TITULO Y CAMPO DE APLICACION

La solicitud comprende una planta de tratamiento de efluentes, preferentemente líquidos cloacales o aguas residuales, en donde se enlaza a una cámara séptica existente o a construir utilizada para convertir esos efluentes contaminantes en agua con valores aptos para no contaminar suelos, napas o cursos de agua, aplicada tales como casas familiares, grupos de casas, pensiones restaurantes ,etc

ESTADO DE LA TECNICA Y PROBLEMAS A SOLUCIONAR

La técnica utilizada hasta ahora en diversas plantas de tratamiento, provocan en alguno de los pasos del proceso problemas tales como olores desagradables, lodos o barros que deben retirarse y procesarse originando gastos extras; también otra desventaja es la difícil regulación de la capacidad, dependiendo del volumen real de las aguas residuales debido a que la carga corriente de la planta de tratamiento de aguas residuales raramente corresponde a la capacidad diseñada de la planta de tratamiento de aguas residuales, tanto en términos del volumen de aguas residuales como concentración de contaminación orgánica. El control utilizado en plantas grandes de tratamiento de aguas residuales no es aplicable a pequeñas plantas de tratamiento de aguas residuales, especialmente debido a razones económicas. Ninguna de las plantas conocidas se ubica posteriormente a la cámara séptica y tienen el efecto técnico de eliminar totalmente la formación de lodos o residuos que deban extraerse, no provoca olores desagradables y no agrega procesos extras, dado que utiliza las cámaras sépticas existentes o a construir en la instalación sanitaria a depurar; estas ventajas se logran mediante recintos que incluyen cámaras, una de aireación, una de sedimentación y otra de cloración que se unen operativamente de tal manera que se provoca la circulación de los lodos permanentemente hasta su total desaparición para luego pasar a dicha cámara de cloración, que elimina totalmente la presencia de las bacterias.

DESCRIPCION DETALLADA DE LAS FIGURAS

En la Figura 1 , se ilustra esquemáticamente la planta que se desea proteger

(1 ) . En (2) se configura un primer recinto que incluye una cámara de aireación, donde entra el efluente a tratar proveniente de una cámara séptica (16) mediante el conducto de ingreso (6). Desde una batería de aireadores (3) se envía aire forzado a través de la tubería (4).

El líquido tratado en el recinto (2) pasa a un segundo recinto (5) que incluye una cámara de sedimentación mediante un conducto de egreso (7). Los lodos sedimentados que deben volver al recinto (2), lo hacen, impulsados por la turbulencia provocada por el aire forzado a través de un conducto de retorno inferior (8).

El líquido que ha completado su tratamiento, sale del segundo recinto (5) por medio del conducto (9) e ingresa a un tercer recinto que incluye una cámara de clorado (10), donde permanece en contacto con cloro líquido o en pastillas, ingresado mediante el conducto (13) al menos 30 minutos, para pasar luego hacia el exterior de la planta por el conducto (1 1 ) para dirigirse a su destino final.

En la Figura 2, se observa el corte "A-A" longitudinal de la planta (1 ).

A la izquierda de esta figura está el conducto (6) de ingreso al primer recinto

(2) . Se observa la tubería (4) de ingreso de aire forzado que se materializa en las burbujas (12). Entre el primer recinto (2) y el segundo recinto (5) se observan las dos comunicaciones de los conductos: de ingreso (7) y el de retorno (8). Luego, más a la derecha, el tercer recinto (10) a la que ingresa el líquido tratado a través del conducto de comunicación (9). El tubo (13) es el conducto de ingreso de pastillas de cloro.

Por último, en el extremo derecho, el conducto (1 1 ) de salida final del efluente tratado.

En la Figura 3, se muestra una vista de una variante de la planta (1 ) suplementando la Figura 2. A continuación del tercer recinto (10) se agrega la cisterna (14), que acumula el agua tratada para otros usos tales como riego, limpieza, reutilización en baños públicos (inodoros y mingitorios), reúso industrial.

En la Figura 4, la planta (1 ) es montada sobre un remolque. Dentro de (1 ) están los componentes descriptos en la Figura 2. La cámara séptica (16) es rebatible y contiene una bomba cloacal (17) conectada a (1 ) mediante la conexión flexible (18). El líquido tratado sale de la planta (1 ) mediante un tubo flexible (15).

La figura 5, muestra una vista lateral frontal en sentido longitudinal de la alternativa señalada en la Figura 4.

