ES2399432T3

ES2399432T3 - Dispositivo de purificación anaeróbica

Info

Publication number: ES2399432T3
Application number: ES05753090T
Authority: ES
Inventors: Sjoerd Hubertus Jozef Vellinga; Jelle Hendrik De Boer; Antonius Johannes Jorna; Leonard Hubertus Alphonsus Habets
Original assignee: Paques IP BV
Current assignee: Paques IP BV
Priority date: 2005-06-10
Filing date: 2005-06-10
Publication date: 2013-04-01
Anticipated expiration: 2025-06-10
Also published as: TW200702308A; TWI422538B; MX2007014364A; CN101193826B; KR20080040622A; EP1888471A1; PL1888471T3; DK1888471T3; AU2005332712B2; CN101193826A; JP2008543534A; AU2005332712A1; MY166593A; CA2605963C; US20090308806A1; CA2605963A1; BRPI0520198A2; BRPI0520198B1; EP1888471B1; KR101225579B1

Abstract

Dispositivo de purificación anaeróbica para purificación de aguas residuales, el dispositivo de purificación anaeróbicacomprendiendo: - un tanque de reactor (14); - medio de entrada (12) para la introducción del afluente en el tanque (14), el medio de entrada (12) estálocalizado en la sección inferior del tanque (14); - medio recolector de agua (11), tal como una canaleta de rebosamiento, para recolectar agua purificada, siendoprovistos los medios recolectores de agua en la sección superior del 10 tanque (14) y definiendo una superficielíquida (21) en dicho tanque de reactor (14); - al menos un sistema recolector de gas (4) para recolectar gas del fluido contenido en el reactor (14), al menosun sistema recolector de gas (4) está dispuesto a un nivel por debajo del medio recolector de agua (11); - un dispositivo de separación de gas-líquido (6) dispuesto a un nivel sobre el medio recolector de agua (11); - al menos un elevador (5) con una abertura de descarga que desemboca en el dispositivo de separación (6), almenos un elevador (5) está conectado (20) a al menos, un sistema recolector de gas (4) para levantar el fluidocontenido en el tanque (14) por acción de elevación por bombeo de gas provocada por gas recogido en, comomínimo, un sistema de recogida de gas (4); - un tubo descendente (8) con una entrada (17) comenzado en el dispositivo de separación (6) y una salida quedesemboca en la sección inferior del tanque (14) para devolver el líquido separado al dispositivo de separación,en la sección inferior del tanque; caracterizado por el hecho de que el dispositivo de purificación está dispuesto para definir, en el tubo descendente (8) al nivel de la superficie líquida (21),una altura piezométrica de, al menos, 1,4 m por columna de agua (aproximadamente 0,14 bar), y al menos un elevador(5) tiene una cabeza (26) que se define como la parte del elevador (5) que se extiende hacia arriba como desde dichasuperficie líquida (21), donde dicha cabeza (26) tiene una longitud (H3) que es, al menos, 1,2 m, preferiblemente almenos 1,4 m, y donde la altura piezométrica es definida como la diferencia en la presión, al nivel de la superficie líquida en el reactor,entre un punto dentro del tubo descendente y un punto exterior al tubo descendente pero dentro del tanque.

Description

Dispositivo de purificación anaeróbica

[0001] La presente invención se refiere a un dispositivo de purificación anaeróbica para la purificación de afluentes, tales como aguas residuales, el dispositivo de purificación anaeróbica comprende:

•: un tanque de reactor;

•: medio de entrada para la introducción del afluente en el tanque, estando localizado el medio de entrada en la sección inferior del tanque;

•: medios recolectores de agua, tales como una canaleta de rebosamiento, para recolectar el agua purificada, los medios recolectores de agua que se proporcionan en la sección superior del tanque y definen una superficie líquida en dicho tanque de reactor;

•: al menos un sistema recolector de gas para recolectar el gas del fluido contenido en el reactor, al menos un sistema recolector de gas estando dispuesto a un nivel por debajo de los medios recolectores de agua;

•: un dispositivo de separación de gas-líquido dispuesto a un nivel sobre los medios recolectores de agua;

•: al menos un tubo ascendente con una abertura de descarga que desemboca en el dispositivo de separación, al menos un tubo ascendente conectado al menos a un sistema recolector de gas para aumentar el fluido contenido en el tanque por acción de elevación por bombeo de gas, provocado por gas recogido en al menos un sistema de recogida de gas;

•: un tubo descendente con una entrada que desemboca en el dispositivo de separación y una salida que desemboca en la sección inferior del tanque para retornar el líquido separado en el dispositivo de separación, en la sección inferior del tanque.

