ES2208266T3 - Equipo para la depuracion de aguas residuales de centrales hortofruticulas y tratamientos fitosanitarios in situ. - Google Patents

Equipo para la depuracion de aguas residuales de centrales hortofruticulas y tratamientos fitosanitarios in situ.

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ES2208266T3
ES2208266T3 ES00901612T ES00901612T ES2208266T3 ES 2208266 T3 ES2208266 T3 ES 2208266T3 ES 00901612 T ES00901612 T ES 00901612T ES 00901612 T ES00901612 T ES 00901612T ES 2208266 T3 ES2208266 T3 ES 2208266T3
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Abstract

Incluye un depósito-filtro (1, 15) donde se realiza una etapa de pretratamiento. El depósito (1) es un decantador al que se puede añadir floculante, mezclándose uniformemente con un agitador (3). Los fangos se extraen enviándolos a una bolsa filtrante (5), pasando los permeados a un depósito de recogida (6) de donde se bombea al mismo depósito (7) que recibe al agua clarificada. De este depósito (7) se trasiega, pasando por un filtro de seguridad (8), a una batería de columnas de carbón activo (9) donde se depura por adsorción hasta alcanzar los valores límites establecidos. En otra forma de realización, el depósito-filtro (15) es un filtro de bolsas de polipropileno con tierras de diatomeas, pasando directamente el líquido al depósito de trasiego y bombeado hacia la batería de columnas (9) de carbón activado.

Description

Equipo para la depuración de aguas residuales de centrales hortofrutícolas y tratamiento fitosanitarios in situ.
Objeto de la invención
La presente invención, como lo expresa el enunciado de esta memoria descriptiva, está relacionada con un equipo de depuración de aguas residuales procedentes de centrales hortofrutícolas procesadoras y de tratamiento fitosanitario en el campo con la que se aportan notables y relevantes características ventajosas en comparación con el equipo de depuración convencional utilizado en la actualidad.
Las aguas residuales procedentes de productos químicos generadas en las centrales hortofrutícolas procesadoras se depuran mediante distintos sistemas de aplicación que utilizan: grifos de aspersión (aspersores de palets), aplicadores de fungicidas, aplicadores de ceras, líneas de tratamiento, estanques de tratamiento, etc., conjuntamente con la depuración de los vertidos residuales sobrantes de los tratamientos fitosanitarios desarrollados en el campo.
Antecedentes de la invención
Para la depuración del agua contaminada con pesticidas, se sigue en la actualidad una secuencia de tratamiento que consiste en: filtración convencional -carbón activado - degradación biológica, tal como lo contempla el sistema de descontaminación de la patente de invención con el número de publicación ES2050909 que se refiere a la eliminación de la toxicidad de soluciones que podrían tener sustancias tóxicas tales como residuos de plaguicidas.
El sistema consta de un depósito donde se recoge el líquido, equipado con un cesto de rejilla con aberturas de 0,8 mm. El depósito tiene una entrada de aire para la introducción del aire comprimido que se mezcla con el líquido, mejorando de esta manera la degradación de los materiales tóxicos en el líquido.
Se establecerá el nivel de la toxicidad del agua en el depósito para que, según este nivel, se transfiera el agua al subsistema apropiado de descontaminación.
Con un nivel elevado de toxicidad, se lleva el agua a un depósito de retención, alimentado con una fuente constante de aire comprimido.
El líquido tratado pasa a través de un reactor de lecho de tierra. El reactor incluye una capa de tierra sobre una serie de bloques de hormigón permeable. Se aplica el líquido a la parte superior de la capa de tierra mediante una red de tuberías del riego por goteo convencional. El reactor del lecho de tierra contiene microorganismos que utilizan como una fuente de nutrientes los materiales orgánicos empleados como plaguicidas.
El líquido se desvía del filtro de tierra a un filtro de carbón activado. Este filtro puede incluir una capa de alúmina con permanganato potásico para oxidar los materiales tóxicos.
