ES2260602T3

ES2260602T3 - Procedimiento de limpieza y liquido para cuerpos de ventilacion.

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Publication number: ES2260602T3
Application number: ES03702182T
Authority: ES
Inventors: Wilhelm Frey
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: AU2003205410A1; ATA692002A; AT411359B; TR200301250T1; EP1472019A1; DE50302661D1; EP1472019B1; WO2003059537A1; ATE320323T1; PT1472019E

Abstract

Procedimiento para la limpieza de elementos (1) de ventilación provistos con poros u orificios en tanques (2) ventilados de instalaciones de depuración de aguas residuales o de tratamiento de aguas, en el que se somete el campo (4) del ventilador formado por los elementos (1) de ventilación y las tuberías (3) que los unen a un líquido de limpieza, que se alimenta a través de tuberías adicionales, tales como por ejemplo tuberías (5) de caída, que unen el campo (4) del ventilador con una tubería (6) de distribución, y en el que está previsto una etapa de limpieza, en la que se llena el campo (4) del ventilador con el líquido de limpieza y a razones de presión, que provocan el paso del líquido de limpieza a través de los poros u orificios de los elementos (1) de ventilación, y en el que en una etapa de limpieza adicional tras un tiempo de acción variable del líquido de limpieza en los poros u orificios de los elementos (1) de ventilación vuelve a vaciarse el campo (4) del ventilador, caracterizado porque el líquido de limpieza contiene un agente para asegurar un medio alcalino con un valor de pH de al menos 10, preferiblemente 12.

Description

Procedimiento de limpieza y líquido de limpieza para cuerpos de ventilación.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la limpieza de elementos de ventilación en tanques ventilados de instalaciones de depuración de aguas residuales o de tratamiento de aguas según el preámbulo de la reivindicación 1 así como a un agente de limpieza según la reivindicación 9.

Las instalaciones para la depuración de aguas residuales se componen esencialmente de las siguientes etapas de procedimiento o componentes, para los que a su vez existen muchas formas de realización posibles:

-: depuración de sólidos gruesos del agua residual con rejillas, criba y desarenador

-: tanque de decantación primaria para la sedimentación de sustancias que sedimentan fácilmente (opcional)

-: instalación para la eliminación biológica de fosfatos (opcional)

-: procedimiento de lodos activados en forma de instalaciones de paso (con una etapa de lodos activados separada y un tanque de decantación secundaria), balsas de aguas residuales o instalación de embalsado (reactor discontinuo secuencial, SBR/"Sequencing Batch Reactor")

-: diversas instalaciones periféricas por ejemplo para la estabilización del lodo, tratamiento del lodo, o el aprovechamiento del gas de cloaca.

A este respecto la depuración de aguas residuales se efectúa principalmente en el marco del procedimiento de lodos activados. Aquí se proporciona una ventilación suficiente del agua residual, mediante lo cual se desarrollan flóculos de lodo activado. El lodo activado se compone de bacterias y protozoos, éstos transforman las sustancias orgánicas en productos de degradación minerales, CO_{2} y agua y a este respecto se reproducen, es decir se genera una nueva biomasa. Mediante tipos de bacterias especiales ("nitrificantes") tiene lugar además la transformación de amonio en nitrito y además en nitrato. Estos procesos de transformación de sustancias requieren la presencia de oxígeno, que se introdu-
ce en los tanques ventilados en la mayoría de los casos mediante el soplado de aire con sistemas de ventilación forzada.

Los sistemas de ventilación forzada para la introducción de oxígeno en el tanque ventilado comprenden especialmente elementos de ventilación, que se disponen en el suelo de los tanques ventilados, y en los que a través de sopladores de aire comprimido y tuberías correspondientes se inyecta aire. En casos especiales también se inyecta oxígeno industrialmente puro en el tanque ventilado. Los elementos de ventilación están provistos con poros u orificios (por ejemplo membranas sintéticas perforadas), a través de los que se introduce el aire inyectado en forma de pequeñas burbujas en el medio que va a ventilarse en el tanque.

Durante el funcionamiento de estos elementos de ventilación se forman en las superficies y en los poros u orificios según el tiempo de funcionamiento, modelo del ventilador y condiciones hidroquímicas tras como media de 1 a 4 años, deposiciones, que según la teoría normal se componen sobre todo de carbonato de calcio y sustancias orgánicas. La obstrucción creciente de los poros u orificios origina una pérdida de presión creciente y de este modo un gasto de energía más elevado para la inyección del aire. Por ello disminuye la rentabilidad (el aporte de oxígeno en kg de O_{2}/kWh) del sistema de ventilación. En especial, la contrapresión puede aumentar tanto a consecuencia de los poros u orificios obstruidos, que las membranas del ventilador se deslicen desde de su posición o se rompan o que los sopladores dejen de funcionar por sobrecarga y de este modo se afecte considerablemente el poder de limpieza de la etapa de lodos activados. De este modo los elementos de ventilación deben someterse regularmente a una limpieza.

