TRANSFERENCIA DE OXÍGENO

D E S C R I P C I Ó N

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se puede incluir dentro del sector tecnológico de la depuración de aguas. En particular, el objeto de la invención se refiere a una estación depuradora de aguas residuales (en adelante EDAR) con una aireación que proporciona una transferencia de oxígeno mejorada.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El consumo energético es una de las partidas más importantes en los costes de explotación de una EDAR. A su vez, el consumo correspondiente a la etapa de aireación del proceso biológico es el que presenta mayor porcentaje dentro de la distribución de consumos energéticos de una EDAR. Dentro de una EDAR, el objetivo del sistema de aireación es transferir oxígeno a las bacterias presentes en el fango activo de los reactores biológicos para que puedan oxidar la materia orgánica contenida en el agua residual. Este oxígeno disuelto en los reactores biológicos podrá ser utilizado como aceptor de electrones en los procesos de oxidación de la materia orgánica en el metabolismo de los distintos microrganismos presentes en el fango activo de los reactores biológicos de una EDAR.

Debido a la baja solubilidad del aire en el seno de un fluido líquido, el porcentaje de transferencia de oxígeno en el agua residual es relativamente bajo, lo que se traduce en un coste energético elevado para alcanzar las concentraciones de oxígeno necesarias en el agua residual de una EDAR.

En la actualidad existen sistemas que incorporan un relleno plástico de portadores (por ejemplo Biostyr, Biofor), así como procesos que utilizan dicho relleno plástico en el seno de un reactor biológico (MBBR), donde el relleno se emplea como soporte para generar biomasa adherida, así como actuar de lecho filtrante del agua residual, aumentando los rendimientos de depuración de la instalación.

El suministro de oxígeno a las bacterias en los reactores biológicos de la gran mayoría de EDAR se realiza mediante difusores de membrana perforada alojados en el fondo de los reactores. El aire, al atravesar los difusores de membrana fluye como microburbujas que se transfieren al medio acuoso y por ende a las bacterias allí presentes. Actualmente, y dependiendo del tipo de difusor y las condiciones del reactor, esta transferencia generalmente oscila entre el 15-40%, liberándose a la atmósfera el resto de aire suministrado.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención describe una estación depuradora de aguas residuales (EDAR) con mejora de la transferencia de oxígeno, que reduce el consumo energético, a través de la incorporación de una cesta y de unos cuerpos de interacción alojados en la cesta, para incrementar la cantidad de oxígeno que se transfiere a los microrganismos del fango activo, según se explicará seguidamente. En concreto, la EDAR de la invención comprende, tal como es conocido en el estado de la técnica: un reactor biológico para recibir agua residual a depurar; y medios de aireación, para introducir en el reactor burbujas de un fluido que contiene oxígeno.

La invención se caracteriza por incorporar adicionalmente: al menos una cesta, alojada en el interior del reactor; y una pluralidad de cuerpos de interacción alojados a su vez en el interior de la cesta; donde la cesta comprende una superficie lateral reticulada dotada de primeras aberturas para permitir el acceso al interior de la cesta tanto del fango activo como de las burbujas; así como los cuerpos de interacción flotan desordenadamente suspendidos en el fango en el interior de las cestas, para interceptar las burbujas e interrumpir el ascenso de dichas burbujas.

El efecto técnico de la invención es intercalar al menos un cesto con un relleno de cuerpos que intercepta las burbujas de aire en su camino ascendente, para retener su ascensión. De esta forma, las burbujas que atraviesan el relleno entran en una especie de laberinto que aumenta el tiempo de residencia en el reactor y el porcentaje de transferencia de oxígeno, con el consecuente ahorro energético en la etapa de aireación, que supone el 50% del consumo energético de una depuradora. El contacto de las burbujas de aire con el material de relleno permite aumentar el tiempo de retención hidráulico de la burbuja de aire en agua residual, consiguiendo un aumento en el rendimiento de la transferencia de oxígeno en condiciones estándar (SOTEpw).

