 9.
  • the percolator cleaning is done by opening valve V2; taking advantage of the moment after the transfer of sludge from the percolator to the sludge drying yard, opening the valve Vl. See Figures 2 and 6.
  • valve V2 installed in the pipe that leaves the wall of the biodigester, below the percolator, with direction towards the same drying patio; to lower the water level inside the appliance and that the pieces of the percolator are exposed.
  • the percolator can be cleaned with a pressurized water hose and avoid its possible obstruction.
  • Chlorinator designed to be installed buried without access from the surface and constructed from a cylindrical plastic tank, where water enters a horizontal pipe in the upper cylindrical part of the appliance. By means of a tubular plastic "T" and placed at the center of the apparatus, the water is diverted to its bottom and discharged into it.
  • the device as filter Conceived to install buried and constructed from a plastic tank and with variable capacity according to the model of the installation.
  • the device as filter has perforated the bottom with circular holes and filling to a certain level of stony material with two types of gravel and stratified sand, where the latter, its stratum must have a minimum height of thirty centimeters. It serves to dehydrate the non-biodegradable sludge that accumulates in the bottom of the biodigester during the process to decontaminate the water. Manually dehydrated sludge is removed to the surface for recycling to the environment as agricultural compost. See Figure 6. Handling and Final Disposal of Gases:
  • the treatment system subject of the present invention works in the following manner: Mixed or separated sewage and gray water, in pipe of appropriate diameter, enter laterally by gravity to the anaerobic biodigester at the top.
  • the pipeline goes down to its cylindrical part, discharging the water inside it, below the percolator.
  • the linear velocity of the water flow decreases drastically; allowing the insoluble fecal organic solid mass with greater density than water, freely precipitate and deposit concentrated in the lower conical part of the apparatus.
  • the non-biodegradable insoluble organic matter that reaches the percolator stops and serves the same support bacteria to increase its population in the percolator.
  • clumps of live and / or dead bacteria with greater density than water are released from their percolator supports or pieces or when the loose clusters in the fibers reach a higher density than water, they fall by gravity to the bottom of the reactor, where finalizes your biodigestion.
  • the dead anaerobic bacteria and the non-biodegradable and insoluble organic matter because they have a higher density than the fresh faecal mass, tend to occupy and accumulate in the deepest conical part of the reactor, displacing the fresh fecal mass towards the upper immediate stratum, always in the same area at the bottom of the device.
  • the aforementioned biodigester gases are released, which in the form of bubbles rise to the top of the reactor, pass through the percolator and disperse underground without generating unpleasant odors.
  • the gases are transferred by pipe from the top of the biodigester to the decontaminated water that comes out of the chlorinator
  • the gases are dispersed underground as when burying any type of biodegradable organic matter.
  • the digested sludge, non-biodegradable and without bad odor, is removed from the reactor once a year or at most every two years and is conducted to the mud-drying patio, buried.
  • Vl valve
  • the decontaminated water of fecal organic matter that exceeds the percolator has been decontaminated of organic matter in an acceptable form and passes through a chlorinator, where the remaining pathogenic microbial flora is eliminated; to then pass to the earth by its tubular outlet or irrigation field, but without transcending negatively in the environment.

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Abstract

La presente invención se refiere a un Sistema de descontaminación de aguas domésticas contaminadas; donde se eliminan eficientemente compuestos orgánicos solubles e insolubles y microorganismos de origen fecal, alimenticio, limpieza y de otro tipo, que se originan en una o grupos de casas. El Sistema en forma integral, trata y descontamina el agua y se recicla en forma ambientalmente apropiada, al igual que los residuos del tratamiento gases y lodo deshidratado. El Sistema se construye a partir de tanques o depósitos y otros materiales plásticos para conformar sus aparatos y se instala enterrado, sin que los usuarios perciban malos olores en el entorno de las casas y sin que tengan que realizar significativas actividades por mantenimiento. Esta tecnología se puede replicar de la misma manera, para descontaminar agua con desechos orgánicos biodegradables de origen animal, vegetal e industrial.