[0002] Tal dispositivo es conocido por EP-A-170.332. Según este EP-A-170.332 se exponen las aguas residuales que contienen materia orgánica a un proceso en el que la materia orgánica disuelta es descompuesta bajo condiciones anaeróbicas. Al contacto con biomasa que contiene microorganismos de producción de metano se produce metano que es separado del líquido. El agua tratada (efluente) se quita mediante vertederos de rebosamiento. El EP-A-170.332 describe como punto de partida para esta invención en las líneas 21-32 de la página 1: se ha descubierto que con un periodo de permanencia de diferentes horas se puede alcanzar una purificación de alrededor de 90%. La extensión hasta la que tal eficiencia de purificación se puede mantener sobre un periodo largo también depende de la retención del residuo. En particular, se debe tener cuidado para asegurar que, de media, no se enjuaguen más residuos fuera del reactor de los que se puedan formar en un cierto periodo de tiempo. Si un alto flujo hidráulico se usa con una baja concentración de COD (Chemical Oxigen Demand) en el afluente, hay un riesgo considerable de que el decantador interno no sea capaz de prevenir que salga una gran cantidad de residuos. Un factor que es de importancia a este respecto es la superficie hidráulica cargada del decantador. En el texto posterior, EP-A-170.332 explica que el agua corriente ascendente y las burbujas de gas ascendentes pueden agitar las congregaciones de biomasa y las partículas considerablemente. Estos pueden llegar a la parte más alta del reactor dónde el sistema recolector de gas está localizado. La turbulencia producida así puede suponer que cantidades excesivas de biomasa salgan del reactor. Esto limita capacidad de carga del reactor considerablemente.

[0003] El objetivo de la invención de EP 170 332 es superar las desventajas descritas y crear un reactor en el que la carga de gas principal se toma fuera de un sistema recolector de gas más alto. Para este propósito EP 170 332 proporciona al menos un sistema recolector de gas adicional para recolectar gas, cuyo sistema adicional se dispone a una distancia por debajo del sistema superior recolector. El sistema adicional tiene una conexión hidráulica con al menos un tubo elevador para elevar líquido por acción de elevación por bombeo de gas, dicho tubo elevador descarga en, al menos, un dispositivo de separación para separar gas y líquido. Visto el hecho de que el gas se retiene a una distancia considerable por debajo del nivel líquido y es conducido además mediante el tubo elevador, puede tener lugar un flujo esencialmente sin turbulencias en la sección superior del reactor. Este aumenta la capacidad de carga, mientras que en la parte superior, se obtiene un efluente limpio. Es importante que el líquido, que se soporta con el gas al tubo elevador, es separado y retornado al reactor: mientras un flujo tranquilo sin corriente se requiere en la parte superior del reactor, al fondo del reactor se requiere una mezcla óptima de residuo y fluido. Para este propósito, el residuo pesado cerca del fondo tiene que ser fluidificado. En una forma de realización preferida según EP 170 332, esta fluidificación se puede conseguir en la sección inferior del reactor con la ayuda de energía obtenida del líquido de levantamiento de gas en el tubo elevador. El líquido elevado es separado del gas y, bajo influencia de presión de gravedad hidráulica, retorna del dispositivo de separación, a través de un tubo descendente, a la sección inferior de la cámara de reactor.

[0004] El US-B-6602416 divulga un reactor con una entrada, un rebosadero 22, colectores de gas conectado a tubos elevadores, unos medios de separación de residuos y gas dispuestos sobre el reactor y una línea de hundimiento.

[0005] El US-A-6063273 divulga un reactor con una entrada, una salida 27, un sistema recolector de gas, un tubo elevador, un dispositivo de separación de líquido y gas y un tubo descendente.

[0006] Por cuestiones económicas, está haciéndose más y más interesante hacer la columna de reactor lo más alta posible. En este caso, habría más volumen de reactor y más biomasa, mientras que la huella, los metros cuadrados de área de superficie ocupada por el reactor, es el mismo. Por otro lado, cuanto más alto es el reactor, más pesada será la columna de biomasa en el reactor. Cuanto más pesada sea la columna de biomasa, más difícil será mantener una buena mezcla y modelo de fluidificación cerca del fondo del reactor. En algunos casos, también puede pasar que la mezcla de biomasa se vuelva más pesada debido a la precipitación de material inorgánico. También en este caso, puede ser difícil mantener una buena fluidificación.