Otro de los distintivos de la presente invención es la fácil instalación en EDAR actualmente en operación, así como su maniobrabilidad y operación, permitiendo su manipulación in-situ sin efectuar tediosos vaciados de los reactores biológicos. Asimismo, la mejora de la transferencia de oxígeno que consigue la invención permitirá en EDAR de nueva construcción, la incorporación de sistemas de aireación más económicos y de menor coste de operación, como los tubos perforados, en lugar de los actuales difusores de membrana ampliamente extendidos en las EDAR, reduciendo los costes de implantación iniciales, así como los costes de operación y mantenimiento.

Mediante la presente invención se proporciona un incremento del porcentaje de transferencia de oxígeno al agua residual y a los microorganismos residentes en el reactor, reduciendo el coste energético asociado a esta etapa del proceso de depuración, que supone el 50% del consumo energético de una EDAR.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una vista esquemática del reactor biológico de una EDAR de acuerdo con la invención.

Figura 2.- Muestra una vista en detalle de una cesta que contiene los cuerpos de interacción.

Figuras 3 y 4.- Ilustran, en correspondencia con las figuras 1 y 2, una versión prototipo de forma cilindrica empleada para llevar a cabo unos primeros experimentos que se han realizado.

Figura 5.- Muestra una perspectiva del reactor de la figura 1.

Figura 6.- Muestra una vista en perspectiva de un prototipo de tipo carrusel que se ha empleado en segundos experimentos.

Figuras 7 y 8.- Muestran respectivamente vistas lateral y en planta de un reactor de tipo circular a escala real, que ha sido empleado en terceros experimentos. Figura 9: Muestra segundos cuerpos de interacción, de tipo roseta, empleados en los terceros experimentos.

Figura 10: Muestra una gráfica que ilustra la evolución de consumo de la EDAR en la que se han llevado a cabo los terceros experimentos, desde el momento de incorporar las cestas con los cuerpos de interacción.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Seguidamente se proporciona, con ayuda de las figuras adjuntas 1-10 anteriormente referidas, una descripción en detalle de un ejemplo de realización preferente de la presente invención.

La invención se refiere a una estación depuradora de aguas residuales (EDAR) que proporciona una mejora en la transferencia de oxígeno, tal como se describe a continuación.

La EDAR, según se muestra en las figuras 1 , 2 y 5, comprende un reactor (1) biológico destinado a recibir agua residual. El reactor (1) contiene un fango activo (mezcla de agua residual y microrganismos), para depurar el agua residual en el interior del reactor (1) por la acción de los microorganismos. Una mezcla de fango activo y agua depurada abandona el reactor (1) hacia unos decantadores secundarios (no representados), donde se produce una separación física de, por un lado, el fango activo, que decanta en el fondo de los decantadores y se recircula de nuevo al reactor (1), a través de medios de recirculación (23), ver figura 6, para mantener constante la concentración de microorganismos y, por otro lado, el agua depurada, que fluye por unos vertederos superficiales de los decantadores hacia un tratamiento posterior.

En un prototipo mostrado en la figura 3, el fango activo es aportado al reactor (1) a través de medios de suministro (2), tales que, por ejemplo, una bomba de alimentación. Se aporta un caudal de fango activo que se mide por medio de un caudalímetro de fangos (3). Una vez depurado, el fango abandona el reactor (1) por una salida (7) localizada superiormente. La mayoría de procesos de depuración se basan en la respiración aerobia de las bacterias del fango activo, por lo que la EDAR de la invención comprende adicionalmente medios de aireación para introducir en el reactor (1) un fluido aeriforme que contiene oxígeno, tal como aire en la mayoría de ocasiones. Los medios de aireación representados en las figuras comprenden, a modo de ejemplo, una soplante (4), para canalizar aire hacia el reactor (1), y elementos de difusión, para introducir en el reactor (1) el aire procedente de la soplante (4), en forma de burbujas (5) de tamaño predeterminado. En particular, los elementos de difusión son seleccionares entre, por ejemplo, difusores (6), tal que de tipo disco, para obtener un tamaño de burbuja más fina, y tubos perforados (no representados), para obtener burbujas más gruesas. El caudal de aire aportado se mide por ejemplo con un caudalímetro de aire (8).