A este respecto un procedimiento de limpieza posible prevé vaciar el tanque ventilado, desmontar los elementos de ventilación y lavar cada uno de los elementos de ventilación, por ejemplo en un baño ácido de ácido clorhídrico. A continuación pueden volver a montarse los elementos de ventilación y poner en funcionamiento el tanque ventilado. Sin embargo la puesta fuera de funcionamiento y el tiempo de inactividad por ello necesarios del tanque ventilado afectan de manera decisiva a la disponibilidad y a la rentabilidad de toda la instalación.

Por tanto también se conocen procedimientos en los que con los elementos de ventilación montados se inyecta cloro o cloruro de hidrógeno en forma gaseosa en el sistema de ventilación forzada. El documento DE 33 33 602 A1 da a conocer un procedimiento, en el que en intervalos de tiempo periódicos se dosifica ácido fórmico al aire comprimido, que disuelve deposiciones calcáreas en los poros u orificios o también parcialmente en las superficies de la membrana en el lado del agua.

Los documentos US 5 597 491 y US 5 378 355 prevén proveer el campo del ventilador con un sistema de tubos separado, a través del que se conduce un líquido de limpieza a los elementos de ventilación. En este sentido se mencionan los ácidos como líquido de limpieza preferido, especialmente el cloruro de hidrógeno. Sin embargo, esta solución para la limpieza de los elementos de ventilación es compleja y cara.

En el documento US 5 051 193 se propone, para la limpieza de los elementos de ventilación llenar momentáneamente el campo del ventilador con una disolución ácida, preferiblemente una disolución de cloruro de hidrógeno.

Sin embargo, con la utilización de agentes de limpieza ácidos, especialmente de cloro o cloruro de hidrógeno, que se introducen en el sistema de ventilación forzada en forma gaseosa o como líquido se observó una corrosión aumentada de los tubos y de los distribuidores. Además, con este procedimiento existe el riesgo de destruir los cultivos de bacterias en el tanque ventilado y de este modo, de afectar a la depuración biológica del agua.

También a causa de las medidas de seguridad necesarias para el manejo del cloro o cloruro de hidrógeno estos procedimientos en la práctica resultan ser caros.

Además los ensayos más recientes en varias instalaciones han demostrado, que al contrario que en la teoría normal los carbonatos alcalinotérreos (por tanto, sobre todo la cal) y/o las sustancias orgánicas (por ejemplo la biomasa compuesta por microorganismos) no son los responsables principales de las obstrucciones en los poros u orificios que aumentan la contrapresión, sino más bien los compuestos inorgánicos precipitados o parcialmente también recristalizados tales como los (alumino)silicatos alcalino(térreo)s y ortofosfatos alcalinotérreos así como el hidrato del ácido silícico. Un agente de limpieza ácido no puede disolver tales deposiciones.

De este modo es objeto de la invención un procedimiento que también permita la utilización de agentes de limpieza alternativos y ajustados a las deposiciones que se producen en cada caso. En este sentido se prevé llenar completamente todo el campo del ventilador que se compone de los elementos de ventilación y las tuberías que los unen con un agente de limpieza en forma líquida, originando mediante la presión hidrostática, a través de las bombas del agente de limpieza o los sopladores de aire una presión suficiente, para comprimir el agente de limpieza a través de los poros u orificios de la membrana del ventilador. Después de un tiempo de acción variable vuelve a vaciarse el campo del ventilador por medio de aire comprimido. Este procedimiento puede repetirse varias veces y llevarse a cabo también con el tanque lleno. Según la reivindicación 1 se prevé que el líquido de limpieza contenga un agente para asegurar un medio alcalino con un valor de pH de al menos 10, preferiblemente 12. Según el estado de la técnica no se tuvo en cuenta la utilización de agentes de limpieza alcalinos, porque a causa de un conocimiento insuficiente acerca de la composición de las deposiciones en los poros u orificios la utilización de agentes de oxidación o ácidos en forma gaseosa pareció ser completamente suficiente. Además es una teoría habitual, el mantener el campo del ventilador seco en su mayor parte, por ejemplo para impedir daños en las tuberías tales como una corrosión.