[0007] Una solución podría ser el aumento de la altura piezométrica. No obstante, el estado de la técnica y la experiencia enseñan que para una buena mezcla en el fondo del reactor y funcionamiento total del reactor, se requiere, al nivel de la superficie líquida en el reactor, una altura piezométrica de aproximadamente 0,8 a 1 m por columna de agua (es decir, aproximadamente 0,08-0,1 bar) en el tubo descendente, para superar la pérdida de presión, que se requiere para la buena distribución al fondo en el lecho de residuo. Alturas piezométricas demasiado bajas suponen una mezcla no óptima en el fondo del reactor y/o un rendimiento más pobre del reactor respectivamente el “proceso realizado en el reactor” en conjunto, mientras que una altura piezométrica demasiado alta supondría esfuerzos cortantes altísimos en las partículas de biomasa, y consecuentemente la destrucción de material granuloso.

[0008] En la práctica al menos aproximadamente un 80% de la altura piezométrica se obtiene de la presión hidráulica, mientras como mucho aproximadamente un 20% de la altura piezométrica se obtiene de presión del gas resultando de situaciones de carga de gas durante el uso. No obstante, en casos particulares esto conlleva problemas con la fluidificación del residuo en el fondo del reactor y/o los flujos de gas bastante irregulares.

[0009] De este modo, aunque por cuestiones económicas se preferiría hacer la columna de reactor lo más alta posible, en la práctica, la altura de reactor es limitada, debido a los efectos y enseñanza que se acaba de mencionar.

[0010] La presente invención tiene el objetivo de proporcionar un dispositivo de purificación anaeróbica para la purificación de afluentes, tales como aguas residuales, con fluidificación mejorada en el fondo del reactor que también permite aumentar la altura del reactor.

[0011] Según la invención, este objeto se consigue por provisión de un dispositivo de purificación anaeróbica para la purificación de afluentes según la reivindicación 1.

[0012] En este aspecto, la altura piezométrica es definida como la diferencia en la presión, al nivel de la superficie líquida en el reactor (el nivel se define por los medios recolectores de agua, tal como una canaleta de rebosamiento), entre un punto interior del tubo descendente y un punto exterior al tubo descendente pero dentro del tanque.

[0013] Según una forma de realización preferida de la invención, la altura piezométrica es al menos aproximadamente 1,5 m por columna de agua (aproximadamente 0,15 bar), preferiblemente al menos aproximadamente 1,6 m por columna de agua (0,16 bar).

[0014] Según otra forma de realización preferida de la invención, la altura piezométrica es al menos 1,8-2 m por columna de agua (aproximadamente 0,18-0,2 bar), tal como 2,5-3 m por columna de agua (0,25-0,3 bar) o más.

[0015] La invención, al igual que ambas formas de realización ventajosas anteriores, se explicarán más adelante, al igual que las diferentes formas de realización de la invención.

[0016] Según la invención, se han encontrado soluciones para crear una mayor altura piezométrica sin disminución del rendimiento del reactor como se puede haber previsto, pero en cambio alcanzan un aumento de rendimiento.

[0017] El reactor está, según la invención, diseñado de tal manera que el dispositivo mismo define una altura piezométrica de al menos aproximadamente 1,4 m por columna de agua, es decir el uso de la altura piezométrica será al menos 1,4 metros por columna de agua debido a características estructurales presentes en el dispositivo. Según la invención hay diferentes soluciones, cada una implicando características estructurales propias.

[0018] Según la invención del dispositivo de separación de gas-líquido se coloca a un nivel más alto sobre el tanque de reactor para permitir más presión hidráulica. Como consecuencia, no solo la parte de la extensión de tubo elevador sobre la superficie líquida necesita ser extendida, sino también fuerza de transmisión del gas para columna de agua de levantamiento al dispositivo de separación de gas líquido. Esto puede hacerse, por ejemplo, mediante el aumento de la longitud del elevador extendiéndose por debajo del nivel del agua, y/o por disminución de la resistencia del flujo del elevador, por ejemplo por cambio del diámetro del tubo. La reducción de la posición dónde se introduce el gas en el elevador crea más fuerza de transmisión para el levantamiento de la columna de agua al dispositivo de separación. La presión ascendente creada por el volumen de agua desplazado en el tubo elevador genera fuerza de transmisión para llevar el agua al dispositivo de separación de gas-líquido.

[0019] Dicha cabeza tiene una longitud (H3) que preferiblemente es de al menos 1,6 - 2 m o más.