El oxígeno aportado en forma de burbujas (5) en el interior del reactor (1) por parte de los medios de aireación se disuelve en el fango activo y va ascendiendo a lo largo de dicho fango activo, permaneciendo en el interior del reactor (1) durante un tiempo de residencia, hasta interactuar con los microorganismos, o hasta abandonar el reactor (1) por una parte superior (9) de dicho reactor (1).

Para interrumpir el ascenso de las burbujas (5), y consecuentemente aumentar el tiempo de residencia, y por tanto aumentar la cantidad de oxígeno que interactúa con los microorganismos, la EDAR comprende adicionalmente al menos una cesta (10), alojada en el interior del reactor (1), y una pluralidad de cuerpos de interacción (11 , 22) alojados a su vez en el interior de la cesta (10). La cesta (10), según se muestra en detalle, en la figura 2 para el caso de la invención y en la figura 4 para el caso del prototipo, comprende una superficie lateral reticulada, en la que se definen primeras aberturas (12) para permitir el acceso del fango activo y de las burbujas (5) al interior de la cesta (10).

Tal como se muestra en las figuras 1 (EDAR de la invención) y 3 (prototipo), la cesta (10) o cestas (10) ocupan una superficie del reactor (1) que en planta se corresponde con la salida de burbujas (5), es decir, en la vertical de los elementos de difusión, puesto que, en general, no resulta de utilidad disponer cestas (10) en zonas del reactor (1) a las que no llegan las burbujas (5).

La distribución de los elementos de difusión puede ser variada, en relación con la forma (circular, rectangular, carrusel, etc.) del reactor (1). De acuerdo con un caso menos preferente, no representado, se puede disponer de una única cesta (10) que ocupa sustancialmente la totalidad de la superficie en planta del reactor (1), por ejemplo cuando la distribución de elementos de difusión es uniforme. Sin embargo, en una realización más preferente representada en las figuras 1 y 2, el reactor (1) presenta forma rectangular en planta, y los elementos de difusión, en este caso, los difusores (6), están distribuidos a modo de franjas, también denominadas parrillas (21). En este caso, en lugar de una única cesta (10) que ocupe toda la superficie del reactor (1), se pueden disponen de una pluralidad de cestas (10), en este caso tres cestas (10), alineadas en correspondencia con tres parrillas (21) de difusores (6). Otras configuraciones del reactor (1) pueden llevar a otras disposiciones correspondientes de los difusores (6) y de las cestas (10). En particular, para un caso (figura 6) de reactor (1) de tipo carrusel, donde el reactor (1) constituye un circuito cerrado que es recorrido en continuo por el fango activo, existen zonas aerobias en las que están dispuestos los difusores (6) y las cestas (10), así como adicionalmente existen zonas anaerobias, en las que el fango activo, en su recorrido, no se encuentra con difusores (6) ni cestas (10).

Por su parte, los cuerpos de interacción (11 , 22) presentan una naturaleza, un peso específico, una densidad y una configuración tales que les permiten permanecer en suspensión (flotando desordenadamente sin llegar a hundirse por completo) en el fango activo en el interior de la cesta (10), de modo que cuando se someten al flujo de las burbujas (5), forman un entramado aleatorio, consiguiendo un mayor contacto con las burbujas (5). Para un funcionamiento más óptimo de la invención, los cuerpos de interacción (11 , 22) presentan preferentemente una densidad inferior a 1 g/cm ³ Así mismo, los cuerpos de interacción (11 , 22) pueden comprender primeros cuerpos de interacción (11), representados con mayor detalle en la figura 4, con un tamaño reducido, aunque preferentemente no inferior a 15 mm, más preferentemente aún no inferior a 20 mm, y preferentemente hasta 100 mm, para permitir su movimiento aleatorio en el interior de la cesta (10), formando una agrupación de configuración cambiante, sobre todo en su parte inferior, para ralentizar el ascenso de las burbujas de aire. El hecho de que las burbujas puedan desplazar ligeramente los cuerpos de interacción (11 , 22) permite mayor aleatoriedad en el ascenso y retención de las burbujas, evitando por tanto caminos preferenciales que reducirían el rendimiento. Los primeros cuerpos de interacción (11) mostrados en la figura 4 muestran preferentemente forma con simetría axial, tal que cilindrica.

