ES2229920A1 - Equipment for the biological purification of wastewater with methanogenic and hydrolytic anaerobic digestion - Google Patents
Equipment for the biological purification of wastewater with methanogenic and hydrolytic anaerobic digestionInfo
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Abstract
Description
Equipo de depuración biológica de aguas residuales con digestión anaeróbica hidrolítica y metanogénica.Biological water purification equipment residuals with anaerobic hydrolytic and methanogenic digestion.
La presente memoria descriptiva se refiere a una solicitud de una Patente de Invención correspondiente a un equipo de depuración biológica de aguas residuales con digestión anaeróbica hidrolítica y metanogénica, cuya finalidad estriba en la de configurarse como un equipo de digestión anaeróbica que resuelve con compatibilidad en el hábitat entre bacterias mediante la construcción de varios digestores que según el diseño apropiado, optimizan los diferentes nichos ecológicos de los reactores.The present specification refers to a application for an Invention Patent corresponding to a team of biological purification of wastewater with digestion anaerobic hydrolytic and methanogenic, whose purpose is the to be configured as an anaerobic digestion equipment that solves with habitat compatibility between bacteria through construction of several digesters that according to the appropriate design, optimize the different ecological niches of the reactors.
Esta invención tiene su aplicación dentro de la industria dedicada a la depuración en general, y especialmente de aguas residuales con alta carga orgánica.This invention has its application within the industry dedicated to purification in general, and especially of wastewater with high organic load.
En los procesos de depuración biológica de aguas residuales con alta carga orgánica, bien sea provenientes de población humana o industrias agroalimentarias, ganaderas, etc., con utilización de reactores o digestores anaerobios de alta velocidad, se conocen dos clases de digestores. A saber:In the processes of biological water purification waste with high organic load, either from human population or agrifood, livestock, etc. industries, with the use of high anaerobic reactors or digesters speed, two kinds of digesters are known. Namely:
- --
- Reactor anaerobio de acumulación, el cual puede ser a su vez un reactor de contacto o un digestor de actividad central (sistema DAC).Anaerobic reactor accumulation, which can in turn be a contact reactor or a central activity digester (DAC system).
- --
- Reactor anaerobio de lecho fijo o móvil que puede a su vez dividirse en los siguientes sistemas:Anaerobic reactor fixed or mobile bed that can in turn be divided into the following systems:
- \bullet?
- Up flow anaerobic sleugde blanker (UASB).Up flow Anaerobic Sleugde Blanker (UASB).
- \bullet?
- Reactor de lecho fluido o lecho expandido (Sistema BIOFLUID).Reactor fluid bed or expanded bed (BIOFLUID System).
- \bullet?
- Filtros anaerobios.Filters anaerobes
- \bullet?
- Reactor de dos fases.Reactor Two phases.
El reactor de contacto es un reactor único que dispone de dispositivos que permiten una alimentación continua con agitación y homogeneización del contenido del digestor con posibilidad de obtener tiempos de residencia de sólidos (biomasa bacteriana) superiores a los tiempos de residencia hidráulica, gracias a sistemas externos o internos de concentración y recirculación de sólidos.The contact reactor is a unique reactor that It has devices that allow continuous feeding with agitation and homogenization of the digester content with possibility of obtaining residence times of solids (biomass bacterial) longer than hydraulic residence times, thanks to external or internal concentration systems and solids recirculation.
Sin embargo la concentración bacteriana en un único digestor no resuelve el grave problema de adaptación de las bacterias metanogénicas a los niveles de pH de la carga orgánica, sus distintas exigencias de fijación y su diferente tasa de reproducción produce inevitablemente una importante perdida de rendimiento del proceso tanto en la depuración como en la capacidad de producción de biogás.However the bacterial concentration in a sole digester does not solve the serious problem of adaptation of methanogenic bacteria at the pH levels of the organic load, its different fixing requirements and its different rate of reproduction inevitably produces a significant loss of process performance in both debugging and capacity of biogas production.
En efecto, es esencial para el proceso que el equilibrio bacteriano de la biomasa para un mismo volumen de carga orgánica a tratar sea digerido en un tiempo coherente por las bacterias ácido génicas (hidrolíticas, fermentativas) y el metano génico (acetoplásticas e hidrogeno filas) por esta razón un aumento de la población bacteriana en la fase hidrolítica-ácido génica con respecto a la población bacteriana de la fase metano génico no solo desestabiliza el proceso sino que pierde eficacia al no ser capaz de eliminar los componentes del residuo a tratar en un tiempo adecuado produciendo una inhibición progresiva de reproducción de estas bacterias metano génico al aumentar la población por la diferente tasa de reproducción de las bacterias hidrolíticas, introduciendo una regresión progresiva de la actividad bacteriana.Indeed, it is essential to the process that the Bacterial balance of biomass for the same load volume organic to be treated is digested in a consistent time by the acidic bacteria (hydrolytic, fermentative) and methane gene (acetoplastic and hydrogen rows) for this reason an increase of the bacterial population in the hydrolytic-acidic phase with regarding the bacterial population of the gene methane phase not only destabilizes the process but loses efficiency by not being able to remove the components of the waste to be treated in a suitable time producing a progressive inhibition of reproduction of these methane gene bacteria by increasing the population by the different reproduction rate of hydrolytic bacteria, introducing a progressive regression of bacterial activity.