[0020] Se debe operar una solución diferente a una presión del gas más alta en el separador de gas-líquido. Esta solución puede ser conseguida, por ejemplo, organizando el proceso de separación de líquido-gas en un vaso esencialmente cerrado provisto de medios para mantener la presión del gas a valor de umbral predeterminado. De esta manera, una altura piezométrica extra de 0,3 a 1,0 m por columna de agua se puede alcanzar o incluso más si es necesario. Según una forma de realización preferida de esta solución, dicho valor de umbral es al menos aproximadamente 0,25 m por columna de agua (aproximadamente 0,025 bar), tal como al menos aproximadamente 0,5 m por columna de agua (aproximadamente 0,05 bar). Según otra forma de realización preferida de esta segunda solución, dicho valor de umbral es como máximo aproximadamente 1,5 m por columna de agua (aproximadamente 0,15 bar), tal como máximo aproximadamente 1,2 m por columna de agua (aproximadamente 0,12 bar).

[0021] Otra solución está mejorando el flujo de fluido a través del tubo descendente. Esto puede, por ejemplo, conseguirse proporcionando medios que permitan el fluido para introducir el tubo descendente continuamente y fácilmente. Según una forma de realización de esta solución, el dispositivo de separación de líquido-gas comprende un vaso, donde la entrada del tubo descendente posee una forma cónica respecto a un eje vertical y con el estrechamiento en dirección hacia abajo, y donde la abertura de descarga de al menos un elevador está dispuesto para crear un flujo de fluido tangencial en el vaso alrededor de la entrada cónicamente formada del tubo descendente.

[0022] La combinación de una o más soluciones arriba mencionadas u otras posibles soluciones también son posibles.

[0023] Un factor importante de influencia es la cantidad de producción de gas en el reactor que es un resultado de la carga de COD aplicado y el índice de conversión de COD. Una producción de gas más alta por superficie reactora específica (por ejemplo expresada en m3gas/m2.h) causa una elevación por bombeo de gas más fuerte, mientras que en una producción de gas inferior, la elevación por bombeo de gas se ralentiza finalmente y para. Cuanto más altas sean las columnas reactoras, producirán teóricamente más m3gas/m2.h, estarán disponibles las fuerzas de transmisión extra para más flujo de circulación interno o para el levantamiento del agua para un dispositivo de separación más alta de gaslíquido. El solicitante encontró, a diferencia de lo que fue previsto, que esta fuerza de transmisión está adicionalmente disponible de una cantidad sustancialmente suficiente para permitir, a diferencia de prejuicios predominantes, un aumento de la altura piezométrica por diseño simple mide en el dispositivo de purificación anaeróbica.

[0024] Ya que los reactores se puede accionar en un rango muy amplio de índices de carga volumétrica (VLR), en general entre 5 y 35 kg COD/m3.d, la dimensión correcta debería tener en cuenta las circunstancias operativas más probables.

[0025] Ahora que por cuestiones económicas, se construyen reactores superiores a 20 m con más frecuencia, se ha descubierto que la circulación interna se puede mantener o, incluso mejorar, tomando medidas específicas. Considerando que la densidad del residuo de biomasa es superior al agua, que el tubo descendente al igual que el sistema de distribución de entrada causa una pérdida de presión y que el lecho de residuo tiene una cierta resistencia contra la fluidificación, se ha descubierto que para una presión del gas "normal" de 20 a 30 cm por columna de agua, la elevación por bombeo de gas necesita llevar el agua a un nivel de al menos 1,2 m sobre el nivel de agua en el reactor, preferiblemente 1,4 a 1,6 m y, en algunos casos, incluso por encima de 2,2 m. Para alojar este reactor medio pesa entre 15 y 30 kg COD/m3.d, la longitud total del tubo elevador necesita ser elegida de manera que la parte superior de la extensión elevadora hacia arriba a partir de dicha superficie líquida, es decir, la longitud sobre los medios recolectores de agua, como la canaleta de rebosamiento, sea entre al menos aproximadamente 10%, tal como al menos aproximadamente 15% y/o como máximo aproximadamente 30%, tal como máximo aproximadamente un 25% de la longitud total del tubo elevador. Alternativamente, la presión del gas podría aumentarse a 60 o 70 cm por columna de agua o incluso por encima de 1.0 m por columna de agua. También combinaciones de las dos medidas son posibles, por ejemplo aumentando la columna de agua por la elevación por bombeo de gas a 1,6 m y aumentando la presión del gas a 60 cm por columna de agua para hacer una presión combinada o altura piezométrica de 2,2 m por columna de agua. Tomando estas medidas en cuenta, las alturas de reactor podrían ser realizadas en el rango de 24 a 36 m o incluso más altas.

[0026] Según una forma de realización ventajosa de la invención, el dispositivo comprende además medios recolectores de gas superior (10) para recolectar y eliminar gas del fluido contenido en el tanque (14), el medio recolector de gas superior (10) siendo proporcionado entre el medio recolector de agua (11) y, al menos, un sistema recolector de gas (4).