Las dimensiones de las primeras aberturas (12) de la cesta (10) y las dimensiones de los cuerpos de interacción (11 , 22) están relacionadas entre sí y con el tamaño de las burbujas (5), de manera que se facilite la entrada de las burbujas (5) en la cesta pero los cuerpos de interacción (11 , 22) no puedan escapar de la cesta (10) a través de dichas primeras aberturas (12). En particular, se prefieren primeras aberturas (12) con una luz, es decir, una dimensión superior, no inferior a 15mm., más preferentemente aún no inferior a 20 mm, en correspondencia en su caso con el ejemplo preferente antes mencionado de primeros cuerpos de interacción (11). Asimismo, para evitar degradación de los cuerpos de interacción (11 , 22), se prefiere que estén fabricados en materiales, tales como por ejemplo PE y PP, que presentan muy reducida degradabilidad química y biológica. La EDAR de la invención incorpora adicionalmente medios de regulación de altura (13) que permiten, bien introducir y sacar la cesta (10) o cestas (10), bien disponer la cesta (10) o las cestas (10) a distancias predeterminadas del fondo del reactor (1) o, más preferentemente, de la parte superior (9) del reactor (1). De acuerdo con las figuras, los medios de regulación de altura (13) comprenden una barra o pértiga desplazable, a la cual son conectables la cesta (10) o las cestas (10). Las cestas (10) pueden ser una única cesta (10) o bien una pluralidad de cestas (10), por ejemplo, dos cestas (10) o tres cestas (10), ancladas a la pértiga a alturas diferentes. Esta situación también es aplicable al reactor (1) de las figuras 1 y 2, donde, aunque solo se ha representado un solo piso de cestas (10) localizadas a un mismo nivel, también es posible, de manera análoga al prototipo mostrado en las figuras 3 y 4, disponer varios pisos superpuestos de cestas (10), donde las cestas (10) de un piso superior están localizadas verticalmente sobre las cestas (10) de un piso inferior.

La forma y las dimensiones de las cestas (10) están en correspondencia con las del reactor (1), de tal manera que entre las cestas (10) y el reactor (1) existe un juego que es lo suficientemente amplio como para permitir un desplazamiento vertical de las cestas (10) en el interior del reactor (1), pero a su vez lo suficientemente reducido como para evitar que las burbujas (5) escapen a la interacción con las cestas (10).

Las cestas (10) pueden estar tapadas superiormente por medio de unas mallas (14), para ralentizar aún más el ascenso de las burbujas (5) y aumentar el tiempo de residencia. Aunque se puede disponer una malla (14) para cada cesta, de manera preferente, solo la cesta (10) superior incorpora una malla (14), en caso de contar con diversas cestas (10) apiladas. Las mallas (14) incorporan segundas aberturas (15) dotadas de una luz (dimensiones de dichas segundas aberturas) de por ejemplo entre unos 6 mm (aproximadamente un 30 % de superficie abierta) y 2 mm (20 % de superficie abierta). La EDAR de la invención, gracias a la incorporación de los elementos anteriormente descritos, permite una mayor transferencia de oxígeno al fango activo, mejorando el rendimiento energético de la EDAR, puesto que, tal como se ha explicado anteriormente, el gasto de aireación es uno de los más significativos en el funcionamiento de una EDAR. El grado de mejora obtenido en la EDAR de la invención se ilustra en una serie de ejemplos que se describirán más adelante.

Por otra parte, para mantener un control continuado de las condiciones de funcionamiento de la EDAR, se pueden incluir determinados controles, según se indica seguidamente. En particular, en elaboración de los experimentos con el reactor (1) prototipo mostrado en la figuras 1 y 2, se incluyó un colector de aire (16), tal como un campana flotante captadora de gases de escape o similar (también conocida en el sector como "campana de tipo off-gas'). El colector de aire (16) está montado en la parte superior (9) del reactor (1) y se emplea para recoger el aire que escapa del reactor (1). Se incluye adicionalmente un primer medidor (17), tal como una estación meteorológica, para medir las fracciones molares de gases, tales como C0 ₂ , N ₂ , 0 ₂ y H ₂ 0, a la entrada del colector de aire (16). Asimismo, se emplea un segundo medidor (18) para medir las fracciones molares a la salida del colector de aire (16). Un tercer medidor (19) permite medir la concentración de oxígeno en el fango activo.

