Dispositivo de desbaste en pozos de gruesos, de una estación depuradora de aguas residuales.

Sector de la técnica

El sector de la invención es el del tratamiento de agua residual por extracción o separación de partículas de líquidos.

Más en concretamente, el dispositivo de la invención se instala por delante o detrás del hueco que permite el paso del agua residual desde este pozo de gruesos hasta el pozo de bombeo que hay justo a continuación. Este hueco, habitualmente de tipo mural, y con forma cuadrada, se encuentra a media altura del muro de hormigón que separa ambos pozos, el de gruesos y el de bombeo. Este hueco está parcialmente cerrado por una rejilla de retención de sólidos, a través de las cuales pasan tan solo partículas de menor tamaño.

Este dispositivo se sitúa en el interior del pozo de gruesos, mientras que otra de las partes, asomará y se apoyará por encima del piso de maniobra. Al otro lado del muro y dentro del pozo de bombeo se coloca el tamiz, justo detrás de las rejillas de retención. Este dispositivo de desbaste tiene como objetivo principal, retener la mayor cantidad posible de residuos sólidos gruesos y medios, impidiendo que estos pasen al pozo de bombeo.

Estado de la técnica

En la actualidad, uno de los residuos que más afecta y daña los sistemas de bombeo, los sistemas de desbaste de sólidos finos, e incluso otros procesos posteriores como son los de desarenado, la decantación, el espesamiento, e incluso la digestión de fangos, son las toallitas.

Mientras que los residuos sólidos más pesados que arrastra la corriente de agua residual a su entrada al pozo de gruesos decantan por si solos y se depositan en el fondo del pozo de gruesos al tener un peso específico mayor que el del agua, no ocurre lo mismo con los sólidos más ligeros. Estos, al tener un peso específico menor que el del agua, tienden a flotar o a quedarse en suspensión, sin llegar a hundirse en el fondo del pozo de gruesos. La propia corriente del agua residual dentro del pozo de gruesos provoca que estos sólidos flotantes o en suspensión busquen escapar por el hueco que permite el paso hacia el pozo de bombeo.

Actualmente, para impedir que estos residuos sólidos más ligeros escapen y lleguen a los siguientes procesos, hay instalada una rejilla de barrotes fijos, con una separación libre (luz de paso) entre barrotes de entre 40 y 80 mm. Estos barrotes fijos están colocados verticalmente a modo de "barrotes de prisión" en el hueco que permite el paso del agua residual desde el gruesos hasta el pozo de bombeo que hay justo a continuación. La limpieza de la rejilla se hace según necesidades, rastrillando de forma manual la suciedad retenida por los barrotes y elevándola también de forma manual con el rastrillo para descargarla en un pequeño contenedor situado sobre el piso de maniobra.

Por su parte, los residuos sólidos más pesados que se han ¡do depositando por gravedad en el fondo del pozo de gruesos, se extraen periódicamente con la ayuda de una cuchara bivalva suspendida de un puente grúa.

La puesta en marcha del puente grúa, su conducción y el manejo de la cuchara bivalva también se hace de forma manual con la ayuda del personal de mantenimiento de la estación depuradora.

Los residuos que extrae la cuchara bivalva se descargan en un contenedor abierto que una vez lleno, un camión portacontenedores se encarga de retirar a vertedero al mismo tiempo que deja colocado en su lugar otro contenedor vacío para poder continuar prestando servicio. Para llevar a cabo estas operaciones de manipulación de contenedores será necesaria la mano de obra del propio conductor del camión y tal vez la ayuda de algún operario de mantenimiento de la planta. No es una operación automatizada que forme parte del sistema.

Explicación de la invención

Con vistas a aumentar la eficacia del pozo de gruesos en las operaciones de desbaste y extracción de todos los residuos sólidos, tanto los pesados como los ligeros, se propone el dispositivo de desbaste de la que invención, que tiene las características de la reivindicación 1 , una estación depuradora según la reivindicación 9 y un método de desbaste en pozos de gruesos según la reivindicación 10. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de la invención

Un primer aspecto inventivo propone un dispositivo que se instala en una estación depuradora de aguas residuales, del tipo de las que dispone de un pozo de gruesos en el que los sólidos más pesados decantarán directamente en el fondo, mientras que los más ligeros buscan escapar por un hueco que conduce hacia un pozo de bombeo. Dicho dispositivo comprende un bastidor vertical que discurre por dentro del pozo de gruesos por los laterales del hueco que conduce hacia un pozo de bombeo, y hasta al menos el fondo de dicho hueco, en el que se montan los mecanismos y elementos siguientes:

- Interiormente una primera rejilla de retención, situada tapando el hueco que comunica ambos pozos, formada por una serie de barrotes verticales interdistanciados.