[0027] La presente invención también es concretada por el uso, y así se refiere al uso de un dispositivo de purificación anaeróbica según la reivindicación 12.

[0028] La presente invención también es concretada por un método, y así se refiere a un método para hacer funcionar un dispositivo de purificación anaeróbica para la purificación de afluentes, como se define en la reivindicación 13.

[0029] Las ventajas del uso según la invención como también el método según la invención y sus formas de realización preferidas según las reivindicaciones 14-17, estarán claras a partir de la explicación precedente en relación al dispositivo según la invención.

[0030] En lo siguiente después de la presente invención se dilucidará además con referencia a un dibujo. En este dibujo:

Figura 1 muestra muy esquemáticamente un dispositivo de purificación anaeróbica según la invención; y

Figuras 2A y 2B muestran esquemáticamente una parte del dispositivo de purificación según la invención para explicar el término "altura piezométrica".

[0031] El equipamiento de purificación anaeróbica mostrado en la Figura 1 comprende un recipiente alto 14, llamado tanque reactor.

[0032] En el final de fondo del tanque de reactor 14, allí se proporciona una zona 2 para afluente introducido mediante suministro 12. Como el experto sabe, tal zona mezcladora 2 puede realizarse en diferentes vías. Una manera ventajosa de acabado de la zona es proporcionar un sistema de entrada conforme a WO 92/01637.

[0033] En la parte superior del tanque de reactor, se equipan medios recolectores de agua en forma de canaletas de rebosamiento 11 u otros medios y se conectan a una atarjea efluente 15 para descargar efluentes purificados. Los medios recolectores de agua definen el nivel de la superficie líquida 21 en el tanque de reactor 14. En el caso de canaletas de rebosamiento 11, este nivel de la superficie líquida 21 está determinado por el borde de rebosamiento de dichas canaletas 11.

[0034] En el tanque de reactor 14 existen dos configuraciones recolectoras de gas 4 y 10 para recolectar y eliminar gas. Cada una de las configuraciones recolectoras de gas comprende una pluralidad de campanas 19. Cada una de las configuraciones recolectoras de gas comprende una pluralidad de campanas 19. Por disposición recolectora de gas las campanas se puede arreglar en un estrato o diferentes estratos, tal como tres estratos como se muestra en la figura. El número 10 se llama, especialmente en las reivindicaciones, medios recolectores de gas superior y 4 se llama, especialmente en las reivindicaciones, al menos un sistema recolector de gas. La Figura 1 sólo muestra un sistema recolector de gas 4, pero en la estructura de la invención también dos, tres o más sistemas de recogida de gas podrían ser proporcionados. El medio recolector de gas superior 10 no necesita ser conectado al elevador 5 y puede estar ausente en el caso del fluido a esta altura del tanque es gas pobre, o se puede descargar separadamente al dispositivo de separación de líquido de gas 6 o en otro lugar.

[0035] Sobre el reactor allí se proporciona un dispositivo de separación de gas-líquido 6. Este dispositivo de separación de gas-líquido comprende un vaso esencialmente cerrado 16, aunque también un vaso abierto es posible, ver Figura 2, con una salida de gas 7 para descargar gas tal como biogás, una salida líquida 17 y una entrada 18 para el suministro de un fluido con el gas y líquido para ser separado. La salida líquida 17 es el extremo superior de un tubo descendente 8, o dicho de forma diferente la entrada de tubo descendente 8. La entrada 18 es el extremo superior de un tubo elevador 5,

o dicho de forma diferente la abertura de descarga del elevador. La salida de gas 7 se proporciona opcionalmente con el medio 22, para tener la presión del gas en el vaso a un valor de umbral predeterminado. Preferiblemente el valor del umbral tendrá un valor mínimo de aproximadamente 0,25 m por columna de agua (aproximadamente 0,025 bar). Opcionalmente el valor del umbral puede tener un valor máximo de aproximadamente 1,5 m por columna de agua (aproximadamente 0,15 bar).

[0036] El elevador 5 tiene un extremo inferior con una entrada para captar el fluido. Este fluido se extrae por acción de

elevación por bombeo de gas provocada por gas recogido por, como mínimo, un sistema de recogida de gas 4 (separadores de nivel inferior). Para este propósito las campanas 19 de al menos un sistema de recogida de gas 4 se conectan al elevador de manera que el gas recogido crea la elevación por bombeo de gas en el elevador. En todo lo que se refiere a esto, el elevador es conocido del estado de la técnica y puede, como el hombre experto sabe, ser realizado de diferentes maneras.