Description

SISTEMA DE TRATAMENTO Y DESCONTAMINACIÓN DE AGUA DE DESECHO DOMESTICO
CAMPO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un Sistema de descontaminación de aguas domésticas contaminadas; donde se eliminan eficientemente compuestos orgánicos solubles e insolubles y microorganismos de origen fecal, alimenticio, limpieza y de otro tipo, que se originan en una o grupo de casas. Con el Sistema, en forma integral se trata y descontamina el agua contaminada y se recicla en forma ambientalmente apropiada el agua tratada y los residuos del tratamiento. El Sistema se construye a partir de tanques o depósitos y otros materiales plásticos para conformar sus aparatos que se instalan interconectados bajo tierra, sin que los usuarios perciban malos olores en el entorno de las casas y sin que tengan que realizar significativas actividades por mantenimiento.
Esta tecnología se puede replicar de la misma manera, para descontaminar agua con desechos orgánicos biodegradables de origen animal, vegetal e industrial.
ANTECEDENTES Se conocen diferentes procesos o técnicas para tratar aguas negras y grises
(jabonosas) tal como lo describen las subsiguientes patentes y descripciones, pero que únicamente abarcan parcialmente la problemática total del caso. En la patente ES 2 140 635 T3, se describe la instalación de un tratamiento por vía biológica de las materias de vaciado doméstico que se caracteriza por que comprende al menos una fosa séptica de decantación-digestión que elimina la mayor parte de las materias sólidas y un estanque de depuración por oxidación natural de alto rendimiento.
Así la patente número ES 2 176 715 T3 se refiere a un método para la fabricación de una fosa séptica lista para su utilización que comprende una cuba de recogida y un elemento de pared situado sobre la cuba de recogida.
En la solicitud número ES 2176 691 T3, se describe un procedimiento para el tratamiento en circuito abierto de los desechos orgánicos, que se caracteriza por que comprende las etapas de: recogida de los desechos, introducción de los desechos sin esterilizar en un primer reactor, degradación de los desechos mediante bacterias anaerobias mesofilas o termófilas, recuperación de efluente liquido y su transferencia a un segundo reactor que contiene bacterias heterótrofas o foto heterótrofas, de estas mismas bacterias se obtiene una biomasa comestible constituida por dichas bacterias, y por ultimo se recupera y acondiciona dicha biomasa.
La patente ES 2 207 039 T3 describe un procedimiento para el tratamiento material y energético de desechos domésticos con el siguiente procedimiento: los desechos domésticos no triturados se someten a una separación del material menudo del basto en el tambor, luego, sobre una plataforma se divide una fracción separada en materiales residuales y útiles, los materiales menudos se pueden sacar del tambor y los residuales se someten a una deshidratación mecánica y a un secado posterior, los residuos secados se suministran a una instalación mecánica posterior de tratamiento de materiales menudos.
La publicación numero ES 2 131 396 T3 se refiere a un sistema de tratamiento de aguas residuales que comprenda un recipiente con una parte superior y otra parte inferior, al menos una entrada de agua residual en la parte superior del recipiente para recibir el agua residual y una abertura en la parte inferior del recipiente para permitir que el agua tratada escape del recipiente. Problema: la disposición de las aguas residuales domésticas y los residuos de tales procesos constituyen focos de contaminación cuando no son tratados correctamente e integralmente. La solución común a este problema ambiental, ha sido la instalación de fosas sépticas unifamiliares o para grupos de casas y el montaje de un drenaje municipal que recolecta las aguas de todos los habitantes de una población y las conduce a un sistema de tratamiento donde se les estabiliza y purifica antes de disponerlas en ríos y otros cuerpos receptores. De las fosas sépticas, el agua producto sale con al menos contaminación microbiana y no cuentan con un procedimiento para disponer adecuadamente el agua producto y residuos del procedimiento. Por otro lado, cuando un volumen de agua contaminada se junta con otros para tratarlos en conjunto, la problemática se multiplica y su solución se vuelve más costosa desde el punto de vista técnico y económico.
