ES2225121T3 - Dispositivo para la exposicion de liquidos a radiacion ultravioleta. - Google Patents

Abstract

Dispositivo (10) para la irradiación con rayos ultravioleta de líquidos (12), en especial de aguas residuales previamente depuradas, con una cámara de irradiación (16) a través de la que fluye el líquido (12) y en la que se hallan dispuestas fuentes de radiación ultravioleta (20), y con una cámara de descarga (18), contigua a la cámara de irradiación (16) en la dirección de la corriente (44) del líquido (12) y prevista para la descarga del líquido (12), con la forma de un canal (24) abierto por arriba con un fondo de canal (42) inferior y dos paredes laterales, y que tiene como mínimo un cuerpo de presa que presenta una pared de contención, la cual refrena la corriente del líquido (12) y forma el cierre posterior de la cámara de descarga (18), con bordes superiores de rebose sobre los que rebosa y se descarga el líquido embalsado (12), caracterizado por el hecho de que la pared de contención (26) se extiende en la dirección de la corriente (44) como prolongación elevada hacia arriba del fondo de canal (42), en diagonal desde el extremo anterior hacia el extremo posterior de la cámara de descarga (18), formando con el fondo de canal (42) un ángulo plano de valor comprendido en el intervalo entre 10º y menor de 60º, por el hecho de que en la pared de contención inclinada (26) se encuentran dispuestos varios cuerpos de presa individuales separados entre sí, por el hecho de que los cuerpos de presa están formados por tubos (28), huecos y abiertos por los dos extremos, que se extienden hacia arriba y cuyos extremos superiores constituyen bordes de rebose (30), y por el hecho de que la pared de contención (26) está provista, en los lugares en los que los tubos (28) se encuentran fijados a la pared de contención (26), de aberturas (46) que se corresponden con las secciones transversales de los tubos para la descarga del líquido (12) que se desborda por encima de los bordes de rebose (30) de los tubos (28), y por el hecho de que los extremos superiores de los tubos (28) individualesse encuentran en un mismo nivel de altura (40), de que los tubos (28) están dispuestos de forma perpendicular u oblicua con respecto a la dirección de la corriente (44), y de que sus bordes de rebose (30) se extienden paralelos al fondo del canal (42).

Description

Dispositivo para la exposición de líquidos a radiación ultravioleta.

La invención se refiere a un dispositivo para la irradiación con rayos ultravioleta de líquidos.

Los dispositivos de ese tipo son necesarios preferentemente en las instalaciones depuradoras. Antes de que las aguas residuales procedentes de la instalación depuradora y purificadas (o previamente purificadas) sean descargadas en las aguas naturales, se ha de proceder cada vez con más frecuencia a una desinfección. Con esta finalidad se someten las aguas residuales purificadas por la instalación depuradora a una irradiación ultravioleta (irradiación con rayos UV).

Los dispositivos previstos para ello poseen una cámara de irradiación, a través de la cual circulan las aguas residuales. En la cámara de irradiación se encuentran las fuentes de radiación ultravioleta, constituidas por lámparas de rayos ultravioleta, las cuales están envueltas por tubos de protección de cuarzo para protegerlas de las aguas residuales. Estos tubos de protección son transparentes a los rayos ultravioleta, que de esa manera pueden alcanzar las aguas residuales.

Además de la cámara de irradiación, los dispositivos conocidos comprenden una cámara de descarga contigua a la cámara de irradiación, a la que llegan las aguas residuales expuestas a la radiación ultravioleta, y desde esa cámara de descarga se evacúan las aguas residuales, ahora purificadas y desinfectadas, en el sistema de desagüe.

Por el documento EP-0687201-B1 se conoce por ejemplo un dispositivo correspondiente, en el que la cámara de irradiación tiene la forma de una cámara completamente cerrada a modo de tubo. Por medio de una presión se hacen pasar las aguas residuales a través de la cámara de irradiación, lo que provoca una elevada velocidad de circulación de las aguas residuales en esa cámara de irradiación.