- Un mecanismo a modo de peine de limpieza, que incluye un rastrillo de limpieza y que está dotado de un mecanismo que lo desplaza hasta la rejilla de retención situada enfrente al hueco que conduce hacia un pozo de bombeo, a fin de deprender de ella los residuos que pudieran quedar entre sus barrotes.

- Una segunda rejilla, igual que la anterior, que se sitúa inicialmente en reposo en la parte superior, por encima del nivel de agua.

- Sendos mecanismos de desplazamiento de ambas rejillas, que comienza con el de la situada en posición de reposo, hasta colocarla en la posición operativa frente al hueco que conduce hacia un pozo de bombeo; para a continuación, iniciar el ascenso de la otra rejilla a la posición de reposo.

- Finalmente, también incorpora un mecanismo de cepillos de limpieza de la rejilla que está situada superiormente en reposo.

El mecanismo de desplazamiento vertical del rastrillo puede consistir en un husillo que al girar por medio de un motoreductor desciende o asciende verticalmente, o bien puede tratarse de un cilindro hidráulico o neumático, en cualquier caso, en el extremo se monta dicho rastillo que al descender verticalmente se va acercando hasta que llega a la rejilla situada frente al hueco que conduce hacia un pozo de bombeo, y los dientes de este rastrillo encajan en los espacios entre los barrotes de la rejilla y a medida que va bajando, también va desprendiendo los residuos adheridos a la superficie de los barrotes y los va obligando a caer hacia el fondo del pozo de gruesos; y una vez que el rastrillo ha limpiado toda la superficie de la rejilla de arriba a abajo, el mecanismo de desplazamiento se mueve en dirección opuesta a fin de que el rastrillo ascienda hasta alcanzar y recuperar la posición de partida.

Según una característica de la invención cada ciclo de limpieza de la rejilla situada frente al hueco que conduce hacia un pozo de bombeo, consistirá en al menos un ciclo de rastrillado. Y, el ciclo de intercambio de la rejilla que está en la posición de reposo por la que está en posición operativa frente al hueco que conduce hacia un pozo de bombeo, se efectúa periódicamente, siempre después de uno de los ciclos de rastrillado.

En un segundo aspecto inventivo, la invención proporciona una estación depuradora que comprende un dispositivo de desbaste en pozos de gruesos según el primer aspecto inventivo.

En un tercer aspecto inventivo, la invención proporciona un método de desbaste en pozos de gruesos de estaciones depuradoras que comprenden,

- un pozo de gruesos con un hueco de acceso a un pozo de bombeo, y

- una tubería de acceso al pozo de gruesos, el método de desbaste comprendiendo:

Proporcionar un dispositivo de desbaste según el primer aspecto inventivo, e Instalar dicho dispositivo de desbaste en el interior del pozo de gruesos conectado a las tuberías de entrada de dicho pozo de gruesos y al hueco de acceso al pozo de bombeo.

Descripción de los dibujos

Estas y otras características de la invención se comprenderán más fácilmente con la ayuda de la descripción que se realiza seguidamente de un ejemplo de realización. Esta descripción se apoya en los dibujos anexos, en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1 muestra una vista en alzado lateral de los pozos de gruesos (1) y de bombeo (2) de una depuradora en la que se ha instalado el dispositivo de desbaste de la invención.

La figura 2 muestra una vista en alzado desde el interior del pozo de gruesos (1 ) de dicho dispositivo.

La figura 3 es una vista en planta de la zona de la depuradora en la que está instalado el dispositivo de la invención.

Realización de la invención

El agua residual acompañada por los residuos que arrastra en su corriente desemboca en el interior del pozo de gruesos (1 ) por la correspondiente tubería de entrada. Los sólidos más pesados decantarán directamente en el fondo del pozo de gruesos (1), y los sólidos más ligeros buscarán escapar por el hueco (3) que conduce hacia el pozo de bombeo (2).

Al llegar estos sólidos más ligeros a este hueco (3) se encontrarán con el dispositivo de desbaste de la invención, que está dotado de una rejilla de retención de barrotes verticales (4), de sección rectangular y con una separación libre entre barrotes de 20 mm.