La Figura 6, es una vista en planta del equipo (1 ) (tal como se describe en la Figura 2) se ubica dentro de un contenedor, ocupando un tercio del mismo (19). Los dos tercios restantes (20) conforman un recinto sanitario que se armará de acuerdo a las necesidades (con o sin duchas, inodoros y/o mingitorios, y lavatorios) Los desagües producidos por los artefactos instalados en (20) pasan a (19) ingresando a una cámara séptica (16) para posteriormente impulsados por la bomba cloacal (17) y a través de la conexión flexible (18) ingresan a la planta (1 ) donde, luego del tratamiento, salen a través del conducto flexible (15).

La figura 7, muestra una vista lateral longitudinal de la Figura 6.

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LA INVENCION

Se trata de una planta (1 ) contiene recintos cerrados al espacio exterior e intercomunicados entre sí de la manera que se detalla más adelante.

Los efluentes a tratar ingresan en (1 ) provenientes de una cámara séptica (16) externa que puede ser existente o a construir, .mediante un conducto de ingreso que denominamos (6).

El primer recinto (2), que recibe al líquido a tratar, es la cámara de aireación. Aquí el agua cloacal o residual es sometida en una turbulencia provocada por burbujas de aire (12) provenientes de difusores ubicados en el fondo del recinto (2) que reciben permanentemente aire forzado desde una batería de aireadores (3), instalados en paralelo que proveen cada uno un caudal de 3,5 decímetros cúbicos de aire, ubicados en un gabinete metálico estanco que se coloca fuera de las cámaras descriptas, sobre una pared cercana a las mismas. La cantidad de aireadores que conforma la batería se calcula en función de la cantidad de aire que requiere el volumen de efluente cloacal a tratar diariamente.

Las burbujas mencionadas activan bacterias aeróbicas, presentes en el efluente, las que actúan eliminando todos los elementos que originan olores, como así también las grasas y detergentes.

Las aguas así tratadas, pasan al segundo recinto (5), lindero al primer recinto (2) mediante el conducto (7). Dentro del segundo recinto (5) las aguas están en calma, provocando la decantación de los lodos o barros que no han terminado de licuarse totalmente. En la parte inferior de dicho recinto (5), un conducto de comunicación (8) se une con la primer cámara (2). Por efecto de la turbulencia ascendente provocada por las burbujas (12), los lodos sedimentados son atraídos hacia el primer recinto (2), llevando consigo bacterias aeróbicas que mejoran el cultivo de éstas.

Los líquidos sin lodos y de esta manera tratados totalmente, pasan a la tercer recinto (10), donde se eliminan las bacterias remanentes mediante una exposición al cloro, que en forma líquida o de pastillas se ingresan por el conducto perforado (13).

El tamaño del tercer recinto (10) es tal que garantiza una permanencia del líquido tratado en dicha cámara de al menos 30 minutos.

Posteriormente y mediante el conducto (1 1 ) el líquido tratado egresa de la planta (1 ) a su disposición final, conteniendo valores menores a los máximos permitidos para vuelco en cursos de agua.

Como alternativa, puede adosarse al tercer recinto (10) una cisterna (14) donde se acumula el agua tratada para ser usada en tareas tales como riego y otras actividades donde no se requiera agua potable para el consumo humano.

Por efecto de la inyección continua de aire forzado en volúmenes adecuados de acuerdo a cálculo, la planta de tratamiento detallada completa el 100% del tratamiento del efluente ingresado, sin producir lodos o barros que deban retirarse.

Por ende, elimina los pozos ciegos o negros, habituales en las construcciones de viviendas unifamiliares entre otras. En conclusión se basa en el principio del uso de barros activados y aireación extendida, entendiendo por aireación extendida a un proceso de tratamiento del líquido cloacal mediante la utilización de barros activados donde la relación entre la carga orgánica y la cantidad de bacterias es muy baja.

Estos microorganismos entran, por la presencia del oxígeno liberado en el primer recinto (2) de aireación en una auto-oxidación, generando la energía suficiente para desarrollar su actividad de digestión de los lodos y también para su reproducción.

REUTILIZACION DEL AGUA TRATADA LUEGO DEL PASO POR LA PLANTA DE LA INVENCION

El líquido tratado en la planta propuesta, contiene valores de salida respecto a la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO5) menores a 50 mg 02/litro; de Demanda Química de Oxígeno menores a 150 mg 02/litro; menores a 30 mg/litro de grasas y/o aceites; un PH (a 20°C) entre 5 y 7; menos de 1 ml/litro de sólidos sedimentables; menos de 50 mg/l de sólidos no sedimentables y un valor menor a 5 mg/litro de sustancias activas al azul de metileno.