La fase final del sistema de la descontaminación es un estanque desarenador, es decir, una piscina abierta permeable. Este estanque no elimina solamente una parte sustancial del agua mediante evaporación, sino que también mejora la calidad del agua mediante la eliminación de trazas de plaguicidas. El estanque está poblado de especies de animales y plantas que contribuyen a la degradación adicional del material orgánico contenido en el agua.
Si se desea, se puede incluir el sistema convencional de ozonización en el sistema de introducción de ozono en el depósito de rotación.
Otro sistema conocido prevé la siguiente secuencia de tratamiento: lechos de filtración con carbón
- degradación con microorganismos específicos. Este método y sistema de tratamiento de agua están contemplados en la patente de invención con el número de publicación WO 94/29224. Contempla un sistema de la depuración de agua con un alto contenido de componentes orgánicos, como residuos de compuestos químicos agrícolas y baja DBO.
Se utiliza un material poroso como medio de filtración, concretamente carbón, sobre el que se coloca un substrato de microorganismos específicos (del grupo de Pseudomonas). El agua entra en contacto con estos microorganismos bajo condiciones aerobias.
El sistema consta de cinco tanques en serie a través de los cuales pasarán las aguas residuales.
Siguiendo una secuencia de tratamiento de: carbón activado - filtración, podemos mencionar el modelo de utilidad número 9301506 relacionado con un depurador de aguas residuales que consiste de una cuba o tolva provistas de un agitador y un tanque que se comunica con la misma por debajo y a través de una válvula intermedia de paso. El líquido contaminado llega a la cuba desde la zona de tratamiento de frutas y otros vegetales por medio de una tubería, impulsado por una bomba de manera que el líquido contaminado contenido en la tolva junto con una cantidad de carbón activado está removido por un agitador.
Cuando el agitador se detiene, se abre la válvula de derivación y los elementos contaminados adheridos al carbón caen por medio de la decantación al depósito inferior, desde donde son extraídos.
Existen asimismo otros filtros y una columna de filtración para limpiar totalmente el contenido de la cuba de todas las impurezas. Se hace pasar el líquido a través de unos filtros de manera que, cerrando algunas llaves de paso anteriores y posteriores a una bomba de impulsión y abriendo otras, se impide la circulación del líquido procedente de la zona de tratamiento de frutas y otros vegetales hacia la cuba, mientras que, por otra parte, se facilita la circulación del líquido procedente desde la cuba a través del circuito de filtros.
La patente de invención con el número de publicación 0447923A1, refiriéndose a un sistema de adsorción polimérica, da a conocer un medio de filtración efectivo para aceites y grasas, hidrocarburos líquidos, esteroles, plaguicidas orgánicos y otros compuestos líquidos inertes con enlaces orgánicos y sus mezclas.
El medio de filtración está compuesto por acetato de polivinilo cuyas partículas tienen una estructura porosa. El acetato de polivinilo se encuentra en forma de láminas, en particular construidas en forma de sándwich que contiene partículas de polivinilbutiral así como acetato de polivinilo que forman estructuras multicámara.
Empleando una secuencia de tratamiento basada en el tratamiento biológico con cepas específicas, cabe mencionar la patente de invención ES2095193 relacionada con el uso de cepas bacterianas del género Pseudomonas PCH3 y GCH1 para la biorestauración de suelos y la depuración de agua contaminada con herbicidas del grupo de acetamidas. Este sistema se caracteriza por utilizar por lo menos una de las cepas Pseudomonas PCH3 y GCH1 para la biotransformación del agua contaminada con herbicidas. Para ello, se debe añadir los nutrientes necesarios con el fin de conseguir la optimización de la biotransformación. Se debe inocular el agua para que sea tratada en un cultivo con al menos uno de los microorganismos mencionados arriba que debe estar inmovilizado sobre un soporte sólido de naturaleza cerámica, sintética u orgánica. Se añade el microorganismo inmovilizado como biocatalizador al bioreactor, regulando las condiciones con el propósito de optimizar el proceso de transformación de los compuestos contaminantes.
Con la secuencia de tratamiento consistente en filtración - ultravioleta, puede citarse la patente de invención ES2027366 que presenta un aparato para el tratamiento de agua. El aparato está diseñado para la depuración de agua de consumo y contiene un sistema de depuración de compuestos tóxicos adaptado para retener cantidades pequeñas.