El dispositivo de desbaste cuenta con dos rejillas (4), de las cuales mientras una está abajo en posición de trabajo, semisumergida o completamente sumergida, ensuciándose y reteniendo sólidos, la otra está arriba en posición de espera, preparada para entrar en servicio, limpia y situada por encima del nivel de agua (ver figura 2).

Cuando el sistema detecta que la rejilla (4) que está abajo trabajando se encuentra colmatada (lo suficientemente sucia), se pondrá en marcha un mecanismo de peine de limpieza. En la realización representada este mecanismo consiste en un rastrillo (6) de desplazamiento vertical acoplado al extremo inferior de un husillo (7). El husillo gira con la ayuda de un motorreductor (8) y al mismo tiempo que gira, también desciende verticalmente y hace descender a la vez al rastrillo (6). El rastrillo se va acercando hasta que llega a la rejilla y los dientes de este rastrillo encajan entre medias de los espacios libres que hay entre los barrotes de la rejilla. El diseño del rastrillo con dientes en forma de sierra ayuda a rasgar los residuos (entre ellos, las toallitas). A medida que el rastrillo (6) va bajando, va desprendiendo los residuos adheridos a la superficie de los barrotes y los va obligando a caer hacia el fondo del pozo de gruesos. Para mejorar el ascenso o descenso del rastrillo (6) por las guías del bastidor (9), el rastrillo lleva incorporados cuatro rodillos laterales.

Una rampa inferior (10) colocada por debajo de la rejilla ayuda a que los residuos desprendidos no se acumulen demasiado cerca del muro, sino que lo hagan a una cierta distancia de él para facilitar el trabajo de apertura, captura y cierre de la cuchara bivalva (12). Los residuos ligeros que han llegado y han chocado contra los barrotes de la rejilla se han ¡do depositando unos encima de otros, convirtiéndose poco a poco en madejas de residuos más compactos y pesados y por lo tanto con cierta facilidad de poder decantar al fondo del pozo de gruesos una vez que han sido desprendidos de la rejilla.

Se deduce por lo tanto que el rastrillo (6) de nuestro sistema no eleva ni extrae los residuos hacia fuera del pozo de gruesos, sino que los empuja y obliga a caer hacia el fondo de este pozo de gruesos para que sea la cuchara bivalva (12) conducida por el puente grúa la que realice las labores de extracción.

Una vez que el rastrillo (6) ha limpiado toda la superficie de la rejilla (4) de arriba a abajo, el husillo comienza a girar en sentido contrario para que el rastrillo (6) ascienda hasta alcanzar y recuperar su posición inicial y se quede preparado para comenzar un nuevo ciclo de rastrillado. En principio, cada ciclo de limpieza de la rejilla consistirá en un sólo rastrillado, aunque el sistema podrá adecuarse para que sean dos o más rastrillados por ciclo.

El sistema se programa para que periódicamente, ya sea cada ciclo de rastrillado o cada dos ciclos, por ejemplo, la rejilla sucia (4) que está abajo trabajando ascienda con la ayuda de un mecanismo para elevación de las rejillas hasta la posición en la que se encuentra un mecanismo de cepillos de limpieza (5). En este punto, es muy importante mencionar que, antes de que la rejilla sucia empiece a subir, la otra rejilla que hay en posición de espera y limpia se deberá haber bajado con la ayuda de su otro mecanismo de poleas y justo cuando llegue a abajo la rejilla limpia y se encuentre preparada para poder entrar en servicio, será cuando la rejilla sucia empiece a subir. Nunca se deberá dejar el hueco (3) libre sin ninguna rejilla para evitar el paso de gruesos al pozo de bombeo (2).

El citado mecanismo para elevación de las rejillas en la realización representada consiste en un juego de poleas, cuyo eje giratorio está motorizado apoyado en sus extremos sobre soportes rodamiento. Tal y como se acaba de mencionar, al ser dos las rejillas, también son dos los mecanismos de poleas. Cada rejilla (4) tiene su propio mecanismo de poleas. Cada mecanismo tiene un eje que lleva acopladas dos poleas que giran a la vez que lo hace el propio eje. Las poleas, según su sentido de giro, hacen enrollar o desenrollar unos cables de acero que van enlazados a unas argollas acopladas a la parte superior de la rejilla. Cuando las poleas enrollan cable, la rejilla asciende, y cuando desenrollan cable, la rejilla desciende. Para mejorar el ascenso o descenso de la rejilla por las guías del bastidor, cada una de estas rejillas (4), al igual que el rastrillo (6) antes mencionado, también llevan incorporados otros cuatro rodillos laterales.