Los valores descriptos corresponden a los límites internacionales más estrictos (algunos de ellos son superiores en la legislación Argentina), para el vertido de los efluentes cloacales tratados en cursos de agua, conductos pluviales, ambiente lacustre o marítimo o bien para su reúso en utilidades tales como riego, lavado de vehículos o abastecimiento a artefactos sanitarios tipo inodoros o mingitorios; es decir, donde pueda utilizarse agua que, si bien no es potable para consumo humano, no es contaminante para los usos señalados. De esta manera, mediante la utilización de la planta de tratamiento de efluentes descripta se elimina el pozo negro o ciego, y tiene el efecto técnico de evitar la contaminación de las napas de agua y de ahorrar importantes cantidades de agua potable al realizar tareas con el agua tratada en lugares donde ésta no es necesaria.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN DE UNA PLANTA DE TRATAMIENTO PARA VIVIENDA FAMILIAR

Tomando en cuenta una población estable de 6 personas en una vivienda familiar, que consuman en promedio 250 litros de agua potable por día, afectando este valor por un factor de gasto diario de 0,8, obtenemos que el efluente cloacal diario que va a aportar la vivienda a la planta de tratamiento (1 ) es de 1200 litros diarios, lo que significa un aporte medio de 50 litros por hora. Este efluente contendrá 250 mg de DBO5 por litro. Luego del pasaje del desagüe por la cámara séptica en primer lugar y luego por la planta de tratamiento (1 ), el líquido tratado tendrá menos de 50 mg de demanda biológica de oxígeno (DBO5), estando dentro de los parámetros aceptados en los reglamentos correspondientes.

El tamaño de los recintos que incluyen las cámaras de aireación (2) y de sedimentación (5) es tal que, de acuerdo al volumen de efluente a tratar garantice un tiempo de permanencia mínimo de 1 1 horas en la primera y 4 horas en la segunda. En el caso que nos ocupa de una vivienda unifamiliar, la planta (1 ) se diseña de 1 ,50 metros de diámetro por 1 ,50 metros de largo, conteniendo un volumen útil de 2390 litros de efluente en tratamiento. Para superar los tiempos de permanencia mencionados se ha determinado que la cámara (2) tenga un largo de 1 ,08 metros, que con el diámetro mencionado de 1 ,50 metros y una altura interna del líquido de 1 ,27 metros nos da una volumen dentro de la cámara de aireación de 1720 litros, lo que arroja, a un caudal medio horario de 50 litros/hora de más de 34 horas. Con respecto a la cantidad de aire necesaria a aportar en la cámara (2) resulta de tomar en cuenta la carga orgánica a tratar (es de 10,42 g DBO5/hora. Como se había mencionado anteriormente, cada aireador que integra la batería, aporta 3,5 dm3/minuto de aire, lo que equivale a 0,21 m3 de aire/hora. Una batería de 4 aireadores aportará 0,84 m3 de aire por hora. Como la cantidad de oxígeno contenido en el aire es del 28%, el total de oxígeno que ingresa a la cámara de aireación (2) es de 0,235 kg O2/hora. Considerando la eficiencia por profundidad de la cámara y la capacidad de oxigenación de los equipos (6% por metro de profundidad) resulta un valor de oxígeno por hora aportado de 0,0179 kg (o 17,9 g O2/h), que es mayor que el volumen requerido de 10,42 g, por lo cual se verifica que el aire aportado por la batería de aireadores es suficiente para el tratamiento del efluente proveniente de la vivienda unifamiliar.

La cámara de sedimentación (5) se ha proyectado de 0,42 m de largo, que con un diámetro de 1 ,50 metros y una altura útil del líquido de 1 ,27 m nos da un volumen de 670 litros. A un caudal medio de 50 litros por hora, da una permanencia del líquido en esta cámara de más de 13 horas, superando las 4 horas mínimas requeridas. Como se ha descripto anteriormente, esta cámara de sedimentación (5) tiene una comunicación inferior "8" con la cámara de aireación (2) de tal manera que los sólidos no tratados totalmente y sedimentados en la cámara (5) son impulsados hacia la cámara (2) por la corriente ascendente que provocan las burbujas de aire aportadas por los difusores (12) ubicados en la parte inferior de la mencionada cámara (2). Los líquidos de la cámara de sedimentación (5), luego de permanecer en la misma los tiempos indicados, mediante una tubería de salida en T (9) que configura una barrera que impide el acceso de sólidos sedimentables, pasan a una cámara de clorado "10" donde permanece un tiempo mínimo de 30 minutos en contacto con cloro (que en este caso se aportan en forma de pastillas que se ingresan por el conducto (13) eliminando las bacterias que pudiera contener. En el caso analizado de una vivienda unifamiliar, una cámara (10) de 0,30 metros de diámetro y 0,60 metros de alto, que configuran un volumen de 42 litros, es mayor que el requerido (para 50 litros/hora, el volumen para retener el líquido tratado en contacto con cloro 30 minutos es de 25 litros).