De la misma forma el sistema DAC, aunque aumenta el rendimiento de reactor de contacto con un decantador interno que asegura una mayor concentración de biomasa bacteriana en el interior y facilita la precipitación de materias inertes fácilmente sedimentables, no resuelve así mismo el problema de cohabitación de bacterias con exigencias contrapuestas de hábitat por lo que opera con un TRH o tiempo de residencia hidráulica para un volumen útil de 500 metros cúbicos de digestor se sitúa en torno a 12,5 días para un volumen de agua residual a depurar del orden de 40 metros cúbicos por día, con un nivel medio de eficiencia en la depuración en 80% de COD (demanda química de oxígeno de un 95,7 y en % de SV (sólidos volátiles) eliminados de un 76,7 y una producción de biogás de 1561200 metros cúbicos al año, lo que denota un insuficiente rendimiento del sistema. El TRH conlleva la necesidad de construir un reactor de un alto volumen de capacidad útil con relación al volumen a tratar diario, lo que supone una inversión inicial muy alta en capital fijo y un nivel relativamente bajo en la eficacia de la depuración.In the same way the DAC system, although it increases the contact reactor performance with an internal decanter that ensures a higher concentration of bacterial biomass in the interior and facilitates the precipitation of inert materials easily sedimentable, does not solve the problem of cohabitation of bacteria with conflicting habitat requirements so it operates with a HRT or hydraulic residence time for a useful volume of 500 cubic meters of digester stands at around 12.5 days to a volume of wastewater to be treated on the order of 40 meters cubic per day, with an average level of efficiency in debugging in 80% of COD (chemical oxygen demand of 95.7 and in% of SV (volatile solids) removed from a 76.7 and a production of biogas of 1561200 cubic meters per year, which denotes a Insufficient system performance. HRT carries the need of building a reactor of a high volume of useful capacity with relation to the volume to be treated daily, which implies an investment very high initial in fixed capital and a relatively low level in The effectiveness of debugging.
El sistema conocido como UPFLOW ANAEROBIC SLUGDE BLANKET (UASB), mejora el rendimiento gracias a una granulación de la biomasa anaerobia y a la utilización de lecho de lodos, pero la concentración de bacterias en un único reactor no resuelve el problema de la incompatibilidad relativa al hábitat de las bacterias, su distinta tasa de reproducción y su distinta sensibilidad al pH, por lo que la variación de carga orgánica de entrada o las condiciones ambientales producen variaciones sustanciales en el rendimiento del proceso.The system known as UPFLOW ANAEROBIC SLUGDE BLANKET (UASB), improves performance thanks to a granulation of anaerobic biomass and sludge bed utilization, but the concentration of bacteria in a single reactor does not solve the problem of incompatibility related to the habitat of bacteria, their different reproduction rate and their different pH sensitivity, so that the organic load variation of input or environmental conditions produce variations substantial in the process performance.
Los reactores de lecho fluidizado o lecho expandido son aptos para aumentar la fijación de bacterias metano génico por adhesión a los diferentes soportes que se utilicen plástico, silicatos u otros. Entre éstos destaca el sistema conocido como BIOFLUID de lecho fluidificado, que aumenta el rendimiento de la digestión anaeróbica con una mejor adecuación del volumen y consigue una reducción de la concentración de dióxido de carbono en el líquido del reactor, simplifica el control de temperatura en el proceso y mediante una selección de soportes micronizados de fácil fluidificación, no solo disminuye los consumos energéticos del reactor sino que favorece el desarrollo selectivo de bacterias en función del agua residual a tratar.The fluidized bed or bed reactors expanded are apt to increase the fixation of methane bacteria gene by adhesion to the different supports that are used plastic, silicates or others. Among these, the system stands out known as BIOFLUID fluidized bed, which increases the anaerobic digestion performance with better adaptation of volume and get a reduction of the dioxide concentration of carbon in the reactor liquid, simplifies the control of temperature in the process and through a selection of supports Micronized easy to fluidize, not only decreases consumption energetic reactor but favors selective development of bacteria depending on the wastewater to be treated.