Se conocen que existen dos grandes grupos de sistemas biológicos para el tratamiento de las aguas residuales con carga orgánica baja, como son las domesticas. El primer grupo, los sistemas aerobios, han tenido progresos continuos todo el tiempo, con sistemas muy variados para aplicar a muchos casos de aguas contaminadas donde se alcanza grandes eficiencias y que es usado prolíficamente en los países mas avanzados. Estos sistemas además de costosos, requieren a veces de una tecnología electromecánica desde la más sencilla hasta la computarizada. El segundo grupo lo forman los sistemas anaeróbicos que prácticamente solo se usaban para el tratamiento de los lodos residuales provenientes de los sistemas aeróbicos. Los progresos en esta rama habían sido muy pobres ya que todos se fundamentaban en los escasos conocimientos que se tenían del fenómeno anaerobio; fue a partir de 1950 que este grupo de sistemas recibió un gran impulso lo cual aumento los conocimientos y se cambiaron los fundamentos de diseño de los digestores, que dieron lugar a nuevos sistemas: filtro anaerobio de flujo ascendente (1960), manto de lodo de flujo ascendente (1978), reactor de biopelicula inmovilizada (1985), reactor de lecho fluidizado (1985), entre otros.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La presente invención es un completo Sistema enfocado para sustituir a las fosas sépticas, ambientalmente adecuado que se instala enterrado al pie del punto de generación para el tratamiento, descontaminación y disposición final de los residuos del proceso y del agua residual doméstica que originalmente contem'a diferentes tipos de materiales de desecho, fecal, grasas, de alimentos, jabones o detergentes, microorganismos, etc. Está constituido por aparatos, construidos totalmente con materiales plásticos y procedimientos integrados e interconectados formando un conjunto, donde cada uno de ellos tiene una función específica para conseguir el propósito final de descontaminar y disponer adecuadamente el agua tratada y sus residuos no biodegradables. El Sistema comprende: Una trampa de sólidos grandes y decantables. Un biodigestor anaeróbico de flujo ascendente que incluye un percolador o filtro biológico para eliminar del agua la contaminación orgánica biodegradable insoluble y soluble. Un clorinador para eliminar microorganismos. Un patio de secado de lodos biológicos no biodegradables para capturarlos y reciclarlos deshidratados como compost agrícola. Un campo riego para reciclar el agua como riego subterráneo y el manejo-disposición final de los gases generados en la biodigestión anaeróbica de la materia orgánica. Este completo Sistema ha sido -A-
diseñado para instalarse enterrado al pie de cada casa o grupo de ellas y para procesar varios niveles de caudal.
La presente invención presenta múltiples ventajas con relación a lo que se instala hasta al momento para enfrentar este problema ambiental, principalmente en sitios donde no se cuenta con drenajes públicos, y que para paliarlo se cuenta con Fosas Sépticas u otros procedimientos que no resuelven la totalidad del problema. Se trata de un Sistema con las siguientes ventajosas características:
1) De relativo bajo costo.
2) De fácil y rápida construcción e instalación. Se puede desinstalar de un sitio y trasladarse a otro.
3) Por tratarse todos sus componentes de materiales plásticos poliméricos con geometría ideal, su duración es mucho mayor y la probabilidad de daños por actividad sísmica se anula.
4) Se disminuye, facilita y no hay auto contaminación durante las actividades por mantenimiento, además de no provocar repulsión.
5) Se pueden construir todos sus componentes plásticos con materiales reciclados.
6) El agua efluente descontaminada de materia orgánica, microorganismos y los subproductos del proceso, se reciclan útilmente al ambiente. 7) El Sistema instalado enterrado, no es desagradable a la vista y sentido del olfato.
8) Utiliza menos espacio que la Fosas Sépticas.
9) Los detalles técnicos ingenieriles del Sistema optimizan la descontaminación del agua, su disposición final y la de los residuos. 10) El Sistema tiene todos los accesos y mecanismos apropiados para facilitar su limpieza y mantenimiento.
11) La responsabilidad de los desechos recaen en el mismo generador, hasta su disposición final, ambientalmente realizada.
Por otro lado, el diseño del biodigestor contempla la posibilidad de construirse con dos opciones en cuanto al ingreso de las aguas a tratar; con un ingreso para las aguas negras y grises mezcladas o con dos ingresos donde las aguas negras y las grises entran a ese primer aparato del Sistema, por dos tuberías distintas. Esta última alternativa optimiza el procedimiento de descontaminación ya que el jabón o detergente de las aguas grises, solubiliza parte de la materia orgánica soluble y esta ya no se deposita insoluble en el fondo del biodigestor para su degradación, sino que tiene que ser digerida soluble en el percolador. Entre menor sea el trabajo de descontaminación en el percolador, la eficiencia total del Sistema es mayor.