Además, con los líquidos de limpieza según la reivindicación 1 de la invención se ha demostrado, que puede dejarse de lado el riesgo de un perjuicio del sistema de tuberías. Por lo menos es suficiente inundar el campo del ventilador sólo durante aproximadamente una hora con el agente de limpieza según la invención, después de lo cual los poros u orificios de la membrana del ventilador están limpios en su mayor parte y la instalación puede volver a utilizarse durante años. Esto es especialmente posible porque la composición del líquido de limpieza según la invención considera los conocimientos más recientes acerca de la naturaleza de las deposiciones y puede disolver también deposiciones tales como (alumino)silicatos alcalino(térreo)s y ortofosfatos alcalinotérreos así como hidrato de ácido
silícico.

Las reivindicaciones 2 a 7 se refieren a formas de realización ventajosas del procedimiento según la invención y las reivindicaciones 9 y 10 a realizaciones ventajosas del agente de limpieza según la invención. La reivindicación 8 reivindica el uso de un líquido de limpieza que contiene un agente para asegurar un medio alcalino con un valor de pH de al menos 10, preferiblemente 12, para la limpieza de elementos de ventilación provistos de poros u orificios en tanques ventilados de instalaciones de depuración de aguas residuales o de tratamiento de aguas.

A continuación se describirá con más detalle la invención con ayuda de la figura 1 anexa.

A este respecto la figura 1 muestra un diseño esquemático de un tanque 2 ventilado, en cuya proximidad al suelo se encuentra el campo 4 del ventilador. En este sentido el campo 4 del ventilador se compone de los elementos 1 de ventilación así como de las tuberías 3 que los unen. En la figura 1 sólo se representa un campo del ventilador con una fila de elementos 1 de ventilación así como una tubería 3, sin embargo también puede haber varios campos del ventilador con tubos 3 dispuestos paralelamente y elementos 1 de ventilación alimentados por los mismos. Los elementos 1 de ventilación están equipados con una membrana perforada o fritas con poros u orificios.

El campo 4 del ventilador está unido a un soplador 7 a través de tuberías adicionales, pudiendo variar por supuesto la forma de realización concreta y la conducción de las tuberías.

En la figura 1 se representa una posible construcción del entubado. Desde el soplador 7 una tubería 17 de aire principal con cierre 18 de mariposa conduce hacia el tanque 2 ventilado. En la corona del tanque la tubería 6 de distribución se conduce a lo largo del tanque 2. Allí los tubos 5 de caída se ramifican hacia el campo 4 del ventilador. Los tubos 5 de caída desembocan en un tubo 15 de distribución conducido paralelamente con respecto a la pared del tanque en el que las tuberías 3 derivadas se ramifican en ángulo recto. En las tuberías 3 derivadas se montan los elementos 1 de ventilación.

Sin embargo la forma de conducción de los tubos puede presentar diferentes realizaciones y dependerá de las necesidades técnicas de la instalación en concreto. El punto decisivo se encuentra en unir de manera convenientemente uno o varios sopladores 7 con los elementos 1 de ventilación dispuestos en el tanque 2 ventilado a través de
tuberías.

Además pueden preverse tuberías 8 de desagüe que con un funcionamiento normal del tanque ventilado sirven para evacuar el agua que ha entrado en los elementos 1 de ventilación y las tuberías 3. Las tuberías 8 de desagüe pueden ramificarse por ejemplo de un tubo 16 colector, en el que desembocan las tuberías 3 paralelas.

Durante el funcionamiento de la instalación en el tanque 2 ventilado se encuentran aguas 19 residuales, que se someten a una actividad microbiológica. La ventilación de las aguas residuales necesaria para ello se efectúa mediante un soplador 7 que comprime a presión aire u oxígeno en un sistema de tuberías, de modo que el gas introducido se distribuye en los elementos 1 de ventilación. Con una obstrucción creciente de los poros u orificios de los elementos 1 de ventilación aumenta la contrapresión y el grado de acción de la instalación del ventilador disminuye decisivamente. Según la teoría normal, las deposiciones se identificaron como carbonatos alcalinotérreos y por tanto, los procedimientos de limpieza se ajustaron a la eliminación de carbonatos alcalinotérreos. Tal como han demostrado los análisis químicos así como los ensayos con microsonda por haz electrónico más recientes en y dentro de los poros u orificios de las membranas del ventilador se encuentran sobre todo también compuestos inorgánicos precipitados o recristalizados tales como (alumino)silicatos alcalino(térreo)s y ortofosfatos alcalinotérreos así como hidrato del ácido silícico. Esto explica por qué la limpieza de las membranas del ventilador con ayuda de los procedimientos habituales sólo se lograba de una manera insuficiente y por qué por ello tras una limpieza aparecía una nueva obstrucción de una manera relativamente rápida. Sin embargo una limpieza de los poros u orificios puede llevarse a cabo con ayuda del procedimiento según la invención así como del líquido de limpieza según la invención de una manera rápida y sin necesidad de un vaciado del tanque 2 ventilado.