De la misma forma, forman parte del estado de la técnica los filtros anaerobios de materiales inertes dispuestos en láminas, anillos, o esferas, colocados al azar o en configuración modular y que pueden operar con flujos de alimentación up-flow AF o down-flow DSFF, que facilitan la formación de biofil bacteriano; además el reactor denominado dos fases, caracterizado por unir en un único reactor las fases hidrolítica ácido génica que opera con un reactor DSFF y la fase metano génico que opera con un reactor de lecho expandido o fluidificado, constituyendo este conjunto un reactor único de alta velocidad con dos fases internas. Reactores de doble fase, independizan en diferentes tanques la fase hidrolítica y la metano génica mejoran el rendimiento del proceso de digestión anaeróbica reduciendo el tiempo de residencia hidráulica, mejoran el hábitat de las bacterias aunque no demuestran la separación de las fases al producirse biogás en ambos digestores, estos sistemas son los mejores para alcanzar las mayores tasas de rendimiento y eficiencia conocidas en el estado de la técnica anterior a la presente invención.In the same way, they are part of the state of technique anaerobic filters of inert materials arranged in sheets, rings, or spheres, placed randomly or in configuration modular and that can operate with feed flows up-flow AF or down-flow DSFF, which facilitate the formation of bacterial biofil; in addition the reactor called two phases, characterized by joining in a single reactor the gene acid hydrolytic phases that operates with a DSFF reactor and the methane gene phase that operates with an expanded bed reactor or fluidized, this assembly being a unique high reactor speed with two internal phases. Double phase reactors, the hydrolytic phase and methane become independent in different tanks gene enhance the performance of the anaerobic digestion process reducing hydraulic residence time, improve habitat of the bacteria although they do not demonstrate the separation of the phases at produce biogas in both digesters, these systems are the better to achieve the highest rates of performance and efficiency known in the prior art prior to the present invention.
Son significativos los trabajos de IZA, COLLERAN y otros, International workshop on anaerobic treatment technology for municipal and industrial waster water, de KENNEDY, K.J. y DROSTE R. L."Anaerobic wastewater treatment in down flow stationary fixed film reactors", WEILAND, P y ROZZI,A. "the start-up operation and monitoring of high - rate anaerobic treatment systems"The works of IZA, COLLERAN are significant and others, International workshop on anaerobic treatment technology for municipal and industrial waster water, by KENNEDY, K.J. Y DROSTE R. L. "Anaerobic wastewater treatment in down flow stationary fixed film reactors ", WEILAND, P and ROZZI, A." the start-up operation and monitoring of high - rate anaerobic treatment systems "
En España FIESTAS J.A. "Reactores anaerobios para la depuración de aguas industriales y urbanas " 1996.In Spain FIESTAS J.A. "Anaerobic reactors for the purification of industrial and urban waters "1996.
Lo más significativo del estado de la técnica anterior con relación a la invención que se propone es que aún no existe un procedimiento de depuración anaerobia que resuelva íntegramente el problema de incompatibilidad del hábitat entre bacterias ácido génicas y metano génicas debido a la incompatibilidad de estas relativa al pH y por la presencia de metales pesados incompatibles con las bacterias metano génicas, la diferente tasa de reproducidos, la disparidad en los lechos de fijación, la no resuelta fluidificación de los silicatos que al adherirse en él, las bacterias metano génicas disminuyen el peso específico de los soportes de fluidificación por la formación de burbujas de biogás reduciendo drásticamente el peso específico de estos materiales y produciendo con esto el escape de este material con el agua de salida de los digestores, todo esto conlleva una inestabilidad no-resuelta del proceso de depuración anaeróbico con la consiguiente perdida de eficacia tanto en la capacidad de depuración, como en el tiempo hidráulico de retención respecto a la invención que se propone, con las consiguientes necesidades de inversión en capital fijo lo que supone un mayor tamaño de los digestores anteriormente conocidos respecto a los ahora propuestos.The most significant of the state of the art In relation to the proposed invention, it is not yet there is an anaerobic clearance procedure that resolves entirely the problem of habitat incompatibility between acidic gene and methane gene bacteria due to the incompatibility of these relative to the pH and the presence of heavy metals incompatible with methane gene bacteria, the different rate of reproduced, disparity in the beds of fixation, the unresolved fluidization of silicates that at adhere to it, methane gene bacteria decrease weight specific to fluidization supports by the formation of biogas bubbles drastically reducing the specific weight of these materials and thereby producing the escape of this material with the digesters outlet water, all this entails a unresolved instability of the debugging process anaerobic with the consequent loss of efficacy both in the debugging capacity, as in hydraulic retention time with respect to the proposed invention, with the consequent investment needs in fixed capital which means greater size of the previously known digesters with respect to now proposed.
El equipo de depuración biológica de aguas residuales con digestión anaeróbica hidrolítica y metanogénica que la invención propone se configura como un equipo de múltiple digestión anaeróbica que resuelve sustancialmente la problemática actual.The biological water purification equipment residuals with anaerobic hydrolytic and methanogenic digestion that The proposed invention is configured as a multiple device anaerobic digestion that substantially solves the problem current.