El documento DE-4206596-A1 describe un dispositivo de desinfección por rayos ultravioleta para el tratamiento de líquidos con una cámara de irradiación a través de la cual circula el líquido y en la que se encuentran dispuestas las fuentes de radiación ultravioleta, y una cámara de descarga, contigua a la cámara de irradiación en la dirección de la corriente del líquido y prevista para la descarga del líquido. La cámara de descarga tiene la forma de un canal abierto por arriba, con un fondo de canal y dos paredes laterales, y posee un cuerpo de presa que presenta una pared de contención que refrena la corriente del líquido y forma el cierre posterior de la cámara de descarga, con bordes superiores de rebose sobre los que rebosa y se descarga el líquido embalsado. La pared de contención se extiende en la dirección de la corriente como prolongación elevada hacia arriba del fondo del canal, en diagonal hacia el extremo posterior de la cámara de descarga formando un ángulo plano.

En los dispositivos de este tipo, la cámara de descarga contigua a la cámara de irradiación posee piezas añadidas, que sirven como cuerpos de presa, en forma de paredes de cierre, conformadas por ejemplo a modo de tapas de cierre, presas de rebose o presas accionadas por motor, y que se extienden perpendicularmente a la dirección de la corriente de las aguas residuales en circulación. Delante de esas piezas añadidas se embalsa el agua, y después se descarga al sistema de desagüe sobre los llamados bordes de rebose, esto es, por encima de los límites superiores o por debajo de las tapas de cierre, para ser conducida a las aguas naturales.

En los dispositivos conocidos, las piezas añadidas de la cámara de descarga que sirven como cuerpos de presa comprenden varias cámaras individuales situadas unas junto a otras, de forma rectangular o también triangular, con paredes de cierre verticales que sirven como paredes de contención, por cuyo medio aumenta en su conjunto la longitud de los bordes de rebose para las aguas residuales. Como consecuencia puede verterse un volumen relativamente grande de aguas residuales sobre los bordes de rebose, y evacuarse al sistema de desagüe, sin una elevación sustancial del nivel del agua.

Puesto que en los dispositivos conocidos es necesaria una gran longitud de los bordes de rebose disponibles en total con el fin de evitar fuertes fluctuaciones en el nivel del agua, las dimensiones de las cámaras, vistas en la dirección de la corriente de las aguas residuales, son muy grandes, de manera que también en su conjunto el dispositivo completo requiere mucho espacio. Esto tiene como consecuencia además unos elevados costes de fabricación y de funcionamiento.

Otro inconveniente consiste en que las aguas residuales que llegan a la cámara de descarga procedentes de la cámara de irradiación chocan en la cámara de descarga contra las paredes de cierre casi verticales de las piezas añadidas, y allí son refrenadas. Se forma por este medio un reflujo, que se puede extender hasta la cámara de irradiación que se encuentra delante de la cámara de descarga, y que provoca una corriente no uniforme de las aguas residuales en esa cámara de irradiación. Pero una corriente no uniforme de ese tipo supone un inconveniente para el tratamiento de las aguas residuales por medio de rayos ultravioleta. Es cierto que se puede prever un espacio libre para las aguas residuales, a modo de zona de apaciguamiento, entre la cámara de irradiación y la cámara de descarga, con el fin de evitar que el reflujo se extienda hasta la cámara de irradiación, pero es evidente que debido a una zona de apaciguamiento de ese tipo las dimensiones totales del dispositivo aumentan más todavía, de manera que los costes del correspondiente dispositivo se elevan una vez más.

Motiva la invención el problema de crear un dispositivo para la irradiación con rayos ultravioleta de líquidos, en especial de aguas residuales previamente depuradas, que se pueda construir de manera sustancialmente más económica y con mayor ahorro de espacio manteniendo una desinfección y tratamiento óptimos de los líquidos. Aquí no ha de tener importancia el hecho de que la cámara de irradiación se realice como cámara cerrada por todos los lados, o de la manera ya conocida por sí como cámara constituida por un canal abierto hacia arriba, con un fondo y dos paredes laterales.