La disposición de los controles indicados, comandados por una unidad de control (20), permite obtener una medida de la variación de oxígeno que se da en el aire que sale por la parte superior (9) del reactor (1), con respecto del aire que se suministra al reactor (1) a través de los medios de aireación. A partir de dichas mediciones tomadas, tanto para oxígeno como para dióxido de carbono, se obtiene el rendimiento en transferencia de oxígeno en condiciones estándar (SOTEpw) y, aplicando la norma ASCE 18-1996 de la American Society of Civil Engineers, se calcula el rendimiento en la transferencia de oxígeno en condiciones reales (OTEpw). Para ilustrar la aportación de la invención, seguidamente se muestran y se comentan los resultados obtenidos en varios casos realizados según la metodología explicada.

EXPERIMENTO 1 : PLANTA PILOTO CILINDRICA Los ensayos para el experimento 1 se han realizado con una planta piloto de fangos biológicos, según se representa en las figuras 3 y 4, con un volumen de 0,40 m ³ y un calado de 4,15 m, alimentado con fango biológico de la propia instalación, contemplando distintos escenarios: variaciones en la naturaleza de los elementos de difusión; variaciones en la profundidad (respecto del calado o respecto de los elementos de difusión) de la cesta (10) empleada o, en su caso, de la cesta (10) superior; variaciones en la proporción unitaria de volumen de las cestas (10) ocupado por un relleno formado por los primeros cuerpos de interacción (11) anteriormente referidos, con simetría axial y adicionalmente de 2.5 cm de diámetro; con instalación opcional de mallas (14) perforadas. En todos los experimentos se ha considerado un caudal de fango activo de 2 m ³ /h y un caudal de aire de 1 Nm ³ /h.

Los casos estudiados se dividen en dos grupos: en un primer grupo, se han empleado difusores (6) de burbuja fina como elementos de difusión, mientras que en un segundo grupo se han empleado tubos perforados, para obtener burbujas (5) más gruesas.

Las profundidades consideradas, de la cesta (10) superior respecto de la parte superior (9) del reactor (1), se identifican como H0, H1 y H2 y, para los experimentos realizados, presentan los siguientes valores:

H0 = 10 cm

H1 = 110 cm

H2 = 192 cm Los experimentos realizados en cada grupo se listan esquemáticamente a continuación. Se emplea una línea para cada uno de los experimentos, donde se identifican los parámetros del experimento y a continuación se expresa el valor obtenido (en %) para SOTEpw y el valor del incremento porcentual respecto del valor obtenido sin emplear cestas (10).

Grupo I (difusor, burbuja fina)

- Referencia, sin cestas (10) 16.59%

- 3 cestas (10) con 60 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) superior a H 1 19.59%— +18%

- cesta (10) superior a H2 17.79%— +7%

- 3 cestas (10) con 90 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) superior a H0 ^■ 26.60% +60%

- cesta (10) superior a H1 ^■ 20.50% +24% - cesta (10) superior a H2 ^■ 21.16% +28%

- 2 cestas (10) con un 60 % de volumen ocupado por relleno

- sin malla (14) perforada

- cesta (10) superior a H0 ^■ 22.00% +33%

- cesta (10) superior a H1 ^■ 21.33% +29% - cesta (10) superior a H2 20.95%— +26%

- con malla (14) perforada menos tupida (6 mm / 30 % superficie abierta)

- cesta (10) superior a H0 21.32%— +29%

- cesta (10) superior a H1 21.33%— +29%

- cesta (10) superior a H2 20.95%— +26%

- con malla perforada (14) más tupida (2 mm / 20 % superficie abierta)

- cesta (10) superior a H1 21.89%— +32%

Grupo II (tubo perforado, burbuja gruesa)

- Referencia, sin cestas (10) 12.21 %

- 2 cestas (10) con 90 % de volumen ocupado por relleno, a H1

- sin malla (14) perforada ^■ 20.74% +74%

- con malla (14) perforada menos tupida (6 mm) ^■ 21.24%- +70%

- con malla (14) perforada más tupida (2 mm) 19.98%- +64%

A continuación se establecen una serie de conclusiones extraídas a partir de los resultados de los experimentos, según se ha expuesto en el apartado anterior.