De forma más concreta, el equipo de depuración biológica de aguas residuales con digestión anaeróbica hidrolítica y metanogénica objeto de la invención resuelve la incompatibilidad entre bacterias mediante la construcción de varios digestores, logra optimizar los diferentes nichos ecológicos en los reactores, consiguiendo una mejor estabilización del pH desde la primera fase hidrolítica debido al substrato empleado, sepiolita que compuesta por diferentes silicatos una vez amasada y conformada en forma circular formando tubos de aproximadamente 50 centímetros de largo por 20 centímetros de diámetro colocándolos para su cocción en conjuntos de seis piezas, se realza el proceso de cocción a una temperatura de 750 grados, formando piezas de aproximadamente un metro cuadrado de superficie de contacto y estas piezas se colocaran en el digestor produciendo una superficie de contacto de diez metros cuadrados por cada metro cúbico de entrada de agua en el primer digestor, lo que es lo mismo, diez piezas por cada metro cúbico de alimentación (entrada) colocadas unas encima de otras, formando tubos concéntricos de al menos un metro cincuenta de altura.More specifically, the debug team Biological wastewater with anaerobic hydrolytic digestion and methanogenic object of the invention resolves the incompatibility between bacteria by building several digesters, manages to optimize the different ecological niches in the reactors, getting a better pH stabilization from the first phase hydrolytic due to the substrate used, sepiolite that compound by different silicates once kneaded and shaped circular forming tubes approximately 50 centimeters long by 20 centimeters in diameter placing them for cooking in sets of six pieces, the cooking process is enhanced to a 750 degree temperature, forming pieces of approximately one square meter of contact surface and these pieces will be placed in the digester producing a contact surface of ten square meters for each cubic meter of water inlet in the first digester, which is the same, ten pieces per meter cubic feeding (input) placed on top of each other, forming concentric tubes of at least one meter fifty of height.
El tamaño de este reactor o digestor está definido por la suma de los tiempos de retención hidráulica de las diferentes fases que en él se producen y que son cámaras de digestión de biosólidos, cámara de contacto para la degradación de ácidos, fase ácido génica y fase fermentativa, decantación agua residual.The size of this reactor or digester is defined by the sum of the hydraulic retention times of the different phases that occur in it and that are cameras of biosolids digestion, contact chamber for degradation of acids, gene acid phase and fermentation phase, water decantation residual.
La alimentación de este digestor se realiza por la parte superior con un tubo de al menos dos pulgadas, procurando que no tengan codos de noventa grados y ala altura de la parte superior de donde se sitúan las piezas de silicato cocidas, este influente será impulsado por una bomba hacia el digestor y esta bomba será de rodete abierto y siempre compatible con el agua, purín u otros líquidos a tratar.The feeding of this digester is done by the top with a tube of at least two inches, trying that do not have ninety degree elbows and wing height top of where the cooked silicate pieces are located, this influent will be driven by a pump towards the digester and this pump will be open impeller and always compatible with water, slurry or other liquids to be treated.
El agua de salida del primer reactor mediante una bomba de caudal variable se introduce por la parte inferior del segundo digestor iniciándose la fase metano génico.The outlet water of the first reactor through a variable flow pump is introduced from the bottom of the second digester beginning the methane gene phase.
El segundo equipo o digestor debe de tener una capacidad en metros cúbicos que será el doble del caudal de agua de entrada al día o alimentación día.The second team or digester must have a capacity in cubic meters that will be twice the water flow of entrance to the day or feeding day.
La alimentación se realiza por la parte baja del digestor que se construye en forma de cono invertido, es decir, con la parte más estrecha hacia abajo por donde se introduce un tubo de un tamaño de tres pulgadas y que en su parte final dentro del digestor se conecta a un aspersor circular.The feeding is done by the lower part of the digester that is constructed in the form of an inverted cone, that is, with the narrowest part down where a tube of a size of three inches and that in its final part inside the Digester connects to a circular sprinkler.
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integrante de la misma, una hoja de planos en la cual con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:To complement the description that is being performing and in order to help a better understanding of the characteristics of the invention, is attached herein descriptive, as an integral part of it, a sheet of plans in which with an illustrative and non-limiting nature, represented the following:
La figura número 1.- Corresponde a una vista simplificada y sintetizada del objeto de la invención relativo a un equipo de depuración biológica de aguas residuales con digestión anaeróbica hidrolítica y metanogénica.Figure number 1.- Corresponds to a view simplified and synthesized of the object of the invention relating to a biological wastewater purification equipment with digestion anaerobic hydrolytic and methanogenic.