El líquido de limpieza según la invención se basa en una lejía fuerte con valores de pH de al menos 10, preferiblemente sin embargo superior a 12. Esto se consigue por ejemplo mediante la adición de hidróxido de potasio en una cantidad de desde el 0,1 hasta el 15% en peso (porcentaje en peso), preferiblemente del 2,5% en peso. Preferiblemente contiene además un agente que con iones alcalinotérreos forma en agua complejos disueltos y de este modo impide la deposición de (alumino)silicatos alcalinotérreos, ortofosfatos alcalinotérreos, pero también de carbonatos alcalinotérreos. Para ello son adecuados los formadores de complejos inorgánicos y orgánicos, por ejemplo EDTA (ácido etilendiaminotetraacético) que se añade a la mezcla en forma de EDTA-sal de sodio en cantidades de desde el 0,05 hasta el 5% en peso, preferiblemente el 3%.

Con frecuencia las deposiciones en los poros u orificios de la membrana representan incrustaciones duras, cuya sola degradación mediante procesos químicos requeriría un tiempo más largo. Por ello una forma de realización adicional del agente de limpieza según la invención prevé un efecto de limpieza mecánico adicional que se efectúa mediante la adición de peróxido de hidrógeno (H_{2}O_{2}) en cantidades de desde el 0,1 hasta el 10% en peso, preferiblemente del 4% en peso. Bajo las condiciones alcalinas en el líquido de limpieza se produce una degradación del peróxido de hidrógeno con liberación de oxígeno molecular. Dado que el agente de limpieza según la invención se comprime a presión en los elementos de ventilación y a través de los poros u orificios, el líquido de limpieza y el peróxido de hidrógeno contenido en el mismo entran en los espacios libres entre los poros de la membrana o los orificios y las deposiciones, lo que se facilita mediante la adición a la mezcla de un tensioactivo para disminuir la tensión superficial. En contacto con las superficies de las deposiciones se produce una degradación considerable del peróxido de hidrógeno y una liberación considerable de oxígeno, lo que conduce a una conducción efectiva. Finalmente durante el movimiento de convección se arrancan partes de las deposiciones y de este modo se limpian rápidamente los poros u orificios. A este respecto un catalizador correspondiente, que se añade a la mezcla en cantidades de desde el 0,001 hasta el 0,5% en peso, preferiblemente del 0,02% en peso, acelera la degradación del peróxido de hidrógeno. Preferiblemente el tensioactivo es antiespumante y se añade en cantidades de desde el 0,01 hasta el 2% en peso, preferiblemente del 0,1% en peso. Para poder almacenar el líquido de limpieza durante un tiempo más largo, el peróxido de hidrógeno debe conservarse separado de la composición alcalina que contiene el hidróxido de potasio, los formadores de complejos, el tensioactivo y el catalizador de H_{2}O_{2}. Las indicaciones de las cantidades mencionadas anteriormente en % en peso se refieren en este caso al peso total correspondiente de cada uno de los dos componentes.

Ahora para la aplicación del procedimiento de limpieza según la invención es necesario prever dos contenedores 9, 10 de los que uno contiene la composición alcalina descrita anteriormente con el hidróxido de potasio, los formadores de complejos, el tensioactivo y el catalizador de H_{2}O_{2} y el segundo, el peróxido de hidrógeno. La mezcla de los dos componentes se lleva a cabo sólo dentro del sistema de tuberías que conduce hacia los elementos 1 de ventilación. Para ello puede preverse para las tuberías 13, 14 de desagüe a partir de los contenedores 9, 10 por ejemplo una boca de empalme con forma de Y, que desemboca en la tubería 6 de distribución. A este respecto será conveniente equipar las tuberías 13, 14 de desagüe con dispositivos 11 de cierre y bombas 12.

