El objeto de la presente invención es un procedimiento de depuración de aguas residuales y contaminadas que elimina la problemática asociada a los fangos que se producen en la mayoría de procesos de depuración . El sistema es válido para instalar en balsas, tanques o depósitos de este tipo de aguas, con al menos dos metros de profundidad, caracterizado por la instalación de una serie de elementos que permiten la creación de tres zonas diferenciadas funcionalmente, de distinta altura y a distinta profundidad que, combinadas entre si, consiguen la generación de una serie de procesos que potencian la eliminación de fangos y la depuración del agua. La presente invención se refiere al campo de los sistemas para la depuración de agua de origen urbano, ganadero, agrícola , industrial o similar .

ESTADO DE LA TÉCNICA

En el estado de la técnica se conocen sistemas de depuración de aguas mediante balsas, tanques o depósitos, por procedimiento de fangos activos, de aireación prolongada, de sistemas de filtros verdes enraizados, de sistemas de filtros basados en plantas macrofitas en flotación y similares. Cada uno de estos sistemas, con sus ventajas e inconvenientes propios de cada uno de ellos, no consiguen desencadenar los procesos sinérgicos de la invención aquí descrita, y en consecuencia los resultados que se obtienen con la presente invención.

VENTAJAS QUE APORTA

La eliminación de los fangos que se crean en la mayoría de sistema de depuración de aguas residuales, así como la potenciación de la depuración.

DIBUJOS

Para la mejor comprensión de la invención se acompañan los diseños adjuntos en que la Figura 1 contiene de manera esquemática los elementos principales del invento, escogiendo un sistema de inyección de oxígeno de tipo vegetal y en la que se utilizan tres tipos de dispositivos para la agitación y vibración del agua que facilite el desprendimiento de partículas. Siendo válidos cualquiera de los indicados actuando de forma aislada o bien combinada.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Las aguas residuales a depurar, una vez pasado un proceso primario de decantación y tamizado, pasan a las balsas, depósitos o tanques de al menos dos metros de profundidad, en los que se provoca la creación de tres zonas funcionales de distinta altura y a distinta profundidad, que conforman el Sistema Estructurado, y en el que se distinguen las siguientes tres zonas funcionales:

ZONA 1: SES-p (SISTEMA ESTRUCTURADO PROFUNDO). Es la zona ubicada a mayor profundidad, que se encuentra entre el fondo y una altura mínima de unos 5 centímetros. Esta altura mínima varía en función de la parte de la balsa que se trate, siendo generalmente mayor en las zonas próximas a la entrada del influente a depurar. Es una zona carente de oxigeno, y en el fondo de esta zona, se depositan las partículas que se han decantado.

Los procesos de fermentación causados por las bacterias anaerobias situadas en el fondo, hace que estas sometan a la materia orgánica decantada a la despolimeración de la misma, lo cual hace que aumente el volumen de las moléculas orgánicas sometidas a procesos de fermentación, lo que las hace menos densas, y en consecuencia tenderán a ganar flotabilidad. Sin embargo, las partículas más densas que se han depositado posteriormente sobre ellas, no les permiten ascender. Esto hace que muchas partículas de poca densidad, queden atrapadas por las de mayor densidad. Mediante la agitación de esta zona por procedimientos varios, fundamentalmente de tipo electromecánico, como son turbinas, vibradores, soplantes, o similares, se consigue que las partículas menos densas se liberen de las más densas, por lo que al liberarse, empiezan a ascender, pasando primero a la zona SES-i (descrita más adelante), y después a la SES-s (descrita más adelante).

En esta zona anaerobia SES-p se degradan las partículas más densas de los fangos, pero por sí sola esta zona no es capaz de degradar toda la materia orgánica que se deposita en el fondo. Tiende a producir sólidos orgánicos e inorgánicos, y la despolarinización (que es lo contrario a la polarinización) hace que disminuya la densidad de la materia decantada, lo que hará que tienda a ascender.

Las partículas liberadas por la agitación en el SES-p, potencia la alimentación al SES-s (descrito más adelante) aportándole energía potencial a través de los fangos orgánicos que se vuelven flotantes.

ZONA 2: SES-i (SISTEMA ESTRUCTURADO INTERMEDIO). Es la zona ubicada a una profundidad intermedia, que se encuentra entre la parte superior de la zona SES-p y la inferior de la zona SES-s. Permite y favorece la sinergia entre los procesos que se producen en el SES-s y el SES-p, favoreciendo los procesos físicos de decantación hacia la zona SES-p, y de atracción electrostática hacia el SES-s, lo que hace que esta zona intermedia clarifique el agua, ya que en ella sólo se estabilizarán las partículas que tienen la misma densidad que el agua.

Esta zona intermedia SES-i contiene una reserva de microorganismos aerobios, anaerobios y facultativos, que además de para sus propios procesos degradativos, los pone a disposición del SES-p y del SES-s en función de sus necesidades.