El equipo de depuración biológica de aguas residuales con digestión anaeróbica hidrolítica y metanogénica que se preconiza está configurado a partir de varios digestores.The biological water purification equipment residuals with anaerobic hydrolytic and methanogenic digestion that It is recommended that it is configured from several digesters.
El primer digestor está constituido a partir de un cuerpo circular formado por tubos de 50 centímetros de longitud y 20 centímetros de diámetro, utilizando para su construcción sepiolita debidamente amasada, formando conjuntos de seis piezas produciendo una superficie de contacto de 10 metros cuadrados en el primer digestor, por cada metro cúbico de entrada de agua colocada una encima de otra, formando tubos concéntricos de al menos un metro cincuenta de altura.The first digester is constituted from a circular body formed by 50 cm long tubes and 20 centimeters in diameter, using for its construction duly kneaded sepiolite, forming sets of six pieces producing a contact area of 10 square meters in the first digester, for each cubic meter of water inlet placed one on top of the other, forming concentric tubes of at least one Fifty meter high.
El tamaño de este reactor o digestor esta definido por la suma de los tiempos de retención hidráulica de las diferentes fases que en él se producen y que son: cámara de digestión de biosólidos, cámara de contacto para la degradación de ácidos fase ácido génica y fase fermentativa, decantación agua residual.The size of this reactor or digester is defined by the sum of the hydraulic retention times of the different phases that occur in it and that are: chamber of biosolids digestion, contact chamber for degradation of acidic acid phase and fermentation phase, water decantation residual.
El volumen de biosólidos que se producen en los diferentes vertidos que hemos estudiado es un siete por ciento del volumen de la entrado o alimentación metros cúbicos /día, el tiempo de residencia en el reactor para que puedan digerirse perfectamente y no tengan presencia de bacterias peligrosas como salmonella, e. colli, etc., será de cinco días en esta cámara se produce la fase de digestión de lodos, la parte inferior se conformará como un cono invertido con un diámetro en la parte mas estrecha de tres pulgadas donde se colocará una válvula programada de descarga de estos biosólidos, a la altura media de la cámara o depósito de biosólidos se realiza un agujero para la recirculación con un diámetro de dos pulgadas que mediante un tubo de la misma medida se conectará a la bomba que los eleva a la parte superior del digestor introduciéndolos en éste mediante un tubo del mismo diámetro dos pulgadas agujereado cada veinte centímetros en la parte que se introduce dentro de la cámara descargando en la parte superior de la cámara de degradación de ácidos (fase fermentativa).The volume of biosolids that are produced in the different discharges we have studied is seven percent of the volume of the entrance or feeding cubic meters / day, the residence time in the reactor so that they can be digested perfectly and do not have the presence of dangerous bacteria like salmonella , e. colli , etc., will be five days in this chamber the sludge digestion phase occurs, the lower part will be formed as an inverted cone with a diameter in the narrowest part of three inches where a programmed discharge valve will be placed These biosolids, at the middle height of the chamber or biosolids deposit, a hole for recirculation with a diameter of two inches is made that through a tube of the same size will be connected to the pump that lifts them to the top of the digester by introducing them in this one through a tube of the same diameter two inches drilled every twenty centimeters in the part that is introduced into the chamber by discharging in the upper part of the acid degradation chamber (fermentative phase).
La alimentación de este digestor se realiza por la parte superior con tubo de al menos dos pulgadas procurando que no tengan codos de noventa grados y a la altura de la parte inferior de donde se sitúan las piezas de silicato cocidas, este influente será impulsado por una bomba hacia el digestor, esta bomba será de rodete abierto y siempre compatible con el agua, purín u otros líquidos a tratar.The feeding of this digester is done by the top with a tube of at least two inches ensuring that do not have ninety degree elbows and at the height of the part bottom of where the cooked silicate pieces are located, this influente will be driven by a pump to the digester, this pump It will be open impeller and always compatible with water, slurry or Other liquids to treat.
Por encima de la cámara de digestión de lodos, se sitúa la cámara ácido génica y fermentativa, rellena en su interior por las piezas tubulares de silicato arcilloso, (sepiolita cocida en horno de cerámica a una temperatura de 750 grados) formando visto por la parte superior un panal de abeja colocándose diez piezas con una superficie de un metro cuadrado por cada metro cúbico de entrada de agua día a depurar. Esta cámara tendrá una capacidad de la mitad del agua que se trate al día.Above the sludge digestion chamber, it places the gene and fermentative acid chamber, filled inside by the tubular pieces of clay silicate, (cooked sepiolite in a ceramic oven at a temperature of 750 degrees) forming seen from the top a honeycomb placing ten pieces with an area of one square meter per meter cubic water inlet day to purify. This camera will have a capacity of half the water treated per day.