En caso de que deba realizarse una limpieza de los elementos 1 de ventilación, se interrumpe la alimentación de aire comprimido del soplador 7 con el tanque 2 ventilado lleno o vacío, se abren los dispositivos 11 de cierre hacia los contenedores 9, 10 y las bombas 12 se ponen en funcionamiento. De este modo se bombean los dos componentes del líquido de limpieza según la invención desde sus contenedores 9, 10 correspondientes hacia las tuberías 13, 14 de desagüe y, según el tipo de entubado del campo, por ejemplo hacia la tubería 6 de distribución. A continuación se produce un mezclado de los dos componentes del líquido según la invención y su transporte hacia las tuberías 3 y los elementos 1 de ventilación. A este respecto las razones de presión originadas por las bombas 12 se seleccionan de tal manera que se produce un paso del líquido de limpieza a través de los poros u orificios de la membrana del ventilador, donde ahora puede desarrollarse la acción de limpieza. Para asegurar un contacto adecuado así como una circulación adecuada del líquido de limpieza a través de los poros u orificios puede preverse también abrir con un intervalo de aproxima-
damente de 5 a 10 minutos la alimentación de aire comprimido hacia el campo 4 de ventilador a partir del soplador 7.

Si bien el tiempo de acción necesario depende del grado de contaminación de los poros de la membrana u orificios, será por regla general inferior a una hora. Después podrá volver a vaciarse el campo 4 del ventilador mediante la apertura de la alimentación de aire comprimido a partir del soplador 7, pudiendo tener lugar el vaciado a partir de las tuberías 8 de desagüe o exclusivamente a partir de los elementos 1 de ventilación. A este respecto las sustancias contenidas en el líquido de limpieza se utilizan en una concentración, que especialmente tras la dilución hasta el volumen total del agua 19 residual que se encuentra en el tanque 2 ventilado no tienen un efecto tóxico sobre los microorganismos que viven allí y tampoco producen un deterioro de la calidad del efluente del agua residual
depurada.

La invención pretende describirse ahora con más detalle mediante dos ejemplos de aplicación.

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Ejemplo 1

La instalación de depuración de aguas residuales de una gran ciudad que se encuentra junto al mar está construida para aproximadamente 4 millones de habitantes equivalentes. El agua residual procede de los domicilios, así como de las empresas industriales y comerciales. La composición de las aguas residuales corresponde mayoritariamente a la de las aguas residuales domésticas. Son llamativos los elevados contenidos en sales, que se producen por la entrada de agua subterránea que contiene sales (agua marina). La instalación se compone de tres líneas. Cada línea se compone de dos tanques dobles, con 28 metros de ancho y 145 metros de largo. El volumen total asciende a aproximadamente 280.000 m^{3}. Para la ventilación se instalan en los 12 tanques aproximadamente 22.000 elementos de ventilación. Los tanques se ventilan continuamente, no se prevé una parada de la ventilación. Sin embargo por fallos de corriente se produce siempre de nuevo la parada de los sopladores y con ello fases sin ventilación. Después de poner en funcionamiento la línea 1, tras aproximadamente 1,5 años de tiempo de funcionamiento se produjo un empeoramiento masivo de la forma de soplado. Durante un vaciado del tanque se determinó, que las membranas se habían deslizado parcialmente de los elementos de ventilación (concretamente de los anillos
sujetadores).