[0037] El tubo descendente 8 se extiende del dispositivo de separación de gas-líquido 6 hacia la región de fondo del tanque 14. Bajo la influencia de gravedad, el líquido del dispositivo de separación, que puede contener biomasa también, dependiendo de dónde la biomasa está localizada, retorna al fondo del tanque. En el fondo del tanque, esta corriente restituida causa la fluidificación del lecho de biomasa.

[0038] Las Figuras 2A y 2B de forma altamente esquemática muestran dos formas de realización diferentes según la invención, con el propósito de explicar el término altura piezométrica como se usa en esta solicitud. Para partes correspondientes, se han usado los mismos números de referencia con respecto a las figuras 1.

[0039] En ambas figuras 2A y 2B la altura piezométrica Phead es la diferencia de presión entre puntos de A y B. El Punto A, con la presión PA, se extiende internamente por el tubo descendente 8 al nivel de la superficie líquida 21 en el tanque

14. El punto B, con la presión PB, se extiende exteriormente al tubo descendente, pero dentro del reactor al mismo nivel de la superficie líquida. La presión provocada por la columna de agua HW sobre el punto A es PW. La presión P1 es la presión de gas justo sobre el nivel líquido en el dispositivo de separación de líquido-gas 6. P2 es la presión del gas justo sobre el nivel líquido 21 en el tanque de reactor. Todas las presiones se miden relativamente a la presión atmosférica.

[0040] En la forma de realización según la Figura 2A, el dispositivo de separación de líquido-gas 6 comprende un vaso cerrado 16. En este vaso cerrado la presión de gas es P1. El tanque de reactor 14 tiene una parte superior llamado parte abierta. Esto significa que la parte superior comunica con el entorno de modo que la presión del gas P2 en la parte superior del reactor está sobre la presión atmosférica; así sobre cero/relativo para presión atmosférica. No obstante, el tanque de reactor puede también tener una parte superior cerrada permitir a la presión del gas P2 a ser diferente de la

[0041] En la forma de realización según la Figura 2B, el dispositivo de separación de líquido-gas 6 tiene una parte superior abierta y el tanque de reactor 14 tiene una parte superior cerrada. Además el dispositivo de separación de líquido-gas está dispuesto dentro del tanque de reactor 14. En consecuencia, las presiones P1 y P2 son idénticas. Aquí para la altura piezométrica se aplica:

[0042] En la Figura 2B, la altura piezométrica sería la misma cuando también el tanque de reactor 14 es un tanque abierto.

[0043] Durante la operación, la fermentación se desarrolla bajo condiciones anaeróbicas como resultado de contacto entre gránulos de residuo o congregaciones de biomasa y sustancias solubles en agua, tal como ácidos grasos, que forman metano. Para conseguir un flujo tranquilo sin turbulencias en la parte más alta del reactor y para asegurar que prácticamente ningún residuo se soporta fuera con el efluente, el medio recolector de gas adicional 4 se provee a un nivel, que está a una distancia sustancial por debajo de las canaletas de rebosamiento 11. En el separador 6, el líquido y el gas son separados entre sí por gravedad y el líquido se reúne en la sección inferior del separador y es, como se ha explicado arriba, retornado en la zona de mezcla 2 del tanque de reactor mediante el tubo descendente 8 para sostener la mezcla.

[0044] Como resultado del hecho de que el gas ha elevado el pozo de agua sobre el fluido en el tanque de reactor 14, la columna líquida en el tubo descendente 8 produce un flujo suficiente potente hacia abajo en el tubo descendente 8, que proporciona una mezcla extra al fondo del reactor. En una forma simple, se consigue, por lo tanto, el efecto de que la tranquilidad prevalece en la parte superior del reactor y residuo pesado y afluente en el fondo del reactor íntegramente se mezclan por turbulencia.

[0045] En las figuras, número 20 indica la posición en el que el gas, recogido por el sistema de recogida de gas adicional se introduce en el elevador, H2 indica la distancia vertical entre dicho punto de introducción de gas 20 y el nivel del medio de recogida de agua 11 (vertederos/canaletas efluentes), este nivel, de hecho, es el nivel de fluido 21 en el 5 tanque. H3 Indica la distancia vertical entre la abertura de descarga 18 del elevador 5 y los medios de recogida del nivel del agua. H1 es esencialmente la suma de H2 y H3, es decir H1=H2+H3. La longitud de H3 puede ser en el rango del 10% al 30% de H1. La abertura de descarga del/de los elevador/es 18 preferiblemente se localiza sobre el nivel de fluido en el separador de gas-líquido y, en cierto modo, está diseñado para crear un modelo de flujo tangencial en el dispositivo separador de gas-líquido 6 para optimizar el proceso de separación. La abertura de la entrada al tubo descendente 8 es

10 preferiblemente de forma cónica para evitar el atrapamiento de gas y permitir un flujo constante hacia abajo.