Este silicato cocido fija las bacterias hidrolíticas en las paredes de contacto con el agua u otro vertido a depurar fijándose en una película de hasta tres milímetros disminuyendo o aumentando esta película según la cantidad de fracción orgánica que tenga el residuo a tratar, regula el posible desequilibrio entre la producción y el consumo de ácidos corrigiendo los desequilibrios o variaciones del pH manteniéndolo en un rango de 7,5 produciendo un efecto tampón regula la fase ácido génica. Por la parte superior de las piezas de silicato y a una altura de cuarenta centímetros se colocan de pared a pared unos deflectores en forma de "V" invertida, la parte más ancha hacia abajo con una anchura de treinta centímetros en la parte más ancha y con unas alas de al menos de cuarenta centímetros, formando dos o tres líneas, colocados cubriendo los espacios más anchos de la formación la segunda línea superior y así mismo la tercera línea con un ángulo de inclinación de cuarenta y cinco grados por encima de estos deflectores se sitúan canales en forma de "U" colocados con la parte abierta hacia arriba tres o cuatro según el tamaño del digestor en la parte inferior de la "U" se practicarán agujeros cada diez centímetros que dejen pasar el agua de salida, este agua circulará hacia el perímetro exterior del digestor donde se recoge en un tanque concéntrico.This cooked silicate fixes the bacteria hydrolytic walls in contact with water or other spillage to debug by looking at a film of up to three millimeters decreasing or increasing this film according to the amount of organic fraction that has the residue to be treated, regulates the possible imbalance between the production and consumption of acids by correcting pH imbalances or variations keeping it in a range of 7.5 producing a buffer effect regulates the gene acid phase. On top of the silicate pieces and at a height of forty centimeters are placed from wall to wall some baffles In the form of an inverted "V", the widest part down with a width of thirty centimeters in the widest part and with some wings of at least forty centimeters, forming two or three lines, placed covering the widest spaces of the formation the second upper line and also the third line with a tilt angle forty-five degrees above these baffles are placed U-shaped channels placed with the open part up three or four depending on the size of the digester at the bottom of the "U" holes will be made every ten centimeters that let the water out, this water will circulate to the outer perimeter of the digester where it is collected in a concentric tank.
En la pared interior la que sustenta o conforma las cámaras descritas se coloca un serpentín de agua caliente alimentado desde el exterior por una caldera de calefacción que producirá el calor necesario para mantener una temperatura interior entorno a los treinta y dos, treinta y cinco grados.In the inner wall the one that sustains or conforms The chambers described are placed a hot water coil powered from the outside by a heating boiler that will produce the heat necessary to maintain an indoor temperature around thirty-two, thirty-five degrees.
El tanque concéntrico del exterior tendrá una capacidad de al menos un tercio del agua del caudal de entrada al día, y la salida del agua se situará por la parte inferior de la cámara de retención, estará indicado que en este tanque perimetral se pueda recircular este agua para desgasificar, realizando un estriping. En la parte baja de este depósito o tanque concéntrico se colocan válvulas de descarga, las necesarias según tamaño para la descarga de las posibles acumulaciones de biosólidos, recirculando estos hacia el interior del digestor mediante una bomba.The concentric tank outside will have a capacity of at least one third of the water in the inlet flow to day, and the water outlet will be located at the bottom of the retention chamber, it will be indicated that in this perimeter tank this water can be recirculated to degas, making a estriping. In the lower part of this tank or concentric tank you placed discharge valves, the necessary ones according to size for the discharge of possible biosolids accumulations, recirculating these into the digester through a pump.
En la parte superior del digestor, según tamaños, se coloca un cierre hidráulico o varios para seguridad del posible aumento de gases en el interior y poder así con este sistema obtener una presión idónea en el interior, presión atmosférica +300 mm. columna de agua, evitando entradas de aire del exterior.In the upper part of the digester, according to sizes, one or several hydraulic seals are placed for possible safety increase of gases inside and power like this with this system get an ideal pressure inside, atmospheric pressure +300 mm water column, avoiding outside air inlets.
Se construyen en acero inoxidable, en forma de cono, y pueden ser circulares o cuadradas, teniendo en el pico del cono una salida para la conexión de un tubo que extraerá el gas producido en exceso la mayor cantidad de este será carbónico que utilizaremos o no para la mezcla con el gas producido en el digestor metano génico.They are built in stainless steel, in the form of cone, and can be circular or square, taking at the peak of cone an outlet for the connection of a tube that will extract the gas produced in excess the most of this will be carbonic that we will use or not to mix with the gas produced in the Gene methane digester.