Un estudio de las membranas por medio de métodos de química húmeda, difractometría de polvo así como estudios de microsondas por haz electrónico ha dado como resultado que se producen deposiciones de minerales en los poros de la membrana y en las superficies de las membranas. Las sustancias parcialmente cristalinas deben asignarse al sistema alcalinotérreos-aluminio-ortofosfato-silicato. El operador de la instalación había sometido las membranas de esta línea a una limpieza mecánica y a un lavado con ácido clorhídrico. Un estudio de microsondas por haz electrónico de estas membranas limpiadas de esta manera había mostrado, que podían eliminarse los fosfatos alcalinotérreos, pero que sin embargo los silicatos o los ácidos silícicos amorfos habían continuado estando presentes en los poros. El operador llenó el tanque, en el que estaban montadas las membranas limpiadas de esta manera, con aproximadamente medio metro de agua y lo ventiló durante 3 semanas. De este modo se produjeron por un crecimiento de algas deposiciones de cal masivas y una obstrucción adicional de los poros de la membrana con carbonatos de calcio (de magnesio). El objetivo de una limpieza de prueba de un campo del ventilador o varios campos del ventilador de este tanque fue eliminar tanto las deposiciones de cal que acababan de añadirse, como las obstrucciones de silicato que habían quedado. La limpieza se realizó con el tanque vaciado. En los ensayos previos se determinaron los componentes de la disolución de limpieza, y se sometió a prueba la resistencia de los materiales que entraban en contacto con la disolución de limpieza. Para medir el éxito de la limpieza se instaló entre la tubería de distribución y la tubería de caída un dispositivo de medición para la corriente de masa de aire y la presión. Se presurizó un campo con 170 ventiladores con aproximadamente 6 m^{3} de aire por ventilador y hora. Se midió la contrapresión en el extremo superior del tubo de caída para dar 9,5 kPa. Entonces se llenó el campo del ventilador en caída libre con disolución de limpieza ácida (1,4 moles por litro de ácido nítrico, HNO_{3}). Durante un tiempo de acción de 40 minutos se abrió la alimentación de aire varias veces, para bombear la disolución de limpieza a través de los poros y así poder desarrollar allí su efecto. El vaciado del campo del ventilador tiene lugar mediante la apertura de la alimentación de aire a través de la tubería de desagüe abierta y parcialmente también a través de los ventiladores. Entonces volvió a ajustarse un caudal de aire de aproximadamente 6 m^{3} por hora y ventilador y se midió la contrapresión para dar 8,0 kPa. En la siguiente etapa del procedimiento de limpieza se condujo una disolución compuesta de 2 componentes en caída libre al entubado del campo del ventilador. El primer componente de la disolución de limpieza estaba compuesto de 25 kg de hidróxido de potasio, aproximadamente 30 kg de BASF Trilon B (EDTA-Na), aproximadamente 1 kg de un tensioactivo antiespumante (BASF Plurafac LF 431) y aproximadamente 200 g de un catalizador para la degradación controlada de peróxido de hidrógeno. Estos componentes se disolvieron en parte previamente, en parte se suplementaron directamente hasta un volumen total de 1.000 litros. El segundo componente eran 75 kg de peróxido de hidrógeno (al 50%), llenado hasta 1.000 litros. Durante el tiempo de acción de aproximadamente 50 minutos se abrió varias veces la alimentación de aire y posteriormente se llenaron nuevas disoluciones de limpieza. Mediante esto pudo bombearse la disolución de limpieza a través de los poros u orificios y ponerse en contacto con las deposiciones. Posteriormente se desalojaron del sistema las disoluciones de limpieza mediante la apertura de la alimentación de aire a través de las tuberías de desagüe y los elementos de ventilación. A continuación de la limpieza se llenó el campo del ventilador con agua de lavado en caída libre y se abrió la alimentación de aire varias veces durante de 1 a 5 minutos y posteriormente se suplementó agua de lavado. El vaciado del campo del ventilador volvió a tener lugar mediante la apertura de la alimentación de aire, parcialmente a través de las tuberías de desagüe, pero también a través de los elementos de ventilación. Posteriormente se presurizaron los elementos de ventilación aproximadamente durante 1 hora con un caudal de aire de 6 m^{3} por ventilador y hora. La contrapresión ascendió ahora a 5,6 kPa.

Las disoluciones de limpieza se prepararon en contenedores de muestra de 1 m^{3}. Para disolver los componentes parcialmente sólidos se utilizó un recipiente de 110 litros con una bomba de circulación. La unión entre los contenedores de muestra y el entubado tuvo lugar mediante tubos flexibles.

La pérdida de presión de un elemento de ventilación nuevo se encuentra, según las indicaciones del fabricante, en el caso de un caudal de aire de aproximadamente 6 m^{3} por ventilador y hora, en aproximadamente 4,0-4,5 kPa, debiendo considerarse que en la medición de la presión para todo el campo del ventilador se registra conjuntamente la contrapresión del intervalo de medición (medición de la masa de aire, con dos arcos de 90º y uno de 180º), de la tubería de caída (aproximadamente 8 m) y de las tuberías de distribución horizontales. (Mediante la limpieza pudo reducirse la contrapresión con esto en un 41%.)

La limpieza de todos los elementos de ventilación que se encuentran en un tanque parcial en funcionamiento por medio de disoluciones de limpieza necesita aproximadamente 14 días. En el caso de una limpieza mecánica o limpieza de las membranas en un estado desmontado por medio de disoluciones de limpieza se necesitan para la limpieza del tanque aproximadamente 5 semanas y otras 5-8 semanas para el desmontaje, la limpieza y el nuevo montaje de las membranas. Es decir en suma como mínimo 2-3 meses.