ZONA 3: SES-s (SISTEMA ESTRUCTURADO SUPERIOR). Es la zona ubicada a menor profundidad, que se encuentra entre la parte superior del agua (la lámina de agua en contacto con el aire), y la parte superior de la zona SES-i. Su profundidad o altura puede llegar en torno a los 90 centímetros. En esta zona superior se instala la parte del sistema de inyección de oxigeno, cubriendo la mayoría o la totalidad de la superficie del agua. Este sistemas puede estar formado por membranas especializadas diseñadas al efecto, o plantas vegetales del tipo de las macrofitas debidamente sustentadas para que puedan sobrevivir e inyectar oxigeno con eficacia en estas condiciones, sin estar enraizadas en tierra o en sustratos.

En esta zona SES-s se produce una digestión o degradación aerobia, consiguiéndose una gran oxidación, lo que provoca que aumente su densidad. Muchas de estas partículas que han aumentado su densidad, no comienzan a descender porque están atrapadas por otras que posteriormente han llegado y se han adherido a esa partícula. A su vez estas partículas que han llegado después, no se oxidan ya que las oxidadas hacen de barrera o cortina que impide el acceso a la zona de mayor cantidad de oxigeno. Por ello, también se requiere agitación o vibración en esta zona, de tal forma que se facilite la liberación de las partículas más densas y empiecen a descender, y a su vez, las menos densas se posicionen en los huecos dejados por las densas que han comenzado a descender, pasando primero a la zona SES-i, y después a la SES-p, para decantarse en el fondo. Es conveniente que el sistema empleado para la inyección de oxigeno, tenga también la capacidad de canalizar hacia el campo eléctrico terrestre y atmosférico, los electrones que se generan en el sistema, lo que conlleva que las células orgánicas que conforman los fangos adheridos al sistema de inyección de oxigeno, se comporten como una especie de condensador orgánico. Cuando la célula no admite más carga eléctrica y le llegan nuevas cargas, se rompe la estructura orgánica, liberándose la carga que ésta contiene y, que al llegar a otras células que están saturadas o próximas a la saturación eléctrica, también provoca que sus átomos queden liberados, produciéndose una reacción en cadena, que hace que el carbono que contienen estas células se transforme en C02, el hidrógeno en agua, y sus radicales en oglioelementos que se disuelven en el agua.

La agitación o vibración de esta zona SES-s provoca o facilita el desprendimiento o la liberación de las partículas que estaban unidas, por lo que las más densas comenzarán el descenso, primero hacia la zona SES-i, y después hacia las SES-p, para finalmente decantarse en el fondo. Esto a su vez provoca que se creen huecos que serán ocupados, por una parte, por las partículas que aporta o vienen en el agua residual, y por otra, por las partículas que ascienden del fondo por el proceso descrito en la zona SES-p.

El SES-s alimenta al SES-p aportándole energía disponible como consecuencia, principalmente, de la oxidación de la parte orgánica. Los procesos descritos en las tres zonas, repetidos continuamente, logran que prácticamente desaparezca la materia orgánica, y en consecuencia, los fangos. No obstante, para que estos procesos se produzcan de forma continua, no se requiere necesariamente que la agitación sea continua, pudiéndose activar por intervalos de tiempo controlados, es decir sucesiones de paro/marcha. En el caso de que el depósito esté equipado con un sistema de purga o extracción de fangos decantados, el SES-s sólo se alimentará de las partículas menos densas procedentes del influente de agua a tratar, y a la zona SES-p le llegarán las partículas más densas que provengan tanto del influente, como de la zona SES-s como consecuencia de su oxidación.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN conforme a los diseños adjuntos que dispone de un depósito (1) de al menos dos metros de profundidad, en el que por la parte izquierda superior entra el influente de agua a tratar (2) y en el que por la parte superior derecha sale el agua ya tratada (3). En el depósito se representan las tres zonas diferenciadas funcionalmente, siendo la más profunda la denominada SES-P (4), en la que están decantadas las partículas más densas, o las que ya son menos densas pero aún no se han liberado del bloqueo le ejercen las más densas; la zona intermedia SES-i (5) está ubicada por encima de la zona anterior, siendo una zona principalmente de tránsito de partículas, por una parte las que tienen o han ganado densidad con dirección descendente (7) y, por otra, las menos densas o que han perdido densidad, en dirección ascendente (8) y, por último la zona superior SES-s ( 6) que tiene un alto contenido en oxígeno.

Conforme a este modo de realización preferente el sistema de inyección de oxígeno se basa en la utilización de plantas de tipo macrofitas sin enraizar, teniendo los rizomas contacto directo con el agua ( tipo hidropónico), teniendo una parte por fuera de la superficie del agua ( 9) y otra parte sumergida en la misma (10), con lo que se consigue una inyección de oxígeno importante . Así mismo este sistema combinado por el viento, tiene una buena capacidad de evacuación de electrones al aire (11) con lo que el sistema tiende a cargarse positivamente, a atraer partículas y desencadenar las reacciones descritas.

En este modo de realización se han incluido tres sistemas diferentes de agitación, uno de tipo turbina flotante (12) , otro del tipo aireador sumergido autotranspirable (13) con su correspondiente conducto de entrada de aire (14) y un tercero del tipo parrilla de difusores de burbuja fina (15) con su correspondiente conducto de inyección de aire ( 16).