Otro aspecto importante a destacar de la presente invención se relaciona con el diseño, características particulares y montaje de los componentes que se le acoplan a los tanques o depósitos para convertirlos en los aparatos del Sistema, construidos de materiales plásticos, interconectados formando un conjunto. El aprovechamiento de la geometría de los tanques, material de construcción, peso, resistencia y su fácil modificación, facilita su construcción, instalación y abarata su costo final como producto útil. El cuerpo cilindrico de los aparatos en general, brinda una mayor resistencia mecánica a los mismos aparatos frente a la presión de la tierra y agua interior y exterior. Específicamente en el caso de los Sistemas para bajos caudales, el fondo cónico del biodigestor facilita la concentración del lodo residual no biodegradable; aunque biodigestores con fondo plano también pueden se usados en instalaciones de relativo alto caudal. Ver Figuras 1, 2 y 3. Biodigestor: Concebido para instalarlo enterrado con dos focos de descontaminación, el fondo del aparato y el percolador anaeróbicos, construido a partir de un tanque y demás componentes plásticos. Ver Figuras 4 y 5.
El orden y disposición de todos sus componentes internos, comenzando con en el brazo colector con ramificaciones agujereado (Ver Figura 10), evita la formación de puntos muertos de movimiento del agua en su interior y maximiza su tiempo de residencia; situación que optimiza su capacidad para descontaminar el agua en proceso al trabajar tal característica en conjunto con el percolador o filtro biológico anaeróbico con forma de estrato (Ver Figura 11) que cubre toda el área superior cilindrica, antes de que el agua en proceso abandone el aparato mas arriba, por el interior del mismo brazo colector (Ver Figura 10). El soporte de las piezas plásticas del percolador (Ver Figura 8) es mediante una estructura tubular plástica que en cuatro puntos atraviesa, sin permitir fuga de agua, las paredes del tanque y que en otros cuatro puntos intercalados se apoya en otras cuatro piezas, también tubulares plásticas que atraviesan también el tanque sin permitir fuga de agua. Cada pieza que atraviesa el tanque está localizada a 45 grados de las dos piezas vecinas. Las cuatro primeras, van al mismo nivel entre ellas y las últimas, también al mismo nivel entre ellas, pero ligeramente abajo de las cuatro primeras. Sobre la estructura anterior, se instala una plataforma de material plástico agujereada, con agujeros de diámetro inferior al diámetro de las piezas del percolador. Ver Figura 9.
La limpieza del percolador se hace abriendo la válvula V2; aprovechando el momento después de la transferencia de lodos desde el percolador hacia el patio de secado de lodos, abriendo la válvula Vl. Ver Figuras 2 y 6. Para tal propósito se ha concebido la instalación de la válvula V2 instalada en la tubería que sale de la pared del biodigestor, abajo del percolador, con dirección hacia el mismo patio de secado; para bajar el nivel del agua adentro del aparato y que las piezas del percolador queden al descubierto. De esta manera, al quitarle la tapadera roscada superior del biodigestor, se puede limpiar el percolador, con una manguera de agua a presión y evitar su posible obstrucción. Las placas o cúmulos de bacterias que se desprenden durante la limpieza, se depositan en el fondo del biodigestor o se filtran en el patio de secado. Clorinador: Concebido para instalarlo enterrado sin acceso desde la superficie y construido a partir de un tanque cilindrico de plástico, donde el agua entra en tubería horizontal en la parte cilindrica superior del aparato. Por medio de una " T " plástica tubular y colocada al centro del aparato, el agua se desvía hacia su fondo y se descarga adentro de él. De la misma " T ", otro brazo tubular vertical hacia arriba, atraviesa la tapadera del aparato, la tierra y alcanza la superficie de la tierra, a manera de periscopio con tapón plástico; que sirve para manualmente agregar cada cierto tiempo, pastillas de cloro (Hipoclorito de calcio) que alcanzan el fondo del aparato en el mismo punto que el agua entrante se dispersa adentro del clorinador. Los microorganismos se eliminan con el cloro. El agua sale del clorinador por rebalse en tubería al mismo nivel que entró, para disiparse en la tierra a través de un campo de riego subterráneo en el jardín de las mismas casas. Ver Figura 7. Patio de Secado de Lodos:
Concebido para instalarlo enterrado y construido a partir de un tanque de plástico y con capacidad variable de acuerdo al Modelo de la instalación. El aparato como filtro, tiene perforado el fondo con agujeros circulares y relleno hasta cierto nivel de material pétreo con dos tipos de gravas y arena estratificada, donde esta última, su estrato debe tener una altura mínima de treinta centímetros. Sirve para deshidratar los lodos no biodegradables que se acumulan en el fondo del biodigestor durante el proceso para descontaminar el agua. Manualmente se sacan los lodos deshidratados a la superficie para reciclarlos al ambiente como compost agrícola. Ver Figura 6. Manejo y Disposición Final de Gases:
Procedimiento concebido para el manejo y disposición final de los gases que se generan en toda biodigestión anaeróbica: dióxido de carbono, metano y pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno. Los gases generados en el fondo y percolador del biodigestor, suben como burbujas adentro del aparato y se colectan en su parte superior. En tal zona, exactamente en el cuello de su tapadera para hermetiza el aparato, por tubería se sacan los gases y se descargan en la tubería de agua descontaminada que sale del clorinador. Con tal concebido manejo, se elimina la presión interna del biodigestor y se disipan los gases dispersándolos en la tierra junto con el agua procesada por medio del campo de riego. Los gases se disponen bajo tierra en forma similar como cuando se generan los mismos gases por la descomposición de materia orgánica de seres vivos que murieron y se biodegradan enterrados. Ver detalle e' en Figura 3.
EJEMPLO DE REALIZACIÓN
El Sistema de tratamiento sujeto de la presente invención trabaja de la siguiente manera: Las aguas negras y grises mezcladas o por separado, en tubería de diámetro apropiado entran lateralmente por gravedad al biodigestor anaeróbico por la parte superior. La/las tuberías bajan aproximadamente hasta su parte cilindrica, descargando el agua en su interior, abajo del percolador. Al cambiar el área de flujo del agua entrante por tubería y pasar al área de flujo hacia arriba adentro del aparato, la velocidad lineal del flujo de agua, disminuye drásticamente; permitiendo que la masa sólida orgánica fecal insoluble con mayor densidad que el agua, libremente precipite y se deposite concentrada en la parte cónica inferior del aparato. La masa orgánica insoluble biodegradándose acumulada en el fondo cónico del reactor y la soluble en el agua fluyendo hacia arriba, provocan un consumo rápido del poco oxigeno disuelto en el agua que llega desde los sanitarios y otros puntos de generación del agua contaminada. Por tanto, en todo punto adentro del reactor se crea un ambiente anaeróbico (sin presencia de oxigeno) donde solamente pueden sobrevivir alimentándose los microorganismos anaeróbicos y facultativos (Que viven en presencia y ausencia de oxígeno).
El agua con microorganismos y componentes orgánicos solubilizados y no solubilizados con menor densidad que el agua, fluyen hacia arriba como pistón en dirección totalmente contraria a la deposición de la masa fecal insoluble. La materia orgánica suspendida se detiene o filtra en el percolador, donde sus colonias de bacterias se alimentan solamente del sustrato o materia orgánica solubilizada. La materia orgánica biodegradable no solubilizada temporalmente, con menor densidad que el agua que alcanza el percolador, poco a poco se solubiliza y es ingerida por las bacterias que viven en el percolador.
La materia orgánica insoluble no biodegradable que alcanza el percolador se detiene y le sirven a las mismas bacterias de soporte para aumentar su población en el percolador. Cuando grumos de bacterias vivas y/o muertas con mayor densidad que el agua se desprenden de sus soportes o piezas del percolador o cuando las sueltas agrupadas en las fibras alcanzan una densidad mayor que el agua, caen por gravedad al fondo del reactor, donde se finaliza su biodigestión. Las bacterias anaeróbicas muertas y la materia orgánica no biodegradable e insoluble, por tener mayor densidad que la masa fecal fresca, tienden a irse a ocupar y acumularse en la parte cónica mas profunda del reactor, desplazando la masa fecal fresca hacia el estrato inmediato superior, siempre en la misma zona del fondo del aparato.