La solución de este problema tiene lugar en el dispositivo que se propone en el concepto general de la reivindicación 1 por medio de las características de la parte caracterizadora de esa reivindicación 1.

En la invención, la pared de contención o la pared de cierre contra la que chocan las aguas residuales que fluyen se extiende, como prolongación elevada hacia arriba del fondo de canal, en diagonal desde el extremo anterior hacia el extremo posterior de la cámara de descarga, formando con el fondo de canal un ángulo plano de menos de 60º. Las aguas residuales que fluyen, por consiguiente, ya no chocan contra una pared de contención vertical. En lugar de eso, las aguas residuales son refrenadas poco a poco por la pared de contención inclinada, de manera que la velocidad de la corriente sólo se modifica de manera irrelevante. Esto significa que no se produce ningún reflujo del líquido, o sólo un reflujo insignificante, y que en consecuencia la corriente uniforme del líquido que se trata de conseguir en la cámara de irradiación no resulta afectada o sólo de manera no sustancial. En consecuencia, en la invención se puede prescindir de una zona de apaciguamiento entre la cámara de irradiación y la cámara de descarga, con lo que se pueden reducir los costes del dispositivo conforme a la invención. También se pueden disminuir los requerimientos totales de espacio del dispositivo conforme a la invención.

Conforme a la invención se encuentran dispuestos además en la pared de contención inclinada varios cuerpos de presa individuales separados unos de otros. Cada cuerpo de presa está formado por un tubo hueco y abierto por los dos extremos que se extiende hacia arriba. Los extremos superiores de los tubos constituyen los bordes de rebose para que rebosen y se descarguen las aguas residuales. En los lugares en que los tubos están fijados a la pared de contención, la pared de contención está provista de aberturas que se corresponden con las secciones transversales de los tubos para la descarga del líquido que se desborda por encima de los bordes de rebose de los tubos.

Cada tubo tiene en su extremo superior bordes de rebose predeterminados por el perímetro del tubo. Puesto que se encuentra prevista una pluralidad de tubos, se obtiene como resultado en total, en lo que respecta a los bordes de rebose, una gran longitud de los bordes de rebose disponibles en conjunto para el líquido, de manera que incluso en el caso de que se origine un gran caudal de aguas residuales el dispositivo puede trabajar con fluctuaciones del nivel del agua relativamente pequeñas, y es posible mantener unas dimensiones reducidas de la cámara de descarga en dirección longitudinal. A causa de la pared de contención dispuesta de forma inclinada, la corriente del líquido sólo se refrena poco a poco, de manera que el líquido puede subir de forma tranquila, sin que se forme un reflujo. En el caso de que aumente el acceso de líquido, el volumen adicional embalsado de aguas residuales se puede descargar por lo demás sin problemas por encima de los bordes de rebose formados por la pluralidad de los tubos. En este caso la corriente existente en la cámara de irradiación se mantiene uniforme en la forma deseada, de manera que queda garantizada una irradiación con rayos ultravioleta del líquido de manera óptima.

En una forma de realización conveniente de la invención está previsto que la pared de contención inclinada forme un ángulo plano de entre 10º y 50º con el fondo de canal del canal abierto. En pruebas prácticas se ha demostrado que dentro de estos márgenes queda garantizado un funcionamiento eficaz del dispositivo conforme a la invención.

Otra forma de realización de la invención prevé que la pared de contención inclinada pueda pivotar dentro del intervalo de ángulos comprendido entre 10º y 50º, y se pueda ajustar a los valores de ángulo deseados dentro de ese intervalo. Esta medida permite adaptar el dispositivo a los caudales de aguas residuales que se esperan durante el funcionamiento.