Este aparato está compuesto de una cabeza con un orificio para la entrada de agua y otro para la salida y de un conjunto de partes montadas que incluyen medios para la filtración y medios para la radiación.
El medio de filtración puede constar de fibras mecánicas y/o material de adsorción química y preferentemente es del tipo de carbón activado con una sección transversal granular.
El diámetro interior del medio de filtración es ligeramente mayor que el diámetro exterior del medio de irradiación. El medio de irradiación incluye una lámpara ultravioleta, con o sin ozono.
Utilizando también la secuencia de tratamiento: (ozono) - ultravioleta - carbón activado, cabe mencionar la patente de invención WO94/25401 relacionada con una unidad de depuración de agua. Este sistema está diseñado para la purificación del agua de consumo y contiene un sistema de retención de compuestos tóxicos preparado para retener trazas. El agua que va a ser purificada fluye bajo una potente fuente de radiación ultravioleta y luego pasa a través de un filtro de carbón activado montado sobre la fuente ultravioleta. El efluente del filtro vuelve a pasar a través de la fuente de la radiación ultravioleta. Esta fuente elimina los microorganismos presentes y el filtro retiene las partículas y otros compuestos.
Se puede incorporar un generador de ozono en la entrada del agua con el fin de potenciar la destrucción de microorganismos presentes y oxidar los componentes indeseables del agua.
Descripción de la invención
En líneas generales, el equipo de depuración de aguas residuales procedentes de centrales hortofrutícolas procesadoras y del tratamiento fitosanitario en el campo, que constituye el objeto de la invención, incluye básicamente los siguientes elementos:
En primer lugar, dispone de un depósito de decantación de forma tronconónica y está fabricado en poliéster reforzado con fibra de vidrio, de 500 l. de capacidad, aproximadamente. Este depósito consta de dos o más salidas a distinta altura para el clarificado, una de las cuales está dispuesta en la base cónica y la otra en un nivel más alto, más concretamente a un 50% de la altura de la parte cilíndrica de este depósito. Cuenta con un sistema de dosificación de floculante y un agitador para producir una buena mezcla. Un sistema de filtración de fangos está dispuesto a la salida del depósito, y el fango pasa a una bolsa filtrante de aproximadamente 820 mm de largo y 180 mm de diámetro, fabricada de un nylon monofilamento con la dimensión de la malla de 60 hasta 75 micras. El producto filtrado en la bolsa pasa entonces a un depósito de recogida de aproximadamente 50 l. y desde aquí se bombea a un depósito intermedio de dimensiones similares al tanque de decantación.
Desde el depósito intermedio, el producto filtrado pasa a un filtro de anillas autolimpiante del tamaño de la malla de 75 micras y posteriormente a través de algunas columnas de carbón activado, normalmente en número de una a tres, del orden de 300 l. de volumen y que contiene aproximadamente 100 Kg de carbón. Están fabricadas en poliestireno con el exterior reforzado con fibra de vidrio y resina epoxi.
Existe un sistema de alarma luminoso para indicar cuando se haya agotado el carbón activado así como las bombas y válvulas necesarias para la instalación.
El agua residual se bombea desde los tanques que contienen los grifos de aspersión que utilizan las bombas convencionales.
En ocasiones, a la salida de la batería de columnas de carbón activado, se incorpora una lámpara ultravioleta con el fin de garantizar un mayor grado de depuración.
El sistema incluye un mecanismo de contralavado que permite obtener un mayor rendimiento de las columnas de carbón activado.
Con el fin de facilitar la comprensión de la invención y formando parte integrante de esta memoria descriptiva, se adjunta una hoja de planos que contiene una sola figura en la que, mediante ilustración y no para ser considerada como restrictiva, se presenta lo que sigue a continuación:
Breve descripción de los dibujos
Figura 1.- Es un esquema del funcionamiento del equipo de depuración de aguas residuales procedentes de una central hortofrutícola procesadora y de tratamiento fitosanitario en el campo, de acuerdo con la invención.
Figura 2.- Es otra vista esquemática, similar a la de la figura 1, incorporando una lámpara ultravioleta.