Por consecuencia del metabolismo y reproducción de las bacterias descontaminando el agua, se desprenden los ya mencionados gases de biodigestión, que en forma de burbujas suben a la parte superior del reactor, pasan por el percolador y se dispersan bajo la tierra sin generar olores desagradables a través del procedimiento diseñado para el caso donde los gases se transfieren por tubería desde la parte superior del biodigestor hacia el agua descontaminada que sale del clorinador. Los gases se dispersan bajo tierra tal como cuando se entierra cualquier tipo de materia orgánica biodegradable.
Los lodos digeridos no biodegradables y sin mal olor, se sacan del reactor una vez por año o como máximo cada dos años y se conducen hacia el patio de secado de lodos, enterrado. Para tal efecto hay que abrir la válvula Vl para que siempre por gravedad salga del aparato la misma cantidad de lodo (agua con sólidos suspendidos principalmente). Es preferible hacer esta operación cuando ha transcurrido la mayor cantidad de días sin llegarle aguas negras por procesar al reactor y antes de que se inicie la época lluviosa, para que el manto acuífero esté lo mas profundo posible.
Finalmente el agua descontaminada de materia orgánica fecal que supera el percolador, se ha descontaminado de materia orgánica en forma aceptable y pasa a través de un clorinador, donde se elimina el remanente de la flora microbiana patógena; para luego pasar a la tierra por su salida tubular o campo de riego, pero sin trascender negativamente en el ambiente.
FIGURAS Y SUS REFERENCIAS LITERALES
Figuras:
1 = Vista superior del Sistema 2 = Vista lateral x-x del Sistema
3 = Vista lateral y-y del Sistema
4 = Vista lateral x-x del Biodigestor
5 = Vista lateral y-y del Biodigestor
6 = Vista lateral x-x del Patio de Secado de Lodos 7 = Vista lateral y-y del Clorinador
8 = Vista superior del Soporte de la Plataforma Base del Percolador en el
Biodigestor
9 = Vista superior de la Plataforma Base del Percolador en el Biodigestor
10 = Vista superior del Brazo Colector de agua del Biodigestor 11 = Vista lateral z-z del Percolador en el Biodigestor
NOTA: En la parte superior de las Figuras 2-7, se indica los accesos desde la superficie a los aparatos enterrados. Descripción de la Referencia Literal en las Figuras:
A = Biodigestor
B = Clorinador
C = Patio de Secado de Lodos D = Trampa de Sólidos grandes y decantables a = Ingreso de agua a tratar al Sistema b = Conexión de agua a tratar hacia el Biodigestor c = Conexión de agua parcialmente tratada hacia el Clorinador d = Conexión de tubería perforada con longitud variable del Campo de Riego Subterráneo e = Campo de Riego instalado sobre cama de grava y cubierto de arena e'= Tubería de gases desde el biodigestor hacia la salida de agua del clorinador f = Conexión del lodo digerido hacia Patio de Secado g = Conexión de agua en proceso hacia e Patio de Secado para la limpieza del Percolador h = Soporte para la Plataforma Base del Percolador i = Base del Percolador j = Percolador de Piezas Plásticas k = Brazo Colector de agua m = Válvulas (Vl y V2) n = Filtro de arena p = Filtro de grava fina q = Filtro de grava gruesa r = Fondo de tanque perforado del Patio de Secado s = Caja de acceso para alimentes el cloro t = Nivel del terreno natural u = tubería plástica v = Accesorio de tubería: crucero w = Accesorio de tubería: codo aa = Accesorio de tubería: niple bb = Accesorio de tubería: tapón ce = Círculo de lámina plástica dd = Agujeros a cada 10 centímetros ee = tubería plástica ff = Accesorio de tubería: crucero gg = Accesorio de tubería: tapón hh = Agujeros a cada 5 centímetros

Claims

REIVINDICACIONES
1.-Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho doméstico, CARACTERIZADO POR que comprende los siguientes componentes: * Una Trampa de sólidos grandes y decantables (D).
* Un Biodigestor (A) o Reactor Anaeróbico de Flujo Ascendente que incluye en su interior un Percolador o Filtro Biológico Anaeróbico (j), un Colector de Agua Tubular (Figura 10 y k) y los procedimientos o mecanismos para sostener y limpiar el percolador (Figuras 8 y 9). * Un Clorinador del agua efluente del biodigestor (Figura 7 y B).