1.- Conclusiones para el Grupo I

- La incorporación de un dispositivo con tres cestas (10) provoca un aumento de SOTEpw de un 18%.

- El aumento de SOTEpw es menor si se aproximan las tres cestas (10) a los difusores (6), y es mayor cuando las tres cestas (10) están más cerca de la parte superior (9) del reactor (1).

- Siguiendo con el caso de tres cestas (10), se tiene que cestas (10) con el 90% de volumen ocupado con los cuerpos de interacción (11) como relleno proporcionan un rendimiento muy superior al de las que tienen ocupado solo el 60%.

- La incorporación de un dispositivo con dos cestas (10) llenas al 90% proporciona mejores resultados que dos cestas (10) al 60%, en particular para la altura H0.

2.- Conclusiones para el grupo II - Se produce un aumento muy significativo del rendimiento, de hasta un 70% cuando se introduce un dispositivo con 2 cestas (10) rellenas al 60%.

EXPERIMENTO 2: PLANTA PILOTO CARRUSEL

Los ensayos para el experimento 2 se han realizado con una planta piloto de fangos biológicos de configuración carrusel, según se muestra en la figura 6, con un volumen de 1 ,20 m ³ y un calado de 1 ,14 m, alimentado con fango biológico de la propia instalación, contemplando distintos escenarios: variaciones en la profundidad (respecto del calado o respecto de los elementos de difusión) de la cesta (10) empleada o, en su caso, de la cesta (10) superior; variaciones en la proporción unitaria de volumen de las cestas (10) ocupado por un relleno formado por los primeros cuerpos de interacción (11), de simetría circular y de 2.5 cm de diámetro, anteriormente descritos. En todos los ensayos del experimento 2 se han considerado un caudal de fango activo de 100 l/h y un caudal de aire de 2,5 Nm ³ /h.

Los casos estudiados se han realizado con difusores (6) de burbuja fina, dividiendo los ensayos en dos grupos: en un primer grupo, se ha adaptado la velocidad del licor mezcla en el reactor para simular un flujo pistón, mientras que en un segundo grupo se han empleado velocidades propias de una configuración tipo carrusel.

Las profundidades consideradas, de la cesta (10) superior respecto de la parte superior (9) del reactor (1), se identifican como H0, H1 y H2 y, para los experimentos realizados, presentan los siguientes valores:

H0 = 5 cm

H1 = 20 cm

H2 = 40 cm Los experimentos realizados en cada grupo se listan esquemáticamente a continuación. Se emplea una línea para cada uno de los experimentos, donde se identifican los parámetros del experimento y a continuación se expresa el valor obtenido (en %) para SOTEpw y el valor del incremento porcentual respecto del valor obtenido sin emplear cestas (10). Grupo I (configuración flujo pistón)

- Referencia, sin cestas (10) 7.44%

- 1 cesta (10) con 40 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) a H 1 13.12%— +76%

- Referencia, sin cestas (10) 9.31 %

- 2 cestas (10) con un 40 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) superior a H1 10.69%— +15%

- Referencia, sin cestas (10) 7.58%

- 2 cestas (10) con un 40 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) superior a H2 11.40%— +50%

Grupo II (configuración carrusel)

- Referencia, sin cestas (10) ^■ 8.01 %

- 1 cesta (10) con 40 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) a H0 11.33%— +41 %

- cesta (10) a H1 11.06%— +38%

1. - Conclusiones para el Grupo I

- La incorporación de un dispositivo con una cesta (10) a una altura intermedia (H1) y un porcentaje de relleno del 40% provoca un aumento de SOTEpw de un 76%.

- El aumento de SOTEpw es menor si se utilizan dos cestas (10) aungue se utilice el mismo porcentaje de relleno (40%).

2. - Conclusiones para el grupo II - Se produce un aumento significativo del rendimiento, de hasta un 41 % cuando se introduce un dispositivo con una cesta (10) rellena al 40%, tanto si la cesta (10) se ubica cerca de la superficie (H0) como a una altura inferior (H1).