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Ejemplo 2

En la etapa de lodos activados de una instalación industrial de depuración de aguas residuales se descomponen porcentajes de aceites minerales de las aguas residuales con el procedimiento de lodos activados. La etapa de lodos activados se compone de dos tanques parciales del mismo tamaño ("oeste" y "este") que se alimentan alternativamente con aguas residuales. La cantidad de aguas residuales asciende aproximadamente a 1.000 m^{3}/h. La alimentación tiene una concentración de sales especialmente elevada de aproximadamente 12.500 mg/l de cloruro. La DBO_{5} (demanda bioquímica de oxígeno en 5 días) en la alimentación asciende a aproximadamente 150 mg/l, la de la descarga a aproximadamente 30 mg/l. El carbono y el nitrógeno están presentes en las aguas residuales en cantidad suficiente, debe añadirse fósforo. El volumen total de ambos tanques parciales asciende a 7.400 m^{3}, la ventilación tiene lugar con 4.420 ventiladores de disco. Por cada tanque parcial se instalan 13 campos con 170 ventiladores de disco cada uno. El funcionamiento de los tanques tiene lugar según el principio del reactor discontinuo secuencial. Un ciclo dura 180 minutos. En el tanque "oeste" se ventila en primer lugar durante 75 minutos, posteriormente se detiene la ventilación y se deja sedimentar el lodo activado durante 15 minutos. Entonces sigue la fase de alimentación, que dura igualmente 90 minutos. Durante la fase de ventilación y de sedimentación en el tanque "oeste" se alimenta el tanque "este", cuando en el tanque "oeste" empieza la fase de alimentación, se ventila en el tanque "este". La alimentación no se para sino que se deriva mediante compuertas al tanque "oeste" o al tanque "este".

En ensayos previos, en una instalación piloto, que han durado aproximadamente 18 meses, no se determinó ninguna influencia negativa en las membranas del ventilador, es decir ninguna contrapresión creciente. Pero tras el montaje de los elementos de ventilación en el tanque y 6 meses de tiempo de funcionamiento la presión del sistema había aumentado en aproximadamente 8,0 kPa. Tras un vaciado del tanque y un desmontaje de los elementos de ventilación se encontraron en los orificios obturadores de los cuerpos sintéticos cristales de sal (el 99% de cloruro de sodio). Una investigación, de si existían obstrucciones en los poros de la membrana y de qué tipo, no ha tenido lugar. Se ha demostrado la presencia de las zeolitas añadidas a las aguas residuales, un porcentaje de silicatos precipitados debido a las experiencias hasta el momento (con instalaciones comparables) es probable.

Para probar el procedimiento para la eliminación de las obstrucciones se limpió un campo del ventilador del tanque parcial "oeste". El tanque de lodos activos "oeste" estaba completamente lleno en ese momento. Antes de la limpieza se ensayó en experimentos de laboratorio la resistencia de los materiales de los elementos de ventilación y el entubado frente a las disoluciones de limpieza. Dado que todo el entubado del campo está compuesto de material sintético, se fijó especial atención a los empalmes del sistema de tubos. Para la determinación del éxito (reducción de la pérdida de presión) se instaló un suministro de aire separado del campo del ventilador que va a limpiarse (1,9 m^{3}/h/ventilador). Tras el desagüe del campo se midió la presión diferencial con 47,1 kPa. En el estado nuevo la presión en estas condiciones debería ascender a aproximadamente 40,0 kPa.

Las disoluciones de limpieza se mezclaron en dos contenedores. En uno se añadieron 24 kg de hidróxido de potasio (aproximadamente al 35%, estabilizado frente a la dureza) y 1 litro de disolución de catalizador en aproximadamente 500 l de agua de uso general y se llenó hasta 900 l. En el segundo contenedor también se colocaron previamente aproximadamente 500 l de agua de uso general, se añadieron 60 kg de peróxido de hidrógeno (al 30%) y se llenó hasta 900 l. El llenado del entubado del campo (con bombas) tuvo lugar a través de bocas de empalme con forma de Y en la tubería de distribución y desde allí a la tubería de caída. Las dos bombas en los contenedores se pusieron en funcionamiento simultáneamente y se prestó atención, a que la adición tuviera lugar de la manera más uniforme posible. Se bombearon de cada contenedor aproximadamente 600 l. Después se pararon las bombas, se cerraron la válvula de aire en la tubería de caída y los grifos en la pieza con forma de Y de las tuberías de bombeo. Ya pocos minutos tras el vertido pudieron observarse en la superficie del tanque burbujas de gas ascendentes (oxígeno liberado del peróxido). Al principio la "formación de las burbujas" era todavía muy irregular. Tras 10 minutos se bombearon de cada contenedor aproximadamente 50 l más. Aquí es importante, que en primer lugar se conecten las bombas y sólo entonces se abran la válvula de aire y la tubería de bombeo, si no se produce un escape de gas a través de las tuberías de bombeo. El bombeo posterior se repitió un total de 5 veces. Tras una hora de tiempo de acción se vació el entubado del campo a través de la tubería de desagüe. Una prueba de la disolución de limpieza evacuada dio como resultado una carga de sales disuelta de aproximadamente 2 kg, esto corresponde a aproximadamente 12 g por cada ventilador. Tras haber evacuado la disolución de limpieza, se volvió a inundar el entubado con agua de uso general y se vació a través de la tubería de desagüe (lavado posterior). Entonces volvió a presurizarse el campo del ventilador con el caudal de aire del suministro externo de aire y se midió la presión diferencial para dar 42,0 kPa. La comparación de ambos, con las presiones diferenciales medidas con la misma presurización de aire muestra una reducción de la pérdida de presión de 5,1 kPa.