En otra forma de realización conveniente de la invención, el extremo superior exterior de la pared de contención inclinada se extiende como mínimo hasta el nivel de altura de los extremos superiores de los tubos, constituyendo en ese caso ese extremo superior exterior de la pared de contención otro borde de rebose para el líquido. Resulta ventajoso además el hecho de que en el extremo superior exterior de la pared de contención inclinada se halle prevista una pieza terminal que se pueda ajustar en cuanto a altura, de manera que el borde de rebose formado por la pieza terminal se pueda ajustar a un nivel de altura por encima de los bordes de rebose de los tubos individuales. Por este medio se puede conseguir de una manera sencilla en la puesta en funcionamiento del dispositivo un ajuste o incluso un reajuste.

Conforme a otra forma de realización ventajosa de la invención, los tubos se encuentran dispuestos, vistos en la dirección de la corriente del líquido, unos tras otros en varias hileras, hallándose las hileras adyacentes desplazadas en diagonal la una con respecto a la otra.

Los tubos que se extienden hacia arriba forman para el líquido que circula, con sus paredes, una especie de pared de contención cuyo efecto está ciertamente limitado por el hecho de que los tubos tienen una forma redonda. Por medio de la disposición desplazada se garantiza que el reflujo provocado por los tubos sobre el líquido en circulación se mantenga dentro de unos límites suficientes para que ese reflujo no afecte de manera desventajosa a la velocidad de circulación uniforme del líquido que se trata conseguir en la cámara de irradiación.

Otras formas de realización ventajosas de la invención se deducen de las reivindicaciones secundarias y de las ilustraciones.

La invención se explica a continuación de forma más detallada con ayuda del ejemplo de construcción que se representa en las ilustraciones. Se muestra:

en la fig. 1, una vista lateral esquemática de un dispositivo para la irradiación con rayos ultravioleta de líquidos, con una cámara de descarga,

en la fig. 2, una vista en planta de la pared de contención conforme a la fig. 1, y

en la fig. 3, una vista lateral de la pared de contención conforme a la fig. 2.

La representación de la fig. 1 muestra un dispositivo 10 conforme a la invención para la irradiación con rayos ultravioleta de aguas residuales 12 previamente depuradas, procedentes de una instalación depuradora que no se representa. El dispositivo 10 está conformado a modo de canal 24 abierto hacia arriba, con un fondo de canal 42 y dos paredes laterales que se extienden verticalmente.

El dispositivo 10 comprende una cámara de entrada 14, a través de la cual son conducidas las aguas residuales 12 al dispositivo 10, y contigua a la cámara de entrada se encuentra una cámara de irradiación 16. A la cámara de irradiación 16 le sigue una cámara de descarga 18, de la que se evacúan las aguas residuales 12 para conducirlas al ciclo natural del agua.

En la cámara de irradiación 16 se encuentran fuentes de radiación ultravioleta 20, dispuestas de manera espaciada unas junto a otras y unas sobre otras, que se extienden en la dirección de la corriente 44 de las aguas residuales 12. Las fuentes de radiación ultravioleta 20 se encuentran dispuestas en un bastidor 22, de manera que esas fuentes de radiación ultravioleta se pueden introducir desde arriba en el canal abierto 24. Las fuentes de radiación ultravioleta 20 también pueden encontrarse dispuestas perpendicularmente a la dirección de la corriente 44 de las aguas residuales.

En la cámara de descarga 18 se encuentra una pared de contención que se extiende de forma inclinada, formando un ángulo plano 32, la cual constituye prácticamente al comienzo de la cámara de descarga 18 una prolongación del fondo del canal 42 elevada en diagonal hacia arriba.