EXPERIMENTO 3: ESCALA REAL Los ensayos para el experimento 3 se han realizado en un reactor de fangos biológicos de configuración circular y dimensiones reales, según se muestra en las figuras 7 y 8, con un volumen de 831 m ³ y un calado de 5 m., contemplando distintos escenarios: variaciones en la profundidad (respecto del calado o respecto de los elementos de difusión) de la cesta (10) empleada; variaciones en la proporción unitaria de volumen de la cesta (10) ocupado por un relleno formado por los cuerpos de interacción (11 , 22) de simetría y tamaño variable. En todos los experimentos se han considerado las características de operación que el responsable de planta ha determinado como óptimas para garantizar la calidad físico-química del agua depurada, no suponiendo la introducción de la cesta (10) ninguna variación conforme a estos parámetros de funcionamiento.

Los casos estudiados se han realizado con difusores (6) de burbuja fina, dividiendo los ensayos en dos grupos: en un primer grupo, se han utilizado segundos cuerpos de interacción (22) de tipo roseta de 7.1 cm de diámetro, según se ilustra en la figura 9, mientras que en un segundo grupo se han empleado como relleno los primeros cuerpos de interacción (11) circulares de 2.5 cm de diámetro, referidos anteriormente. Las profundidades consideradas, de la cesta (10) superior respecto de la parte superior (9) del reactor (1), se identifican como H0 y H1 y, para los experimentos realizados, presentan los siguientes valores:

H0 = 50 cm

1-11 = 100 cm

Los experimentos realizados en cada grupo se listan esquemáticamente a continuación. Se emplea una línea para cada uno de los experimentos, donde se identifican los parámetros del experimento y a continuación se expresa el valor obtenido (en %) para SOTEpw y el valor del incremento porcentual respecto del valor obtenido sin emplear cestas (10).

Grupo I (segundos cuerpos de interacción (22) tipo roseta) Referencia, sin cestas (10) 36.25%

1 cesta (10) con 30 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) a H0 46.97%— +30%

- cesta (10) a H 1 48.50%— +34%

Grupo II (primeros cuerpos de interacción (11) cilindricos)

- Referencia, sin cestas (10) 36.25%

- 1 cesta (10) con 15 % de volumen ocupado por relleno

- cesta (10) a H 1 59.85%— +65%

- cesta (10) a H0 53.36%— +47%

1.- Conclusiones para el Grupo I - La incorporación de un dispositivo con una cesta (10), con un porcentaje de relleno del 30% provoca un aumento promedio de SOTEpw de un 32% para ambas alturas estudiadas.

2.- Conclusiones para el grupo II

- Se produce un aumento significativo del rendimiento, de hasta un 65% cuando se introduce un dispositivo con una cesta (10) rellena al 15%, para la altura de ensayo (H1), si se utiliza un relleno de pequeño tamaño. En general, se ha detectado, en el global de todos los experimentos realizados, mejoras en el rendimiento para valores iguales o superiores al 10% de volumen unitario de la cesta ocupado por relleno. Otras realizaciones preferentes para el volumen unitario ocupado por relleno vienen dados por valores superiores al 35 % y valores superiores al 85 %.

En la figura 10 se muestra una gráfica superpuesta de barras y línea que ilustra el consumo global de la EDAR en la que se han realizado los terceros experimentos. Para cada mes (representado en abscisas), donde el mes 1 se corresponde con enero de 2015, la gráfica de barras muestra el consumo mensual (expresado en kW*h/mes con referencia a la escala de ordenadas de la izquierda). Por otra parte la línea continua representa el consumo específico de la EDAR (expresado en kW*h/m ³ con referencia a la escala de ordenadas de la derecha). El mes señalado con una flecha vertical (septiembre de 2016) se corresponde con el momento en que se han incorporado las cestas (10) con los cuerpos de interacción (11 , 22) objeto de la presente invención. Los datos de las gráficas correspondientes al último mes representado (diciembre de 2016) se han obtenido extrapolando al mes completo los valores recopilados hasta el día 12. Se observa una reducción sustancial tanto del consumo mensual como del consumo específico a partir del momento de la instalación de las cestas (10) con los cuerpos de interacción (11 , 22).