Claims

1. Procedimiento para la limpieza de elementos (1) de ventilación provistos con poros u orificios en tanques (2) ventilados de instalaciones de depuración de aguas residuales o de tratamiento de aguas, en el que se somete el campo (4) del ventilador formado por los elementos (1) de ventilación y las tuberías (3) que los unen a un líquido de limpieza, que se alimenta a través de tuberías adicionales, tales como por ejemplo tuberías (5) de caída, que unen el campo (4) del ventilador con una tubería (6) de distribución, y en el que está previsto una etapa de limpieza, en la que se llena el campo (4) del ventilador con el líquido de limpieza y a razones de presión, que provocan el paso del líquido de limpieza a través de los poros u orificios de los elementos (1) de ventilación, y en el que en una etapa de limpieza adicional tras un tiempo de acción variable del líquido de limpieza en los poros u orificios de los elementos (1) de ventilación vuelve a vaciarse el campo (4) del ventilador, caracterizado porque el líquido de limpieza contiene un agente para asegurar un medio alcalino con un valor de pH de al menos 10, preferiblemente 12.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque en el caso del medio para asegurar un medio alcalino se trata de hidróxido de potasio (KOH).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el líquido de limpieza contiene adicionalmente combinaciones de

-: un agente, que forma complejos disueltos en agua para impedir la eliminación de carbonatos alcalinotérreos con iones alcalinotérreos, preferiblemente formadores de complejos inorgánicos u orgánicos tales como EDTA (ácido etilendiaminotetraacético),

-: un catalizador para la degradación de peróxidos inorgánicos, así como

-: un agente para reducir la tensión superficial del agua, preferiblemente tensioactivos antiespumantes y alcalirresistentes,

que forman un primer componente con el agente para asegurar un medio alcalino, y que contiene opcionalmente un segundo componente que contiene peróxidos inorgánicos solubles en agua, preferiblemente peróxido de hidrógeno (H_{2}O_{2}).

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque se aplican el primer componente del líquido de limpieza en la composición

KOH: \begin{minipage}[t]{110mm} del 0,1 al 15 por ciento en peso (con respecto al peso total del primer componente), preferiblemente el 2,5% en peso\end{minipage} EDTA - sal de sodio: \begin{minipage}[t]{110mm} del 0,05 al 5 por ciento en peso (con respecto al peso total del primer componente), preferiblemente el 3% en peso\end{minipage} Catalizador inorgánico: \begin{minipage}[t]{110mm} del 0,001 al 0,5 por ciento en peso (con respecto al peso total del primer componente), preferiblemente el 0,02% en peso\end{minipage} Tensioactivos antiespumantes: \begin{minipage}[t]{110mm} del 0,01 al 2 por ciento en peso (con respecto al peso total del primer componente), preferiblemente el 0,1% en peso\end{minipage}

y el segundo componente, en una cantidad de desde el 0,1 hasta el 10 por ciento en peso (con respecto al peso total del segundo componente), preferiblemente el 4% en peso.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para el vaciado del campo (4) del ventilador se extrae el líquido de limpieza a través de una tubería (8) de desagüe.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el vaciado del campo (4) del ventilador tiene lugar mediante la alimentación de aire comprimido a partir de un soplador (7).

7. Procedimiento según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque durante el tiempo de acción se abre momentáneamente la alimentación de aire comprimido del soplador (7) en el campo (4) del ventilador.

8. Uso de un líquido de limpieza que contiene un agente para asegurar un medio alcalino con un valor de pH de al menos 10, preferiblemente 12, para la limpieza de elementos (1) de ventilación provistos con poros u orificios en tanques (2) ventilados de instalaciones de depuración de aguas residuales o de tratamiento de aguas.

9. Líquido de limpieza para la limpieza de elementos (1) de ventilación provistos con poros u orificios en tanques (2) ventilados de instalaciones de depuración de aguas residuales o de tratamiento de aguas, caracterizado porque el líquido de limpieza contiene adicionalmente un agente para asegurar un medio alcalino con un valor de pH de al menos 10, preferiblemente 12, combinaciones de

10. Líquido de limpieza según la reivindicación 9, caracterizado porque se aplican el primer componente del líquido de limpieza en la composición