Los canales del cierre hidráulico donde reposa la tapa son de al menos treinta centímetros de ancho por treinta de alto conteniendo agua limpia en su interior. Las tapas son para cualquier tamaño de digestor de un metro de diámetro colocándose al menos dos por cada diez metros de diámetro de digestor, el tamaño del digestor se considerará que es desde las paredes exteriores del tanque o depósito del agua de salida.The channels of the hydraulic seal where the lid are at least thirty centimeters wide by thirty of high containing clean water inside. The tapas are for any digester size of one meter in diameter placed at minus two for every ten meters of digester diameter, the size of the digester shall be considered to be from the outer walls of the tank or outlet water tank.
El agua de salida del primer reactor mediante una bomba de caudal variable se introduce por la parte inferior del segundo digestor iniciándose la fase metano génico.The outlet water of the first reactor through a variable flow pump is introduced from the bottom of the second digester beginning the methane gene phase.
Este segundo digestor debe de tener una capacidad en metros cúbicos que será el doble del caudal de agua de entrada día o alimentación día.This second digester must have a capacity in cubic meters that will be twice the inlet water flow day or day feed.
La alimentación se realiza por la parte baja del digestor que se construye con forma de cono invertido, es decir, con la parte mas estrecha hacia abajo por donde se introduce un tubo de un tamaño de tres pulgadas y que en su parte final dentro del digestor se conecta a unos aspersores circulares.The feeding is done by the lower part of the digester that is constructed with an inverted cone shape, that is, with the narrowest part down where a tube of a size of three inches and that in its final part inside of the digester is connected to circular sprinklers.
El aspersor circular es una alcachofa de regadera con círculos concéntricos de agujeros, en los que se roscan difusores, entre éstos y la base de soporte se coloca una chapa en forma de cono con una pendiente de 75º de inclinación y un diámetro de 10 centímetros, con el fin de recoger el silicato que se pueda precipitar en paradas no programadas y vuelva a impularlo hacia arriba en el arranque, éstos, en los que se conectan los difusores, son de un tamaño no inferior a tres milímetros fabricados con material plástico o cerámico y con un diámetro de cuarenta centímetros.The circular sprinkler is a shower head artichoke with concentric circles of holes, in which they are threaded diffusers, between these and the support base a sheet is placed in cone shape with a slope of 75º inclination and a diameter 10 centimeters, in order to collect the silicate that can be rush into unscheduled stops and re-implode it towards up at startup, these, in which the diffusers are connected, they are of a size not less than three millimeters manufactured with plastic or ceramic material and with a diameter of forty centimeters.
Mediante este sistema de impulsión se produce una corriente ascendente que ayuda a mantener en suspensión el silicato o sepiolita. Además estas corrientes ascendentes impiden que el material de silicato se precipite en la parte baja del digestor, al fijarse en estas partículas de sepiolita bacterias metano génicas se incrementa la velocidad de ascensión del fluido por la producción de burbujas de gas que realizan estas bacterias disminuyendo el peso especifico de la sepiolita no realmente pero si teóricamente al incrementar las partículas de sepiolita su volumen debido a la fijación de bacterias cargadas con burbujas de gas.This drive system produces a updraft that helps keep the silicate in suspension or sepiolite Furthermore, these updrafts prevent the silicate material precipitates in the lower part of the digester, at look at these sepiolite particles methane gene bacteria the rate of ascent of the fluid is increased by the production of gas bubbles that these bacteria perform by decreasing the specific weight of sepiolite not really but theoretically when sepiolite particles increase their volume due to the fixing bacteria loaded with gas bubbles.
Formando estas partículas una figura que representa un racimo de uvas visto en el microscopio.Forming these particles a figure that It represents a bunch of grapes seen in the microscope.
Formas esféricas unidas unas a las otras soltando pequeñas burbujas de gas que se desprenden una vez que consiguen un volumen que triplica el suyo.Spherical shapes attached to each other by releasing small gas bubbles that come off once they get a volume tripling yours.
Tomadas muestras a diferentes alturas del digestor, se comprueba que en la parte baja existe muy poca cantidad de sepiolita, en la parte media aumenta y se consigue la mayor cantidad de sepiolita dentro del reactor, en la parte alta vuelve a disminuir la sepiolita al ser el punto donde finaliza el flujo ascendente que impulsa la bomba de alimentación.Samples taken at different heights of the digester, it is found that in the lower part there is very little amount of sepiolite, in the middle part increases and the more sepiolite inside the reactor, in the upper part sepiolite decreases again as it is the point where the upstream that drives the feed pump.
Partiendo de este punto y según el tamaño del digestor se colocan introducidas en el agua y dentro del digestor unas lamelas con una separación de veinte centímetros y con un ángulo de inclinación de cuarenta y cinco grados y una longitud de sesenta centímetros desde el punto de llenado o salida dejando estas lamelas con unos diez centímetros por fuera del agua.Starting from this point and according to the size of the digester are placed introduced into the water and into the digester some lamellae with a separation of twenty centimeters and with a tilt angle of forty-five degrees and a length of sixty centimeters from the point of filling or leaving leaving You lick them about ten centimeters out of the water.