[0046] Dentro del campo de la invención son posibles varias modificaciones. Las formas de realización descritas y extraídas sólo son ejemplos. Todas las formas de realización tienen en común que una significante parte del gas desarrollada durante la fermentación es recogida antes de que pueda alcanzar la sección más alta del reactor y que el 15 líquido empujado hacia arriba en este proceso por la acción del levantamiento del gas es separada de gas y la energía potencial de la columna de líquido relativamente pesado se usa mediante un flujo recirculante para obtener la agitación necesaria para una mezcla profunda y fluidificación en el fondo del reactor. La potencia que habría sido liberada en la parte superior del reactor se lleva ahora al fondo. La capacidad de carga del reactor aumenta considerablemente como resultado de la tranquilidad en la parte superior cerca de la salida del agua y la turbulencia en el fondo cerca de la

20 entrada del agua.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de purificación anaeróbica para purificación de aguas residuales, el dispositivo de purificación anaeróbica comprendiendo:

•

un tanque de reactor (14);

•

medio de entrada (12) para la introducción del afluente en el tanque (14), el medio de entrada (12) está localizado en la sección inferior del tanque (14);

•

medio recolector de agua (11), tal como una canaleta de rebosamiento, para recolectar agua purificada, siendo provistos los medios recolectores de agua en la sección superior del tanque (14) y definiendo una superficie líquida (21) en dicho tanque de reactor (14);

•

al menos un sistema recolector de gas (4) para recolectar gas del fluido contenido en el reactor (14), al menos un sistema recolector de gas (4) está dispuesto a un nivel por debajo del medio recolector de agua (11);

•

un dispositivo de separación de gas-líquido (6) dispuesto a un nivel sobre el medio recolector de agua (11);

•

al menos un elevador (5) con una abertura de descarga que desemboca en el dispositivo de separación (6), al menos un elevador (5) está conectado (20) a al menos, un sistema recolector de gas (4) para levantar el fluido contenido en el tanque (14) por acción de elevación por bombeo de gas provocada por gas recogido en, como mínimo, un sistema de recogida de gas (4);

•

un tubo descendente (8) con una entrada (17) comenzado en el dispositivo de separación (6) y una salida que desemboca en la sección inferior del tanque (14) para devolver el líquido separado al dispositivo de separación, en la sección inferior del tanque;

caracterizado por el hecho de que

el dispositivo de purificación está dispuesto para definir, en el tubo descendente (8) al nivel de la superficie líquida (21), una altura piezométrica de, al menos, 1,4 m por columna de agua (aproximadamente 0,14 bar), y al menos un elevador

(5) tiene una cabeza (26) que se define como la parte del elevador (5) que se extiende hacia arriba como desde dicha superficie líquida (21), donde dicha cabeza (26) tiene una longitud (H3) que es, al menos, 1,2 m, preferiblemente al menos 1,4 m, y donde la altura piezométrica es definida como la diferencia en la presión, al nivel de la superficie líquida en el reactor, entre un punto dentro del tubo descendente y un punto exterior al tubo descendente pero dentro del tanque.
2.

Dispositivo de purificación anaeróbica según la reivindicación 1, donde la altura piezométrica es al menos 1,5 m por columna de agua (sobre 0,15 bar), preferiblemente al menos 1,6 m por columna de agua (0,16 bar).
3.

Dispositivo de purificación anaeróbica según la reivindicación 1, donde la altura piezométrica es al menos 1,8 - 2 m por columna de agua (aproximadamente 0,18-0,2 bar), tal como 2,5-3 m por columna de agua (0,25-0,3 bar) o más.
4.

Dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un elevador (5) tiene una cabeza (26) que se define como parte del elevador (5) que se extiende hacia arriba como desde dicha superficie líquida (21), y donde dicha cabeza tiene una longitud (H3) de al menos 10%, como de al menos 15%, de la longitud total (H1) de, al menos, un elevador (5).
5.

Dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un elevador (5) tiene una cabeza (26) que se define como parte del elevador (5) que se extiende hacia arriba como dede dicha superficie líquida (21), y donde dicha cabeza tiene una longitud (H3) que es como máximo 30%, o como máximo 25%, de la longitud total (H1) de al menos un elevador (5).
6.

Dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes, donde dicha cabeza tiene una longitud (H3) que es al menos 1,6 - 2 m o más.
7.

Dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo de separación de gas-líquido (6) comprende un vaso esencialmente cerrado (16) provisto de medio (22) para mantener la presión del gas a un valor del umbral.
8.