Tal como también se puede percibir en la vista en planta conforme a la fig. 2 y en la vista lateral conforme a la fig. 3, en la pared de contención 26 inclinada se encuentran tubos 28 dispuestos verticalmente, cada uno de los cuales está abierto por sus dos extremos. Los extremos superiores de los tubos 28 constituyen bordes de rebose para las aguas residuales 12. La pared de contención 26 inclinada está provista, en aquellos lugares en los que los tubos 28 están fijados en la pared de contención 26, de aberturas 26 que se corresponden con las secciones transversales de los tubos. Las aguas residuales 12 que se desbordan por encima de los bordes de rebose 30 de los tubos 28 se pueden descargar en consecuencia través de las aberturas inferiores de los tubos o a través de las aberturas inferiores 46 de la pared de contención 26 inclinada, y ser conducidas al sistema de desagüe o al ciclo natural del agua.

En el dispositivo conforme a la invención se prescinde, así pues, de una pared de contención dispuesta perpendicularmente a la dirección de la corriente 44 de las aguas residuales 12. Antes bien, la pared de contención 26 se extiende formando un ángulo plano, en diagonal y ligeramente ascendente, de manera que las aguas residuales que llegan a la cámara de descarga 18 no son refrenadas de una manera abrupta y repentina, sino sólo de forma paulatina. Por este medio se puede evitar un reflujo de las aguas residuales 12, de manera que, conforme a lo deseado, el perfil de la corriente en la cámara de irradiación 16 no resulte en absoluto afectado o sólo de un modo inapreciable.

El dispositivo 10 funciona también de forma satisfactoria cuando tiene lugar un acceso de un mayor caudal de aguas residuales 12. Ya que gracias a la pluralidad de tubos 28 se garantiza que puedan también descargarse de la cámara de irradiación 16 grandes volúmenes de aguas residuales 12 sin ningún impedimento y sin que se produzcan grandes fluctuaciones en el nivel del agua.

El extremo superior exterior de la pared de contención 26 inclinada, que se extiende a través de toda la anchura del canal 24, llega como mínimo hasta el nivel de altura 40 de los extremos superiores de los tubos 28. Tal como muestran las figs. 1 y 3, en los extremos superiores exteriores de la pared de contención 26 inclinada se encuentra una pieza terminal 36, y por medio de la flecha doble 38 se indica que esta pieza terminal 36, que tiene un recorrido vertical, se puede ajustar en dirección perpendicular a la dirección de la corriente 44. El lado superior de la pieza terminal 36 constituye para las aguas residuales 12 otro borde de rebose 34. Por medio del ajuste de la pieza terminal 36 en dirección vertical se puede influir sobre el nivel de las aguas residuales 12 en la cámara de descarga 18; en la fig. 3 se representa cómo es posible ajustar el nivel a una altura 48.

En las representaciones de las figs. 1 a 3, los tubos 28 se encuentran dispuestos perpendicularmente a la dirección de la corriente 44. Sin embargo, en el marco de la invención es posible también disponer los tubos con una inclinación que difiera de la perpendicular, sin que resulte con ello afectada la manera de funcionar del dispositivo 10 conforme a la invención. En cada caso los bordes de rebose 30 de los tubos 28 se extienden paralelamente al fondo del canal 42.

En el caso normal, los tubos 28 tienen una sección transversal de forma circular, pero también es posible que los tubos tengan otra forma, por ejemplo una forma elíptica.

Se ha demostrado que para un funcionamiento óptimo del dispositivo 10 conforme a la invención resulta apropiado el hecho de que los tubos 28 estén conformados de idéntica manera, con excepción, naturalmente, de la longitud, la cual, a causa de la pared de contención 26 inclinada, es diferente para que los bordes de rebose 30 se encuentren en un mismo nivel. La separación más pequeña de los tubos 28 entre sí equivale como mínimo a la mitad del radio interior de los tubos. Con una disposición de este tipo, el dispositivo conforme a la invención funciona en condiciones óptimas.

En el marco de la invención puede constituir también una ventaja el hecho de dar a los extremos superiores de los tubos 28 forma de embudo. Por este medio se aumenta en el extremo superior en embudo el perímetro de los tubos, de manera que se incrementa en total la longitud disponible de los bordes de rebose 30, y se puede descargar un mayor volumen de aguas residuales 12 por los tubos 28.