Figura 3.- Muestras de una instalación para desarrollar el proceso de depuración, incluyendo un filtro de presión con bolsas filtrantes preparadas con una capa previa de la tierra de diatomeas.
Figura 4.- Es una vista en perspectiva del soporte giratorio que lleva las botellas de carbón activado.
Descripción de la realización preferente de la invención
Haciendo referencia al sistema de numeración adoptado en la figura 1, podemos ver como el equipo de depuración de aguas residuales procedentes de centrales hortofrutícolas procesadoras y de tratamiento fitosanitario en el campo, propuesto por la presente invención, incluye un sistema de decantación para las aguas residuales procedentes de los grifos de aspersión del lavado de frutas. Su función consiste en separar los sólidos en suspensión contenidos en el agua residual y se compone de un depósito decantador 1 al que llega el agua y donde se puede añadir el floculante mediante el sistema de floculación 2, mezclando con un agitador 3. Tras la decantación, se extraen los fangos por la parte inferior del depósito y el agua clarificada es trasferida al depósito intermedio 7.
Los rendimientos aproximados del proceso de decantación utilizando floculante son:
-
Sólidos en suspensión: 50%
-
DQO: 20%
-
Imazalil: 20%
-
Tiabendazol: 80%
También incluye un sistema de tratamiento de fangos en el que los fangos son extraídos por gravedad desde la parte inferior del depósito de decantación y llegan a la bolsa de filtrado 5, donde quedan retenidos, y parte del agua contenida en el fango es filtrada a través de la misma. La bolsa filtrante 5 está dispuesta en posición vertical dentro de un bastidor metálico 4 que le sirve de medio de sujeción y de colector del agua que lo atraviesa en su camino hacia el depósito de recepción 6. Este agua es bombeada desde el depósito 6 al depósito intermedio 7 donde se mezcla con el agua clarificada. La sequedad del fango que se alcanza mediante el sistema de la bolsa filtrante es de alrededor del 50%.
El agua clarificada y el agua procedente de la bolsa filtrante, recogida en el depósito intermedio 7, son bombeadas mediante el filtro de anillas 8. Este filtro funciona como un filtro de seguridad para las columnas de carbón activado reteniendo cualquier sólido restante en el agua.
El equipo incluye asimismo columnas de carbón activado, tres de las cuales se muestran en el esquema adjunto. Después de pasar por el filtro de seguridad 8, el agua clarificada llega a las columnas de carbón activado 9 donde se depura mediante adsorción, eliminando las sustancias tóxicas hasta los valores límite determinados por la legislación. La luz indicadora de alarma 10 señala cuando la primera columna de carbón activado 9 se ha quedado agotada y necesita reemplazo.
La referencia 11 designa las necesarias bombas y válvulas.
Los rendimientos aproximados en las columnas de carbón son:
-
Sólidos en suspensión: 90%
-
DQO: 85%
-
Imazalil: 100%
-
Tiabendazol: 100%
Los valores de ecotoxicidad del agua depurada son menores de 2 U.T.
En el esquema, el sistema de decantación para la caída final desde los grifos de aspersión está referenciada con A, y se accede al mismo por la boca de carga de depósito de decantación 1 como lo indica una flecha. En el esquema de la figura 1, el bloque de columnas de carbón activado 9 está referenciado con B. El bloque referenciado con C corresponde al sistema de tratamiento de los fangos.
Las flechas que aparecen en el esquema indican el recorrido seguido por el producto a depurar a través de la instalación. El agua tratada se obtiene a la salida del bloque B de columnas de carbón activado 9.
La figura 2 es un esquema de la instalación que incluye una lámpara ultravioleta 13 que garantiza mayor grado de depuración, recogiéndose el producto en el depósito 12 desde donde sale hacia el desagüe.
Se procederá ahora a presentar la descripción de la instalación en la que el proceso de depuración ha sido llevado a cabo, con una especial referencia a la figura 3 donde se considera otra forma de la realización de la invención.
Las dimensiones de los componentes del equipo han sido determinadas para un volumen del líquido de una zanja, que va a ser depurado, de 460 l/h ya que el equipo debe ser dimensionado para distintos flujos y cargas de contaminantes.