* Un Patio de Secado o Filtro de Lodos Biológicos residuales no biodegradables (C).
* Un Campo de Riego (d) del agua descontaminada que sale del clorinador, para reciclar el agua a la tierra. * Un Procedimiento para el Manejo y Disposición Final de los gases generados por la biodigestión anaeróbica de la materia orgánica (e').
Todo ello formando un Sistema, aparatos con sus componentes, interconexiones y mecanismos que están construido utilizando material plástico y también pétreo adentro del patio de secado, que se instalan interconectados y enterrados preferentemente.
2.- Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho doméstico, de acuerdo a la Reivindicación 1, CARACTERIZADO POR que el biodigestor (A) es un aparato construido a partir de un tanque plástico cilindrico con fondo cónico como mejor opción, con el resto de sus componentes internos y externos también de origen plástico y con acceso a su interior por medio de una tapadera que se puede alcanzar desde la superficie. Que tiene en su interior dos secciones para la descontaminación anaeróbica, tanto en el fondo del aparato, como en el percolador estratificado (j), ubicado abajo del brazo colector tubular (Figura 10 y k ). Que cuenta además en su interior con el soporte (Figura 8) y plataforma base (Figura 9) agujereada para sostener el percolador.
3. -Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho doméstico, de acuerdo a la Reivindicación 2, CARACTERIZADO POR que el biodigestor
(A) tiene en su interior un colector de agua agujereado por arriba (Figura 10 y k), con brazos ubicados a 90 grados en donde se acopia y por donde se le da salida al agua en proceso hacia el siguiente paso de descontaminación.
4.-Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho doméstico de acuerdo a la Reivindicación 2, CARACTERIZADO POR que el biodigestor
(A) tiene en su interior un percolador de piezas plásticas Q), sostenidas mediante un soporte (Figuras 8) y una plataforma (Figura 9) construidas de material plástico.
5.- Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho doméstico de acuerdo a la Reivindicación 2, CARACTERIZADO POR que en el biodigestor (A), mediante un procedimiento operando la válvula V2 inferior, fácilmente se puede descubrir de agua su percolador para limpiarlo y eliminar placas o grumos de bacterias que pueden obstruir el paso del agua en proceso.
6. -Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho domestico de acuerdo a la Reivindicación 1, CARACTERIZADO POR que el clorinador
(Figura 7 y B) está construido para instalarse enterrado, partiendo de un tanque plástico cilindrico y mecanismos tubulares para introducir el cloro desde la superficie.
7.-Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho domestico, de acuerdo a la Reivindicación 1, CARACTERIZADO POR que el Patio de Secado o Filtro de Lodos (C), esta construido en el interior de un tanque plástico cilindrico que se entierra.
8. -Sistema de Tratamiento y Descontaminación de agua de desecho doméstico, de acuerdo a la Reivindicación 1, CARACTERIZADO POR que el manejo de los gases generados en el biodigestor, se sacan por tubería (e') de la parte superior de ese aparato y se incorporan al agua descontaminada que sale del clorinador (figura 7 y B) para que se disipen en conjunto en la tierra por medio del campo de riego (d).
9. -Sistema de tratamiento y descontaminación de agua de desecho doméstico, de acuerdo a la Reivindicaciones 1, 2, 3, 4 y 5, CARACTERIZADO POR que el Sistema funciona de la siguiente manera:
Primero. Las aguas negras y grises en conjunto o por separado entran por tubería a través del biodigestor (A), donde se trata y elimina la masa orgánica contaminante. El agua con contaminación microbiana que sale del biodigestor se transfiere al clorinador (Figura 7 y B) para su eliminación y posteriormente disponer el agua tratada en la tierra a través del campo de riego (d).
Segundo. Los lodos digeridos no biodegradables acumulados en el fondo del biodigestor, se sacan del aparato abriendo una válvula Vl superior, una vez por año o como máximo cada dos años y se conducen por tubería hacia el patio de secado de lodos (C) enterrado, para deshidratarlos y posteriormente reciclarlos como compost agrícola.
Tercero. Los gases generados en el biodigestor, se transfieren hasta la salida del agua del clorinador (Figura 7 y B) y se disponen en la tierra, a través del campo de riego (d).
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