Claims (9)

1. Dispositivo (10) para la irradiación con rayos ultravioleta de líquidos (12), en especial de aguas residuales previamente depuradas, con una cámara de irradiación (16) a través de la que fluye el líquido (12) y en la que se hallan dispuestas fuentes de radiación ultravioleta (20), y con una cámara de descarga (18), contigua a la cámara de irradiación (16) en la dirección de la corriente (44) del líquido (12) y prevista para la descarga del líquido (12), con la forma de un canal (24) abierto por arriba con un fondo de canal (42) inferior y dos paredes laterales, y que tiene como mínimo un cuerpo de presa que presenta una pared de contención, la cual refrena la corriente del líquido (12) y forma el cierre posterior de la cámara de descarga (18), con bordes superiores de rebose sobre los que rebosa y se descarga el líquido embalsado (12), caracterizado por el hecho de que la pared de contención (26) se extiende en la dirección de la corriente (44) como prolongación elevada hacia arriba del fondo de canal (42), en diagonal desde el extremo anterior hacia el extremo posterior de la cámara de descarga (18), formando con el fondo de canal (42) un ángulo plano de valor comprendido en el intervalo entre 10º y menor de 60º, por el hecho de que en la pared de contención inclinada (26) se encuentran dispuestos varios cuerpos de presa individuales separados entre sí, por el hecho de que los cuerpos de presa están formados por tubos (28), huecos y abiertos por los dos extremos, que se extienden hacia arriba y cuyos extremos superiores constituyen bordes de rebose (30), y por el hecho de que la pared de contención (26) está provista, en los lugares en los que los tubos (28) se encuentran fijados a la pared de contención (26), de aberturas (46) que se corresponden con las secciones transversales de los tubos para la descarga del líquido (12) que se desborda por encima de los bordes de rebose (30) de los tubos (28), y por el hecho de que los extremos superiores de los tubos (28) individuales se encuentran en un mismo nivel de altura (40), de que los tubos (28) están dispuestos de forma perpendicular u oblicua con respecto a la dirección de la corriente (44), y de que sus bordes de rebose (30) se extienden paralelos al fondo del canal (42).

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la pared de contención (26) inclinada puede pivotar dentro de un intervalo de ángulos de entre 10º y 50º, y se puede ajustar al valor de ángulo deseado.

3. Dispositivo según una de las anteriores reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por el hecho de que el extremo superior exterior de la pared de contención (26) inclinada se extiende hasta el nivel de altura (40) de los extremos superiores de los tubos (28) y constituye otro borde de rebose (34) para el líquido (12).

4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado por el hecho de que en el extremo superior exterior de la pared de contención (26) inclinada se halla prevista una pieza terminal (36) que se puede ajustar en cuanto a altura (38), de manera que el borde de rebose (34) constituido por esa pieza terminal (36) se puede ajustar a un nivel de altura que esté tanto por encima como por debajo de los bordes de rebose (34) de los tubos (28) individuales.

5. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los tubos (28), vistos en la dirección de la corriente (44) del líquido (12), se encuentran dispuestos unos tras otros en varias hileras, y de que las hileras adyacentes se encuentran desplazadas en diagonal la una con respecto a la otra.

6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los tubos (26) tienen una sección transversal de forma circular.

7. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que los tubos dispuestos verticalmente tienen una sección transversal con una forma que difiere de la circular.

8. Dispositivo según una de las anteriores reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por el hecho de que los tubos (26) están conformados de idéntica manera, con la excepción de la longitud del tubo, y de que la separación más pequeña de los tubos entre sí equivale como mínimo a la mitad de su radio interior.

9. Dispositivo según una de las anteriores reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que los extremos superiores de los tubos (26) individuales (28) están hechos con forma de embudo.