En todo el perímetro del digestor se coloca un canal en forma de "U" agujereado en la parte inferior con agujeros de cinco milímetros y separados unos de otros por una distancia de diez centímetros por donde saldrá el agua hacia el exterior conducida toda a un punto donde se conecta un tubo de dos pulgadas que es el tubo de salida de agua depurada.On the entire perimeter of the digester a "U" shaped channel bored at the bottom with five millimeter holes and separated from each other by a distance of ten centimeters where the water will flow to the exterior driven all to a point where a two tube is connected inches which is the outlet pipe of purified water.
Por la parte exterior del tanque o digestor y en la parte mas alta se coloca un canal de treinta centímetros de ancho por cincuenta de profundidad en forma de "U" que forma parte del cierre hidráulico perimetral que junto con la tapa cierra herméticamente el digestor impidiendo la entrada de aire.On the outside of the tank or digester and in the highest part is placed a channel of thirty centimeters of width by fifty deep in a "U" shape that forms part of the perimeter hydraulic seal that together with the lid closes Hermetically the digester preventing the entry of air.
La tapa se construye en forma de cono dejando una salida para el gas que se forma en el interior, por la parte mas estrecha de este cono.The lid is constructed in a cone shape leaving a outlet for the gas that forms inside, for the most part Narrow of this cone.
El gas producido se extrae mediante una tubería conectada a una sóplate exhaustora que lo impulsa al gasómetro donde se almacena para su posterior consumo en la caldera de biogás. O se quema en una antorcha de gas.The gas produced is extracted through a pipe connected to an exhausting blower that drives it to the gasometer where it is stored for later consumption in the boiler of biogas Or it burns in a gas torch.
Esta tapa o tapas según el tamaño del digestor estarán construidas de forma que no tengan poros en las uniones por donde pueda salir el biogás. Se realizarán radiografías de las soldaduras y el material empleado para su construcción que será de acero inoxidable en la parte más ancha de estas tapas, que se prolongan longitudinalmente con un ala de cincuenta y cinco centímetros y que será la que se sumerja dentro del canal para conformar el cierre hidráulico.This lid or caps according to the size of the digester they will be constructed so that they do not have pores in the joints by Where can biogas come out. X-rays of the welds and the material used for its construction that will be stainless steel in the widest part of these caps, which extend longitudinally with a fifty-five wing centimeters and that will be the one that submerges inside the channel to Shape the hydraulic seal.
Cuando los digestores por su tamaño requieran varios cierres hidráulicos éstos estarán constituidos de la misma forma, pero solamente los canales de cierre se construirán elevados sobre la placa del techo que se construya en la parte superior del digestor. Teniendo estas tapas un diámetro de un metro por un metro.When digesters by size require several hydraulic closures these will be constituted of the same form, but only the closing channels will be built high on the roof plate that is built on top of the digester Having these caps a diameter of one meter per one subway.
El interior del canal de cierre se llena de agua y en la entrada o alimentación de este agua se pone un flotador que regula la entrada y los mantiene constantemente llenos de agua, evitando que se vacíen por evaporación.The inside of the closing channel is filled with water and in the entrance or feeding of this water a float is placed that regulates the entrance and keeps them constantly filled with water, preventing them from emptying by evaporation.
Siguiendo la figura número 1, puede observarse que la invención incorpora un digestor (1) metanogénico, dotado colateralmente de un cuadro de control y caldera de biogás en la zona opuesta incorpora un digestor hidrolítico y acidogénico (10), el cual dispone en su contexto de una salida de biogás (11), una salida de agua (12), un tanque de sólidos (13), una pieza constitutiva de la recirculación (14) de biosólidos, una balsa de homogeneización (15), una conducción (16) para la descarga de productos hacia el tanque de sólidos (13) y una entrada (17) de purines.Following figure number 1, it can be seen that the invention incorporates a methanogenic digester (1), provided collaterally of a control panel and biogas boiler in the Opposite zone incorporates a hydrolytic and acidogenic digester (10), which has in its context a biogas outlet (11), a water outlet (12), a solid tank (13), one piece constituting the recirculation (14) of biosolids, a raft of homogenization (15), a conduit (16) for the discharge of products to the solids tank (13) and an inlet (17) of slurry
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| ES2393772A1 (en) * | 2011-02-23 | 2012-12-27 | Julio Francisco VALDÉS GARCÍA | Equipment for biological deposition of wastewater. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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| US5630942A (en) * | 1996-05-29 | 1997-05-20 | Purification Industries International | Two phase anaerobic digestion process utilizing thermophilic, fixed growth bacteria |
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| ES2393772A1 (en) * | 2011-02-23 | 2012-12-27 | Julio Francisco VALDÉS GARCÍA | Equipment for biological deposition of wastewater. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
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