Con el fin de empezar el proceso de depuración, se introducen alrededor de 40 l. de agua dentro del depósito 6 (que tiene la capacidad de alrededor de 500 l.; la introducción puede realizarse de manera automática o manualmente) y se conecta con el agitador 3 y la bomba 11 en un circuito cerrado a través de la bolsa filtrante 15 y la llave de paso 14a. Posteriormente, se añade poco a poco una cantidad de la tierra de diatomeas y se mantiene la circulación por un periodo de al menos 5 minutos.
Después de que se haya terminado el tiempo de la circulación, las bolsas filtrantes 5 del filtro de presión 15 están preparadas con una carga previa de la tierra de diatomeas. En este momento la electroválvula 14a se cierra y se abre el número 14b que provoca que las bombas succionen el líquido a ser depurado y lo introducen dentro del depósito 6 con los sólidos que son filtrados hasta que lleguen al tamaño de las partículas de menos de 50 micras.
En este filtro a presión 15, tiene lugar el tratamiento previo o la etapa de acondicionamiento de la descarga. En la segunda etapa, se produce el tratamiento final o reducción de la carga contaminante.
En esta etapa de tratamiento previo, lo que se pretende conseguir es la reducción de la carga de los sólidos presentes en el agua que proviene del grifo de aspersión y proceder a la reducción inicial de la carga contaminante. Con este objetivo, se proporciona un filtro de bolsa de polipropileno (de no más de 50 micras) para retener todos los sólidos mayores de este tamaño del poro. Como ayuda para el sistema de filtración, se incluye tierra de diatomeas formando una capa previa en el interior de las bolsas de polipropileno, sacando ventaja de la permeabilidad selectiva de esta tierra y el poder que tiene de absorber aceites.
El objetivo es múltiple:
-
Ayudar en la filtración, perfeccionándola mediante la prevención del colmatado rápido.
-
Retener el pequeño porcentaje de aceite de las preparaciones.
-
Proteger las paredes de la bolsa y de esta manera prolongar su vida útil.
El resultado final de la combinación de un cepellón de la tierra de diatomeas es:
-
Muy alta reducción de los sólidos sedimentables.
-
Alta reducción de sólidos en suspensión.
-
Reducción de la carga de plaguicida.
-
Reducción de los aceites presentes.
En el caso de proceder a la depuración de las aguas procedentes de las líneas de procesamiento, éstas se almacenan primero en un depósito de retención 16 de un tamaño de apropiado para que el agua pueda ser depurada con la velocidad necesaria.
Después de que los líquidos hayan sido filtrados en el depósito 6, la bomba 11b empieza a funcionar, llevando los líquidos a través de tres botellas 9 de carbón activado formando la batería de columnas 9, teniendo cada una de ellas un volumen del orden de 316 l. Se debe garantizar una permanencia mínima de dos horas para los líquidos dentro de las botellas 9 de carbón activado. Con este propósito, se ha instalado un contador de litros con el terminal de salida electrónico conectado con un mecanismo eléctrico que impide que la bomba continúe llevando el agua hasta que el líquido que se encuentra dentro de las botellas 9 haya estado allí durante por lo menos dos horas. Además, este contador volumétrico desempeñará también la función de avisar que el carbón activado en la primera botella 9 está empezando a agotarse y necesita ser reemplazado. Se puede conectar un dispositivo de alarma telefónica para que la compañía suministradora proceda a realizar el cambio. El equipo ha sido diseñado para que se pueda incorporar la cuarta botella de carbón activado, como se puede ver en la figura 4. De esta manera, la tercera botella podrá ser reemplazada fácilmente por una nueva, y esta tercera botella ocupará la posición de la segunda que, a su vez, ocupará la primera posición después de que se haya retirado la botella obturada. Estas cuatro botellas 9 están situadas sobre una placa giratoria 17, siendo el entero proceso de permutación llevado a cabo por medio de una simple rotación motorizada o manual de 90º, como se puede deducir fácilmente observando la figura.