Dispositivo de purificación anaeróbica según la reivindicación 7, donde dicho valor del umbral es al menos 0,25 m columna de agua (aproximadamente 0,025 bar), tal como al menos 0,5 m por columna de agua (aproximadamente 0,05 bar).
9.

Dispositivo de purificación anaeróbica según la reivindicación 7 u 8, donde dicho valor del umbral es como máximo 1,5 m columna de agua (aproximadamente 0,15 bar), tal como máximo 1,2 m columna de agua (aproximadamente 0,12

bar).
10.

Dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo de separación de líquido-gas (6) comprende un vaso (16), donde la entrada (17) del tubo descendente (8) tiene forma cónica respecto a un eje vertical y con el estrecha en la dirección hacia abajo, donde la entrada cónicamente formada

(17) está dispuesta dentro del vaso (16), y donde la abertura de descarga (18) de, al menos, un elevador (5) está dispuesta para crear un flujo de fluido tangencial en el vaso (16) alrededor de la entrada cónicamente formada (17) del tubo descendente.
11.

Dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes, donde dicho dispositivo comprende además un medio recolector de gas superior (10) para recolectar y eliminar gas del fluido contenido en el tanque (14), el medio recolector de gas superior (10) estando proporcionado entre el medio recolector de agua (11) y, al menos, un sistema recolector de gas (4).
12.

Uso del dispositivo de purificación anaeróbica según una de las reivindicaciones precedentes para purificación de aguas residuales.
13.

Método de operar un dispositivo de purificación anaeróbica para purificación de aguas residuales, el dispositivo de purificación anaeróbica comprende:

•

tanque de reactor (14);

•

medio de entrada (12) para introducir el afluente en el tanque (14), el medio de entrada (12) está localizado en la sección inferior del tanque (14); medio recolector de agua (11), tal como una canaleta de rebosamiento, para recolectar agua purificada, siendo proporcionados medios recolectores de agua a la sección superior del tanque

(14) y que definen una superficie líquida (21) en dicho tanque de reactor (14):

o al menos un sistema recolector de gas (4) para recolectar gas del fluido contenido en el reactor (14), al menos un sistema recolector de gas (4) dispuesto a un nivel por debajo del medio recolector de agua (11); un dispositivo de separación de gas-líquido (6) dispuesto a un nivel sobre el medio recolector de agua (11);

o al menos un elevador (5) con una abertura de descarga que desemboca en el dispositivo de separación (6), al menos un elevador (5) conectado (20) a, al menos, un sistema recolector de gas (4) para elevar el fluido contenido en el tanque (14) por acción de elevación por bombeo de gas provocada por gas recogido en, al menos, un sistema de recogida de gas (4), donde al menos un elevador (5) tiene una cabeza (26) que se define como parte del elevador (5) que se extiende hacia arriba como de dicha superficie líquida (21), y donde dicha cabeza tiene una longitud (H3) que es al menos 1,2 m;

o un tubo descendente (8) con una entrada (17) que comienza en el dispositivo de separación (6) y una salida que desemboca en la sección inferior del tanque (14) para devolver líquido separado en el dispositivo de separación, en la sección inferior del tanque;

donde el dispositivo de purificación anaeróbica se acciona con una altura piezométrica de, al menos, 1,4 m columna de agua (aproximadamente 0,14 bar), predominando dicha altura piezométrica en el tubo descendente (8) al nivel de la superficie líquida (21), y donde la altura piezométrica es definida como la diferencia en la presión, al nivel de la superficie líquida en el reactor, entre un punto dentro del tubo descendente y un punto exterior al tubo descendente pero dentro del tanque.
14.

Método según la reivindicación 13, donde la altura piezométrica es al menos 1,5 m columna de agua (aproximadamente 0,15 bar), preferiblemente al menos 1,6 m columna de agua (0,16 bar).
15.

Método según la reivindicación 13, donde la presión de cabeza es al menos 1,8 - 2 m columna de agua (aproximadamente 0,18-0,2 bar), tal como 2,5-3 m columna de agua (0,25-0,3 bar) o más.
16.

Método según una de las reivindicaciones 13-15, donde el dispositivo separador de gas-líquido (6) comprende un vaso esencialmente cerrado (16), y donde la presión del gas predominante en dicho vaso (16) es al menos 0,3 m columna de agua (aproximadamente 0,03 bar), tal como al menos 0,5 m columna de agua (aproximadamente 0,05 bar).
17.

Método según la reivindicación 16, donde la presión del gas predominante en dicho vaso (16) es como máximo 1,5 m columna de agua (aproximadamente 0,15 bar), tal como máximo 1,2 m por columna de agua (aproximadamente 0,12 bar).