Respecto al mecanismo de cepillos de limpieza (5), consiste en un cepillo giratorio de limpieza industrial, dispuesto en posición horizontal. Cada rejilla (4) también cuenta con su propio mecanismo de cepillo de limpieza. Mientras uno de los cepillos (el que queda más metido en el pozo) gira en sentido horario, el otro (el que queda más próximo al muro del pozo) lo hace en sentido anti-horario y cada cepillo (5) gira gracias al movimiento que le transmite un eje motorizado. Los extremos de los cepillos van apoyados en sus extremos en sendos soportes rodamiento. Cuando la rejilla sucia asciende y empieza a situarse delante del cepillo, el cepillo comienza a girar. Los mechones de cerdas (fibras) del cepillo chocan contra la superficie de los barrotes y se meten entre medias de los espacios libres entre ellos, y los limpian de los restos de suciedad que aún puedan llevar adherida después del ciclo de rastrillado. El sentido de giro de los cepillos está pensado para que los residuos que desprendan de los barrotes caigan hacia el fondo del pozo de gruesos. A medida que la rejilla sigue subiendo, el cepillo sigue girando, y cuando la rejilla sale por encima del cepillo, el cepillo deja de girar.

El bastidor (9) es el elemento sobre el cual se acoplan el resto de elementos móviles, además de que a su vez lleva incorporadas las guías verticales por las que circulan en sentido ascendente o descendente los rodillos laterales del mecanismo de peine de limpieza (rastrillo (6)) y los rodillos laterales de las rejillas (4). En cuanto al puente grúa y a la cuchara bivalva (12) son dos elementos existentes en la mayoría de las estaciones depuradoras y que no forman parte directa del dispositivo de desbaste, sino que se incorporan como elementos complementarios en lo que será un sistema integrado y automatizado. La doble función del puente grúa será la de conducir a la cuchara bivalva desde la zona de contenedores hasta la zona del pozo de gruesos, y la de hacerla descender al fondo de este pozo y volverla a elevar para traerla de vuelta a la zona de contenedores. Un polipasto acoplado al puente grúa es el que facilita las operaciones de descenso, ascenso y desplazamientos laterales de la cuchara bivalva. De manera sincronizada, cuando la cuchara baje al fondo del pozo en el punto elegido, sus valvas se abrirán para capturar los residuos decantados, inmediatamente después se cerrarán, y la cuchara saldrá del pozo para dirigirse a la zona de contenedores a descargar en ellos los residuos que ha capturado en cada viaje al fondo del pozo. El número de ciclos de bajada de la cuchara al fondo del pozo dependerá de la superficie (en metros cuadrados) a limpiar, de la cantidad de residuos que lleguen acompañando al agua residual y estará relacionado con la propia capacidad de volumen de la cuchara.

A continuación del primer paso de desbaste de residuos gruesos-medios llevado a cabo mediante las rejillas, el agua residual pasará por un tamiz (11 ) de desbaste de residuos medios-finos. Este tamiz (11 ) irá instalado dentro de un canal abierto, de sección rectangular, y en este caso, de construcción metálica. A su vez, el extremo de entrada del canal metálico ira anclado a la parte trasera del mismo muro en el que por la parte delantera van las rejillas retención. El extremo final del canal llevará un vertedero regulable de rebose.

El agua residual que atraviesa las rejillas de retención (4) entra en el canal metálico y se encuentra de frente con el tamiz.

Básicamente, el tamiz consiste en una banda sinfín motorizada de malla perforada que retiene los residuos pequeños de hasta un determinado tamaño, y deja pasar el agua residual para que esta caiga por rebose al pozo de bombeo.

Unas rasquetas acopladas a la malla perforada son las encargadas de elevar los residuos retenidos hasta la parte superior del tamiz, para que un sistema limpiarasquetas los expulse fuera hacia el interior de un tornillo transportador que finalmente los descargará en un contenedor. Una vez descrita la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, resulta de manera evidente que la invención es susceptible de aplicación industrial, en el sector indicado.

Asimismo se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características esenciales de la invención que se reivindican a continuación.