El control del equipo se realiza mediante un autómata programable conectado con una pantalla sensible al tacto que permite al usuario programar todos los parámetros operativos del equipo, con el registro de flujos y consumos, advertencias sobre reemplazos, etc., y permitiendo la conexión a un ordenador personal para conseguir mayor versatilidad en su manejo. A su vez, este ordenador puede estar conectado a otro terminal remoto por un módem lo que permite control remoto.
La primera botella de filtración 9 incorpora una válvula de contralavado 18 permitiendo que este proceso se lleve a cabo en el caso de que el carbón activado en la primera botella 9 se vuelva compacto, ya que ésta es la botella que soporta la mayor carga de material contaminado. Este proceso se puede desarrollar automáticamente después de que la presión diferencial entre la entrada y la salida excede un valor definido. El agua del contralavado vuelve al depósito 6 para ser tratada como si fuera una parte normal del líquido sujeto a la depuración.
Después de que el líquido haya salido de las botellas 9 de carbón activado, podría ser tratado opcionalmente por medio de lámparas ultravioletas 13 y/o un ozonizador 19, antes de que sea descargado.
La referencia 20 en la figura 3 se refiere a un medidor de flujo.

Claims (6)

1. Un equipo de depuración de aguas residuales procedentes de unas centrales hortofrutícolas procesadoras y de tratamientos fitosanitarios; el sistema está compuesto de
un depósito de filtrado (1, 15) donde se desarrolla la etapa del tratamiento previo;
un depósito (6, 7) para recoger el agua clarificada resultante de la etapa del tratamiento previo, el citado depósito (6, 7) comprende un agitador (3) para mezclar de manera uniforme el agua clarificada;
un medio de bombeo (11) para bombear el agua clarificada y mezclada procedente del citado depósito (6, 7) a la primera columna de carbón activo (9) de una batería de columnas de carbón activo (9) preparada para la depuración del agua clarificada y mezclada por adsorción hasta los valores límite establecidos;
la citada primera columna de carbón activo (9) está conectada por una salida con una entrada de la subsiguiente columna de carbón activo (9), siendo cada subsiguiente columna de carbón activo (9) conectada por su entrada con la salida de la columna de carbón activo (9) precedente; y
un medio de control automático para asegurar que el agua clarificada y mixta está retenida en las columnas (9) durante el periodo de dos horas por lo menos.
2. Un equipo de depuración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el depósito - filtro (1) es un depósito decantador con por lo menos dos salidas para el agua clarificada, a la que se puede añadir floculante, siendo el fango extraído por gravedad a través de la parte inferior del mismo y llevado a una bolsa filtrante (5) donde queda retenido, mientras el agua clarificada se introduce en el depósito intermedio (7) uniéndose a esta agua, el agua que pasa a través de la bolsa filtrante (5) y es recibida en un depósito de recogida.
3. Un equipo de depuración de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la bolsa filtrante (5) está dispuesta en el interior de un bastidor metálico (4) que le sirve de sujeción y de colector del agua que pasa a través del mismo en su recorrido hasta el depósito de recepción (6).
4. Un equipo de depuración de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el depósito - filtro (15) es un filtro de bolsa de polipropileno que incluye tierra de diatomeas, con la circulación mantenida en circuito cerrado desde el depósito (6) que contiene agua, estando las bolsas rellenas con una capa previa de esta tierra; una bomba (11a) succionando el líquido que va a ser depurado y que pasa a través de este filtro (15) hasta el depósito de recepción (6) desde donde es decantado hasta la batería de columnas 9 de carbón activado.
5. Un equipo de depuración de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque a la salida de la batería de las columnas 9 de carbón activado se encuentra incluida una lámpara ultravioleta (13) para optimizar la depuración.
6. Un equipo de depuración de aguas residuales procedentes de unas centrales hortofrutícolas procesadoras y de tratamientos fitosanitarios en el campo, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la batería de columnas 9 de carbón activado, tres en número, está montada sobre una placa giratoria (17) donde existe una cuarta botella (9) en reserva que reemplaza la botella número tres cuando la primera botella empieza a obturarse, queda retirada y reemplazada por la segunda, con la tercera colocándose en el lugar de la segunda.
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